JP6914071B2 - 防草材及びそれの使用方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、除草剤の散布は、草を枯らすだけで、頻繁に散布する必要があり、抜本的な対策とはならない。また、セメントを含有する防草材を振り撒いて散水し、地面を被覆する方法も提案されているが、硬化までに時間を有し、雨などが降ると施工できず、さらに硬化前に流れてしまうという課題があった。さらに、初期凍害が生じたり、収縮ひび割れが生じるという課題があった。
特許文献1は、酸化マグネシウムと高炉スラグを主成分する雑草繁殖防止材を、地表面の土壌と混合し転圧して押し固め、その上に散水するため施工に労力を必要とし、初期強度発現性が低いため、施工後の降雨で流失し易く、繁殖期の雑草を抑草する効果が低下し易い。
特許文献2及び3も、特許文献1と同様の酸化マグネシウム系固化材であるため、初期強度発現性が低く、繁殖期の雑草を抑草する効果が低下し易い。さらに、これら酸化マグネシウム系抑草材全般に関する課題は、硬化時間が長いため、傾斜の強い法面では施工時の散水や降雨時に流されたりして一定の厚さにできない場合があり、さらに水溜りがある場所では硬化しない場合があった。また、初期強度発現性が低いため、貫通力の高いスギナ、ヨシ、笹、チガヤといった植物は貫通して繁茂しやすいことが挙げられる。
特許文献4は、焼却灰、スラグ、及び石炭灰の骨材を敷き詰め、その上にクロロプレン系ラテックス、エチレン酢酸ビニル共重合体系エマルジョン、及びアクリル系エマルジョン固化材を散布して固着することを特徴とする防草工法であり、セメントや塩基性物質を使わないため環境にやさしい防草材である。しかしながら、人力や重機で3〜20cmの厚さに敷き詰め、その上に均一にラテックスやエマルジョンを散布する必要があるため、多大な労力がかかった。また特許文献5に、セメント組成物に廃タイヤ粉砕ゴム粒子含むセメント硬化体が提案されているが、pHが12以上の強アルカリ性となり、周辺の植生への影響や六価クロムの溶出という課題があった。
さらに、本発明では、カルシウムアルミネート中に含まれるCaOやAl2O3以外の不純物が15質量%以下であることが初期強度発現性の観点から好ましく、10質量%以下であることがさらに好ましい。不純物が15質量%を超えると硬化時間が長くなり、低温時には固まらない場合がある。不純物の代表例としては酸化ケイ素があり、その他、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、酸化チタン、酸化鉄、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類金属ハロゲン化物、アルカリ金属硫酸塩、及びアルカリ土類金属硫酸塩等がCaOやAl2O3の一部に置換したものが挙げられるが、特に限定されるものでない。
ガラス化率χ(%)=100×(1−S/S0)
カルシウムアルミネートの粒度は、初期強度発現性の面で、ブレーン比表面積3000cm2/g以上が好ましく、5000cm2/g以上がより好ましい。ブレーン比表面積が3000cm2/g未満であると、硬化時間が長くなり、初期強度発現性が低下する場合がある。
石膏の粒度は、ブレーン比表面積で3000cm2/g以上が好ましく、5000cm2/g以上が初期強度発現性と、適正な作業時間が得られる点から好ましい。
石膏の使用量は、特に限定されるものではないが、カルシウムアルミネート100質量部に対して、50〜200質量部が好ましい。50質量部未満では、作業時間が取れなくなり、強度発現性が低下する場合がある。一方、200質量部を超えると作業時間は十分に取れるが、初期強度が得られない場合がある
本発明に使用するゴムチップの使用量は、カルシウムアルミネートと石膏と土壌の合計100質量部に対して、5〜15質量部が好ましい。5質量部未満では、耐凍害が低下する場合があり、一方、15質量部を超えてもさらなる効果が得られない場合がある。
γ−2CaO・SiO2は、2CaO・SiO2で表される化合物の中で、低温相として知られるものであり、高温相であるα−2CaO・SiO2やβ−2CaO・SiO2とは異なるものである。これらの化合物はいずれも2CaO・SiO2で同じ化学組成を有するが、結晶構造が異なる。セメントクリンカ中に存在する2CaO・SiO2は、β−2CaO・SiO2である。β−2CaO・SiO2は水硬性を有するが、γ−2CaO・SiO2は水硬性を持たず、大気中の二酸化炭素を吸収して硬化する特性がある。
カルシウムシリケートの粒度は、特に制限されないが、ブレーン比表面積3000cm2/g以上が好ましく、4,000〜8,000cm2/gがより好ましい。ブレーン比表面積が3,000cm2/g未満では、強度が充分に得られない場合がある。一方、8,000cm2/gを超えても更なる効果の増進が期待できない。
本発明で使用するカルシウムシリケートの使用量は、カルシウムアルミネートと石膏の合計100質量部に対して、50〜500質量部が好ましい。50質量部未満では、強度発現性が低下する場合がある。一方、500質量部を超えると作業時間が取れにくく、初期強度が得られない場合がある。
繊維類の使用量は、防草材100質量部に対して、0.05〜5質量部が好ましく、0.08〜2質量部がより好ましい。0.05質量部未満ではひび割れ抵抗性を向上させる効果が発揮されない場合があり、一方、5質量部を超えると粘性が高くなり作業性が悪くなる場合がある。繊維の長さは、コテ仕上げ面の美観の点から15mm以下が好ましい。
表1のカルシウムアルミネート100質量部に対して、石膏を100質量部、土壌を400質量部、凝結調整剤0.2質量部、カルシウムアルミネートと石膏と土壌の合計100質量部に対してゴムチップを7質量部加えて防草材を調製した。この防草材を型枠に敷設後、敷き詰めた防草材100質量部に対して、水を17質量部散水して試験体を作製した。硬化時間、圧縮強度、初期凍害抵抗性の測定を行った。結果を表1に示す。
また、比較として、普通セメントを用いたモルタルとマグネシア系固化材を調製した。モルタルの配合は、(社)セメント協会製標準砂と普通ポルトランドセメントの質量比を3/1としたドライモルタルを型枠に敷設し、水セメント比が50質量%となるように水を散水して防草材を調製した。マグネシア系固化材は、中国産マグネシウムを焼成した市販の酸化マグネシウム100質量部に対して、土壌を500質量部混合したものを型枠に敷設し、水を17質量部散水して防草材を調製した。
カルシウムアルミネート:炭酸カルシウムと酸化アルミニウムのCaO/Al2O3モル比を変え、さらにシリカを加えて1650℃で溶融、急冷してガラス化率を95%とし、粉砕してブレーン比表面積5000cm2/gとした。シリカ含有量を不純物含有量とした。
石膏A:天然無水石膏、ブレーン比表面積値5000cm2/g
土壌A:糸魚川産石灰砂、2.5mm篩下
ゴムチップA:廃タイヤ粉砕品1〜2mm、市販品
凝結調整剤:無水クエン酸ナトリウム、磐田化学工業社製
水:水道水
砂:(社)セメント協会製標準砂
マグネシア系固化材:中国産マグネシウムを焼成した市販の酸化マグネシウム
硬化時間:練混ぜた防草材を指で押してもへこまない時間を測定した。
圧縮強度:JISR5201の三連型枠に敷設し、敷設した防草材100質量部に対して17質量部の水を散水して供試体を作製した。養生方法は、20℃・相対湿度60%の環境下で気乾養生とし、材齢12時間と28日強度を測定した。
初期凍害抵抗性:20℃・相対湿度60%の環境下で圧縮強度と同様な方法で供試体を作製後、直ちに、−10℃の環境下で材齢7日まで養生した。その後材齢28日まで、20℃・相対湿度60%の環境下で気乾養生した後、圧縮強度を測定した。初期凍害抵抗性(%)は、比較として20℃・相対湿度60%の環境下で練混ぜ、気乾養生した供試体の28日圧縮強度に対する強度の割合とした。さらに、供試体表面のひび割れの有無を確認した。
表2に示すように、実験No.1-4のカルシウムアルミネート100質量部に対し、石膏の種類と使用量を変え、さらに、カルシウムアルミネートと石膏と土壌の合計100質量部に対し、ゴムチップの種類と使用量を変えたこと以外は実験例1と同様に実施した。結果を表2に示す。
カルシウムアルミネート:CaO/Al2O3モル比2.2、ガラス化率95%、不純物含有量3質量%、ブレーン比表面積値5000cm2
石膏B:半水石膏、市販品、ブレーン比表面積値4800cm2/g
ゴムチップB:廃タイヤ粉砕品0.6〜1mm、市販品
ゴムチップC:廃タイヤ粉砕品0.3〜0.6mm、市販品
ゴムチップD:廃タイヤ粉砕品0.1〜0.3mm、市販品
ゴムチップE:天然ゴム粉砕品0.1〜0.3mm、市販品
実験例1の実験No.1-4の防草材について、表3に示す割合でカルシウムアルミネートと石膏の合計100質量部に対してカルシウムシリケートの種類と使用量を変えたこと、並びに、土壌の種類と使用量を変えたこと以外は、実験例1と同様に実施した。結果を表3に示す。
カルシウムシリケートA:γ−2CaO・SiO2。試薬の炭酸カルシウム2モル及び二酸化ケイ素1モルを混合粉砕した後、電気炉で焼成し合成した。ブレーン比表面積値4000cm2/g。
カルシウムシリケート B:β−2CaO・SiO2試薬の炭酸カルシウム2モル及び二酸化ケイ素1モルを混合粉砕した後、電気炉で焼成し合成した。ブレーン比表面積値4000cm2/g。
土壌B:愛知県産真砂土、2.5mm篩下
実験例1の実験No.1-4の防草材について、表4に示す割合でカルシウムアルミネートと石膏の合計100質量部に対してセメント混和用ポリマーを使用したこと以外は、実験例1と同様に行い、乾燥収縮量(長さ変化率)の測定、並びに、防草・ひび割れ試験を行った。
また、比較として、実験例1で使用した普通セメントを用いたモルタル(実験No.1-8)、マグネシア系固化材(実験No.1-9)についても同様の試験を行った。
結果を表4に示す。
セメント混和用ポリマーA: SBR系エマルジョン、固形分濃度20%
セメント混和用ポリマーB:EVA系エマルジョン、固形分濃度20%
乾燥収縮量(長さ変化率):供試体は、各防草材の合計100質量部に対して水を17質量部散水し、JIS A 1129−3のモルタル及びコンクリートの長さ変化試験方法、ダイヤルゲージ法に準拠し、温度20℃、湿度60%の環境下で、材齢2日を基点として材齢28日の長さ変化率を測定した。
防草試験・ひび割れ試験:田畑に生い茂った雑草を予め長さ0.5cm以下に草刈機で草刈し、耕運機で田畑を耕し、その上に、芝生の種であるトールフェスク、ケンタッキーブルーグラス、ペレニアルライグラスの混合品を40g/m2撒き、足で踏みならして転圧した。その上に、各防草材を基礎面上に均一に厚み3cmで5m2敷設した後、各防草材の合計100質量部に対して水を17質量部散水し、180日後のひび割れの本数、防草材表面からの生えた芝の本数を測定した。
Claims (7)
- カルシウムアルミネート、ゴムチップ及び土壌を含有してなり、前記ゴムチップの粒度が0.1〜3mmである防草材。
- カルシウムアルミネート、ゴムチップ、石膏及び土壌を含有してなり、前記カルシウムアルミネートと前記石膏と前記土壌の合計100質量部に対して、前記ゴムチップを5〜15質量部含有する防草材。
- さらに、石膏を含有してなる請求項1に記載の防草材。
- さらに、カルシウムシリケートを含有してなる請求項1〜3のうちいずれか1項記載の防草材。
- カルシウムアルミネートが、CaO/Al2O3モル比1〜3、不純物15質量%以下である請求項1〜4のうちいずれか1項記載の防草材。
- さらに、セメント混和用ポリマーを含有してなる請求項1〜5のうちいずれか1項記載の防草材。
- 請求項1〜6のうちいずれか1項記載の防草材を、地面に敷き詰めてその上に散水して被覆することを特徴とする防草材の使用方法。
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