JP2003143944A

JP2003143944A - 植生基盤固化材

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Publication number: JP2003143944A
Application number: JP2001342040A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Uno; 良幸宇野; Heiichi Uno; 平一宇野
Original assignee: GIFU OYO SHIZAI KK
Current assignee: GIFU OYO SHIZAI KK
Priority date: 2001-11-07
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2003-05-20
Anticipated expiration: 2021-11-07
Also published as: JP3608164B2

Abstract

(57)【要約】【課題】道路や造成地等の法面保護と環境保全、及び土
木工事現場の最終景観向上を目的として、土と植栽物の
種を含む緑化材料とともに法面に吹付けできる植生基盤
固定材を提供すること。【解決手段】硫酸カルシウムと、アルミナ若しくはアル
ミナセメントを含む、ｐＨ８．０〜１０．０のものであ
り、必要に応じて、フライアッシュ、製紙スラッジ灰、
鉱滓、キラ、及び鋳物砂等の産廃土を混合したり、クエ
ン酸三ナトリウム又はショ糖が固化反応遅延剤として配
合されるところに構成特徴があり、法面２０の法面緑化
あるいは法面浸食防止を目的として、法面２０にガン吹
付することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産廃土等の有効利
用、道路や造成地等の法面保護と環境保全、及び土木工
事現場の最終景観の向上を目的として、種子や肥料等を
含む緑化材料とともに法面吹付けに使用される植生基盤
固化材に関するものである。

【０００２】ところで、本明細書において、”アルミ
ナ”とは、β−アルミナ（Ｎａ₂Ｏ・１１Ａｌ₂Ｏ₃を基
本としたもの）並びにγ−アルミナ（立方晶系スピネル
型のＡｌ₂Ｏ₃化合物）のことであり、三方晶系鋼玉型の
格子構造を持ったα−アルミナ（酸化アルミニウム：Ａ
ｌ₂Ｏ₃）は含まないものと定義する。α−アルミナは
水に溶けないからである。γ−アルミナは格子定数αが
０．７７〜０．８１ｎｍの間にあり、化学反応性が高
く、水に溶けて両性を示すものである。なお、β−アル
ミナ並びにγ−アルミナのいずれかを主たる成分として
含有するものも使用可とする。

【０００３】

【従来の技術】従来、道路脇の傾斜面等の面保護のため
に、この面を緑化することが行われている。面の保護方
法としては、モルタル吹付けによる表面の固化等もある
が、モルタルの劣化による破壊、落下等が生じる危険性
があり、緑化に劣る。また、周囲環境に対する影響、景
観等の点からも緑化の方が断然勝っており、面保護のた
めに緑化帯を設ける場合が多くなってきている。

【０００４】この緑化には各種の工法が提案されている
が、通常、繊維に種子を混合して吹き付ける種子吹き、
バーク堆肥のみを吹き付けるバーク吹き、及び、水、
土、バーク堆肥、肥料、緑化用植物（例えば、芝）の種
子、及び固化材などを混練して泥状となしコンプレッサ
ーで法面に吹き付ける客土吹きが行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記種子吹き
とバーク吹きのように単に土壌と種子だけを吹き付けて
も、種子を法面上に固定できない。特に種子が法面に定
着する前に雨が降った場合には、土壌とともに種子が流
失するために吹付け作業をやり直さなければならないと
いう問題点があった。

【０００６】一方、客土吹きは、土が配合されている
分、種子吹きやバーク吹きよりも発芽率，定着率におい
て良好であるものの、通常、固化材として有機系高分子
樹脂を使用しているので、つぎの問題がある。

【０００７】固化材は一種の接着剤であり、微細な土
壌粒子を接着させて団粒化させるものである。法面に土
を活着させるものもこの接着剤の作用であるが、吹付け
後、接着剤が乾いて土壌を安定させるまでに、平均して
３日間程度の時間を要する。安定化するまでは水に弱
く、雨等が降ると吹付け面全体が流亡してしまうことに
なる。

【０００８】雨に流させずに活着した土壌は、有機系
高分子樹脂の硬化物の硬度が高く、硬化時に法面全体に
亀裂が入り、この亀裂の間からしか植栽物の種子は発芽
できない。すなわち、法面全面にわたり発芽させた状況
になりえない。

【０００９】固化して安定化するまでに３日間程度の
時間を要するために、吹付けた客土を法面に固定させる
手段が必要である。そのため、一般的には、ラス網と呼
ばれるネットを吹付け面全体を覆うように張っておくこ
とが必要になる。

【００１０】岩盤への客土吹付け等する場合には、植
栽物の根が伸長することを考慮して、要求される吹付け
厚が１〜５ｃｍの厚さとなるように吹付けることになる
が、安定化するまでに時間を要し、この間土やバーク堆
肥等の重量を支持できないため、一気に要求する厚さと
なるように吹付けることはできない。そのため、１〜
１．５ｃｍ厚で、２度吹きしたり度吹きすることが必要
になる。

【００１１】例えば吹付け施工した面が積雪の下に閉
じ込められる場合、固化材による土壌の団粒化や活着は
その接着性能に依存するから、その接着成分が凍上劣化
し、春の雪解け時には既に土壌粒子をつなぎ止められ
ず、当初の微細な土壌粒子に戻った表土が雪解けと共に
流亡してしまう。

【００１２】高分子系樹脂という固化材の性格から、
法面表面に吹付けられた厚さ数ｃｍの表土部分は本物の
表土でなく、土が混ぜ込まれたある種のプラスチック状
であって本来の表土を形成していないために、恒久的に
緑化するという観点からはその目的を充分に達すること
ができない。

【００１３】一方、特開平８−２３７６６号公報には、
フライアッシュ等の粒状の無機材からなる焼却灰と、カ
ルシウム化合物と、酸性物質とを含む植生基盤固化材が
提案されており、特開平１０−３６８３６号公報には、
産廃土等、ポルトランドセメント、硫酸アルミニウム、
硫酸カルシウム、二酸化ケイ素、硫酸ナトリウム、酸化
マグネシウムを均一に配合混合した酸性植生基盤固化材
が提案されている。

【００１４】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
のであって、その目的は、産廃土等の有効利用、道路や
造成地等の法面保護と環境保全、及び土木工事現場の最
終景観向上を目的として、土と植栽物の種を含む緑化材
料とともに法面に吹付けできるアルカリ性植生基盤固定
材を提供せんとするものであり、これを使用した法面緑
化方法の提供は他の目的とするところである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が採った手段は、請求項１の発明は、植物の種
子、土壌、水と混合した後、混合物を地面上に散布し、
散布地面を緑化するために使用される植生基盤固化材で
あって、硫酸カルシウム７０〜５０重量部と、アルミナ
若しくはアルミナセメントのいずれか一方３０〜５０重
量部とを含む植生基盤固化材を、その要旨とするもので
ある。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１の植生基盤固
化材おいて、前記植生基盤固化材４０〜６０重量部に対
して、フライアッシュ、製紙スラッジ灰、鉱滓、キラ、
及び鋳物砂を含む産廃土群より選ばれた１種又２以上の
混合物を６０〜４０重量部の割合で配合してなるもの
を、その要旨とするものである。

【００１７】請求項３の発明は、請求項１又は２の植生
基盤固化材おいて、そのｐＨが８．０〜１０．０の範囲
に調整されているものを、その要旨とするものである。

【００１８】請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれ
かの植生基盤固化材において、前記植生基盤固化材１０
０重量部に対して、クエン酸三ナトリウム又はショ糖を
固化反応遅延剤として０．０５〜０．５重量部の割合に
配合してなるものを、その要旨とするものである。

【００１９】請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれ
かの植生基盤固化材において、当該植生基盤固化材を、
緑化資材に対して、０．５〜５容積％の割合で混合した
後、所望する所定量の水を加えてなるものを、その要旨
とするものである。

【００２０】なお、各請求項の発明に係る植生基盤固化
材において、例えば六価クロム含有量が０．０５ｍｇ／
Ｌ以下であり且つ他の重金属類含有量もまた法規制値を
満足するものであることは無論のことである。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の植生基盤固化材は、特
に、硫酸カルシウム自体で硬化する特性、アルミナ
若しくはアルミナセメント中の酸化アルミニウムを加水
分解させ水和ゲル化させることによって生成する編み目
構造をもった水酸化アルミニウム水和ゲルの強い吸着特
性、並びに、他の電解質や粘土質、ケイ酸塩あるいは産
廃土等を、緩い粒子間結合により抱き込み凝集して団粒
化するという凝集特性、水や土等と混合され吹付けノ
ズルから噴射される段階では運動エネルギーを得てゾル
状であり法面上では運動エネルギーを失って直ちにゲル
化するというチクソトロピー特性、を相乗的に作用させ
るところに構成特徴がある。

【００２２】アルミナに水を加えると溶け水酸化アルミ
ニウム水和物ゲルが生成する。このゲル体は強い吸着特
性を有しているため、様々な無機化合物や粘土質、土壌
等を抱き込み、緩い粒子間結合によって凝集し全体が粒
子化するという特性がある。

【００２３】硫酸カルシウムは、硫酸カルシウムの０．
５水和物のことであり、密度が２．７６ｇ／ｃｍ³のα
型と、密度が２．６２〜２．６４ｇ／ｃｍ³のβ型があ
り、いずれも使用でき、水を吸収して二水和物に戻る性
質がある。水を加えてかき混ぜると発熱し、体積を増し
て固化する。これは、溶解度の大きいβ型が溶解して二
水和物として再結晶し、微結晶同士が絡み合って繊維状
の組織を有するものに硬化するためである。

【００２４】また、アルミナと硫酸カルシウムの混合物
にを加えると、水和反応によって、網目状エトリンガイ
ト（３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・３ＣａＳＯ₄．３２Ｈ₂Ｏ）が
生成する。この際に、混合されている土壌等や地面側の
土も若干取り込まれるため、各種物質が複雑に関係しあ
って、種々の固化反応を土壌等を取り込みながら地面上
に網目状となるため、種子などを保持したままの状態で
緑化地面上に強固に固定できる。すなわち、吹付け作業
の後、すぐに雨が降っても吹付け面の流亡は非常に少な
く、法面土壌とともに硬化させることができ、法面上に
堅牢な植生基盤を形成でき、法面の緑化を効果的に行う
ことができる。

【００２５】エトリンガイトの生成に当たって水和反応
により、水を消費する。この際に、フライアッシュ、製
紙スラッジ焼却灰、鉱滓、キラ、及び鋳物砂等の産廃土
が配合されていると、これらの中に含まれるアルミニウ
ムが水酸化アルミニウム水和物ゲルになるとともに、硫
酸カルシウムと速やかに反応して上記網目状エトリンガ
イトを生成させることができ、産廃土の有効利用が図れ
る。

【００２６】また、例えば煤煙脱硫時に生成する消石灰
を配合すると、エトリンガイド結晶の生成や植栽物の発
芽に好適なアルカリ条件（ｐＨ８．０〜１０．０）を維
持することができ、エトリンガイド生成反応の活性化、
硬化速度の調整、急傾斜角法面への活着増大、吹付面の
硬度高揚などが図れるようになる。

【００２７】緑化材料には、植生基盤固化材が、０．５
〜５容積％の割合で配合され、ついで所望量の水が加え
られる。緑化材料に、植生基盤固化材が０．５容積％以
下の割合で配合されると、硬化し難くなり、５容積％以
上の割合で配合されると、ｐＨが上昇するとか、硬化物
が硬くなり過ぎて発芽しない等の問題が生じる。

【００２８】ところで、飽和量を越えた水分は、三次元
的立体構造のうちミクロな網目を浸透若しくはミクロな
網目を介して排水されることになるため、保水性のみな
らず透水性にも優れる。加えて、表土全体が優れた通気
特性を備えることになるから、特には土壌中の好気性菌
群を活性化し、曳いては窒素固定反応を高揚させること
ができる。つまり、緑化の対象土壌が仮に痩せた土壌で
あったとしても、三大栄養素を添加しさえすれば、恒久
緑化に必要な栄養供給ができる。

【００２９】活着した土壌塊には、肥料，種子の他、前
述した様々な無機薬品類が同時混合されており、活着後
にアッシュ成分，カルシウム，アルミニウム，シリカ等
の成分が相互に反応し、更に硫酸塩とアルカリ成分によ
る刺激が加わり、エトリンガイト等が絡み合って三次元
的立体構造を生成し、土壌粒子を巻き込んだ本当の団粒
化が起こる。すなわち、接着成分による土壌粒子の接着
による団粒化だけでなく、無機物質の水和物から構成さ
れた団粒化が起き、また、その内部には同時混合した肥
料成分が内包されており、それが徐々に浸み出てくるの
で、良好な保肥性も確保できる。

【００３０】また、上述した各植生基盤固化材全量に対
して、クエン酸三ナトリウム又はショ糖が０．０．５〜
０．５％の割合で配合すると、硬化反応遅延剤として機
能するから、硬化反応時間の調整ができる。

【００３１】つぎに、チクソトロピー特性とは、例えば
静置している間にある種の構造を作って流動し難くなっ
ており、これを例えば振動すると前記構造が壊れ、流動
性を増すために流れやすくなる現象のことである。すな
わち、このチクソトロピー的回復をできるだけ早くする
ことによって、つまり、タンク内部水や土等と共に撹拌
されたり、またコンプレッサーで吹付けられノズルから
放射される段階では、運動エネルギーを得てゾルであ
り、法面に固着することで運動エネルギーが奪われ直ち
にゲル化する、ということになる。アルミナが水酸化ア
ルミニウムゾルとなり、そこに硫酸ナトリウムの電解質
が添加されて凝固する現象等が、代表的に見られるチク
ソトロピーの例である。

【００３２】これらの代表的チクソトロピー物質が全て
同一のタンク内で混合させるとそれ自体が単発でも起こ
るチクソトロピー特性を有しているので、同時に複合効
果によってチクソトロピー的回復を速める作用が発生す
る。この急速かつ驚異的なゲル化が、様々な傾斜角の法
面への確実な活着性をもたらし、ラス網なしの施工を可
能にしているのである。同時に、このゲル化した土壌塊
は、活着後の雨水は吸収し難いため、事後の降雨や、雨
中の施工時においても流失し難い性格として付加される
のである。

【００３３】なお、例えば肥料，種子等の植栽資材を含
まない基盤材料と、本発明の固化材との混合物を法面な
どに吹き付けると法面の浸食防止ができる。すなわち、
基盤の浸食防止材としても使用できる。

【００３４】

【実施例】本発明を実施例に基いてさらに詳細に説明す
るが、これは代表的なものを示したものであり、その要
旨を越えない限り、以下の実施例によって本発明が限定
されるものではない。

【００３５】第１実施例の植生基盤固化材は、硫酸カル
シウム７０〜５０重量部と、β−アルミナ（若しくはγ
−アルミナ）３０〜５０重量部とを混合し、そのｐＨが
８．０〜１０．０の範囲にあるものである。

【００３６】第２実施例の植生基盤固化材は、第１実施
例の植生基盤固化材４０〜６０重量部と、フライアッシ
ュ、製紙スラッジ灰、鉱滓、キラ、及び鋳物砂を含む産
廃土の群から選ばれた１種又２以上の混合物６０〜４０
重量部の割合で混合し、そのｐＨが８．０〜１０．０の
範囲にあるものである。

【００３７】なお、第２実施例の植生基盤固化材を使用
すると、フライアッシュまたは製紙パルプ灰などの産廃
土は、その多孔質（ポーラス）の表面によって土壌中の
水分を急速に吸収すると共に固化が開始される。硫酸カ
ルシウムはフライアッシュ等の固化反応を一層促進する
作用がある。

【００３８】第３実施例の植生基盤固化材は、第１また
は第２実施例の植生基盤固化材１００重量部に対して、
クエン酸三ナトリウム又はショ糖を固化反応遅延剤とし
て０．０５〜０．５重量部の割合に混合し、そのｐＨが
８．０〜１０．０の範囲に調整したものである。

【００３９】つぎに、各実施例の植生基盤固化材を使用
した、客土吹付工法とガン吹付工法による法面緑化
工法について説明する。

【００４０】［客土吹付工法］まず、タンク内に、第１
実施例の植生基盤固化材、種子、客土用の土、バーク堆
肥、化成肥料などを投入すると共に適量の水を添加し、
機械攪拌してこれらの混合物を得た後、ポンプにより、
緑化対象地面上に散布する。吹付け混合物の厚みは、１
〜５ｃｍ程度とする。

【００４１】［ガン吹付工法］ついで、ガン吹付工法に
ついて図面を参照して説明する。

【００４２】図１において、植生基盤材、種子、肥料、
浸食防止材、その他材料は、コンベヤ１に積載されてモ
ルタルガン機２に運ばれる。このモルタルガン機２は容
量２００〜３００Ｌのタンクを有しており、ここで植生
基盤材、種子、肥料、侵食防止材等は混合される。含水
率は６０％以下である。

【００４３】混合された植生基盤材等は、発電機３によ
り駆動されたコンプレッサ４により加圧されてホース５
内に圧送される。このホース５の先端部には吐出ノズル
１０が取付けられている。この吐出ノズル１０は、図２
に示すように、中央の混合部１１を挟んで、一方にホー
ス５に接続される接続部１２が設けられ、他方に吹付部
１３が設けられている。接続部１２の内周部１２ａを前
記植生基盤材等が通過する。

【００４４】混合部１１は二重構造になっており、内周
部１２ａの外側に同心状に中空部１１ａが形成されてい
る。また、この中空部１１ａから内周部１２ａに連通す
る放射状の複数個の孔１１ｂが形成されている。

【００４５】動力噴霧器１４は、発電機３により駆動さ
れ水槽１５から供給された水を５〜７気圧に加圧して混
合部１１に取着されたエルボ１６を介して中空部１１ａ
に供給する。この水は、孔１１ｂを通して矢印方向に内
周部１２ａに吹付けられ、ここを通過する植生基盤材等
に混合されて、吹付部１３から法面２０に吹付けられ
る。

【００４６】上記各実施例の植生基盤固化材を使用して
客土吹付工法並びにガン吹付工法にて法面緑化を行った
ところ、網目構造になるため、吹付け全面から発芽が得
られ、さらに、固着力が非常につよいため、いずれの場
合でも、従来の吹付けの際に使用していたラス網が不要
となった。例えば傾斜３０度の法面に対し、ラス網なし
の吹付けを行い一切流れ落ちないことが確認できた。

【００４７】さらに、緑化吹付けの面の形成は、土粒子
そのものを巻き込んだ水和反応によって、エトリンガイ
ト等の鉱物質硬化物を作り上げることに起因している。
この鉱物質硬化物は、微細土粒子そのものを核として形
成された鉱物質団粒化である。そこで、団粒化された鉱
物質はその能力一杯の水を保持する。この保水効果が発
芽を促進させ、さらにその後の雨を長時間保持すること
によって、植物の成長を助け、いつも青々とした緑化面
を維持することができる。非常に効果的に緑化できた。
例えば、施工終了後、１時間程度経過した場合、通常の
雨では吹付けられた客土が一切流亡しなかった。

【００４８】また、これら鉱物質生成物は蔦が絡み合う
ように生成されるため、ミクロ的には施工面に微細なネ
ットの層が何層にも重なり合うような状態になる。この
ため、土壌の通気性が何時までも保たれ、水と空気とい
う植物が必要とする条件を常に保つことができる。

【００４９】さらにまた、施工時にはバーク堆肥などの
肥料を一緒に混合されて吹付けられ、これが団粒化した
大きな粒子中に取り込まれるため肥料そのものの保持力
が非常に大きくなる。さらに、通気性がよいため、透水
性もよく、つねに適度の水分を保持し、通気性と透水性
に優れたた施工面を実現することができる。

【００５０】なお、上記各実施例の植生基盤固化材にお
いて、当該アルミナに代えて、アルミン酸カルシウムを
主成分とするアルミナセメントを使用しても、以下と同
様に取扱いできかつ同様の作用効果を得ることができ
る。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る植生
基盤固化材によれば、土壌、水等と混合した場合、水和
反応等によって、エトリンガイトを生成し、これによっ
て吹付け土壌等を地面上に保持する。従って、吹付け作
業の後、すぐに雨が降っても吹付け面の流亡は非常に少
なく、地面の緑化を効果的に行うことができる。特に、
本発明では、植生基盤固化材のｐＨがアルカリ性である
ため、エトリンガイトの生成能力が高く、緑化吹付け資
材の成分として非常に好ましい。

【００５２】また、硫酸カルシウムを利用することによ
って、カルシウムを補充できると共に、硫酸カルシウム
自体にも固化能力があるため、固化反応を促進できる。

【００５３】また、種子、土壌、水および上述のような
緑化吹付け資材を混合した後、この混合物を地面上に散
布し、散布地面を効果的に緑化することができるとい
う、実効性に優れた植生基盤固化材として提供できるの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の植生基盤固化材を使用したガ
ン吹付工法を概略的に説明するための模式概略図であ
る。

【図２】図２（ａ）は、図１における吐出ノズルの側面
図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿っ
た断面図である。

【符号の説明】

１…コンベヤ 2…モルタルガン機 3…発電機４…コンプレッサ５…ホース１０…吐出ノズル１１…混合部１１ａ…中空部１１ｂ…孔１２…接続部１２ａ…内周部１３…吹付部１４…動力噴霧器１５…水槽１６…エルボ２０…法面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】植物の種子、土壌、水と混合した後、混
合物を地面上に散布し、散布地面を緑化するために使用
される植生基盤固化材であって、硫酸カルシウム７０〜５０重量部と、アルミナ若しくは
アルミナセメントのいずれか３０〜５０重量部を含むこ
とを特徴とする植生基盤固化材。
【請求項２】前記植生基盤固化材４０〜６０重量部に対
して、フライアッシュ、製紙スラッジ灰、鉱滓、キラ、
及び鋳物砂を含む産廃土群より選ばれた１種又２以上の
混合物を６０〜４０重量部の割合で配合してなることを
特徴とする請求項１記載の植生基盤固化材。
【請求項３】ｐＨが、８．０〜１０．０の範囲に調整さ
れていることを特徴とする請求項１又は２に記載の植生
基盤固化材。
【請求項４】前記植生基盤固化材１００重量部に対し
て、クエン酸三ナトリウム又はショ糖を固化反応遅延剤
として０．０５〜０．５重量部の割合に配合してなるこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の植生基
盤固化材。
【請求項５】前記植生基盤固化材を、緑化資材に対し
て、０．５〜５容積％の割合に混合した後、所望する所
定量の水を加えてなることを特徴とする請求項１〜４の
いずれかに記載の植生基盤固化材。