JP2009235742A - 土砂の供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】材料の確保が容易であり且つ資源の再利用にも寄与しながら、確実な自然崩壊を起こす事ができる自然崩壊型硬化体を用いた土砂の供給方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る土砂の供給方法は、水硬性結合材とカルシアクリンカー及び／又はカルシアクリンカー粉砕物とを有するセメント組成物、及び水を混合して、カルシアクリンカー及び／又はカルシアクリンカー粉砕物の膨張自壊性を維持した状態で硬化させた自然崩壊型硬化体を河川や海の水辺や水面下に設置し、河川や海の水にて土砂形状となるまで崩壊させて、河川や海の中に浸水させることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、予め硬化させた自然崩壊型セメント組成物を河川や海などの水辺や水面下に設置して経時に伴い崩壊させる土砂の供給方法に関するものである。

従来、護岸、消波、漁礁等に使用されるコンクリート製品である硬化体は、半永久的に硬化体として存続するため、周囲の環境を損ねることがある。

例えば、前記硬化体を水中にて使用した場合は、この硬化体表面の付着生物が年数の経過とともに剥がれ、有機物や浮泥が堆積する。そして、当該有機物により酸素消費量が多くなるため水中が貧酸素状態となり、魚貝類等には好ましくない環境となる。

一方、河川上流へのダムの建設や護岸の整備により、河川への土砂の供給が少なく、河川域での植物や生物が育成するための堆積土砂が少なくなっており、また海岸でも河川からの土砂の供給が少なく、堆積土砂が少ないため、潮流や波浪により砂が流出し、砂浜の後退や減少を招いている。このために、上記コンクリート製品の硬化体が消波用に使用されている。

そのような現状の中で、以下に示すような硬化体や当該硬化体の崩壊方法が提案されている。

例えば、海中における藻場を造成するため、アマモなどの海藻類を植栽し海底にブロックを沈める。そして、海藻類の地下茎が発達し地盤に十分に付着した後、自然に崩壊させることで、海中の自然環境および漁場環境に悪影響を与えないよう配慮している。（例えば、特許文献１参照）また同文献には、ポーラスコンクリートからなるブロックの製造において廃ガラス破砕品を混入しておくことでアルカリシリカ反応を誘発させ、その膨張作用によって当該硬化体であるブロックを崩壊させることが開示されている。

また、護岸ブロックなどの自然環境製品も、当該ブロックに植物を植生後、自然に崩壊する製品が求められており、重焼マグネシアを主成分とするセメント固化材を土壌に混和し固化し緩行性膨張作用により崩壊させる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
さらに、崩壊性を誘発させる手段としてアルカリ骨材反応を起こす反応性骨材の利用或いは有機物を加え低強度とする方法、並びに作成した硬化体をダムの下流域に設置しダムフラッシュ放流により崩壊させて河口や海辺に堆積土砂を還元させる方法も提案されている（例えば、特許文献３参照）。

他方、モルタルやコンクリートなどのセメント硬化体を化学的手段により短時間でかつ完全に崩壊させる方法として、低濃度（３〜３０％）のグリオキサール水溶液をセメント硬化体に接触させることにより崩壊させる方法も提案されている。（例えば、特許文献４参照）。
特開２００２−２９１３５９号公報 特開２００５−２９０１７２号公報 特開２００４−３５９５１１号公報 特開昭５３−１４９２１０号公報

しかし、特許文献１に記載の方法は、アルカリシリカ反応を誘発させる材料として廃ガラス破砕品を推奨しているが、原材料として確保可能な量は限られている。

また、特許文献２に記載の方法においては、崩壊性を誘発させるための材料に重焼マグネシアを推奨しているが、原材料として使用する場合、焼成する前の炭酸マグネシウム自体の価格が高価であり、さらにこれを１２００℃条件下で焼成する工程が必要となる。仮に重焼マグネシアを調達できたとしても、やはりコストがかかりすぎる。

さらに、特許文献３に記載の方法では、崩壊させるのに他からの外力が必要であり、後者の方法では反応性を有する材料を原材料として随時入手するのが困難であるという問題点がある。

加えて、特許文献４に記載の方法では、崩壊性を誘発させる方法としてグリオキサール水溶液（３〜３０％）を硬化体に接触させる方法をとっているが、一般にグリオキサールは４０％水溶液として市販されており、取り扱いが困難なものとなっている。

本発明は、このような不具合に着目したものであり、材料の確保が容易であり、確実な自然崩壊を起こす事ができる自然崩壊型硬化体並びに自然崩壊型硬化体を用いた土砂の供給方法を提供する。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。すなわち、本発明に係る土砂の供給方法は、水硬性結合材とカルシアクリンカー及び／又はカルシアクリンカー粉砕物とを有するセメント組成物、及び水を混合して、カルシアクリンカー及び／又はカルシアクリンカー粉砕物の膨張自壊性を維持した状態で硬化させた自然崩壊型硬化体を河川や海の水辺や水面下に設置する設置工程と、前記設置工程により設置した自然崩壊型硬化体が、河川や海の水にて土砂形状となるまで崩壊する崩壊工程と、前記崩壊工程により崩壊した土砂形状の自然崩壊型硬化体が、河川や海の中に浸水する浸水工程とを有することを特徴とする。

このような方法によれば、一般に材料の入手が容易であり、且つ通常のセメント硬化体の施工と略同じ手間で施工し得る自然崩壊型硬化体を採用する事により、あらゆる土砂不足の河川や海などの水辺に対して広く且つ好適に適用することができる。

また、骨材として、廃コンクリート殻、廃貝殻、廃瓦、廃ガラス、廃陶磁器、廃タイル、廃レンガから選ばれる少なくとも一種又は二種以上を混合してなる骨材を使用すれば、一度使用されたものを有効に再利用することができ、特に、廃コンクリート殻は水流に揉まれて、徐々に骨材に付着していたセメントペースト部分が剥がされ、コンクリートに再利用できる良質な骨材にもなり得る。

上述した自然崩壊型硬化体のカルシアクリンカー及び／又はカルシアクリンカー粉砕物は、好適なものとして、例えば材齢１４日以内で確実に自己崩壊させ得るものとするためには、前記セメント組成物が、カルシアクリンカー及び／又はカルシアクリンカー粉砕物の質量を６〜２０質量部としたものとすることが望ましい。

そして本発明に係る土砂の供給方法は、セメント組成物として、水硬性結合材の主成分が、ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、エコセメント、セメント系固化材等のセメント系材料を好適に用いることが可能である。

本発明に係る土砂の供給方法によれば、あらゆる土砂不足の河川や海などの水辺に対して広く且つ好適に適用することが可能となる。すなわちこのような方法によれば、一般に材料の入手が容易であり、且つ通常のセメント硬化体の施工と略同じ手間で施工し得る自然崩壊型硬化体を採用する事により、あらゆる土砂不足の河川や海などの水辺に対して広く且つ好適に適用することができる。また、骨材としては一度使用されたものを有効に再利用することができる。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係る土砂の供給方法に用いる自然崩壊型硬化体は、廃コンクリート殻、廃貝殻、廃瓦、廃ガラス、廃陶磁器、廃タイル、廃レンガから選ばれる少なくとも一種又は二種以上を混合してなる骨材、水硬性結合材とカルシアクリンカー及び／又はカルシアクリンカー粉砕物とを有するセメント組成物、及び水を混合して、カルシアクリンカー及び／又はカルシアクリンカー粉砕物の膨張自壊性を維持した状態で硬化させたものとしている。

そして具体的に説明すると、セメント組成物におけるカルシアクリンカー及び／又はカルシアクリンカー粉砕物の質量を６〜２０質量部としたものとしている。また、セメント組成物として、水硬性結合材の主成分が、ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、エコセメント、セメント系固化材等のセメント系材料を用いたものとしている。

ここで、本実施形態に係る自然崩壊型硬化体は、上記の範囲内であればＪＩＳ Ｒ ５２１０に基づいて作成した供試験体を材齢１４日までに自然崩壊を起こさせることが可能である。

このように、本実施形態に係る自然崩壊型硬化体であれば、一般に入手し易い材料を用いているので、材料の確保が容易である故に、容易且つ確実に製造することができ、且つ、材齢１４日までに自然崩壊を起こすことができる自然崩壊型硬化体を提供する事が可能となる。

しかして、本実施形態に係る土砂の供給方法、すなわち上述した自然崩壊型硬化体を用いて土砂を供給する方法について説明する。

まず、自然崩壊型硬化体である消波ブロックや漁礁を、当該消波ブロックや漁礁などを必要とする河川や海などの水辺や水面下に設置する（設置工程）。

設置された自然崩壊型硬化体が、河川や海の水と接触すると、自然崩壊型硬化体は、経時に伴って土砂形状となるまで徐々に崩壊する（崩壊工程）。

自然崩壊型硬化体の設置場所は、上述の通り河川や海などの水辺や水面下であるため、前記崩壊工程により崩壊した土砂形状の自然崩壊型硬化体は、自然と河川や海の中に浸水していく（浸水工程）。結果、人手を介さなくても河川や海に土砂を供給することとなる。このように河川などに浸水した自然崩壊型硬化体は、水流に揉まれて徐々に角が取れ丸い形状となっていく。

このように、本実施形態に係る土砂の供給方法であれば、一般に材料の入手が容易であり、且つ通常のセメント硬化体の施工と略同じ手間で施工し得る自然崩壊型硬化体を採用する事により、あらゆる土砂不足の河川や海などの水辺に対して広く且つ好適に適用させることができる。そして骨材として、廃コンクリート殻、廃貝殻、廃瓦、廃ガラス、廃陶磁器、廃タイル、廃レンガ等から選ばれる少なくとも一種又は二種以上を混合して設置しているので、これらの骨材を有効に再利用しながら、しかも河川や海に悪影響を及ぼさずに土砂を供給することとなる。特に、廃コンクリート殻は水流に揉まれて、徐々に骨材に付着していたセメントペースト部分が剥がされ、コンクリートに再利用できる良質な骨材にもなり得る。

以上、本発明の実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

例えば、上記実施形態では高性能ＡＥ減水剤などの混和剤や、結合材以外の混和材についての記載はしていないが、一般のセメント硬化体同様に本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様のものを適用する事ができる。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

以下に本発明の実施例を記すが、本発明は当該実施例に限定されるものではない。

上記実施形態に係る自然崩壊型硬化体を実施例、それ以外のものを比較例として以下のような試験を行った。
＜使用材料＞
セメント組成物として、ポルトランドセメント（住友大阪セメント（株）製早強ポルトラントセメント）及びカルシアクリンカー粉砕物（電気炉を用い１４５０℃で焼成、ＣａＯ：９４．８５％、Ｆｅ₂Ｏ₃：３．９２％、ブレーン比表面積１７００ｃｍ²／ｇ）を用いた。
砂は、ＪＩＳ Ｒ ５２１０に適合する標準砂、すなわち畦砂４号、５号及び６号を用いた。
＜モルタル配合及び実験方法＞
ＪＩＳ Ｒ ５２１０に従いセメント／標準砂比を１／３としたモルタルにより、寸法が４×４×１６ｃｍの供試体を作成した。養生はモルタルを型に流し込んだ２４時間後に脱型し、その後２０℃の水中にて養生した。
そして上記セメント材料の配合を適宜調整することにより、以下の表１に示す実施例１乃至３並びに比較例１乃至２に係る硬化体をそれぞれ作成した。

＜実験結果＞
同図にさらに崩壊材齢１日、７日及び１４日における各実施例並びに比較例の状況を示す。○印が崩壊していない状態。×印が崩壊している状態である。

以上のように、実施例１乃至３については全て材齢１４日には崩壊していた。一方比較例１については材齢１４日において未だ崩壊していなかった。比較例２については、脱型する際にひび割れが確認されたため、自己崩壊試験を行わなかった。

セメント組成物としてカルシアクリンカー粉砕物を６質量部含んだ実施例１は材齢１４日まで、１０質量部含んだ実施例２は材齢７日まで、１０質量部含んだ実施例３は材齢１日までの間に崩壊を起こしていた。

本発明に係る各実施例は材齢１４日までに崩壊を起こすことが明らかとなった。特にこれら実施例において、カルシアクリンカーの分量の違いにより崩壊するタイミングに差が出ることも明らかとなった。

このように、本実施例によれば、本発明は通常のセメント硬化体の施工と略同じ手間で施工し得る硬化体を用いて好適に自然崩壊させることによって、好適に土砂を供給し得るものであることが明らかとなった。

Claims (4)

1. 水硬性結合材とカルシアクリンカー及び／又はカルシアクリンカー粉砕物とを有するセメント組成物、及び水を混合して、カルシアクリンカー及び／又はカルシアクリンカー粉砕物の膨張自壊性を維持した状態で硬化させた自然崩壊型硬化体を河川や海の水辺や水面下に設置する設置工程と、
   前記設置工程により設置した自然崩壊型硬化体が、河川や海の水にて土砂形状となるまで崩壊する崩壊工程と、
   前記崩壊工程により崩壊した土砂形状の自然崩壊型硬化体が、河川や海の中に浸水する浸水工程とを有することを特徴とする土砂の供給方法。
2. 前記自然崩壊型硬化体を、廃コンクリート殻、廃貝殻、廃瓦、廃ガラス、廃陶磁器、廃タイル、廃レンガから選ばれる少なくとも一種又は二種以上を混合してなる骨材をさらに含んだものとしている請求項１記載の土砂の供給方法。
3. 前記セメント組成物が、カルシアクリンカー及び／又はカルシアクリンカー粉砕物の質量を６〜２０質量部としたものである請求項１又は２記載の土砂の供給方法。
4. 前記水硬性結合材の主成分が、ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、エコセメント、セメント系固化材等のセメント系材料である請求項１、２又は３記載の土砂の供給方法。