JP2010076970A - 土砂供給用硬化体及び土砂の供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】セメントの使用量を抑えながら環境に影響を与えずに土砂を供給する方法を提供する。
【解決手段】土砂供給用硬化体Ａの収容部２に土砂Ｄを収容する収容工程と、収容工程により土砂Ｄを収容した土砂供給用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、設置工程により設置した土砂供給用硬化体に設け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、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、土砂Ｄとともに河川や海の中に浸水する浸水工程とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、河川、海域の水辺や水面下に設置され、適当な日数が経過した後、自然に崩壊する自然崩壊型硬化体を利用した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、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が提案されている。（例えば、特許文献１参照）
また、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。

当該ブロックは、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２参照）
更に、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３参照）。
特開昭５３−１４９２１０号公報 特開２００２−２９１３５９号公報 特開２００５−２９０１７２号公報

しかし、特許文献１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、取り扱いによっては危険を伴う場合がある。

更に、特許文献２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３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。

そして、セメント硬化体はアルカリ性を呈するため、河川や海などの水辺や水面下に設置する場合に、水量が少ない箇所に設置すれば周辺の水のｐＨの上昇も大きくなってしまうこととなる。またセメント製造時には二酸化炭素の発生が伴っていることも鑑みれば、上述した課題を、セメントの使用量を抑えながら実現する方策が望まれている。

本発明は上記の点に着目してなされたものであり、セメントの使用量を抑えながら環境に影響を与えずに土砂を供給するためのものである。

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、本発明に係る土砂供給用硬化体は、河川や海など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自然崩壊することによって土砂を供給するためのものであって、内部に土砂やコンクリートなどを収容し得る収容部と、当該収容部を囲む外壁の一部又は全てが自然崩壊型硬化体からなる本体部とを具備することを特徴とする。

ここで、エコセメントとは、ＪＩＳ Ｒ ５２１４に規定されているセメントを示すものとする。

このようなものであれば、土砂を供給するために必要なセメントは、本体部を形成するに足る量のみに抑えることができる。そのため、全てを硬化体として水辺や水面下に設置する場合に比べて周辺の水のｐＨの上昇を抑えるのみならず、セメント使用量の抑制により本発明に関わるセメント製造時の二酸化炭素の排出量をも有効に抑えることが可能となる。

また上述の自然崩壊型硬化体を、少なくとも膨張自壊性を有する転炉スラグを備え、当該転炉スラグの膨張自壊性を維持した状態で硬化させたものとすれば、使用用途が限られていた転炉スラグを、自然崩壊の膨張成分として有効に利用することができる。当該転炉スラグは、膨張成分として取り扱い性に優れており、更には、製鉄工程において大量に発生する副産物である転炉スラグを用いるため、硬化体製作に係る他の資材の使用を有効に削減することができる。その結果として硬化体製作のコストを減少させることも可能となる。

一方、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ためには、自然崩壊型硬化体を、２質量部以上２５質量部未満のアルミナセメント質量に対し、ポルトランドセメント及び／又はエコセメントの質量は２倍以上、且つ、無水換算した石膏の質量は１．５倍以上であるセメント組成物と水とを混合して硬化させたものとすることが望ましい。

また同じく、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方法としては、自然崩壊型硬化体を、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自己崩壊性を維持した状態で硬化させたものとしたものを挙げることができる。

また、セメント硬化体に用いる骨材として、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。

そして、斯かる土砂供給用硬化体において自然崩壊する時期が河川や海などの水辺や水面下に設置する前であったり、設置時に崩壊したりするといった不具合を有効に回避する方法としては、自然崩壊型硬化体を、補強材を含んでいるものものとする方策を挙げることができ、自然崩壊した際に当該補強材が環境を汚染するといったことを回避するためには、当該補強材を生分解プラスチックとすることが好ましい。

そして本発明に係る土砂の供給方法は、上述した土砂供給用硬化体の収容部に土砂やコンクリートなどを収容する収容工程と、収容工程により土砂を収容した土砂供給用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、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、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。

斯かる方法を採用することにより、特別な作業を行うことなく土砂不足の河川や海に対して土砂の好適に供給することができる。すなわち、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。

本発明の土砂供給用硬化体によれば、土砂を供給するために必要なセメントは、本体部を形成するに足る量のみに抑えることができる。そのため、全てを硬化体として水辺や水面下に設置する場合に比べて周辺の水のｐＨの上昇を抑えるのみならず、セメント使用量の抑制により本発明に関わるセメント製造時の二酸化炭素の排出量をも有効に抑えることが可能となる。また本発明の土砂の供給方法によれば、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。

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供給用硬化体Ａは、図１乃至３に示すように、河川や海などの水辺や水面下に設置し、河川や海の水にて土砂Ｄ形状となるまで自然崩壊することによって土砂Ｄを供給するためのものであり主としてセメント硬化体からなるものである。

ここで本実施形態に係る土砂供給用硬化体Ａは、内部に土砂Ｄやコンクリートなどを収容し得る収容部２と、当該収容部２を囲む外壁１０の一部又は全てが自然崩壊型硬化体１０ａからなる本体部１とを具備するものである。

そして本実施形態に係る土砂Ｄの供給方法はこの土砂供給用硬化体Ａの収容部２に土砂Ｄやコンクリートなどを収容する収容工程と、収容工程により土砂Ｄを収容した土砂供給用硬化体Ａを河川や海の水辺や水面下に設置する設置工程と、設置工程により設置した自然崩壊型硬化体１０ａが、河川や海の水にて土砂Ｄ形状となるまで崩壊する崩壊工程と、崩壊工程により崩壊した土砂Ｄ形状の自然崩壊型硬化体１０ａが、河川や海の中に浸水する浸水工程とを有するものである。

以下、土砂供給用硬化体Ａの構成について、図１乃至図３に示して説明する。

本体部１は、本実施形態では底面そして側方４面をセメント硬化体によって形成した外壁１０を主体とするものであり、当該外壁１０は後に詳述する自然崩壊型硬化体１０ａからなるものである。そして本体部１は上側に開口部１１を設けることによって土砂Ｄを上方から収容部２へと搬入・収容し得るものとしている。また外壁１０は、少なくともセメントと水と骨材とを含んでなるものであるが、骨材としては通常使用される粗骨材、細骨材といった骨材の他に、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であってもよい。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。

自然崩壊型硬化体１０ａは、本実施形態では設置工程に耐え得る強度を十分に担保させるために、補強材ｆを含んだものとしている。具体的には、補強材ｆとして、浸水工程を経た後に分解され得る生分解性プラスチックを適用している。

収容部２は、上記本体部１によって側方と下方を閉鎖された空間であり、本実施形態ではこの収容部２に土砂Ｄを収容した状態で図１に示すような河川や海などの水辺や水面下に設置される。また当該収容部２は本体部１に設けた開口によって上側略全域を開放された形状となっているが、勿論本体部１が図示しない頂壁を有したものであれば一部のみ開放した形状や或いは完全に密閉された状態となり、設置時の水質の悪化をより有効に抑制することが可能となる。

また図３に示すように、外壁１０を、通常のセメント硬化体１０ｂと、自然崩壊型硬化体１０ａとによって形成した土砂供給用硬化体Ｂとしても良い。このようなものであれば、本体部１の外壁１０のうち、自然崩壊型硬化体１０ａのみが崩壊して収容部２に収容した土砂Ｄとともに供給されることとなり、図示のコの字状に残された通常のセメント硬化体１０ｂは後に回収することとしても、そのまま設置しておくものとしても良い。

そして本実施形態では上述の通り、本体部１の壁体の一部又は全部に自然崩壊型硬化体１０ａを用いたものとなっているが、斯かる自然崩壊型硬化体１０ａとしては、以下のものを挙げることができる。

すなわち、本実施形態に係る土砂供給用硬化体Ａを構成する自然崩壊型硬化体１０ａとしてはまず、少なくとも膨張自壊性を有する転炉スラグを備え、当該転炉スラグの膨張自壊性を維持した状態で硬化させたものを挙げることができる。具体的には、少なくとも転炉スラグと、当該転炉スラグを結合するセメントを主成分とする結合体とを、転炉スラグの膨張自壊性を維持した状態で混合して硬化させた自然崩壊型セメント硬化体である。

また、２質量部以上２５質量部未満のアルミナセメント質量に対し、ポルトランドセメント及び／又はエコセメントの質量は２倍以上、且つ、無水換算した石膏の質量は１．５倍以上であるセメント組成物と水とを混合して硬化させたものを挙げることができる。

また或いは、本実施形態に適用し得る自然崩壊型硬化体１０ａとして、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自己崩壊性を維持した状態で硬化させたものを挙げることができる。

次に、上述した自然崩壊型硬化体１０ａを有する土砂供給用硬化体Ａを用いて土砂Ｄを供給する方法について説明する。

まず、土砂供給用硬化体Ａを設置する前に、収容部２に土砂Ｄを収容しておく（収容工程）。ここで本実施形態では収容部２に収容するものとして土砂Ｄを図示しているが、勿論狭義の土砂Ｄに限られることはない。すなわち、廃コンクリートが混ざったものや廃コンクリートそのもの、その他廃貝殻、廃瓦、廃ガラス、廃陶磁器、廃タイル、廃レンガ等を収容しても構わない。

そして図１に示すように、収容部２に土砂Ｄを収容した土砂供給用硬化体Ａを、河川や海などの水辺や水面下に設置する（設置工程）。

設置された土砂供給用硬化体Ａにおいて自然崩壊型硬化体１０ａは、何れの構成のものにおいても、経時に伴って自己崩壊を起こすことにより、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１０ａ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、崩壊工程により崩壊した土砂形状の自然崩壊型硬化体１０ａは、収容部２に収容した土砂Ｄとともに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Ｄ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１０ａは、土砂Ｄとともに水流に揉まれて徐々に角が取れ丸い形状となっていく。

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、上記実施形態では本体部の形状を円柱状及び直方体形状のものを採用したが、その他種々の形状を適用することが可能である。また本体部を構成する自然崩壊型硬化体は１種類のものに限られることはなく、例えば崩壊する材齢のことなる自然崩壊型硬化体を単一の本体部に２種類以上適用したものであれば、崩壊させる方向や形状を制御することができる。

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。

本発明の一実施形態に係る土砂の供給方法を示す外観図。 本発明の一実施形態に係る土砂供給用硬化体を示す説明図。 同実施形態に係る他の土砂供給用硬化体を示す説明図。

符号の説明

Ａ、Ｂ…土砂供給用硬化体
１…本体部
１０…外壁
１０ａ…自然崩壊型硬化体
２…収容部
Ｄ…土砂

Claims (8)

1. 河川や海など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自然崩壊することによって土砂を供給するためのセメント硬化体であって、
   内部に土砂やコンクリートなどを収容し得る収容部と、当該収容部を囲む外壁の一部又は全てが自然崩壊型硬化体からなる本体部とを具備することを特徴とする土砂供給用硬化体。
2. 前記自然崩壊型硬化体が、少なくとも膨張自壊性を有する転炉スラグを備え、当該転炉スラグの膨張自壊性を維持した状態で硬化させたものであることを特徴とする請求項１記載の土砂供給用硬化体。
3. 前記自然崩壊型硬化体が、２質量部以上２５質量部未満のアルミナセメント質量に対し、ポルトランドセメント及び／又はエコセメントの質量は２倍以上、且つ、無水換算した石膏の質量は１．５倍以上であるセメント組成物と水とを混合して硬化させたものであることを特徴とする請求項１記載の土砂供給用硬化体。
4. 前記自然崩壊型硬化体が、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自己崩壊性を維持した状態で硬化させたものであることを特徴とする請求項１記載の土砂供給用硬化体。
5. 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、２、３又は４記載の土砂供給用硬化体。
6. 前記自然崩壊型硬化体が補強材を含んでいるものである請求項１、２、３、４又は５記載の土砂供給用硬化体。
7. 前記補強材を、生分解性プラスチックとしている請求項６記載の土砂供給用硬化体。
8. 請求項１〜７の何れかに記載の土砂供給用硬化体の前記収容部に土砂やコンクリートなどを収容する収容工程と、前記収容工程により土砂を収容した前記土砂供給用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。

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