JP2017205047A - 防草材及びそれの使用方法 - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、頻繁な草刈りや除草剤散布が必要であった。特に、草の刈取りには多大の労力を必要とするため、一般的には除草剤を散布する方法が行われている。
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て地面を被覆する方法も提案されているが、電気抵抗が高く通電性が要求される箇所においては悪影響を与えてしまう課題があった。例えば、動物防護柵では、電線と地面と動物の間で、地面を通じて一定の通電性がなければ、動物へ電気が流れない。イノシシ等の害獣を追い払える目安として、「和歌山県農作物被害防止対策マニュアル」電気柵設置のポイント では3,500V以上の電圧が必要であるとしている。さらに、セメントを含有する防草材は、セメントを含有することでアルカリ性が高く、さらに六価クロムを含有することから、環境影響にも課題があった。
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と混合して転圧して押し固めて、その上に散水するため、施工に労力を必要とした。また、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く、さらに導電性が低い課題がある。
特許文献2と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、繁殖期の雑草を抑草する効果が低い課題がある。
特許文献4は、土質材、セメント系固化材、団粒化剤を主成分とする防草層であるが、前述したようにセメントを含有することでアルカリ性が高く、さらに六価クロムを含有することから、環境影響にも課題があった。
特許文献5、6、7は、導電性を有する防草シートが提案されている。しかしながら、防草シートは美観に課題があり、さらに雑草を抑草する効果が低下し、定期的な交換に多大な労力を要する。
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。15質量%を超えると硬化に時間を費やし、さらに低温時には固まらず、防草効果が低い場合がある。不純物の代表例として酸化ケイ素があり、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あるが、特に限定されるものでない。
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、ブレーン比表面積値3000cm2/g以上が好ましく、5000cm2/g以上がより好ましい。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。
陽イオンとしては、Li、Na、Kが安価で入手しやすく好ましい。これらの水酸化物、水酸化物、重炭酸塩、炭酸塩、硝酸塩、塩化物塩、亜硝酸塩、ケイ酸塩、リン酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、チオ硫酸塩、チオシアン酸塩等などが挙げられ、特に限定されるものではないが、塩化物塩や硫酸塩は強度低下がなく、pHを上昇させず、より好ましい。
アルカリ金属塩の使用量は、カルシウムアルミネート100質量部に対して、0.2〜20質量部が好ましく、1〜10部がより好ましい。0.2質量部未満では導電性を向上させる効果が小さい場合があり、20質量部を超えると不経済である。
石膏の粒度は、ブレーン比表面積値で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観点から好ましい。
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、50〜250質量部が好ましい。50質量部未満では、強度発現性が低下し、防草効果が低い場合がある。250質量部を超えると、また強度発現性が低下し、防草効果が低い場合がある。
カルシウムシリケートは、3CaO・SiO2や2CaO・SiO2があり、特に限定されるものではないが、γ−2CaO・SiO2が大気中の二酸化炭素を吸収し組織を緻密化させ、防草効果に優れるため、最も好ましい。
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、結晶構造は異なっている。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、本発明におけるγ−2CaO・SiO2は水硬性を持たないが、大気中の二酸化炭素を吸収して硬化する特性があることを見出した。
γ−2CaO・SiO2の粒度は、特に制限されないが、ブレーン比表面積値で3000cm2/g以上が好ましく、4,000〜8,000cm2/gがより好ましい。ブレーン比表面積値が3,000cm2/g未満では、大気中の二酸化炭素を吸収して反応が十分でなく、ひび割れ抵抗性が充分に得られない場合がある。8,000cm2/gを超えても更なる効果の増進が期待できない。
カルシウムシリケートの使用量は、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と石膏の合計100質量部に対して、10〜60質量部が好ましい。10質量部未満では、強度が低い場合がある。60質量部を超えると更なる効果の増進が期待できない。
表1に示すカルシウムアルミネート100質量部に対して、石膏を100質量部と表1に示す種類と量のアルカリ金属塩を配合した。さらに、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、土壌を500質量部とし、カルシウムアルミネートと石膏と土の合計100質量部に対して凝結調整剤としてクエン酸ナトリウムを0.3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、カルシウムアルミネートと石膏と土の合計100質量部に対して、水を15質量部散水して試験体を作製した。この試験体についてpH、六価クロム、防草効果、電圧の測定を行った。
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(実験No.1-14,1-15)。モルタルの配合は、(一社)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600質量部混合したものを型枠に敷設し、水を20質量部散水して防草材を調製した。さらに、防草材を敷設せず地面そのままの状態で測定した(実験No.1-16)。結果を表1に併記した。
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モル比を変えて、シリカを加えて、1650℃で溶融して急冷した、ガラス化率97%、ブレーン比表面積値5000cm2に調製した。不純物はシリカとし、その含有量を変えて調整した。
アルカリ金属塩A:硫酸ナトリウム、一級試薬
アルカリ金属塩B:塩化カリウム、一級試薬
石膏:天然無水石膏、ブレーン比表面積値5000cm2/g
土:新潟県産石灰砂、5mm篩下
アルミナセメント:アルミナセメント1号、デンカ社製
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
普通セメント:普通ポルトランドセメント、デンカ社製
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
pH:各防草材について、20℃・相対湿度60%の環境でJIS R 5201に準じて4×4×16cm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た。材齢28日時点の供試体を粉砕し、100倍の純水で30分攪拌した上澄み液のpHを測定した。
六価クロム溶出量:各防草材について、pH試験と同様な方法で20℃・相対湿度60%の環境下で供試体を作製後、材齢7日時点の供試体を環境庁告示46号法に基づき測定した。
防草試験:防護柵の下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て、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、足で踏みならし転圧した。その上に、各防草材を基礎面上に均一に厚み3cm、幅1m、長さ15m敷設した後、各防草材の合計100質量部に対して水を15質量部散水し、60日後、180日後の防草材表面からの生えた1m2あたりの芝の平均本数を測定した。
電圧試験:5m間隔で15mの区間に支柱を立て、電線を地面から高さ15cmずつ、60cmまで4本設置した。次に電牧器を支柱に設置し、電牧器と電線を配線させ、さらにアースをとり電気柵を設置した。その後、防草試験と同様に防草材を施工し、60日後、180日後の電圧を電圧計で測定した。
実験例1の実験No.1-3のカルシウムアルミネート、アルカリ金属塩を使用し、表2に示す割合でカルシウムアルミネートと石膏の割合を変え、さらに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、土の割合を変えたこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表2に併記した。
カルシウムアルミネート:CaO/Al2O3モル比2.2、ガラス化率97%、ブレーン比表面積値5000cm2
アルカリ金属塩A:硫酸ナトリウム、一級試薬
実験例1の実験No.1-3の防草材について、表4に示す割合でカルシウムシリケートを混合したこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表3に併記した。
カルシウムアルミネート:CaO/Al2O3モル比2.2、ガラス化率97%、ブレーン比表面積値5000cm2
カルシウムシリケート イ:3CaO・SiO2試薬の炭酸カルシウム3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1800cm2/g。
カルシウムシリケート ロ: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1800cm2/g。
カルシウムシリケート ハ: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1800cm2/g。
水:水道水
実験例3の実験No.3-7、3-8、3-9の各防草材について、カルシウムアルミネート、石膏、カルシウムシリケート、凝結調整剤の合計100質量部に対して水15質量部を散水ではなく、オムニミキサに加え、練り混ぜたものを型枠または基礎面上に敷設したこと以外は実験例3と同様に実施した(実験No.4-3、4-4、4-5)。
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.1-14)、マグネシア系固化材(実験No.1-15)についても実験例1で使用した水量で、それぞれ散水ではなく、練り混ぜたものを型枠または基礎面上に敷設したこと以外は実験例3と同様に実施した(実験No.4-1、4-2)。結果を表4に併記した。
Claims (6)
- カルシウムアルミネート、土壌及びアルカリ金属塩を含有してなる防草材。
- さらに、石膏を含有してなる請求項1に記載の防草材。
- カルシウムアルミネートが、CaO/Al2O3モル比1.0〜3、不純物が15質量%以下である請求項1又は2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のいずれか1項記載の防草材。
- 請求項1〜4のいずれか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。
- 請求項1〜4のいずれか1項記載の防草材を水で練混ぜて地面に敷き詰め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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