JP2018093739A - 防草材及びそれの使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】硬化時間が短く、初期強度発現性が高く、凍結融解抵抗性を著しく改善し、草刈の労力を軽減でき、防草の持続性と環境保全に好適な防草材及びその使用方法を提供する。【解決手段】（１）セメント、促進剤及び土壌を含有してなる防草材、（２）さらに、中空体を含有してなる（１）の防草材、（３）中空体の密度が０．０２〜０．２ｇ／ｃｍ３してなる（２）の防草材、（４）促進剤が硫酸アルミニウムからなる（１）〜（３）の防草材（５）（１）〜（４）のいずれか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防草材の使用方法、（６）（１）〜（４）のいずれかの防草材を水で練混ぜて地面に敷き詰めて被覆する防草材の使用方法である。【選択図】なし

Description

本発明は、河川の土手、田畑の畦畔、あるいは、鉄道、道路等の盛土ののり面などの雑草の生育を抑制する寒冷地での使用も可能な防草材及びその使用方法に関する。

河川の土手、鉄道、道路等の盛土ののり面や田畑の畦畔等では雑草が繁茂し、頻繁な草刈りや除草剤散布が必要であった。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、硬化までに時間を有し、雨など降ると施工ができず、さらに硬化前に流れてしまうという課題や、凍結融解によりスケーリングやひび割れが生じるという課題があった。また、セメントはアルカリ性が高く、六価クロムを含有することから、環境面での課題があった。

さらに、セメントを含まない酸化マグネシウム系固化材を散布、又は土に混合し、散水して固化させて抑草する抑草材とその方法が提案されている。（特許文献１〜４）
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、初期強度発現性が低いため、施工後の降雨で流失し易く、さらに凍結融解を受け寒冷地での使用が難しいという課題がある。
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、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、水溜りがある場所では硬化しない場合があった。また、凍結融解を受け寒冷地での使用が難しいという課題がある。
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。

特開２００３−４７３８８号公報 特開２００７−３３０１１４号公報 特開２０１４−５１８４９号公報 特開２０１４−２３４６５５号公報

本発明は、硬化時間が短く、初期強度発現性が高く、凍結融解抵抗性を著しく改善し、草刈の労力を軽減でき、防草の持続性と環境保全に好適な防草材及びその使用方法を提供する。

即ち、本発明は、（１）セメント、促進剤及び土壌を含有してなる防草材、（２）さらに、中空体を含有してなる（１）の防草材、（３）中空体の密度が０．０２〜０．２ｇ／ｃｍ^３である（２）の防草材、（４）促進剤が硫酸アルミニウムである（１）〜（３）の防草材（５）（１）〜（４）のいずれか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防草材の使用方法、（６）（１）〜（４）のいずれかの防草材を水で練混ぜて地面に敷き詰めて被覆する防草材の使用方法である。

本発明の防草材は、硬化時間が短く、初期強度発現性が高く、凍結融解抵抗性を著しく改善し、十分な防草効果を有し、その防草材を使用することで、草刈の労力を軽減でき、防草の持続性と環境保全が確保できるなどの効果を奏する。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明に使用するセメントとは、特に限定されるものではなく、普通、早強、超早強、低熱および中庸熱等の各種セメント、これらのセメントに、高炉スラグやフライアッシュやシリカフュームなどを混合した各種混合セメント、都市ゴミ焼却灰や下水汚泥焼却灰を原料として製造された環境調和型セメント（エコセメント）、市販されている微粒子セメントなどが挙げられ、各種セメントや各種混合セメントを微粉末化して使用することも可能である。また、通常セメントに使用されている成分（例えば石膏等）量を増減して調整されたものも使用可能である。
これらセメントは単独あるいは２種以上併用して使用することも可能である。これらの中では高炉セメントが六価クロム含有量が低く好ましい。

本発明に使用する促進剤は、セメントの水和を促進するものであれば特に限定されるものでなく、従来から知られている無機化合物や有機化合物が使用可能である。無機化合物には炭酸塩、硝酸塩や亜硝酸塩、硫酸塩や亜硫酸塩、チオ硫酸塩やチオシアン酸塩、クロム酸塩などがあり、塩化カルシウムのような無機塩化物も使用可能である。また、有機化合物には、蟻酸、酢酸の各種塩類、アミノ化合物などがあり、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で、いずれも使用可能である。これらの化合物を複合した化合物を1種または2種以上組み合わせて使用することも可能であるが、凍結融解抵抗性、さらに、環境影響から酸性物質であることが好ましく、硫酸アルミニウムがより好ましい。
促進剤の使用量は、セメント１００質量部に対して１〜２０質量部が好ましく、２〜１０質量部がより好ましい。
１質量部より少ないと早期硬化が得られない場合があり、一方２０質量部を超えると十分な作業時間が得られない場合がある。

本発明に使用する中空体は、アクリロニトリル、フェノール、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、塩化ビニリデン、ポリフェノール、及び籾殻などがあり、共重合物や架橋体であっても特に限定されるものではないが、アクリロニトリル共重合体が好ましい。なかでも、籾殻は産業上の副産物を有効利用できる観点から最も好ましい。
中空体の密度の範囲は、０．０２〜０．２ｇ／ｃｍ^３が好ましい。０．０２ｇ／ｃｍ^３未満では散水もしくは水に練り混ぜた場合に破損したりする場合がある。一方、０．２ｇ／ｃｍ^３を超えると、中空体の膜が厚くなり、凍結融解抵抗性が得られない場合がある。

中空体の配合割合は、特に限定されるものではないが、通常、セメント１００質量部に対して、０．５〜１０質量部が好ましく、１．５〜９質量部がより好ましい。前記範囲外の場合、凍結融解抵抗性が得られない場合がある。

本発明で使用する土壌は、砂利、砂、礫、粘土のいずれか１種又は２種以上を含むものでは特に限定されるものではない。山砂、川砂、海砂等のサンド質土壌やシルト質土壌、クレイ質土壌、工事から発生する残土、軽量骨材、再生骨材や防草処理を行う箇所の土をそのまま用いることなどいずれも使用できる。一般には、天然土である真砂土や赤玉土や鹿沼土や乾燥砂は品質が安定しており、より好ましい。

本発明の防草材において、土壌の使用量は、特に限定されるものではないが、セメント１００質量部に対して、通常、１００〜１０００質量部が好ましく、２００〜７００質量部がより好ましい。土壌が１００質量部より低いと強度発現性は高いが経済的に好ましくない。一方、１０００質量部より高いと強度が低く、初期凍害性に劣り、凹んでしまう可能性がある。

本発明では、凝結調整剤を本発明の差し支えない範囲で使用することが可能である。凝結調整剤はセメントの凝結を促進、遅延するものであれば特に限定されるものではない。具体的には、水酸化アルカリ、アルカリ金属塩化物塩、アルカリ金属炭酸塩、オキシカルボン酸又はその塩、リン酸又はその塩、デキストリン、ショ糖、ポリアクリル酸又はその塩、減水剤、高性能減水剤などを１種又は２種以上、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することが可能である。

本発明では、酸化マグネシウムなどの低ｐＨの固化材、ウッドチップ、籾殻などの嵩をあげる増量材、各種ポルトランドセメント、水酸化カルシウム、塩化カルシウム、石灰石微粉末、フライアッシュ、カオリン、シラス、珪藻土及びシリカフュームなどの混和材料、発泡剤、消泡剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤、減水剤、流動化剤、ポリマー、ベントナイトなどの粘土鉱物、ハイドロタルサイトなどのアニオン交換体、着色剤などを１種又は２種以上、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することが可能である

本発明において、各材料の混合方法は、特に限定されるものではなく、それぞれの材料を施工時に混合しても良く、あらかじめ一部を、あるいは全部を混合しておいても差し支えないが、事前に混合し、現場で水を混合するほうが、品質面で好ましい。事前に混合する場合、土壌は乾燥状態であることが好ましい。

混合装置としては、既存のいかなる装置も使用可能であり、例えば、傾胴ミキサ、オムニミキサ、ヘンシェルミキサ、Ｖ型ミキサ、及びナウタミキサなどの使用が可能である。

本発明では、地面の雑草を草刈機等で１ｃｍ以下程度に草刈し、刈り取った雑草を取り除いた上に防草材を敷き詰めて散水して被覆する方法や、水と練混ぜた防草材を吹き付けて被覆する方法などがあり、草刈後に除草剤を散布してから被覆するとより好ましい。

防草材を草刈した地面に敷き詰めて、その上に散水して表面を固化させて被覆する場合は、地面に防草材を敷き詰めてならし、その上にジョウロ等で散水する方法が好ましい。敷き詰める厚さは特に限定されるものではなく、地面の凸部で１〜３ｃｍの厚さが好ましい。１ｃｍ以下であると全体に被覆することができにくくなるため、防草効果が低くなる場合があり、一方、３ｃｍ以上では防草効果は高いが材料費が高くなり、多大な労力がかかるため好ましくない。

本発明の防草材、または、本発明の防草材の土壌を除いたものを草刈した地面に敷設し、地面の土壌と混合攪拌させて被覆する場合は、バックホウやスタビライザーなどを用いて混合攪拌させることが可能である。さらに転圧をすることで硬い地盤とすることも可能である。

以下、本発明の実験例に基づいて説明する。

（実験例１）
セメント１００質量部に対して、表１に示す促進剤と中空体を加え、さらに凝結調整剤０.５質量部、土壌を６００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、セメント１００質量部に対して、水を２０質量部散水して試験体を作製した。硬化時間、圧縮強度、凍結融解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、（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５００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。

＜使用材料＞
普通セメント：普通ポルトランドセメント、市販品
促進剤Ａ：硫酸アルミニウム、１級試薬
促進剤Ｂ：硫酸ナトリウム、１級試薬
促進剤Ｃ：炭酸水素ナトリウム、１級試薬
中空体Ａ：アクリロニトリル共重合体、松本油脂製薬社製「マイクロスフェア‐F‐80SDE」、密度０．０５ｇ／ｃｍ^３
中空体Ｂ：新潟県糸魚川産籾殻、密度０．１ｇ／ｃｍ^３
土壌：愛知県産真砂土、５ｍｍ篩下、長野県産川砂乾燥品、１．２ｍｍ篩下を当量混合
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：（一社）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

＜測定方法＞
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：一軸圧縮強度は、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。材齢６時間と２８日強度を測定し、養生方法は、２０℃・相対湿度６０％の環境下で気乾養生とした。
凍結融解試験：凍結融解抵抗性は、２０℃・相対湿度６０％の環境下でＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて４×４×１６ｃｍ供試体を作製し、材齢１日後、脱型し、ＪＩＳ Ａ １１４８「コンクリートの凍結融解試験方法」Ａ法により凍結融解試験を実施し、各サイクル毎に試験体を取り出し、重量減少率を測定した。

表１から、本発明の防草材は、硬化時間が短く、初期強度発現性が高く、凍結融解抵抗性に優れることが分かる。

（実験例２）
セメント１００質量部に対し、表２に示す促進剤と中空体を加えたこと以外は実験例１と同様に試験を実施した。結果を表２に示す。

＜使用材料＞
中空体Ｃ：アクリロニトリル共重合体、松本油脂製薬社製「マイクロスフェア‐F‐80SDE」、密度０．０２ｇ／ｃｍ^３
中空体Ｄ：アクリロニトリル共重合体、松本油脂製薬社製「マイクロスフェア‐F‐80SDE」、密度０．１ｇ／ｃｍ^３
中空体Ｅ：新潟県糸魚川産籾殻、密度０．０８ｇ／ｃｍ^３
中空体Ｆ：新潟県糸魚川産籾殻、密度０．１２ｇ／ｃｍ^３

表２から、本発明の防草材は、硬化時間が短く、初期強度発現性が高く、凍結融解抵抗性に優れることが分かる。

（実験例３）
セメント１００質量部に対し、表３に示す促進剤、中空体及び土壌を加えたこと以外は、実験例１と同様に試験を実施した。結果を表３に示す。

＜測定方法＞
防草試験：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/ｍ^２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、５ｍ^２敷設した後、各防草材の合計１００質量部に対して水を２０質量部散水し、１８０日後の防草材表面からの生えた芝の本数を測定した。

表３から、本発明の防草材は、硬化時間が短く、防草効果に優れ、凍結融解抵抗性に優れることが分かる。

（実験例４）
実験No.1-5の防草材について、セメント１００質量部に対して水２０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。結果を表４に示す。

表４から、本発明の防草材は、練り混ぜたものを敷設しても硬化時間が短く、防草効果に優れ、凍結融解抵抗性に優れることが分かる。

本発明の防草材は、草刈の労力を軽減でき、優れた初期強度発現性、凍結融解抵抗性、防草効果などを奏するので、河川の土手、田畑の畦畔、あるいは、鉄道、道路等の盛土ののり面など広範に使用できる。

Claims (6)

1. セメント、促進剤、及び土壌を含有してなる防草材。
2. さらに、中空体を含有してなる請求項１に記載の防草材。
3. 中空体の密度が０．０２〜０．２ｇ／ｃｍ^３である請求項２に記載の防草材。
4. 促進剤が硫酸アルミニウムである請求項１〜３のいずれか１項に記載の防草材。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に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。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に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。