JP2018166468A - Block for water purification and manufacturing method for the same - Google Patents

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琴美 濱崎
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Shohei Yanagiya
昌平 柳谷
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Abstract

To provide a block for water purification in which: water purification of raising water such as a farm of seafood is expected to perform for a long time by reducing concentration of water soluble phosphorus compound and ammonium ion etc., derived from residue of feed, excrement of the seafood and the like; the block can be installed, when submerged in water, in a stable and upright state; and resistivity against movement by stream current (for example, outflow from the farm of the aquatic organism) is given.SOLUTION: A block 1 for water purification comprises a block body 2 capable of purifying water quality. The block body 2 includes a through hole 3. The block 1 for water purification is given in which a cross section of one end of the through hole 3 is larger than that of the other end thereof.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、水質浄化用ブロックおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a water purification block and a method for producing the same.

従来、湖沼等の水の中に載置して、水質の浄化等を図るためのブロックが、知られている。
例えば、特許文献1に、空洞を有するコンクリートブロックであって、全骨材に対する粗骨材の重量比を、30〜70%とすることで、多孔質のコンクリートブロックとしたことを特徴とする浄水用ブロックが、記載されている。
特許文献1に、この浄水用ブロックによれば、全骨材に対する粗骨材の比を30〜70%とすることなどによって、空洞コンクリートブロックを多孔質化しているため、河川や湖沼の水質を浄化するのに適しており、しかも、貫通した空洞を有しているので、魚や水生小動物の生息にも適していることが、記載されている。
Conventionally, a block that is placed in water such as a lake to purify water quality is known.
For example, Patent Document 1 discloses a concrete block having cavities, wherein the weight ratio of the coarse aggregate to the total aggregate is 30 to 70%, thereby forming a porous concrete block. The block for is described.
According to Patent Document 1, according to this water purification block, the hollow concrete block is made porous by setting the ratio of coarse aggregate to total aggregate to 30 to 70%. It is described that it is suitable for purification, and also has a penetrating cavity, so that it is also suitable for inhabiting fish and aquatic small animals.

また、特許文献2に、珪酸カルシウム水和物を主成分として含む多孔質の粒体からなり、アルミニウムの含有率が酸化物換算で10質量%以下でかつチタンの含有率が酸化物換算で1.0質量%以下であることを特徴とする水質浄化材が、記載されている。
特許文献2に、この水質浄化材によれば、魚介類の養殖場の飼育水において、餌の残渣や魚介類の排泄物等に由来する水溶性リン化合物、アンモニウムイオン等の濃度が高くなったときに、当該水質浄化材からアルミウムおよびチタンが溶出して魚介類に害を与えることなく、水溶性リン化合物およびアンモニウムイオンの各濃度を短期間で大幅に低減し、飼育水の水質を十分に浄化しうることが、記載されている。
Patent Document 2 is composed of porous particles containing calcium silicate hydrate as a main component, the aluminum content is 10% by mass or less in terms of oxide, and the titanium content is 1 in terms of oxide. The water purification material characterized by being 0.0 mass% or less is described.
According to Patent Document 2, according to this water purification material, the concentration of water-soluble phosphorus compounds, ammonium ions, and the like derived from food residues, seafood excrement, and the like increased in the rearing water of the seafood farm. Sometimes aluminum and titanium are eluted from the water purification material and do not harm fish and shellfish, reducing the concentrations of water-soluble phosphorus compounds and ammonium ions in a short period of time, and improving the quality of the breeding water It is described that it can be purified.

特開平8−41848号公報JP-A-8-41848 国際公開第2015/008398号International Publication No. 2015/008398

本発明の目的は、魚介類の養殖場等の飼育水において、餌の残渣や魚介類の排泄物等に由来する水溶性リン化合物、アンモニウムイオン等の濃度の低減による飼育水の水質の浄化を、長期間に亘って期待することができ、かつ、水中に沈める際に、安定して直立した状態で設置することができ、さらには、水流による移動(例えば、養殖場からの流出)に対する抵抗性を有する水質浄化用ブロックを提供することである。   The purpose of the present invention is to purify the quality of the breeding water by reducing the concentration of water-soluble phosphorus compounds, ammonium ions, etc. derived from food residues and fish excrement etc. Can be expected over a long period of time, and can be installed in a stable and upright position when submerged in water, and further resists movement due to water flow (eg, outflow from aquaculture) It is providing the block for water quality purification which has property.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、水質を浄化することのできるブロック本体を有する水質浄化用ブロックであって、上記ブロック本体は、貫通孔を有するものであり、上記貫通孔は、その一端における断面積よりも、その他端における断面積のほうが大きくなるように形成されているものである水質浄化用ブロックによれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor is a water purification block having a block main body capable of purifying the water quality, the block main body having a through hole, and According to the water purification block in which the through hole is formed so that the cross-sectional area at the other end is larger than the cross-sectional area at one end, the above object can be achieved and the present invention is completed. did.

本発明は、以下の[1]〜[5]を提供するものである。
[1] 水質を浄化することのできるブロック本体を有する水質浄化用ブロックであって、上記ブロック本体は、貫通孔を有するものであり、上記貫通孔は、その一端における断面積よりも、その他端における断面積のほうが大きくなるように形成されていることを特徴とする水質浄化用ブロック。
[2] 上記ブロック本体は、上部本体部分および下部本体部分からなるものであり、上記上部本体部分は、上記下部本体部分よりも、嵩密度が小さいものである、上記[1]に記載の水質浄化用ブロック。
[3] 上記ブロック本体は、ケイ酸カルシウム含有材料、セメントおよび水を含む水硬性材料の硬化体である、上記[1]又は[2]に記載の水質浄化用ブロック。
[4] 上記[1]〜[3]のいずれかに記載の水質浄化用ブロックを製造するための方法であって、上記ブロック本体を構成する材料を、型枠の中に収容する材料収容工程、および、上記型枠の中に収容された材料に振動を加えて、上記ブロック本体を形成させる振動工程、を含むことを特徴とする水質浄化用ブロックの製造方法。
[5] 上記[1]〜[3]のいずれかに記載の水質浄化用ブロックを用いた、水質の浄化方法であって、上記水質浄化用ブロックを、水質の浄化の対象である水の中に沈めて設置するブロック設置工程、を含むことを特徴とする水質の浄化方法。
The present invention provides the following [1] to [5].
[1] A water purification block having a block main body capable of purifying water, wherein the block main body has a through-hole, and the through-hole has a cross-sectional area at one end and the other end. The water purification block is characterized in that it is formed so that the cross-sectional area thereof is larger.
[2] The water quality according to [1], wherein the block main body includes an upper main body portion and a lower main body portion, and the upper main body portion has a lower bulk density than the lower main body portion. Purification block.
[3] The water purification block according to [1] or [2], wherein the block main body is a cured body of a hydraulic material including a calcium silicate-containing material, cement, and water.
[4] A method for producing the water purification block according to any one of [1] to [3], wherein the material constituting the block main body is contained in a mold. And a vibration step of applying vibration to the material housed in the mold to form the block body, and a method for producing a water purification block.
[5] A water purification method using the water purification block according to any one of [1] to [3], wherein the water purification block is placed in the water to be purified. A method for purifying water quality, comprising a block installation step of submerging in a block.

本発明の水質浄化用ブロックは、一端における断面積よりも他端における断面積のほうが大きくなるように形成されている貫通孔を有するので、(i)水質浄化用ブロックの表面積が大きくなるため、微生物(例えば、珪藻)の活着が良くなり、それゆえ、この微生物の作用によって、魚介類の養殖場等における餌の残渣や魚介類の排泄物等に由来する水溶性リン化合物、アンモニウムイオン等の分解が促進され、その結果、これら水溶性リン化合物等の濃度の低減による飼育水の水質の浄化を、長期間に亘って期待することができる、(ii)水中に沈める際に、安定して直立した状態で設置することができる、(iii)水中に設置した後においても、水流による移動(例えば、養殖場からの流出)が起き難い、等の利点を有する。   Since the water purification block of the present invention has a through hole formed so that the cross-sectional area at the other end is larger than the cross-sectional area at one end, (i) the surface area of the water purification block is increased, The survival of microorganisms (for example, diatoms) is improved. Therefore, due to the action of these microorganisms, water-soluble phosphorus compounds, ammonium ions, etc. derived from food residues and seafood excrement in seafood farms, etc. Degradation is promoted, and as a result, purification of breeding water quality by reducing the concentration of these water-soluble phosphorus compounds and the like can be expected over a long period of time. (Ii) When submerged in water, It can be installed in an upright state. (Iii) Even after installation in water, there is an advantage that movement by a water flow (for example, outflow from a farm) hardly occurs.

本発明の水質浄化用ブロックの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the block for water quality purification of this invention. 図1に示す水質浄化用ブロックを、上端面の中心点を通る鉛直面で切断した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which cut | disconnected the block for water quality | purification shown in FIG. 1 by the vertical plane which passes along the center point of an upper end surface. 図1に示す水質浄化用ブロックの下端面に溝を形成させた場合における当該下端面を示す底面図である。It is a bottom view which shows the said lower end surface in the case of making a groove | channel formed in the lower end surface of the block for water quality purification shown in FIG. 図2に示す断面図の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of sectional drawing shown in FIG. 図1に示す水質浄化用ブロックの上端面の種々の変形例を示す図である。It is a figure which shows the various modifications of the upper end surface of the block for water quality purification shown in FIG.

以下、図面を参照しつつ、本発明の水質浄化用ブロックの実施形態例を説明する。
本発明の水質用ブロック1は、図1〜図2に示すとおり、水質を浄化することのできるブロック本体2を有するものである。
本発明の水質浄化用ブロック1が、ブロック本体2を有し、ブロック状に形成されていることによって、水質浄化用部材が例えば粒状に形成されている場合(この場合、水質浄化用部材が水流によって移動して、水質浄化用部材が密に存在する場所と疎に存在する場所とが生じ易い。)に比べて、浄化対象領域の水中に、単位面積当たりの水質浄化用部材の量が、より均一になるようにして、水質浄化を行うことができ、また、設置から撤収までの管理を、より容易に行うことができる。
本発明の水質浄化用ブロック1は、ブロック本体2に加えて、他の部材を含むことができる。他の部材の一例としては、ブロック本体2の外周面4の下端部分に取り付けて、ブロック本体2の安定性を高めるための金属製の円環体が挙げられる。ただし、この金属製の円環体(鍔状の部材)に代えて、ブロック本体2の下端部分に、ブロック本体2の一部として、このような鍔状の部分を形成させてもよい。
Hereinafter, embodiments of the water purification block of the present invention will be described with reference to the drawings.
The block 1 for water quality of this invention has the block main body 2 which can purify | clean water quality as shown in FIGS. 1-2.
When the water purification block 1 of the present invention has a block main body 2 and is formed in a block shape, the water purification member is formed in a granular form (in this case, the water purification member is a water flow). The amount of the water purification member per unit area in the water in the purification target region is relatively small compared to the location where the water purification member is densely present and the place where the water purification member is present sparsely. Water purification can be performed in a more uniform manner, and management from installation to withdrawal can be performed more easily.
The water purification block 1 of the present invention can include other members in addition to the block body 2. As an example of the other member, a metal ring for attaching to the lower end portion of the outer peripheral surface 4 of the block main body 2 to enhance the stability of the block main body 2 can be cited. However, instead of this metal ring (a bowl-shaped member), such a bowl-shaped part may be formed as a part of the block body 2 at the lower end part of the block body 2.

ブロック本体2は、上端(上端面5)から下端(下端面6)に亘る貫通孔3を有する。
貫通孔3は、水平断面が円形で、かつ、上端面5から下端面6に向かって断面積が漸増するように形成されている。
このような形状に貫通孔を形成することによって、貫通孔が形成している内周面の面積が、大きくなるので、珪藻の栄養源となる成分(例えば、ブロック本体が、後述する軽量気泡コンクリートの廃材を原料の一つとして用いて製造されている場合には、カルシウムおよびケイ素)を、より多量に水中に供給することができ、その結果、珪藻の生育の促進によって、珪藻による水質浄化作用を高めることができる。また、貫通孔3の中でのSS(浮遊物質および懸濁物質)の堆積による目詰まりを生じ難くすることができる。また、貫通孔の内部の水の重心が低くなるため、この水の存在によって、本発明の水質浄化用ブロックの安定性を高めることができる。
本発明において、貫通孔3の上端における断面積と貫通孔3の下端における断面積との比(貫通孔3の上端における断面積/貫通孔3の下端における断面積)は、本発明の効果を高める観点から、好ましくは0.2〜0.7、より好ましくは0.3〜0.6、特に好ましくは0.4〜0.5である。
The block main body 2 has a through hole 3 extending from the upper end (upper end surface 5) to the lower end (lower end surface 6).
The through-hole 3 has a circular horizontal cross section, and is formed so that the cross-sectional area gradually increases from the upper end surface 5 toward the lower end surface 6.
By forming the through-holes in such a shape, the area of the inner peripheral surface formed by the through-holes increases, so that a component that serves as a nutrient source for diatoms (for example, the block body is a lightweight cellular concrete described later) Can be supplied to water in a larger amount, and as a result, the growth of diatoms promotes the water purification effect of diatoms. Can be increased. Further, clogging due to accumulation of SS (floating matter and suspended matter) in the through hole 3 can be made difficult to occur. Moreover, since the gravity center of the water inside a through-hole becomes low, stability of the block for water quality purification | cleaning of this invention can be improved by presence of this water.
In the present invention, the ratio of the cross-sectional area at the upper end of the through-hole 3 to the cross-sectional area at the lower end of the through-hole 3 (the cross-sectional area at the upper end of the through-hole 3 / the cross-sectional area at the lower end of the through-hole 3) From the viewpoint of increasing, it is preferably 0.2 to 0.7, more preferably 0.3 to 0.6, and particularly preferably 0.4 to 0.5.

ブロック本体2は、上部本体部分2aおよび下部本体部分2bからなるものである。
本明細書中、「上部本体部分」とは、ブロック本体2の嵩密度の平均値以下の嵩密度を有する部分をいう。また、「下部本体部分」とは、ブロック本体2の嵩密度の平均値を超える嵩密度を有する部分をいう。
上部本体部分2aおよび下部本体部分2bは、(a)同一の材料を用いる形成方法として、型枠内の硬化前の混練物に振動を加えて、ペーストを流下させ、その結果、嵩密度が上端から下端に向かって漸増する一体的な成形体を得る方法、(b)異なる材料を用いる形成方法として、型枠内に、下部本体部分2bを形成させるための材料を供給し、その後、下部本体部分2bからなる成形体の上に、上部本体部分2aを形成させるための材料を供給して、その結果、上部本体部分2aと下部本体部分2bとの積層体である成形体を得る方法、等によって形成することができる。
The block body 2 includes an upper body portion 2a and a lower body portion 2b.
In the present specification, the “upper main body portion” refers to a portion having a bulk density equal to or lower than the average value of the bulk density of the block main body 2. Further, the “lower main body portion” refers to a portion having a bulk density exceeding the average value of the bulk density of the block main body 2.
The upper main body portion 2a and the lower main body portion 2b are (a) as a forming method using the same material, a vibration is applied to the kneaded material before curing in the mold to cause the paste to flow down. (B) As a forming method using different materials, a material for forming the lower body portion 2b is supplied into the mold, and then the lower body is obtained. A method of supplying a material for forming the upper body portion 2a on the molded body made of the portion 2b, and as a result, obtaining a molded body that is a laminate of the upper body portion 2a and the lower body portion 2b, etc. Can be formed.

上部本体部分2aと下部本体部分2bとの嵩密度の比(上部本体部分2aの嵩密度/下部本体部分2bの嵩密度)は、本発明の効果(例えば、水質の浄化の効果がより高まることや、より安定して、直立した状態になることや、水流による移動が起き難くなることや、下部本体部分2bの嵩密度が大きいことによって欠け等がより生じ難くなること)を高める観点から、好ましくは0.67〜0.96、より好ましくは0.75〜0.95、さらに好ましくは0.80〜0.94、特に好ましくは0.90〜0.92である。
上部本体部分2aの嵩密度は、本発明の効果を高める観点から、好ましくは0.88〜0.94g/cm、より好ましくは0.88〜0.93g/cm、特に好ましくは0.88〜0.92g/cmである。
下部本体部分2bの嵩密度は、本発明の効果を高める観点から、好ましくは0.97〜1.30g/cm、より好ましくは0.98〜1.20g/cm、特に好ましくは0.99〜1.10g/cmである。
The ratio of the bulk density between the upper main body portion 2a and the lower main body portion 2b (the bulk density of the upper main body portion 2a / the bulk density of the lower main body portion 2b) is such that the effect of the present invention (for example, the effect of purification of water quality is further increased). From the standpoint of increasing the stability and upright state, movement due to water flow is less likely to occur, and chipping is less likely to occur due to the large bulk density of the lower body portion 2b). Preferably it is 0.67-0.96, More preferably, it is 0.75-0.95, More preferably, it is 0.80-0.94, Most preferably, it is 0.90-0.92.
The bulk density of the upper main body portion 2a is preferably 0.88 to 0.94 g / cm 3 , more preferably 0.88 to 0.93 g / cm 3 , and particularly preferably 0.8 from the viewpoint of enhancing the effect of the present invention. 88 to 0.92 g / cm 3 .
The bulk density of the lower main body portion 2b is preferably 0.97 to 1.30 g / cm 3 , more preferably 0.98 to 1.20 g / cm 3 , and particularly preferably 0.8 from the viewpoint of enhancing the effect of the present invention. 99 to 1.10 g / cm 3 .

ブロック本体2は、例えば、ケイ酸カルシウム含有材料、セメントおよび水を含む水硬性材料の硬化体として形成することができる。
ケイ酸カルシウム含有材料とは、ケイ酸とカルシウムを含む化合物である。具体的には、トバモライト、ゾノトライト、CSHゲル、フォシャジャイト、ジャイロライト、ヒレブランダイト、及びウォラストナイト等からなる群より選ばれる1種以上を含むものである。
トバモライトとは、結晶性のケイ酸カルシウム水和物であり、Ca・(Si18)・4H2O(板状の形態)、Ca・(Si18)(板状の形態)、Ca・(Si18)・8H2O(繊維状の形態)等の化学組成を有するものである。
ゾノトライトとは、結晶性のケイ酸カルシウム水和物であり、Ca・(Si17)・(OH)2(繊維状の形態)等の化学組成を有するものである。
CSHゲルとは、αCaO・βSiO2・γH2O(ただし、α/β=0.7〜2.3、γ/β=1.2〜2.7である。)の化学組成を有するものである。具体的には、3CaO・2SiO2・3H2Oの化学組成を有するケイ酸カルシウム水和物等が挙げられる。
フォシャジャイトとは、Ca(SiO(OH)等の化学組成を有するものである。
ジャイロライトとは、(NaCa)Ca14(Si23Al)O60(OH)・14HO等の化学組成を有するものである。
ヒレブランダイトとは、CaSiO(OH)等の化学組成を有するものである。
ウォラストナイトとは、CaO・SiO(繊維状又は柱状の形態)等の化学組成を有するものである。
The block main body 2 can be formed as a hardened body of a hydraulic material including, for example, a calcium silicate-containing material, cement, and water.
The calcium silicate-containing material is a compound containing silicic acid and calcium. Specifically, it contains at least one selected from the group consisting of tobermorite, zonotrite, CSH gel, foshygite, gyrolite, hireblandite, and wollastonite.
Tobermorite is a crystalline calcium silicate hydrate, Ca 5 · (Si 6 O 18 H 2 ) · 4H 2 O (plate-like form), Ca 5 · (Si 6 O 18 H 2 ) ( It has a chemical composition such as a plate-like form), Ca 5. (Si 6 O 18 H 2 ) · 8H 2 O (fibrous form).
Zonotolite is a crystalline calcium silicate hydrate and has a chemical composition such as Ca 6 · (Si 6 O 17 ) · (OH) 2 (fibrous form).
The CSH gel, those having a chemical composition of αCaO · βSiO 2 · γH 2 O ( provided that, alpha / beta = 0.7 to 2.3, a γ / β = 1.2~2.7.) is there. Specific examples include calcium silicate hydrate having a chemical composition of 3CaO.2SiO 2 .3H 2 O.
The foshygite has a chemical composition such as Ca 4 (SiO 3 ) 3 (OH) 2 .
The gyro light, those having a (NaCa 2) Ca 14 (Si 23 Al) O 60 (OH) 8 · 14H 2 O The chemical composition of such.
Hilleblandite has a chemical composition such as Ca 2 SiO 3 (OH) 2 .
Wollastonite has a chemical composition such as CaO.SiO 2 (fibrous or columnar form).

また、ケイ酸カルシウム含有材料として、トバモライトを主成分とする軽量気泡コンクリート(ALC)や、ゾノトライトを含む保湿材等の、ケイ酸カルシウムを含む建築材料(特に、端材や廃材)を用いてもよい。
中でも、入手の容易性および経済性の観点から、トバモライトを主成分とする軽量気泡コンクリート(ALC)を用いることが好ましい。また、廃棄物の利用促進の観点から、軽量気泡コンクリートの製造工程や建設現場で発生する軽量気泡コンクリートの端材を用いることが、より好ましい。
Further, as a calcium silicate-containing material, a building material containing calcium silicate (particularly, scraps and waste materials) such as lightweight cellular concrete (ALC) mainly composed of tobermorite and a moisturizing material containing zonotolite may be used. Good.
Especially, it is preferable to use the lightweight cellular concrete (ALC) which has tobermorite as a main component from a viewpoint of availability and economical efficiency. Further, from the viewpoint of promoting the use of waste, it is more preferable to use an end material of lightweight cellular concrete generated at a lightweight cellular concrete manufacturing process or construction site.

ここで、軽量気泡コンクリート(ALC)とは、トバモライト、および、未反応の珪石からなるものであり、かつ、80体積%程度の空隙率を有するものである。ここで、空隙率とは、コンクリートの全体積中の、空隙の体積の合計の割合をいう。
軽量気泡コンクリート中のトバモライトの割合は、軽量気泡コンクリートの内部の空隙部分を除く固相の全体を100体積%として、65〜80体積%である。
軽量気泡コンクリートは、例えば、珪石粉末、セメント、生石灰粉末、発泡剤(例えば、アルミニウム粉末)、水等を含む原料(例えば、これらの混合物からなる硬化体)をオートクレーブ養生することによって得ることができる。
Here, the lightweight aerated concrete (ALC) is made of tobermorite and unreacted silica and has a porosity of about 80% by volume. Here, the porosity means the ratio of the total volume of the voids in the total volume of the concrete.
The proportion of tobermorite in the lightweight cellular concrete is 65 to 80% by volume, with the entire solid phase excluding voids inside the lightweight cellular concrete being 100% by volume.
The lightweight cellular concrete can be obtained, for example, by autoclaving a raw material (for example, a hardened body made of a mixture thereof) containing quartzite powder, cement, quicklime powder, foaming agent (for example, aluminum powder), water and the like. .

また、ケイ酸カルシウム含有材料は多孔質であることが好ましい。ケイ酸カルシウム含有材料が多孔質である場合、該材料を水中に浸漬させた際に、該材料の多孔質部分に存在する空気が、水中に連行されることによって、水中の溶存酸素量の低下を防ぐことができる。   The calcium silicate-containing material is preferably porous. When the calcium silicate-containing material is porous, when the material is immersed in water, the air present in the porous portion of the material is entrained in the water, thereby reducing the amount of dissolved oxygen in the water. Can be prevented.

本発明で用いるケイ酸カルシウム含有材料は、粒状物であることが好ましい。
本明細書中、「粒状物」とは、0.1mm以上の粒度を有するものを意味する。
ここで、「粒度」とは、篩の目開き寸法に対応する値である。
ケイ酸カルシウム含有材料の粒度は、該材料に含まれるカルシウムおよびケイ素の溶出量をより多くする観点からは、好ましくは6mm以下、より好ましくは5mm以下、特に好ましくは4mm以下である。
ケイ酸カルシウム含有材料の粒度分布は、上部本体部分2aと下部本体部分2bとの嵩密度の比を上述の好ましい数値範囲内に容易に調整する観点から、1.2〜4mmの粒度のものを、好ましくは20質量%以上、より好ましくは30質量%以上、特に好ましくは40質量%以上含むものである。
The calcium silicate-containing material used in the present invention is preferably a granular material.
In the present specification, “particulate matter” means one having a particle size of 0.1 mm or more.
Here, the “particle size” is a value corresponding to the opening size of the sieve.
The particle size of the calcium silicate-containing material is preferably 6 mm or less, more preferably 5 mm or less, and particularly preferably 4 mm or less from the viewpoint of increasing the elution amount of calcium and silicon contained in the material.
The particle size distribution of the calcium silicate-containing material has a particle size of 1.2 to 4 mm from the viewpoint of easily adjusting the ratio of the bulk density of the upper body portion 2a and the lower body portion 2b within the above-mentioned preferable numerical range. , Preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, particularly preferably 40% by mass or more.

本発明で用いるセメントとしては、特に限定されるものではなく、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント等の各種混合セメント等を使用することができる。
本発明において、ケイ酸カルシウム含有材料の量は、セメント100質量部に対して、好ましくは330〜480質量部、より好ましくは350〜450質量部、特に好ましくは370〜430質量部である。該量が330質量部以上であれば、水中へのカルシウムおよびケイ素の供給量が、より増大する。該量が480質量部以下であれば、本発明の水質浄化用ブロックの強度(例えば、角欠けがなく、かつ、曲げ強度が大きいこと等)が、より増大する。
水の量は、セメント100質量部に対して、好ましくは110〜150質量部、より好ましくは120〜140質量部、特に好ましくは125〜135質量部である。該量が110質量部以上であれば、本発明の水質浄化用ブロックの材料である混練物のワーカビリティが、より向上する。該量が150質量部以下であれば、本発明の水質浄化用ブロックの強度(例えば、角欠けがなく、かつ、曲げ強度が大きいこと等)が、より増大する。
The cement used in the present invention is not particularly limited. For example, various types such as ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-early strength Portland cement, moderately hot Portland cement, sulfate-resistant Portland cement, low heat Portland cement and the like. Portland cement, various mixed cements such as blast furnace cement, silica cement, fly ash cement and the like can be used.
In this invention, the quantity of a calcium-silicate containing material becomes like this. Preferably it is 330-480 mass parts with respect to 100 mass parts of cement, More preferably, it is 350-450 mass parts, Most preferably, it is 370-430 mass parts. When the amount is 330 parts by mass or more, the supply amount of calcium and silicon into water is further increased. When the amount is 480 parts by mass or less, the strength of the water purification block of the present invention (for example, there is no corner chipping and the bending strength is large) is further increased.
The amount of water is preferably 110 to 150 parts by mass, more preferably 120 to 140 parts by mass, and particularly preferably 125 to 135 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement. When the amount is 110 parts by mass or more, the workability of the kneaded material as the material for the water purification block of the present invention is further improved. When the amount is 150 parts by mass or less, the strength of the water purification block of the present invention (for example, there is no corner chipping and the bending strength is large) is further increased.

図1〜図2に示す貫通孔3に代えて、例えば、図4に示す貫通孔13等を採用することもできる。
図4中、水質浄化用ブロック11は、貫通孔3に代えて貫通孔13を有する以外は図1〜図2の水質浄化用ブロック1と同様に構成されたブロックであって、外周面14、上端面15、下端面16、および貫通孔13を有する、外形が円柱状のブロック本体12(上部本体部分12a、下部本体部分12b)からなる。
貫通孔13は、円柱状に形成されている等径部分13a、および、水平断面が円形で、かつ、上端面15の側から下端面16に向かって断面積が漸増するように形成されている拡径部分13bからなる。
Instead of the through hole 3 shown in FIGS. 1 to 2, for example, a through hole 13 shown in FIG. 4 or the like may be employed.
In FIG. 4, the water purification block 11 is a block configured in the same manner as the water purification block 1 of FIGS. 1 to 2 except that it has a through hole 13 instead of the through hole 3. A block main body 12 (upper main body portion 12a and lower main body portion 12b) having an outer shape having an upper end surface 15, a lower end surface 16, and a through hole 13 is formed.
The through-hole 13 is formed so that the equal-diameter portion 13a formed in a columnar shape and the horizontal cross section are circular and the cross-sectional area gradually increases from the upper end surface 15 side toward the lower end surface 16. It consists of an enlarged diameter part 13b.

図5に示すように、水質浄化用ブロックの上端面は、図1〜図2に示すような、外周の形状(外周面4の上端)が円形で、かつ、円形の開口部分(貫通孔3)を有する上端面5の形態(図5中の(a))以外に、種々の形態を有することができる。
図5中、(b)は、外周の形状(外周面の上端)が円形で、かつ、正方形の開口部分(貫通孔)を有する上端面の例である。この場合、貫通孔は、角柱状に形成されている。
図5中、(c)は、外周の形状(外周面の上端)が正方形で、かつ、円形の開口部分(貫通孔)を有する上端面の例である。この場合、ブロック本体は、角柱状に形成されている。
図5中、(d)は、外周の形状(外周面の上端)が正六角形で、かつ、円形の開口部分(貫通孔)を有する上端面の例である。
図5中、(e)は、外周の形状(外周面の上端)が円形で、かつ、正六角形の開口部分(貫通孔)を有する上端面の例である。
As shown in FIG. 5, the upper end surface of the water purification block has a circular outer peripheral shape (the upper end of the outer peripheral surface 4) as shown in FIGS. In addition to the shape of the upper end surface 5 having () ((a) in FIG. 5), various shapes can be provided.
In FIG. 5, (b) is an example of the upper end surface having a circular outer peripheral shape (upper end of the outer peripheral surface) and a square opening portion (through hole). In this case, the through hole is formed in a prismatic shape.
In FIG. 5, (c) is an example of an upper end surface having a square outer shape (upper end of the outer peripheral surface) and a circular opening (through hole). In this case, the block main body is formed in a prismatic shape.
In FIG. 5, (d) is an example of an upper end surface whose outer periphery shape (upper end of the outer peripheral surface) is a regular hexagon and has a circular opening (through hole).
In FIG. 5, (e) is an example of an upper end surface having a circular outer peripheral shape (upper end of the outer peripheral surface) and a regular hexagonal opening (through hole).

本発明において、ブロック本体の下端面には、水質浄化用ブロックの周囲の水と、貫通孔内の水とを連通させるための溝を形成させることができる。
図3は、図1〜図2に示すブロック本体2の下端面6が、溝を有する形態の一例を示す。溝7は、貫通孔3から外周面4に亘るように形成されている。このように溝を形成させることによって、貫通孔3の中でのSS(浮遊物質および懸濁物質)の堆積による目詰まりを防止することができる。
溝の数は、図3では2つであるが、他の数(例えば、1つまたは3つ以上)でもよい。
In the present invention, a groove for allowing the water around the water purification block to communicate with the water in the through hole can be formed on the lower end surface of the block main body.
FIG. 3 shows an example in which the lower end surface 6 of the block body 2 shown in FIGS. 1 to 2 has a groove. The groove 7 is formed so as to extend from the through hole 3 to the outer peripheral surface 4. By forming the groove in this way, clogging due to the accumulation of SS (floating matter and suspended matter) in the through hole 3 can be prevented.
The number of grooves is two in FIG. 3, but other numbers (for example, one or three or more) may be used.

本発明の水質浄化用ブロックの寸法は、特に限定されないが、例えば、以下のように定めることができる。
ブロック本体の外周面の長さ(例えば、図1中の外周面4の上端と下端の距離)は、50〜200mmである。
ブロック本体の上端面および下端面の最大寸法(例えば、図1中の上端面5の直径や、図5中の(c)の正方形における対角線の長さ)は、50〜200mmである。
ブロック本体の貫通孔の大きさ(例えば、図1中の貫通孔3の直径や、図5中の(b)の正方形における対角線の長さ)は、10〜80mmである。
ブロック本体の貫通孔における上端と下端との直径の差は、下端の直径から上端の直径を差し引いた値として、5〜30mm(好ましくは8〜15mm)である。
ブロック本体の下端面が溝を有する場合、溝の幅(図3中の溝7の短手方向の寸法)は、5〜20mmであり、また、溝の深さ(図3中、下端面6から、図示しない上端面5に向かう深さの寸法)は、4〜15mmである。
Although the dimension of the block for water quality purification of this invention is not specifically limited, For example, it can determine as follows.
The length of the outer peripheral surface of the block body (for example, the distance between the upper end and the lower end of the outer peripheral surface 4 in FIG. 1) is 50 to 200 mm.
The maximum dimensions of the upper end surface and the lower end surface of the block body (for example, the diameter of the upper end surface 5 in FIG. 1 and the length of the diagonal line in the square of (c) in FIG. 5) are 50 to 200 mm.
The size of the through hole of the block body (for example, the diameter of the through hole 3 in FIG. 1 and the length of the diagonal line in the square of (b) in FIG. 5) is 10 to 80 mm.
The difference in diameter between the upper end and the lower end of the through hole of the block body is 5 to 30 mm (preferably 8 to 15 mm) as a value obtained by subtracting the upper end diameter from the lower end diameter.
When the lower end surface of the block body has a groove, the width of the groove (the dimension in the short direction of the groove 7 in FIG. 3) is 5 to 20 mm, and the depth of the groove (the lower end surface 6 in FIG. 3). To the upper end surface 5 (not shown) has a depth of 4 to 15 mm.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
(1)使用材料
使用材料は、以下に示すとおりである。
(a)ケイ酸カルシウム含有材料:軽量気泡コンクリート(ALC)の廃材(粒度が0.01mm以上、1.20mm未満のものが40質量%以上で、かつ、粒度が1.20mm以上、4.00mm以下のものが40質量%以上であるもの)
(b)セメント:高炉セメントB種
(c)水
(2)製造方法
セメント100質量部、ケイ酸カルシウム含有材料400質量部、水130質量部を混練して、混練物を得た。この混練物を型枠内に収容した後、この型枠(およびその中に収容されている混練物)に2分間、振動を加えた。次いで、型枠から混練物の成形体を脱型し、その後、混練物の成形体を60℃の蒸気で養生し、混練物の硬化体である水質浄化用ブロックを得た。
水質浄化用ブロックは、図1〜図3に示すものであり、外周面4の長さが80mm、上端面5および下端面6の各直径が80mm、貫通孔3の直径が上端で20mmかつ下端で30mm、下端面6の溝7が幅8mmで深さ6mmのものであった。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[Example 1]
(1) Materials used Materials used are as shown below.
(A) Calcium silicate-containing material: Waste lightweight lightweight concrete (ALC) waste material (particle size of 0.01 mm or more and less than 1.20 mm is 40% by mass or more, and particle size is 1.20 mm or more, 4.00 mm) The following is 40% by mass or more)
(B) Cement: Blast furnace cement type B (c) Water (2) Production method 100 parts by mass of cement, 400 parts by mass of calcium silicate-containing material, and 130 parts by mass of water were kneaded to obtain a kneaded product. After the kneaded material was accommodated in the mold, vibration was applied to the mold (and the kneaded material accommodated therein) for 2 minutes. Next, the molded product of the kneaded product was removed from the mold, and then the molded product of the kneaded product was cured with steam at 60 ° C. to obtain a water purification block that was a cured product of the kneaded product.
The water purification block is as shown in FIG. 1 to FIG. 3. The outer peripheral surface 4 has a length of 80 mm, the upper end surface 5 and the lower end surface 6 have a diameter of 80 mm, the through-hole 3 has an upper end with a diameter of 20 mm and a lower end. 30 mm, and the groove 7 on the lower end surface 6 was 8 mm wide and 6 mm deep.

(3)水質浄化用ブロックの評価
(a)嵩密度
水質浄化用ブロックについて、上端面5を含む厚さ4.05mmの部分(以下、上端部分という。)、および、下端面6を含む厚さ4.25mmの部分(以下、下端部分という。)の各嵩密度を測定したところ、上端部分の嵩密度は0.91g/cmであり、下端部分の嵩密度は1.00g/cmであった。
(3) Evaluation of water purification block (a) Bulk density The water purification block has a thickness of 4.05 mm including the upper end surface 5 (hereinafter referred to as the upper end portion) and a thickness including the lower end surface 6. 4.25mm portion was measured each bulk density (hereinafter, referred to as the lower end portion.), the bulk density of the upper end portion is 0.91 g / cm 3, the bulk density of the bottom portion is 1.00 g / cm 3 there were.

(b)有用な成分(SiおよびCa)の溶出量
「JIS K 0058−1:2005 スラグ類の化学物質試験方法−第1部:溶出量試験方法」に準拠して、水質浄化用ブロックの溶出試験を行い、SiおよびCaの各溶出量を測定した。
具体的には、以下の手順で測定を行なった。まず、水質浄化用ブロックから切り取った上述の上端部分(上端面を含む厚さ4.05mmの部分)を、上端部分の10倍の質量を有するイオン交換水中に浸漬させた。次いで、3枚の羽根を有する撹拌機を用いて、200rpmで6時間、上端部分を含むイオン交換水を撹拌した。その後、ICP発光分析装置を用いて、上端部分からイオン交換水中に溶出したSiおよびCaの各溶出量を測定した。
下端部分(下端面を含む厚さ4.25mmの部分)についても、同様にして、SiおよびCaの各溶出量を測定した。
その結果、上端部分(上端面を含む厚さ4.05mmの部分)については、Siの溶出量は、31.2mg/リットルであり、Caの溶出量は、39.5mg/リットルであった。
下端部分(下端面を含む厚さ4.25mmの部分)については、Siの溶出量は、29.9mg/リットルであり、Caの溶出量は、30.9mg/リットルであった。
これらの測定値から、上端部分では、下端部分に比べて、SiおよびCaの各溶出量が大きいことがわかる。
(B) Elution amount of useful components (Si and Ca) Elution of water purification block according to “JIS K 0058-1: 2005 Slag chemical test method-Part 1: Elution amount test method” A test was conducted to measure the elution amounts of Si and Ca.
Specifically, the measurement was performed according to the following procedure. First, the above-mentioned upper end portion (portion having a thickness of 4.05 mm including the upper end surface) cut out from the water purification block was immersed in ion-exchanged water having a mass 10 times that of the upper end portion. Next, ion-exchanged water including the upper end portion was stirred at 200 rpm for 6 hours using a stirrer having three blades. Thereafter, the elution amounts of Si and Ca eluted from the upper end portion into the ion exchange water were measured using an ICP emission analyzer.
For the lower end portion (portion having a thickness of 4.25 mm including the lower end surface), the elution amounts of Si and Ca were measured in the same manner.
As a result, regarding the upper end portion (portion having a thickness of 4.05 mm including the upper end surface), the elution amount of Si was 31.2 mg / liter, and the elution amount of Ca was 39.5 mg / liter.
With respect to the lower end portion (portion having a thickness of 4.25 mm including the lower end surface), the elution amount of Si was 29.9 mg / liter, and the elution amount of Ca was 30.9 mg / liter.
From these measured values, it can be seen that the elution amounts of Si and Ca are larger in the upper end portion than in the lower end portion.

(c)水質浄化用ブロックが水中への沈降時に直立する割合
上述の水質浄化用ブロックを10個作製し、その各々について3回ずつ、水中への沈降時に直立するか否かを調べた。
具体的には、水質浄化用ブロックを、水深1mの上方が開口したタンク内に、水面のやや上方の地点から落下させて、水中に沈降させ、接地後に直立と転倒のいずれとなるかを調べた。なお、水質浄化用ブロックは、上部本体部分2aが上で、下部本体部分2bが下になる向き(鉛直方向に延びる姿勢)で、水中に落下させた。
その結果、全30回(10個×3回)中、接地後に直立した数は、21回であった。この数(21回)は、全30回中の割合で、70%である。
(C) Proportion of water purification block standing upright when submerged in water Ten water purification blocks described above were prepared, and each of them was examined three times to determine whether it would stand up when submerged in water.
Specifically, the water purification block is dropped from a point slightly above the surface of the water into a tank that is open at a depth of 1 m above the water surface, and is submerged in water. It was. The water purification block was dropped into the water in such a direction that the upper main body portion 2a was up and the lower main body portion 2b was down (posture extending in the vertical direction).
As a result, out of 30 times (10 × 3 times), the number of uprights after grounding was 21 times. This number (21 times) is 70% in the ratio of all 30 times.

1,11 水質浄化用ブロック
2,12 ブロック本体
3,13 貫通孔
4,14 外周面
5,15 上端面
6,16 下端面
7 溝部
23,33,43,53 貫通孔
25,35,45,55 上端面
2a 上部本体部分
2b 下部本体部分
13a 等径部分
13b 拡径部分
1,11 Water purification block 2,12 Block body 3,13 Through hole 4,14 Outer peripheral surface 5,15 Upper end surface 6,16 Lower end surface 7 Groove 23, 33, 43, 53 Through hole 25, 35, 45, 55 Upper end surface 2a Upper body portion 2b Lower body portion 13a Equal diameter portion 13b Expanded diameter portion

Claims (5)

水質を浄化することのできるブロック本体を有する水質浄化用ブロックであって、
上記ブロック本体は、貫通孔を有するものであり、
上記貫通孔は、その一端における断面積よりも、その他端における断面積のほうが大きくなるように形成されていることを特徴とする水質浄化用ブロック。
A water purification block having a block body capable of purifying water quality,
The block body has a through hole,
The water purification block, wherein the through hole is formed so that a cross-sectional area at the other end is larger than a cross-sectional area at one end.
上記ブロック本体は、上部本体部分および下部本体部分からなるものであり、
上記上部本体部分は、上記下部本体部分よりも、嵩密度が小さいものである請求項1に記載の水質浄化用ブロック。
The block body consists of an upper body part and a lower body part,
The water purification block according to claim 1, wherein the upper main body portion has a lower bulk density than the lower main body portion.
上記ブロック本体は、ケイ酸カルシウム含有材料、セメントおよび水を含む水硬性材料の硬化体である請求項1又は2に記載の水質浄化用ブロック。   The water purification block according to claim 1 or 2, wherein the block main body is a hardened body of a hydraulic material containing calcium silicate-containing material, cement, and water. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の水質浄化用ブロックを製造するための方法であって、
上記ブロック本体を構成する材料を、型枠の中に収容する材料収容工程、および、
上記型枠の中に収容された材料に振動を加えて、上記ブロック本体を形成させる振動工程、
を含むことを特徴とする水質浄化用ブロックの製造方法。
A method for producing the water purification block according to any one of claims 1 to 3,
A material housing step of housing the material constituting the block body in a mold, and
A vibration process for forming the block body by applying vibration to the material contained in the mold,
A method for producing a water purification block, comprising:
請求項1〜3のいずれか1項に記載の水質浄化用ブロックを用いた、水質の浄化方法であって、
上記水質浄化用ブロックを、水質の浄化の対象である水の中に沈めて設置するブロック設置工程、
を含むことを特徴とする水質の浄化方法。
A water quality purification method using the water quality purification block according to any one of claims 1 to 3,
A block installation process in which the block for water purification is submerged in the water to be purified;
Water purification method characterized by including.
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