JP3943452B2 - 藻場造成用コンクリート構造体及び藻場造成用コンクリート構造体の形成方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、水質浄化又は集魚を目的として海底に沈設される藻場造成用コンクリート構造体に関する。
【0002】
【従来の技術】
海藻類は自身に海水中の窒素やリン等の栄養塩を固定するとともに、光合成作用によって酸素を生成し、水中の溶存酸素濃度を高める働きがある。また、海藻類は魚介類の餌料であり、海藻類が繁茂している場所は魚介類にとって好適な隠れ場所となる。従来より、このような海藻類を用いて沿岸域の水質浄化や集魚を行なうものとして、コンクリートブロック等を海底に沈設し、このコンクリートブロックに海藻類を着生させる藻場礁が知られている。また、防波堤や岸壁等に海藻類を着生させることによって、周囲の自然環境と調和した景観とすることができるとともに、水質浄化や漁業活動に寄与することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記藻場礁は、一般にコンクリートブロックからなり、該コンクリートブロックの表面に溝を設けたり、石材等の突起物を埋め込むことによって凹凸を形成したものが知られている。また、擬岩型枠を用いることによって、コンクリートブロックの表面を凹凸にすることもできる。このような藻場礁では、表面の凹凸部周辺の海流に渦流が発生し、水生植物の種子や海藻類の胞子が滞留するため、コンクリートブロックに胞子が着床し易くなる。
【0004】
しかし、特別の型枠を用意したり、表面を加工するのに費用や時間を要してしまう。また、藻場礁を海底に沈設後、コンクリートブロックの表面が漂砂等によって削られるため、時間の経過にともなって表面の凹凸による効果が小さくなってしまう。
【0005】
また、表面に硫酸第一鉄等の表面処理剤が塗布されているコンクリートブロックからなる藻場礁が知られている。この藻場礁では、コンクリート表面から溶出する強アルカリ成分を表面処理剤で中和することによって、海藻類の着生を促すとともに、魚介類に強アルカリ成分による生育阻害が生じるのを防ぐことができる。しかし、時間の経過にともなって表面処理剤が削られたり、アルカリの溶出が減少すると、未加工のコンクリートブロックとの差異が小さくなる。
【0006】
また、ポーラスコンクリートからなるブロック又は構造部材によって藻場礁を形成することも提案されている。この藻場礁では、ポーラスコンクリートが有する微小な連続空隙内に多数の種子又は胞子を取り込むことができるため、海藻類が繁茂しやすい。しかし、ポーラスコンクリートは強度や耐久性に問題があるため、長期間使用することが難しい。
【0007】
一方、多孔質の木炭や活性炭を利用した藻場礁も知られており、特開2001−103861号公報には、コンクリートブロックの表面にセメント及び木炭の混合物からなる板状部材を固定した藻場礁が記載されている。この板状部材には、粒径が2〜5mm程度の木炭がセメント1に対し1.5〜3.0の割合で混合されている。そして、該板状部材の表面には木炭による微小な凹凸が形成されるとともに、溝や突出部が設けられている。この藻場礁では、板状部材表面の木炭による凹凸と溝や突出部による凹凸とによって、木炭が有する空隙内に効率良く種子又は胞子を取り込むことができる。
【0008】
しかし、上記藻場礁では、板状部材に多量の木炭が含まれているため、製作費用が高くなるとともに、板状部材の強度が小さく破損し易い。このため、製作における作業性が悪い。また、漂砂等によって板状部材が削られたり、破損し易く、長期間の使用は難しい。
【0009】
本願発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、多孔質材料を用いて海藻類の胞子を効率良く着生させるとともに、充分な強度を有することによって海藻等の着生効果を長期間維持することが可能な藻場造成用コンクリート構造体を提供すること、又はこの藻場造成用コンクリート構造体の形成方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1に係る発明は、 海底に沈設される藻場造成用コンクリート構造体であって、 該構造体を形成するコンクリートの少なくとも表面付近に、多孔質材料の粉体が混入されており、 前記多孔質材料の粉体は、粒径が0.1mm 以下の植物の炭化物であることを特徴とする藻場造成用コンクリート構造体を提供する。
【0011】
上記藻場造成用コンクリート構造体では、多孔質材料が粉体で用いられているため、多孔質材料全体の表面積が非常に大きい。このため、多孔質材料の粉体が有する細孔内に効率良く海藻類等の胞子又は種子を取り込み、コンクリート構造体に海藻類等を着生させることができる。また、海底に沈設後、漂砂等によってコンクリート構造体の表面が削られても、新たな粉体が表面に露出するため、長期間胞子又は種子の吸着効果を維持することができる。さらに、多孔質材料は粉体であり、少量で充分な胞子又は種子の吸着効果を得ることができるため、コンクリートの強度に影響を及ぼすおそれがない。
【0012】
上記藻場造成用コンクリート構造体では、植物の炭化物の粉体が有する細孔内に効率良く海藻類等の胞子又は種子を取り込むことができる。また、植物の炭化物は天然素材であるため、自然環境へ悪影響を及ぼすおそれがない。
【0013】
多孔質材料の粉体の粒径を0.1mm以下とすることによって、多孔質材料全体の表面積を著しく増加させることができ、粉体が有する細孔内に効率良く海藻類等の胞子又は種子を取り込むことができる。そして、コンクリートへの多孔質材料の混入量が少量で効果が得られるため、コンクリート強度に与える影響が少ない。また、粉体の粒径が非常に小さいため、この粉体がコンクリート内の微小な空隙を埋めることによって、コンクリートの強度や耐久性の低下を防止することができる。
【0014】
請求項2に係る発明は、 請求項1に記載の藻場造成用コンクリート構造体において、
前記粉体の混入量が、コンクリートに対する容積比で1〜5%であるものとする。
【0015】
上記藻場造成用コンクリート構造体では、コンクリートへの多孔質材料の混入量が少ないため、コンクリートの強度に影響を及ぼすおそれがない。このため、コンクリート構造体の設計を変更することなく、既存の型枠を用いて、低コストで藻場造成用コンクリート構造体を形成することができる。
【0016】
請求項3に係る発明は、 請求項1又は請求項2に記載の藻場造成用コンクリート構造体において、 海底に設置したときに、ほぼ水平に支持される板状部を有し、該板状部の上層部分にのみ、前記粉体が混入されているものとする。
【0017】
上記藻場造成用コンクリート構造体では、該コンクリート構造体を海底に沈設した後、
海藻類等の種子又は胞子を上方から海中に撒き散らすことによって、種子又は胞子を上記板状部表面に効率良く着床させることができる。また、上記板状部の上層部分にのみ多孔質材料の粉体が混入されているため、コンクリート構造体の製作費用も多大とはならず、
均一に多孔質材料を混入するための施工管理が容易で、作業性も良好となる。
【0018】
請求項4に係る発明は、 請求項1、請求項2又は請求項3に記載の藻場造成用コンクリート構造体において、 前記粉体は、水生植物の種子又は海藻の胞子が付着されているものとする。
【0019】
このコンクリート構造体では、あらかじめ木炭の粉体に水生植物の種子又は海藻の胞子が添加されているので、確実かつ効率良く海藻等を着生させることができる。
【0020】
請求項5に係る発明は、 海底に沈設される藻場造成用コンクリート構造体の形成方法であって、 粒径が0.1mm以下の植物の炭化物に、水生植物の種子又は海藻の胞子を混合した水を含浸させ、該粉体を未硬化のコンクリート中に投入し、混合した後、 該コンクリートを、所定の形状に組み立てられた型枠内に打設することを特徴とする藻場造成用コンクリート構造体の形成方法を提供する。
【0021】
上記形成方法では、あらかじめ多孔質材料の粉体に種子又は胞子を混合した水を含浸させることによって、粉体が有する細孔内に水とともに胞子又は種子を取り込むことができる。そして、この粉体をコンクリートに混入することによって、藻場造成用コンクリート構造体に任意の水生植物又は海藻類を効率良く、確実に着生させることができる。
【0022】
請求項6に係る発明は、 海底に沈設される藻場造成用コンクリート構造体の形成方法であって、 所定の形状に組み立てられた型枠内に、所定の高さより3cm〜10cm下方の位置までコンクリートを打設し、 前記コンクリートが硬化する前に、 粒径が0.1mm以下の植物の炭化物を混入した未硬化のコンクリートを、既に打設した上記コンクリートの上に積層し、所定の高さまで打設することを特徴とする藻場造成用コンクリート構造体の形成方法を提供する。
【0023】
上記形成方法では、特別な作業や部材等を用いることなく容易に、藻場造成用コンクリート構造体の表面付近にのみ、ほぼ均一に多孔質材料の粉体を混入することができる。そして、この粉体が混入されたコンクリートを先に打設されたコンクリートと一体とすることができ、コンクリート構造体の一部とみなすことができる。このため、コンクリート構造体の強度に影響を及ぼすおそれがない。また、既存の魚礁ブロック等の型枠を用い、設計の変更等を行なうことなく、藻場造成用コンクリート構造体を形成することができる。
【0024】
請求項7に係る発明は、 海底に沈設される藻場造成用コンクリート構造体の形成方法であって、 海底に設置するときの形状と上下が反転した形状に型枠を組み立て、 粒径が0.1mm以下の植物の炭化物を未硬化のコンクリートに混合し、この炭化物を混合したコンクリートを、組み立てられた前記型枠内の底面より3cm〜10cmの高さまで打設し、 前記コンクリートが硬化する前に、該コンクリートの上に積層し、所定の高さまで、植物の炭化物の粉体を含まないコンクリートを打設することを特徴とする藻場造成用コンクリート構造体の形成方法を提供する。
【0025】
上記形成方法では、藻場造成用コンクリート構造体の上面付近にのみ、ほぼ均一に多孔質材料の粉体を混入することができる。そして、該コンクリート構造体を海底に沈設後、
表面に水生植物又は海藻類を効率良く着生させることができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本願に係る発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1は、本願発明の一実施形態である藻場造成用のコンクリート構造体を示す概略斜視図である。
このコンクリート構造体は、板状部1と、該板状部1をほぼ水平に支持する脚部2とが一体となるように形成されており、海底に沈設して板状部1の表面に水生植物又は海藻類を着生させるものである。そして、水生植物や海藻類の光合成作用等によって海水を浄化したり、これらを餌料とする魚介類を集める。
【0027】
上記板状部1の表面から5cm程度の上層部分1aには、図2に示すように、粗骨材4及び細骨材5の間のセメントペースト部分に木炭の粉体3がほぼ均一に混入されている。
この粉体3は粒径が0.1mm以下となっており、粉状としたときの容積でコンクリート容積の5%がほぼ均一に混入されている。そして、上記板状部1の上面は混入された木炭が表面に多く露出するように、小さな凹凸を有する粗面となっている。
【0028】
上記木炭の粉体3を混入したコンクリートは、例えば次のような配合とすることができる。
水セメント比(W/C) :55%
細骨材率(s/a) :49%
水量(W) :184kg/m3
セメント量(C) :335kg/m3
細骨材量(S) :841kg/m3
粗骨材量(G) :872kg/m3
木炭量 :109kg/m3
減水剤 :1.260%(セメント比)
空気量 :1.8%
【0029】
上記配合のコンクリートを、木炭を混入しないコンクリートであって、水セメント比、細骨材率、水量及びセメント量が同じコンクリートと、コンクリート打設後28日経過時の強度で比較すると、ほぼ同じ強度が得られる。なお、粉体3の混入量は、上記配合ではコンクリートに対する容積比で5%としているが、多孔質材料として木炭を用いる場合、コンクリートに対する容積比で1〜5%、セメントに対する容積比で10〜50%程度とすることができる。
【0030】
上記のようなコンクリート構造体では、板状部1の上面で木炭の粉体が表面に多数露出しており、特に粉体3の粒径を0.1mm以下とすることによって露出する木炭の表面積が大きくなっている。木炭は炭素を主体とした化合物が不規則に集まっており、多くの細孔を有している。このため、海藻類の微小な胞子は細孔内に入り込み、脱落しにくくなる。この状態で胞子が発芽し、成長することにより海藻の着生及び生育が効率良く行なわれる。
【0031】
なお、木炭はコンクリート構造体の板状部1の表面付近にのみ混入しているが、コンクリート構造体の全部に混入しても良い。
【0032】
次に、上記藻場礁を形成するコンクリート構造体の形成方法を図3に基づいて説明する。
型枠11は、脚部2となる部分が下方となるように組み立てる。このとき、必要に応じて型枠11内に鉄筋を配置しておくこともできる。この型枠11内に通常のコンクリート12を最終打設面より5cm程度下方の位置まで打設する。次に、通常のコンクリート12が硬化する前に、木炭の粉体3を混入したコンクリート13、すなわち上層部分1aを形成するコンクリートを、通常のコンクリート12の上に最終打設面まで打設する。
【0033】
上記コンクリート13は、通常のコンクリートの材料である骨材、水、セメントに、吸水させた木炭の粉体3を混合して練り混ぜる。粉体3に予め吸水させることによって、粉体3がコンクリート中で浮き上がってしまうのを防止することができ、均一に分散させることができる。
【0034】
次に、多孔質材料の粉体3を混入したコンクリート13が硬化する前に、このコンクリート13の表面を竹箒や熊手等で掃いて粗面にし、表面に微小な凹凸を形成する。このようにコンクリート13の表面に微小な凹凸を形成することによって、コンクリート13の表面積が増加し、多くの粉体3が表面に露出する。このため、粉体3が有する細孔によって、より多くの種子又は胞子を吸着することができる。
【0035】
そして、通常のコンクリート12と木炭を混入したコンクリート13とが一体となって硬化した後、型枠11を取り除く。このコンクリート構造体は板状部1が上方となるように、藻場礁として海底に沈設され、船等から上方より種子又は胞子を海中に撒き散らすことによって、種子又は胞子を板状部1の上層部分1aに着床させることができる。又は、上層部分1aに種子又は胞子を分散した後、コンクリート構造体を海底に沈設してもよい。
【0036】
このコンクリート構造体は、板状部1の上層部分1aにのみ木炭の粉体3を容易に混入することができるとともに、その混入量が少ない。また、板状部1の木炭を含む上層部分1aと通常のコンクリートからなる部分とを一体とすることができるため、コンクリートの強度に影響を及ぼすおそれがない。このため、魚礁用のコンクリート構造体を製作するために従来から用いられている型枠を用い、設計を変更することなく、低コストで藻場礁となるコンクリート構造体を形成することができる。また、海底に沈設後、漂砂等によってコンクリート構造体の表面が削られても、新たな粉体3が表面に露出するため、長期間胞子又は種子の吸着効果を維持することができる。
【0037】
上記藻場礁では、木炭の粉体をコンクリートの材料に混入する際に、水生植物の種子又は海藻の胞子を混合した水を含浸させ、胞子等を吸着させてから混合してもよい。これにより、粉体が有する細孔に効率良く胞子又は種子を取り込んで、任意の水生植物又は海藻を藻場礁に着生させることができる。そして、コンクリート構造体を沈設する前後に、種子又は胞子を分散する作業を省くことができる。
【0038】
次に、上記コンクリート構造体の他の形成方法を図4に基づいて説明する。なお、このコンクリート構造体の形成方法は請求項7に係る発明の一実施形態である。
この方法で用いられる型枠21は、海底に設置するときの形状と上下が反転した形状、
すなわち板状部1となる部分が下方となるように組み立てられる。そして、必要に応じて鉄筋が所定位置に配置される。
【0039】
上記型枠21の板状部1となる部分の内面に凝固遅延材を塗布した後、多孔質材料の粉体3を混入したコンクリート13を型枠21の下面から5cm程度の位置まで打設する。
次に、粉体3を混入したコンクリート13が硬化する前に、該コンクリート13の上に通常のコンクリート12を最終打設面まで打設する。
【0040】
型枠21内のコンクリートが硬化した後、型枠21を取り除き、板状部1となる部分が上方となるように上下を反転させる。このとき、コンクリート13の凝固遅延材と接している部分、すなわち板状部1の表面付近は硬化が遅れているため、この部分を竹箒やワイヤブラシ等で掃いて微小な凹凸を形成する。
【0041】
このような方法でも、コンクリート構造体の表面付近にのみ、ほぼ均一に多孔質材料の粉体を混入することができる。また、板状部1の上層部分1aとその他の部分とを一体とすることができるため、通常のコンクリート構造体の強度を維持することができる。
【0042】
図5は、本願発明の他の実施形態である藻場造成用コンクリート構造体を示す概略斜視図である。
この藻場造成用コンクリート構造体は、中空のほぼ立方体の枠体であるコンクリート躯体31と、コンクリート躯体31の上部に支持された複数の上床版32と、コンクリート躯体31の中空部に支持された中床板33とで構成されている。そして、コンクリート躯体31は通常のコンクリートで形成され、上床版32及び中床板33が木炭を混入したコンクリートで形成されている。
【0043】
コンクリート躯体31は、図5(b)に示すように、一体となったコンクリートからなる、ほぼ立方体状の枠体であって、コンクリート躯体31の内部は海水が流入・流出しやすいように中空となっている。そして、コンクリート躯体31の垂直な4つの辺34から、それぞれ対角線上に、コンクリート躯体31の中心部に向かって垂直な壁体35が張出している。この壁体35の最も張出している部分には、中床版33を支持するための切り欠き部35aが形成されている。また、コンクリート躯体31の上部で水平方向の4辺となる4つの部材36の内側には、上床版32を支持するための複数の支持凸部37が形成されている。
【0044】
上記中床版33は、内部に縦横の鉄筋が所定間隔で配置されたコンクリートの板状部材であって、上記コンクリート躯体31の中心部に配置され、壁体35に隅角部がボルトで固定される。また、上床版32は、ほぼ三角形状のコンクリートであり、コンクリート躯体31の上部に4枚が固定される。中床版33及び上床版32のコンクリートには、コンクリートに対する容積比で5%の木炭が混合されている。この木炭の粒径は0.1mm以下であり、コンクリートの配合は、先に説明した実施形態と同じである。
【0045】
このような藻場造成用コンクリート構造体は、海底に設置した後に胞子等を散布することにより、又はあらかじめ木炭の粉体に胞子等を吸着させておくことにより、上記上床版32及び中床版33に海藻等を効率良く着生させることができる。また、上床版32及び中床版33を形成するコンクリートは、多孔質材料である木炭を含むものであるが充分な強度を有し、構造体の一部として藻場礁又は人工漁礁を構成することができる。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明の藻場造成用コンクリート構造体では、多孔質材料の粉体がコンクリート中に混入され、表面に露出しているので、多孔質材料が有する細孔に水生植物の種子や海藻の胞子が入り込み、効率良く着生する。また、多孔質材料は粉体として用いられ、粒径が小さくなっているので混入量が少なくても表面積は大きく、充分な効果が得られる。さらに、多孔質材料の粒径が小さいこと、及び混入量が少なくなることにより、コンクリートは充分な強度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本願発明の一実施形態である藻場造成用コンクリート構造体を示す概略斜視図である。
【図2】 図1に示す藻場造成用コンクリート構造体の表面付近の拡大断面図である。
【図3】 図1に示す藻場礁となるコンクリート構造体の形成方法を説明する図である。
【図4】 図1に示す藻場礁となるコンクリート構造体の他の形成方法を説明する図である。
【図5】 本願発明の他の実施形態である藻場造成用コンクリート構造体を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
1 板状部
2 脚部
3 木炭の粉体
4 粗骨材
5 細骨材
11、21 型枠
12 通常のコンクリート
13 木炭を混入したコンクリート
31 コンクリート躯体
32 上床版
33 中床版
Claims (7)
- 海底に沈設される藻場造成用コンクリート構造体であって、
該構造体を形成するコンクリートの少なくとも表面付近に、多孔質材料の粉体が混入されており、
前記多孔質材料の粉体は、粒径が0.1mm以下の植物の炭化物であることを特徴とする藻場造成用コンクリート構造体。 - 前記粉体の混入量が、コンクリートに対する容積比で1〜5%であることを特徴とする請求項1に記載の藻場造成用コンクリート構造体。
- 海底に設置したときに、ほぼ水平に支持される板状部を有し、該板状部の上層部分にのみ、前記粉体が混入されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の藻場造成用コンクリート構造体。
- 前記粉体は、水生植物の種子又は海藻の胞子が付着されているものであることを特徴とする請求項1、請求項2又は請求項3に記載の藻場造成用コンクリート構造体。
- 海底に沈設される藻場造成用コンクリート構造体の形成方法であって、
粒径が0.1mm以下の植物の炭化物に、水生植物の種子又は海藻の胞子を混合した水を含浸させ、該粉体を未硬化のコンクリート中に投入し、混合した後、
該コンクリートを、所定の形状に組み立てられた型枠内に打設することを特徴とする藻場造成用コンクリート構造体の形成方法。 - 海底に沈設される藻場造成用コンクリート構造体の形成方法であって、
所定の形状に組み立てられた型枠内に、所定の高さより3cm〜10cm下方の位置までコンクリートを打設し、
前記コンクリートが硬化する前に、粒径が0.1mm以下の植物の炭化物を混入した未硬化のコンクリートを、既に打設した上記コンクリートの上に積層し、所定の高さまで打設することを特徴とする藻場造成用コンクリート構造体の形成方法。 - 海底に沈設される藻場造成用コンクリート構造体の形成方法であって、
海底に設置するときの形状と上下が反転した形状に型枠を組み立て、
粒径が0.1mm以下の植物の炭化物を未硬化のコンクリートに混合し、この炭化物を混合したコンクリートを、組み立てられた前記型枠内の底面より3cm〜10cmの高さまで打設し、
前記コンクリートが硬化する前に、該コンクリートの上に積層し、所定の高さまで、
植物の炭化物の粉体を含まないコンクリートを打設することを特徴とする藻場造成用コンクリート構造体の形成方法。
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