JP6433013B2 - フライアッシュ高含有ポーラスコンクリート及びこれを用いた藻場造成方法 - Google Patents

Description

本発明はフライアッシュ高含有ポーラスコンクリート及びこれを用いた藻場造成、特に、ガラモ場を造成する方法に関する。

近年、日本沿岸において大型藻類が繁茂する藻場の消失（「磯焼け」とも呼ばれる）がさまざまな要因によって急速に進行しており、その対策が急務となっている。藻場の中でも、大型褐藻であるホンダワラ類によって構成された藻場は、特に「ガラモ場」と呼ばれている。「ガラモ場」は、有用水産生物の生息、摂餌、産卵等の場として水産産業の面から重要な役割を果たしている。また、ホンダワラ類は全長が数メートルにも大型化することから、溶存ＣＯ_２の吸収や窒素・リンなどの栄養塩摂取などの機能を有しており、水環境の維持にも大きな役割を果たしている。さらに、近年、ホンダワラ類を原料としてバイオエタノールなどの燃料化をはかる研究が進められており、食糧と競合しない新たなバイオマス原料としての活用も期待されている。

ホンダワラ類とは、不等毛植物門（黄色植物門）、褐藻綱、ヒバマタ目、ホンダワラ科に属する海藻で、日本には６０数種が知られており、ホンダワラ、アカモク、ジョロモク、ヤツマタモク、ヒジキ等に分類される。ホンダワラ類は、外見上、根・茎・葉の区別があり、上部に気泡をつけて直立するように海中に生育し、世代交代が見られず、通常観察されるのは複相世代（胞子体）だけである。胞子体には、雄株と雌株があり、それぞれの体に雄性と雌性の生殖器官が形成される。卵は「生殖器床」という生殖器官内の生卵器で形成され、放出されたあとも「生殖器床」上に保持されるが、受精後、胚発生を開始して幼胚になり、一定の発生段階に達すると落下し、海域底面に存在する基質（岩や岩盤など）に付着し、「仮根」を伸長させ着床・生育する。したがって、ホンダワラ類の生育には岩や岩盤など波に対して「安定した基質」があることが必須条件であり、砂地では生育不能で、岩礁域に主として生息している。ただし、ホンダワラ類の生育には波浪強度が強く関連しており、波の穏やかな海域ではカキ殻などの軽い基質上でも生育可能との報告もある。

近年、人為的な要因（沿岸域の埋め立て工事、それによる海流の変化、ヘドロ化等）によって、ガラモ場は激減しており、沿岸域のガラモ場の復元が強く求められるようになっている。ガラモ場などの藻場を造成する場合、海藻の付着基質として海底に投石を行ったり、コンクリート・ブロックを設置することが多い。特に、我が国では波浪に対して安定な１ｔ以上の石材の入手が困難なため、波浪の大きな外洋に面する海岸では海藻の基質としてコンクリート・ブロックが使用されることが少なくない。使用されるコンクリート・ブロックとしては、藻場造成用に開発された藻礁コンクリート・ブロック、テトラポッドに代表される波消ブロックなどがある（非特許文献１）。
コンクリートとは、セメントに、細骨材（砂など５mm以下のもの）、粗骨材（礫など５mm以上のもの）、水を適当な割合で配合、ねりまぜて型に流し込み、硬化させたものである。言い換えれば、コンクリートとは、砂や礫をセメントペースト（セメントを水でねったもの）によって、固着させたものである。コンクリートの全体積の６５〜８０%は骨材（細骨材＋粗骨材）が占めている。この他に、コンクリートには各種性能の改善のためにさまざまな混和材料も添加される。混和材料は、使用量が比較的少ない「混和剤」と使用量が多くコンクリート容積に影響を与える「混和材（または、混合材）」に大別される。

近年、海藻の付着基質としてのコンクリート・ブロックに用いるコンクリートとして、通常のコンクリートではなく、ポーラスコンクリートが注目されるようになってきている。通常のコンクリートが、粗骨材（砂利など）＋細骨材（砂）＋セメントを適切な配合で混合して製造するのに対し、ポーラスコンクリートは、粗骨材（砂利など）＋セメント、もしくは極少量の砂を加えて製造するものであり、粗骨材と粗骨材の間に発生する間隙を十分に埋めることなく成型される。このため、ポーラスコンクリートは、粗骨材と粗骨材との間に多孔質で連続した空隙（間隙）が存在するコンクリート・ブロックとなる。表面に凹凸が生じるため、海藻類が着床しやすいとされているが、ポーラスコンクリートは、空隙が大きいので、重量が軽く、強度や耐久性の面に課題がある。
加えて、海藻類の成長に必要な窒素、リンなどの肥料をポーラスコンクリート表面に被覆したり、肥料を含浸させたポーラスコンクリートも開発されている。また、微量栄養源の供給のため、粗骨材として鉄鉱石や転炉スラグなどの鉄系の粗骨材を使用したポーラスコンクリートも開発されている（特許文献１、非特許文献２）。これは、窒素、リン、鉄などの栄養源を継続して供給し、着床した海藻の成長を促進する効果を狙ったものである。

特開２０００−３３５９８６号公報

能登谷正浩、藻場の海藻と造成技術、成山堂、２００３ 米本龍史、沿岸海域に適用した鉄系骨材を含むポーラスコンクリートの性質、土木学会第５６回年次学術講演会、平成１３年１０月 田中義人、オートクレーブ処理したフライアッシュ高含有ポーラスコンクリートの強度と水和反応性状、Cement Science and Concrete Technology、No.55、2001 鉄鋼スラグの特性と有用性、鉄鋼スラグ協会、平成７年

しかし、これまでに提案・実施されてきた藻場造成方法は、以下のような課題を有している。
１）の手法（コンクリート・ブロック法）は、古くから藻場の造成手法として用いられている。コンクリートの設計圧縮強度は、消波ブロックの最低設計基準１８〜２１N/mm²（MPa）程度であり、波浪の強い海域で人工基質として用いても問題は少ないと考えられる。硬化が進んでいないコンクリートはアルカリ溶出（水酸化カルシウム起因）が多いが、標準養生期間（２８日）以上養生したコンクリートはアルカリ溶出が少ないことが報告されており、実海域の場合にはコンクリート・ブロックに対して、海水容量も大きいため、海水自体のpHが上昇することは見られない。また、徐々に炭酸化カルシウムが表面に生成されるため、アルカリ溶出もおさまるとされている。しかしながら、海中に設置した直後のコンクリートの表面の数mmの境界層は、周辺の海水よりもpHが上昇し、海藻の受精卵の着床や生育に影響が出る可能性が考えられる。また、コンクリート基質表面の起伏や凹凸が小さいことや空隙率がほとんどないため、海流速の影響を受けやすく、海藻の付着や仮根伸長に不利となる。

２）の手法（ポーラスコンクリート法）は、その表面に凹凸があり、また、コンクリート内部の空隙率も高いことから、従来の平板型のコンクリートと比較すると海藻の付着や仮根伸長に好適である利点がある。しかし、ポーラスコンクリートであっても、通常の平板型コンクリートと同様に海水環境下に設置した場合、空隙内部までの海水の拡散は生じにくく、内部表面付近近傍でのアルカリ化（セメントに含まれる水酸化カルシウム起因）が継続して生じ、海藻の仮根の伸張阻害が生ずることが予想される。さらに、一般のポーラスコンクリートは、空隙率を上昇させると圧縮強度が低下する。消波ブロックの最低設計基準１８N/mm²（MPa）を満足させるためには、通常の養生方法では、空隙率を２５体積%未満（一般的に１０〜１５体積%程度）とせねばならない。このように大型のコンクリート・ブロックとしてポーラスコンクリートを海洋に用いる場合には、空隙率に限界が生ずる（非特許文献３）。

３）の手法（肥料含浸ポーラスコンクリート法）についても、２）の手法と同様、ポーラスコンクリートであるため、アルカリ化（水酸化カルシウム起因）が継続することが懸念される。肥料を含浸させたとしても、窒素、リンが短期に溶出してしまうとその永続的な効果は期待できない。この制御は極めて難しい。また、鉄鋼スラグなどから微量栄養源である鉄の供給を継続するためには、アルカリ化を抑制することが必須である。アルカリ条件下では溶存鉄は、直ちに水酸化鉄となり、不溶化してしまうからである。また、大型コンクリート・ブロックとして海洋に用いる場合、強度と空隙率に関してポーラスコンクリートと同様の課題を有している。

本発明は、従来技術で問題であった上記のような課題を解決して、海藻、特にホンダワラ類の着床と発芽、仮根の伸張に適したフライアッシュ高含有ポーラスコンクリートを提供すること及びこれを用いて、藻場を効率的に造成する方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の課題を解決するため、フライアッシュを大量にポーラスコンクリートの混和材に用いることよって、ポーラスコンクリートに海藻の発芽及び成長に適した性状を有せさせるとともに同ポーラスコンクリートを小型化して海藻に適用することによって、同ポーラスコンクリートを用いた藻場を効率的に造成する方法を確立したものである。
本発明の要旨とするところは、次の（１）〜（７）である。
（１） セメント、混和材としてフライアッシュ及び粗骨材として比重が2.7〜3.0の火山岩を含有するポーラスコンクリートを海藻の受精卵およびまたは遊走子の着床基質として用いて、
前記フライアッシュから溶出するシリカと前記セメント由来のアルカリ成分とが反応により固化することで、前記アルカリ成分と前記火山岩が含有するシリカ成分とのアルカリ骨材反応を抑制することを特徴とする藻場造成方法。
（２） 前記ポーラスコンクリートを板状に成形したポーラスコンクリート板を海底に敷設してあるコンクリート漁礁あるいはフライアッシュコンクリート漁礁あるいは岩礁に取り付け、藻場を造成することを特徴とする請求項１に記載の藻場造成方法。
（３） 前記ポーラスコンクリートを板状に成形したポーラスコンクリート板の表面に、海藻の受精卵およびまたは遊走子を播種し、着床・発芽・成長させた後、前記ポーラスコンクリート板を海底に敷設してあるコンクリート漁礁あるいはフライアッシュコンクリート漁礁あるいは岩礁に取り付け、藻場を造成することを特徴とする請求項１に記載の藻場造成方法。
（４） 混和材としての前記フライアッシュの添加量が前記セメント使用量に対して１５質量%以上４０質量%以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の藻場造成方法。
（５） 前記ポーラスコンクリートの圧縮強度が１０N/mm²以上、および、空隙率が２５%以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の藻場造成方法。
（６）前記海藻の受精卵がホンダワラ類の受精卵であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の藻場造成方法。
（７）混和材としての前記フライアッシュが石炭火力発電所の副産物であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の藻場造成方法。
更に、本発明の要旨とするところは、次の（８）〜（１２）である。
（８） セメント、混和材としてフライアッシュ及び粗骨材として比重が2.7〜3.0の火山岩を含有して成り、海藻の受精卵およびまたは遊走子の着床基質として用いられるものであり、
前記フライアッシュから溶出するシリカと前記セメント由来のアルカリ成分とが反応により固化することで、前記アルカリ成分と前記火山岩が含有するシリカ成分とのアルカリ骨材反応を抑制することを特徴とするポーラスコンクリート。
（９） 板状に成形され、海底に敷設してあるコンクリート漁礁あるいはフライアッシュコンクリート漁礁あるいは岩礁に取り付けられることで藻場の一部を構成することを特徴とする請求項８に記載のポーラスコンクリート。
（１０） 混和材としての前記フライアッシュの添加量が前記セメント使用量に対して１５質量%以上４０質量%以下であることを特徴とする請求項８又は９に記載のポーラスコンクリート。
（１１） 圧縮強度が１０N/mm²以上、および、空隙率が２５%以上であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載のポーラスコンクリート。
（１２） 混和材としての前記フライアッシュが石炭火力発電所の副産物であることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載のポーラスコンクリート。

本発明のポーラスコンクリートはフライアッシュを混和材として添加するため、アルカリ溶出量が少なく、表面の起伏や凹凸に富み、適度な空隙率と圧縮強度を有する。したがって、海藻の受精卵や遊走子の着床・発芽基質として用いた場合にその成長を促進することができ、良質な藻場を造成することが可能となる。

本発明の効果を示す図である 平板コンクリートおよびフライアッシュ高含有ポーラスコンクリート板におけるホンダワラ類の受精卵の着床量を比較する図である。 平板コンクリートおよびフライアッシュ高含有ポーラスコンクリート板におけるホンダワラ類の成長を比較する図である。 フライアッシュ高含有ポーラスコンクリート板を用いた藻場造成材を示す図である。

本発明は、フライアッシュを混和材として用いた小型のポーラスコンクリート板を製造し、この小型フライアッシュ高含有ポーラスコンクリート板を用いて藻場を効率的に造成する方法である。以下に本発明について説明する。
まず、フライアッシュ高含有ポーラスコンクリートについて説明する。
フライアッシュとは石炭火力発電所などの微粉炭ボイラの燃焼ガス中の灰分を電気集塵機で捕集したものであり、一般のコンクリート混和材に用いる場合、その品質がＪＩＳＡ６２０１（コンクリート用フライアッシュ）に規定されている。化学成分的には、非晶質の二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を４５．０%以上含むものである。ガラス状の球状の微粒子であり、比表面積は２４００cm²/g、比重は１．９５以上である。また、粒径によって規格が細分化されており、４５μmふるい残分が小さいほど（粒径が小さいほど）良質のフライアッシュの製品となる。本発明のポーラスコンクリートの混和材としてフライアッシュを用いる場合も、上述したコンクリート用フライアッシュ規格に準じ、化学的・物理的性状が安定している石炭火力発電所から発生するフライアッシュを用いることが望ましい。

フライアッシュをポーラスコンクリートの混和材として用いた場合、以下のような利点がある。コンクリートのアルカリ性は、セメントに水を加えて練り混ぜると、セメントが含有するＣａＯが水と反応し、水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）_２を形成するために生じる。
ＣａＯ＋Ｈ_２Ｏ→ Ｃａ（ＯＨ）_２
しかし、フライアッシュをポーラスコンクリート製造時に混合すると、フライアッシュから溶出するシリカやアルミナが、セメントペースト（セメントと水をねりまぜたもの）中の水酸化カルシウムと徐々に化合し、水に難溶性のカルシウムシリケート化合物（Ｃ-Ｓ-Ｈ化合物）（ポゾラン反応と呼ばれている）やカルシウムアルミネート化合物（Ｃ-Ａ-Ｈ化合物）を作る。フライアッシュの添加量が多いほど、より低Ｃ/ＳのＣ-Ｓ-Ｈが形成されると考えられ、この低アルカリ性のＣ-Ｓ-Ｈ化合物や残存するフライアッシュによって、セメントによるアルカリ化が緩和されることとなる。

さらに、Ｃ-Ｓ-Ｈ化合物やＣ-Ａ-Ｈ化合物は、粗骨材の付着・固化を促進し、ポーラスコンクリート組織を緻密にして、その水密性を増し、日時の経過とともに強度を発揮する。ポーラスコンクリートには、コンクリートと異なり砂などの細骨材が含まれていないため、ポーラスコンクリート混和材としてフライアッシュを添加することはその強度を高める点からも望ましいことである。
また、現在フライアッシュは相当量が埋め立て処理されており、埋立地確保や環境への悪影響という問題が指摘されていることから、本発明はフライアッシュを有効活用できるという利点も有する。
なお、ポーラスコンクリートに混和材として用いるフライアッシュの添加量は、セメント使用量に対して１５質量%以上４０質量%以下であることが望ましい。フライアッシュが１５質量%未満ではセメント起因のアルカリ抑制効果が小さく、また、４０質量%超になると、セメントペースト量が小さくなりすぎ、ポーラスコンクリートの強度を維持することが困難となるためである。

フライアッシュ高含有ポーラスコンクリートの強度は、消波ブロックのような大型ブロックとして海域に適用する場合、消波ブロックの最低設計基準圧縮強度に準じて１８N/mm²以上確保するとともに、海藻（ホンダワラ類など）の仮根の伸張促進の観点からポーラスコンクリートの空隙率も２５体積%以上有することが望ましい。しかしながら、通常のコンクリート養生方法で両者をともに達成するのは難しく、通常の水中養生方法等とは異なり、オートクレーブなどを用いた高温・高圧の養生手段によって、１８N/mm²以上の強度を確保することが必要となる（非特許文献３）。このオートクレーブを用いた養生方法は、ポーラスコンクリート強度向上に極めて効果的な手段ではあるが、製造コストが上昇する課題がある。
一方、本発明のような海藻受精卵の培養板として小型化したフライアッシュ高含有ポーラスコンクリートを用いる場合には、海洋投入時に破損が避けられる１０N/mm²以上の強度が確保されれば十分であり、１８N/mm²以上の強度は必要としない。したがって、本発明のポーラスコンクリートではオートクレープが不要になり、製造コストを抑制できるという利点がある。また、この場合の小型化したフライアッシュ高含有ポーラスコンクリート板の大きさとは、海域で潜水夫が単独で運搬・作業できる大きさ・重量程度を意味する。小型化したフライアッシュ高含有ポーラスコンクリート板は、すでに海域に投入されたコンクリート製やフライアッシュコンクリート製ブロックあるいは岩盤などにアンカーボルトや接着剤等でとりつけて使用する。

フライアッシュ高含有ポーラスコンクリートに用いる粗骨材について説明する。フライアッシュの比重は前述したように１．９５と砂（２．５〜２．８）より小さいため、フライアッシュ高含有ポーラスコンクリートは、重量が小さくなりすぎる可能性がある。このため、粗骨材としては、比重が大きい鉄鋼スラグまたは火山岩を使用することが望ましい。
粗骨材として用いる鉄鋼スラグとしては、高炉から発生する高炉スラグ、転炉から発生する製鋼スラグ、電気炉から発生する電気炉酸化スラグ、電気炉でステンレスの原料となるフェロニッケル製造時に発生するフェロニッケルスラグなどがあり、いずれを用いてもかまわない。近年、良質の天然骨材の枯渇が進んでおり、天然骨材の代替としてもこれらの鉄鋼スラグを用いることはＣＯ_２削減の視点からも望ましいことである。また、表１に示すように、鉄鋼スラグは、鉄の含有量が大きく、高炉から発生する高炉スラグ、転炉から発生する製鋼スラグ、電気炉から発生する電気炉酸化スラグの絶乾比重は、それぞれ２．５〜２．８、３．２〜３．６、３．４〜３．６と高く、海岸構造物として高含有ポーラスコンクリートを用いる場合、ある程度の重量をもたせる効果を期待することができる。
さらに、フライアッシュ高含有ポーラスコンクリートの粗骨材として火山岩を用いることもできる。火山岩としては、安山岩や流紋岩があるが、比重は２．７〜３．０程度である。これらの火山岩は表１に示すようにシリカ分の多い酸性岩であり、アルカリ骨材反応による骨材の膨張を起こしやすい欠点がある。このため、天然骨材でありながらも、そのコンクリートへの使用には注意が必要とされてきた。しかしながら、混和材としてフライアッシュを大量に用いる今回の発明のケースでは、フライアッシュから溶出するシリカとセメント由来のアルカリ成分が反応して固化しているので、アルカリ成分と骨材の含有するシリカ成分の反応を抑制することが可能となる。

次に、フライアッシュ高含有ポーラスコンクリートを用い、どのように藻場を造成するかを説明する。
本発明が造成の対象とする海藻は、褐藻類、紅藻類、緑藻類に属するいずれの海藻でもかまわないが、その中心は、海域の岩礁域に生育・繁殖するホンダワラ類（例えば、ホンダワラ、アカモク、ジョロモク、ヤツマタモク、ヒジキ）等の大型褐藻である。ホンダワラ類からなる藻場は、「ガラモ場」と呼ばれ、「ガラモ場」は、有用水産生物の生息、摂餌、産卵等の場として水産産業の面から重要な役割を果たしており、また、ホンダワラ類は全長が数メートルにも大型化することから、溶存ＣＯ_２の吸収や窒素・リンなどの栄養塩摂取などの機能も有している。ホンダワラ類以外の大型褐藻、例えばコンブ、アラメ、カジメ、ワカメ等の食用として広く栽培されている大型褐藻の培養にもフライアッシュ高含有ポーラスコンクリートの適用は可能である。このような海藻の場合は、ホンダワラ類とは異なり、受精卵ではなく遊走子によって成長することから、コンブ、アラメ、カジメ、ワカメ等の培養には遊走子を用いることになる。
小型化したフライアッシュ高含有ポーラスコンクリート板を製造し、この小型化したフライアッシュ高含有ポーラスコンクリート板を、すでに海域に投入されたコンクリート製やフライアッシュコンクリート製のブロックあるいは岩盤などにアンカーボルトや接着剤等でとりつければよい。大型のフライアッシュ高含有ポーラスコンクリート・ブロックを製造し、海藻の付着基質として、従来のコンクリート・ブロックにかえて海域にそのまま大型のブロックとして直接投入し、藻場を造成することも可能である。しかし、このような場合、前述したように強度の課題があり、前記で述べたように、通常の養生方法とは異なり、オートクレーブ養生などで１８N/ mm²以上の強度を確保する必要がある。

磯焼け状態の海域で近辺にホンダワラ類がほぼ絶滅し、その存在量が極めて少ない場合には、小型化したフライアッシュ高含有ポーラスコンクリートを現場の海域に設置するだけでは効率的に藻場を造成することはできない。このような場合、小型化したフライアッシュ高含有ポーラスコンクリートを、陸上にある海水水槽内に設置して、その表面に、海藻類の受精卵およびまたは遊走子を人工的に播種し、着床・発芽・成長させた後、海藻類の発芽体が付着したポーラスコンクリートを海底に敷設してあるコンクリート漁礁あるいはフライアッシュコンクリート漁礁あるいは岩礁にアンカーボルトや接着剤などで取り付け、藻場を造成する。また、海域に設置する海藻類の成長の目安は、最大主枝長が１０cm以上となった時点が望ましい。最大主枝長が１０cm未満の場合には、ヨコエビ等の動物性プランクトンに摂取されやすいため、ある程度まで成長させた後、海域に設置することが望ましい。なお、陸上の水槽でホンダワラ類を培養する条件については、実施例にて詳細に説明する。

（実施例１）海藻着生用小型フライアッシュ高含有ポーラスコンクリートの製造
海藻の受精卵および/または遊走子の着生用として、１種類の普通平板コンクリートと３種類の小型のフライアッシュ高含有ポーラスコンクリート板（１００mm＊２００mm＊３０mm）を製作した。平板コンクリート（Ｎｏ．１）とフライアッシュ高含有ポーラスコンクリート（Ｎｏ．２〜Ｎｏ．４）の概要を表２に示す。また、平板コンクリートとフライアッシュ高含有ポーラスコンクリートの配合を表３、表４に示す。
Ｎｏ．２〜Ｎｏ．４のフライアッシュの添加量は、Ｎｏ．１の平板コンクリート中のセメント量２４４kg/m³の３９質量%の９６kg/m³とした。Ｎｏ．２〜Ｎｏ．４のフライアッシュ高含有ポーラスコンクリートは、使用した粗骨材が異なっており、Ｎｏ．２は、火山岩の一種である安山岩、Ｎｏ．３およびＮｏ．４は鉄鋼スラグである。いずれも粒径は５〜２０mmである。

製造方法は、以下の通りである。パン型強制練りミキサーで２００〜３００秒程度練り混ぜ後、２０〜３０分程度練り置いた。所定の大きさの型枠に２〜３層ごとに投入し、タンパで締め固めた。養生は脱型後、６日間真水に静置した。その後、海水中で２週間静置し、その後、真水で洗浄した。
さらに、製造した平板コンクリート（Ｎｏ．１）とフライアッシュ高含有ポーラスコンクリート（Ｎｏ．２〜Ｎｏ．４）の圧縮強度は、別途、円柱供試体（φ１０＊２０cm）を作成し測定した。フライアッシュ高含有ポーラスコンクリート（Ｎｏ．２〜Ｎｏ．４）の海水養生、材齢２８日後の圧縮強度は、１０N/mm²を超えた。
ポーラスコンクリートの空隙率は、以下の方法で測定した。硬化したポーラスコンクリート試験体の容積（V）をノギスなどで正確に測定後、気中質量（W２、２４時間屋内に自然放置し乾燥）と水中質量（W１、24時間水中浸漬後、試験体を水中で転がし、十分に空気を取り除く）から計算した。
空隙率 A =（１−（W２−W１）／V）×１００（%）
フライアッシュ高含有ポーラスコンクリート（Ｎｏ．２〜Ｎｏ．４）の空隙率は、２５体積%を超えた。

（実施例２）小型フライアッシュ高含有ポーラスコンクリート板を用いたホンダワラ類受精卵の着生
実施例１で作成した平板コンクリート（Ｎｏ．１）とフライアッシュ高含有ポーラスコンクリート（Ｎｏ．２〜Ｎｏ．４）の４種類をホンダワラ類の着床基盤に用いた。各コンクリートは、１００mm＊５０mm＊３０mmである。容量１０Lの海水槽内に設置した各コンクリート上にホンダワラ類（ヤツマタモク）の受精卵を１０００個散布後、水温が１５℃、光量が約１５μmol/m²/s、光周期が１２h明：１２h暗の条件で５週間培養した。海水には１体積%、ＰＥＳ（栄養塩強化培地、Enriched Seawater by Provasoliの略称）を添加した。５週間後にホンダワラ類受精卵の着底・発芽状況を写真撮影し、着底・発芽状況を観測した。図２に５週間後、各コンクリ―ト上に着床し発芽したヤツマタモク数の比較結果を示す。
Ｎｏ．１の平板コンクリートの場合、実験初期から若干成長ムラが見られ、５週間後、基質を手で少し動かすと葉体がゆらゆら揺れると同時に、発芽体が容易に基質からはずれてしまうなど、着定状況が良くなかった。また、成長ムラも認められ、双葉まで成長した数はフライアッシュ高含有ポーラスコンクリート系と比較して極めて少なかった。
一方、Ｎｏ．２〜Ｎｏ．４のフライアッシュ高含有ポーラスコンクリートでは、Ｎｏ．１と比較し、受精卵の着底と成長状況はともによく、４〜５週間でかなりの数が５mm程度まで成長し、また、５週間後、基質を手で動かしても発芽体が基質からはずれてしまうことは認められなかった。受精卵の着床率（図２）を比較すると、Ｎｏ．２〜Ｎｏ．４のフライアッシュ高含有ポーラスコンクリート系は、平板コンクリートの３〜５倍の結果となった。
Ｎｏ．２〜Ｎｏ．４のフライアッシュ高含有ポーラスコンクリート基質は、表面に１〜３cm程度のかなり大きい凹凸がある。これは受精卵（約２００〜３００μm）よりもかなり大きいが、このようなフライアッシュ高含有ポーラスコンクリートの物理的特徴が受精卵の着底の促進と安定性を促している可能性がある。また、ポーラスコンクリートにはフライアッシュが混合材として大量に添加されていることから、表面付近のアルカリ化が抑制されるとともに、着底を促進する物質の溶出（シリカまたは鉄）があることが影響していることなども推定される。

（実施例３）小型フライアッシュ高含有ポーラスコンクリート板を用いたホンダワラ類幼体の培養
実施例２で表面にホンダワラ類（ヤツマタモク）の受精卵を着生・発芽させた平板コンクリート（Ｎｏ．１）とフライアッシュ高含有ポーラスコンクリート（Ｎｏ．２〜Ｎｏ．４）の４種類をホンダワラ類幼体の培養に用いた。表５にホンダワラ類（ヤツマタモク）の幼体の培養条件を示す。ホンダワラ類の発芽体が付着した４種類のコンクリートを、５０Lの海水水槽内に設置し、継時的に成長状況を確認した。

図３に各コンクリートでのヤツマタモク幼体の最大主枝長の経日変化を示す。
ヤツマタモクの幼体は、実験開始の時点ではいずれの基質でも双葉の最大長が５mm程度であった。いずれも、７０日目には、２０〜２５mm、１１２日目には２５〜３０mm、１４６日目には４０〜５０mmとなった。その後、いずれの基質も、急激に伸張し１４６日目には８０〜１２０mmとなった。いずれの基質でも主枝長の増大が顕著となった理由は、気温の低下とともに水温も１５〜１７℃まで低下したことから、この水温の低下が成長の促進に影響した可能性が考えられる。いずれにせよ、すべての基質において、海域に設置する目安となる１０cmを上回る結果が得られた。Ｎｏ．１の平板型のコンクリートとＮｏ２〜Ｎｏ．４のフライアッシュ高含有ポーラスコンクリートを同じ大型水槽に設置しているため、海水水質、光量、水温は同一条件であり、相違点はコンクリ−ト表面の性状のみであったため、幼体の主枝長の成長については、大きな差異は認められなかったと考えられる。ただし、目視観察の結果ではあるが、繁茂量についてはＮｏ２〜Ｎｏ．４のフライアッシュ高含有ポーラスコンクリート系が、Ｎｏ．１の平板型のコンクリートよりもはるかに多い結果となった。

（実施例４）フライアッシュ高含有ポーラスコンクリート板を用いた藻場造成材の実海域投入方法
図４にフライアッシュ高含有ポーラスコンクリート板を用いた藻場造成材１の実海域投入事例を示す。
まず、藻場造成の基盤材となる圧縮強度が18Ｎ/mm^２以上のコンクリート・ブロック２（1m×1m×1m）を製造した。
続いて、フライアッシュ高含有ポーラスコンクリート板３（50cm×50cm×10cm）を製造した。
そして、1体のコンクリート・ブロック２について、フライアッシュ高含有ポーラスコンクリート板３を12枚（上面に4枚、側面に4枚×2面、計12枚）、アンカーボルト４（径19mm程度）を用いて各々の中央１箇所に固定した。なお、光照射がコンクリート・ブロック２の全ての側面に認められる場合には、全ての側面にフライアッシュ高含有ポーラスコンクリート板３を固定してもかまわない。
育成する海藻としてはカジメを選定した。カジメの胞子体は秋季に成熟すると葉体上に子嚢斑を形成し、子嚢斑から遊走子を放出する。海中に放出された遊走子は岩などに着底し、発芽して雌雄の配偶体となる。雌性配偶体は卵を形成し、受精後、受精卵は細胞分裂を繰り返し、カジメ胞子体の幼体に発育する。そこで11月に十分に成熟したカジメの胞子体5を海域から複数個体採取し、カジメ胞子体５の仮根部を各アンカーボルト４にひも等で1固体ずつ固定した。
固定後、直ちにコンクリート・ブロック２をフライアッシュ高含有ポーラスコンクリート板３およびカジメ胞子体５を結びつけた状態で吊り上げ設置用治具６を介してクレーンで吊り上げ、湾内の海底上に静かに設置し、カジメ胞子体５の子嚢斑から遊走子をフライアッシュ高含有ポーラスコンクリート板３上に放出、着底、成長させた。

本発明は、フライアッシュ高含有ポーラスコンクリート板を用いた藻場造成方法等に関するものであり、産業上利用可能である。

１ フライアッシュ高含有ポーラスコンクリート板を用いた藻場造成材
２ コンクリート・ブロック
３ フライアッシュ高含有ポーラスコンクリート板
４ アンカーボルト
５ カジメ
６ 吊り上げ設置用治具

Claims (12)

1. セメント、混和材としてフライアッシュ及び粗骨材として比重が2.7〜3.0の火山岩を含有するポーラスコンクリートを海藻の受精卵およびまたは遊走子の着床基質として用いて、
   前記フライアッシュから溶出するシリカと前記セメント由来のアルカリ成分とが反応により固化することで、前記アルカリ成分と前記火山岩が含有するシリカ成分とのアルカリ骨材反応を抑制することを特徴とする藻場造成方法。
   
2. 前記ポーラスコンクリートを板状に成形したポーラスコンクリート板を海底に敷設してあるコンクリート漁礁あるいはフライアッシュコンクリート漁礁あるいは岩礁に取り付け、藻場を造成することを特徴とする請求項１に記載の藻場造成方法。
   
3. 前記ポーラスコンクリートを板状に成形したポーラスコンクリート板の表面に、海藻の受精卵およびまたは遊走子を播種し、着床・発芽・成長させた後、前記ポーラスコンクリート板を海底に敷設してあるコンクリート漁礁あるいはフライアッシュコンクリート漁礁あるいは岩礁に取り付け、藻場を造成することを特徴とする請求項１に記載の藻場造成方法。
   
4. 混和材としての前記フライアッシュの添加量が前記セメント使用量に対して１５質量%以上４０質量%以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の藻場造成方法。
   
5. 前記ポーラスコンクリートの圧縮強度が１０N/mm²以上、および、空隙率が２５%以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の藻場造成方法。
   
6. 前記海藻の受精卵がホンダワラ類の受精卵であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の藻場造成方法。
   
7. 混和材としての前記フライアッシュが石炭火力発電所の副産物であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の藻場造成方法。
   
8. セメント、混和材としてフライアッシュ及び粗骨材として比重が2.7〜3.0の火山岩を含有して成り、海藻の受精卵およびまたは遊走子の着床基質として用いられるものであり、
   前記フライアッシュから溶出するシリカと前記セメント由来のアルカリ成分とが反応により固化することで、前記アルカリ成分と前記火山岩が含有するシリカ成分とのアルカリ骨材反応を抑制することを特徴とするポーラスコンクリート。
   
9. 板状に成形され、海底に敷設してあるコンクリート漁礁あるいはフライアッシュコンクリート漁礁あるいは岩礁に取り付けられることで藻場の一部を構成することを特徴とする請求項８に記載のポーラスコンクリート。
   
10. 混和材としての前記フライアッシュの添加量が前記セメント使用量に対して１５質量%以上４０質量%以下であることを特徴とする請求項８又は９に記載のポーラスコンクリート。
    
11. 圧縮強度が１０N/mm²以上、および、空隙率が２５%以上であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載のポーラスコンクリート。
    
12. 混和材としての前記フライアッシュが石炭火力発電所の副産物であることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載のポーラスコンクリート。
    

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