JP6865026B2 - 防草材及びそれの使用方法 - Google Patents
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Description
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。
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、繁茂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、凍結融解を受けるため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。
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以外の不純物含有量が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。不純物含有量が15%を超えると硬化に時間を費やし、低温時には固まらない場合がある。不純物の代表例として酸化ケイ素や酸化マグネシウムがあり、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、固溶したものがあるが、特に限定されるものでない。
ガラス化率χ(%)=100×(1−S/S0)
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。
中空体の密度は、0.02〜0.2g/cm3が好ましい。0.02g/cm3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/cm3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。
カルシウムシリケートは、3CaO・SiO2、3CaO・2SiO2、2CaO・SiO2やCaO・SiO2である。これらのあらゆる結晶相のものが使用でき、2種以上混合していてもよい。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て生じる炭酸化収縮を低減させるため、ひび割れ抵抗性があがり最も好ましい。
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は水硬性を持たず、大気中の二酸化炭素を吸収して硬化する特性がある。
カルシウムシリケートの粒度は、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、ひび割れ抵抗性が充分に得られない場合がある。一方、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、ひび割れの抑制効果が低い場合がある。一方、60質量部を超えると更なる効果の増進が期待できない。
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、50〜200質量部が好ましい。50質量部未満では、作業時間が取れなくなり、強度発現性が低下する場合がある。一方、200質量部を超えると作業時間は十分に取れるが、十分な初期強度が得られない場合がある。
表1に示すように、カルシウムアルミネート100質量部に対して、石膏、中空体及び土壌の添加量を変え、さらに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、防草材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、圧縮強度と凍結融解抵抗性の測定を行った。
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防草材を使用した。モルタルの配合は、砂と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%となるように水を散水した。マグネシア系防草材は、マグネシア系固化材100質量部に対して、土を500質量部混合したものを型枠に敷設し、水を15質量部散水して防草材を調製した。
結果を表1に示す。
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5000cm2
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0.02g/cm3
中空体B: 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/cm3
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0.1g/cm3
中空体D:新潟県糸魚川産籾殻、密度0.08g/cm3
中空体E:新潟県糸魚川産籾殻、密度0.1g/cm3
中空体F:新潟県糸魚川産籾殻、密度0.12g/cm3
石膏:天然無水石膏、ブレーン比表面積値5000cm2/g
土壌:愛知県産真砂土、5mm篩下
凝結調整剤:無水クエン酸ナトリウム、磐田化学工業社製
セメント:普通ポルトランドセメント、市販品
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
水:水道水
圧縮強度: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、気乾養生して材齢6時間と28日の一軸圧縮強度を測定した。
凍結融解抵抗性: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日後に脱型し、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、所定のサイクル毎に試験体を取り出し、質量減少率を測定した。
実験例1の実験No.1-6の配合において、カルシウムアルミネートのCaO/Al2O3モル比とガラス化率を変えたこと以外は実験例1と同様に行い、硬化時間、圧縮強度、六価クロム溶出量及び凍結融解抵抗性を測定した。
また、比較として、実験例1で使用した普通ポルトランドセメントを用いたモルタル(実験No.1-30)及びマグネシア系固化材(実験No.1-31)についても同様の試験を行った。
結果を表2に示す。
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、1650℃で溶融して急冷した。ガラス化率を97%、ブレーン比表面積を5000cm2に調整した。
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。
六価クロム溶出量:圧縮強度と同様な方法で20℃・相対湿度60%の環境下で供試体を作製し、材齢7日時点で環境庁告示46号法に基づき測定した。
実験例1の実験No.1-6の防草材について、表3に示すように、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、カルシウムシリケートを混合し、防草試験及び凍結融解抵抗性試験を行った。水は、防草材100質量部に対して15質量部散水した。
また、比較として、実験例1で使用した普通ポルトランドセメントを用いたモルタル(実験No.1-30)及びマグネシア系固化材(実験No.1-31)についても同様の試験を行った。
結果を表3に示す。
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、電気炉を用い1500℃で焼成しダスティングした粗粉をブレーン比表面積1800cm2/gに調整した。
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/m2撒き、足で踏みならし転圧した。その上に、防草材を均一に厚み3cmで、5m2の面積に敷設した後、防草材100質量部に対して水を15質量部散水し、180日後の防草材表面から生えた芝の本数を測定した。
実験例3の実験No.3-7、3-8、3-9の各防草材について、水を散水ではなく、オムニミキサに加えて練り混ぜたこと以外は実験例3と同様に行った。
また、比較として、実験例1で使用した普通ポルトランドセメントを用いたモルタル(実験No.1-30)及びマグネシア系固化材(実験No.1-31)についても同様の試験を行った。
結果を表4に示す。
Claims (6)
- カルシウムアルミネート、石膏、中空体及び土壌を含有してなり、前記中空体が、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、及び籾殻からなる群から選択される1種又は2種以上であり、前記中空体の密度が0.02〜0.2g/cm 3 であり、
前記カルシウムアルミネートが、CaO/Al 2 O 3 モル比1.2〜3.0である防草材。 - 前記中空体が籾殻である請求項1記載の防草材。
- 前記カルシウムアルミネートが、CaO/Al2O3モル比1.7〜3.0、CaO及びAl 2 O 3 以外の不純物含有量15質量%以下である請求項1又は2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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