JP6876408B2 - Weed control material and how to use it - Google Patents
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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防草材及びその使用方法に関する。 The present invention relates to a weed-proof material that suppresses the growth of weeds such as river banks, ridges of fields, or slopes of embankments such as railways and roads, and methods of using the same.
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。草の刈り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、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。さらに、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。
Weeds flourished on the slopes of embankments such as river banks, railroads, and roads, and on the ridges of fields, requiring frequent mowing and spraying of herbicides. Since cutting the grass requires a great deal of labor, a method of spraying a herbicide is generally used.
However, spraying herbicides only kills the grass and requires frequent spraying, which is not a drastic measure. In addition, a method of sprinkling a weed-proof material containing cement and sprinkling water to cover the ground has also been proposed, but it takes time to harden, and it cannot be constructed when it rains, so it flows before hardening. There was a problem that it would be stowed, and there was a problem that scaling and cracking would occur due to freezing and thawing. Furthermore, since cement is highly alkaline and contains hexavalent chromium, there is an environmental problem.
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。
Further, a herb control material and a method thereof have been proposed in which a magnesium oxide-based solidifying material containing no cement is sprayed or mixed with soil and sprinkled with water to solidify and suppress weeds. (Patent Documents 1 to 4)
In Patent Document 1, a weed growth preventive material containing magnesium oxide and blast furnace slag as main components is mixed with soil on the ground surface, compacted, compacted, and sprinkled on top of the soil. Since the expression is low, it is easily washed away by rainfall after construction, and it is difficult to use in cold regions because it is frozen and thawed.
Since Patent Documents 2 and 3 are magnesium oxide-based solidifying materials similar to Patent Document 1, the initial strength development is low, and the effect of controlling weeds in the breeding season tends to be reduced. Furthermore, the problem with these magnesium oxide-based weed control materials in general is that they may not be able to reach a certain thickness due to watering during construction or being washed away during rainfall on slopes with steep slopes due to the long curing time. It may not cure in some places. In addition, there is a problem that it is difficult to use in cold regions because it is frozen and thawed.
Patent Document 4 is characterized in that aggregates of incineration ash, slag, and coal ash are spread over the aggregates, and chloroprene-based latex, ethylene-vinyl acetate copolymer-based emulsion, and acrylic emulsion-solidifying material are sprayed and fixed on the aggregates. It is a weed control method that does not use cement or basic substances, so it is an environmentally friendly weed control material. However, it takes a lot of labor because it is necessary to spread it to a thickness of 3 to 20 cm by human power or heavy machinery and evenly spray latex or emulsion on it.
本発明は、硬化時間、初期強度発現性、凍結融解抵抗性、環境負荷、草刈の労力、防草効果の持続性に係わる従来方法の課題を解決することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the problems of conventional methods relating to curing time, initial strength development, freeze-thaw resistance, environmental load, mowing labor, and sustainability of weed control effect.
即ち、本発明は、(1)ブレーン比表面積値2500cm2/g以上のカルシウムアルミネート、並びに、CaO成分が10〜50質量%、Al2O3成分が50〜90質量%であるクリンカー骨材を含有してなる防草材、(2)さらに、石膏と土壌のうち一種以上を含有してなる(1)の防草材、(3)クリンカー骨材の粗粒率が1.8〜3.5であることを特徴とする(1)又は(2)の防草材、(4)さらに、カルシウムシリケートを含有してなる(1)〜(3)のいずれかの防草材、(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と練り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。 That is, the present invention provides (1) Blaine specific surface area 2500 cm 2 / g or more calcium aluminate, and, CaO component is 10 to 50 mass%, clinker aggregate Al 2 O 3 component is 50 to 90 wt% (2) Further, (1) herbicide containing one or more of gypsum and soil, (3) clinker aggregate having a coarse grain ratio of 1.8 to 3 The weed control material of (1) or (2), which is characterized by being .5, (4), and any of the weed control materials (1) to (3) containing calcium silicate, (5). ) How to use the weed-proof material by laying any of the weed-proof materials of (1) to (4) on the ground and sprinkling water on it to cover it, and the prevention of any of (6) (1) to (4). It is a method of using a grass-proof material that mixes grass material with water and spreads it on the ground to cover it.
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、低pHで重金属の溶出が少ないため環境に優しく、十分な防草効果を有する。この防草材を使用すると、草刈の労力が軽減でき、防草効果が持続し、さらに環境保全に好適であるなどの効果を奏する。 The weed-proofing material of the present invention has a short curing time, high initial strength development, excellent freeze-thaw resistance, low pH and little elution of heavy metals, and is therefore environmentally friendly and has a sufficient weed-proofing effect. When this weed control material is used, the labor of mowing can be reduced, the weed control effect can be maintained, and the effect of being suitable for environmental conservation can be obtained.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明に使用するカルシウムアルミネートは、カルシア原料とアルミナ原料などを混合して、キルンで焼成し、あるいは、電気炉で溶融し冷却して得られるCaOとAl2O3とを主成分とする水和活性を有する物質の総称であり、結晶質、非晶質のいずれであっても使用可能である。硬化時間が早く、初期強度発現性に優れる材料である。カルシウムアルミネートの代表的なものとしてアルミナセメントが挙げられ、通常市販されているものが使用できる。例えば、アルミナセメント1号、アルミナセメント2号などが使用できる。アルミナセメントよりも短時間で硬化し、その後の初期強度発現性が高い点から、溶融後に急冷した非晶質カルシウムアルミネートが好ましく、CaOとAl2O3とのモル比(CaO/Al2O3モル比)は、1.0〜3.0が好ましく、1.7〜2.5がより好ましい。1.0〜1.7の場合は、セメントや消石灰及び生石灰を配合する事で硬化時間をより短縮して初期強度発現性を高めることが可能である。
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。15質量%を超えると硬化に時間を費やし、さらに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あるが、特に限定されるものでない。
The calcium aluminate used in the present invention contains CaO and Al 2 O 3 as main components, which are obtained by mixing a calcia raw material and an alumina raw material and firing them in a kiln or melting and cooling them in an electric furnace. It is a general term for substances having hydration activity, and can be used in either crystalline or amorphous form. It is a material that has a fast curing time and excellent initial strength development. Alumina cement is a typical example of calcium aluminate, and commercially available ones can be used. For example, alumina cement No. 1 and alumina cement No. 2 can be used. Amorphous calcium aluminate, which cures in a shorter time than alumina cement and has high initial strength development afterwards, is preferably amorphous calcium aluminate that has been rapidly cooled after melting, and the molar ratio of CaO to Al 2 O 3 (CaO / Al 2 O). The 3 molar ratio) is preferably 1.0 to 3.0, more preferably 1.7 to 2.5. In the case of 1.0 to 1.7, it is possible to further shorten the curing time and enhance the initial strength development by blending cement, slaked lime and quick lime.
Further, in the present invention, impurities other than CaO and Al 2 O 3 contained in calcium aluminate are preferably 15% by mass or less from the viewpoint of initial strength development, and further preferably 10% by mass or less. .. If it exceeds 15% by mass, it takes time to cure, and it may not harden at a low temperature. Silicon oxide is a typical example of impurities, and in addition, alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, titanium oxide, iron oxide, alkali metal halides, alkaline earth metal halides, alkali metal sulfates, and alkaline soil. Alkali metal sulfates and the like are available, but are not particularly limited.
カルシウムアルミネートのガラス化率は、反応活性の面で70%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。70%以下であると初期強度発現性が低下する場合がある。ガラス化率は加熱前のサンプルについて、粉末X線回折法により結晶鉱物のメインピーク面積Sを予め測定し、その後1000℃で2時間加熱後、1〜10℃/分の冷却速度で徐冷し、粉末X線回折法による加熱後の結晶鉱物のメインピーク面積S0を求め、さらに、これらのS0及びSの値を用い、次の式を用いてガラス化率χを算出する。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2500cm2/g以上が好ましく、5000cm2/g以上がより好ましい。2500cm2/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。
The vitrification rate of calcium aluminate is preferably 70% or more, more preferably 90% or more in terms of reaction activity. If it is 70% or less, the initial strength development may decrease. For the vitrification rate, the main peak area S of the crystalline mineral is measured in advance by the powder X-ray diffraction method for the sample before heating, then heated at 1000 ° C. for 2 hours, and then slowly cooled at a cooling rate of 1 to 10 ° C./min. , The main peak area S 0 of the crystalline mineral after heating by the powder X-ray diffraction method is obtained, and further, using these S 0 and S values, the vitrification rate χ is calculated by the following formula. Vitrification rate χ (%) = 100 × (1-S / S 0 )
The particle size of calcium aluminate is preferably a brain specific surface area value of 2500 cm 2 / g or more, and more preferably 5000 cm 2 / g or more in terms of initial strength development. If it is less than 2500 cm 2 / g, the curing time may become long and the initial strength development may decrease.
本発明に使用するクリンカー骨材は、CaO成分が10〜50質量%、Al2O3成分が50〜90質量%の範囲にあることが好ましく、CaOが20〜35質量%、Al2O3が65〜80質量%であることがより好ましい。この範囲外では、防草効果が小さくなる場合がある。
本発明のクリンカー骨材の主要な化合物としては、12CaO・7Al2O3、CaO・Al2O3、CaO・2Al2O3、CaO・6Al2O3などのカルシウムアルミネートが挙げられる。
The clinker aggregate used in the present invention preferably has a CaO component in the range of 10 to 50% by mass and an Al 2 O 3 component in the range of 50 to 90% by mass, and has a CaO content of 20 to 35% by mass and an Al 2 O 3 component. Is more preferably 65 to 80% by mass. Outside this range, the weed control effect may be small.
The main compounds of clinker aggregate of the present invention, calcium aluminates, such as 12CaO · 7Al 2 O 3, CaO · Al 2 O 3, CaO · 2Al 2 O 3, CaO · 6Al 2 O 3.
本発明のクリンカー骨材の製造原料は、カルシウム原料としては、石灰石や消石灰、金属カルシウムなどが挙げられる。アルミニウム原料としては、ボーキサイトやアルミ残灰、金属アルミニウムなどが挙げられる。一般の工業原料には、Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O等の不純物が含まれている。これらの不純物は、15質量%以下の範囲であれば、存在しても差支えない。 Examples of the raw material for producing the clinker aggregate of the present invention include limestone, slaked lime, and metallic calcium as calcium raw materials. Examples of the aluminum raw material include bauxite, aluminum residual ash, and metallic aluminum. General industrial raw materials contain impurities such as Fe 2 O 3 , TiO 2 , K 2 O, and Na 2 O. These impurities may be present as long as they are in the range of 15% by mass or less.
本発明ではクリンカー骨材を主に細骨材として利用する。細骨材の粒度分布の指標となる粗粒率は1.8〜3.5が好ましく、2.0〜3.0がより好ましい。また、0.15mm以下の微粒分が10%以下が好ましく、6%以下がより好ましく、3%以下がさらに好ましい。前記範囲外では、凍結融解抵抗性に劣り、防草効果が得られない場合がある。 In the present invention, clinker aggregate is mainly used as fine aggregate. The coarse grain ratio, which is an index of the particle size distribution of the fine aggregate, is preferably 1.8 to 3.5, more preferably 2.0 to 3.0. Further, the fine particle content of 0.15 mm or less is preferably 10% or less, more preferably 6% or less, still more preferably 3% or less. Outside the above range, the freeze-thaw resistance is inferior and the weed control effect may not be obtained.
本発明のクリンカー骨材の空隙率は、10体積%以下であることが好ましい。空隙率はアルキメデス法によって測定できる。水を吸水させた骨材の全体積と質量を測定した後、100℃で質量が一定となるまで乾燥させ、乾燥前後の質量分を空隙として算出するものである。
クリンカー骨材の空隙率が10体積%を超えると、凍結融解抵抗性に劣り、防草効果が得られない場合がある。空隙率を小さくするには、クリンカー骨材を合成する際に溶融させ、蜜実な組織を形成させることが重要となる。
The porosity of the clinker aggregate of the present invention is preferably 10% by volume or less. Porosity can be measured by the Archimedes method. After measuring the total volume and mass of the aggregate that has absorbed water, it is dried at 100 ° C. until the mass becomes constant, and the mass before and after drying is calculated as a void.
If the porosity of the clinker aggregate exceeds 10% by volume, the freeze-thaw resistance is inferior and the weed control effect may not be obtained. In order to reduce the porosity, it is important to melt the clinker aggregate when synthesizing it to form a honey-like structure.
本発明のクリンカー骨材の使用量は、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、通常、50〜2000質量部が好ましく、100〜1500質量部がより好ましい。クリンカー骨材が50質量部より少ないと凍結融解抵抗性が劣る場合がある。一方、2000質量部より多いと強度が低く、凹んでしまう場合がある。 The amount of the clinker aggregate used in the present invention is not particularly limited, but is usually preferably 50 to 2000 parts by mass, more preferably 100 to 1500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of calcium aluminate. If the amount of clinker aggregate is less than 50 parts by mass, freeze-thaw resistance may be inferior. On the other hand, if it is more than 2000 parts by mass, the strength is low and it may be dented.
本発明の骨材の製造方法は、特に限定されるものではないが、カルシウム原料、アルミニウム原料を混合し、加熱さらには溶融して冷却し、焼成品を粉砕して、任意の大きさに調整することが好ましい。
なお、本発明のクリンカー骨材は、各種金属精錬の際に副生するカルシウムアルミネートを主成分とするクリンカーを粉砕して、任意の大きさに調製することが出来る。
The method for producing the aggregate of the present invention is not particularly limited, but the calcium raw material and the aluminum raw material are mixed, heated, melted and cooled, and the fired product is crushed to adjust the size to an arbitrary size. It is preferable to do so.
The clinker aggregate of the present invention can be prepared to an arbitrary size by pulverizing a clinker containing calcium aluminate as a main component, which is produced as a by-product during various metal refining.
本発明に使用する石膏としては、半水石膏と無水石膏が使用でき、強度発現性の面では無水石膏が好ましく、弗酸副生無水石膏や天然無水石膏が使用できる。石膏を水に浸漬させたときのpHは、pH8以下の弱アルカリから酸性のものが好ましい。pHが高い場合、石膏成分の溶解度が高くなり、初期の強度発現性を阻害する場合がある。ここでいうpHとは、石膏とイオン交換水の質量比が1/100のスラリーの20℃におけるpHを、イオン交換電極等を用いて測定したものである。
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観点から好ましい。
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、50〜250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。250質量部を超えると作業時間は十分に取れるが、初期強度が得られない場合がある。
As the gypsum used in the present invention, hemihydrate gypsum and anhydrous gypsum can be used, anhydrous gypsum is preferable in terms of strength development, and fluoroacid by-product anhydrous gypsum and natural anhydrous gypsum can be used. The pH when the gypsum is immersed in water is preferably weakly alkaline to acidic with a pH of 8 or less. When the pH is high, the solubility of the gypsum component becomes high, which may hinder the initial strength development. The pH referred to here is the pH at 20 ° C. of a slurry having a mass ratio of gypsum and ion-exchanged water of 1/100, measured using an ion-exchange electrode or the like.
The particle size of the gypsum, preferably 3000 cm 2 / g or more in Blaine specific surface area value, from the viewpoint of the 5000 cm 2 / g or higher initial strength development, the proper work time is obtained.
The amount of gypsum used is not particularly limited, but is preferably 50 to 250 parts by mass with respect to 100 parts by mass of calcium aluminate. If it is less than 50 parts by mass, the working time may not be obtained and the strength development may be lowered. If it exceeds 250 parts by mass, sufficient working time can be taken, but the initial strength may not be obtained.
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。 The soil used in the present invention is not particularly limited as it contains any one or more of gravel, sand, gravel and clay. Sandy soil such as mountain sand, river sand, sea sand, silt soil, clay soil, residual soil generated from construction, lightweight aggregate, recycled aggregate and soil at the place where weed control treatment is performed are used as they are. Can be used. In general, decomposed granite soil, Akadama soil, Kanuma soil, and dry sand, which are natural soils, have stable quality and are more preferable.
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、カルシウムアルミネート100質量部に対して、通常、50〜1000質量部が好ましく、100〜700質量部がより好ましい。土壌が50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。1000質量部より高いと強度が低く、凍害融解抵抗性に劣り、凹んでしまう可能性がある。 In the weed control material of the present invention, the amount of soil used is not particularly limited, but is usually preferably 50 to 1000 parts by mass, more preferably 100 to 700 parts by mass with respect to 100 parts by mass of calcium aluminate. preferable. When the soil is lower than 50 parts by mass, the strength development is high, but it is economically unfavorable. If it is higher than 1000 parts by mass, the strength is low, the frost damage melting resistance is inferior, and there is a possibility of denting.
本発明では、強度を増進させる目的でカルシウムシリケートを使用できる。
カルシウムシリケートは、3CaO・SiO2、3CaO・2SiO2、2CaO・SiO2及びCaO・SiO2があり、これらのあらゆる結晶相のものが使用できる。これらを2種以上混合してもよく、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、ひび割れ抵抗性が向上し最も好ましい。
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、γ−2CaO・SiO2は水硬性を持たないが、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、大気中の二酸化炭素を吸収して反応が十分でなく、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100質量部に対して、5〜70質量部が好ましい。5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、70質量部を超えても更なる効果の増進が期待できない。
In the present invention, calcium silicate can be used for the purpose of increasing the strength.
Calcium silicate has a 3CaO · SiO 2, 3CaO · 2SiO 2, 2CaO · SiO 2 and CaO · SiO 2, these things any crystalline phase can be used. Two or more of these may be mixed , and the crack resistance is improved because γ-2CaO · SiO 2 reduces carbonation shrinkage caused by absorption of carbon dioxide in the atmosphere, although it is not particularly limited. Most preferable.
γ-2CaO · SiO 2 is different among the compounds represented by 2CaO · SiO 2, is what is known as low-temperature phase, the α-2CaO · SiO 2 and β-2CaO · SiO 2 is a high temperature phase It is a thing. All of these compounds have the same chemical composition at 2CaO · SiO 2 , but have different crystal structures. The 2CaO · SiO 2 present in the cement clinker is β-2CaO · SiO 2 . β-2CaO ・ SiO 2 has hydraulic property, while γ-2CaO ・ SiO 2 does not have hydraulic property, but has the property of absorbing carbon dioxide in the atmosphere and hardening.
The particle size of the calcium silicate is not particularly limited but is preferably 3000 cm 2 / g or more in Blaine specific surface area value, 4,000~8,000cm 2 / g is more preferable. If the brain specific surface area value is less than 3,000 cm 2 / g, the reaction may not be sufficient by absorbing carbon dioxide in the atmosphere, and crack resistance may not be sufficiently obtained. On the other hand, even if it exceeds 8,000 cm 2 / g, further improvement of the effect cannot be expected.
The amount of calcium silicate used is not particularly limited, but is preferably 5 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of calcium aluminate. If it is less than 5 parts by mass, the effect of suppressing cracks may be low. On the other hand, even if it exceeds 70 parts by mass, further enhancement of the effect cannot be expected.
カルシウムシリケートの不純物としては、2CaO・Fe2O3などのカルシウムフェライト、12CaO・7Al2O3などのカルシウムアルミネート類、ゲーレナイト2CaO・Al2O3・SiO2とアケルマナイト2CaO・MgO・2SiO2の混晶、メルビナイト3CaO・MgO・2SiO2、モンチセライトCaO・MgO・SiO2などのカルシウムマグネシウムシリケート、アノーサイトCaO・Al2O3・2SiO2、リューサイト(K2O、Na2O)・Al2O3・SiO2、スピネルMgO・Al2O3、マグネタイトFe3O4、さらに、硫化カルシウムCaS、硫化鉄FeSなどの硫化物等を含む場合がある。 As the impurity calcium silicate, calcium ferrite, such as 2CaO · Fe 2 O 3, calcium aluminate such as 12CaO · 7Al 2 O 3, of gehlenite 2CaO · Al 2 O 3 · SiO 2 and Akerumanaito 2CaO · MgO · 2SiO 2 mixed crystal, Merubinaito 3CaO · MgO · 2SiO 2, calcium magnesium silicate, such as Monte celite CaO · MgO · SiO 2, anorthite CaO · Al 2 O 3 · 2SiO 2, leucite (K 2 O, Na 2 O ) · Al It may contain 2 O 3 · SiO 2 , spinel MgO · Al 2 O 3 , magnetite Fe 3 O 4 , and sulfides such as calcium sulfide CaS and iron sulfide FeS.
水の配合量は、本発明の防草材の合計100質量部に対して5〜100質量部が好ましい。5質量部未満では混合が困難となる場合があり、100質量部を超えると強度が得られない場合がある。 The blending amount of water is preferably 5 to 100 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the weed control material of the present invention. Mixing may be difficult if the amount is less than 5 parts by mass, and strength may not be obtained if the amount exceeds 100 parts by mass.
本発明では、凝結調整剤を本発明の効果に影響しない範囲で使用することが可能である。凝結調整剤は、カルシウムアルミネートの凝結を促進、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。 In the present invention, the coagulation modifier can be used within a range that does not affect the effect of the present invention. The coagulation modifier is not particularly limited as long as it promotes or delays the coagulation of calcium aluminate. Specifically, alkali hydroxide, alkali metal chloride salt, alkali metal carbonate, oxycarboxylic acid or its salt, phosphoric acid or its salt, dextrin, sucrose, polyacrylic acid or its salt, water reducing agent, high performance. It is possible to use one or more water reducing agents or the like within a range that does not substantially impair the object of the present invention.
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、もみ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、中空微粒子、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。 In the present invention, low pH solidifying materials such as magnesium oxide, bulking materials such as wood chips and rice husks, various Portland cements, calcium hydroxide, calcium chloride, limestone fine powder, fly ash, kaolin, silas, and diatomaceous soil. And admixtures such as silica fumes, foaming agents, defoaming agents, thickeners, rust inhibitors, antifreeze agents, water reducing agents, fluidizers, polymers, hollow fine particles, clay minerals such as bentonite, anion exchange such as hydrotalcite. It is possible to use one or more types of body, colorant, etc. within a range that does not substantially impair the object of the present invention.
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、現場で水と混合するほうが、品質面で好ましい。事前に混合する場合、土は乾燥状態であることが好ましい。 In the present invention, the mixing method of each material is not particularly limited, and each material may be mixed at the time of construction, or a part or all of them may be mixed in advance. It is preferable in terms of quality to mix with water in the field. When premixed, the soil is preferably dry.
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、2軸強制ミキサ、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。 As the mixing device, any existing device can be used, for example, a tilting mixer, an omni mixer, a biaxial forced mixer, a Henschel mixer, a V-type mixer, a Nauta mixer, and the like can be used.
本発明の防草材の使用方法としては、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、水と練り混ぜた防草材を吹き付けて被覆する方法などがある。草刈後に除草剤を散布してから防草材で被覆するとより好ましい。 As a method of using the weed-proof material of the present invention, weeds on the ground are mowed to about 1 cm or less with a mower or the like, the mowed weeds are removed, and then the weed-proof material is spread and sprinkled with water to cover the weeds. There is a method of spraying a weed-proof material mixed with water to cover it. It is more preferable to spray the herbicide after mowing and then cover with a weed control material.
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。 When the weed-proof material is spread on the mowed ground and sprinkled on it to solidify and cover the surface, it is preferable to spread the weed-proof material on the ground and sprinkle water on it with a watering can or the like. The thickness to be spread is not particularly limited, and a thickness of 1 to 3 cm is preferable at the convex portion of the ground. If it is 1 cm or less, it becomes difficult to cover the entire surface, so that the weed control effect may be low. On the other hand, if it is 3 cm or more, the weed control effect is high, but the material cost is high and a great deal of labor is required, which is not preferable. ..
本発明の防草材を草刈した地面に敷設し、地面の土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。 When the weed control material of the present invention is laid on the mowed ground and mixed and stirred with the soil on the ground to cover it, it is possible to mix and stir using a backhoe or a stabilizer. It is also possible to make the ground hard by rolling it further.
以下、本発明の実験例に基づいて説明する。 Hereinafter, description will be given based on an experimental example of the present invention.
(実験例1)
石灰石、ボーキサイトを原料に用いて、表1に示す化学成分となるように原料を調合し、電気炉を用いて1600℃で溶融して、カルシウムアルミネートクリンカーを合成した。実験No.1−6は、実験No.1−5の原料を1400℃で焼成した。
これらのクリンカーを粉砕機で粒度調製し、粗粒率が1.8、2.3、3.5で、0.15mm以下の微粒分量が10%以下のクリンカー骨材を作製した。比較として、市販の石灰砂と珪砂を用いた。
これら骨材を細骨材として防草材を調製した。配合は、カルシウムアルミネート100質量部に対して、石膏を100質量部、クリンカー骨材1000質量部、凝結調整剤としてクエン酸を0.3質量部加えた。この防草材をJIS R 5201に準じた4×4×16cmの型枠に敷設後、カルシウムアルミネートと石膏とクリンカー骨材の合計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、試験体の硬化時間、凍結融解抵抗性を測定した。さらにpH、六価クロム溶出量も測定した。
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%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600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。
結果を表1に示す。
(Experimental Example 1)
Using limestone and bauxite as raw materials, the raw materials were prepared so as to have the chemical components shown in Table 1, and melted at 1600 ° C. using an electric furnace to synthesize a calcium aluminate clinator. In Experiment No. 1-6, the raw materials of Experiment No. 1-5 were calcined at 1400 ° C.
The particle size of these clinker was adjusted with a pulverizer to prepare a clinker aggregate having a coarse particle ratio of 1.8, 2.3 and 3.5 and a fine particle content of 0.15 mm or less and 10% or less. For comparison, commercially available lime sand and silica sand were used.
Weed control materials were prepared using these aggregates as fine aggregates. As for the formulation, 100 parts by mass of gypsum, 1000 parts by mass of clinker aggregate, and 0.3 parts by mass of citric acid as a coagulation adjuster were added to 100 parts by mass of calcium aluminate. After laying this weed control material on a 4 x 4 x 16 cm mold according to JIS R 5201, 15 parts by mass of water was sprinkled on a total of 100 parts by mass of calcium aluminate, gypsum and clinker aggregate for the test. A body was prepared, and the curing time and freeze-thaw resistance of the test body were measured. Furthermore, pH and hexavalent chromium elution amount were also measured.
For comparison, mortar using ordinary cement and magnesia-based solidifying material were prepared. To mix the mortar, lay a dry mortar with a mass ratio of 3/1 between standard sand manufactured by the Cement Association and ordinary Portland cement on the formwork, and sprinkle water so that the water-cement ratio is 50%. The weed control material was prepared. The magnesia-based solidifying material is a mixture of 100 parts by mass of commercially available magnesium oxide obtained by firing Chinese magnesium and 600 parts by mass of soil, which is laid in a mold and sprinkled with 20 parts by mass of water to form a weed control material. Prepared.
The results are shown in Table 1.
<使用材料>
石灰石:CaO:51.4%、Al2O3:0.9%、Fe2O3:0.8%、SiO2:2.7%、MgO:2.1%、強熱減量41.4%
ボーキサイト:CaO:1.7%、Al2O3:76.5%、Fe2O3:01.7%、SiO2:6.8%、MgO:0.9%、強熱減量41.4%
セメント:普通ポルトランドセメント、市販品、ブレーン値3,200 cm2/g、密度3.15g/cm3
骨材(1):珪砂、粗粒率2.83、密度2.67g/cm3
骨材(2):石灰砂、粗粒率2.25、密度2.70g/cm3
カルシウムアルミネート:石灰石とボーキサイトをCaO/Al2O3モル比が2.2となるよう配合し、1650℃で溶融後、急冷してガラス化率97%のクリンカーを得た。このクリンカーを粉砕して、所定のブレーン比表面積に調整した。
カルシウムアルミネートA:ブレーン比表面積値5000cm2
カルシウムアルミネートB:ブレーン比表面積値2000cm2
カルシウムアルミネートC:ブレーン比表面積値3000cm2
カルシウムアルミネートD:ブレーン比表面積値4000cm2
カルシウムアルミネートE:アルミナセメント1号、デンカ社製、ブレーン比表面積値4800cm2
<Material used>
Limestone: CaO: 51.4%, Al 2 O 3 : 0.9%, Fe 2 O 3 : 0.8%, SiO 2 : 2.7%, MgO: 2.1%, ignition loss 41.4 %
Bauxite: CaO: 1.7%, Al 2 O 3: 76.5%, Fe 2 O 3: 01.7%, SiO 2: 6.8%, MgO: 0.9%, loss on ignition 41.4 %
Cement: Ordinary Portland cement, commercial product, brain value 3,200 cm 2 / g, density 3.15 g / cm 3
Aggregate (1): silica sand, coarse grain ratio 2.83, density 2.67 g / cm 3
Aggregate (2): lime sand, coarse grain ratio 2.25, density 2.70 g / cm 3
Calcium aluminate: Limestone and bauxite were mixed so as to have a CaO / Al 2 O 3 molar ratio of 2.2, melted at 1650 ° C., and then rapidly cooled to obtain a clinker having a vitrification rate of 97%. The clinker was pulverized to adjust to a predetermined brain specific surface area.
Calcium aluminate A: Brain specific surface area value 5000 cm 2
Calcium aluminate B: Brain specific surface area 2000 cm 2
Calcium aluminate C: Brain specific surface area value 3000 cm 2
Calcium aluminate D: Brain specific surface area value 4000 cm 2
Calcium Aluminate E: Alumina Cement No. 1, manufactured by Denka, Brain Specific Surface Area 4800 cm 2
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、試薬一級
水:水道水
普通セメント:普通ポルトランドセメント、市販品
砂:(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酸化マグネシウム(市販品)
Gypsum: Natural anhydrous gypsum, brain specific surface area value 5000 cm 2 / g
Soil: Masago soil from Aichi prefecture, 5 mm under-sieving coagulation adjuster: Citric acid anhydride, Reagent first-class water: Tap water Ordinary cement: Ordinary Portland cement, Commercial sand: Standard sand made by Cement Association Magnesia-based solidifying material: China Magnesium oxide produced by firing magnesium (commercially available)
<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。
凍結融解試験:凍結融解抵抗性は、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、材齢1日後、脱型し、JIS A1148「コンクリ−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て重量減少率を測定した。
pH:20℃・相対湿度60%の環境下で5×5×20cm供試体を作製した。20℃・相対湿度60%の環境下で封緘養生を行い、材齢28日の供試体を粉砕し、100倍の純水で30分攪拌した上澄み液のpHを測定した。
六価クロム溶出量:pH試験と同様な方法で20℃・相対湿度60%の環境下で供試体を作製後、材齢7日の供試体について、環境庁告示46号法に基づき測定した。
<Measurement method>
Curing time: The time during which the kneaded weed-proof material was not dented even when pressed with a finger was measured.
Freeze-thaw test: For freeze-thaw resistance, a 4 × 4 × 16 cm specimen was prepared according to JIS R5201 in an environment of 20 ° C. and 60% relative humidity, and one day after the age of the material, it was demolded and JIS A1148 “Concrete” was prepared. -Freezing and thawing test method "The freeze-thaw test was carried out by method A, and the test piece was taken out for each cycle and the weight loss rate was measured.
A 5 × 5 × 20 cm specimen was prepared in an environment of pH: 20 ° C. and relative humidity of 60%. Sealing and curing was performed in an environment of 20 ° C. and a relative humidity of 60%, the specimen of 28 days old was crushed, and the pH of the supernatant was measured by stirring with 100 times pure water for 30 minutes.
Hexavalent chromium elution amount: After preparing a specimen in an environment of 20 ° C. and a relative humidity of 60% by the same method as the pH test, the specimen of 7 days old was measured based on the Ministry of the Environment Notification No. 46 method.
表1から、本発明の防草材は、硬化時間が短く、凍結融解抵抗に優れることが分かる。さらにpHが低く、六価クロム溶出量が少ないことがわかる。 From Table 1, it can be seen that the herbicide of the present invention has a short curing time and is excellent in freeze-thaw resistance. Furthermore, it can be seen that the pH is low and the amount of hexavalent chromium eluted is small.
(実験例2)
実験例1の実験No.1-5のクリンカー骨材、カルシウムアルミネートAを使用し、表2のようにカルシウムアルミネートと石膏の割合を変え、さらにクリンカー骨材と土壌の添加割合を変えたこと以外は実験例1と同様に行った。
結果を表2に示す。
(Experimental Example 2)
Using the clinker aggregate of Experiment No. 1-5 of Experimental Example 1, calcium aluminate A, the ratio of calcium aluminate and gypsum was changed as shown in Table 2, and the addition ratio of clinker aggregate and soil was further changed. Except for this, the same procedure as in Experimental Example 1 was carried out.
The results are shown in Table 2.
表2から、本発明の防草材は、硬化時間が短く、凍結融解抵抗性に優れることが分かる。 From Table 2, it can be seen that the herbicide of the present invention has a short curing time and is excellent in freeze-thaw resistance.
(実験例3)
実験例2の実験No.1-5の防草材について、表3に示す割合でカルシウムシリケートを混合し、凍結融解後の防草・ひび割れ試験を行った。
また、比較として、実験例1で使用した普通セメントを用いたモルタル(実験No.1-18)、マグネシア系固化材(実験No.1-19)についても同様の試験を行った。
結果を表3に示す。
(Experimental Example 3)
Calcium silicate was mixed with the weed control material of Experiment No. 1-5 of Experimental Example 2 at the ratio shown in Table 3, and the weed control / crack test after freezing and thawing was performed.
For comparison, the same test was also conducted on the mortar using ordinary cement (Experiment No. 1-18) and the magnesia-based solidifying material (Experiment No. 1-19) used in Experimental Example 1.
The results are shown in Table 3.
<使用材料>
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、電気炉を用い1600℃で焼成し合成したものを粉砕してブレーン比表面積値4800cm2/gに調整した。
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、電気炉を用い1450℃で焼成し合成したものをブレーン比表面積値4800cm2/gに調整した。
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さらに粉砕しブレーン比表面積値4800cm2/gに調整した。
水:水道水
土壌:愛知県産真砂土、5mm篩下
<Material used>
Calcium silicate i: 3CaO · SiO 2 . After mixing and pulverizing 3 mol of calcium carbonate and 1 mol of silicon dioxide as reagents, the mixture was calcined at 1600 ° C. using an electric furnace, and the synthesized product was pulverized to adjust the brain specific surface area value to 4800 cm 2 / g.
Calcium silicate b: β-2CaO · SiO 2 . After mixing and pulverizing 2 mol of calcium carbonate and 1 mol of silicon dioxide as reagents, the mixture was calcined at 1450 ° C. using an electric furnace, and the synthesized product was adjusted to a brain specific surface area value of 4800 cm 2 / g.
Calcium silicate c: γ-2CaO · SiO 2 . After mixing and pulverizing 2 mol of calcium carbonate and 1 mol of silicon dioxide as reagents, the crude powder which was calcined at 1500 ° C. and dusted was further pulverized and adjusted to a brain specific surface area value of 4800 cm 2 / g.
Water: Tap water Soil: Decomposed granite soil from Aichi prefecture, 5 mm under sieve
<測定方法>
防草試験・ひび割れ試験:30cm×40cmのトレーに田畑の土を15cm敷きならし、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、その上に防草材を基礎面上に均一に厚み3cm敷設した後、防草材の合計100質量部に対して水を15質量部散水した。材齢1日後、1日間−10℃の恒温室に入れた後、1日間20℃の恒温室に入れ、これを10サイクル実施した後、屋外に置き、100日後のひび割れの本数、防草材表面からの生えた芝の本数を測定した。
<Measurement method>
Weed control test / crack test: Spread 15 cm of field soil on a 30 cm x 40 cm tray, sprinkle 40 g / m 2 of a mixture of lawn seeds, tall fescue, kentucky bluegrass, and perennial ryegrass, and weed control on it. After the material was uniformly laid on the foundation surface with a thickness of 3 cm, 15 parts by mass of water was sprinkled on a total of 100 parts by mass of the weed control material. One day after the age of the material, it was placed in a constant temperature room at -10 ° C for one day, then placed in a constant temperature room at 20 ° C for one day, and after 10 cycles, it was placed outdoors. The number of turf growing from the surface was measured.
表3から、本発明の防草材は、ひび割れと芝が少なく防草効果に優れることが分かる。また、本発明の防草材は、カルシウムシリケートを併用すると、さらにひび割れが抑えられ、芝が抑制できることが分かる。一方、モルタルやマグネシア系固化材は、ひび割れも多く、芝が多く生えた。 From Table 3, it can be seen that the weed control material of the present invention has few cracks and turf and is excellent in weed control effect. Further, it can be seen that the herbicide of the present invention can further suppress cracks and suppress turf when calcium silicate is used in combination. On the other hand, mortar and magnesia-based solidifying materials had many cracks and many turf grew.
(実験例4)
実験例3の実験No.3-5、1-18、1-19の各防草材について、防草材の合計100質量部に対して水15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。
(Experimental Example 4)
For each of the weed control materials of Experiment Nos. 3-5, 1-18, and 1-19 of Experimental Example 3, 15 parts by mass of water was added to the omnimixer instead of sprinkling water for a total of 100 parts by mass of the weed control materials, and kneaded. The same procedure as in Experimental Example 3 was carried out except that the mixture was laid on the mold or the foundation surface.
The results are shown in Table 4.
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ひび割れと芝が少なく防草効果に優れることが分かる。 From Table 4, it can be seen that the weed control material of the present invention has excellent weed control effect with few cracks and turf even when a kneaded material is laid.
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。
The weed control material of the present invention can reduce the labor of mowing, and exhibits excellent initial strength development, freeze-thaw resistance, weed control effect, etc. It can be widely used for the slope of the embankment.
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