JP6948263B2 - 防草材及びその使用方法 - Google Patents

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。

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、雨などふると施工ができず、硬化前に流れてしまう課題や、初期凍害が生じたり、収縮ひび割れが生じる課題があった。さらに、セメントを含有することでアルカリ性が高く、六価クロムを含有することから、環境影響にも課題があった。

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、２、３）
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、繁殖期の雑草を抑草する効果が低下し易い。

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、初期強度発現性が低いため、貫通力の高いスギナ、ヨシ、笹、チガヤといった植物は貫通して繁茂しやすいことがあげられる。

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。

特開２００３−４７３８８号公報 特開２００７−３３０１１４号公報 特開２０１４−５１８４９号公報 特開２０１４−２３４６５５号公報

本発明は、硬化時間が短く、初期強度発現性が高く、初期凍害、ひび割れ抵抗性を付与し、環境負荷を低減し、草刈の労力を軽減でき、防草の持続性と環境保全が確保できる防草材及びその使用方法を提供する。

即ち、本発明は、下記を要旨とする。
（１）カルシウムアルミネート及び土壌を含有してなる防草材、（２）さらに、セメントを含有してなる（１）の防草材、（３）さらに、石膏を含有してなる（１）又は（２）の防草材、（４）カルシウムアルミネートが、ＣａＯ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比１．０〜３．０であり、不純物の含有量が１５質量％以下である（１）〜（３）の防草材、（５）カルシウムアルミネートのブレーン比表面積値が、３０００ｃｍ^２／ｇ以上である（１）〜（４）の防草材、（６）カルシウムアルミネートのガラス化率が、７０％以上である（１）〜（５）の防草材、（７）セメントの含有量が、カルシウムアルミネート１００質量部に対して１００〜４００００質量部である（１）〜（６）の防草材、（８）石膏の含有量が、カルシウムアルミネート１００質量部に対して５０〜２５０質量部である（１）〜（６）の防草材、（９）さらに、カルシウムシリケートを含有する（１）〜（６）の防草材、（１０）カルシウムシリケートが、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２である（９）の防草材、（１１）カルシウムシリケートの含有量が、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質量部である（９）又は（１０）の防草材、（１２）さらに、収縮低減剤及び又は繊維を含有してなる（１）〜（１１）の防草材、（１３）収縮低減剤の含有量が、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０．５〜２０質量部である（１２）の防草材、（１４）さらに、繊維を含有する（１）〜（１３）の防草材、（１５）繊維の含有量が、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０．０５〜５質量部である（１４）の防草材、（１６）（１）〜（１５）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。（１７）（１）〜（１５）のいずれか１項に記載の防草材を水で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。（１８）水の使用量が、防草材１００質量部に対して５〜１００質量部である（１６）又は（１７）の防草材の使用方法。

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、初期凍害やひび割れ抵抗性に優れ、十分な防草効果を有する。本発明の防草材を使用することで、草刈の労力を軽減でき、防草の持続性と環境保全が確保できる。

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Ａｌ_２Ｏ_３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、又は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、初期強度発現性が高い材料である。カルシウムアルミネートの代表的なものとしてはアルミナセメントが挙げられ、通常、市販品が使用できる。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。なかでも、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い。
カルシウムアルミネートのなかでも、ＣａＯとＡｌ_２Ｏ_３とのモル比（ＣａＯ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比）は、１．０〜３．０が好ましく、１．７〜２．５がより好ましい。該モル比が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こと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。

本発明では、カルシウムアルミネート中に含まれる不純物は１５質量％以下であることが初期強度発現性の点から好ましく、１０質量％以下であることがさらに好ましい。ここで不純物とは、ＣａＯとＡｌ_２Ｏ_３以外の物質をいう。該不純物が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は、酸化ケイ素や酸化マグネシウムや酸化硫黄が挙げられるが、その他に、有機物、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、該アルカリ土類金属硫酸塩等がＣａＯやＡｌ_２Ｏ_３の一部に置換又は固溶したものがある。しかし、これらに限定されない。

本発明で使用する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。ガラス化率が７０％未満であると初期強度発現性が低下する場合がある。カルシウムアルミネートのガラス化率は、反応活性の点で７０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。ガラス化率は、測定サンプルについて、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Ｓ_０を求め、これらのＳ_０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／Ｓ_０）
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３０００ｃｍ^２／ｇ以上が好ましく、５０００ｃｍ^２／ｇ以上がより好ましい。３０００ｃｍ^２／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。

本発明に使用するセメントとは、普通、早強、超早強、低熱若しくは中庸熱等の各種のポルトランドセメント、これらのセメントに、高炉スラグやフライアッシュやシリカフュームなどを混合した各種混合セメント、都市ゴミ焼却灰や下水汚泥焼却灰を原料として製造された環境調和型セメント（エコセメント）、市販されている微粒子セメントなどが挙げられる。なお、ここで、セメントには、カルシウムアルミネートを意味するアルミナセメントは除かれるものとする。
これらの各種セメントや各種混合セメントは、微粉末化して使用することも可能である。また、通常セメントに使用されている成分（例えば石膏等）量を増減して調製されたものも使用可能である。 これらセメントは単独あるいは２種以上併用して使用することも可能である。これらの中では高炉セメントは六価クロム含有量が低く好ましい。
本発明でセメントを使用する場合、その使用量は、カルシウムアルミネート１００質量部に対して、１００〜４００００質量部が好ましく、２０〜１０００質量部がより好ましい。該使用量が１００質量部未満では、作業時間が得られない場合があり、４００００質量部を超えるとる早期硬化が得られない場合がある。

本発明に使用する石膏としては、半水石膏、又は無水石膏が使用できる。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／イオン交換水＝１ｇ／１００ｇの２０℃における希釈スラリーのｐＨをイオン交換電極等により測定したものである。かかるｐＨは、３〜８が好ましく、５〜７がより好ましい。

石膏の粒度は、ブレーン比表面積値で３０００ｃｍ^２／ｇ以上が好ましく、５０００ｃｍ^２／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。比表面積値は 通常、３００００ｃｍ^２／ｇ以下であり、適正な作業時間が得られる観点から２００００ｃｍ^２／ｇ以下が好ましい。
石膏の使用（含有）量は、カルシウムアルミネート１００質量部に対して、５０〜２５０質量部が好ましく、７０〜２００質量部がより好ましい。使用量が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、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。

本発明に使用する収縮低減剤は、未反応の水分の逸散を防止しセメント水和物の乾燥収縮を抑制するもので、主成分で大別すると、低級アルコールアルキレンオキシド付加物系、アルコール系、グリコール系、グリコールエーテル・アミノアルコール誘導体系、ポリエーテル系、低分子量アルキレンオキシド共重合体系などが好ましい。収縮低減剤は、１種、又は２種以上の混合物を使用でき、また、液状のものでも粉状のものでも使用できる。
収縮低減剤は、水をかける前の防草材に事前に練り混ぜてもよく、地面に敷き詰めた防草材に散水する水と混ぜたものを散水してもよい。さらに、防草材と水を練り混ぜる際に添加してもよく、防草材が水と反応し硬化した後の表面に撒いてもよく、その使用方法は、特に限定されるものではない。

収縮低減剤は、市販品が使用でき、その代表例としては、デンカ社製「エスケーガード」、フローリック社製「ヒビガード」や「シュリンクガード」、竹本油脂社製「ヒビダン」、太平洋セメント社製「テトラガード」などが挙げられる。
収縮低減剤の使用量は、カルシウムアルミネートと石膏の合計１００質量部又はセメント１００質量部に対して、０.５〜２０質量部が好ましく、０．７〜１０質量部がより好ましい。使用量が０.５質量部未満では、ひび割れの抑制効果が低い場合があり、２０質量部を超えると強度が得られない場合がある。

本発明で使用する繊維類は、ひび割れ抵抗性を向上させるものである。繊維類としては、ビニロン繊維、プロピレン繊維、ナイロン繊維等の高分子繊維類、鋼繊維、ガラス繊維、スチール繊維などの金属繊維、又は炭素繊維に代表される無機繊維類が挙げられる。なかでも、ビニロン繊維、プロピレン繊維、ナイロン繊維が好ましい。
繊維類の使用量は、カルシウムアルミネートと石膏の合計１００質量部又はセメント１００質量部に対して０．０５〜５質量部が好ましく、０．０８〜２．０質量部がより好ましい。使用量が、０．０５質量部未満ではひび割れ抵抗性を向上させる効果が発揮されない場合があり、５質量部を超えると粘性が上がり作業性が悪くなる場合がある。繊維の長さはコテ仕上げ面の美観の点で１５ｍｍ以下が好ましく、１０ｍｍ以下がより好ましい。

本発明では、防草材の長期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・ＳｉＯ_２や３ＣａＯ・２ＳｉＯ_２や２ＣａＯ・ＳｉＯ_２やＣａＯ・ＳｉＯ_２があり、これらのあらゆる結晶相のものが使用でき、これらが２種以上混合していてもよく、特に限定されるものではない。γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２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。
２ＣａＯ・ＳｉＯ_２としては、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２が、低温相として知られるものであり、高温相であるα−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２やβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２とは異なる。これらはいずれも２ＣａＯ・ＳｉＯ_２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・ＳｉＯ_２はβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２である。β−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２は水硬性を有するが、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２は水硬性を持たないが、本発明者は、大気中の二酸化炭素を吸収して硬化する特性があることを見出した。

本発明で使用するカルシウムシリケートの粒度は、ブレーン比表面積値で３０００ｃｍ^２／ｇ以上が好ましく、４，０００〜８，０００ｃｍ^２／ｇがより好ましい。ブレーン比表面積値が３，０００ｃｍ^２／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。８，０００ｃｍ^２／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、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質量部が好ましく、２０〜５０質量部がより好ましい。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。６０質量部を超えると更なる効果の増進が期待できない。

本発明で使用する土壌（土ともいう）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、火山灰やスラグ骨材などの再生土や防草処理を行う箇所の土壌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。

本発明の防草材において、土壌の使用量は、カルシウムアルミネートと石膏の合計１００質量部又はセメント１００質量部に対して、通常、１００〜１０００質量部が好ましく、２００〜８００質量部がより好ましく、２００〜７００質量部がさらに好ましい。使用量が１００質量部未満では強度発現性は高いが経済的に好ましくなく、１０００質量部を超えると強度が低く、初期凍害性に劣り、凹んでしまう可能性がある。

本発明では、凝結調整剤を本発明の目的を阻害しない範囲で使用することが可能である。凝結調整剤はセメントの凝結を促進、又は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種以上使用することが可能である。

さらに本発明の防草材では、酸化マグネシウムなどの低ｐＨの固化材、ウッドチップ、ゴムチップ、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、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、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。

本発明の防草材における各成分材料の混合は、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。特に、各成分材料を事前に混合し、現場で水を混合するほうが、品質面で好ましい。事前に混合する場合、土壌は乾燥状態であることが好ましい。また土壌は、防草処理を行う箇所の土壌をそのまま用いることも可能である。
本発明の防草材における水の使用量は、本発明の防草材の合計１００質量部に対して５〜１００質量部が好ましく、７〜５０質量部がより好ましい。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。
各成分材料混合装置としては、既存の装置が使用可能であり、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、ナウタミキサなどの使用できる。

本発明の防草材を使用方法としては、地面の雑草を草刈機等により好ましくは１ｃｍ以下程度、より好ましくは０．５ｃｍ以下に草刈し、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、雑草の生えている地面に練混ぜた防草材を吹き付けて被覆する方法がある。地面の雑草を草刈してその後に除草剤を散布してから被覆するとより好ましい。

本発明の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１〜５ｃｍが好ましく、２〜４ｃｍがより好ましい。厚さが１ｃｍ未満であると地面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、５ｃｍを超えると防草効果は高いが材料費が高くなり、多大な労力を要し好ましくない。

本発明の防草材を、土壌を含まない形態で草刈した地面又は草刈りしない地面に敷設し、地面の土壌と混合攪拌させて使用する場合は、バックホウやスタビライザーなどの機械を用いて混合攪拌させることが可能である。この場合、混合攪拌した後に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。

以下、本発明の実験例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実験例に限定して解釈されないことはもちろんである。

「実験例１」
石膏１００質量部に対して、表１に示すカルシウムアルミネート１００質量部を混合し、硬化時間、圧縮強度、及び初期凍害性の測定を行った。
表１に示すカルシウムアルミネートと石膏の合計１００質量部に対して土壌を５００質量部加え、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、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、水を１５質量部散水して試験体を作製した。結果を表１に併記した。

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固化材を調製した。（−社）セメント協会製標準砂と普通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／普通セメント比）が５０質量％となるように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５００質量部混合したものを型枠に敷設し、次いで、酸化マグネシウムと土壌の合計１００質量部に対して２０質量部散水して防草材を調製した。結果を表１に併記した。

＜使用材料＞
・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／Ａｌ_２Ｏ_３モル比を変え、シリカを加えて、１６５０℃で溶融して急冷することにより、ガラス化率９７％、ブレーン比表面積値５０００ｃｍ^２であり、不純物がシリカであるカルシウムアルミネートを調製した。
・石膏：天然無水石膏、ブレーン比表面積値５０００ｃｍ^２／ｇ
・土壌：愛知県産真砂土、５ｍｍ篩下
・アルミナセメント：アルミナセメント１号、デンカ社製
・凝結調整剤：無水クエン酸ナトリウム、磐田化学工業社製
・水：水道水
・普通セメント：普通ポルトランドセメント（デンカ社製）
・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市販の酸化マグネシウム

＜測定方法＞
・硬化時間：練り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。
・圧縮強度：一軸圧縮強度は、２０℃・相対湿度６０％の環境でＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じて４×４×１６ｃｍ供試体を作製した。材齢６時間と２８日強度を測定し、養生方法は、２０℃、相対湿度６０％の環境下で気乾養生とした。
・初期凍害抵抗性：２０℃、相対湿度６０％の環境下で圧縮強度と同様な方法で供試体を作製後、直ちに、−１０℃環境下で材齢７日まで養生した。その後、材齢２８日まで２０℃・相対湿度６０％の環境下で気乾養生した後、強度を測定し、常時２０℃環境下で練混ぜ・養生していた２８日強度の値に対する強度の割合（％）を算出した。さらに、供試体表面にひび割れの有無を確認した。
・ｐＨ：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後、材齢２８日時点の供試体を粉砕し、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：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後、材齢７日時点の供試体を環境庁告示４６号法に基づき測定した。

表１から、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、初期凍害抵抗性に優れ、さらにｐＨ、六価クロム溶出量も低く、環境影響に優れることが分かる。

「実験例２」
実験例１の実験Ｎｏ.１−４のカルシウムアルミネートを使用し、表２に示す割合でカルシウムアルミネートと石膏の割合を変え、さら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、土の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に併記した。

表２から、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、初期凍害抵抗性に優れることが分かる。

「実験例３」
実験例１の実験Ｎｏ.１−４の防草材について、表３に示す割合で、下記する収縮低減剤Ａ、Ｂ、繊維、及びカルシウムシリケートイ、ロ、ハを混合し、乾燥収縮量（長さ変化率）の測定、防草試験、及び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.１−８）、マグネシア系固化材（実験No.１−９）についても同様の試験を行った。結果を表３に併記した。

＜使用材料＞
・収縮低減剤Ａ：低分子量エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重合体、デンカ社製、商品名 エスケーガード
・収縮低減剤Ｂ：ポリオキシアルキレン誘導体系、粉末、日本油脂社製、商品名：ＤＳＰ−Ｅ４０」
・繊維：ビニロン繊維、繊維長さ６ｍｍ、繊維径０．０２７ｍｍ、収束タイプ
・カルシウムシリケート イ：３ＣａＯ・ＳｉＯ_２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。ブレーン比表面積値１８００ｃｍ^２／ｇ。
・カルシウムシリケート ロ：β−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２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。ブレーン比表面積値１８００ｃｍ^２／ｇ。
・カルシウムシリケート ハ：γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２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。ブレーン比表面積値１８００ｃｍ^２／ｇ。
・水：水道水
・土壌：愛知県産真砂土、５ｍｍ篩下

＜測定方法＞
・乾燥収縮量（長さ変化率）：供試体は、各防草材の合計１００質量部に対して水を１５質量部散水し、ＪＩＳ Ａ １１２９−３のモルタル及びコンクリートの長さ変化試験方法、ダイヤルゲージ法に準拠し、温度２０℃、相対湿度６０％で材齢２日を基点とし材齢１８０日後の長さ変化率を測定した。
・防草試験・ひび割れ試験：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、及びペレニアルライグラスの混合品を４０ｇ/ｍ^２撒き、足で踏みならし転圧した。その上に、各防草材を基礎面上に均一に厚み３ｃｍで、５ｍ^２の面積に敷設した後、各防草材の合計１００質量部に対して水を１５質量部散水し、１８０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。

表３から、本発明の防草材は、ひび割れが少なく、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、収縮低減剤、繊維、カルシウムシリケートを併用すると、収縮量が少なく、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、収縮量が大きく、ひび割れも多く、芝が多く生えることが分かる。

「実験例４」
実験例３の実験Ｎｏ.３−１７、Ｎｏ.３−１８、又はＮｏ.３−１９の各防草材をオムニミキサーに入れ、カルシウムアルミネート、石膏、収縮低減剤、繊維、カルシウムシリケート、及び凝結調整剤の合計１００質量部に対して、水を１５質量部を散水ではなく、オムニミキサーに加え、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（実験Ｎｏ.４−１、Ｎｏ.４−２、Ｎｏ.４−３）。
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.１−８）、マグネシア系固化材（実験Ｎｏ.１−９）についても実験例１で使用した水量で、それぞれ散水ではなく、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に併記した。

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が少なく、芝が少なく防草効果に優れることが分かる。

「実験例５」
セメント１００質量部に対して、表５に示すカルシウムアルミネートを１５質量部、石膏を１５質量部、凝結調整剤０.５質量部、及び土壌を６００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、セメント１００質量部に対して、水を２０質量部散水して試験体を作製した。硬化時間、圧縮強度、初期凍害性の測定を行った。
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質量％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５００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５に併記した。

＜使用材料＞
・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／Ａｌ_２Ｏ_３モル比を変え、シリカを加えて、１６５０℃で溶融し急冷してガラス化率９７％とし、粉砕してブレーン比表面積値を５０００ｃｍ^２／ｇにした。不純物は、シリカとし、その含有量を変えて調整した。
・セメント：高炉Ｂ種セメント、ブレーン比表面積値３７５０ｃｍ^２／ｇ
・石膏：天然無水石膏、ブレーン比表面積値５０００ｃｍ^２／ｇ
・土壌：愛知県産真砂土、５ｍｍ篩下、長野県産川砂乾燥品、１．２ｍｍ篩下を当量混合
・アルミナセメント：アルミナセメント１号、デンカ社製
・凝結調整剤：無水クエン酸ナトリウム、磐田化学工業社製
・水：水道水
・普通セメント：普通ポルトランドセメント（デンカ社製）
・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

＜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。
・圧縮強度：一軸圧縮強度は、温度２０℃・相対湿度６０％の環境で安定処理混合物の一軸圧縮試験方法（舗装試験法便覧 日本道路協会）に準拠し、供試体寸法を直径１００ｍｍ、高さ１２７ｍｍの円柱状とし、供試体の作製は３層に分けて詰め各層２５回突き棒で突いた。供試体作製後、材齢６時間と２８日後に強度を測定した。養生方法は、２０℃・相対湿度６０％の環境下で気乾養生とした。
・初期凍害抵抗性：２０℃・相対湿度６０％の環境下で圧縮強度と同様な方法で練混ぜ、供試体を作製後、直ちに、−１０℃環境下で材齢７日まで養生した。その後、材齢２８日まで２０℃・相対湿度６０％の環境下で気乾養生とした後、強度を測定し、常時２０℃環境下で練混ぜ・養生していた２８日強度の値に対する強度の割合（％）を算出した。さらに、供試体表面にひび割れの有無を確認した。

表５から、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、初期凍害抵抗性に優れることが分かる。

「実験例６」
表６に示すように、セメント１００質量部に対し、カルシウムアルミネートと石膏の割合を変え、さらに、セメント１００質量部に対し、土壌の割合を変えたこと以外は実験例５と同様な試験を実施した。結果を表６に併記した。

＜使用材料＞
カルシウムアルミネート：ＣａＯ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比２．２、ガラス化率９７％、ブレーン比表面積値５０００ｃｍ^２

表６から、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、初期凍害抵抗性に優れることが分かる。

「実験例７」
実験例５の実験Ｎｏ.１−４の防草材について、表７に示す割合で下記する収縮低減剤Ａ、Ｂ、繊維を混合し、乾燥収縮量（長さ変化率）の測定、及び防草・ひび割れ試験を行った。
また、比較として、実験例５で使用した普通セメントを用いたモルタル（実験Ｎｏ.１−８）、マグネシア系固化材（実験Ｎｏ.１−９）についても同様の試験を行った。結果を表７に併記した。

＜使用材料＞
・カルシウムアルミネート：ＣａＯ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比２．２、ガラス化率９７％、ブレーン比表面積値５０００ｃｍ^２
・収縮低減剤Ａ：低分子量エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重合体、デンカ社製、商品名： エスケーガード
・収縮低減剤Ｂ：ポリオキシアルキレン誘導体系、粉末、市販品、日本油脂社製：商品名「ＤＳＰ−Ｅ４０」
・維：ビニロン繊維、繊維長さ６ｍｍ、繊維径０．０２７ｍｍ、収束タイプ、市販品
・土壌：愛知県産真砂土、５ｍｍ篩下、長野県産川砂乾燥品、１．２ｍｍ篩下を当量混合

＜測定方法＞
・乾燥収縮量（長さ変化率）：供試体は、各防草材の合計１００質量部に対して水を２０質量部散水し、ＪＩＳ Ａ １１２９−３のモルタル及びコンクリートの長さ変化試験方法、ダイヤルゲージ法に準拠し温度２０℃、湿度６０％で材齢２日を基点とし材齢３０日後の長さ変化率を測定した。
・防草試験・ひび割れ試験：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/ｍ^２撒き、足で踏みならし転圧した。その上に、各防草材を基礎面上に均一に厚み３ｃｍ、５ｍ^２敷設した後、各防草材の合計１００質量部に対して水を２０質量部散水し、１８０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。

表７から、本発明の防草材は、ひび割れが少なく、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、収縮低減剤、繊維を併用すると、収縮量が少なく、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、収縮量が大きく、ひび割れも多く、芝が多く生えることが分かる。

「実験例８」
実験例７の実験Ｎｏ.３−５、Ｎｏ.３−６、Ｎｏ.３−７の各防草材について、セメント、カルシウムアルミネート、石膏、凝結調整剤、収縮低減剤、繊維、土壌の合計１００質量部に対して水を２０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７と同様に実施した（実験Ｎｏ.４−１、Ｎｏ.４−２、Ｎｏ.４−３）。
また、比較として、実験例５で使用した普通セメントを用いたモルタル（実験Ｎｏ.１−８）、マグネシア系固化材（実験Ｎｏ.１−９）についても実験例５で使用した水量で、それぞれ散水ではなく、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７と同様に実施した。結果を表８に併記した。

表８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が少なく、芝が少なく防草効果に優れることが分かる。

本発明の防草材及びその使用方法により、草刈の労力を軽減でき、防草の持続性が確保できるなどの効果を奏するので、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の雑草の生育を抑制することができる。また、本発明の防草材は、溶出ｐＨが低く、六価クロム溶出量が低いため、環境への影響が低いので建設分野などで広範に使用される。

なお、２０１５年１２月９日に出願された、日本特許出願２０１５−２４０１７０号及び日本特許出願２０１５−２４０１７１号及びの明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (14)

1. カルシウムアルミネート及び土壌を含有し、さらに石膏及びカルシウムシリケートを含有し、前記カルシウムシリケートが、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ _２ であり、前記カルシウムアルミネートと前記石膏の合計１００質量部に対して、前記土壌の使用量が１００〜８００質量部であり、前記γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ _２ の含有量が、前記カルシウムアルミネートと前記石膏の合計１００質量部に対して１０〜６０質量部である防草材。
2. さらに、セメントを含有してなる請求項１に記載の防草材。
3. カルシウムアルミネートが、ＣａＯ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比１．０〜３．０であり、かつ不純物の含有量が１５質量％以下である請求項１又は２に記載の防草材。
4. カルシウムアルミネートのブレーン比表面積値が、３０００ｃｍ^２／ｇ以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の防草材。
5. 下記式で求められるカルシウムアルミネートのガラス化率が、７０％以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載の防草材。
   ガラス化率（％）＝１００×（１−Ｓ／Ｓ_０）
   （式中、Ｓは、粉末Ｘ線回折法によるメインピーク面積であり、Ｓ_０は、１００℃で２時間加熱し、（１〜１０℃）／分の速度で冷却した後における粉末Ｘ線回折法によるメインピーク面積である。）
6. セメントの含有量が、カルシウムアルミネート１００質量部に対して１００〜４００００質量部である請求項２〜５のいずれか１項に記載の防草材。
7. 石膏の含有量が、カルシウムアルミネート１００質量部に対して５０〜２５０質量部である請求項１〜６のいずれか１項に記載の防草材。
8. さらに、収縮低減剤を含有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の防草材。
9. 収縮低減剤の含有量が、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０．５〜２０質量部である請求項８に記載の防草材。
10. さらに、繊維を含有する請求項１〜９のいずれか１項に記載の防草材。
11. 繊維の含有量が、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０．０５〜５質量部である請求項１０に記載の防草材。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に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。
13. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の防草材を水で練り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。
14. 水の使用量が、防草材１００質量部に対して５〜１００質量部である請求項１２又は１３に記載の防草材の使用方法。