JP7014511B2 - 防草材及びそれの使用方法 - 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、硬化までに時間を要し、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、多大な労力がかかるのに加え、防草効果が低いという課題があった。

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、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。

即ち、本発明は、（１）アルカリ刺激材、並びに、焼却灰、スラグ、石炭灰及び火山灰から選ばれた一種又は二種以上の粒子径0.1～50ｍｍの骨材を含有してなる防草材、（２）さらに、セメントと土壌のうち一種以上を含有してなる（１）の防草材、（３）アルカリ刺激材がアルカリ金属類である（１）又は（２）の防草材、（４）（１）～（３）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、（５）（１）～（３）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。

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、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。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明に使用するアルカリ刺激材は、本発明の骨材の水和活性を高める作用がある。アルカリ刺激剤としては、アルカリ金属類、アルカリ土類金属類が挙げられ、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、さらに炭酸塩、硫酸塩、炭酸水素塩、塩化物、酢酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩が挙げられる。アルカリ金属、アルカリ土類金属を含むものであれば、特に限定されるものではなく、これらのうちの１種又は２ 種以上が使用可能である。

これらのうち、アルカリ金属類が本発明の骨材の水和活性を高める作用が高く、凍結融解抵抗性、防草効果の面から好ましい。

本発明に使用する骨材は、ゴミ焼却灰や下水汚泥焼却灰等の焼却灰、高炉スラグ・製鋼スラグ・石炭スラグなどの各種のスラグ、石炭灰、火山により生成されるシラスや火山岩などの火山灰から選ばれた一種又は二種以上を挙げることができる。これらのうち、高炉スラグが防草効果の面から好ましい。

ここで、高炉スラグとは、高炉または電気炉から取り出された溶融スラグを徐冷したものや、取り出された溶融スラグを水や空気などで急冷したものである。

これらの骨材は、各種の産業廃棄物等を原料とするため、環境に優しい資材である。中でも吸水性のものは、周囲を乾燥させるため、雑草の種子が発芽・成長に必要な水分や養分を吸収できず、施工後は、雑草の生育が困難となることから好ましい。

骨材のサイズは、粒子径が0.1～50mmが好ましく、0.1～10mmがより好ましい。0.1mm未満では、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。一方、50mmを超えると、粒径が大き過ぎて強度発現性が充分でなく、防草効果が得られない場合がある。焼却灰や石炭灰等それ自身の粒径が小さいものは、造粒、篩分けして、所定のサイズに調整して使用することが可能である。

本発明の骨材の使用量は、特に限定されるものではないが、アルカリ刺激材１００質量部に対して、５００～１０,０００質量部が好ましく、１,０００～５,０００質量部がより好ましい。骨材が５００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、１０,０００質量部より多いと強度が低く、凹んでしまう場合がある。

本発明に使用するセメントは、特に限定されるものではなく、普通、早強、超早強、低熱および中庸熱等の各種セメント、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）、微粒子セメントなどが挙げられる。各種セメントや各種混合セメントを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）の量を増減して使用することも可能である。
これらのセメントは、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。中でも高炉セメントは六価クロム含有量が低く、環境面で好ましい。
セメントの使用量は、特に限定されるものではないが、アルカリ刺激材１００質量部に対して、５００～２,０００質量部が好ましい。５００質量部未満では、強度発現性が低下する場合がある。一方、２,０００質量部を超えると凍結融解抵抗性が劣る場合がある。

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など、いずれも使用できる。中でも、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、特に限定されるものではないが、アルカリ刺激材１００質量部に対して、１００～１０００質量部が好ましく、２００～７００質量部がより好ましい。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い。一方、１０００質量部を超えると強度が低く、凍害融解抵抗性に劣り、凹んでしまう可能性がある。

水の配合量は、本発明の防草材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、一方、１００質量部を超えると強度発現性が低下する場合がある。

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、アルカリ刺激剤の凝結を促進、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、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。

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、石灰石微粉末、コンクリート用粗骨材、カオリン、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。

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方法が、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。

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。

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。

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いが、地面の凸部で１～５ｃｍの厚さが好ましい。１ｃｍ未満では、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る。一方、５ｃｍを超えると防草効果は高いが材料費が高くなり、多大な労力がかかるため好ましくない。

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。

以下、本発明の実験例に基づいて説明する。

（実験例１）
骨材を粉砕機で粉砕あるいは造粒・篩分けして、所定のサイズに粒度調製した。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モルタルを調製した。配合は、表１に示すアルカリ刺激材１００質量部に対して、骨材２,０００質量部加えて防草材を調製した。この防草材を５×５×２０ｃｍの型枠に敷設後、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、凍結融解抵抗性を測定した。
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試験体を調製した。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質量部散水して試験体を調製した。
結果を表１に示す。

＜使用材料＞
アルカリ刺激材Ａ：水酸化ナトリウム
アルカリ刺激材Ｂ：水酸化カリウム
アルカリ刺激材Ｃ：炭酸リチウム
アルカリ刺激材Ｄ：塩化カルシウム
アルカリ刺激材Ｅ：水酸化マグネシウム
アルカリ刺激材Ｆ：酸化マグネシウム
アルカリ刺激材Ｇ：アルカリ刺激材Ａとアルカリ刺激材Ｅを等量混合したもの
骨材Ａ１：ゴミ焼却灰を原料とした骨材、粒径0.1～５mm
骨材Ａ２：ゴミ焼却灰を原料とした骨材、粒径0.001～0.1mm
骨材Ｂ：下水汚泥焼却灰を原料とした骨材、粒径0.1～５mm
骨材Ｃ：石炭スラグを原料とした骨材、粒径0.1～５mm
骨材Ｄ１：高炉スラグを原料とした骨材、粒径0.1～５mm
骨材Ｄ２：高炉スラグを原料とした骨材、粒径0.001～0.1mm
骨材Ｅ１：石炭灰を原料とした骨材、粒径0.1～５mm
骨材Ｅ２：石炭灰を原料とした骨材、粒径0.001～0.1mm
骨材Ｆ：火山灰を原料とした骨材、粒径0.1～５mm
骨材Ｇ：骨材Ａ１と骨材Ｃ１の等量混合物
骨材Ｈ１：珪砂、粒径0.1～５mm
骨材Ｈ２：珪砂、粒径0.001～0.1mm
骨材Ｉ：石灰砂、粒径0.1～５mm

土壌：愛知県産真砂土、５ｍｍ篩下
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）

＜測定方法＞
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５×５×２０ｃｍ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、所定の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。

表１から、本発明の防草材は、凍結融解抵抗に優れることが分かる。

（実験例２）
実験例１の実験No.1-5の骨材Ｄ１、アルカリ刺激材Ａを使用し、表２のように、アルカリ刺激材１００質量部に対して骨材、セメント及び土壌の添加割合を変え、硬化時間、凍結融解後の防草・ひび割れ試験を実施したこと以外は実験例１と同様に行った。
また、比較として、実験例１で使用した普通セメントを用いたモルタル（実験No.1-20）、マグネシア系固化材（実験No.1-21）についても同様の試験を行った。
結果を表２に示す。

＜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。
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/ｍ^２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。

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、防草効果に優れることが分かる。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。

（実験例３）
実験例２の実験No.2-5、1-20、1-21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２と同様に実施した（実験No.3-1、3-2、3-3）。
結果を表３に示す。

表３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。

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。

Claims (3)

1. アルカリ刺激材、並びに、焼却灰、スラグ及び火山灰から選ばれた一種又は二種以上の粒子径０．１～５０ｍｍの骨材を含有し、さらに土壌を含有してなる防草材（但し、石炭灰を含有するものを除く）を地面に敷き詰め、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。
2. アルカリ刺激材、並びに、焼却灰、スラグ及び火山灰から選ばれた一種又は二種以上の粒子径０．１～５０ｍｍの骨材を含有し、さらに土壌を含有してなる防草材（但し、石炭灰を含有するものを除く）を水と練り混ぜ、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。
3. 上記アルカリ刺激材がアルカリ金属類である請求項１又は２記載の防草材の使用方法。