JP7060935B2 - 防草材及びそれの使用方法 - Google Patents
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しかしながら、除草剤の散布は、農作物への影響の面から好ましくない。また、ポルトランドセメントを含有する防草材を振り撒き、散水して地面を被覆する方法も提案されているが、雨水とともにアルカリと6価クロムが溶出することから、農地や住宅地での使用は好ましいものではない。
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、地表面の土壌と混合して転圧、押し固め、その上に散水する。そのため、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り、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。
本発明に使用するサルフォアルミネートセメントは、カルシア原料とアルミナ原料、三酸化硫黄原料などを混合し、キルンで焼成、あるいは、電気炉で溶融、冷却して得られる3CaO・3Al2O3・CaSO4(Yeelimite)と2CaO・SiO2(Blite)を主成分とするクリンカーに適量の石灰石と石膏を加えて粉砕した水硬性セメントであり、中華人民共和国国家規格GB 20472-2006「サルフォアルミネートセメント」に規定されるセメントである。サルフォアルミネートセメントは、急硬型サルフォアルミネートセメント、低アルカリ型サルフォアルミネートセメント、自己応力型サルフォアルミネートセメントに分類され、通常市販されているものが使用できる。
さらに、本発明では、サルフォアルミネートセメントのCaOやAl2O3の一部が、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、酸化ケイ素、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などと置換した化合物、あるいは、CaOとAl2O3とを主成分とするものに、これらが少量固溶した化合物も使用できる。
サルフォアルミネートセメントの粒度は、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、3500cm2/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。
石膏は、サルフォアルミネートセメントの水和活性を抑制して硬化時間を確保し、強度発現性を高め、溶出水のpHを下げるのに有効である。石膏を配合しない場合は、硬化時間が短くなり、十分な作業時間が取れなくなる場合があり、溶出水のpHが高くなる場合がある。特にサルフォアルミネートセメントのSO3とAl2O3とのモル比が低い場合は無水石膏を配合すると有効である。
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、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。
添加方法は、特に限定されるものではないが、シャワリング管やY字管を用いて添加する方法がある。吹き付け厚さは、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未満であると均一に被覆することができにくくなり、防草効果が低くなる場合があり、一方、3cmを超えると防草効果は高いが経済的に好ましくない。
SO3/Al2O3モル比0.6のサルフォアルミネートセメント100質量部に対して、表1に示す割合で骨材を添加した本発明の防草材を、JISR5201用型枠に充填し、サルフォアルミネートセメントと骨材の合計100質量部に対して水を20質量部散水して供試体を作製した。浸透時間、硬化時間、圧縮強度を測定し、結果を表1に示した。
サルフォアルミネートセメント:鄭州王楼セメント工業有限公司製、製品名「低アルカリサルフォアルミネートセメント 急硬型 42.5級」、ブレーン比表面積値4000cm2/g、SO3/Al2O3モル比0.6
骨材:糸魚川姫川産川砂乾燥品、1.2mm篩下
水:水道水
浸透時間:20℃、相対湿度80%の室内で、直径5cm、深さ10cmの円柱型枠に本発明の防草材を200g充填し、その上から水を40cc注水して全ての水が浸透した時間を測定した。
硬化時間:浸透時間の測定において、供試体の温度が、2℃上昇する時間を測定した。
圧縮強度:JIS R 5201に準じ、4×4×16cm供試体について、材齢12時間、1日及び28日強度を測定した。脱型後の供試体は、20℃、相対湿度80%の室内で気乾養生した。
表2に示す割合で、サルフォアルミネートセメントと石膏の合計100質量部中のSO3/Al2O3モル比を変え、サルフォアルミネートセメントと石膏の合計100質量部に対して、骨材400質量部を混合した本発明の防草材100質量部に対して水を20質量部散水した。H.T(可使時間)と溶出pHを測定した以外は、実験例1と同様に実施した。結果を表2に示す。
石膏:天然無水石膏、ブレーン比表面積値5000cm2/g
H.T(可使時間):JIS A 1147「コンクリートの凝結時間試験方法」に準じ、モルタルの貫入抵抗値が3.5N/mm2になるまでの時間を測定した。
溶出pH:材齢28日の圧縮強度測定後に供試体を粉砕し、篩い分けして、粒径0.5mm以上5mm以下の粒度のものを集め、溶出試験用の試料とした。溶出試験は、1000mlのポリビンに50gの試料と純水500gを投入し、回転速度200rpmに調整した振とう機で6時間連続振とうして、上澄み液のpH値を測定した。
サルフォアルミネートセメントと石膏の合計100質量部に対して、γ-2CaO・SiO2を表3に示す量添加し、本発明の防草材を作製した。なお、サルフォアルミネートセメントと石膏の合計100質量部中のSO3/Al2O3モル比は1.7である。
サルフォアルミネートセメント、石膏及びγ-2CaO・SiO2の合計100質量部に対して、骨材400質量部を添加した本発明の防草材100質量部に対して、水を20質量部散水して供試体を作製した。材齢1日の供試体について、促進中性化試験を行い、実験例2と同様に溶出pHを測定したこと以外は、実験例1と同様に行った。結果を表3に示す。
γ-2CaO・SiO2: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1450℃にて3時間焼成し、炉外に取り出して自然放冷により冷却して合成した。この時ダスティングし、ブレーン比表面積値1800cm2/gまで粉化した。これをさらに4000cm2/gまで粉砕した。
促進中性化試験:20℃、相対湿度80%の室内で、4×4×16cm供試体を作製し、材齢1日で脱型して、20℃・相対湿度60%・炭酸ガス濃度20%の環境で28日促進中性化を行い、圧縮強度を測定した。
促進中性化後の強度低下率:材齢28日の圧縮強度を用い、次の式で算出した。
(気乾養生強度-促進養生強度)/気乾養生強度*100
本発明の防草材の効果を、次の方法で評価した。結果を表4に示す。
地面の雑草を草刈機等で0.5cm以下程度に草刈し、刈り取った雑草を取り除いた後に、練り混ぜた防草材を吹き付けて被覆する方法、並びに、プレミックスモルタルを敷き詰めて散水して被覆する方法、で行った。防草効果は、3ヶ月後に雑草の生えかたを目視で確認した。
実験No.4-2~4-4は、PFT社製G4連続ミキサポンプで、本発明の防草材100質量部に対して20質量部の水を供給し、フロー値200~220mmに練り混ぜて圧送し、先端で1m3/minの圧縮空気を挿入して約1m角の地面に1cmの厚さに吹き付けて地面を被覆した。
実験No.4-5~4-7は、本発明の防草材を、約1m角に2cmの厚さに敷き詰め、その上に防草材100質量部に対して20質量部の水をジョウロで均一に散水した。
実験No.4-8は、比較として酸化マグネシウム系防草材を使用し、約1m角に2cmの厚さに敷き詰め、その上に防草材100質量部に対して10質量部の水をジョウロで均一に散水した。
実験No.4-9、4-10は、実験例1で用いた骨材を約1m角に厚さ3cmで敷き詰め、その上に三倍に希釈したエマルジョンまたはラテックスを2kg散布した。
実験NO.4-2の防草材:実験No.2-2の防草材成分(サルフォアルミネートセメント50質量部に対して無水石膏50質量部)100質量部、フライアッシュ100質量部及び骨材400質量部を混合したもの。
実験NO.4-3の防草材:実験No.2-2の防草材成分(サルフォアルミネートセメント50質量部に対して無水石膏50質量部)100質量部、γ-2CaO・SiO2100質量部、フライアッシュ200質量部及び骨材800質量部を混合したもの。
実験NO.4-4の防草材:実験No.1-3の防草材成分(サルフォアルミネートセメント)100質量部、フライアッシュ100質量部及び骨材400質部を混合したもの。
実験NO.4-5の防草材:実験No.2-2の防草材成分(サルフォアルミネートセメント50質量部に対して無水石膏50質量部)100質量部及び骨材400質量部を混合したもの。
実験NO.4-6の防草材:実験No.2-2の防草材成分(サルフォアルミネートセメント50質量部に対して無水石膏50質量部)100質量部、γ-2CaO・SiO2100質量部及び骨材800質量部を混合したもの。
実験NO.4-7の防草材:実験No.1-3の防草材
酸化マグネシウム系防草材(実験No.4-8):市販品
エマルジョン(実験No.4-9):EVA系、固形分濃度20質量%、市販品
ラテックス(実験No.4-10):クロロプレン系、固形分濃度20質量%、市販品
フライアッシュ:テクノ中部社製II種品
フロー値:JIS R 5201に準じて測定した。
圧縮強度:JISR 5201に準じて測定した。散水タイプの防草材は、三連型枠に防草材を充填し、その上から所定量の水を散水して供試体を作製した。脱型後は、20℃・相対湿度60%の環境で養生した。なお、エマルジョンやラテックスを散布した実験No.4-9と実験No.4-10は、強度を測定できなかった。
未処理の所はかなり雑草が生えていたが、本発明の防草材を使用した所は、練混ぜて吹き付けた所(実験No.4-2~4-4)、敷き詰めて散水した所(実験No.4-5~4-7)のいずれも雑草が生えなかった。一方、酸化マグネシウム系防草材(実験No.4-8)や、エマルジョン又はラテックスを散布した所(実験No.4-9、4-10)は、ところどころに雑草が生えていた。
Claims (4)
- カルシウムサルフォアルミネートセメント及び骨材を含有し、さらに石膏とγ-2CaO・SiO2から選ばれる一種又は二種を含有してなる防草材(ただし、土壌を含有するものを除く。)。
- SO3/Al2O3モル比が0.2~3である請求項1に記載の防草材。
- 請求項1又は2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。
- 請求項1又は2に記載の防草材を水で練混ぜて、地面に吹き付け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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