JP7282330B2

JP7282330B2 - 植生基材

Info

Publication number: JP7282330B2
Application number: JP2019192831A
Authority: JP
Inventors: 寿博宮谷; 勇治関; 彰船越
Original assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2023-05-29
Anticipated expiration: 2039-10-23
Also published as: JP2021067082A

Description

本発明は、植生基材吹付工法に使用される植生基材に関する。

山土を削ったり盛土をすることにより形成される法面の浸食や崩壊を防止するため、法面を緑化する植生（厚層）基材吹付工法等の法面保護工事が環境保護の観点から実施されている。植生基材吹付工法では、一般に有機質主体の基盤材（バーク堆肥、ピートモス等）、接合剤、肥料、種子等を混合した植生基材（厚層基材）を使用し、秋から初冬時期頃に施工する。

例えば、特許文献１には、生育基盤材、侵食防止材、及び水を含む緑化基材（植生基材）を法面に吹き付けることにより生育基盤を造成する法面緑化工法（植生基材吹付工法）において、生育基盤材に含まれるバーク堆肥とピートモスとの容積混合比を５：５乃至６：４の範囲、且つ、緑化基材に含まれる水の割合を６９～７９％とした緑化基材を調製する技術が開示されている。

特許第３１３９５３７号公報

しかしながら、従来の植生基材吹付工法には以下のような課題がある。
ａ．バーク堆肥やピートモスは密度が小さいため、吹付時の圧密確保に時間を要するだけでなく、バーク堆肥やピートモスは付着性が強く吹付ノズル等への付着によって作業性が低下する。
ｂ．台風やゲリラ豪雨等の大雨時に基盤材が大量の水を含むことにより施工部が流失するおそれがある。そのため、大雨が予想される際には事前対策が必要となるが、施工面積が広い場合には対策実施が困難となることがある。また、冬季に基盤材に含まれる水分が凍結し、その後、融解した際に施工部が崩れることが予想されるため、凍結対策として法面にシートを張ったり、炭等を吹き付ける作業が必要となる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、植生基材吹付工法において、吹付作業効率の向上、施工部の材料流出防止、並びに使用する肥料の低減を図ることができる植生基材を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明は、法面を緑化して該法面の安定化を図る植生基材吹付工法に使用される植生基材であって、
一般廃棄物を原料とする溶融スラグと、有機質主体の基盤材と、接合剤と、肥料と、種子とが混合されてなり、吹付厚さ３ｃｍ～５ｃｍ、吹付面積１０００ｍ ^２当たり前記溶融スラグの使用量が１００ｋｇ～５００ｋｇであることを特徴としている。

ここで、有機質主体の基盤材は、バーク堆肥、ピートモス、繊維質改良土等である。

第１の発明では、植生基材が溶融スラグを含むことにより以下の作用効果が期待できる。
ａ．吹付ノズルへの植生基材の付着性が低下する。従来の植生基材に溶融スラグを混合するので混合手間は少し増加するが、従来の植生基材のみに比べて吹付作業時間を２０％程度低減することができる。
ｂ．植生基材の透水性が向上する。雨水は地下層もしくは排水系に流出し、施工部の材料流出を防止することができる。また、植生基材の保水量が低減するので、施工後の冬季凍結が防止され、法面にシートを張ったり、炭等を吹き付ける作業が不要となる。
ｃ．植生基材内部にできる空隙が植物の根の生長空間となり、植物の生長が促進される。これにより、植生基材に混合する肥料の割合を低減することができる。

また、第1の発明に係る植生基材は、吹付厚さ３ｃｍ～５ｃｍ、吹付面積１０００ｍ^２当たり前記溶融スラグの使用量が１００ｋｇ～５００ｋｇである。

溶融スラグの使用量が、吹付厚さ３ｃｍ～５ｃｍ、吹付面積１０００ｍ^２当たり１００ｋｇ未満の場合、上述した作用効果が不十分となる。溶融スラグの使用量は、吹付厚さ３ｃｍ～５ｃｍ、吹付面積１０００ｍ^２当たり１０００ｋｇ程度まで増やしてもよいが、有機質主体の基盤材量が相対的に減少する。そのため、溶融スラグの使用量の上限は、吹付厚さ３ｃｍ～５ｃｍ、吹付面積１０００ｍ^２当たり５００ｋｇである。

また、第２の発明は、法面を緑化して該法面の安定化を図る植生基材吹付工法に使用される植生基材であって、
一般廃棄物を原料とする溶融スラグと、有機質主体の基盤材と、接合剤と、肥料と、種子とが混合されてなり、前記溶融スラグの可溶性けい酸濃度が２５％以上、アルカリ分が３０％以上であることを特徴としている。

溶融スラグの可溶性けい酸濃度が２５％以上、アルカリ分（ＣａＯ、ＭｇＯ）が３０％以上であると、植物の根や茎の生長が促進されるので、植生基材に混合する肥料の割合を低減することができる。

また、第３の発明は、法面を緑化して該法面の安定化を図る植生基材吹付工法に使用される植生基材であって、
一般廃棄物を原料とする溶融スラグと、有機質主体の基盤材と、接合剤と、肥料と、種子とが混合されてなり、前記溶融スラグは、破砕処理又は摩砕処理により粒径が５ｍｍ以下とされ、設計ＣＢＲ値が２０％以上であることを特徴としている。
設計ＣＢＲ値は骨材の締固め特性を評価する指標であり、溶融スラグの設計ＣＢＲ値が２０％以上であると、基盤材の密度が上昇し、施工後の圧密性確保が容易となる。

第４の発明は、法面を緑化して該法面の安定化を図る植生基材吹付工法に使用される植生基材であって、
一般廃棄物を原料とする溶融スラグと、有機質主体の基盤材と、接合剤と、肥料と、種子とが混合されてなることを特徴としている（但し、前記植生基材は、石こう廃材、砕石粉、及びスクリーニングスのうちの少なくとも一種類からなるシルト原料を含まない）。

本発明では、植生基材に溶融スラグを混合することにより、植生基材吹付工法において、吹付作業効率の向上、施工部の材料流出防止、並びに使用する肥料の低減を図ることが可能となる。

植生基材吹付工法によって形成された法面の側断面図である。本発明の一実施の形態に係る植生基材に含まれる溶融スラグの製造に使用するガス化溶融炉の模式図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、本明細書及び図面において実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１に植生基材吹付工法によって形成された法面３０の側断面を示す。植生基材吹付工法の手順は以下の通りである。
（１）法面３０の除草、浮石除去等を行って法面３０を清掃する。
（２）法面３０に網状の植生ネット３２等を敷設し、主アンカーピン３３及び補助アンカーピン３４を法面３０に打設して網状の植生ネット３２等を法面３０に固定する。網状の植生ネット３２等には、網目５０ｍｍ以上の菱形金網などが使用される。主アンカーピン３３は径：１６ｍｍ、長さ：４００ｍｍ程度とし、１ｍ^２当たり０．３本程度打設する。補助アンカーピン３４が径９ｍｍ、長さ：２００ｍｍとし、１ｍ^２当たり１．５本程度打設する。
（３）吹付機（図示省略）を用いて植生基材３１を法面３０に吹き付ける。吹付厚さは３ｃｍ～５ｃｍ程度とする。

本発明の一実施の形態に係る植生基材は、一般廃棄物を原料とする溶融スラグと、有機質主体の基盤材と、接合剤と、肥料と、種子とが混合されたものである。

有機質主体の基盤材はバーク堆肥、ピートモス、繊維質改良土等、接合剤はセメント、高分子系樹脂等、肥料は窒素・リン・カリウムを含む暖効性肥料や化成肥料、種子は夏芝・メドハギ等のハギ類、ヤマハギ等のマメ類、ヨモギ等のキク類、シャブやヤマザクラ等の草木類である。

溶融スラグは一般廃棄物溶融処理設備で製造される。
上記設備で製造された溶融スラグは、可溶性けい酸濃度が２５％以上、アルカリ分が３０％以上であり、植物の根や茎の生長を促進することができる。また、施工後の圧密性確保の観点から、溶融スラグの設計ＣＢＲ値は２０％以上であることが好ましい。
溶融スラグの使用量は、吹付厚さ３ｃｍ～５ｃｍ、吹付面積１０００ｍ^２当たり１００ｋｇ～５００ｋｇとする。

図２に溶融スラグの製造に使用するガス化溶融炉１０を示す。ガス化溶融炉１０はシャフト炉式ガス化溶融炉である。炉本体は、円筒状のシャフト部１１、シャフト部１１の下端から下方に向けて縮径する逆円錐部１２、及び炉底部１３から構成されている。

シャフト部１１の頂部には、一般廃棄物及び副原料（コークス、石灰石又はけい砂）を投入するための投入口２０が設けられ、投入口２０の側方には、炉内で発生した排ガスを排出するための排出口２１が設けられている。
一方、炉底部１３の側壁には、炉内で生成された溶融物を排出するための出湯口１８が設けられている。

また、シャフト部１１の側壁下端部と炉底部１３の側壁には、炉内に空気を供給するための送風口１５、１４が設けられている。送風機１６により送風される空気が送風口１５、１４から炉内に供給される。なお、炉底部１３の側壁に設けられている送風口１４から炉内に供給される空気は、酸素発生装置１７により酸素富化空気とされる。

次に、上記構成を有するガス化溶融炉１０を用いて溶融スラグを製造する方法について説明する。
投入口２０から炉内に、一般廃棄物とコークスと石灰石又はけい砂とを投入する。ガス化溶融炉１０に投入するコークスの量は一般廃棄物投入量１ｔｏｎ当たり２０ｋｇ～７０ｋｇ、石灰石又はけい砂の投入量は一般廃棄物投入量１ｔｏｎ当たり１５ｋｇ～７０ｋｇとする。なお、一般廃棄物は、産業廃棄物以外の廃棄物であって、自治体が処理する指定産業廃棄物を含む。

ガス化溶融炉１０内は、上部から乾燥・予熱帯Ａ（３００℃～４００℃）、熱分解ガス化帯Ｂ（３００℃～１０００℃）、燃焼帯Ｃ（１０００℃～１７００℃）、溶融帯Ｄ（１７００℃～１８００℃）に区分される。

［溶融処理］
投入口２０から炉内に投入された一般廃棄物は、乾燥・予熱帯Ａで熱せられ、一般廃棄物に含まれる水分が、炉下部より上昇する燃焼分解ガスにより蒸発する。乾燥した一般廃棄物は次第に降下し、熱分解ガス化帯Ｂにおいて可燃分がガス化され、排出口２１から排出される。
一般廃棄物中の灰分はコークスと共に燃焼帯Ｃを通過して溶融帯Ｄまで降下する。溶融帯Ｄまで降下したコークスは、送風口１４から吹き込まれた酸素富化空気により１７００℃～１８００℃で高温燃焼し、炉底部１３にコークスベッド層（火格子）を形成することにより、還元雰囲気の形成と灰分の安定溶融を実現する。灰分中の低沸点重金属類（鉛など）は揮発して溶融飛灰となり、排ガスと共に排出口２１から排出される。

［排ガス処理］
排出口２１から排出された排ガスは、必要に応じてサイクロン（図示省略）に導入され、排ガス中の可燃性ダストがサイクロンで捕集される。捕集された可燃性ダストは、送風口１４からガス化溶融炉１０内に吹き込まれる。一方、サイクロンから排出された排ガスは、燃焼室（図示省略）へ導入され完全燃焼された後、ボイラ（図示省略）で熱回収され、最終的に煙突（図示省略）から大気中へ放出される。

［水砕処理］
灰分が溶融した溶融物は、石灰石の塩基度調整作用により十分に流動性を高めた状態で出湯口１８から排出され、樋１９を介して水砕装置２２に投入される。
水砕装置２２は、ガス化溶融炉１０から排出された溶融物を冷却して凝固させる冷却水を貯留するケーシング２３と、ガス化溶融炉１０から排出された溶融物に水を噴射して溶融物を細かく分散させる噴射ノズル２４と、ケーシング２３内に設置されたスクレーパ式のコンベア２５とを備えている。噴射水によって細かく分散された溶融物は、ケーシング２３内で冷却凝固して溶融スラグと鉄や銅などメタルとなり、コンベア２５によりケーシング２３から搬出され、磁選機２６へ搬送される。
［メタル分離処理］
磁選機２６により溶融スラグからメタルが分離除去され、有害物質を殆ど含まない溶融スラグとなる。

［破砕処理・摩砕処理］
溶融物を水で急速破砕することにより生成される溶融スラグは、粒度分布が不均一で、表面が針状や角状になっているものが含まれている。そのため、破砕装置（図示省略）又は摩砕装置（図示省略）を用いて破砕処理又は摩砕処理を行い、粒度調整を行うと共に、溶融スラグの表面を平滑化させる。破砕処理又は摩砕処理による粒度調整は、溶融スラグの粒径が５ｍｍ以下となるように処理条件を設定する。
溶融スラグを摩砕処理もしくは破砕処理することによって溶融スラグの設計ＣＢＲ値は２０％以上となる。

なお、上記方法により製造された溶融スラグに含まれる有害物質の含有量及び溶出量は、土壌汚染対策法の環境基準値に比べて一桁レベルが小さいことが確認されている。

以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。

１０：ガス化溶融炉、１１：シャフト部、１２：逆円錐部、１３：炉底部、１４、１５：送風口、１６：送風機、１７：酸素発生装置、１８：出湯口、１９：樋、２０：投入口、２１：排出口、２２：水砕装置、２３：ケーシング、２４：噴射ノズル、２５：コンベア、２６：磁選機、３０：法面、３１：植生基材、３２：網状の植生ネット、３３：主アンカーピン、３４：補助アンカーピン、Ａ：乾燥・予熱帯、Ｂ：熱分解ガス化帯、Ｃ：燃焼帯、Ｄ：溶融帯

Claims

法面を緑化して該法面の安定化を図る植生基材吹付工法に使用される植生基材であって、
一般廃棄物を原料とする溶融スラグと、有機質主体の基盤材と、接合剤と、肥料と、種子とが混合されてなり、吹付厚さ３ｃｍ～５ｃｍ、吹付面積１０００ｍ ^２当たり前記溶融スラグの使用量が１００ｋｇ～５００ｋｇであることを特徴とする植生基材。
法面を緑化して該法面の安定化を図る植生基材吹付工法に使用される植生基材であって、
一般廃棄物を原料とする溶融スラグと、有機質主体の基盤材と、接合剤と、肥料と、種子とが混合されてなり、前記溶融スラグは、可溶性けい酸濃度が２５％以上、アルカリ分が３０％以上であることを特徴とする植生基材。
法面を緑化して該法面の安定化を図る植生基材吹付工法に使用される植生基材であって、
一般廃棄物を原料とする溶融スラグと、有機質主体の基盤材と、接合剤と、肥料と、種子とが混合されてなり、前記溶融スラグは、破砕処理又は摩砕処理により粒径が５ｍｍ以下とされ、設計ＣＢＲ値が２０％以上であることを特徴とする植生基材。
法面を緑化して該法面の安定化を図る植生基材吹付工法に使用される植生基材であって、
一般廃棄物を原料とする溶融スラグと、有機質主体の基盤材と、接合剤と、肥料と、種子とが混合されてなることを特徴とする植生基材（但し、前記植生基材は、石こう廃材、砕石粉、及びスクリーニングスのうちの少なくとも一種類からなるシルト原料を含まない）。