JPH08157817A

JPH08157817A - 緑化・土壌安定化用無機質材料、それを用いた厚層基材種子吹付け工法または土壌安定化方法

Info

Publication number: JPH08157817A
Application number: JP30500494A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Komatsu; 茂小松
Original assignee: DORIMU KK; SHIYOKUDAI KAIHATSU KK
Current assignee: DORIMU KK; SHIYOKUDAI KAIHATSU KK
Priority date: 1994-12-08
Filing date: 1994-12-08
Publication date: 1996-06-18
Anticipated expiration: 2014-08-16
Also published as: JP2935408B2; WO1996017900A1; KR970700751A; CN1140464A; CN1070905C; KR100342849B1

Abstract

(57)【要約】【目的】通常の雨水では全く流亡せず、凍上劣化も起
こさず、植生材料の良好な発芽成育に資することがで
き、また泥状土壌も短時間で安定化させることができる
新規な緑化・土壌安定化用材料を提供する。【構成】この緑化・土壌安定化用材料は、灰成分１０
０重量部に対し、硫酸アルミニウム１〜２０重量％，硫
酸カルシウム１〜２０重量％，シリカ粉末１〜２０重量
％，セメント成分１０〜８０重量％から成る添加剤１０
〜５０重量部また更にセラミックス粉末１０重量部以下
を混合して成り、これに植生材料と土壌と水を添加して
スラリー客土として用いられたり、泥状土壌に混合・攪
拌して用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は緑化・土壌安定化用無機
質材料とそれを用いた厚層基材種子吹付け工法または土
壌安定化工法に関し、更に詳しくは、厚層基材種子吹付
け工法に用いると、法面などの吹付け面に対し極めて優
れた緑化能を発揮し、また泥状土壌に適用すると、その
泥状土壌を短時間で高強度に固化することができる緑化
・土壌安定化用無機質材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】崖面のような法面を保護し、かつ当該法
面を緑化させるために、最近は厚層基材種子吹付け工法
が広く施工されている。この厚層基材種子吹付け工法
は、客土，種子，養成剤，肥料，土壌改良剤，促進剤，
土壌固結剤（糊剤）などを所定の割合で混合して成る混
合物を水に懸濁してスラリー客土とし、得られたスラリ
ー客土を例えばラス網が張設されている法面に吹付け
て、当該法面を所望厚みの吹付け面で被覆する工法であ
る。

【０００３】法面に吹付けられたスラリー客土では、そ
れに含有されている上記糊剤が経時的に硬化し、その過
程で、客土の土壌粒子を相互に接着することにより、土
壌粒子の団粒化が進む。そして、糊剤の硬化過程と土壌
粒子の団粒化過程で、吹付け面に亀裂が発生し、この亀
裂から添加した植生材料が発芽成育していく。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たスラリー客土を用いる従来の厚層基材種子吹付け工法
には次のような解決すべき課題がある。すなわちまず、
従来のスラリー客土は土壌粒子を団粒化するための糊剤
が樹脂ポリーマを主体とするため、その硬化速度は遅い
ことである。したがって、法面に吹付けたスラリー客土
が完全に固化して安定な状態で法面に定着するに要する
時間は長くなり、通常、２〜３日程度の養生時間が必要
とされている。

【０００５】そのため、施工後、吹付けたスラリー客土
が固化する前に例えば雨などが降ると、吹付け面全体が
流亡してしまう。そのような事態が発生した場合には、
後日の再施工が必要となるので、全体の施工コストは大
幅に上昇する。また、従来のスラリー客土は糊剤が樹脂
ポリマーを主体としているため、糊剤の硬化が完了する
と、団粒化した客土の表面は乾固状態になり、保水性や
通気性も悪く、全体として、植生材料の発芽状態はまだ
らとなり、またその発芽率は低下するという問題があ
る。とくに、吹付け面の厚みが厚くなるほど、客土に配
合される糊剤も多量になるため、上記した表面乾固状態
は一層進行し、植生材料は発芽しづらくなるという問題
が引き起こされる。

【０００６】また、従来から用いられているスラリー客
土は、糊剤の硬化速度が遅いということからして、単時
間で厚い吹付け面を形成することが困難である。地方に
よっては、１日で厚みが約１cm程度の吹付け面しか形成
できないことがある。そのため、例えば厚み３cmや５cm
程度の吹付け面の形成には３〜５日程度の長い施工時間
が必要となり、この間の降雨の有無では更に長い施工時
間を要することになる。

【０００７】このように、厚層基材種子吹付け工法に用
いられていた従来の吹付け用スラリー客土には上記した
ような問題があるため、実際の施工に当たっては、客土
と糊剤の外に、更に、土壌安定剤，団粒化剤，侵食防止
剤（粘着剤），保水剤などの添加剤を配合することが通
例になっている。しかしながら、これら添加剤の配合
は、用いるスラリー客土のコスト上昇を引き起こすこと
になり、経済的には好ましいこととはいえない。

【０００８】本発明は、厚層基材種子吹付け工法に用い
られてきた従来のスラリー客土における上記した問題を
全て解決し、吹付け施工後、１〜３時間程度経過すると
団粒化が起こり通常の降雨量でも流亡することがなく、
また１度の吹付け作業で８cm程度の厚みの吹付け面を形
成することができ、しかも形成された吹付け面は多孔質
で通気性や保水性に富み、吹付け面全体から高い発芽率
で植生種子を発芽成長させることができ、凍上劣化も起
こすことがない客土にすることができ、更には、泥状土
壌に混合して用いるとその泥状土壌を短時間で固化して
安定化することができる緑化・土壌安定化用無機質材料
とそれを用いた厚層基材種子吹付け工法または土壌安定
化工法の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、灰成分１００重量部に対
し、硫酸アルミニウム１〜２０重量％，硫酸カルシウム
１〜２０重量％，シリカ粉末１〜２０重量％，セメント
成分１０〜８０重量％から成る添加剤１０〜５０重量部
を混合して成ることを特徴とする緑化・土壌安定化用無
機質材料（以下、第１材料という）が提供される。

【００１０】また、本発明では、灰成分１００重量部に
対し、硫酸硫酸アルミニウム１〜２０重量％，硫酸カル
シウム１〜２０重量％，シリカ粉末１〜２０重量％，セ
メント成分１０〜８０重量％から成る添加剤１０〜５０
重量部およびセラミックス粉末１０重量部以下を混合し
て成ることを特徴とする緑化・土壌安定化用無機質材料
（以下、第２材料という）が提供される。

【００１１】更に本発明においては、土壌と前記した第
１材料または第２材料と水とを混合してスラリー状の客
土を調製し、その客土を地表に吹付けることを特徴とす
る厚層基材種子吹付け工法、および、泥状土壌と前記し
た第１材料または第２材料とを混合・攪拌・転圧するこ
とを特徴とする土壌安定化工法が提供される。本発明の
第１材料と第２材料はいずれも、それを水に分散させて
スラリー状にすると、当該スラリーはチキソトロピック
な性状を示す。すなわち、タンク内でそのスラリーを攪
拌して応力を与えているときは良好な流動性を示してい
るが、例えば法面に吹付けると、法面に接触した瞬間に
流動性を喪失し、当該法面に付着するという性質を備え
ている。

【００１２】本発明の第１材料は後述する灰成分と添加
剤を必須とし、また第２材料は、この第１材料に更に後
述するセラミックス粉末を配合して構成される。第１材
料，第２材料の何れにおいても、灰成分としては、Ｓｉ
Ｏ₂，Ａｌ₂Ｏ ₃，ＣａＯを主成分として含有するポゾ
ラン系物質であって、水和活性を有し、水と反応して水
和物に転化する水硬性物質の粉末が使用される。

【００１３】具体的には、例えば、フライアッシュ，製
紙スラジの焼却灰，高炉スラグなどをあげることができ
る。これらのうち、フライアッシュとしては、ＪＩＳ
Ａ６２０１で規定するフライアッシュは入手しやすく、
また材料コストの低減を可能とするので好適であり、ま
た製紙スラジの焼却灰としては、製紙工程で塩素系漂白
剤を用いることなく得られた製紙スラジの焼却灰はＭｇ
Ｏ成分を含有していて、そのＭｇＯの働きによって吹付
け面から発芽成育する植生の枝葉が青々となるので好適
である。

【００１４】この灰成分は、スラリー調製時に水中にコ
ロイド状に分散すると同時に共存する水との間で水和反
応を起こして、少なくとも表面部分はエトリンジャイト
（ettringite）やケイ酸カルシウム水和物などの鉱物質
水和化合物に迅速に転化して自硬していく。このスラリ
ー中に土壌が共存していると、上記した鉱物質の水和化
合物は土壌粒子それ自体をまき込んだ状態で生成してい
くので、結局は、多数の土壌粒子と前記水和化合物とが
複合化した構造の多孔質な団粒が形成されることにな
る。そして、上記した多孔質の団粒が形成される過程
で、土壌中の水分は多孔質団粒に急速に吸収され、ま
た、灰成分それ自体の硬化も進行する。

【００１５】したがって、形成された団粒は、糊剤で土
壌粒子が相互に接着して形成されていた従来の団粒化状
態と異なり、多孔質でありそこに土壌中の水分を吸収し
ていて、通気性や保水性が良好であるとともに、弾力性
にも富んだものになる。次に、本発明の第１材料，第２
材料において、配合する添加剤は、硫酸アルミニウム，
硫酸カルシウム，シリカ粉末，セメント成分を必須成分
として成る。

【００１６】硫酸アルミニウムは、本発明材料を水に分
散させてスラリー状にしたときに水に溶解して電解質と
して機能し、コロイド状に分散している灰成分との間で
エトリンジャイトを生成し、その凝集を促進する。そし
て、土壌が共存している場合は、加水分解を経て水酸化
アルミニウムが生成する過程でアルミニウムの重縮合イ
オンが高分子体として生成し、これが土壌粒子をまき込
みながら凝結していく。

【００１７】この硫酸アルミニウムの割合は、添加剤の
全量に対し、１〜２０重量％に設定される。この割合が
１重量％よりも少ないときは灰成分の凝集効果やエトリ
ンジャイトの生成効果が低下して土壌の迅速な安定化や
土壌中の水分を効果的に吸収できなくなり、逆に、２０
重量％より多くしても、配合効果は飽和に達するだけ
で、徒にコストアップを招くようになる。

【００１８】硫酸カルシウムは、硫酸アルミニウムの場
合と同じように、スラリーを調製したときに水に溶解し
て解離し、灰成分の凝集を引起し、また灰成分と反応し
てエトリンジャイトやケイ酸カルシウム水和物を生成す
る。この硫酸カルシウムの割合は、添加剤の全量に対
し、１〜２０重量％に設定される。この割合が１重量％
より少ないときは上記した効果が充分に発揮されず、逆
に２０重量％より多くなると、硫酸カルシウムそれ自体
は石こう成分であるため、調製されたスラリーの石こう
化が始まって固くなり、吹付け施工が行いにくくなるか
らである。

【００１９】シリカ粉末は、本発明の材料が団粒・固化
したときに、その団粒の中に分散して強度保持に寄与す
る。用いるシリカ粉末としては格別限定されるものでは
ないが、例えば、ヒュームドシリカや天然のシラスなど
を好適なものとしてあげることができる。とくに、ヒュ
ームドシリカは非晶質であるため、スラリーの調製と同
時に激しく結晶化しながら灰成分や後述するセメント成
分と結合して団粒の強度を高めることができるので有用
である。

【００２０】シリカ粉末の割合は、添加剤の全量に対
し、１〜２０重量％に設定される。この割合が１重量％
よりも少ないと、前記した強度向上効果が充分に発揮さ
れず、逆に２０重量％より多くしても、配合効果は飽和
に達し、徒にコストアップを招くようになる。セメント
成分は、調製したスラリー客土を例えば法面に吹付けた
とき、そのスラリー客土を短時間で凝結させると同時
に、吹付け面の強度確保のために配合される。

【００２１】このセメント成分としては格別限定される
ものではなく、例えばポルトランドセメントや、緊急工
事用の建設材料として用いられている早強セメントなど
が好適である。このセメント成分の割合は、添加剤の全
量に対し、１０〜８０重量％に設定される。この割合を
１０重量％より少なくすると、上記した効果が充分に発
揮されず、逆に８０重量％より多くすると、施工後のス
ラリーの凝結が過度に進んで非常に固い施工面になって
しまい、例えば植生材料を添加したときにその植生材料
の発芽成育に支障をきたすからである。

【００２２】本発明の第１材料，第２材料は、いずれ
も、灰成分１００重量部に対し前記添加剤を１０〜５０
重量部混合して成る。添加剤の混合割合を１０重量部よ
り少なくすると、調製したスラリーの迅速な団粒・固化
が進まず、また、５０重量部よりも多くすると、相対的
にセメント成分が増量するので施工面や施工土壌が過度
に固くなる。いずれにしても、雨水で流亡せず、凍上劣
化を起こさず、植生材料が吹付け面から万遍なく発芽成
育する緑化吹付け用材料や、泥状土壌の安定化材料とし
ては不満足である。

【００２３】第２材料においては、この第１材料に更に
セラミックス粉末が必須成分として配合される。このセ
ラミックス粉末は、これ自体としては前記した水和反応
や多孔質な団粒形成に関与しないが、これらセラミック
ス粉末は多孔質粒子の集合体であるため、形成された団
粒中に分散することにより、当該団粒の透水性と保水性
を高め、また種子の活着性を高める。更には、客土に配
合された肥料の効能を長期に亘って確保し、植生の成育
にとっての極めて良好な環境をつくりだす役割を果た
す。また、非常に少量の配合によっても上記した効果を
発揮するので、製品のコストダウンにも資する。

【００２４】このセラミックス粉末としては、格別限定
されるものではないが、例えば、フィルトンインターナ
ショナル（株）製のＦＢ材（商品名）は好適である。セ
ラミックス粉末の配合量は、灰成分１００重量部に対し
１０重量部以下に設定される。この配合量を１０重量部
より多くすると、施工後のスラリーの迅速な凝集・固化
が起こりづらくなるとともに団粒それ自身の強度低下も
起こりはじめるとともに、コストアップを招くからであ
る。

【００２５】本発明の厚層基材種子吹付け工法は次のよ
うにして行われる。まず、所定容積のタンク内に、水，
客土，種子，養成剤，肥料，土壌改良剤，促進剤などを
投入したのち撹拌し、更にここに本発明材料を投入す
る。このとき、吹付け施工に適合する粘度となるように
注入水量と客土量は適宜に調節される。そして、全体を
充分に撹拌して吹付け用のスラリー客土とする。

【００２６】得られたスラリー客土を所定の地表、例え
ば法面に吹付けてそこに付着させ施工を終了する。吹付
けと同時に客土は流動性を失って地表に強固に付着し、
また迅速に客土の団粒化が進んで全体は弾力性をもって
固化する。次に、本発明の土壌安定化工法においては、
対象とする泥状土壌と本発明の材料の所定量とを混合・
攪拌・転圧すればよい。

【００２７】材料の水和反応により、泥状土壌中の水分
は迅速に吸収されながら泥状土壌の団粒・固化が進行し
て高強度化する。その結果、短時間で泥状土壌は安定化
する。

【００２８】

【発明の実施例】

実施例１硫酸アルミニウム（日本軽金属（株）製）1.６kg，硫酸
カルシウム（国際商事（株）製）1.６kg，ヒュームドシ
リカ（内外日東（株）製）1.６kg，早強セメント（住友
セメント（株）製）１1.２kgを混合して、全量が１６kg
の添加剤を調製した。ついで、この添加剤を、スラジ灰
（新王子製紙（株）製）６４kgと均一に混合して本発明
の第１材料８０kgを製造した。

【００２９】容量３８００ｌのタンクに、水，客土，種
子，養生剤，肥料を投入・撹拌し、更に前記した第１材
料８０kgを投入したのち撹拌してスラリー客土を調製し
た。このスラリー客土を、傾斜角約３０°，面積約８０
ｍ²の法面に吹付けた。施工作業は、途中で小雨が降る
中で行われたが、団粒化作用による法面への食い付きの
良さとそれに伴う即効性が発揮され、客土は流失するこ
となく作業は終了した。

【００３０】施工作業終了後、夜半からかなり強い降雨
があったが、翌日、吹付け面を観察したところ、客土の
流失は認められなかった。比較のために、従来のスラリ
ー客土を用いた施工も行ったが、その吹付け面では客土
は流失し、ラス網は完全に露出していた。施工の４週間
後に吹付け面を観察したところ、吹付け面からは万遍な
く発芽しており、客土も吹付け時と同じ状態を保ってい
た。しかし、従来客土の吹付け面は、ヒビ割れからの発
芽であり、その発芽の状態はまだらであった。

【００３１】また、一冬経過後の吹付け面を観察したと
ころ、成育した葉は密集しており、客土の流失もなく、
吹付け時と同じ状態を保っていた。実施例２実施例１で用いたスラリー客土を札幌藻岩ダムにおい
て、水位の高低で露出・水没を反復する水際に吹付け
た。吹付け面積１６ｍ²。翌日、ダムの水位が上がり吹
付け面を覆ったが、客土は流失することなく吹付け時と
同じ状態を保っていた。

【００３２】実施例３長雨でぬかるんでいる石狩川堤防の一部を画分して試験
個所に選定した。その試験個所は、傾斜角が約３０°
で、幅１００ｍ、高さ約８ｍであり、作業者が登れない
ような状態であった。この試験個所の土壌に、実施例１
で用いた第１材料を、当該法面土壌に対して２重量％と
なるように散布して全体をユンボで万遍なく攪拌・転圧
を行った。撹拌中に、試験個所は作業者が登れる状態に
なり、また、攪拌してから１時間後に重さ１５トンのブ
ルトーザを走らせたところ、そのキャタピラの跡が明瞭
に残る状態でブルトーザは走行することができるほど安
定化した。

【００３３】その後ただちに、試験個所の地表に芝張り
を行ったところ芝張り作業は順調に進んだ。芝の根付け
も良好であり、また降雨による客土の流失も認められな
かった。実施例４雨が降ると沢水が流れ、その沢水によって法面がヘドロ
状になって流失する沢を施工個所に選定し、そこに道路
工事を行った。

【００３４】流出したヘドロを集め、それに前記した第
１材料を投入して全体を撹拌し、ついで法面に処理後の
ヘドロを戻して転圧した。工事後の法面は、雨が降って
も流失しない程度にまで安定化し、また密集して植生も
成育した。実施例５実施例１で調製した第１材料８０kgに、更に、ＦＢ剤
（商品名、フィルトンインターナショナル（株）製）を
3.２kg投入・撹拌して本発明の第２材料１００kgを調製
した。

【００３５】容量１２００ｌのタンクに、水，客土，種
子，養生剤，肥料を投入・撹拌し、更に前記した第２材
料３０kgを投入したのち撹拌してスラリー客土を調製し
た。このスラリー客土を、傾斜角約２５°の法面に厚み
１cm，３cmとなるように吹付けた。実施例１の場合とお
なじように、降雨があっても客土の流失は認められず、
また発芽状態も良好であった。

【００３６】なお、吹付け面における保水性は、実施例
１の場合よりも良好であった。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
の緑化・土壌安定化用材料は、吹付け施工後１時間程度
の時間が経過すれば、通常の降雨では全く流亡しない。
また、傾斜面が３５°程度の通常斜面であれば、ラス網
やネットなどを用いることなく厚層基材種子吹付けが可
能である。更には、凍上劣化を起こすことがないので寒
冷地における緑化吹付けが可能になる。

【００３８】そして、ぬかるんだ泥状土壌に対しても、
短時間でそれを固化し安定化させることができる。ま
た、水で流亡しないということから、湖沼や親水公園な
どの水際への水性植物の吹付け移植が可能となり、環境
浄化，環境保全に資することができる。本発明の材料
は、構成する成分間における水和反応によって水和化合
物が生成し、これが土壌粒子を核とする多孔質の団粒を
迅速に形成するので、その団粒は通気性と保水性に富
み、添加される肥料の保持力も良好で、添加される植生
材料の発芽成育にとって非常に好適な環境を提供するこ
とができる。

【００３９】また、請求項２の材料には、更に多孔質粒
子の集合体であるセラミックス粉末が配合されているの
で、保水性や透水性が一層良好になるとともに、種子の
活着性も優れ、肥料などの効能を長期に亘って確保する
ことができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｃ０９Ｋ 101:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】灰成分１００重量部に対し、硫酸アルミ
ニウム１〜２０重量％，硫酸カルシウム１〜２０重量
％，シリカ粉末１〜２０重量％，セメント成分１０〜８
０重量％とから成る添加剤１０〜５０重量部を混合して
成ることを特徴とする緑化・土壌安定化用無機質材料。
【請求項２】灰成分１００重量部に対し、硫酸アルミ
ニウム１〜２０重量％，硫酸カルシウム１〜２０重量
％，シリカ粉末１〜２０重量％，セメント成分１０〜８
０重量％とから成る添加剤１０〜５０重量部およびセラ
ミックス粉末１０重量部以下を混合して成ることを特徴
とする緑化・土壌安定化用無機質材料。
【請求項３】前記灰成分が、フライアッシュまたは製
紙スラジの焼却灰である請求項１または２の緑化・土壌
安定化用無機質材料。
【請求項４】前記シリカ粉末がヒュームドシリカであ
る請求項１または２の緑化・土壌安定化用無機質材料。
【請求項５】前記セラミックス粉末が、ＦＢ材（商品
名、フィルトンインターナショナル（株）製）である請
求項２の緑化・土壌安定化用無機質材料。
【請求項６】土壌と請求項１または２の無機質材料と
植生種子または植物根茎と水とを混合してスラリー状の
客土を調製し、前記客土を地表に吹付けることを特徴と
する厚層基材種子吹付け工法。
【請求項７】泥状土壌と請求項１または２の無機質材
料とを混合・攪拌することを特徴とする土壌安定化工
法。