JPH10108542A - 人工軽量土壌 - Google Patents

人工軽量土壌

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JPH10108542A
JPH10108542A JP8264767A JP26476796A JPH10108542A JP H10108542 A JPH10108542 A JP H10108542A JP 8264767 A JP8264767 A JP 8264767A JP 26476796 A JP26476796 A JP 26476796A JP H10108542 A JPH10108542 A JP H10108542A
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JP
Japan
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coal ash
perlite
water
mixing
low water
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Pending
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JP8264767A
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English (en)
Inventor
Nobuhiro Kataoka
信裕 片岡
Yasuhiko Toda
靖彦 戸田
Makoto Minazu
真 水津
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/24Structural elements or technologies for improving thermal insulation
    • Y02A30/254Roof garden systems; Roof coverings with high solar reflectance
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B80/00Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings
    • Y02B80/32Roof garden systems

Landscapes

  • Cultivation Of Plants (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、湿潤単位容積重量が小さく、且つ透
水性に優れた人工土壌の提供を目的とする。具体的に
は、湿潤単位容積重量が0.5kg/l以下であり、且
つ透水率が10-1cm/sのオーダーである人工土壌を
開発することである。 【解決手段】本発明では、適当な粒径分布を持つパーラ
イトに、石炭灰より製造した低吸水性発泡体を或る割合
で混合することにより、湿潤密度が非常に小さく、且つ
透水性に優れた人工土壌を開発することが出来た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、人工的な植裁環
境、特に屋上庭園等の重量が問題となる用途に好適な、
軽量且つ透水性に優れた人工土壌に関するものである。
【0002】
【従来の技術】植物の緑は生活に潤いと安らぎを与えて
くれるものである。大都会においても、ビルの屋上やベ
ランダで、ポットやプランターを利用して小植物を育成
し、ささやかな緑を楽しむことは従来から行なわれてき
た。近年、ビルの屋上、または中階に吹き抜けを設け、
大規模な人工庭園を設ける試みが進められている。これ
は単に視覚的に潤いと安らぎを得るだけでなく、コンク
リートジャングルとなっている都市中心部におけるコン
クリートの照り返しによる熱公害の緩和にも繋がるもの
であり、緑の少なくなった都市部では大いに進めるべき
ものである。しかし、ここで問題となるのは植裁環境の
大規模化に伴う重量増加、特に多量に使用する栽培土壌
による重量増加である。
【0003】建築基準法では建物種によって中階または
屋上への積載荷重が定められている。例えば、一般屋上
広場における積載荷重の許容値は180kg/m2であ
る。従って、当初から屋上庭園の設置を考慮して設計さ
れたビルまたは、積載荷重許容値が1500kg/m2
と緩やかな汚水処理場を除き、既設のビルにおける屋上
庭園の設置は、この積載荷重制限を受けて困難であるの
が実情である。
【0004】この課題を解決する上で先ず行なうべきこ
とは使用する土壌の軽量化を図ることである。それも、
植物の生育にとって水は不可欠であることから、水を吸
った状態における密度すなわち湿潤単位容積重量が小さ
い土壌の開発が不可欠である。
【0005】しかし、単に軽量であるだけでは不十分で
ある。植栽用土壌であるため、植物の生育に相応しい環
境を提供するものである必要がある。例えば、根に十分
な酸素を供給して根腐れを防ぐためには水の入れ変りが
速いことすなわち透水性が高いことが必要であり、透水
係数が大きな土壌であることが要求される。また、土の
乾燥を防ぎ植物体に十分な水分が供給されるためには、
ある程度の保水性も有している必要がある。但し、水の
供給については、湿潤単位容積重量および透水性とは異
なり、土壌付設後でも、灌水で補うことが可能であり、
保水性は極端に小さくなければ良い。
【0006】ところで、屋上緑化用の軽量人工土壌は数
種が既に市販されている。その中には、湿潤単位容積重
量が0.5kg/lより小さなものもあるが、何れも粉
状の土壌であり、平地より風の強いビル屋上での使用で
は、風により飛散する恐れがあり、屋上緑化用としては
好ましいものではない。一方、粉状でないものの乾燥状
態での単位容積重量は0.3〜0.5kg/lと小さい
が、湿潤単位容積重量は0.6kg/l以上であり、屋
上庭園設計の自由度を増す意味でも、軽量化の面ではま
だまだ改良の必要があるのが実情である。また、透水係
数も10-3cm/sのオーダと小さいため水の流れが良
好でないことから、基盤土壌下全面に排水層の設置が必
要であり、透水性の面でも改良の必要がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、湿潤単位容
積重量が小さく、且つ透水性に優れた人工土壌の提供を
目的とする。具体的には、湿潤単位容積重量が0.5k
g/l以下であり、且つ透水率が10-1cm/sのオー
ダーである人工土壌を開発することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、パーライトに
対し、石炭灰より製造した低吸水性発泡体を40/60
〜90/10の容量比で混合してなる人工軽量土壌に関
する。すなわち、適当な粒径分布を持つパーライトに、
石炭灰より製造した低吸水性発泡体を或る割合で混合す
ることにより、湿潤密度が非常に小さく、且つ透水性に
優れた人工土壌を開発することが出来た。
【0009】従来、人工軽量土壌は、パーライトに珪藻
土焼成品やゼオライト等の多孔質無機物を添加して製造
されていた。しかし、多孔質無機物の添加は軽量化特に
乾燥状態での軽量化には確かに効果があるが、孔が開口
しているため本質的に吸水率が高く、湿潤単位容積重量
の低減には限界があった。本発明では、多孔質無機物に
代えて石炭灰から製造した開口度の低いすなわち吸水率
の低い発泡体を使用することにより、前述した目標値を
クリアする軽量人工土壌を開発することが出来た。
【0010】本発明で使用するパーライトとしては、真
珠岩、黒曜岩、松脂岩等の天然ガラス質岩石を高温で焼
成・発泡させたものが種類を問わず使用できる。
【0011】一方、パーライトと混合する石炭灰を原料
とする発泡体(以下、石炭灰系発泡体と称す)は、軽量
で低吸水性であれば特に限定されないが、中でも、石炭
灰に、パーライト原石粉砕工程で発生する粉塵を回収し
た粉末(パーライトコットレルダスト)、流動接触分解
プロセスから排出される廃触媒(FCC廃触媒)または
海水からマグネシアクリンカーを製造する際の前処理工
程で発生する、水酸化マグネシウムと炭酸カルシウムを
主成分とする副生物(ハイドロ残査)をフラックスとし
て加えたものに更に炭化珪素を添加・混合し、これを造
粒、焼成して製造した発泡体は特に好ましい結果を与え
る。
【0012】この場合、石炭灰100重量部に対する炭
化珪素の添加量はフラックスの種類によらず0.1〜1
0重量部であるが、フラックスの添加量はフラックスの
種類によって異なる。石炭灰100重量部に対するフラ
ックスの添加量は、パーライトコットレルダストの場合
には10〜200重量部、FCC廃触媒の場合には3〜
35重量部、ハイドロ残査の場合には2〜35重量部で
ある。
【0013】パーライトに対する石炭灰系発泡体の混合
割合が大きくなると混合物の湿潤単位容積重量は低下
し、且つ透水係数も大きくなり、屋上緑化用土壌として
好ましい方向に向かうが、有効水分量で示される保水性
が低下するので、その混合割合は、有効水分量で示す保
水性を40l/m3以上とするために、パーライトに対
する石炭灰系発泡体の混合割合を容積比で40/60〜
90/10とする。
【0014】また、パーライトおよび石炭灰系低吸水性
発泡体の粒径は、あまり小さい粒径のものでは風で飛散
する可能性が高くなることと、特にパーライトにおいて
粒径の小さなものが混ざると、湿潤単位容積重量が大き
くなるだけでなく、生成土壌の特性がばらつくことか
ら、粒径が1mmより小さなものは篩ってカットして置
くことが好ましい。尚、ここで発生する粒径が1mmよ
り小さなパーライトは、石炭灰系低吸水性発泡体の製造
原料として再利用できる。
【0015】粒径があまり大きなものでは植物体の根の
成長を阻害するだけでなく、土壌としての自然感を損な
うので好ましくない。また、パーライトおよび石炭灰系
低吸水性発泡体の粒径はなるべく同程度のものであるこ
とが湿潤容積重量、透水性の面から好ましい。石炭灰系
低吸水性発泡体の粒径はある程度自由に変えることが出
来るが、パーライトについては20mmより大きい粒径
を有するものの製造は困難であることから、双方の粒径
は20mm以下とすることが好ましい。
【0016】すなわち、本発明においては、1〜20m
m、好ましくは2.5〜5mmの粒径を有するパーライ
トおよび石炭灰系低吸水性発泡体が好適に使用される。
【0017】本発明の人工軽量土壌は植裁用であること
から、使用に当たっては施肥の必要がある。最も好まし
いのは液体肥料の使用であるが、固体肥料を湿潤単位容
積重量、透水性を損なわない程度に添加して使用しても
全く差し支えない。また、土壌特性からそのままの形態
で屋上緑化へ利用するのが最適であるが、堆肥、固形肥
料等を添加して、一般に行なわれているポット、プラン
ター用土として使用することもできる。
【0018】
【発明の実施の形態】
【実施例】以下に、具体例を挙げ本発明の内容を更に詳
しく説明する。
【0019】(1)原料パーライト パーライトは、真珠岩パーライト[宇部興産(株)製、
商品名:グリーンサムグレイン、粒径:2.5〜5m
m]を使用した。
【0020】(2)石炭灰系低吸水性発泡体 (A)パーライトコットレルダスト系 石炭灰100重量部、パーライトコットレルダスト40
重量部および炭化珪素1重量部を混合して造粒成型した
後、ロータリキルンで焼成・発泡させて製造たものを使
用した。発泡体の粒径は2.5〜5mmであり、吸水率
は10.3%である。
【0021】(B)FCC廃触媒系 石炭灰100重量部、FCC廃触媒5重量部および炭化
珪素1重量部を混合して造粒成型した後、ロータリキル
ンで焼成・発泡させて製造したものを使用した。発泡体
の粒径は2.5〜5mmであり、吸水率は11.5%で
ある。
【0022】(3)人工軽量土壌の調製 パーライトAm2と石炭灰系低吸水性発泡体Bm2を、A
+Bが1m2となるようにV字型混合機に仕込み、同混
合機で3分間混合して人工軽量土壌を調製した。
【0023】調製した人工土壌の特性測定 (4)湿潤単位容積重量および水分量 大同理化学工業(株)製の広域土壌pF測定器を使用し
た。水を毛管飽和させた試料(100cm3)を一定圧
[63.1cmH2O、pF=1.8]で加圧して水を
排出させた後の試料重量m1.8(g)を測定した。ま
た、水を毛管飽和させた試料を遠心分離機で遠心脱水し
た[2050rpm(pF=3.0に相当)、45分
間]後の試料重量m3.0(g)を測定した。湿潤単位容
積重量(kg/l)および有効水分量(l/m3)は次
式で計算した。 湿潤単位容積重量=(m1.8/1000)×(1000
/100) 有効水分量=(m1.8−m3.0)×1000/100
【0024】(5)飽和透水係数 大同理化学工業(株)製の定水位透水試験器を使用して
測定した。15℃における透水係数k15(cm/s)は
次式で求められる。 k15=(LQ/Aht)(ηT/η15) ここで、Q:流出水量(cm3)、h:水位差(c
m)、L:試料の高さ(cm)、A:試料の断面積(c
2)、t:測定時間(s)、ηT:T°Cにおける水の
粘性係数を表わす。
【0025】実施例1、2および比較例1、2 前述の調製方法に従って表1に示す人工土壌を調製し、
前述の方法でその特性を測定し、その結果を表1に合わ
せて示す。
【0026】
【表1】
【0027】比較例3〜5 ここでは屋上緑化用として市販されている2種の人工土
壌(パーライトとゼオライトからなる市販品Aおよびパ
ーライトと珪藻土からなる市販品B)について、その特
性を測定した。結果を表1に示す。
【0028】実施例1,2に示す本発明の方法による人
工土壌の湿潤単位容積重量が小さく、透水係数が大きい
ことが分かる。透水係数がこのオーダーであれば、基盤
土壌下に全面排水層を設置する必要はなくなる。
【0029】
【発明の効果】本発明による人工土壌は、透水性も非常
に優れ、且つ適度の保水性も有していることから、植栽
に適しており、特に、湿潤密度が非常に低いことから、
積載荷重が問題となる屋上庭園等の人工植栽を可能にす
る。また、未利用資源である石炭灰および同じく未利用
資源であるパーライトコットレルダストまたはFCC廃
触媒の有効利用に繋がるものである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】パーライトと石炭灰より製造した低吸水性
    発泡体とを、パーライト/発泡体容量比が40/60〜
    90/10の範囲にあるように混合してなる人工軽量土
    壌。
  2. 【請求項2】石炭灰より製造した低吸水性発泡体が、石
    炭灰に、パーライト原石粉砕工程で発生する粉塵を回収
    した粉末(パーライトコットレルダスト)および炭化珪
    素を添加・混合し、これを造粒、焼成して製造したもの
    である、請求項1に記載の人工軽量土壌。
  3. 【請求項3】石炭灰より製造した低吸水性発泡体が、石
    炭灰に、流動接触分解プロセスから排出される廃触媒
    (FCC廃触媒)および炭化珪素を添加・混合し、これ
    を造粒、焼成して製造したものである、請求項1に記載
    の人工軽量土壌。
  4. 【請求項4】石炭灰より製造した低吸水性発泡体が、石
    炭灰に、海水マグネシアクリンカー製造工程での副生物
    (ハイドロ残査)および炭化珪素を添加・混合し、これ
    を造粒、焼成して製造したものである、請求項1に記載
    の人工軽量土壌。
  5. 【請求項5】パーライトの粒径が1〜20mmである、
    請求項1,請求項2、請求項3または請求項4に記載の
    人工軽量土壌。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11180752A (ja) * 1997-12-24 1999-07-06 Ube Ind Ltd モルタル組成物
KR100340624B1 (ko) * 2000-07-08 2002-06-12 손연호 팽창퍼라이트 경량토양 및 그 시공방법
JP2015212458A (ja) * 2014-05-01 2015-11-26 小松精練株式会社 人工芝用充填材およびそれを用いた人工芝
CN116003114A (zh) * 2023-02-10 2023-04-25 山东京博环保材料有限公司 一种发泡陶瓷材料及其制备方法

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