JPH10226585A - 生態系の共生を目的とした多孔質セラミックス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 擁壁や護岸用の陶磁器製等のパネルを、空隙
率の多い火山岩小片を多数含むようにし、あるいは小さ
な多数の空洞を含むように構成して、周囲の生態系を壊
さない自然発生的な植生ができるようにする。 【解決手段】 粘土２に空隙率の高い火山岩小片３を混
合してパネル状に成形後、焼成して空隙率３０〜４０％
を有する多孔質セラミックス製品を形成する。また、火
山岩小片３の代わりに、木屑小片、発泡プラスチック小
片を、粘土２に混入し、焼成により木屑小片や発泡プラ
スチック小片を燃焼させて体積を減少させその跡に空洞
３ａを形成させてもよい。その空洞３ａに雨水などが溜
り、風で運ばれてきた種子がその水で発芽し、その根を
空洞３ａに伸長して周囲の生態系と共生可能な植物が自
然発生的に繁茂する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、河川の護岸や山留
めの擁壁等に適用して人工的な植生でなくて自然発生的
に植物が成育できるようにしたセラミックスに関し、特
に多数の小さな空洞、あるいは空隙の多い火山岩小片を
含む生態系の共生を目的とした多孔質セラミックスに適
用して有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より山止め等の法面緑化では、法面
に格子状コンクリートフレームを形成し、そのフレーム
の枠内を植栽して緑化法面としたものが知られている。

【０００３】また、河川堤防の護岸として植栽可能にす
るために、コンクリートに含まれるアルカリ性を炭酸に
より中和するとともに、植物の根張りのための空隙を有
するように形成したコンクリート製護岸が知られている
（特開平８−１４３３８２号公報）。この場合、コンク
リート中に空隙を形成するためには、コンクリート中に
気泡剤を混入し、発生したガスが一部炭酸ガスに置換さ
れて、空隙が形成されている。そして、かかるコンクリ
ートを使用したＰＣコンクリート板上に肥料を施し、種
子を吹き付けて、さらに土壌を塗り込めることにより植
生ができるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術のよう
に、法面に設けた格子状コンクリートフレーム内の土壌
面に直接植栽する構造は、土壌内の水分を植物に使用で
きるので植栽面の維持管理の点では好ましい。しかしな
がら、土圧に抗して法面を押えて土砂崩壊を防ぐという
治山目的の点では、法面をコンクリート壁面で押えつけ
る等のいわゆる擁壁構造の方が強度的に好ましい。

【０００５】一方、護岸用のコンクリートは、アルカリ
を中和して植生ができるようにしているが、その場合、
人工的にコンクリートに肥料を施し、種子を吹き付け、
さらに土壌を塗り込めており、育成する植物が自然発生
的ではないので景観が不自然である。また、護岸形成の
ために新たに持ち込んだ異種植物を生やすことは、従来
よりその周囲に自生していた植物の生態系を脅かす場合
もある。

【０００６】そこで、本発明の目的は、セラミックス製
品に空隙の多い火山岩小片を多数含ませ、あるいは小さ
な多数の空洞を含むように構成して、それを擁壁や護岸
用に適用することで、人工的に植物を植えたり、種をま
いたりするのではなく、植物の自然発生がなされるよう
にしたものであり、究極的には生態系の共生を目的とし
た多孔質セラミックスを提供することにある。

【０００７】すなわち、本発明の目的は、コンクリート
面等に着色したり、客土を施して種子をまいたり、植物
を植えたりする人工的なものではなく、周囲の植物から
飛んできた種子がセラミックスの表面あるいは内部に付
着し、その状態でセラミックス製品の空隙の多い火山岩
小片、あるいは空洞から水を与えられて発芽し、空隙あ
るいは空洞の中に根を張らせて、植物が自然繁茂できる
ようにすることにある。

【０００８】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１０】本発明の生態系の共生を目的とした多孔質
セラミックスは、粘土に空隙の多い火山岩小片を混合し
て賦形した後に焼成することによって火山岩小片の空隙
を増加させ、その空隙に水や植物の根が入り込めるよう
にしていることを特徴とする。すなわち、粘土に空隙の
多い火山岩小片を混合して形成した母材を焼成すること
によって空隙の多い多孔質セラミックスを形成してい
る。

【００１１】また、前記の火山岩小片の代わりに粘土焼
成工程中の高温雰囲気で体積が減少する物質の小塊を混
入し、焼成により小塊の体積を減少させて空洞に形成
し、この空洞に水や植物の根が入り込めるようにした。
かかる物質の小塊としては、例えば、木屑小片、発泡プ
ラスチック小片等を使用することができる。なお、前記
小塊は、完全に焼失してしまうもののみならず、燃焼に
より体積が減少して所望の空洞を実質的に形成し得るも
のであれば、粘土焼成工程後に若干の燃えかすが残るも
のであっても良い。

【００１２】さらに、前記の多孔質セラミックス製品
に、空隙を増加させた火山岩小片と、木屑等の前記物質
小塊の体積減少によって形成される空洞とをともに有す
るようにしてもよい。粘土の賦形に際しては、成形型を
使用してもよいし、或いは押し出し成形により形成し
て、その後に適宜長さに切断するようにしても構わな
い。また、火山岩と粘土の混合物を焼成後適当な厚みに
スライスして使用してもよい。

【００１３】さらにまた、多孔質セラミックス中の空隙
や空洞による空隙率は３０〜４０％にされている。３０
〜４０％としたのは、従来の粘土焼成物の空隙率２４％
よりも大きなものにして、水や植物の根が空洞や空隙に
十分入り込めるようにするためである。

【００１４】また、多孔質セラミックス製品をパネルや
ブロック状に成形し、併せて内部にこれらを緊結するた
めの連結孔を設けておけば、連結孔に連結筋等を通して
これらを強固に一体化することができる。

【００１５】前記の多孔質セラミックスは、粘土に混入
されている火山岩小片が焼成時に一部燃焼あるいは反応
して体積減量することによりその分空隙が増加される。
そして空隙が増加すれば、その空隙に雨水などが溜りや
すく、あるいは植物の根が入り込み易い構造を形成する
ことになる。このため、多孔質セラミックス製品の表面
や内部に風等で飛ばされて自然付着した種子は、火山岩
小片の空隙に溜った水により発芽し、植物の根が伸長し
て空隙に入り込んで植物の自然発生が可能となる。護岸
形成に際して周囲の植物体系を大きく変えずにすみ、生
態系の破壊の心配もない。併せて、周囲の景観等に違和
感なく十分溶け込むことができ、護岸形成等による景観
破壊も生じない。

【００１６】また粘土に混入されている多数の木屑小
片、発泡プラスチック小片等の物質の小塊が焼成中に燃
焼、溶解等によりその体積が減少すればその跡も多数の
空洞となるので、その空洞に水や根が入り込める。この
ため前記同様に、多孔質セラミックス製品の上に自然に
付着した種子は、空洞から水を得ることができ、かつ植
物の根が空洞に入り込めるので、植物の自然発生が可能
になる。

【００１７】また、多孔質セラミックス製品は、焼成さ
れた後では溶け出すものはなく水中にいれても中性であ
る。よってパネル状あるいはブロック状にした多孔質セ
ラミックス製品を川底におくと、内包する空隙に微生物
が付着し水質の浄化機能を発揮し、魚のためにも生態系
のためにもよい結果となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１９】（実施の形態１）本発明の生態系の共生を
目的とした多孔質セラミックスは、客土して種子や植物
を植えたりするような人工的な植生をするためのもので
はなく、周囲から風等で種子が飛んで来る等して周囲の
生態系に沿った形で植物の自然発生ができるようにした
材料を提供するものである。

【００２０】本発明の多孔質セラミックスは、粘土に火
山岩小片、または粘土の焼成工程中に燃焼して体積が減
少する物質の小塊を混合させて母材を形成し、この母材
を所望形状、サイズに成形後これを焼成することにより
多孔質のセラミックスに作成されている。すなわち、火
山岩小片は、焼成時に一部燃焼しあるいは反応して空隙
が生じることにより、空隙率が大きくなる。また、前記
物質の小塊は、粘土の焼成時に燃焼して体積が減少し、
その跡が空洞となってセラミックス全体が多孔質となっ
ている。そして火山岩小片の空隙や空洞に水が入り込み
貯水され、あるいは植物の根が入り込み易いような大き
さになっている。なお、前記小塊は、燃焼することによ
って体積が減少しその跡に所望の空洞ができれば、前記
小塊の燃えかすや燃え残りが若干残存しても構わない。

【００２１】本実施の形態１では、粘土の焼成中に体積
が減少する物質の小塊として、木屑小片あるいは発泡プ
ラスチックの小片が使用されている。木屑や発泡プラス
チック以外にも、焼成中の高温雰囲気で燃焼（若干の燃
えかすが残っても良い）し、その体積を減ずることによ
り粘土内に空洞形成ができる物質であれば良く、例え
ば、紙や布等を適当な大きさに丸めたものや、プラスチ
ックの小塊等でも構わない。また、小塊の形状は、小片
以外に、球形でも、周囲に凹凸のある不定形でも、ある
いは棒状でも構わず、特段一定形状に揃える必要はな
い。さらに、これらの物質は、前記機能を有する物質で
あれば、複数種混在させても一向に構わない。

【００２２】本実施の形態１では、火山岩小片の空隙
と、木屑小片などの焼成中に体積が減少する物質の小塊
により形成された燃焼跡の空洞との合計で、多孔質セラ
ミックスの空隙率が３０〜４０％にされ、火山岩小片の
空隙に水や根が入り易くなる。なお、粘土に混合する小
片は、火山岩小片、または木屑小片または発泡プラスチ
ック小片のうちの少なくとも１つであればよく、いずれ
の場合も空隙率が３０〜４０％となるようにする。これ
は従来の粘土焼成体（陶器）単独では、空隙率が２４％
であるのに対し、３０〜４０％にすることで水や植物の
根が入り易くなり、植生に適したものとなり、しかも多
孔質セラミックス製品として破損しにくい強度が得られ
るからである。

【００２３】なお、空隙率は、空隙を有した状態での多
孔質セラミックスの容積と、その多孔質セラミックスを
微粉砕して空隙を排除した状態での容積との差し引きを
基に算出できる。粉砕要領は、ＪＩＳ規格の骨材の実績
率の試験方法に準じて行えばよい。

【００２４】このようにして形成されたセラミックスは
多孔質であり、これらの空洞や空隙は、大きさに大小が
あるので、草や小木の根はその太さに応じて、空洞や空
隙に入り込んで行くことになる。

【００２５】このように形成された多孔質セラミックス
を、河川の護岸として使用し、あるいは山留めの擁壁と
して使用すれば、その多孔質セラミックスの表面に特別
に肥料を施したり種子をまいたり、土壌を塗り込むとい
う人工的な行為をしなくても植物の育成が可能となる。
このため、前記多孔質セラミックスは、飛来した種子に
よる植物の自然発生が期待できる。

【００２６】例えば、多孔質セラミックスの上に周囲の
植物から種子が飛ばされて付着し、多孔質セラミックス
における火山岩小片の空隙あるいは多孔質セラミックス
中の空洞に溜っている水により、種子が発芽しさらに成
長する。また、植物の根は、多孔質セラミックス中の空
洞や火山岩小片の空隙に入り込むことができるので、そ
こで水を得て植物が自然育成される。このように育成さ
れる植物による緑化は、人工的ではなく、自然的な緑化
である。このように自然に植物を育成できれば、自然の
生態系を壊すことがない。

【００２７】また、多孔質セラミックスを川などに置く
と、空洞や空隙内部に微生物が付着し、それらが有機物
を食べて水質の浄化を促進するなど魚のためにも生態系
によい結果をもたらすことができる。

【００２８】次に本発明の実施の形態２〜４として、前
記多孔質セラミックスを、パネル状に形成したものを説
明する。

【００２９】（実施の形態２）実施の形態２の多孔質セ
ラミックスは図１（ａ）に示される長方形のパネル１の
ように形成されている。そのパネル１は、粘土２に火山
岩小片３（例えば大島火山岩小片）を混入し、それをパ
ネル状に成形して乾燥させた後に１０００℃以上の温度
で焼成して、火山岩小片３の一部を燃焼、反応させるこ
とで空隙を増加させている。そしてその空隙の増加で、
多孔質セラミックスの空隙率が３０〜４０％（空隙率の
１／２に相当する保水率は１５〜２０％）のパネル１に
形成され、火山岩小片の空隙に、水や植物の根が入り込
めるようになっている。なお、火山岩小片３の粒径は、
0.０８〜４０mmと大小さまざまであることから、その空
隙も大小さまざまであり、その空隙の大きさに合った植
物の根がその空隙に入ることになる。また火山岩小片３
の粒径を前記の大きさとすることで、パネルとしての強
度が低下しにくいものとしている。また多孔質セラミッ
クスに混入されている火山岩小片３の体積割合は、１０
〜６０％として、かつ植生を確保するのに必要な空隙率
を確保できるようにしている。

【００３０】（実施の形態３）実施の形態３の多孔質セ
ラミックスは、図１（ｂ）に示されるように長方形のパ
ネル１ａに形成されている。そのパネル１ａは、粘土２
に、木屑小片、発泡プラスチック小片の少なくとも１種
を混入して、パネル状に成形して乾燥させた後に１００
０℃以上の温度で焼成されて形成されている。そして前
記粘土成形物の焼成時に、木屑小片、発泡プラスチック
ス小片が燃焼して体積が減少しその跡に空洞３ａが形成
されている。そしてパネル１ａに対する空洞３ａの全体
での空隙率は、３０〜４０％にされている。よってパネ
ル１ａは表面から内部にまで全体にわたって空洞３ａが
含まれ、その空洞３ａに水や植物の根が入ることにな
る。

【００３１】前記の木屑小片、発泡プラスチック小片の
それぞれの粒径は、0.１〜４０mmと大小さまざまであ
り、そのため空洞３ａも大小さまざまであるので、植物
の根が空洞３ａに入り易く、また植生のための水と肥料
が入り込むのに都合がよい。さらに粘土２に混入される
木屑小片などの体積割合は、パネル全体に対して１０〜
６０％とし、植生を確保するのに好ましい空洞総体積に
した。

【００３２】（実施の形態４）実施の形態４の多孔質セ
ラミックスは図示を省略したが、粘土２に、火山岩小片
３を混入するとともに、木屑小片、発泡プラスチック小
片の少なくとも１種を混入し、パネル状に成形した粘土
成形物を１０００℃以上の温度で焼成してパネルが作成
されている。そして焼成時に、火山岩小片３の一部を燃
焼、反応させることで空隙を増加させるとともに、木屑
小片、発泡プラスチックス小片が燃焼して体積が減少し
その跡に空洞３ａが形成されている。またパネルに対す
る空洞３ａと、火山岩小片の空隙との両方を含んだ空隙
率は、３０〜４０％にされている。

【００３３】なお、空洞３ａと火山岩小片の空隙は、前
記実施の形態２、３と同様に大小さまざまであるので、
火山岩小片の空隙や空洞３ａに水や植物の根が入り易く
なっている。

【００３４】前記各実施の形態のパネル１、１ａは、例
えば、縦４５０〜６００mm、横６００〜９００mm、厚さ
１５０〜３００mmの平面長方形に形成されているが、平
面正方形や六角形に形成することも可能である。なお、
空洞３ａを形成するための木屑小片、発泡プラスチック
小片などは、前記材料に限るものではなく、焼成時に燃
焼して体積が減少する他の小片を適用できる。

【００３５】（実施の形態５）以下に実施の形態５とし
て、前記実施の形態２〜４の各パネルの連結構成を説明
するが、いずれも同一構成となるので、実施の形態２に
ついてのパネル１の連結構成を図１ａにより説明する。

【００３６】パネル１は、その厚み内に縦、横に連結棒
５を貫通させるための連結孔４がそれぞれ２個設けら
れ、その縦横の連結孔４は厚さの方向に図２（ｂ）に示
すように離れていて、両連結孔４がぶつかり合うような
ことはない。そして、パネル１を図２（ａ）に示すよう
に縦横に連続配置して、各パネル１の対応する２つの連
結孔４に異形棒鋼などの連結棒５を縦横に通すことによ
り、多数のパネル１を大きな強度でかつがたつくことな
く一体に強固に連結することができる。

【００３７】なお、パネル１が六角形に形成されている
場合は、図２（ｃ）に示すように縦横の連結孔４が直交
状態ではなく、６０度で交わるようになっていて、縦横
それぞれ１本ずつの連結孔４が形成されている。そし
て、前記のように多数連結されたパネル１が川岸に施工
されることにより、簡単に護岸を施工できる。

【００３８】前記の連結棒５としての異形棒鋼は、棒状
の鉄棒の外周に適宜間隔で凸部を有し、その凸部が連結
孔４の内周に接してパネル１をがたつかせることなく一
体に強固に連結することができる。

【００３９】前記説明では、多孔質セラミックスをパネ
ル状に形成して、パネル１内部に縦横に貫通させた連結
孔４に連結棒５を貫通させて護岸形成等ができるように
したが、多孔質セラミックスを、図３（ａ）、４（ａ）
に示すような平面長方形のブロック１０、あるいは平面
六角形のブロック２０に形成しておき、内部に連結鉄筋
４０を通すことができる連結孔３０を二本平行に貫通さ
せるようにしてもよい。

【００４０】かかる構成に多孔質セラミックスのブロッ
クを形成しておけば、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示すよ
うに、各ブロックの連結孔３０が上下に真っ直ぐ通るよ
うに千鳥状にブロックを積み上げることができる。その
連結孔３０に長い連結鉄筋４０を略ループ状に通して、
ブロックの最上段側で連結鉄筋４０の両端同士を溶接や
番線等で緊結するようにすればよい。

【００４１】前記実施の形態２〜４のパネル１、１ａ
は、粘土を用いて作成するほか、高強度のファインセラ
ミックス（粘土を含んでいても含んでいなくてもどちら
でもよい）などを用いて成形するとともに成形物を焼成
させて形成するようにしてもよい。

【００４２】そのほか、多孔質セラミックス製のパネル
１、１ａは、押出し成形やプレス成形で成形した粘土成
形物を、釉薬を施さずに低温（例えは１０００℃以下）
で焼成して素焼きのパネルとすることができる。その場
合、パネル１、１ａの空洞３ａ以外の表面粘土部も吸水
性、空隙率を有するものとなるため、パネル１、１ａの
表面が植物の繁殖に好ましい状態になる。このパネル
１、１ａを表面に用いて護岸を構築すれば、護岸の表面
に植物を生やして、護岸や擁壁の表面を覆わせるなどし
て自然の風合いを醸し出すことができ、景観維持に好ま
しいものとなる。

【００４３】前記の実施の形態２〜４のように構成した
多孔質セラミックスによるパネル１、１ａを使用して護
岸を施工する場合は、その護岸法面に図２（ａ）に示す
ように多数のパネル１、１ａを配列し、パネル１、１ａ
を連通する連結孔４にそれぞれ連結棒５を挿入して固定
することにより、多孔質セラミックス製の護岸となる。

【００４４】また、多数の多孔質セラミックス製のパネ
ル１、１ａは、連結棒５で連結されるので、連結状態で
パネル１、１ａはがたつくことがなく、強度のしっかり
した護岸や擁壁を施工することができる。

【００４５】そして、多孔質セラミックス製護岸の表面
に自然に飛んできた種子が定着し、多孔質セラミックス
製のパネル１、１ａに含まれている火山岩小片３の空隙
や空洞３ａ内の水分により種子が発芽し、根が空洞３ａ
内や空隙に入り込んで成長し、しっかり根を張り、また
成長した植物は自然の風景を醸し出すことになる。この
ように多孔質セラミックスをパネルに成形すれば、種子
や根が入り込む面が広く、植物、コケ、小木が育ち易
い。

【００４６】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００４７】たとえば、前記では多孔質セラミックス製
品の例をパネルとしたが、その代わりにブロックとして
も同様に、自然の植生が可能な護岸や擁壁に使用するこ
とができる。

【００４８】また、多孔質セラミックスは前記パネルや
ブロック形状以外にも、賦形に際して自然石等に模した
擬石状に形成しておき、植物の自然発生がみてとれる庭
石として、あるいは庭園内の池や、さらに川底などに違
和感なく散在させてその浄化機能を発揮させるようにし
ても構わない。

【００４９】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその利用分野である河川の護岸や山留め
の擁壁等に適用した場合について説明したが、これに限
定されるものではなく、たとえば、舗道や公園の路面等
にも適用できる。

【００５０】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００５１】（１）．本発明の生態系の共生を目的とし
た多孔質セラミックスは、粘土焼成物であって、空隙率
の多い火山岩小片を含み、あるいは大小の空洞が多数設
けられているので、護岸や擁壁に用いれば、火山岩小片
の空隙により、あるいは空洞に水や肥料や植物の根が入
り込める。

【００５２】（２）．このため本発明の多孔質セラミッ
クスを使用すれば、人工的ではなく自然の植生が可能で
あり、自然の生態系が壊されることがない自然かつ必然
的な緑化が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施の形態２である多孔質セ
ラミックス製パネルを複数連結配置した状態の斜視図で
あり、（ｂ）は実施の形態３の多孔質セラミックス製パ
ネルの斜視図である。

【図２】（ａ）は長方形の多孔質セラミックス製パネル
を複数連結した状態の平面図であり、（ｂ）はその側面
図、（ｃ）は六角形の多孔質セラミックス製パネルを複
数連結した状態の平面図である。

【図３】（ａ）は平面長方形のブロックに形成した多孔
質セラミックスの斜視図であり、（ｂ）はそのブロック
の組立平面図である。

【図４】（ａ）は平面六角形のブロックに形成した多孔
質セラミックスの斜視図であり、（ｂ）はそのブロック
の組立平面図である。

【符号の説明】

１ パネル ２ 粘土 ３ 火山岩小片 ３ａ 空洞 ４ 連結孔 ５ 連結棒 １０ ブロック ２０ ブロック ３０ 連結孔 ４０ 連結鉄筋

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粘土に火山岩小片を混合して賦形した後
   に焼成することによって火山岩小片の空隙を増加させ
   て、前記火山岩小片の空隙に水や植物の根が入り込める
   ようにしたことを特徴とする生態系の共生を目的とした
   多孔質セラミックス。
2. 【請求項２】 粘土に、焼成中に体積が減少する物質の
   小塊を混合して賦形した後に、前記粘土を焼成すること
   によって、前記小塊の体積減少により空洞が形成され
   て、前記空洞に水や植物の根が入り込めるようにしたこ
   とを特徴とする生態系の共生を目的とした多孔質セラミ
   ックス。
3. 【請求項３】 粘土に、火山岩小片と、焼成中に体積が
   減少する物質の小塊とを混合して賦形した後に、前記粘
   土を焼成することによって、焼成後に火山岩小片の空隙
   を増加させ、前記小塊の体積減少により空洞が形成され
   て、前記空洞や前記火山岩小片の空隙に水や植物の根が
   入り込めるようにしたことを特徴とする生態系の共生を
   目的とした多孔質セラミックス。
4. 【請求項４】 請求項１、２、３のいずれか１項に記載
   の生態系の共生を目的とした多孔質セラミックスであっ
   て、前記多孔質セラミックス中の空隙や空洞による空隙
   率が３０〜４０％であることを特徴とする生態系の共生
   を目的とした多孔質セラミックス。