説明

繊維露出型造粒物の製造方法、緑化資材及びこの緑化資材を用いた緑化方法

【課題】緑化資材として粘性度の高い粘性質材料を使用しても吹付けホースによる搬送時の障害を回避すると共に、本木類の成長を妨げることなく、さらに菱形金網に代わる簡易な緑化基礎工での対応を可能とする繊維露出型造粒物の製造方法、緑化資材及びこの緑化資材を用いた緑化方法を提供する。
【解決手段】粘性土系現地発生土などの粘性質材料、短繊維11、水、凝集剤を配合し、これら材料をせん断ミキサーにより混練して繊維露出型造粒物1を製造する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、繊維露出型造粒物の製造方法、緑化資材及びこの緑化資材を用いた緑化方法に関し、詳しくは粘性質材料(例えば、粘性土系現地発生土)を有効利用した繊維露出型造粒物の製造方法、緑化資材及びこの緑化資材を用いた緑化方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般的な法面緑化工法において主体となす厚層基材吹付工は、バーク堆肥、ピートモスなどの有機質資材または土砂(砂質土)に土壌改良材や浸食防止材などを混合し、モルタル吹付機によってエア搬送し、圧送用の吹付けホース(デリバリホース)を介して吹き付ける工法である。この工法は、生育基盤の耐浸食性、保肥性、保水性を重視したもので、無土壌地や岩盤などに適用されるが、モルタル・コンクリート吹付面などの緑化にも応用されるものである。
従来より、緑化資材のうち生育基盤材として下水汚泥コンポストを利用し、環境保護を図っているものがある(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2003−289721号公報(3頁)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、緑化資材としてダム湖沼における堆積シルトや、砕石プラントから排出される洗浄スラッジ、浄水場における浄水ケーキ又は粘性土系現地発生土等の粘性度の高い材料を使用しようとしても、材料の粘性や水分率が高い性状では、搬送性が著しく低下したり、圧送用の吹付けホース(デリバリホース)内で閉塞が生じてしまうことがある。
また、上記材料は栄養分が豊富な有機質を主体とする生育基盤材であるため、草本類の生育性が良好となり、木本類の成長が妨害されてしまい、スムーズな植生遷移が妨げられる虞がある。
さらに、法面表面を流れる流下水等による剥落防止及び造成基盤の保持のために、緑化基礎工として菱形金網の張付けを行なう必要があるが、この作業には手間がかかる。
そこで、本発明の主たる課題は、緑化資材として粘性度の高い粘性質材料を使用しても吹付けホースによる搬送時の障害を回避すると共に、木本類の成長を妨げることなく、さらに菱形金網に代わる簡易な緑化基礎工での対応を可能とする繊維露出型造粒物の製造方法、緑化資材及びこの緑化資材を用いた緑化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記課題を解決した本発明は、次のとおりである。
<請求項1記載の発明>
請求項1記載の発明は、粘性質材料、短繊維、水、凝集剤を配合し、これら材料をせん断ミキサーにより混練する、ことを特徴とする繊維露出型造粒物の製造方法である。
【0005】
<請求項2記載の発明>
請求項2記載の発明は、粘性質材料1m3に対し、短繊維2〜10kg、水50〜500L、凝集剤0.5〜10Lを配合し、これら材料をせん断ミキサーにより混練する、ことを特徴とする繊維露出型造粒物の製造方法である。
【0006】
<請求項3記載の発明>
請求項3記載の発明は、粘性質材料、短繊維、水、凝集剤を配合し、これら材料をミキサーにより混練し、その後、振動手段により振動を与える、ことを特徴とする繊維露出型造粒物の製造方法である。
【0007】
<請求項4記載の発明>
請求項4記載の発明は、粘性質材料1m3に対し、短繊維2〜10kg、水50〜500L、凝集剤0.5〜10Lを配合し、これら材料をミキサーにより混練し、その後、振動手段により振動を与える、ことを特徴とする繊維露出型造粒物の製造方法である。
【0008】
<請求項5記載の発明>
請求項5記載の発明は、粘性質材料1m3に対し、100kg以下(0kgを除く)の消石灰又は半水石膏が添加される、請求項1乃至4のいずれか1項記載の繊維露出型造粒物の製造方法である。
【0009】
<請求項6記載の発明>
請求項6記載の発明は、前記粘性質材料は、浚渫土、砕石洗浄スラッジ、浄水ケーキ、粘性土系現地発生土である、請求項1乃至5のいずれか1項記載の繊維露出型造粒物の製造方法である。
【0010】
(作用効果)
粘性質材料、短繊維、水、凝集剤を配合し、これら材料をせん断ミキサーにより混練することにより、粘性質材料をせん断ミキサーで切削しながら混練りすることで、従来の強制練りミキサーに比べて容易に造粒化を行うことができる。そして、短繊維を配合することで造粒物に短繊維を植え込むことができる。
また、せん断ミキサー以外のミキサーを使用しても、混練された材料を振動手段により振動を与えることにより容易に造粒化を行うことができ、せん断ミキサーを使用したものと同様に、ハンドリング性や搬送性に優れた造粒物を形成できる。なお、せん断ミキサーを使用した後に、振動手段により振動を与えるとさらに容易に造粒化を行うことができる。
配合としては、粘性質材料1m3に対し、短繊維2〜10kg、水50〜500L、凝集剤0.5〜10Lが好適である。
また、必要に応じて100kg以下の消石灰又は半水石膏を添加することで、造粒物表面に消石灰層又は石膏層を形成し、乾燥(風乾)させ、水分を大量に含んだ造粒物の強度の増大を発現させ、吹付け材料として使用した際にデリバリホース内での閉塞を防ぐことができる。
粘性質材料として、浚渫土、砕石洗浄スラッジ、浄水ケーキ、粘性土系現地発生土を用いることができ、これらの材料の有効利用による環境負荷低減効果を図ることができる。
【0011】
<請求項7記載の発明>
請求項7記載の発明は、粒径10〜30mmの粘性質材料の造粒物に複数の短繊維が植え込まれた繊維露出型造粒物と、土壌改良資材と、を含む、
ことを特徴とする緑化資材である。
【0012】
<請求項8記載の発明>
請求項8記載の発明は、前記粘性質材料は、浚渫土、砕石洗浄スラッジ、浄水ケーキ、粘性土系現地発生土である、請求項7記載の緑化資材である。
【0013】
<請求項9記載の発明>
請求項9記載の発明は、前記土壌改良資材は、バーク堆肥、ピートモス、木質系チップ、木炭、活性炭である、請求項7又は8記載の緑化資材である。
【0014】
<請求項10記載の発明>
請求項10記載の発明は、前記土壌改良資材は、アスファルト切削廃材、コンクリート粉砕物、PS焼成灰、クリンカアッシュ、ガラス廃材発泡処理物、パーライト、ゼオライト、イソライトである、請求項7又は8記載の緑化資材である。
【0015】
(作用効果)
粒径10〜30mmの粘性質材料の造粒物に複数の短繊維が植え込まれた繊維露出型造粒物により、生育基盤材として保水性を改善することができると共に、植え込まれた複数の短繊維によって繊維露出型造粒物同士や土壌改良資材に絡みつくことにより、相互の結合力を増加させ、地盤の耐侵食性を向上させることができる。
すなわち、従来、有効利用が困難とされてきた粘質材料を改質して造粒物を生成したことにより、デリバリホースによる搬送時の障害を回避し、生育基盤材の一部代替物として使用できる。さらに造粒時に短繊維を添加して、その一部を露出させた繊維露出型造粒物としたことにより、緑化基礎工として使用していた菱形金網に代わる簡易緑化基礎工(羽付アンカーなど)での対応が可能となり、また、地盤状況によっては簡易緑化基礎工も行なわなくてもよくなる。具体的には、1:1.5より緩い場合には緑化基礎工が不要であり、1:1.5超0.8以下での場合には、簡易緑化基礎工を併用し、1:0.8超であれば菱形金網(立体ネットなど)を使用すればよい。
また、造粒物の主材料である浚渫土、砕石洗浄スラッジ、浄水ケーキ、粘性土系現地発生土は、有機質系土壌改良資材と比較して貧栄養であるため、有機質系土壌改良資材のみを生育基盤材とするものに比べて、導入植物のうち牧草などを主体とする草本類の生長が抑制され、周辺からの侵入植物の定着や併せて導入する木本類植物の被圧軽減を図ることができる。
耐侵食性が高いため、造成基盤が裸地状態の場合や大雨が降った場合でも、造成部分が侵食されることはない。
なお、土壌改良資材のうち有機質系土壌改良資材として、バーク堆肥、ピートモス、木質系チップを用いることができる。
さらに、土壌改良資材のうち無機系土壌改良資材として、アスファルト切削廃材、コンクリート粉砕物、PS焼成灰、クリンカアッシュ、ガラス廃材発泡処理物、パーライト、ゼオライト、イソライトを用いることができる。これら無機系土壌改良資材を用いれば、緑化資材をより貧栄養とすることができ、その結果、導入植物のうち牧草などを主体とする草本類の生長をさらに抑制することができ、周辺からの侵入植物の定着や併せて導入する木本類植物の被圧軽減を図ることができる。また、通気性や保水性も改善できる。これら有機質系土壌改良資材と無機系土壌改良資材とは併用して用いることができる。
【0016】
<請求項11記載の発明>
請求項11記載の発明は、請求項7乃至10のいずれか1項記載の緑化資材に接合剤、種子、肥料を混合して、法面に吹付けることを特徴とする緑化方法である。
【0017】
<請求項12記載の発明>
請求項12記載の発明は、請求項7乃至10のいずれか1項記載の緑化資材の仕上がり1m3に対して、繊維露出型造粒物を20〜80%混合させ、この緑化資材に接合剤、種子、肥料を混合して、法面に吹付けることを特徴とする緑化方法である。
【0018】
(作用効果)
請求項5乃至7のいずれか1項記載の緑化資材に接合剤、種子、肥料を混合して、法面に吹付けることにより、従来、有効利用が困難とされてきた粘質材料を改質して造粒物を生成したことにより、デリバリホースによる搬送時の障害を回避し、生育基盤材の一部代替物として使用できる。さらに造粒時に短繊維を添加して、その一部を露出させた繊維露出型造粒物としたことにより、緑化基礎工として使用していた菱形金網に代わる簡易緑化基礎工(羽付アンカーなど)での対応が可能となり、また、地盤状況によっては簡易緑化基礎工も行なわなくてもよくなる。具体的には、1:1.5より緩い場合には緑化基礎工が不要であり、1:1.5超0.8以下での場合には、簡易緑化基礎工を併用し、1:0.8超であれば菱形金網(立体ネットなど)を使用すればよい。
また、造粒物の主材料である浚渫土、砕石洗浄スラッジ、浄水ケーキ、粘性土系現地発生土は、有機質系土壌改良資材と比較して貧栄養であるため、有機質系土壌改良資材のみを生育基盤材とするものに比べて、導入植物のうち牧草などを主体とする草本類の生長が抑制され、周辺からの侵入植物の定着や併せて導入する木本類植物の被圧軽減を図ることができる。
配合として、緑化資材の仕上がり1m3に対して、繊維露出型造粒物を20〜80%、L/m3換算では、例えば、300〜1,600L/m3を混合させることが好適である。緑化資材の仕上がり1m3とは、吹付によって圧密された状態の容積であり、繊維露出型造粒物300〜1,600L/m3とは吹付前の圧密されていない状態の容積であるものとする(日本法面緑化技術協会 有機系厚層基材吹付工技術資料 6−3標準配合 参照)。また、繊維露出型造粒物20〜80%とは、配合や仕上がりの構成比率をいうものとする。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、緑化資材として粘性度の高い粘性質材料を使用しても吹付けホースによる搬送時の障害を回避すると共に、木本類の成長を妨げることなく、さらに菱形金網に代わる簡易な緑化基礎工での対応を可能とすることができる等の利点がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明に係る緑化資材は、生育基盤材としての有機質系土壌改良資材、同じく生育基盤材として保水性の改善及び耐侵食性の向上を図った繊維露出型造粒物、その他接合剤、種子、肥料(化成肥料、PH緩衝材等)などを含有するものである。ここで、生育基盤材とは、導入植物を発芽・生育させるために造成される植生基盤の材料となるものをいう。
そして、繊維露出型造粒物は、主材料である粘性質材料、短繊維、凝集剤、その他必要に応じて消石灰、半水石膏を含有している。
以下に、これらについて詳述する。
【0021】
<土壌改良資材>
土壌改良資材のうち、有機質系土壌改良資材としては、バーク堆肥、ピートモスなど、又は木質系チップを用いることができる。このうち、木質系チップとは、建設現場などで発生する伐根、伐採木、剪定枝などの木材をチップ化(破砕)したものである。また、この種の建設廃材には、廃木、廃根も含まれる。この木質系チップは、堆肥化したものを含むものとし、また堆肥化しないで、あるいは完全には堆肥化しないで生チップの状態(堆肥化途中の未完熟の状態)で使用することもできる。
【0022】
木材のチップ化は、たとえば40mm以下となるように、好ましくは25mm以下となるように、より好ましくは15mm以下となるようにたとえば粉砕機により粉砕もしくは切断する。これにより、基盤材に適度な空隙が形成され、植物の発芽数が増加する。
【0023】
土壌改良資材のうち、無機質系土壌改良資材としては、アスファルト切削廃材、コンクリート粉砕物、PS焼成灰、クリンカアッシュ、ガラス廃材発泡処理物、パーライト、ゼオライト、イソライトを用いることができる。これら無機系土壌改良資材を用いれば、緑化資材をより貧栄養とすることができ、その結果、導入植物のうち牧草などを主体とする草本類の生長をさらに抑制することができ、周辺からの侵入植物の定着や併せて導入する木本類植物の被圧軽減を図ることができる。また、通気性や保水性も改善できる。なお、これら有機質系土壌改良資材と無機系土壌改良資材とは併用して用いることができる。
【0024】
<繊維露出型造粒物>
まず、繊維露出型造粒物の主材料である粘性質材料としては、ダム湖沼における底土(浚渫土)や、砕石プラントから排出される洗浄スラッジ(砕石洗浄スラッジ)、浄水場における浄水ケーキ又は粘性土系現地発生土(例えば、けと土、関東ローム)が対象となる。なお、ダム湖沼の底土とは、浚渫された土砂から砂利、砂を分別・採取した後に残った粘土、シルトを多く含むもの(浚渫土)をいうものとし、底土と粘性土系現地発生土には、砂0〜50重量部、粘土15〜100重量部、シルト30〜85重量部で構成されるものを含むものとする。
【0025】
次に、短繊維としては、長さ5〜50mm(より好ましくは、10〜30mm)、太さ3〜50デニール(より好ましくは、10〜30デニール)、捲縮数10個以下(より好ましくは2〜7個)、捲縮率20%以下(より好ましくは2〜15%)のものを使用するのが好ましい。
【0026】
短繊維の太さが3デニール未満では、たとえ繊維長を長くして絡み合いを強くしても、繊維が非常に細く弱いため、施工材料(客土)の把持力が小さすぎる。また、繊維長を長くすると、たとえ本発明のように捲縮数、倦縮率を小さくしても、混合時において繊維同士が絡み合い毛玉が形成されるおそれがあるので好ましくない。他方、短繊維の太さが50デニールを超えると、太すぎて絡み合いが弱くなり、また、不経済となる。
【0027】
捲縮(クリンプ)は、生産性を上げるために大変重要な因子である。通常の紡績糸は、捲縮数20〜25個、捲縮率30〜40%とされるが、本発明においては、かかる捲縮数、捲縮率では、混合時において毛玉が形成されるおそれがあるので好ましくない。なお、捲縮数、捲縮率はJIS L 1015、JIS L 1036による。また、捲縮を無くした繊維は、製造工程上、集束してカッターにかけ一定長の繊維とするに際し、バラけて生産性を著しく阻害するので、経済的には、実用困難である。実用可能な生産性を確保するためには、少なくとも捲縮数2個以上、捲縮率2%以上が必要である。かかる捲縮の調節は、紡糸クリンパーを調節することにより達成することができる。
【0028】
短繊維の繊維長が、5mm未満であると、施工材料(客土)の保持力(侵食防止効果)が小さくなるため、施工材料(客土)を多量に混入させるのが困難になる。また、繊維長5mmでも、通常の降雨に対しては侵食防止効果を有するが、豪雨に対する対応を考えると、繊維長10mm以上とするのが好ましく、集合した流水に対する対応を考えると20mm以上とするのが好ましく、積雪の滑落に対する対応を考えると30mm以上とするのが好ましい。ただし、30mm以上とすると、施工材料への分散性が低下するので、用途に応じて適宜設計する必要がある。なお、前記のような捲縮を有する短繊維の場合は、繊維長50mmまでは、施工材料中に均等に分散することが可能である。
【0029】
短繊維の材質としては、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロンなどの非生分解性素材および綿、麻、ケナフ、バガス、レーヨン、アセテート、キュプラなど生分解性素材など材質は特に問わない。
【0030】
次に、凝集剤(造粒剤)は、発生土の材質に大きく依存するため、アニオン系、カチオン系、ノニオン系、又はこれらを併用して使用する。
【0031】
この凝集剤としては、分子量が100万以上、好ましくは200万以上のイオン化度が0〜100モル%であるポリマーが用いられる。ポリマーの形状は特に限定されないが、好適には、分散粒子径が100μm以下の油中水型エマルジョンあるいは塩水溶液中分散液の形態を有するポリマーである。また、ここに使用するポリマー分散液は粘度1万mPas以下であり、濃度10%以上であることが望ましい。
【0032】
具体的なポリマーとして、ノニオン性としてはポリアクリルアミド、アニオン性としては、アクリル酸、メタアクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、アクリルアミド2−メチルプロパンスルフォン酸、ビニルスルフォン酸、スチレンスルフォン酸などの単独重合体あるいはアクリルアミドとの共重合体、カチオン性としては、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタアクリル酸ジメチルアミノエチル、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタアクリルアミド、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、メタアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、メタアクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、アクリロイル2−ヒドロキシプロピルリド、メタアクリロイル2−ヒドロキシプロピルリドなどの単独重合体あるいはアクリルアミドとの共重合体などである。
【0033】
次に、消石灰は、造粒物表面に消石灰層を形成し乾燥(風乾)することで、水分を大量に含んだ造粒物の強度の増大を発現させ、吹付け材料として使用した際にデリバリホース内での閉塞を防ぐために添加するものである。また、半水石膏の利用も可能であり、造粒物の状態によっては、消石灰の添加を省略することも可能である。
【0034】
<繊維露出型造粒物及び緑化資材の製造方法>
繊維露出型造粒物の標準配合は、表1に示すように、粘性質材料1m3に対し、短繊維2〜10kg、水50〜500L、凝集剤(造粒剤)0.5〜10L、消石灰(又は半水石膏)100kg以下である。
【0035】
粘性質材料から繊維露出型造粒物の製造に関しては、せん断ミキサーとして一軸正逆ミキサー(図示せず)を使用する。一軸正逆ミキサーは、内羽根と外羽根が逆方向に回転する一軸のミキサーであり、従来の強制練りミキサーに比べて粘性の高いものを切削しながら混練りすることが可能なため、造粒化に適している。なお、一軸正逆ミキサーに代えて多軸ミキサーでもよい。
【0036】
まず、一軸正逆ミキサー内に粘性質材料を入れる。そして、この粘性質材料に水を加え、ミキサーを回転させて粥状(マヨネーズ状)にする。水の添加量であるが、粘性質材料の含水比は、その性状等により不均一なため、原則として目視によって調整する。水50〜500Lを目安に、粥状(マヨネーズ状)になるまで加水するものとする。
【0037】
次に、加水された粘性質材料に対して短繊維を添加して、さらにミキサーを回転させ、短繊維を分散させる。短繊維2〜10kgの範囲内で造粒が可能であるが、3〜6kgが最も安定した造粒物を造ることができるため好適である。
【0038】
次に、凝集剤(造粒剤)を添加し、ミキサーを回転させ、造粒化させ繊維露出型造粒物を生成する。また、必要に応じて消石灰(又は半水石膏)を添加してもよい。なお、凝集剤の添加量については、0.5〜10Lの範囲内で造粒化が可能であるが、大きな効果を得るためには1〜4Lが好適である。
【0039】
以上の工程を経て、図1に示すように、粒径が約10〜30mmの粘性質材料の造粒物12に、複数の短繊維11が植え込まれた繊維露出型造粒物1が生成される。粘性質材料であることにより、生育基盤材として保水性を改善することができると共に、図2に示すように、植え込まれた複数の短繊維11によって繊維露出型造粒物1同士や有機質系土壌改良資材2に絡みつくことにより、相互の結合力を増加させ、地盤の耐侵食性を向上させることができる。
この繊維露出型造粒物が含有される生育基盤材又は緑化資材を圧送する際には、粘性質材料の造粒物に植え込まれて一体となった短繊維が協働して圧縮方向の外力に対してクッションの役割をするため、エア圧力によるホース内での崩壊とそれに起因するホース内の閉塞を防ぐことができる。
また、生育基盤材又は緑化資材において植え込まれずに分離した形で短繊維と粘性質材料の造粒物が併存しているものに比べて、短繊維は吹付された生育基盤材中に均一に分散さる。その結果、生育基盤全体として荷重等を負担することができるのでより耐食性が高くなる。
【0040】
なお、せん断ミキサー以外のミキサーを使用しても、混練された材料を振動手段により振動を与えることにより容易に造粒化を行うことができる。振動手段としては、振動コンベア(図示せず)や上下左右の振幅を与えることが可能な振動装置等を考えることができる。この振動手段をミキサーの排出部の下に設置することにより、ミキサーにより混練された材料に振動を与え、造粒整形することができる。その結果、せん断ミキサー以外のミキサーを使用しても、せん断ミキサーを使用したものと同様に、ハンドリング性や搬送性に優れた造粒物を形成できる。また、ミキサーと振動手段との間に押出成形機を介在させ、この押出成形機から振動手段へ排出してもよい。さらに、せん断ミキサーと振動手段を組み合わせると、さらに容易に造粒化を行うことができることはいうまでもない。
【0041】
この繊維露出型造粒物に、有機質系土壌改良資材を総仕上げ(緑化資材)1m3に対して繊維露出型造粒物を20〜80%、L/m3換算では、例えば、300〜1,600を混合させたものを生育基盤材として利用する。すなわち、300〜1,600L/m3程度混合される繊維露出型造粒物の主材料である浚渫土、砕石洗浄スラッジ、浄水ケーキ、粘性土系現地発生土が混合されることにより、有機質系土壌改良資材と比較して貧栄養であるため、有機質系土壌改良資材のみを生育基盤材とするものに比べて、導入植物のうち牧草などを主体とする草本類の生長が抑制され、周辺からの侵入植物の定着や併せて導入する木本類植物の被圧軽減を図ることができる。
【0042】
この生育基盤材を主材料として、接合剤、種子、肥料(化成肥料、PH緩衝材等)などを加えることにより、緑化資材が生成される。そして、この緑化資材を従来工法と同様に、モルタル吹付機によってエア搬送し、圧送用の吹付けホースを介して法面等に対して吹付ければよく、この緑化資材をエア搬送してもホース内で閉塞することなく吐出することができる。
【0043】
なお、緑化資材の総仕上げ(仕上がり)1m3とは、吹付によって圧密された状態の容積であり、配合される繊維露出型造粒物、有機質系土壌改良資材、接合剤、種子、肥料(化成肥料、PH緩衝材等)等の容積については吹付前の圧密されていない状態の容積であるものとする(以下、同様。日本法面緑化技術協会 有機系厚層基材吹付工技術資料 6−3標準配合 参照)。また、繊維露出型造粒物20〜80%とは、配合や仕上がりの構成比率をいうものとする。
【実施例1】
【0044】
ダム湖沼における底土(堆積シルト)を粘性質材料として、生育基盤材を製造し、この生育基盤材を含む緑化資材について各種の試験を行った。
繊維露出型造粒物の配合は、底土1m3に対し、短繊維(素材:ポリエステル)4kg、水400L、アニオン系エマルジョンの凝集剤(ハイモ株式会社製、ハイモロック)3L、消石灰20kgとした。なお、水の添加量については、底土の含水比が不均一なため、目視によって粥状(マヨネーズ状)になるまで、400L程度を目安に加水して行った。
【0045】
総仕上げ(緑化資材)1m3に対して繊維露出型造粒物を30%混合させたもの(600L/m3)と50%混合させたもの(1,000L/m3)の緑化資材(以下、「緑化資材(30%造粒物混合)」、「緑化資材(50%造粒物混合)」というものとする。)をそれぞれ製造した。有機質系土壌改良資材としては、木質系チップを使用し、それぞれ総仕上げ(緑化資材)1m3に対して、1,400L(70%)、1,000L(50%)を混合させた。
【0046】
これら緑化資材には、接合剤(高分子系樹脂:1kg/m3)、種子(ホワイトクローバー:200本/m3[15g/m3])、肥料{高度化成肥料(N:P:K=15:15:15)[2kg]、緩効性肥料(N:P:K=8:18:6)[3kg]、[合計5kg]}を添加している。
【0047】
なお、比較対象として、バーク堆肥、ピートモスの有機質系土壌改良資材のみを生育基盤材(総仕上げ(緑化資材)1m3に対して、2,000L混合)とした、従来の厚層基材吹付工に用いられる緑化資材(以下、「従来例」というものとする。)を使用した(日本法面緑化技術協会 有機系厚層基材吹付工技術資料 6−3標準配合)。なお、添加する接合剤、種子、肥料については、上記配合と同じである。以下に、これら緑化資材を用いた試験結果を説明する。
【0048】
<一面せん断試験>
一面せん断試験とは、上下に分かれたせん断箱に土供試体を納め、垂直応力を載荷した状態で、可動箱を固定箱に対して水平に移動させてせん断する試験をいい、その時の最大せん断応力をせん断強さという。
表2には、緑化資材(30%造粒物混合)、緑化資材(50%造粒物混合)及び従来例における一面せん断試験での内部摩擦角φ(°)と粘着力c(KN/m2)のデータが示されている。これにより、従来例と比較して、繊維露出型造粒物混合による内部摩擦角及び粘着力についての優れた増強効果が確認できた。
【0049】
<耐侵食性試験>
耐侵食性試験は、強度100mm/hr、降雨継続時間60分、落下高さ2mの条件で、人工降雨試験機によって降雨させ、吹付供試体に曝し、10分毎の流出土量(絶乾土量)を測定する方法によって行った。試験は同一の試験体に対して、導入植物の初期生育時期であると考えられる吹付後1週間及び4週間の計2回行なった。なお、この流出土量値(絶乾土量値)を各緑化資材の比重で割ることにより流出した厚さ(mm)に換算し、従来例との比較を行った。
【0050】
表3には、緑化資材(30%造粒物混合)、緑化資材(50%造粒物混合)及び従来例における耐侵食性試験での1週目と4週目の流出厚み(mm)のデータが示されている。これにより、従来例に比較して優れた耐侵食効果を有していることが確認できた。
【実施例2】
【0051】
生育基盤の滑落や流亡が生じるかどうかを確認するための実証試験を行うと共に、草本類と木本類の生育状況等を確認するための測定を行なった。配合は、実施例1と同じである。吹付施工場所としては、地山が砂礫混じり土の法面(勾配=1:1.0、方位:東〜北)で施工した。
【0052】
<実証試験>
一般的な菱形金網を使用せずに、特許第3466978号に示される羽根付アンカーの打設のみといった軽微な緑化基礎工による吹付試験を実施した。吹付施工後約3ヵ月目における追跡調査の結果では、緑化資材(30%造粒物混合)及び緑化資材(50%造粒物混合)において生育基盤の滑落や流亡などは認められず実用性のあることが実証された。
【0053】
<生育状況測定>
従来の厚層基材吹付工に使用されていた生育基盤材は、バーク堆肥などの有機質系土壌改良材を主体とした富栄養な人工土壌であった。そのため、導入植物のうち草本類が過繁茂することによって、侵入植物などの定着や木本類などの生育が妨げられるという問題があった。
そこで、緑化資材(30%造粒物混合)、緑化資材(50%造粒物混合)及び従来例別に草本類(ホワイトクローバー)を播種工によって導入し生育状態について比較した。併せて、木本類(アベリア、アキグミ、シモツケ、ユキヤナギなどの低木類)の苗木を植え付け、施工後1年目に追跡調査を実施し、活着状態について確認した。ここで、播種工における種子配合は、発芽本数200(本/m2)、1m2当りの有効播種量0.23(g/m2)、1m3当りの播種量15(g/m3)とした。また、苗木は、1.5m2(1.25m×1.25m)当り4本になるように均等な格子状に配植した。
【0054】
調査の結果、生育基盤(30%造粒物混合)及び生育基盤(50%造粒物混合)の場合では、表4に示すように、共に導入植物のうち草本類の生育が従来例によるものと比較して抑制され、かつ、表5に示すように、導入植物のうち木本類の苗木は100%の活着率となっており、実用に耐えることが確認できた。
【0055】
<土壌硬度>
土壌硬度を測定するために、山中式土壌硬度計によって吹付け造成した生育基盤について測定した。緑化資材(50%造粒物混合)を吹付け造成した生育基盤の土壌硬度は、植物の根系伸長限界とされる23mm以下であり、植物の生育にとって問題のない生育基盤であることが確認された
【0056】
<生育基盤の三相分布>
図3には、吹付け造成した生育基盤(50%造粒物混合)から供試体を採取後、土粒子密度及び含水量を測定し、その結果から導きだされる三相分布の値が示されている。これによると、植物の根系伸長は良好となる範囲内にあることが確認できた。
【0057】
なお、粘土分などが多い場合には、根系の伸長が困難な緻密な状態に仕上がるが、こうした場合には、パーライト、ゼオライト(人工物、天然物問わず)、イソライト、ガラス廃材発泡処理物等の資材を土質改良材(土壌改良資材ともいう)として10〜30%の範囲内(緑化資材仕上がり1m3に対して10〜30%(150〜600L/m3))で混合することで適度にポーラスな密度にすることができる。この際、粒径の大きい(10mm以上)ものを使用すると、吹付時に跳ね返りロスが生じるため、吹付ノズル先端部付近で接合剤の水溶液やベントナイト懸濁液を添加することで、跳ね返りロスの軽減を図ることもできる。
【0058】
<PH測定>
繊維露出型造粒物は、消石灰を添加して固化させるため、バーク堆肥などの有機質系土壌改良資材を混合した人工土壌のPHがアルカリ側に傾く。そこで、緑化資材(30%造粒物混合)、緑化資材(50%造粒物混合)の生育基盤のPHについて測定した。測定結果は、植物の生育が可能とされるPH4.5〜8.0の範囲内であり、植物の生育に問題のない生育基盤であることが確認された。
【実施例3】
【0059】
生育基盤材(又は緑化資材)を圧送用の吹付けホースを介して搬送する際に、ホース内で緑化資材がエア圧力により圧潰(あっかい)してしまうと、ホース内で閉塞してしまう要因となる。そこで、本発明に係る繊維露出型造粒物を用いた緑化資材と繊維無混入の造粒物であるのものについて圧潰荷重試験を行った。
【0060】
本発明に係る繊維露出型造粒物の配合は、実施例1に示したダム湖沼における底土(堆積シルト)1m3に対し、短繊維(素材:ポリエステル)4kg、水400L、アニオン系エマルジョンの凝集剤(ハイモ株式会社製、ハイモロック)3Lとしており、繊維無混入の無繊維造粒物の配合は、底土1m3に対し、水400L、アニオン系エマルジョンの凝集剤(ハイモ株式会社製、ハイモロック)3Lとしている。水の添加量については、底土の含水比が不均一なため、目視によって粥状(マヨネーズ状)になるまで、400L程度を目安に加水して行った。
【0061】
なお、圧潰荷重試験は、高強度フライアッシュ人工骨材指針における高強度フライアッシュ人工骨材の圧かい荷重試験方法(案)(JSCE−C505−2001)により、高強度フライアッシュ人工骨材を圧かいさせる際の負荷した圧縮荷重の最大値を測定する試験方法であるが、今回は、このJSCE−C505−2001を準用し、それぞれの造粒物に外部応力(吹付ホース内で生じるエア圧力を想定)を加えた際の変位量よりひずみを算出するものである。具体的には、2〜3cm程度の粒径の繊維露出型造粒物および無繊維造粒物を、図示はしないが、加圧盤面と平行平面となる鋼製盤上(底盤)に設置し、一定の圧縮速度(1mm/min)で圧縮し荷重と変位量を測定する。負荷加重はロードセルにより管理し、15N(実際は50N程度まで載加)まで載荷した際の変位量からひずみ量(%)を算出し、試験は、繊維露出型造粒物と無繊維造粒物を個別に実施して比較する。
【0062】
図4に示すように、繊維露出型造粒物は、無繊維造粒物と比べて同荷重においてひずみ(変位)が小さいことがわかる。これは、粘性質材料の造粒物に植え込まれて一体となった短繊維が、協働して圧縮方向の外力に対してクッションの役割をしているためであると考えられる。その結果、本発明に係る緑化資材では、エア圧力によるホース内での崩壊とそれに起因するホース内の閉塞を防ぐことができる。
【実施例4】
【0063】
短繊維が配合された生育基盤材(又は緑化資材)は、配合されていないものに比べて、地盤の耐侵食性を向上することは、前述した実施例1で明らかになっている。
ところで、短繊維を配合した場合でも、短繊維が生育基盤材(又は緑化資材)内に均一に分散されていた方が、ムラのあるものに比べて、生育基盤全体として荷重等を負担することができるのでより耐食性が高い。そこで、繊維露出型造粒物のように短繊維が粘性質材料の造粒物に植え込まれて一体となっているか、植え込まれずに分離した形で短繊維と粘性質材料の造粒物が併存しているかによる分散性の相違を繊維洗い出し試験により検証した。
【0064】
ここで、繊維洗い出し試験とは、表6に示す各配合の生育基盤材を、圧密量1,700L/m3となるように25cm×25cm×15cmの供試箱に詰め、これらを4つ作成し、任意の2箇所から直径5cm×高さ6cmの円筒型採土器を用いて8個(4箱×2箇所)の試料を採取し、その後、採取後の試料から水で粘性土及びバーク堆肥などを洗い流し、恒温乾燥炉にて24時間乾燥させた後、それぞれの試料に含まれる短繊維の重量(g)を測定するものである(表7参照)。
【0065】
なお、表7に示す配合例1は、総仕上げ(緑化資材又は生育基盤材)1m3に対して繊維露出型造粒物を50%混合(850L/m3)させ、バーク堆肥50%混合(850L/m3)させたものであり、従来配合例1は、総仕上げ(緑化資材)1m3に対してバーク堆肥100%混合(1700L/m3)させ、短繊維を3.4kg入れたものであり、従来配合例2は、総仕上げ(緑化資材又は生育基盤材)1m3に対してバーク堆肥50%混合(850L/m3)させ、無繊維造粒物を50%(850L/m3)入れ、短繊維を3.4kg入れたものであり、従来配合例3は、総仕上げ(緑化資材又は生育基盤材)1m3に対してバーク堆肥70%混合(1,190L/m3)させ、無繊維造粒物を30%(510L/m3)入れ、短繊維を3.4kg混合させたものである。ここで、従来例配合例1乃至3の短繊維は、配合例1とは異なり、パーク堆肥や造粒物とは分離して併存している。
表7、及び図5乃至図8に示すように、本発明に係る配合例1が従来配合例1乃至3のいずれに比べて、均一に分布されていることが分かる。
【0066】
【表1】

【0067】
【表2】

【0068】
【表3】

【0069】
【表4】

【0070】
【表5】

【0071】
【表6】

【0072】
【表7】

【図面の簡単な説明】
【0073】
【図1】繊維露出型造粒物の説明図である。
【図2】繊維露出型造粒物と有機質系土壌改良資材が絡み合った状態を示す説明図である。
【図3】生育基盤材(50%造粒物混合)の生育基盤の三相分布図である。
【図4】繊維露出型造粒物及び無繊維造粒物の圧潰荷重試験の試験結果のひずみ(%)−荷重(N)グラフである。
【図5】配合例1における繊維洗い出し試験の試験結果のグラフである。
【図6】従来配合例1における繊維洗い出し試験の試験結果のグラフである。
【図7】従来配合例2における繊維洗い出し試験の試験結果のグラフである。
【図8】従来配合例3における繊維洗い出し試験の試験結果のグラフである。
【符号の説明】
【0074】
1…繊維露出型造粒物、2…有機質系土壌改良資材、11…短繊維、12…造粒物。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
粘性質材料、短繊維、水、凝集剤を配合し、これら材料をせん断ミキサーにより混練する、
ことを特徴とする繊維露出型造粒物の製造方法。
【請求項2】
粘性質材料1m3に対し、短繊維2〜10kg、水50〜500L、凝集剤0.5〜10Lを配合し、これら材料をせん断ミキサーにより混練する、
ことを特徴とする繊維露出型造粒物の製造方法。
【請求項3】
粘性質材料、短繊維、水、凝集剤を配合し、これら材料をミキサーにより混練し、
その後、振動手段により振動を与える、
ことを特徴とする繊維露出型造粒物の製造方法。
【請求項4】
粘性質材料1m3に対し、短繊維2〜10kg、水50〜500L、凝集剤0.5〜10Lを配合し、これら材料をミキサーにより混練し、
その後、振動手段により振動を与える、
ことを特徴とする繊維露出型造粒物の製造方法。
【請求項5】
粘性質材料1m3に対し、100kg以下(0kgを除く)の消石灰又は半水石膏が添加される、請求項1乃至4のいずれか1項記載の繊維露出型造粒物の製造方法。
【請求項6】
前記粘性質材料は、浚渫土、砕石洗浄スラッジ、浄水ケーキ、粘性土系現地発生土である、請求項1乃至5のいずれか1項記載の繊維露出型造粒物の製造方法。
【請求項7】
粒径5〜30mmの粘性質材料の造粒物に複数の短繊維が植え込まれた繊維露出型造粒物と、土壌改良資材と、を含む、
ことを特徴とする緑化資材。
【請求項8】
前記粘性質材料は、浚渫土、砕石洗浄スラッジ、浄水ケーキ、粘性土系現地発生土である、請求項7記載の緑化資材。
【請求項9】
前記土壌改良資材は、バーク堆肥、ピートモス、木質系チップ、木炭、活性炭である、請求項7又は8記載の緑化資材。
【請求項10】
前記土壌改良資材は、アスファルト切削廃材、コンクリート粉砕物、PS焼成灰、クリンカアッシュ、ガラス廃材発泡処理物、パーライト、ゼオライト、イソライトである、請求項7又は8記載の緑化資材。
【請求項11】
請求項7乃至10のいずれか1項記載の緑化資材に接合剤、種子、肥料を混合して、法面に吹付けることを特徴とする緑化方法。
【請求項12】
請求項7乃至10のいずれか1項記載の緑化資材の仕上がり1m3に対して、繊維露出型造粒物を20〜80%混合させ、この緑化資材に接合剤、種子、肥料を混合して、法面に吹付けることを特徴とする緑化方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2006−307175(P2006−307175A)
【公開日】平成18年11月9日(2006.11.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−75701(P2006−75701)
【出願日】平成18年3月17日(2006.3.17)
【出願人】(000115463)ライト工業株式会社 (137)
【出願人】(591195031)株式会社ジェイペック (8)
【Fターム(参考)】