(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用に際して緑化資材に対し０．５〜５容積％の割合で混合され、かつ、霧状に噴霧された所望する所定量の水を混合させながら法面に吹き付けされる植生基盤固化材であって、
該植生基盤固化材は、硫酸カルシウム７０〜５０重量部と、アルミナ若しくはアルミナセメントのいずれか３０〜５０重量部の割合で配合されていることを特徴とする植生基盤固化材。
【請求項２】
ｐＨが、８．０〜１０．０の範囲に調整されていることを特徴とする請求項１記載の植生基盤固化材。
【請求項３】
前記植生基盤固化材１００重量部に対して、クエン酸三ナトリウム又はショ糖を固化反応遅延剤として０．０５〜０．５重量部の割合に配合してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の植生基盤固化材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産廃土等の有効利用、道路や造成地等の法面保護と環境保全、及び土木工事現場の最終景観の向上を目的として、種子や肥料等を含む緑化材料とともに法面吹付けに使用される植生基盤固化材に関するものである。
【０００２】
ところで、本明細書において、”アルミナ”とは、β−アルミナ（Ｎａ2Ｏ・１１Ａｌ2Ｏ3を基本としたもの）並びにγ−アルミナ（立方晶系スピネル型のＡｌ2Ｏ3化合物）のことであり、三方晶系鋼玉型の格子構造を持ったα−アルミナ（酸化アルミニウム：Ａｌ2Ｏ3 ）は含まないものと定義する。α−アルミナは水に溶けないからである。γ−アルミナは格子定数αが０．７７〜０．８１ｎｍの間にあり、化学反応性が高く、水に溶けて両性を示すものである。なお、β−アルミナ並びにγ−アルミナのいずれかを主たる成分として含有するものも使用可とする。
【０００３】
【従来の技術】
従来、道路脇の傾斜面等の面保護のために、この面を緑化することが行われている。面の保護方法としては、モルタル吹付けによる表面の固化等もあるが、モルタルの劣化による破壊、落下等が生じる危険性があり、緑化に劣る。また、周囲環境に対する影響、景観等の点からも緑化の方が断然勝っており、面保護のために緑化帯を設ける場合が多くなってきている。
【０００４】
この緑化には各種の工法が提案されているが、通常、繊維に種子を混合して吹き付ける種子吹き、バーク堆肥のみを吹き付けるバーク吹き、及び、水、土、バーク堆肥、肥料、緑化用植物（例えば、芝）の種子、及び固化材などを混練して泥状となしコンプレッサーで法面に吹き付ける客土吹きが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記種子吹きとバーク吹きのように単に土壌と種子だけを吹き付けても、種子を法面上に固定できない。特に種子が法面に定着する前に雨が降った場合には、土壌とともに種子が流失するために吹付け作業をやり直さなければならないという問題点があった。
【０００６】
一方、客土吹きは、土が配合されている分、種子吹きやバーク吹きよりも発芽率，定着率において良好であるものの、通常、固化材として有機系高分子樹脂を使用しているので、つぎの問題がある。
【０００７】
1)固化材は一種の接着剤であり、微細な土壌粒子を接着させて団粒化させるものである。法面に土を活着させるものもこの接着剤の作用であるが、吹付け後、接着剤が乾いて土壌を安定させるまでに、平均して３日間程度の時間を要する。安定化するまでは水に弱く、雨等が降ると吹付け面全体が流亡してしまうことになる。
【０００８】
2)雨に流させずに活着した土壌は、有機系高分子樹脂の硬化物の硬度が高く、硬化時に法面全体に亀裂が入り、この亀裂の間からしか植栽物の種子は発芽できない。すなわち、法面全面にわたり発芽させた状況になりえない。
【０００９】
3)固化して安定化するまでに３日間程度の時間を要するために、吹付けた客土を法面に固定させる手段が必要である。そのため、一般的には、ラス網と呼ばれるネットを吹付け面全体を覆うように張っておくことが必要になる。
【００１０】
4)岩盤への客土吹付け等する場合には、植栽物の根が伸長することを考慮して、要求される吹付け厚が１〜５ｃｍの厚さとなるように吹付けることになるが、安定化するまでに時間を要し、この間土やバーク堆肥等の重量を支持できないため、一気に要求する厚さとなるように吹付けることはできない。そのため、１〜１．５ｃｍ厚で、２度吹きしたり度吹きすることが必要になる。
【００１１】
5)例えば吹付け施工した面が積雪の下に閉じ込められる場合、固化材による土壌の団粒化や活着はその接着性能に依存するから、その接着成分が凍上劣化し、春の雪解け時には既に土壌粒子をつなぎ止められず、当初の微細な土壌粒子に戻った表土が雪解けと共に流亡してしまう。
【００１２】
6)高分子系樹脂という固化材の性格から、法面表面に吹付けられた厚さ数ｃｍの表土部分は本物の表土でなく、土が混ぜ込まれたある種のプラスチック状であって本来の表土を形成していないために、恒久的に緑化するという観点からはその目的を充分に達することができない。
【００１３】
一方、特開平８−２３７６６号公報には、フライアッシュ等の粒状の無機材からなる焼却灰と、カルシウム化合物と、酸性物質とを含む植生基盤固化材が提案されており、特開平１０−３６８３６号公報には、産廃土等、ポルトランドセメント、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、二酸化ケイ素、硫酸ナトリウム、酸化マグネシウムを均一に配合混合した酸性植生基盤固化材が提案されている。
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、その目的は、産廃土等の有効利用、道路や造成地等の法面保護と環境保全、及び土木工事現場の最終景観向上を目的として、土と植栽物の種を含む緑化材料とともに法面に吹付けできるアルカリ性植生基盤固定材を提供するにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明が採った手段は、請求項１の発明は、使用に際して緑化資材に対し０．５〜５容積％の割合で混合され、かつ、霧状に噴霧された所望する所定量の水を混合させながら法面に吹き付けされる植生基盤固化材であって、
該植生基盤固化材は、硫酸カルシウム７０〜５０重量部と、アルミナ若しくはアルミナセメントのいずれか３０〜５０重量部の割合で配合されているものを、その要旨とする。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の植生基盤固化材おいて、ｐＨが、８．０〜１０．０の範囲に調整されているものを、、その要旨とする。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１に記載の植生基盤固化材おいて、前記植生基盤固化材１００重量部に対して、クエン酸三ナトリウム又はショ糖を固化反応遅延剤として０．０５〜０．５重量部の割合に配合してなるものを、その要旨とする。
【００１８】
なお、各請求項の発明に係る植生基盤固化材において、例えば六価クロム含有量が０．０５ｍｇ／Ｌ以下であり且つ他の重金属類含有量もまた法規制値を満足するものであることは無論のことである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の植生基盤固化材は、特に、(1)硫酸カルシウム自体で硬化する特性、(2)アルミナ若しくはアルミナセメント中の酸化アルミニウムを加水分解させ水和ゲル化させることによって生成する編み目構造をもった水酸化アルミニウム水和ゲルの強い吸着特性、並びに、他の電解質や粘土質、ケイ酸塩あるいは産廃土等を、緩い粒子間結合により抱き込み凝集して団粒化するという凝集特性、(3)水や土等と混合され吹付けノズルから噴射される段階では運動エネルギーを得てゾル状であり法面上では運動エネルギーを失って直ちにゲル化するというチクソトロピー特性、を相乗的に作用させ得るところに構成特徴がある。
【００２０】
アルミナに水を加えると溶け水酸化アルミニウム水和物ゲルが生成する。このゲル体は強い吸着特性を有しているため、様々な無機化合物や粘土質、土壌等を抱き込み、緩い粒子間結合によって凝集し全体が粒子化するという特性がある。
【００２１】
硫酸カルシウムは、硫酸カルシウムの０．５水和物のことであり、密度が２．７６ｇ／ｃｍ3 のα型と、密度が２．６２〜２．６４ｇ／ｃｍ3 のβ型があり、いずれも使用でき、水を吸収して二水和物に戻る性質がある。水を加えてかき混ぜると発熱し、体積を増して固化する。これは、溶解度の大きいβ型が溶解して二水和物として再結晶し、微結晶同士が絡み合って繊維状の組織を有するものに硬化するためである。
【００２２】
また、アルミナと硫酸カルシウムの混合物に水を加えると、水和反応によって、網目状エトリンガイト（３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・３ＣａＳＯ4．３２Ｈ2Ｏ）が生成する。この際に、混合されている土壌等や地面側の土も若干取り込まれるため、各種物質が複雑に関係しあって、種々の固化反応を土壌等を取り込みながら地面上に網目状となるため、種子などを保持したままの状態で緑化地面上に強固に固定できる。すなわち、吹付け作業の後、すぐに雨が降っても吹付け面の流亡は非常に少なく、法面土壌とともに硬化させることができ、法面上に堅牢な植生基盤を形成でき、法面の緑化を効果的に行うことができる。
【００２３】
エトリンガイトの生成に当たって水和反応により、水を消費する。この際に、フライアッシュ、製紙スラッジ焼却灰、鉱滓、キラ、及び鋳物砂等の産廃土が配合されていると、これらの中に含まれるアルミニウムが水酸化アルミニウム水和物ゲルになるとともに、硫酸カルシウムと速やかに反応して上記網目状エトリンガイトを生成させることができ、産廃土の有効利用が図れる。
【００２４】
また、例えば煤煙脱硫時に生成する消石灰を配合すると、エトリンガイド結晶の生成や植栽物の発芽に好適なアルカリ条件（ｐＨ８．０〜１０．０）を維持することができ、エトリンガイド生成反応の活性化、硬化速度の調整、急傾斜角法面への活着増大、吹付面の硬度高揚などが図れるようになる。
【００２５】
緑化材料には、植生基盤固化材が、０．５〜５容積％の割合で配合され、ついで所望量の水が加えられる。緑化材料に、植生基盤固化材が０．５容積％以下の割合で配合されると、硬化し難くなり、５容積％以上の割合で配合されると、ｐＨが上昇するとか、硬化物が硬くなり過ぎて発芽しない等の問題が生じる。
【００２６】
ところで、飽和量を越えた水分は、三次元的立体構造のうちミクロな網目を浸透若しくはミクロな網目を介して排水されることになるため、保水性のみならず透水性にも優れる。加えて、表土全体が優れた通気特性を備えることになるから、特には土壌中の好気性菌群を活性化し、曳いては窒素固定反応を高揚させることができる。つまり、緑化の対象土壌が仮に痩せた土壌であったとしても、三大栄養素を添加しさえすれば、恒久緑化に必要な栄養供給ができる。
【００２７】
活着した土壌塊には、肥料，種子の他、前述した様々な無機薬品類が同時混合されており、活着後にアッシュ成分，カルシウム，アルミニウム，シリカ等の成分が相互に反応し、更に硫酸塩とアルカリ成分による刺激が加わり、エトリンガイト等が絡み合って三次元的立体構造を生成し、土壌粒子を巻き込んだ本当の団粒化が起こる。すなわち、接着成分による土壌粒子の接着による団粒化だけでなく、無機物質の水和物から構成された団粒化が起き、また、その内部には同時混合した肥料成分が内包されており、それが徐々に浸み出てくるので、良好な保肥性も確保できる。
【００２８】
また、上述した各植生基盤固化材全量に対して、クエン酸三ナトリウム又はショ糖が０．０．５〜０．５％の割合で配合すると、硬化反応遅延剤として機能するから、硬化反応時間の調整ができる。
【００２９】
つぎに、チクソトロピー特性とは、例えば静置している間にある種の構造を作って流動し難くなっており、これを例えば振動すると前記構造が壊れ、流動性を増すために流れやすくなる現象のことである。すなわち、このチクソトロピー的回復をできるだけ早くすることによって、つまり、タンク内部水や土等と共に撹拌されたり、またコンプレッサーで吹付けられノズルから放射される段階では、運動エネルギーを得てゾルであり、法面に固着することで運動エネルギーが奪われ直ちにゲル化する、ということになる。アルミナが水酸化アルミニウムゾルとなり、そこに硫酸ナトリウムの電解質が添加されて凝固する現象等が、代表的に見られるチクソトロピーの例である。
【００３０】
これらの代表的チクソトロピー物質が全て同一のタンク内で混合させるとそれ自体が単発でも起こるチクソトロピー特性を有しているので、同時に複合効果によってチクソトロピー的回復を速める作用が発生する。この急速かつ驚異的なゲル化が、様々な傾斜角の法面への確実な活着性をもたらし、ラス網なしの施工を可能にしているのである。同時に、このゲル化した土壌塊は、活着後の雨水は吸収し難いため、事後の降雨や、雨中の施工時においても流失し難い性格として付加されるのである。
【００３１】
なお、例えば肥料，種子等の植栽資材を含まない基盤材料と、本発明の固化材との混合物を法面などに吹き付けると法面の浸食防止ができる。すなわち、基盤の浸食防止材としても使用できる。
【００３２】
【実施例】
本発明を実施例に基いてさらに詳細に説明するが、これは代表的なものを示したものであり、その要旨を越えない限り、以下の実施例によって本発明が限定されるものではない。
【００３３】
第１実施例の植生基盤固化材は、硫酸カルシウム７０〜５０重量部と、β−アルミナ（若しくはγ−アルミナ）３０〜５０重量部とを混合し、そのｐＨが８．０〜１０．０の範囲にあるものである。
【００３４】
第２実施例の植生基盤固化材は、第１実施例の植生基盤固化材４０〜６０重量部と、フライアッシュ、製紙スラッジ灰、鉱滓、キラ、及び鋳物砂を含む産廃土の群から選ばれた１種又２以上の混合物６０〜４０重量部の割合で混合し、そのｐＨが８．０〜１０．０の範囲にあるものである。
【００３５】
なお、第２実施例の植生基盤固化材を使用すると、フライアッシュまたは製紙パルプ灰などの産廃土は、その多孔質（ポーラス）の表面によって土壌中の水分を急速に吸収すると共に固化が開始される。硫酸カルシウムはフライアッシュ等の固化反応を一層促進する作用がある。
【００３６】
第３実施例の植生基盤固化材は、第１または第２実施例の植生基盤固化材１００重量部に対して、クエン酸三ナトリウム又はショ糖を固化反応遅延剤として０．０５〜０．５重量部の割合に混合し、そのｐＨが８．０〜１０．０の範囲に調整したものである。
【００３７】
つぎに、各実施例の植生基盤固化材を使用した、ア）客土吹付工法とイ）ガン吹付工法による法面緑化工法について説明する。
【００３８】
［客土吹付工法］
まず、タンク内に、第１実施例の植生基盤固化材、種子、客土用の土、バーク堆肥、化成肥料などを投入すると共に適量の水を添加し、機械攪拌してこれらの混合物を得た後、ポンプにより、緑化対象地面上に散布する。吹付け混合物の厚みは、１〜５ｃｍ程度とする。
【００３９】
［ガン吹付工法］
ついで、ガン吹付工法について図面を参照して説明する。
【００４０】
図１において、植生基盤材、種子、肥料、浸食防止材、その他材料は、コンベヤ１に積載されてモルタルガン機２に運ばれる。このモルタルガン機２は容量２００〜３００Ｌのタンクを有しており、ここで植生基盤材、種子、肥料、侵食防止材等は混合される。含水率は６０％以下である。
【００４１】
混合された植生基盤材等は、発電機３により駆動されたコンプレッサ４により加圧されてホース５内に圧送される。このホース５の先端部には吐出ノズル１０が取付けられている。この吐出ノズル１０は、図２に示すように、中央の混合部１１を挟んで、一方にホース５に接続される接続部１２が設けられ、他方に吹付部１３が設けられている。接続部１２の内周部１２ａを前記植生基盤材等が通過する。
【００４２】
混合部１１は二重構造になっており、内周部１２ａの外側に同心状に中空部１１ａが形成されている。また、この中空部１１ａから内周部１２ａに連通する放射状の複数個の孔１１ｂが形成されている。
【００４３】
動力噴霧器１４は、発電機３により駆動され水槽１５から供給された水を５〜７気圧に加圧して混合部１１に取着されたエルボ１６を介して中空部１１ａに供給する。この水は、孔１１ｂを通して矢印方向に内周部１２ａに吹付けられ、ここを通過する植生基盤材等に混合されて、吹付部１３から法面２０に吹付けられる。
【００４４】
上記各実施例の植生基盤固化材を使用して客土吹付工法並びにガン吹付工法にて法面緑化を行ったところ、網目構造になるため、吹付け全面から発芽が得られ、さらに、固着力が非常につよいため、いずれの場合でも、従来の吹付けの際に使用していたラス網が不要となった。例えば傾斜３０度の法面に対し、ラス網なしの吹付けを行い一切流れ落ちないことが確認できた。
【００４５】
さらに、緑化吹付けの面の形成は、土粒子そのものを巻き込んだ水和反応によって、エトリンガイト等の鉱物質硬化物を作り上げることに起因している。この鉱物質硬化物は、微細土粒子そのものを核として形成された鉱物質団粒化である。そこで、団粒化された鉱物質はその能力一杯の水を保持する。この保水効果が発芽を促進させ、さらにその後の雨を長時間保持することによって、植物の成長を助け、いつも青々とした緑化面を維持することができる。非常に効果的に緑化できた。例えば、施工終了後、１時間程度経過した場合、通常の雨では吹付けられた客土が一切流亡しなかった。
【００４６】
また、これら鉱物質生成物は蔦が絡み合うように生成されるため、ミクロ的には施工面に微細なネットの層が何層にも重なり合うような状態になる。このため、土壌の通気性が何時までも保たれ、水と空気という植物が必要とする条件を常に保つことができる。
【００４７】
さらにまた、施工時にはバーク堆肥などの肥料を一緒に混合されて吹付けられ、これが団粒化した大きな粒子中に取り込まれるため肥料そのものの保持力が非常に大きくなる。さらに、通気性がよいため、透水性もよく、つねに適度の水分を保持し、通気性と透水性に優れたた施工面を実現することができる。
【００４８】
なお、上記各実施例の植生基盤固化材において、当該アルミナに代えて、アルミン酸カルシウムを主成分とするアルミナセメントを使用しても、以下と同様に取扱いできかつ同様の作用効果を得ることができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る植生基盤固化材によれば、土壌、水等と混合した場合、水和反応等によって、エトリンガイトを生成し、これによって吹付け土壌等を地面上に保持する。従って、吹付け作業の後、すぐに雨が降っても吹付け面の流亡は非常に少なく、地面の緑化を効果的に行うことができる。特に、本発明では、植生基盤固化材のｐＨがアルカリ性であるため、エトリンガイトの生成能力が高く、緑化吹付け資材の成分として非常に好ましい。
【００５０】
また、硫酸カルシウムを利用することによって、カルシウムを補充できると共に、硫酸カルシウム自体にも固化能力があるため、固化反応を促進できる。
【００５１】
また、種子、土壌、水および上述のような緑化吹付け資材を混合した後、この混合物を地面上に散布し、散布地面を効果的に緑化することができるという、実効性に優れた植生基盤固化材として提供できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の植生基盤固化材を使用したガン吹付工法を概略的に説明するための模式概略図である。
【図２】図２（ａ）は、図１における吐出ノズルの側面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１…コンベヤ
2…モルタルガン機
3…発電機
４…コンプレッサ
５…ホース
１０…吐出ノズル
１１…混合部
１１ａ…中空部
１１ｂ…孔
１２…接続部
１２ａ…内周部
１３…吹付部
１４…動力噴霧器
１５…水槽
１６…エルボ
２０…法面
【図１】
0003608164.tif 000002
【図２】
0003608164.tif 000003