(57)【要約】【課題】  付着生物を有効に付着して人工魚礁に有効な水硬性硬化体とその製造方法を提供する。【解決手段】  水硬性硬化体１は石炭灰などの微粉体、セメントなどの硬化材、および海水／水の混合物を母材とした水和性硬化材１１に粉砕した貝殻、金属スラグ、クリンカーアッシュ（溶融スラグ）、廃棄磁気テープ、炭素繊維、木炭、廃棄漁網、シラス、廃ＦＲＰ船粉砕片等を骨材１２として含み、骨材の一部が母材の表面から突出されている。水硬性硬化体１を海中や水中に沈降させて魚介類の魚礁として構築すると、骨材１２による表面の突起により海水の小さな渦や対流域、ないし流速の変化は多彩な状態になり、小さな付着生物の卵や遊走子が基質に着底する確率が高くなり、好適な人工魚礁となる。【選択図】  図１
2006110727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭灰などの微粉体、セメントなどの硬化材、および海水／水の混合物を母材とした水和性硬化材に粉砕した貝殻、金属スラグ、クリンカーアッシュ（溶融スラグ）、廃棄磁気テープ、炭素繊維、木炭、廃棄漁網、シラス、廃ＦＲＰ船粉砕片等を骨材として含む水硬性硬化体であって、前記骨材の一部が前記母材の表面から突出されていることを特徴とする水硬性硬化体。
【請求項２】
前記骨材は前記母材の表面から0.1 〜20ｍｍ程度突出されていることを特徴とする請求項１に記載の水硬性硬化体。
【請求項３】
石炭灰などの微粉体、セメントなどの硬化材、および海水／水の混合物を母材とした水和性硬化材に粉砕した貝殻、金属スラグ、クリンカーアッシュ（溶融スラグ）、廃棄磁気テープ、炭素繊維、木炭、廃棄漁網、シラス、廃ＦＲＰ船粉砕片等を骨材として混練し、型枠に充填して硬化させ、母材がまだ十分に強度を発現しない状態で、表面を水ジェット、ブラシ等で洗浄し、前記水和性硬化材に混合した前記骨材の一部を露出させることを特徴とする水硬性硬化体の製造方法。
【請求項４】
石炭灰などの微粉体、セメントなどの硬化材、および海水／水の混合物を母材とした第１の水和性硬化材と、石炭灰などの微粉体、セメントなどの硬化材、および海水／水の混合物を母材とし粉砕した貝殻、金属スラグ、クリンカーアッシュ（溶融スラグ）、廃棄磁気テープ、炭素繊維、木炭、廃棄漁網、シラス、廃ＦＲＰ船粉砕片等を骨材として含む第２の水和性硬化材とをそれぞれ製造し、表面に前記第１の水和性硬化材が配設されるように前記各水和性硬化材を型枠に層状に充填して硬化させ、母材がまだ十分に強度を発現しない状態で、前記第２の水和性硬化材の表面を水ジェット、ブラシ等で洗浄し、前記第２の水和性硬化材に混合した前記骨材の一部を露出させることを特徴とする水硬性硬化体の製造方法。
【請求項５】
石炭灰などの微粉体、セメントなどの硬化材、および海水／水の混合物を母材とした第１の水和性硬化材を型枠に充填して硬化させ、石炭灰などの微粉体、セメントなどの硬化材、および海水／水の混合物を母材とし粉砕した貝殻、金属スラグ、クリンカーアッシュ（溶融スラグ）、廃棄磁気テープ、炭素繊維、木炭、廃棄漁網、シラス、廃ＦＲＰ船粉砕片等を骨材として含む第２の水和性硬化材を前記硬化した第１の水和性硬化材の表面に層状に塗布し、母材がまだ十分に強度を発現しない状態で、前記第２の水和性硬化材の表面を水ジェット、ブラシ等で洗浄し、当該第２の水和性硬化材に混合した前記骨材の一部を露出させることを特徴とする水硬性硬化体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水中や懐中に浸漬させて表面に付着生物を付着させ、これらを餌料とする魚介類を増殖させるための水硬性硬化体とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、魚礁や海岸構造物の表面に付着生物を付着させて、これらを餌料とする魚介類を積極的に増殖させる基質が望まれており、このような基質としてコンクリート等で水硬性硬化体（以下、単に硬化体と称する）を形成し、この硬化体を海中に浸漬してその表面に付着生物を付着させ、人工魚礁を構築することが提案されている。このような用途に用いることが可能な硬化体として、特許文献１では、石炭灰のような乾燥微粉体とを含む水硬性材料を混練し、海水／水を最適含水比の範囲内で添加して混練し、型枠に打設した後、電気抵抗値が低下するまで型枠を振動させて締め固めた硬化体が提案されている。また、特許文献２では、硬化体の機械的強度を高めるために、セメント等の水硬性物質組成物内に骨材として廃棄磁気テープを均質に分散させて硬化させた硬化体も提案されている。さらに、公知技術とされてはいないが、特許文献２の廃棄磁気テープの代わりに、硬化体の骨材として貝殻、金属スラグ、クリンカーアッシュ、炭素繊維等を混合する技術も提案されている。
【特許文献１】特許第３２０１９３４号公報
【特許文献２】特許第２６０７９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように公知ないし提案されている硬化体を海中や水中に浸漬することで、前述したように硬化体の表面に付着生物を付着させ、魚介類を増殖させるための人工魚礁を構築することが可能になる。しかしながら、従来の硬化体は母材に骨材を混練した上で型枠により型をとって成形する技術によって製造されたものであるため、製造工程で母材の中に骨材が埋没したまま固化するため、その表面のほぼ全面が母材であるセメント面となり、硬化体の表面は滑らかあるいは平坦なものとなっている。また、母材が普通コンクリートの場合は混練時に比重の小さい骨材は分離して均質な硬化体ができない。あるいは、廃棄磁気テープや炭素繊維等の繊維状の材料は、普通コンクリートに混練する時点で玉状になり、均質な材料とするのは困難であった。そのため、硬化体の表面に付着生物が付着し難い状態となり、短期間で有効な人工魚礁を構築するのには適さないという問題がある。
【０００４】
この問題に対しては硬化体の表面に微細な凹凸を形成することが好ましいことが考えられる。例えば、硬化体のセメントが硬化する前に表面をサンドブラスト等で処理して粗面化すればよい。しかしながら、本発明者の検討によれば、単に硬化体の表面に凹凸を設けるのみでは付着生物を有効に付着させることはできず、人工魚礁には必ずしも好適ではないことが判明している。
【０００５】
本発明の目的は、付着生物を有効に付着して人工魚礁に有効な水硬性硬化体とその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、石炭灰などの微粉体、セメントなどの硬化材、および海水／水の混合物を母材とした水和性硬化材に粉砕した貝殻、金属スラグ、クリンカーアッシュ（溶融スラグ）、廃棄磁気テープ、炭素繊維、木炭、廃棄漁網、シラス（主に南九州に多量に分布している火山灰や火砕流起源の堆積物の一種）、廃ＦＲＰ（繊維強化樹脂）船粉砕片等を骨材として含む水硬性硬化体であって、骨材の一部が母材の表面から突出されていることを特徴とする。骨材は前記母材の表面から0.1 〜20ｍｍ程度突出されていることが好ましい。
【０００７】
本発明の硬化体の第１の製造方法は、石炭灰などの微粉体、セメントなどの硬化材、および海水／水の混合物を母材とした水和性硬化材に粉砕した貝殻、金属スラグ、クリンカーアッシュ、廃棄磁気テープ、炭素繊維、木炭、廃棄漁網、シラス、廃ＦＲＰ船粉砕片等を骨材として混練し、型枠に充填して硬化させ、母材がまだ十分に強度を発現しない状態で、表面を水ジェット、ブラシ等で洗浄し、前記水和性硬化材に混合した前記骨材の一部を露出させることを特徴とする。
【０００８】
本発明の硬化体の第２の製造方法は、  石炭灰などの微粉体、セメントなどの硬化材、および海水／水の混合物を母材とした第１の水和性硬化材と、石炭灰などの微粉体、セメントなどの硬化材、および海水／水の混合物を母材とし粉砕した貝殻、金属スラグ、クリンカーアッシュ、廃棄磁気テープ、炭素繊維、木炭、廃棄漁網、シラス、廃ＦＲＰ船粉砕片等を骨材として含む第２の水和性硬化材とをそれぞれ製造し、表面に前記第１の水和性硬化材が配設されるように前記各水和性硬化材を型枠に層状に充填して硬化させ、母材がまだ十分に強度を発現しない状態で、前記第２の水和性硬化材の表面を水ジェット、ブラシ等で洗浄し、前記第２の水和性硬化材に混合した前記骨材の一部を露出させることを特徴とする。
【０００９】
本発明の硬化体の第３の製造方法は、石炭灰などの微粉体、セメントなどの硬化材、および海水／水の混合物を母材とした第１の水和性硬化材を型枠に充填して硬化させ、石炭灰などの微粉体、セメントなどの硬化材、および海水／水の混合物を母材とし粉砕した貝殻、金属スラグ、クリンカーアッシュ、廃棄磁気テープ、炭素繊維、木炭、廃棄漁網、シラス、廃ＦＲＰ船粉砕片等を骨材として含む第２の水和性硬化材を前記硬化した第１の水和性硬化材の表面に層状に塗布し、母材がまだ十分に強度を発現しない状態で、前記第２の水和性硬化材の表面を水ジェット、ブラシ等で洗浄し、当該第２の水和性硬化材に混合した前記骨材の一部を露出させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の硬化体を海中や水中に沈降させて魚介類の魚礁として構築すると、硬化体は表面に骨材による微小な突起が形成されているので、海中に沈められた硬化体では、硬化体表面を通過する海水は微小な突起によって小さな渦や滞留域を形成し、流速の遅い場所をつくる。特に、母材に混練した粉砕した貝殻、金属スラグ、クリンカーアッシュ（溶融スラグ）、廃棄磁気テープ、炭素繊維、木炭、廃棄漁網、シラス、廃ＦＲＰ船粉砕片等はそれぞれ複雑な形状をしているので、多数の微小な突起も形状や突出高さが不揃いであり、海水の小さな渦や対流域、ないし流速の変化は多彩な状態なものになる。そのため、このような局所的に流速の遅い場所で非常に小さな付着生物の卵や遊走子が基質に着底する確率が高くなる。また、海藻類や付着動物としては好ましい基質に着床できることになる。着床した付着生物は増殖し、魚介類の餌となるので、好適な人工魚礁の構築が可能になる。
【００１１】
特に、貝殻は付着生物やバクテリアの付着基質として優れている。金属スラグ、クリンカーアッシュ、石炭灰硬化体は鉄イオンを溶出するため、藻類の遊走子を誘引する。木炭はそれ自体が他孔質で、水中の懸濁物を吸着し水質を浄化すると同時に、微生物の生息、繁殖の場として適している。炭素繊維は水中の懸濁物やバクテリアを誘引し、増殖させる。これらの性質を持つ混合物を硬化体の表面に露出させることで、付着生物の増殖機能をさらに高めることが可能になる。
【００１２】
本発明の第１の製造方法では、これまでと同様な型枠による硬化体の製造を行う途中で、単に水ジェットやブラシ等での洗浄を行うのみで骨材の表面を露出させることができるので、製造が容易であり、特に好ましい寸法の微小突起を容易に製造することが可能である。また、第２及び第３の製造方法では、硬化体の表面にのみ骨材を含む水和性硬化材を形成しているので、硬化体の中心領域を占める水和性硬化材中には骨材を含ませる必要がなく、骨材を有効に利用することができる。特に、骨材を含ませることにより水和性硬化材のコストがた高くなるような場合に、当該水和性硬化材の使用量を低減し、硬化体のコストを抑える上で有効である。
【実施例１】
【００１３】
次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明の水硬性硬化体を説明するための概念図である。石炭灰などの微粉体、セメントなどの硬化材、海水／水の混合物を母材とした水和性硬化材に、粉砕した貝殻、金属スラグ、クリンカーアッシュ（溶融スラグ）、廃棄磁気テープ、炭素繊維、木炭、廃棄漁網、シラス（主に南九州に多量に分布している火山灰や火砕流起源の堆積物の一種）、廃ＦＲＰ（繊維強化樹脂）船粉砕片等を骨材として混練し、所要の形に硬化させたものである。前記骨材は母材中にほぼ均一に分散されており、しかも表面に沿って分散されている骨材はその一部が硬化体の表面から所要の寸法で露出されている。例えば、図１では骨材として粉砕した貝殻を用いた例を示しており、母材で構成される水和性硬化材１１で構成されている硬化体１の表面に、粉砕した貝殻１２の一部が露出された状態を示している。この骨材、すなわち粉砕した貝殻１２は母材１１の表面から0.1 〜20ｍｍ程度の高さで突出されている。
【００１４】
このような硬化体の第１の製造方法としては、図２にフローチャートを示すように、石炭灰などの微粉体、セメントなどの硬化材、海水／水の混合物を母材とした水和性硬化材を製造し（Ｓ１０１）、この水和性硬化材に粉砕した貝殻、金属スラグ、クリンカーアッシュ（溶融スラグ）、廃棄磁気テープ、炭素繊維、木炭、廃棄漁網、シラス、廃ＦＲＰ船粉砕片等を骨材として混練する（Ｓ１０２）。そして、この混練したものを型枠に充填して硬化するが（Ｓ１０３）、母材がまだ十分に強度を発現しない状態で型枠から取り出し、その表面を水ジェット、ブラシ等で洗浄する（Ｓ１０４）。この洗浄によって表面の母材が表面側から徐々に除去されるため、水和性硬化材中に混合されて表面近傍に分散されている骨材の一部が表面から露呈されることになる（Ｓ１０５）。この洗浄の条件を適正に管理することで、骨材の突出高さを0.1 〜20ｍｍ程度に管理することが可能である。例えば、本発明者の実験によれば、母材強度が0.1 〜0.5 Ｎ／ｍｍ2 程度になった状態で表面を水ジェット等で洗浄し骨材を露出させることが好ましい。
【００１５】
また、硬化体の第２の製造方法としては、図３にフローチャートを示すように、第１の製造方法と同じ母材により骨材を含まない水和性硬化材を製造し（Ｓ２０１）、これと並行して貝殻、金属スラグ、廃棄磁気テープ、炭素繊維、木炭、廃棄漁網、シラス、廃ＦＲＰ船粉砕片等の骨材を混練した水和性硬化材を製造し（Ｓ２０２）、その上でこれら骨材を含まない水和性硬化材と骨材を含む水和性硬化材とを型枠内に層状に充填して各層の材料を一体化する（Ｓ２０３）。この層状に形成する方法としては、例えば、型枠内に先に骨材を含む水和性硬化材を所定量だけ充填した後、その上から骨材を含まない水和性硬化材を充填させ、さらにその上から骨材を含む水和性硬化材を充填させる。これにより、上下の各表面に骨材を含む水和性硬化材の層が形成されることになる。
【００１６】
あるいは、型枠内に先に骨材を含む水和性硬化材を所定量だけ充填した後、この水和性硬化材の中心部にノズルをさし込み、このノズルを通して骨材を含まない水和性硬化材を所要の圧力を加えながら充填させる。これにより、骨材を含まない水和性硬化材は骨材を含む水和性硬化材の中心領域に充填され、結果として骨材を含まない水和性硬化材が中心領域を占め、その表面領域に骨材を含む水和性硬化材が層状に形成されることになる。
【００１７】
その上で、第１の製造方法と同様に、母材がまだ十分に強度を発現しない状態で型枠から取り出し、その表面を水ジェット、ブラシ等で洗浄する（Ｓ２０４）。この洗浄によって水和性硬化材中の上下面あるいは全面に分散されている骨材の一部が表面から露呈されることになる（Ｓ２０５）。
【００１８】
さらに、硬化体の第３の製造方法としては、図４にフローチャートを示すように、骨材を含まない水和性硬化材を金型に充填して主硬化体を所要の形状に成形し（Ｓ３０１）、この主硬化体の母材が硬化する前に骨材を含む水和性硬化材を主硬化体の表面に層状に塗布し、その状態で硬化させる（Ｓ３０２）。骨材は第１及び第２の製造方法と同じである。この塗布は主硬化体の表面の一部あるいは全面のいずれであってもよい。しかる上で、第１及び第２の製造方法と同様に、塗布した水和性硬化材の母材がまだ十分に強度を発現しない状態でその表面を水ジェット、ブラシ等で洗浄する（Ｓ３０３）。この洗浄によって水和性硬化材中の表面あるいは表面近傍に分散されている骨材の一部が表面から露呈されることになる（Ｓ３０４）。
【００１９】
なお、前記製造方法２，３では、硬化体の表面にのみ骨材を含む水和性硬化材を形成しているので、硬化体の中心領域を占める水和性硬化材中には骨材を含ませる必要がなく、骨材を有効に利用することができる。特に、骨材を含ませることにより水和性硬化材のコストがた高くなるような場合に、当該水和性硬化材の使用量を低減し、硬化体のコストを抑える上で有効である。
【００２０】
以上のように製造された硬化体１を海中や水中に沈降させて魚介類の魚礁として構築する。硬化体１は表面に粉砕した貝殻１２等の骨材からなる微小な突起が形成されているので、例えば海中に沈められた硬化体では、硬化体表面を通過する海水は微小な突起によって小さな渦や滞留域を形成し、流速の遅い場所をつくる。特に、母材に混練した粉砕した貝殻、金属スラグ、クリンカーアッシュ、廃棄磁気テープ、炭素繊維、木炭、廃棄漁網、シラス、廃ＦＲＰ船粉砕片等はそれぞれ複雑な形状をしているので、多数の微小な突起も形状や突出高さが不揃いであり、海水の小さな渦や対流域、ないし流速の変化は多彩な状態なものになる。そのため、このような局所的に流速の遅い場所で非常に小さな付着生物の卵や遊走子が基質に着底する確率が高くなる。また、海藻類や付着動物としては好ましい基質に着床できることになる。着床した付着生物は増殖し、魚介類の餌となる。
【００２１】
ここで、硬化体の表面に露呈されている微小な突起を構成している貝殻は、付着生物やバクテリアの付着基質として優れている。金属スラグ、クリンカーアッシュ、石炭灰硬化体は鉄イオンを溶出するため、藻類の遊走子を誘引する。木炭はそれ自体が他孔質で、水中の懸濁物を吸着し水質を浄化すると同時に、微生物の生息、繁殖の場として適している。炭素繊維は水中の懸濁物やバクテリアを誘引し、増殖させる。これらの性質を持つ混合物を硬化体の表面に露出させることで、付着生物の増殖機能をさらに高めることが可能になる。
【００２２】
また、一方で、本発明の硬化体は、石炭灰、貝殻、廃棄磁気テープ、金属スラグ、クリンカーアッシュ（溶融スラグ）、廃ＦＲＰ船粉砕片などの産業副産物を有効利用することで、経済的な面からも好ましいものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の水硬性硬化体の概念図である。
【図２】第１の製造方法のフローチャートである。
【図３】第２の製造方法のフローチャートである。
【図４】第３の製造方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
１  水硬性硬化体
１１  水和性硬化材（母材）
１２  粉砕した貝殻（骨材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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