(57)【要約】【課題】  防草効果が長期間継続し、施工が簡便でかつ材料の調達が容易であり、施工後に人や車両の交通によって防草効果が損なわれることがなく、環境に影響を及ぼす程度の低い製鋼スラグを用いた防草材料及びこれを用いた施工方法を提供する。【解決手段】  最大粒度が１００ｍｍ以下となる粒度に、望ましくは、下層路盤材に使用されるクラッシャラン相当の粒度に、調整した製鋼スラグからなる防草に使用するための防草材料であり、さらに防草材料を路盤などの防草を必要とする区画に敷設する施工方法として、防草対象となる区画に植生する雑草を根より除去した後に、上記の製鋼スラグからなる防草材料をその区画の土壌面を形成する防草材料の最大粒度以上で、かつ粒度の土壌が露出しない厚みを最小の施工層厚としてその区画に敷設することからなる防草材料の施工方法である。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
最大粒度が１００ｍｍ以下となる粒度に調整して形成した製鋼スラグからなることを特徴とする土壌面の防草に敷設するための防草材料。
【請求項２】
請求項１に記載の防草材料を土壌面の防草を必要とする区画に敷設する施工方法であって、防草対象となる区画に植生する雑草を根より除去した後に、請求項１に記載の製鋼スラグからなる防草材料を、該区画の土壌面を形成する防草材料の最大粒度以上の粒度の土壌が露出しない最小の厚みとして、防草材料を該区画に敷設することを特徴とする防草材料の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊休地、線路や道路の路肩、工場内の建屋横の空き地など、景観に対する要求は低いが、長期間雑草の繁茂を抑制することが望まれる場所に対し、３０ｍｍ以上の厚さで敷設することで雑草の生育を長期的に抑制して防除するための、製鋼スラグを用いた防草材に関する。
【背景技術】
【０００２】
雑草の防除技術としては、除草剤や植物生育抑制剤などの化学合成物質や、刈り取りによる防除、あるいは防草シートの敷設が主流である。しかし、除草剤や植物生育抑制剤などの薬剤散布は環境に影響を及ぼす恐れがある上、効果期間が短く、刈り取りによる防除とともに毎年の除草対策が必要となり、継続的に多大な防草費用が必要となる。また、対象区画にシートを敷設することで、雑草の繁茂を防止する、防草シートによる雑草防除は、効果の継続する期間は長いものの、敷設のための施工費用が高く、また防草シートの劣化や破損により効果が低減する。
【０００３】
その他の防草対策として、自然土や真砂土にセメントなどの無機固化物を添加し、対象路面に透水性を有する固化層を形成し、雑草の発芽を防ぐ方法（例えば、特許文献１、２参照）や、貝殻粉粒体のセメント固化層（例えば、特許文献３参照）や、火山灰と塩の混合物層の敷設により雑草の繁茂を防除する方法（例えば、特許文献４参照）など、景観及び環境に配慮した防草方法も多数考え出されている。
【０００４】
しかし、透水性を担保した状態でのセメント固化層は強度に不安があり、歩行あるいは車両の運行によりその固化層が破損する可能性があるほか、火山灰や貝殻粉粒体などの固化層は、原料の産地が局所的であるため、施工可能な地域が限定され、広範囲にわたる使用が困難である。
【０００５】
遊休地のように、将来の用途及びその適用期日が不明であるが、一時的に防草対策が必要な用地であったり、線路や道路の路肩、工場内の建屋横の空き地など、日常業務において管理業務に携わる特定の人あるいは車両の通行が想定される場所での防草対策としては、景観に配慮する必要は低く、安価で防草効果が長期間継続し、環境影響の低い防草材料が望ましく、かつ、人あるいは車両の通行によって防草効果が損なわれない強度を有すること、施工の簡便性、材料調達の容易さが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１８６４０１号公報
【特許文献２】特開２００２−１９４７０９号公報
【特許文献３】特許第３３３８０１６号公報
【特許文献４】特許第３４７７３９１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】財団法人先端建設技術センター発行「建設汚泥リサイクル指針」、Ｐ．５９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、防草効果が長期間継続し、施工が簡便でかつ材料の調達が容易であり、施工後に人や車両の通行によって防草効果が損なわれることがなく、環境影響の低い製鋼スラグを用いた防草材料及びこれを用いた施工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上上記の課題を解決するための、本発明の第１の手段は、最大粒度が１００ｍｍ以下となるように粒度を調整して形成した製鋼スラグからなることを特徴とする土壌面の防草に敷設するための防草材料である。
【００１０】
本発明の第２の手段は、第１の手段の防草材料を土壌面の防草を必要とする区画に敷設する施工方法であって、防草対象となる区画に植生する雑草を根より除去した後に、第１の手段に記載の製鋼スラグからなる防草材料を、その区画の土壌面を形成する防草材料の最大粒度以上で、かつ粒度の土壌が露出しない厚みを最小の施工層厚として、その区画に敷設することを特徴とする防草材料の施工方法である。
【００１１】
ここで、製鋼スラグが防草効果を発揮するメカニズムを概説する。製鋼スラグは、酸化カルシウムであるＣａＯを主成分としているため、雨水などと接触した場合に、表流水及び浸出水がｐＨ１０〜１１のアルカリ性を示す。一般にアルカリ性土壌は植物の根系の水分吸収や、養分吸収に多大な影響を与え、植物の生長を阻害することが知られており、雑草の種子がスラグを敷設した区画面上に飛来した場合でも、発芽後の生育を阻害し、雑草の定着を阻害する。
【００１２】
一方、製鋼スラグ中のカルシウムは、２ＣａＯ・ＳｉＯ2や３ＣａＯ・ＳｉＯ2などのカルシウムシリケートや、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3や１２ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3などのカルシウムアルミネートや、２ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2などの鉱物層の形態で存在する。製鋼スラグの表流水及び浸出水はアルカリ性を示すが、製鋼スラグは古くより路盤材や土木用材料として天然砕石の代替品として利用されてきた物質であり、極めて難溶性である。このため製鋼スラグからのカルシウムイオンの溶出は、石灰単体などに比べて極めて緩やかに進行し、アルカリ性が長期間継続するために、製鋼スラグの防草効果は長期間継続する。
【００１３】
ここで、本発明で用いる製鋼スラグについて説明する。鉄鋼の生産の際に、同時に生成される金属酸化物などの非金属製の滓を、総じて「鉄鋼スラグ」という。この鉄鋼スラグは高炉で銑鉄を製造する際に副生成する「高炉スラグ」と、溶銑や、スクラップなどを精錬して、鋼を製造する際に同時に生成する「製鋼スラグ」とに分類される。この製鋼スラグは精錬炉の種類によって転炉系スラグ、電気炉系スラグに分類される。さらに、この製鋼スラグの成分について説明すると、製鋼スラグは、製鋼工程で鋼を精錬するため、石灰やシリカや、酸化アルミ系の造滓材と呼ばれる副原料が、この製鋼工程で投入され、これらの非金属成分と溶鋼が酸化して生成された、酸化鉄などの金属酸化物が製鋼スラグの主成分となっている。すなわち、製鋼スラグの成分は、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3や、ＳｉＯ2及び金属酸化物であるが、その比率は製造する鋼種の特性に応じた精錬方法によって様々である。このようにして得られた製鋼スラグは金属酸化物を含有するために、高比重でかつ高強度である。この製鋼スラグを緩冷凝固によって鉱物状に凝固させた後、破砕および粒度調整を行って、道路の路盤材やアスファルト骨材などの道路用材料や、埋め戻し材や、基礎工事用など土木用材料などのリサイクル材料として、古くより有効利用されている、環境に及ぼす影響の少ないリサイクル資材である。
【００１４】
さらに、環境への影響に関しても、道路の路盤材用途に供される「鉄鋼スラグ混入路盤材」はグリーン購入法の「特定調達品目」として指定されている他に、従来より陸域の使用に際しては土壌環境基準で、海域及び埋立地での利用に際しては、海洋汚染防止法による水底土砂基準で、それぞれ環境に対する安全性が評価されている物質である。
【００１５】
また、製鋼スラグは高比重かつ保水力の低い物質であるため、路盤材などとして敷設した晴天時の敷設上面は乾燥状態にあり、植物の生育に必要な水分を保水しない。特に、４２５μｍ以下の微粉分の少ない、下層路盤材相当の粒度に調整することで、粒子間の目詰まりを防止し、水はけの良い防草層を形成することができる。一方で、土壌にはアルカリ性の原因であるカルシウムイオンの吸着能があるため、有機質土や火山灰質粘性土や粘性土などの土壌で３０ｃｍ、シルトで５０ｃｍ以上の厚さの土壌を介することで、アルカリの影響は除去される（例えば、非特許文献１参照。）。このため路盤材としての敷設面下に植樹した植物への影響は無い。さらに、施工の容易さ及び施工後の支持力に関しては、従来の用途が道路用あるいは土木用を主としているため、本発明の手段では、繁茂している雑草を根より除去した後に、最大粒度が１００ｍｍ以下となるように粒度を調整した製鋼スラグを土壌面上に均一に敷設するだけで良く、施工は簡易である。しかも、施工後は、仮設道路、駐車場、広場、資材置場などとして使用可能な支持力が得られる。また、製鋼スラグは、全国に広く分布する鉄鋼各社より産出されるため、調達も容易で安定した供給が可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の手段の防草材料は、製鋼スラグからなるので極めて難溶性である。このため、スラグからのカルシウムイオンの溶出は、極めて緩やかに進行し、アルカリ性が長期間継続するため、製鋼スラグからなる防草材料の防草効果は長期間継続する。しかも、製鋼スラグからなる防草材料は環境に及ぼす影響の少ないリサイクル資材である。さらに本発明の手段の防草材料の施工方法では、繁茂している雑草を根より除去した後に、１００ｍｍ以下の粒度に調整した製鋼スラグを必要とする土壌面に均一にかつその土壌面を覆う程度の厚さに敷設するだけで良く、施工方法は極めて簡易である。しかも、施工後には、仮設道路や、駐車場や、広場や、資材置場などとして使用可能な支持力を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施するための形態について、以下に順を追って説明する。
１．製鋼スラグの防草効果について
表１に、真砂土に粒度を５ｍｍ以下に調整した製鋼スラグを、質量％で、０％、１０％、３０％、５０％、１００％配合して形成した土壌における植物の育成試験の結果を示す。上記した質量％からなる製鋼スラグを配合した土壌をそれぞれ育苗用のビニールポットに入れ、トールフェイク及びホワイトクローバーの種子を２０粒づつ播種した。ビニールポットは室内に設置し、必要に応じて灌水した。表１は、生育１１日目における発芽率、草高及び根長を測定した結果を示す。
【００１８】
【表１】
2011177129.tif 000002
製鋼スラグを用いた防草材の発芽及びその生育状況を示す。
【００１９】
製鋼スラグの配合率が０％、１０％、３０％の範囲では、草高、根長共に大差が無く、植物の生育へ阻害は観察されない。しかし製鋼スラグの配合率が５０％では、トールフェイクの草高が製鋼スラグの配合率０％の８割程度と短くなり、製鋼スラグ１００％では、トールフェイク、ホワイトクローバー共に、６割程度まで成長が抑制されている。さらに地下部の根長の成長抑制は地上部より著しく、スラグ配合率５０％で５割程度、スラグ配合率１００％で３割程度と、製鋼スラグを配合することにより、特に根の育成が阻害されていることがわかる。発芽率は製鋼スラグ１００％で若干下がるものの、配合率に依存せず高い値を示している。しかし、製鋼スラグ５０％以上の土壌では、根系の伸長が著しく阻害されることから、植生の定着は困難であると考えられ、製鋼スラグ５０％以上あるいは製鋼スラグ１００％の配合率として防草敷設を実施することで、防草効果が得られるものと考えられる。
【００２０】
２． 防草効果の持続性について
表２に、表１で用いた製鋼スラグ配合土のｐＨを測定した結果を示す。製鋼スラグ配合率の増加に伴いｐＨが上昇している。防草効果の高い製鋼スラグの配合率５０％で、ｐＨ９．２であることから、ｐＨ９以上で高い防草効果が得られるものと考えられる。
【００２１】
【表２】
2011177129.tif 000003
製鋼スラグ配合土の製鋼スラグ配合率とｐＨを示す。
【００２２】
表３に、駐車場や仮設道路などの露天下の区画に敷設した製鋼スラグの一定の敷設期間後のｐＨの変化を示す。ここで、敷設された製鋼スラグの粒度は下層路盤材用の道路用鉄鋼スラグ規格のＣＳ−３０相当の０〜３０ｍｍである。表３によると、経年変化によりアルカリ性は減衰するものの、敷設５年後であってもｐＨ９．２と防草効果を発揮しうるアルカリ性は維持されており、長期的に製鋼スラグの防草効果が継続することがわかる。
【００２３】
【表３】
2011177129.tif 000004
製鋼スラグのｐＨの経年変化を示す。
【００２４】
３．定着植物への影響について
セメント改良土からの表流水及び浸出水はアルカリ性を呈するが、土中を通過する過程において、細粒土の陽イオン交換による吸着作用や土壌有機物の中和作用などにより中和されることが知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
【００２５】
一方、製鋼スラグからの表流水及び浸出水がアルカリ性を呈する原因も、上記のセメント改良土と同様にカルシウムイオンに起因するため、セメント改良土と同じく土壌の吸着能により中和される。中和に要する土壌の標準の厚さは、火山灰質粘性土（ローム層）、粘性土、有機質土、黒ぼくなどで３０ｃｍ以上とされている。製鋼スラグの防草作用は、アルカリ性による植物の根系の水分、養分吸収の阻害であるため、既に定植しており、根の伸張がこれを上回る植生に対しては、防草効果を発揮しない。
【００２６】
表４に、真砂土に下層路盤材用の道路用鉄鋼スラグ規格のＣＳ−３０相当の０〜３０ｍｍ粒度に調整した製鋼スラグを０％、２０％、３０％、４０％、５０％の各配合率で配合した土壌にイブキ及びネズミモチの苗木を植樹し、２４ヶ月後の植樹の生育状態を調査した結果を示す。植樹の周囲には、防草対策として厚さ１０ｃｍの製鋼スラグを敷設している。イブキ及びネズミモチは上記の製鋼スラグを０％、２０％、３０％、４０％、５０％の各配合率で配合した土でも枯死せず、その植樹の高さから、いずれも遜色の無い生育状態にあることがわかる。以上より、製鋼スラグのアルカリ性に起因する防草効果は、地下部に根を伸長する植樹の育成を阻害せず、製鋼スラグ配合土に植樹を行った場合でも植樹は定着することがわかる。
【００２７】
【表４】
2011177129.tif 000005
植生への影響調査の結果を示す。
【００２８】
４．防草効果の確認について
製鋼スラグの防草効果を表５に示す。真砂土に製鋼スラグを０％、２０％、３０％、４０％、５０％配合した土壌及び製鋼スラグ１００％を敷設し、２４ヶ月後の雑草の飛来種の植生数を調査した。ここで、製鋼スラグの粒度は、下層路盤材用の道路用鉄鋼スラグの粒度規格であるＣＳ−３０に相当する３０ｍｍ以下とした。
【００２９】
【表５】
2011177129.tif 000006
製鋼スラグによる雑草の防草効果を示す。
【００３０】
製鋼スラグの配合率が０％の真砂土は６４個／ｍ2と多数の雑草が繁茂していたのに対し、スラグを２０％、３０％、４０％、５０％配合した真砂土では、敷設区画の境界線上に数個定着していたのみである。一方、製鋼スラグ１００％の敷設区画では雑草の定着は確認されなかった。したがって、防草対策としては、製鋼スラグ１００％の敷設が望ましいが、製鋼スラグを２０％、３０％、４０％、５０％の配合率で混合した真砂土であっても、防草効果が得られたことから、風雨などにより製鋼スラグ上に自然土が飛来した場合や、落ち葉などの腐植により有機物土が形成された場合でも、一定の防草効果が期待できると考えられる。
【００３１】
上記の１．〜４．についての結果より、製鋼スラグの防草効果は、製鋼スラグの表流水及び浸出水がアルカリ性を呈するため、植物の根系の水分吸収、養分吸収を阻害し、発芽時期、根系の伸長時期にある植物の定着を防止するものであり、製鋼スラグを敷設面の地下に定植した苗木あるいは定着済みの植物に対しては、土壌のアルカリ吸着および中和作用により、その育成を阻害しないことがわかる。
【００３２】
５．製鋼スラグの粒度特性について
次に、製鋼スラグを用いた防草材の最適な粒度に関して、以下にまとめる。
製鋼スラグの粒度は冷却凝固工程により異なるが、凝固後の粒度は概ね０〜数１０ｃｍの大きさで、凹凸の多い形状をしているため、大塊であっても表流水及び浸出水がアルカリ性を呈するのに十分な表面積を有している。このため、防草効果に関しては、粒度によらず効果が期待できる。しかし、敷設後の表面の平坦性や、敷設作業の容易さ、敷設後の人あるいは車両が通行する際の路盤層としての支持力などを鑑みると、上層路盤材あるいは下層路盤材に使用されるクラッシャラン相当の粒度であることが望ましい。
【００３３】
また、植物の定着や生育を阻害する要因として、乾燥状態にあることが挙げられる。このため、防草用製鋼スラグの粒度に関しても水はけを考慮する必要がある。粒子間の目詰まりを防止するためには、４２５μｍ以下の微粒子は少ないことが望ましい。上層路盤材の粒度規格である、Ｍ−４０、Ｍ−３０、Ｍ−２５や、上層路盤材用の道路用鉄鋼スラグの規格であるＭＳ−２５は、締め固めの良い密な層を構築するため、いずれも４２５μｍの篩目を通過する量が、質量％で、１０〜３０％であることが定められており、下層路盤材に比べて微粉分の多い粒度構成となっている。しかし、本発明では、粒子が密になる密度では水はけが悪いので、上層路盤材の規格粒度に基づき４２５μｍのふるいを通過する質量が１０％以下とする。このため、防草用途に用いる製鋼スラグの粒度は、下層路盤材用の道路用鉄鋼スラグの粒度規格である、ＣＳ−４０、ＣＳ−３０、ＣＳ−２０相当粒度であることが望ましいと考えられる。
【００３４】
製鋼スラグの敷設厚みに関して、以下にのべる。本発明の粒度範囲は、防草用途及び施工用地の用途を鑑み、仮設道路や整地に用いる土工用製鋼スラグ砕石粒度及び道路用鉄鋼スラグ粒度を対象とした最大粒度が１００ｍｍ以下となる粒度としており、施工する製鋼スラグの粒度によって、必要となる敷設厚みは異なる。本発明の用途上、最も多用されると考えられる下層路盤材用の道路用鉄鋼スラグの粒度規格である、ＣＳ−３０の０〜３０ｍｍの連続粒度の場合、土壌表層が露出しない均一な層を形成するためには、最大粒度に相当する３０ｍｍ以上の厚みが必要である。即ち、製鋼スラグの粒度が連続粒度である場合には、覆う土壌の最大粒度の粒径を最小値とする厚みであることが望ましく、製鋼スラグの粒度が単粒度やギャップ粒度からなる場合は、覆う土壌の最大粒度の１．５倍程度の厚みが必要である。更に、防草対策を施した用地を、工事用関係車両や資材運搬車両などが走行する表層を設けない道路である仮設道路や、表層を設けない駐車場、広場、資材置場などに利用する際には、用途に応じた支持力及び人あるいは車両の通行、風や雨水による粒子の移動及び飛散に対応しうる敷設厚みが必要であり、下層路盤材相当粒度の場合は５０〜１００ｍｍ程度の厚みにて施工する必要がある。
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月22日(2011.3.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊休地、線路や道路の路肩、工場内の建屋横の空き地など、景観に対する要求は低いが、長期間雑草の繁茂を抑制することが望まれる場所に対し、３０ｍｍ以上の厚さで敷設することで雑草の生育を長期的に抑制して防除するための、製鋼スラグを用いた防草材の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
雑草の防除技術としては、除草剤や植物生育抑制剤などの化学合成物質や、刈り取りによる防除、あるいは防草シートの敷設が主流である。しかし、除草剤や植物生育抑制剤などの薬剤散布は環境に影響を及ぼす恐れがある上、効果期間が短く、刈り取りによる防除とともに毎年の除草対策が必要となり、継続的に多大な防草費用が必要となる。また、対象区画にシートを敷設することで、雑草の繁茂を防止する、防草シートによる雑草防除は、効果の継続する期間は長いものの、敷設のための施工費用が高く、また防草シートの劣化や破損により効果が低減する。
【０００３】
その他の防草対策として、自然土や真砂土にセメントなどの無機固化物を添加し、対象路面に透水性を有する固化層を形成し、雑草の発芽を防ぐ方法（例えば、特許文献１、２参照）や、貝殻粉粒体のセメント固化層（例えば、特許文献３参照）や、火山灰と塩の混合物層の敷設により雑草の繁茂を防除する方法（例えば、特許文献４参照）など、景観及び環境に配慮した防草方法も多数考え出されている。
【０００４】
しかし、透水性を担保した状態でのセメント固化層は強度に不安があり、歩行あるいは車両の運行によりその固化層が破損する可能性があるほか、火山灰や貝殻粉粒体などの固化層は、原料の産地が局所的であるため、施工可能な地域が限定され、広範囲にわたる使用が困難である。
【０００５】
遊休地のように、将来の用途及びその適用期日が不明であるが、一時的に防草対策が必要な用地であったり、線路や道路の路肩、工場内の建屋横の空き地など、日常業務において管理業務に携わる特定の人あるいは車両の通行が想定される場所での防草対策としては、景観に配慮する必要は低く、安価で防草効果が長期間継続し、環境影響の低い防草材料が望ましく、かつ、人あるいは車両の通行によって防草効果が損なわれない強度を有すること、施工の簡便性、材料調達の容易さが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１８６４０１号公報
【特許文献２】特開２００２−１９４７０９号公報
【特許文献３】特許第３３３８０１６号公報
【特許文献４】特許第３４７７３９１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】財団法人先端建設技術センター発行「建設汚泥リサイクル指針」、Ｐ．５９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、防草効果が長期間継続し、施工が簡便でかつ材料の調達が容易であり、施工後に人や車両の通行によって防草効果が損なわれることがなく、環境影響の低い製鋼スラグを用いた防草材料を用いた施工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための、本発明の第１の手段は、防草材料を土壌面の防草を必要とする区画に敷設する施工方法であって、防草対象となる区画に植生する雑草を根より除去した後に、最大粒度が１００ｍｍ以下となるように粒度を調整して形成した製鋼スラグからなる防草材料を、上記の区画の土壌面を形成する防草材料の最大粒度以上の粒度の土壌が露出しない最小の厚みとして、上記の区画に敷設することを特徴とする防草材料の施工方法である。
【００１０】
ここで、製鋼スラグが防草効果を発揮するメカニズムを概説する。製鋼スラグは、酸化カルシウムであるＣａＯを主成分としているため、雨水などと接触した場合に、表流水及び浸出水がｐＨ１０〜１１のアルカリ性を示す。一般にアルカリ性土壌は植物の根系の水分吸収や、養分吸収に多大な影響を与え、植物の生長を阻害することが知られており、雑草の種子がスラグを敷設した区画面上に飛来した場合でも、発芽後の生育を阻害し、雑草の定着を阻害する。
【００１１】
一方、製鋼スラグ中のカルシウムは、２ＣａＯ・ＳｉＯ2や３ＣａＯ・ＳｉＯ2などのカルシウムシリケートや、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3や１２ＣａＯ・７Ａｌ2Ｏ3などのカルシウムアルミネートや、２ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2などの鉱物層の形態で存在する。製鋼スラグの表流水及び浸出水はアルカリ性を示すが、製鋼スラグは古くより路盤材や土木用材料として天然砕石の代替品として利用されてきた物質であり、極めて難溶性である。このため製鋼スラグからのカルシウムイオンの溶出は、石灰単体などに比べて極めて緩やかに進行し、アルカリ性が長期間継続するために、製鋼スラグの防草効果は長期間継続する。
【００１２】
ここで、本発明で用いる製鋼スラグについて説明する。鉄鋼の生産の際に、同時に生成される金属酸化物などの非金属製の滓を、総じて「鉄鋼スラグ」という。この鉄鋼スラグは高炉で銑鉄を製造する際に副生成する「高炉スラグ」と、溶銑や、スクラップなどを精錬して、鋼を製造する際に同時に生成する「製鋼スラグ」とに分類される。この製鋼スラグは精錬炉の種類によって転炉系スラグ、電気炉系スラグに分類される。さらに、この製鋼スラグの成分について説明すると、製鋼スラグは、製鋼工程で鋼を精錬するため、石灰やシリカや、酸化アルミ系の造滓材と呼ばれる副原料が、この製鋼工程で投入され、これらの非金属成分と溶鋼が酸化して生成された、酸化鉄などの金属酸化物が製鋼スラグの主成分となっている。すなわち、製鋼スラグの成分は、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3や、ＳｉＯ2及び金属酸化物であるが、その比率は製造する鋼種の特性に応じた精錬方法によって様々である。このようにして得られた製鋼スラグは金属酸化物を含有するために、高比重でかつ高強度である。この製鋼スラグを緩冷凝固によって鉱物状に凝固させた後、破砕および粒度調整を行って、道路の路盤材やアスファルト骨材などの道路用材料や、埋め戻し材や、基礎工事用など土木用材料などのリサイクル材料として、古くより有効利用されている、環境に及ぼす影響の少ないリサイクル資材である。
【００１３】
さらに、環境への影響に関しても、道路の路盤材用途に供される「鉄鋼スラグ混入路盤材」はグリーン購入法の「特定調達品目」として指定されている他に、従来より陸域の使用に際しては土壌環境基準で、海域及び埋立地での利用に際しては、海洋汚染防止法による水底土砂基準で、それぞれ環境に対する安全性が評価されている物質である。
【００１４】
また、製鋼スラグは高比重かつ保水力の低い物質であるため、路盤材などとして敷設した晴天時の敷設上面は乾燥状態にあり、植物の生育に必要な水分を保水しない。特に、４２５μｍ以下の微粉分の少ない、下層路盤材相当の粒度に調整することで、粒子間の目詰まりを防止し、水はけの良い防草層を形成することができる。一方で、土壌にはアルカリ性の原因であるカルシウムイオンの吸着能があるため、有機質土や火山灰質粘性土や粘性土などの土壌で３０ｃｍ、シルトで５０ｃｍ以上の厚さの土壌を介することで、アルカリの影響は除去される（例えば、非特許文献１参照。）。このため路盤材としての敷設面下に植樹した植物への影響は無い。さらに、施工の容易さ及び施工後の支持力に関しては、従来の用途が道路用あるいは土木用を主としているため、本発明の手段では、繁茂している雑草を根より除去した後に、最大粒度が１００ｍｍ以下となるように粒度を調整した製鋼スラグを土壌面上に均一に敷設するだけで良く、施工は簡易である。しかも、施工後は、仮設道路、駐車場、広場、資材置場などとして使用可能な支持力が得られる。また、製鋼スラグは、全国に広く分布する鉄鋼各社より産出されるため、調達も容易で安定した供給が可能である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の手段の施工方法に使用する防草材料は、製鋼スラグからなるので極めて難溶性である。このため、スラグからのカルシウムイオンの溶出は、極めて緩やかに進行し、アルカリ性が長期間継続するため、製鋼スラグからなる防草材料の防草効果は長期間継続する。しかも、製鋼スラグからなる防草材料は環境に及ぼす影響の少ないリサイクル資材である。したがって、本発明の手段の防草材料の施工方法では、繁茂している雑草を根より除去した後に、１００ｍｍ以下の粒度に調整した製鋼スラグを必要とする土壌面に均一にかつその土壌面を覆う程度の厚さに敷設するだけで良く、施工方法は極めて簡易である。しかも、施工後には、仮設道路や、駐車場や、広場や、資材置場などとして使用可能な支持力を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための形態について、以下に順を追って説明する。
１．製鋼スラグの防草効果について
表１に、真砂土に粒度を５ｍｍ以下に調整した製鋼スラグを、質量％で、０％、１０％、３０％、５０％、１００％配合して形成した土壌における植物の育成試験の結果を示す。上記した質量％からなる製鋼スラグを配合した土壌をそれぞれ育苗用のビニールポットに入れ、トールフェスク及びホワイトクローバーの種子を２０粒づつ播種した。ビニールポットは室内に設置し、必要に応じて灌水した。表１は、生育１１日目における発芽率、草高及び根長を測定した結果を示す。
【００１７】
【表１】
2011177129.tif 000007
製鋼スラグを用いた防草材料の発芽及びその生育状況を示す。
【００１８】
製鋼スラグの配合率が０％、１０％、３０％の範囲では、草高、根長共に大差が無く、植物の生育へ阻害は観察されない。しかし製鋼スラグの配合率が５０％では、トールフェスクの草高が製鋼スラグの配合率０％の８割程度と短くなり、製鋼スラグ１００％では、トールフェスク、ホワイトクローバー共に、６割程度まで成長が抑制されている。さらに地下部の根長の成長抑制は地上部より著しく、スラグ配合率５０％で５割程度、スラグ配合率１００％で３割程度と、製鋼スラグを配合することにより、特に根の育成が阻害されていることがわかる。発芽率は製鋼スラグ１００％で若干下がるものの、配合率に依存せず高い値を示している。しかし、製鋼スラグ５０％以上の土壌では、根系の伸長が著しく阻害されることから、植生の定着は困難であると考えられ、製鋼スラグ５０％以上あるいは製鋼スラグ１００％の配合率として防草敷設を実施することで、防草効果が得られるものと考えられる。
【００１９】
２． 防草効果の持続性について
表２に、表１で用いた製鋼スラグ配合土のｐＨを測定した結果を示す。製鋼スラグ配合率の増加に伴いｐＨが上昇している。防草効果の高い製鋼スラグの配合率５０％で、ｐＨ９．２であることから、ｐＨ９以上で高い防草効果が得られるものと考えられる。
【００２０】
【表２】
2011177129.tif 000008
製鋼スラグ配合土の製鋼スラグ配合率とｐＨを示す。
【００２１】
表３に、駐車場や仮設道路などの露天下の区画に敷設した製鋼スラグの一定の敷設期間後のｐＨの変化を示す。ここで、敷設された製鋼スラグの粒度は下層路盤材用の道路用鉄鋼スラグ規格のＣＳ−３０相当の０〜３０ｍｍである。表３によると、経年変化によりアルカリ性は減衰するものの、敷設５年後であってもｐＨ９．２と防草効果を発揮しうるアルカリ性は維持されており、長期的に製鋼スラグの防草効果が継続することがわかる。
【００２２】
【表３】
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製鋼スラグのｐＨの経年変化を示す。
【００２３】
３．定着植物への影響について
セメント改良土からの表流水及び浸出水はアルカリ性を呈するが、土中を通過する過程において、細粒土の陽イオン交換による吸着作用や土壌有機物の中和作用などにより中和されることが知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
【００２４】
一方、製鋼スラグからの表流水及び浸出水がアルカリ性を呈する原因も、上記のセメント改良土と同様にカルシウムイオンに起因するため、セメント改良土と同じく土壌の吸着能により中和される。中和に要する土壌の標準の厚さは、火山灰質粘性土（ローム層）、粘性土、有機質土、黒ぼくなどで３０ｃｍ以上とされている。製鋼スラグの防草作用は、アルカリ性による植物の根系の水分、養分吸収の阻害であるため、既に定植しており、根の伸張がこれを上回る植生に対しては、防草効果を発揮しない。
【００２５】
表４に、真砂土に下層路盤材用の道路用鉄鋼スラグ規格のＣＳ−３０相当の０〜３０ｍｍ粒度に調整した製鋼スラグを０％、２０％、３０％、４０％、５０％の各配合率で配合した土壌にイブキ及びネズミモチの苗木を植樹し、２４ヶ月後の植樹の生育状態を調査した結果を示す。植樹の周囲には、防草対策として厚さ１０ｃｍの製鋼スラグを敷設している。イブキ及びネズミモチは上記の製鋼スラグを０％、２０％、３０％、４０％、５０％の各配合率で配合した土でも枯死せず、その植樹の高さから、いずれも遜色の無い生育状態にあることがわかる。以上より、製鋼スラグのアルカリ性に起因する防草効果は、地下部に根を伸長する植樹の育成を阻害せず、製鋼スラグ配合土に植樹を行った場合でも植樹は定着することがわかる。
【００２６】
【表４】
2011177129.tif 000010
植生への影響調査の結果を示す。
【００２７】
４．防草効果の確認について
製鋼スラグの防草効果を表５に示す。真砂土に製鋼スラグを０％、２０％、３０％、４０％、５０％配合した土壌及び製鋼スラグ１００％を敷設し、２４ヶ月後の雑草の飛来種の植生数を調査した。ここで、製鋼スラグの粒度は、下層路盤材用の道路用鉄鋼スラグの粒度規格であるＣＳ−３０に相当する３０ｍｍ以下とした。
【００２８】
【表５】
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製鋼スラグによる雑草の防草効果を示す。
【００２９】
製鋼スラグの配合率が０％の真砂土は６４個／ｍ2と多数の雑草が繁茂していたのに対し、スラグを２０％、３０％、４０％、５０％配合した真砂土では、敷設区画の境界線上に数個定着していたのみである。一方、製鋼スラグ１００％の敷設区画では雑草の定着は確認されなかった。したがって、防草対策としては、製鋼スラグ１００％の敷設が望ましいが、製鋼スラグを２０％、３０％、４０％、５０％の配合率で混合した真砂土であっても、防草効果が得られたことから、風雨などにより製鋼スラグ上に自然土が飛来した場合や、落ち葉などの腐植により有機物土が形成された場合でも、一定の防草効果が期待できると考えられる。
【００３０】
上記の１．〜４．についての結果より、製鋼スラグの防草効果は、製鋼スラグの表流水及び浸出水がアルカリ性を呈するため、植物の根系の水分吸収、養分吸収を阻害し、発芽時期、根系の伸長時期にある植物の定着を防止するものであり、製鋼スラグを敷設面の地下に定植した苗木あるいは定着済みの植物に対しては、土壌のアルカリ吸着および中和作用により、その育成を阻害しないことがわかる。
【００３１】
５．製鋼スラグの粒度特性について
次に、製鋼スラグを用いた防草材の最適な粒度に関して、以下にまとめる。
製鋼スラグの粒度は冷却凝固工程により異なるが、凝固後の粒度は概ね０〜数１０ｃｍの大きさで、凹凸の多い形状をしているため、大塊であっても表流水及び浸出水がアルカリ性を呈するのに十分な表面積を有している。このため、防草効果に関しては、粒度によらず効果が期待できる。しかし、敷設後の表面の平坦性や、敷設作業の容易さ、敷設後の人あるいは車両が通行する際の路盤層としての支持力などを鑑みると、上層路盤材あるいは下層路盤材に使用されるクラッシャラン相当の粒度であることが望ましい。
【００３２】
また、植物の定着や生育を阻害する要因として、乾燥状態にあることが挙げられる。このため、防草用製鋼スラグの粒度に関しても水はけを考慮する必要がある。粒子間の目詰まりを防止するためには、４２５μｍ以下の微粒子は少ないことが望ましい。上層路盤材の粒度規格である、Ｍ−４０、Ｍ−３０、Ｍ−２５や、上層路盤材用の道路用鉄鋼スラグの規格であるＭＳ−２５は、締め固めの良い密な層を構築するため、いずれも４２５μｍの篩目を通過する量が、質量％で、１０〜３０％であることが定められており、下層路盤材に比べて微粉分の多い粒度構成となっている。しかし、本発明では、粒子が密になる密度では水はけが悪いので、上層路盤材の規格粒度に基づき４２５μｍのふるいを通過する質量が１０％以下とする。このため、防草用途に用いる製鋼スラグの粒度は、下層路盤材用の道路用鉄鋼スラグの粒度規格である、ＣＳ−４０、ＣＳ−３０、ＣＳ−２０相当粒度であることが望ましいと考えられる。
【００３３】
製鋼スラグの敷設厚みに関して、以下にのべる。本発明の施工方法に用いる防草材料の粒度範囲は、防草用途及び施工用地の用途を鑑み、仮設道路や整地に用いる土工用製鋼スラグ砕石粒度及び道路用鉄鋼スラグ粒度を対象とした最大粒度が１００ｍｍ以下となる粒度としており、施工する製鋼スラグの粒度によって、必要となる敷設厚みは異なる。本発明の用途上、最も多用されると考えられる下層路盤材用の道路用鉄鋼スラグの粒度規格である、ＣＳ−３０の０〜３０ｍｍの連続粒度の場合、土壌表層が露出しない均一な層を形成するためには、最大粒度に相当する３０ｍｍ以上の厚みが必要である。即ち、製鋼スラグの粒度が連続粒度である場合には、覆う土壌の最大粒度の粒径を最小値とする厚みであることが望ましく、製鋼スラグの粒度が単粒度やギャップ粒度からなる場合は、覆う土壌の最大粒度の１．５倍程度の厚みが必要である。更に、防草対策を施した用地を、工事用関係車両や資材運搬車両などが走行する表層を設けない道路である仮設道路や、表層を設けない駐車場、広場、資材置場などに利用する際には、用途に応じた支持力及び人あるいは車両の通行、風や雨水による粒子の移動及び飛散に対応しうる敷設厚みが必要であり、下層路盤材相当粒度の場合は５０〜１００ｍｍの厚みにて施工する必要がある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
防草材料を土壌面の防草を必要とする区画に敷設する施工方法であって、防草対象となる区画に植生する雑草を根より除去した後に、最大粒度が１００ｍｍ以下となる粒度に調整して形成した製鋼スラグからなる防草材料を、該区画の土壌面を形成する防草材料の最大粒度以上の粒度の土壌が露出しない最小の厚みとして、該防草材料を該区画に敷設することを特徴とする防草材料の施工方法。