(57)【要約】【課題】生物の成育に適したライブロックを効率的に生産すること。【解決手段】所定量に計量した砂とセメントとを用意して、これらを混練器に投入し（ステップＳ１０１）、また、所定量に計量した水及び混和剤を前記セメントと砂との混合物へ投入する（ステップＳ１０２）。そして、砂、セメント、水及び混和剤の混合物を練り混ぜる（ステップＳ１０３）。前記混合物が十分に練り混ざったら、所望の形状（ライブロックの形状）に成形し（ステップＳ１０４）、成型物を水中で養生させる（ステップＳ１０５）。所定期間の養生が終了したら、成形体のアク抜きをして（ステップＳ１０６）、ライブロック用構造体が完成する（ステップＳ１０７）。【選択図】        図２
2008206445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントと水とを含むセメント混合物を水和硬化させてなるセメントの硬化体であり、
セメントと、
前記セメント混合物中に微細な気泡を混入させる空気連行剤と、
前記セメント混合物中に発生する物質と反応して気体を発生させる起泡剤と、を含み、
少なくとも、前記硬化体の内部に形成される空隙に生物を定着させることを特徴とするライブロック用構造体。
【請求項２】
前記硬化体の透水係数は５．０×１０-2ｃｍ／秒以上５．０×１０-1ｃｍ／秒以下であることを特徴とする請求項１に記載のライブロック用構造体。
【請求項３】
前記起泡剤は、アルミニウム系の起泡剤であり、前記セメント混合物中に発生する水酸化カルシウムと反応して水素を発生することを特徴とする請求項２に記載のライブロック用構造体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のライブロック用構造体において、
前記水と前記セメントとの質量比は、３０％以上４０％以下であることを特徴とするライブロック用構造体。
【請求項５】
請求項４に記載のライブロック用構造体において、
前記セメントの質量に対する前記空気連行剤の質量の比は、０．１％以上０．３％以下であり、前記セメントの質量に対する前記起泡剤の質量の比は、０．５％以上１．５％以下であることを特徴とするライブロック用構造体。
【請求項６】
セメントと水とを含むセメント混合物を水和硬化させてなるセメントの硬化体であり、
セメントと、
前記セメント混合物中に気泡を混入させる空気連行剤と、
前記セメント混合物中に発生する物質と反応して気体を発生させる起泡剤と、
を含むことを特徴とする多孔質セメント硬化体。
【請求項７】
前記硬化体の透水係数は５．０×１０-2ｃｍ／秒以上５．０×１０-1ｃｍ／秒以下であることを特徴とする請求項６に記載の多孔質セメント硬化体。
【請求項８】
前記起泡剤は、アルミニウム系の起泡剤であり、前記セメント混合物中に発生する水酸化カルシウムと反応して水素を発生することを特徴とする請求項７に記載の多孔質セメント硬化体。
【請求項９】
請求項５〜７のいずれか１項に記載の多孔質セメント硬化体において、
前記水と前記セメントとの質量比は、３０％以上４０％以下であることを特徴とする多孔質セメント硬化体。
【請求項１０】
請求項９に記載の多孔質セメント硬化体において、
前記セメントの質量に対する前記空気連行剤の質量の比は、０．１％以上０．３％以下であり、前記セメントの質量に対する前記起泡剤の質量の比は、０．５％以上１．５％以下であることを特徴とする多孔質セメント硬化体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質のセメント、モルタルあるいはコンクリートに関し、さらに詳しくは、人工的にライブロックを生産することに適した多孔質のセメント、モルタルあるいはコンクリートに関する。
【背景技術】
【０００２】
ライブロックとは、サンゴ礁の海から引き揚げられた自然の岩のことであり、窒素化合物等を分解するバクテリアが定着している。このため、海水魚の飼育等において、理想的な濾材として用いられている。特許文献１には、槽内に少なくとも１つのライブロックを設置し、ライブロック上に水生生物、草木及び藻類を繁殖させ、水生生物、草木及び藻類の浄化作用で水槽水の浄化を促進させる海水等利用水槽が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２６２７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ライブロックは自然の岩であるため、自然保護の観点から採取が制限される傾向にある。このため、近年においては、人工的にライブロックを生産し、濾材として提供する試みが行われている。人工的にライブロックを生産する場合、例えば、ライブロック用の構造体を海中に所定期間浸漬して、生物を付着させてライブロックとする手法が考えられる。このような手法で人工的にライブロックを生産する場合、生物が定着してライブロックが完成するまでの期間をできる限り短くしたいという要請がある。
【０００５】
また、人工的に生産したライブロックに子サンゴを移植してサンゴの養殖をしたり、サンゴ礁が失われた海域に人工的に生産したライブロックを配置してサンゴ礁を回復させたりする試みも提案され、実行されつつある。このためには多くのライブロックが必要となるので、効率的に、かつ窒素化合物等を分解するバクテリア等の生物の生育に適したライブロックを人工的に生産できることが望まれる。
【０００６】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、生物の成育に適したライブロックを効率的に生産することができるライブロック用構造体及び多孔質セメント硬化体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るライブロック用構造体は、セメントと水とを含むセメント混合物を水和硬化させてなるセメントの硬化体であり、セメントと、前記セメント混合物中に微細な気泡を混入させる空気連行剤と、前記セメント混合物中に発生する物質と反応して気体を発生させる起泡剤と、を含み、少なくとも、前記硬化体の内部に形成される空隙に生物を定着させることを特徴とする。
【０００８】
このライブロック用構造体は、バクテリア類や藻類、あるいはサンゴ等の生物が定着したライブロックの生産に用いられるものである。そして、このライブロック用構造体は、少なくとも、セメントと空気連行剤と起泡剤と水とを混練した混合物を成型して製造される。これによって、このライブロック用構造体の内部には、直径数μｍ〜数百μｍの連続した空隙が多数形成されるので、窒素化合物等を分解するバクテリア等の生物の生育に好ましい環境を作り出しやすくなる。このようなライブロック用構造体を海中に浸漬すれば、比較的短期間で窒素化合物等を分解するバクテリア等の生物の生育に好ましい環境が形成されるので、生物の成育に適したライブロックを効率的に生産することができる。また、このライブロック用構造体は、材料を計量し、混合した後に成形するのみで製造することができるので、品質のばらつきが少ないものを効率よく大量に製造することができる。
【０００９】
次の本発明に係るライブロック用構造体のように、前記ライブロック用構造体において、前記硬化体の透水係数は５．０×１０-2ｃｍ／秒以上５．０×１０-1ｃｍ／秒以下とすることが好ましい。このようにすれば、窒素化合物等を分解するバクテリア等の生物の生育により好ましい環境とすることができるので、ライブロック用構造体への生物の定着を促進して、より効率的にライブロックを生産できる。
【００１０】
次の本発明に係るライブロック用構造体のように、前記ライブロック用構造体において、前記起泡剤には、アルミニウム系の起泡剤を用い、前記セメント混合物中に発生する水酸化カルシウムと反応して水素を発生させることが好ましい。このようにすれば、混合物中の水酸化カルシウムと反応して、空気連行剤によってセメントと水とを含むセメント混合物中に混入される気泡よりも小さい水素の気泡が発生し、この気泡が空気連行剤によって混入される気泡の間を動くことにより、効率よく連続した空隙をライブロック用構造体内に形成することができる。
【００１１】
次の本発明に係るライブロック用構造体のように、前記ライブロック用構造体において、前記水と前記セメントとの質量比は、３０％以上４０％以下とすることが好ましい。このようにすれば、ライブロック用構造体に適した透水係数を確保するとともに、ライブロック用構造体としての強度を確保することができる。
【００１２】
次の本発明に係るライブロック用構造体のように、前記ライブロック用構造体において、前記セメントの質量に対する前記空気連行剤の質量の比は、０．１％以上０．３％以下であり、前記セメントの質量に対する前記起泡剤の質量の比は、０．５％以上１．５％以下であることが好ましい。このようにすれば、ライブロック用構造体に適した透水係数を確保するとともに、ライブロック用構造体としての強度を確保することができる。
【００１３】
次の本発明に係る多孔質セメント硬化体は、セメントと水とを含むセメント混合物を水和硬化させてなるセメントの硬化体であり、セメントと、前記セメント混合物中に気泡を混入させる空気連行剤と、前記セメント混合物中に発生する物質と反応して気体を発生させる起泡剤と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
この多孔質セメント硬化体は、人工的にライブロックを生産する用途や、透水性が要求される構造物等に適用されるものであり、少なくとも、セメントと空気連行剤と起泡剤と水とを混練した混合物を成型して製造される。この多孔質セメント硬化体を、人工的にライブロックを生産する用途に用いると、この多孔質セメント硬化体の内部には、直径数μｍ〜数百μｍの連続した空隙が多数形成されるので、窒素化合物等を分解するバクテリア等の生物の生育に好ましい環境を作り出しやすくなる。このような多孔質セメント硬化体を海中に浸漬すれば、比較的短期間で窒素化合物等を分解するバクテリア等の生物の生育に好ましい環境が形成されるので、生物の成育に適したライブロックを効率的に生産することができる。また、この多孔質セメント構造体は、材料を計量し、混合した後に成形することで製造することができるので、品質のばらつきが少ないものを効率よく製造することができる。
【００１５】
次の本発明に係る多孔質セメント硬化体のように、前記多孔質セメント硬化体において、前記硬化体の透水係数は５．０×１０-2ｃｍ／秒以上５．０×１０-1ｃｍ／秒以下とすることが好ましい。このようにすれば、窒素化合物等を分解するバクテリア等の生物の生育により好ましい環境とすることができるので、ライブロック用構造体への生物の定着を促進して、より効率的にライブロックを生産できる。
【００１６】
次の本発明に係る多孔質セメント硬化体のように、前記多孔質セメント硬化体において、前記起泡剤には、アルミニウム系の起泡剤を用い、前記セメント混合物中に発生する水酸化カルシウムと反応して水素を発生させることが好ましい。このようにすれば、混合物中の水酸化カルシウムと反応して、空気連行剤によってセメントと水とを含むセメント混合物中に混入される気泡よりも小さい水素の気泡が発生し、この気泡が空気連行剤によって混入される気泡の間を動くことにより、効率よく連続した空隙を形成することができる。
【００１７】
次の本発明に係る多孔質セメント硬化体のように、前記多孔質セメント硬化体において、前記水と前記セメントとの質量比は、３０％以上４０％以下とすることが好ましい。このようにすれば、強度を確保しつつ、高い透水係数を確保することができる。
【００１８】
次の本発明に係る多孔質セメント硬化体のように、多孔質セメント硬化体において、前記セメントの質量に対する前記空気連行剤の質量の比は、０．１％以上０．３％以下であり、前記セメントの質量に対する前記起泡剤の質量の比は、０．５％以上１．５％以下であることが好ましい。このようにすれば、強度を確保しつつ、高い透水係数を確保することができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明に係るライブロック用構造体及び多孔質セメント構造体は、ライブロックを人工的に生産するにあたり、生物の成育に適したライブロックを効率的に生産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
【００２１】
なお、以下の実施形態において、「セメント混合物」、「セメント硬化体」とは、砂や石等の骨材の有無、骨材の大小、骨材の種類、減水剤やＡＥ剤等の混和剤の有無、混和剤の種類等に関わらず、セメントを含む硬化前におけるセメントの混合物、硬化後におけるセメントの硬化体を総称する用語として使用する。また、本発明は、例えば、水質浄化用等に用いるライブロックや環境回復に用いられるライブロック、あるいは、サンゴを養殖するために用いるライブロックに好適であるが、本発明の適用対象はこれに限られるものではない。例えば、フィルタや透水性の舗装のように、透水性が求められる構造物等に対しても適用できる。
【００２２】
（実施形態１）
本実施形態は、少なくとも、セメントと空気連行剤と起泡剤と水とを混練した混合物を成型して、連続した空隙が形成される多孔質セメント硬化体やライブロック用構造体を製造する方法に関する。次においては、多孔質セメント硬化体を、人工的にライブロックを生産するために用いるライブロック用構造体として用いる例を説明する。
【００２３】
図１−１は、実施形態１に係る多孔質セメント硬化体を示す全体図である。図１−２は、実施形態１に係る多孔質セメント硬化体の内部構造を示す模式図である。本実施形態に係る多孔質セメント硬化体１は、内部に連続した空隙２（図１−２、以下必要に応じて連続空隙２という）を含んでいる。連続した空隙とは、多孔質セメント硬化体１の異なる部分（本実施形態では、第１表面１Ａと第２表面１Ｂであり、異なる表面）同士を連通する空隙をいう（図１−２参照）。これによって、本実施形態に係る多孔質セメント硬化体１は、連続空隙２が連通する異なる二つの部分間で、透水性が向上する。
【００２４】
本実施形態に係る多孔質セメント硬化体１を、例えば、ライブロックとして使用したり、サンゴの養殖に使用したりする場合には、連続空隙２の開口部から連続空隙２内へ酸素が供給されるので、連続空隙２内に生物や微生物が生息し、生態系が形成される。これによって、本実施形態に係る多孔質セメント硬化体１は、ライブロックとして、あるいはサンゴの養殖用途として、好ましい環境を形成する。
【００２５】
また、連続空隙２内に生物や微生物が生息させるためには、本実施形態に係る多孔質セメント硬化体１の透水係数を５．０×１０-2ｃｍ／秒以上５．０×１０-1ｃｍ／秒以下の範囲とすることが好ましい。ここで、透水係数は、日本コンクリート工業協会「ポーラスコンクリートの透水試験方法」に規定する方法で測定したものである。多孔質セメント硬化体１を、このような範囲とすれば、連続空隙２内に生物や微生物を生息させて、効果的に生態系を形成することができる。次に、本実施形態に係る多孔質セメント硬化体１の製造方法を説明する。
【００２６】
図２は、本実施形態に係る多孔質セメント硬化体の製造方法の手順を示すフローチャートである。図３は、本実施形態に係る多孔質セメント硬化体をライブロック用の構造体として成形した例を示す説明図である。本実施形態に係る多孔質セメント硬化体を製造するにあたって、まず、所定量に計量した骨材（本実施形態では砂）とセメントとを用意して、これらを混練器に投入する（ステップＳ１０１）。なお、骨材は増量を目的として用いるものであり、必要に応じて用いればよい。また、骨材は砂に限定されるものではなく、例えば、石やスラグを用いてもよい。なお、ライブロック用構造体として用いる場合には、海砂を用いることもできる。
【００２７】
次に、所定量に計量した水及び混和剤を前記セメントと砂との混合物へ投入し（ステップＳ１０２）、セメント混合物を生成する。本実施形態においては、混和剤として、少なくとも空気連行剤と起泡剤とを用いる。ここで、起泡剤としては、例えば、アルミニウム系の起泡剤を用いる。なお、本実施形態において、起泡剤とは、セメント混合物中へ気泡を発生させることができる混和剤であり、化学反応により気体を発生させることによりセメント混合物中へ気泡を発生させる機構や、物理的にセメント混合物中へ気泡を発生させる機構等、気泡を発生させる機構は問わない。また、混和剤の投入においては、空気連行剤と起泡剤の他に減水剤を添加してもよい。減水剤としては、例えば、ＡＥ（Air Entraining Agent）減水剤（空気連行性を持ちセメント粒子を分散させるもの）や、高性能ＡＥ減水剤を用いることができる。
【００２８】
空気連行剤により、前記セメント混合物中に直径２０μｍ〜３０μｍ程度の微細な独立気泡が発生する。ここで、独立気泡とは、連続空隙に対する概念で、多孔質セメント硬化体１の内部で閉じた空間を形成するものであり、多孔質セメント硬化体１の異なる部分同士を連通しない空間をいう。
【００２９】
セメントと水とが反応すると、セメントと水との混合物（セメント混合物）中には水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2）が発生するが、この水酸化カルシウムと起泡剤中のアルミニウムとが反応して水素（Ｈ2）を発生する。水素は軽いため、セメント中に発生した前記独立気泡の間を上方（重力の作用方向とは反対方向）へ動き、その過程で、空気連行剤によって発生した前記独立気泡同士をつなげて連続空隙２（図１−２参照）を形成すると考えられる。このため、この実施形態に係るライブロック用構造体や多孔質セメント硬化体では、セメント、水及び混和剤のみの状態（骨材を含まない状態）でも、連続空隙２を形成することができる。
【００３０】
水及び混和剤を前記セメントと砂との混合物へ投入したら、砂、セメント、水及び混和剤の混合物を練り混ぜる（ステップＳ１０３）。前記混合物が十分に練り混ざったら、所望の形状（ライブロックの形状）に成形し（ステップＳ１０４）、成型物を水中で養生させる（ステップＳ１０５）。なお、本実施形態に係る多孔質セメント硬化体をライブロック用途やサンゴの養殖用途に用いる場合には、前記成形対を海水中で養生させてもよい。所定期間の水中での養生が終了したら、成形体のアク抜きをして（ステップＳ１０６）、例えば、図３に示すような、本実施形態に係る多孔質セメント硬化体で構成したライブロック用の構造体（ライブロック用構造体）５が完成する（ステップＳ１０７）。このライブロック用構造体５は、多数の微細な連続空隙が内部に形成されており、ライブロックやサンゴの養殖に好適である。
【００３１】
本実施形態に係る多孔質セメント硬化体は、ライブロックやサンゴ等の養殖の他、水や海水の浄化、フィルタや透水性の舗装等にも好適に用いることができる。本実施形態に係る多孔質セメント硬化体をサンゴの養殖に用いる場合、直径が数μｍ〜数百μｍ程度の微細な孔が表面に開口しているので、表面へ藻類が根を張りにくくなると考えられる。その結果、藻類が構造体の表面へ生い茂ることによるサンゴの光合成阻害を抑制することができるという効果も期待できる。さらに、材料を計量し、混合した後に成形するのみで製造できるので、品質のばらつきが少ないライブロック用構造体や多孔質セメント構造体を効率よく製造することができる。
【００３２】
以上、本実施形態では、少なくとも、セメントと空気連行剤と起泡剤と水とを混練した混合物を成型して、ライブロック用構造体や多孔質セメント硬化体を得る。このようにして得られたライブロック用構造体や多孔質セメント硬化体は、直径が数十μｍの連続した空隙が内部に形成される。このような連続した空隙は、生物や微生物の生息に好適なので、本実施形態に係るライブロック用構造体を用いれば、生物の成育に適したライブロックを効率よく生産できる。また、本実施形態に係る多孔質セメント硬化体やライブロック用構造体は、子サンゴを移植したり、海中でサンゴの幼生を活着させたりして、サンゴを養殖することにも好適に用いることができる。なお、本実施形態の構成は、以下の実施形態においても適宜適用することができる。
【００３３】
（実施形態２）
実施形態２は、実施形態１に係る、連続空隙を有する多孔質セメント硬化体をライブロックに適用した例である。ライブロックは、水槽内の浄化に用いる比較的小さいものがよく知られているが、例えば、海中環境を回復させるような用途に用いられるライブロックは、寸法、質量ともに大きくなる。実施形態２は、このような海中環境の回復に用いられる、寸法、質量ともに大きいライブロックに関するものである。
【００３４】
実施形態２は、例えば、海中環境の回復に用いられる、寸法、質量ともに大きいライブロックの取り扱いを容易にするためのものであり、次の点に特徴がある。すなわち、実施形態１に係る多孔質セメント硬化体で構成される生物定着層の内部に中空部を形成し、この中空部に浮力発生手段を備える。そして、養殖海域において所定期間養生させて、生物定着層の多孔質で構成される部分に生物を付着させる。その後、設置場所へ移動させて、設置時には、浮力発生手段の浮力を減少させる。
【００３５】
図４は、実施形態２に係るライブロック用構造体の構成を示す断面図である。図５は、実施形態２に係るライブロック用構造体を用いて生産したライブロックを海底に設置した状態を示す説明図である。なお、図４、図５において、ライブロックは断面図で示してある。本実施形態に係るライブロック用構造体１０は、実施形態１に係る、連続空隙を有する多孔質セメント硬化体で構成される生物定着層１２と、その内部に設けられる浮力発生手段である中空容器１３とを含んで構成される。
【００３６】
ライブロック用構造体１０を構成する生物定着層１２は、窒素化合物等を分解するバクテリア類、石灰藻やサンゴ等が定着する部分である。本実施形態に係るライブロック用構造体１０は、上記実施形態１で説明した、連続空隙２を有する多孔質セメント硬化体１（図１−１、図１−２等参照）で構成する。これによって、生物定着層１２の透水性が向上してバクテリア類や石灰藻等の定着を促進する。また、多孔質セメント硬化体により、表面積を大きくすることができるので、バクテリア類や石灰藻等の定着量が増加する。これによって、バクテリア類や石灰藻等が豊富なライブロックを、比較的短期間で生産することができる。
【００３７】
ライブロック用構造体１０には、自己を識別できる個体識別手段として、ＩＣ（Integrated Circuit）タグ１７が取り付けられる。ＩＣタグ１７は、防水ケース内に封入したり、防水シールをしたりして、防水対策が施されてから、ライブロック用構造体１０に取り付けられる。ライブロック用構造体１０を養殖海域で養生させ、図５に示すように、バクテリア類、石灰藻やサンゴＣ等が定着すると、自然の岩礁と見分けがつかなくなるおそれがある。そこで、ＩＣタグ１７により、バクテリア類、石灰藻やサンゴＣ等が定着することにより完成したライブロック１０Ｌを、人工の構造物として識別する。また、ＩＣタグ１７にライブロック用構造体１０の属性（定着させるサンゴＣの種類や、養生開始時期、養生海域の情報等）を記憶させておくことができる。これによって、多数のライブロック用構造体１０の管理が容易になる。また、水槽撤去等で不要になったライブロックのリサイクルにも活用できる。
【００３８】
生物定着層１２の内部は、中空部１２Ｒが形成されている。中空部１２Ｒには、浮力発生手段である中空容器１３が取り付けられている。中空容器１３は、生物定着層１２と結合されて一体化されている。ここでいう「一体化」とは、生物定着層１２を破壊することなしには生物定着層１２と中空容器１３とを分離できないことをいう。
【００３９】
中空容器１３は、連通孔１４、１５に栓１６を取り付けることで密閉構造となり、水中で浮力を発生する。中空容器１３は、例えば、鉄やＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastic：繊維強化型プラスチック）で構成される。本実施形態において、中空容器１３は、ライブロック用構造体１０の底部１０Ｂに相当する部分に連通孔１５が設けられており、後述するライブロック１０Ｌの設置時において、海水が中空容器１３の内部１３Ｒに流入しやすくしてある。このライブロック用構造体１０は、生物定着層１２の内部に中空容器１３を備えるため、この中空容器１３によって生物定着層１２を補強できるという利点がある。
【００４０】
ライブロック用構造体１０を設置場所に設置する前は、連通孔１４、１５に栓１６を取り付けて中空容器１３を密封構造とし、水中において浮力を発生させる。この場合、浮力調整のため、所定量の水を中空容器１３内に注入しておいてもよい。ライブロック用構造体１０がライブロック１０Ｌ（図５）として完成した後、設置場所に設置する場合には、中空容器１３に浮力を発生させたまま設置場所まで曳航する。そして、設置時に栓１６を取り外すことで、連通孔１４、１５から海水Ｗが中空容器１３内に流入して、中空容器１３が海水Ｗで満たされる。これによって、中空容器１３の浮力が失われ、中空容器１３を内部に備えるライブロック１０Ｌは、設置場所の海底Ｌへ沈降して設置される。
【００４１】
このライブロック用構造体１０は、内部に浮力発生手段である中空容器１３を備え、養殖海域への曳航中や養生中、あるいは設置場所までの曳航中には、中空容器１３に浮力を発生させる。これによって、海水によってライブロック用構造体１０や、これにバクテリアやサンゴＣ等が定着したライブロック１０Ｌの重量の一部を海水が負担する。その結果、ライブロック用構造体１０やこれにバクテリア等が定着したライブロック１０Ｌを曳航するときの負荷を低減できる。また、養殖海域でライブロック用構造体１０を養生させる場合、ライブロック用構造体１０を支持するための力も低減できるので、ライブロックを養生させる施設において、ライブロック用構造体１０の支持構造を簡略化したり、当該施設の耐久性低下を抑制したりすることができる。本実施形態に係る構成は、ライブロック用構造体１０やライブロック１０Ｌの寸法や質量が大きくなるほど好ましい。
【００４２】
以上、本実施形態及びその変形例に係るライブロック用構造体は、連続空隙を有する多孔質セメント硬化体で生物を定着させる生物定着層を構成するとともに、前記生物定着層の内部に浮力発生手段を設け、これを用いてライブロックを生産する。これによって、浮力発生手段の浮力を利用することができるので、ライブロックを設置する場所まで移動させる際の取り扱いが容易になる。また、ライブロックを設置する際には、浮力発生手段の浮力を減少させればよいので、ライブロックの設置作業が容易になる。
【００４３】
（実施形態３）
実施形態３では、実施形態１で説明したライブロック用構造体５（図３参照）や、実施形態２に係るライブロック用構造体１０（図４、図５参照）を用いてライブロックを生産するためのライブロック生産設備及びライブロックの生産方法を説明する。ここで、ライブロックは、ライブロック用構造体に生物が定着したものをいう。
【００４４】
図６は、実施形態３に係るライブロック生産設備を示す平面図である。図７、図８は、実施形態３に係るライブロック生産設備を示す側面図である。このライブロック生産設備３０は、実施形態１で説明したライブロック用構造体５（図３等参照）が取り付けられた浮体構造物２０を、ライブロックの養生に適した海域（養生海域）Ｓに浮かべる。これにより、ライブロック用構造体５に、バクテリアや石灰藻やサンゴ等を定着させ、ライブロックを生産する。
【００４５】
なお、浮体構造物２０に、実施形態２に係る、生物を定着させる生物定着層の内部に浮力発生手段を設けたライブロック用構造体１０（図４、図５参照）を取り付けてもよい。このようなライブロック用構造体１０を用いれば、ライブロック用構造体１０の浮力発生手段が発生する浮力を利用することができるので、ライブロック用構造体１０を浮体構造物２０に取り付ける作業や、生物の定着状態を確認するためにライブロック用構造体１０を引き上げる場合の負担が軽減できる。また、ライブロック用構造体１０の浮力発生手段が浮力を発生するため、浮体構造物２０が負担する荷重も低減できる。その結果、より多くのライブロックを養生、生産することが可能となる。
【００４６】
本実施形態に係るライブロック生産設備３０は、複数の浮力体を組み合わせて浮体構造物２０が構成されるが、浮体構造物２０を構成する方式や浮体構造物２０の形状は、図６〜８に開示したものに限定されるものではない。浮体構造物２０を構成する浮力体は、例えば、複数の金属板を溶接等で接合した、中空構造物を用いることができる。浮体構造物２０は、アンカーにより所定の海域に係留してもよいし、陸地に係留してもよい。
【００４７】
ライブロック用構造体５は、ライブロック取付手段によって浮体構造物２０に取り付けられて、所定の海域に浸漬される。説明の便宜上、本実施形態に係るライブロック生産設備３０は、２種類のライブロック取付手段を備えるが、実際上は２種類のライブロック取付手段のうちいずれか一方を用いることになる。
【００４８】
ライブロック取付手段としては、例えば、図７に示すような係留索２４を用いて、浮体構造物２０にライブロック用構造体１０を繋留することができる。係留索２４は、例えば、ロープや耐食性の高いワイヤ等を用いる。また、ライブロック取付手段として、例えば図８に示すようなライブロック支持具２１を用いてもよい。ライブロック支持具２１は、板状のライブロック取付部２３と、ライブロック取付部２３と浮体構造物２０とを連結する軸２２とで構成される。
【００４９】
（変形例）
実施形態３の変形例は、実施形態１で説明した多孔質セメント硬化体１（図１−１、図１−２参照）を外周部に備えたサンゴ等を育成するための構造物（以下サンゴ等育成用構造物）に関するものである。実施形態３の変形例に係るサンゴ等育成用構造物は、浮き桟橋のようなコンクリート製の浮体構造物であり、外周部分かつ少なくとも水（海水）に接する部分を実施形態１で説明した多孔質セメント硬化体１で被覆して、表面部分に生態系を構成することにより、サンゴ等の生育に適した環境を作り出したりする。
【００５０】
図９は、実施形態３の変形例に係るサンゴ等育成用構造物の構造を示す断面図である。図１０は、実施形態３の変形例に係るサンゴ等育成用構造物に設けたサンゴの養殖部を示す説明図である。コンクリートで構成された浮桟橋や防波堤等の沿岸構造物の表面には、サンゴや海草、貝類等が付着して繁殖することが知られている。特にサンゴの成育にとっては、水深が比較的浅く、太陽光がよく差し込む海域が適していることが分かっている。そこで、本実施形態においては、コンクリートが海水と接する部分に打設された浮力体にサンゴを養殖する部分を設けて、サンゴを養殖する。
【００５１】
このサンゴ等育成用構造物４０は、浮力を発生して海上に浮かぶ浮力体である。なお、サンゴ等育成用構造物４０は、浮力体に限られるものではない。サンゴ等育成用構造物４０は、鋼板４０ＳＰをリブ４０ＳＲで補強して基本骨格を構成し、その外面に複数のジベル４０ＳＥ、鉄筋４０ＳＣを配置した後、コンクリートを打設してコンクリート層４２を形成して、浮力体として構成される。また、コンクリート層４２の表面には、少なくとも海水に接する部分に、実施形態１で説明した多孔質セメント硬化体１（図１−１等参照）が打設されて、生物定着層４３が形成される。ここで、サンゴ等育成用構造物４０は、サンゴの養殖用に用意して岸壁や海底に係留してもよいが、例えば、サンゴ等育成用構造物４０を浮桟橋等として用いてもよい。あるいは、浮桟橋等を利用して、海水と接する側面にサンゴを養殖する部分を設けてもよい。
【００５２】
ここで、サンゴ等育成用構造物４０を移動可能な浮力体として構成すると、海水温度が異常に上昇した場合には、浮体構造物ごと成育中の子サンゴを適正な水温の海域に移動させることができる。また、台風等による暴風時には、浮体構造物ごと生育中の子サンゴを港内に移動できるので、生育中における子サンゴの破損等を最小限に抑えることができる。
【００５３】
図１０に示すように、サンゴ等育成用構造物４０に設けられる生物定着層４３には、移植孔４３ｆが所定の間隔で開口している。これによって、サンゴを成育させる部分（サンゴ育成部）４８を形成する。この移植孔４３ｆに、子サンゴＣを、支持棒４４を介して移植する。そして、養殖に適した海域の海中で、前記子サンゴＣを所定の期間成育させる。
【００５４】
生物定着層４３には、サンゴも付着しやすいが、藻類や貝類も付着しやすい。実施形態１で説明したように、生物定着層４３を構成する多孔質セメント硬化体は、藻類の根が張りにくいと予測されるため、藻類が構造体の表面へ生い茂ることによるサンゴの光合成阻害を抑制することができるという効果も期待できる。また、サンゴ育成部４８の少なくとも移植孔４３ｆの周辺に、例えば、フッ素樹脂のような、硬質かつ表面が滑らかな被覆層を設ける。これによって、子サンゴＣの周囲に藻類や貝類が付着することを抑制して、子サンゴＣの成育が妨げられるおそれを低減してもよい。
【００５５】
以上、本実施形態及びその変形例では、浮体構造物を用いることにより、海水温度が異常に上昇した場合には、浮体構造物ごと養生中のライブロック用構造体を適正な水温の海域に移動させることができる。また、台風等による暴風時には、浮体構造物ごと養生中のライブロック用構造体を港内に移動できるので、養生中のライブロック用構造体の破損等を最小限に抑えることができる。そして、ライブロック用構造体の浮力発生手段が浮力を発生するため、浮体構造物ごとライブロック用構造体を移動させるときの負荷を低減できる。
【００５６】
（実施形態４）
実施形態４は、実施形態１で説明した多孔質セメント硬化体で構成したライブロック用構造体５（図３参照）を海中に保持して、サンゴ等を育成し、サンゴ礁等を造礁するための構造物（以下造礁用構造物）に関するものである。
【００５７】
図１１は、実施形態４に係る造礁用構造物の構成を示す正面図である。図１２は、実施形態４に係る造礁用構造物の構成を示す平面図である。この造礁用構造物５０は、一対の支持体５２を補強部材５１及び底側連結部材５３で連結した構造であり、コンクリート等で構成された一対の支持体５２の間に、保持手段である載置網５４を設けてある。そして、海底Ｌに設置されて、例えば、サンゴ礁の造礁に用いられる。
【００５８】
この載置網５４上に、多孔質セメント硬化体で構成したライブロック用構造体５（図３参照）を載置する。また、一対の支持体５２と載置網５４と底側連結部材５３とで囲まれる空間内には、前記ライブロック用構造体５が配置されて、造礁用構造物５０の錘として利用される。ライブロック用構造体５には、海中でサンゴの幼生を着床させてもよいし、あるいは予めに子サンゴを移植したライブロック用構造体５を載置網５４によって海中に保持してサンゴを養殖してもよい。
【００５９】
支持体５２は、多孔質コンクリートを鉄筋等で強化してもよいし、鉄板にセラミック粉末や多孔質コンクリートを塗布して構成してもよい。また、底側連結部材５３は、例えば鉄骨をトラス状に組み合わせて構成してもよいし、また、支持体５２と一体で構成してもよい。なお、支持体５２の表面には、実施形態１で説明した多孔質セメント硬化体の生物定着層５２Ｓを形成してもよい。このようにすれば、支持体５２の表面でもサンゴを成育させることができる。
【実施例】
【００６０】
実施形態１に係る多孔質セメント硬化体の製造方法により、実施形態１に係る多孔質セメント硬化体を２種類試作した（製造例１、製造例２）。また、比較例として、空気連行剤及び起泡剤を加えていないもの（比較例１）、空気連行剤及び起泡剤を加え、かつ水と砂利（骨材）とセメントとで形成したもの（比較例２）、水と骨材（砂利）とセメントとで形成したもの（比較例３）を試作した。比較例３は、いわゆる骨材同士に空間が形成されるように骨材同士をセメントで接合した、これまでのポーラスコンクリートである。表１に、本実施例に係る多孔質セメント硬化体の製造に使用した材料を示す。
【００６１】
セメントは普通セメントを用い、減水剤はレオビルドＳＰ８ＳＢｓ（商品名、ポゾリス物産扱い）を用い、空気連行剤はファインフォーム７０７（商品名、ポゾリス物産扱い）を用い、起泡剤はポゾリスＧＦ−６３０（商品名、ポゾリス物産扱い）を用いた。これらの配合を表２に示す。表２に示す配合は、多孔質セメント硬化体１ｍ3を製造する場合の量であり、１ｍ3中の質量（ｋｇ／ｍ3）で示してある。セメントは記号ＣＥで、砂は記号ＳＡで、減水剤は記号ＳＰで、空気連行剤は記号ＦＦで、起泡剤は記号ＧＦで示す。
【００６２】
本発明は、１ｍ3中における水の質量を２００ｋｇ〜３００ｋｇとし、１ｍ3中における砂の質量を７５０ｋｇ〜８５０ｋｇとした場合、水対セメントの質量比が３０％未満では、練り上がりの状態が固くなってしまい、気泡、すなわちアルミニウムにより発生した水素ガスの動きが悪くなり、連続空隙の形成が困難になってしまう。また、水対セメントの質量比が４０％を超えると、ライブロックの素材としての強度（圧縮強度）が弱くなってしまい、ライブロック自体の成形が困難になってしまう。したがって、水対セメントの質量比は、３０％以上４０％以下が好ましい。この場合、セメントに対する空気連行剤の質量比は、０．１％以上０．３％以下、セメントに対する起泡剤（アルミニウム系）の質量比は０．５％以上〜１．５％以下とすることが好ましい。
【００６３】
ここで、通常、水対セメントの質量比が５５％程度である。本発明では、水対セメントの質量比は、３０％以上４０％以下とすることにより、後述するように、ライブロック用構造体に適した高い透水係数を確保するとともに、ライブロック用構造体の素材としての強度を確保することができる。
【００６４】
【表１】
2008206445.tif 000003
【００６５】
【表２】
2008206445.tif 000004
【００６６】
製造例１及び製造例２に係る多孔質セメント硬化体の断面を観察した結果、異なる二つの表面を連通する多数の連続空隙が形成されていることが確認された。また、表２の結果から、製造例１では、透水係数が０．２４ｃｍ／秒、圧縮強度が１．８０ＭＰａの多孔質セメント硬化体が得られた。製造例２では、透水係数が０．１１ｃｍ／秒、圧縮強度が１．９０ＭＰａの多孔質セメント硬化体が得られた。本発明に係る製造例１及び製造例２は、比較例１（従来建築用途に用いられるモルタル）、比較例２に対して大きな圧縮強度の低下は見られない。
【００６７】
また、製造例１及び製造例２の透水係数は、比較例１の透水係数の１／２程度である。この結果から、比較例１と比べて、製造例１及び製造例２では、窒素化合物等を分解するバクテリア等の生物の生育に好ましい連続空隙が形成されていると判断できる。このように、本発明によれば、ライブロックの生産やサンゴの養殖、あるいは水質浄化等の用途に適し、かつ強度低下の小さい多孔質セメント硬化体が得られることがわかる。なお、減水剤ＳＰの有無によっては、透水係数、連続空隙の平均直径、圧縮強度は大きく変化しなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上のように、本発明に係るライブロック用構造体及び多孔質セメント硬化体は、人工的にライブロックを生産することに有用であり、特に、品質の揃ったライブロック用の構造体を効率的に製造することに適している。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１−１】実施形態１に係る多孔質セメント硬化体を示す全体図である。
【図１−２】実施形態１に係る多孔質セメント硬化体の内部構造を示す模式図である。
【図２】本実施形態に係る多孔質セメント硬化体の製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態に係る多孔質セメント硬化体をライブロック用の構造体として成形した例を示す説明図である。
【図４】実施形態２に係るライブロック用構造体の構成を示す断面図である。
【図５】実施形態２に係るライブロック用構造体を用いて生産したライブロックを海底に設置した状態を示す説明図である。
【図６】実施形態３に係るライブロック生産設備を示す平面図である。
【図７】実施形態３に係るライブロック生産設備を示す側面図である。
【図８】実施形態３に係るライブロック生産設備を示す側面図である。
【図９】実施形態３の変形例に係るサンゴ等育成用構造物の構造を示す断面図である。
【図１０】実施形態３の変形例に係るサンゴ等育成用構造物に設けたサンゴの養殖部を示す説明図である。
【図１１】実施形態４に係る造礁用構造物の構成を示す正面図である。
【図１２】実施形態４に係る造礁用構造物の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  多孔質セメント硬化体
２  連続空隙（連続した空隙）
５  ライブロック用構造体
１０  ライブロック用構造体
１０Ｌ  ライブロック
１２  生物定着層
２０  浮体構造物
２１  ライブロック支持具
２３  ライブロック取付部
３０  ライブロック生産設備
４０  サンゴ等育成用構造物
４２  コンクリート層
４３  生物定着層
５０  造礁用構造物
５２  支持体
５２Ｓ  生物定着層
５４  載置網
【図１−１】
2008206445.tif 000005
【図１−２】
2008206445.tif 000006
【図２】
2008206445.tif 000007
【図３】
2008206445.tif 000008
【図４】
2008206445.tif 000009
【図５】
2008206445.tif 000010
【図６】
2008206445.tif 000011
【図７】
2008206445.tif 000012
【図８】
2008206445.tif 000013
【図９】
2008206445.tif 000014
【図１０】
2008206445.tif 000015
【図１１】
2008206445.tif 000016
【図１２】
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