(57)【要約】【課題】植物の発芽・生育に悪影響を与えることのない侵食防止材を提供する。【解決手段】石膏１００重量部に対し、粒度１５０μ以下のポゾラン反応を行う粉体５０〜３００重量部と、水溶性硫酸塩１〜１０重量部とを含有してなる生育基盤用固化材組成物である。好適には、前記石膏が２水石膏または無水石膏である。また、これらの生育基盤用固化材組成物を、生育基盤材料１ｍ３に対し１０〜１８０ｋｇの割合で混合することを特徴とする法面緑化吹付工法である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石膏１００重量部に対し、粒度１５０μｍ以下のポゾラン反応を行う粉体５０〜３００重量部と、水溶性硫酸塩１〜１０重量部とを含有してなる生育基盤用固化材組成物。
【請求項２】
前記石膏が２水石膏または無水石膏である請求項１に記載の生育基盤用固化材組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載の生育基盤用固化材組成物を、生育基盤１ｍ３に対し１０〜１８０ｋｇの割合で混合することを特徴とする法面緑化吹付工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路その他造成地等の法面保護、植生復元を目的に、該法面を緑化する場合において、その法面緑化吹付工法に用いる生育基盤用固化材組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
法面緑化吹付工法には、種子、肥料、ファイバー等に生育基盤用固化材（以下、侵食防止材ともいう）を混合して吹き付ける種子散布工（種子吹付工という場合もある）、土や人工土壌、種子、肥料などに侵食防止材を混合して吹き付ける客土種子吹付工、厚層基材吹付工などがある。ここで使用される侵食防止材は、一年を通じて使用可能で吹付後の降雨による基盤材、客土、種子等の侵食、流出、飛散等を防止する目的で混合されるものである。
【０００３】
従来において、上記の侵食防止材の主材料としては、アクリル樹脂や酢酸ビニルなどの高分子系樹脂を主材料とするものやセメントを主原料としたもの（特許文献１及び特許文献２等）がある。
【特許文献１】
特許第２９３５４０８号明細書
【特許文献２】
特開２００２−１８８１５０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高分子系樹脂やセメントを主原料とした侵食防止材には次の課題があった。
【０００５】
高分子系樹脂を主原料とした侵食防止材の場合、種子の発芽や生育に影響を与える悪影響は少ないものの、施工後に水分が蒸発しないと侵食防止機能が発揮されないとともに、十分な侵食防止効果が得られるまでに時間がかかる問題があった。また、紫外線による樹脂の劣化等が早期に生じるため、法面等の急勾配斜面において法面緑化吹付工法を適用した場合、早期に造成した生育基盤の侵食が生じる問題があった。さらに吹付後の生育基盤の落下を防止する必要があるときには、多量の樹脂を添加しなければならず、その結果、化学物質が法面土壌に残留して土壌の荒廃を招き、昨今の環境・公害の問題を残す結果になっていた。
【０００６】
一方、セメントを主原料とした侵食防止材は、高分子系樹脂と比較して強い接合力を有していることから、施工後も長期間にわたって造成した生育基盤の耐侵食性を持続させることが可能であるが、セメントのもつアルカリ性のために、特に種子の発芽や植物の初期成育に悪影響を与え、発芽不良や発芽遅延、初期成育不良などを生じる結果となっていた。
【０００７】
セメントに代表される無機系の侵食防止材は、強い耐侵食性という大きな特徴があることから、近年実施される機会が多くなっている木本植物を主体とする緑化など、施工後しばらくは植生による表面被覆が成されない緑化を行う場合に有効である。
以上により、本発明は、植物の発芽・生育に悪影響を与えることのない侵食防止材を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記技術課題を解決すべく鋭意研究を行ってきた。その結果、高分子系樹脂やセメントを用いることなく、その代わりに特定の材料を混合した侵食防止材が植物の発芽・生育に与える悪影響を少なくできるという知見を得て本発明を完成するに至った。
【０００９】
請求項１に係る発明は、石膏１００重量部に対し、粒度１５０μｍ以下のポゾラン反応を行う粉体５０〜３００重量部と、水溶性硫酸塩１〜１０重量部とを含有してなる植生基盤用固化材組成物である。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１において前記石膏が２水石膏または無水石膏である生育基盤用固化材組成物である。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の生育基盤用固化材組成物を、生育基盤材料１ｍ３に対し１０〜１８０ｋｇの割合で混合することを特徴とする法面緑化吹付工法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明による生育基盤用固化材組成物、すなわち侵食防止材は、粒度１５０μｍ以下のポゾラン反応を行う粉体であって、所定の割合の石膏及び水溶性硫酸塩を含有するものである。
【００１３】
本発明で生育基盤用固化材組成物に用いる粉体は、粒度が１５０μｍ以下のポゾラン反応を行う粉体であり、例えば、フライアッシュ、石炭灰、高炉スラグ、シリカゲル、シリカヒューム、凝灰岩、ケイソウ土、焼成粘土、焼成頁岩などを粉砕または分級したものである。なお、粒度が１５０μｍを超える場合、生育基盤材の粘性が不足するため吹付け時に基盤材がダレや落下を生じたり、ポゾラン反応が進行せず固化強度が不足したりするので好ましくないことが判明した。
【００１４】
粒度１５０μｍ以下のポゾラン反応を行う粉体の使用量は、石膏１００重量部に対して５０〜３００重量部であり、７０〜２５０重量部がより好ましい。３０重量部未満では初期強度が小さくなる場合があり、３００重量部を超えると種子の発芽・生育に影響があるため好適でない。
【００１５】
本発明で使用する石膏とは、天然および化学石膏であり、無水石膏、半水石膏、２水石膏を挙げることができる。これらの石膏のうち、特に、Ｉ型、ＩＩ型、ＩＩＩ型無水石膏または２水石膏が好適に用いることができる。
本発明において半水石膏を用いる場合、水混練後の固化時間が早いため、オキシカルボン酸などの遅延剤を添加して固化時間を調整することで、植生基材圧送時等に発生する支障を防止することができる。しかし、植生基盤材に用いる人工土壌や肥料中には既に有機物を含み、含有量に幅があるため、実施工において固化時間にバラツキを生じるおそれがあり、無水石膏または２水石膏に比べ作業の中断や作業効率が低下する可能性がある。
【００１６】
本発明で使用する水溶性硫酸塩とは、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸アンモニウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムカリウムなどの硫酸塩および硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム、硫酸水素アンモニウムなどの重硫酸塩を挙げることができる。
【００１７】
水溶性硫酸塩の使用量は、石膏１００重量部に対し１〜１０重量部が好ましく、３〜８重量部がより好ましい。使用量が１重量部未満の場合、固化強度が低くなり降雨による種子の流出等のおそれがある。また、１０重量部を超えると植生基盤中の水溶性塩の濃度上昇により、種子の発芽・生育に影響があるため好ましくない。
【００１８】
本発明においてはさらに、生育基盤材に可塑性を付与する目的で、ベントナイト、カオリンなどの粘土鉱物等を併用することも可能である。
【００１９】
侵食防止材の使用量は、生育基盤材の人工土壌の種類、含水量、また必要とする強度に依存するため、一律に決定されるものではないが、一般的には、生育基盤１ｍ３に対して１０〜１８０ｋｇが好ましく、通常の緑化工に使用する場合は２０〜８０ｋｇがより好ましい。また、種子を使用しない植生誘導工として使用する場合は、６０〜１６０ｋｇが好ましく、さらに耐侵食性と植物の発芽性の双方を考慮すると８０〜１２０ｋｇがより好ましい。使用量が１０ｋｇ未満では、侵食防止材の固化強度が低いために造成した生育基盤の土壌硬度が十分に得られず、降雨等による種子や生育基盤の流出のおそれがある。また、１８０ｋｇを超えると、侵食防止材の固化強度が高くなり、生育基盤の土壌硬度が上昇しすぎるため、種子の発芽・生育に悪影響を与えることがある。なお、ここでいう生育基盤１ｍ３とは、吹付により造成された生育基盤１ｍ３を意味している。
【００２０】
本発明をさらに具体的に説明するため、以下実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２１】
本発明の生育基盤用固化材組成物の実施例を表１に示す（実施例１〜１５、比較例１〜３）。
生育基盤用固化材組成物の調整は、石膏、ポゾラン反応を行う物質、および水溶性硫酸塩を表１に示す配合比で粉体のまま均一に混合した。次に、生育基盤用固化材組成物１００重量部に対し、清水１００重量部を加え、スリーワンモーターで攪拌混合し、生育基盤用固化材組成物のスラリーを調製した後、ガラス電極法によりスラリーのｐＨを計測した。
また、「プレパックドコンクリートの注入モルタルのブリーディング率および膨張率試験方法（ポリエチレン袋方法）（ＪＳＣＥ−Ｆ５２２，  １９９９）」に準拠して、２４時間経過後のブリーディングを計測した。同様にして、セメントを用いた場合のブリーディングを計測し、生育基盤用固化材組成物のブリーディングをセメントのブリーディングで除してブリーディング比を算出した。
さらに、ブリーディングを計測した供試体を２０±２℃の室内に７日間養生した後、１０ｃｍの高さに切り出し、「土の一軸圧縮試験方法（ＪＳＦ  Ｔ５１１）」に準拠して一軸圧縮強度を計測した。測定結果をそれぞれ表１に示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
（実施例１６）
本試験は、本発明による生育基盤用固化材組成物（以下、本組成物という）を用いた場合及び従来のセメントを用いた場合について、本組成物の配合量と植物の生育状況の関係を比較検証することを目的として行った。
【００２４】
試験は、１／５０００ａワグネルポットを用いた室内試験とし、試験区として、１）対照区（侵食防止剤なし）、２）本組成物２０ｋｇ／ｍ３配合、３）本組成物４０ｋｇ／ｍ３配合、４）本組成物６０ｋｇ／ｍ３配合、５）普通ポルトランドセメント２０ｋｇ／ｍ３配合、６）  普通ポルトランドセメント４０ｋｇ／ｍ３配合、７）  普通ポルトランドセメント６０ｋｇ／ｍ３配合の計７試験区を設定した。使用材料には、厚層基材吹付工の材料である有機質系生育基盤材（商品名：レミマテリアル）２０００リットル／ｍ３及び緩効性肥料（Ｎ：Ｐ：Ｋ＝６：３６：６、商品名：ツリーキーパー）４ｋｇ／ｍ３を用いた。ミキサーを用いて各材料を混合して均一に攪拌した後、これをワグネルポットに詰め、トールフェスクを１００粒播種し、見え隠れ程度に覆土した。各試験区の繰り返し回数は３とした。
【００２５】
試験開始４２日後の調査の結果、本組成物を用いた場合のトールフェスクの発芽及び初期生育は、普通ポルトランドセメントと比較して発芽が良好となるほか、特に初期生育が阻害されていないこと’が確かめられた。図１は、実施例１において、４２日後の成立本数を比較したグラフである。また、図２は、実施例１において、４２日後の草丈を比較したグラフである。
【００２６】
（実施例１７）
本試験は、本組成物を用いた場合及び従来のセメントを用いた場合について、厚層基材吹付工で施工した場合の生育基盤の耐侵食性について比較検証することを目的として行った。
【００２７】
試験は、栃木県内の盛土法面（北向き）を用いた屋外試験とし、試験区として、１）対照区（普通ポルトランドセメント６０ｋｇ／ｍ３配合）、２）本組成物２０ｋｇ／ｍ３配合、３）本組成物４０ｋｇ／ｍ３配合、４）本組成物６０ｋｇ／ｍ３配合の計４試験区を設定した。施工面横は２ｍ２／区（幅１．０ｍ×高さ２．０ｍ）とし、吹付厚さは５ｃｍとした。人工盛土法面の勾配は１：１．２であり、緑化基礎工として金網張工（径２ｍｍ、５０×５０ｍｍ網目）を施工した。厚層基材吹付工の使用材料には、有機質系生育基盤材（商品名：レミマテリアル）２０００リットル／ｍ３と緩効性肥料（Ｎ：Ｐ：Ｋ＝６：３６：６、商品名：ツリーキーパー）４ｋｇ／ｍ３を用い、モルタルコンクリート吹付機を用いて生育基盤の吹付造成を行った。本試験は、生育基盤の耐侵食性を確認するため、あえて１１月末に施工を行い、冬期間の凍上や凍結が予想される土砂法面で実施した。
【００２８】
施工後は、生育基盤の侵食状況を確認するため、施工直後、２７日後、９７日後、１０５日後に調査を行った結果、全ての試験区で基盤残存率は１００％、金網露出率は０％であり、経過日数による吹付基盤の侵食や凍結等による問題は確認されなかった。これにより、本組成物は普通ポルトランドセメントを用いた場合と同様な耐久性を有する生育基盤が造成できることが確認された。
【００２９】
（実施例１８）
上述した試験結果を踏まえ、法面勾配１：０．８の軟岩切土法面において施工を行った。材料配合表を表２に示す。使用植物には、アラカシ、ネズミモチ、シャリンバイ、ヤブツバキ、センダン、サルスベリ、ムクゲ、ヤマザクラ、ヤマハゼ、アキグミ、ノシバを用いた。施工後の追跡調査を１ヶ月後、４ヶ月後、７ヶ月後の計３回実施した。その結果、各植物とも発芽障害や初期生育障害などはみられず、良好な発芽生育を確認した。
【００３０】
【表２】
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【００３１】
本組成物が植物の発芽生育に悪影響を与えない大きな理由の一つとして、中性〜弱酸性域で固化する特性が大きく影響している。実施例１８で造成した生育基盤のｐＨの推移をみると（表３参照）、普通ポルトランドセメントと比較して生育基盤が酸性域を示していることがわかる。
【００３２】
【表３】
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【００３３】
本組成物を用いた他の実施例（材料配合例）を表４、表５に示す。ここでいう生育基盤材は，一般的に用いられている法面緑化用生育基盤材を指す。肥料の配合に関してはこれに限定されるものではない。侵食防止材以外の材料は適宜設計において検討されるものであり、その他の補助資材を混合する場合もある。
【００３４】
【表４】
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【００３５】
【表５】
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【００３６】
なお、本発明者らは、本組成物の利用について、客土種子吹付工のようにスラリー吹付を行うタイプのもの、生チップを主体に用いる生育基盤材、生ごみ堆肥等のリサイクル材料を主体に用いる生育基盤材等についても応用した。その結果、本組成物は各種高分子系樹脂よりも耐侵食性が高く、普通ポルトランドセメントと比較して植物の発芽生育に悪影響を及ぼすことがなく、各種法面緑化吹付工法の侵食防止材として汎用性が高いことを確認した。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の生育基盤材用固化材組成物は、土中に残留するおそれのある高分子系樹脂を使用することなく、セメントと同等の耐侵食性を有し、かつセメントのようにアルカリ成分により種子の発芽及び初期生育に悪影響を与えることのない法面緑化吹付工法用の侵食防止材として優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１６において、４２日後の成立本数を比較したグラフである。
【図２】実施例１６において、４２日後の草丈を比較したグラフである。
【図１】
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【図２】
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