(57)【要約】【課題】これまで廃棄処分されていた貝殻、又は、間伐材や廃木材等の木材をモルタル・コンクリートの構成材料として有効活用すること。また、構造物とした場合に充分強度があり、悪臭を発生せず、且つ長期間形状が維持できるモルタル・コンクリート、これを用いた構造物の提供。また、蝟集効果が早期に発現し、長期間保持することが可能な魚礁の提供。【解決手段】結合材と蒸気加熱した貝殻又は木材が含まれるモルタル・コンクリート。蒸気加熱が１２０℃以上の蒸気による加熱であることを特徴とする前記モルタル・コンクリート。蒸気加熱により、少なくとも貝殻又は木材の一部が炭化していることを特徴とする前記モルタル・コンクリート。前記モルタル・コンクリートを用いてなる構造物。前記構造物を用いてなる魚礁。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）結合材と（Ｂ）蒸気加熱した貝殻又は木材を含有してなるモルタル・コンクリート。
【請求項２】
蒸気加熱が１２０℃以上の蒸気による加熱であることを特徴とする請求項１記載のモルタル・コンクリート。
【請求項３】
蒸気加熱により、少なくとも貝殻又は木材の一部が炭化していることを特徴とする請求項１又は２記載のモルタル・コンクリート。
【請求項４】
請求項１〜３記載のモルタル・コンクリートを用いてなる構造物。
【請求項５】
請求項４記載の構造物を用いてなる魚礁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に水産業や食品加工業等で廃棄物として発生する貝殻、林業や建設業等で発生する間伐材や廃木材の有効活用に関するものであって、これらを用いたモルタル・コンクリート及び該モルタル・コンクリートを用いた構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
主に水産業や食品加工業等で廃棄物として発生する貝殻、林業や建設業等で発生する間伐材や廃木材は、そのまま又は焼却減容化し、埋め立て処分されることが殆どであったため、その有効活用が検討されている。その一つとして生コンクリートに混和する方法がある（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照。）。更に、貝殻や木材は藻類の活着性に非常に優れていることから、貝殻や木材を混和させたコンクリート硬化体を魚礁へ利用することが提案されている（例えば、特許文献５参照。）。しかし、貝殻や木材をそのまま或いは破砕・切断してコンクリートに混合しただけでは、貝殻に付着した肉片や木材が腐敗し、悪臭を発する。また、木材等の腐敗が進行するとコンクリート硬化体が変形したり強度低下を起こす。かかる腐敗は、貝殻や木材を焼却灰化すれば完全に防止できるが、灰化物に対する藻類の活着性は該して低く、魚礁には適し難くなる。灰化物以外の処理方法として、混和前の貝殻等を高温の油で加熱すれば滅菌および防菌が行われるため、腐敗防止に有効であることが知られている（例えば、特許文献６参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−４１３４９号公報
【特許文献２】
特開平１１−２２８２０６号公報
【特許文献３】
特開平９−１６５２５２号公報
【特許文献４】
特開２００２−２４１１６５号公報
【特許文献５】
特開平７−２０６５０１号公報
【特許文献６】
特開２０００−２４６１９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、高温の油で加熱処理した貝殻等は、その表面に油滴が付着しているため、モルタルやコンクリート用の混和材として配合すると、凝結遅延を起こし易く、また表面油分が結合材と貝殻等の間に実質的に介在することになり硬化体の強度が低下し易い。更に、表面付着油分が大量に存在すると藻類の活着に支障を及ぼすこともある。本発明はこのような問題を解決するために成されたものであって、これまで廃棄処分されていた貝殻、又は間伐材や廃木材等の木材をモルタル・コンクリートの構成材料として有効活用して、構造物とした場合に充分強度があり、悪臭を発生せず、且つ長期間形状が維持できるモルタル・コンクリート及びこれを用いた構造物を提供すること、また、蝟集効果が早期に発現し長期間保持することが可能な魚礁を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題解決のため種々の検討を行ったところ、貝殻又は木材を蒸気加熱することにより前記目的を達成することを見出した。即ち本発明は、以下の（１）〜（３）で表すモルタル・コンクリート、（４）で表す構造物、及び（５）で表す魚礁である。
【０００６】
（１）（Ａ）結合材と（Ｂ）蒸気加熱した貝殻又は木材を含有してなるモルタル・コンクリート。（２）蒸気加熱が１２０℃以上の蒸気による加熱であることを特徴とする（１）のモルタル・コンクリート。（３）蒸気加熱により、少なくとも貝殻又は木材の一部が炭化していることを特徴とする（１）又は（２）のモルタル・コンクリート。（４）（１）又は（２）のモルタル・コンクリートを用いてなる構造物。（５）（４）の構造物を用いてなる魚礁。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明でいうモルタル・コンクリートとは、少なくとも結合材と骨材を混合してなるものである。結合材としては、ポルトランドセメント、アルミナセメント、半水石膏、混合セメント等のセメント、熱硬化性樹脂等の樹脂、熱可塑性樹脂や硫黄等のように加熱により液体になり常温で固体の物質等が挙げられ、これらを併用しても良い。経済性や作業効率の点から、結合材としてセメントが好ましい。また、本発明でいうモルタル・コンクリートは、鉄筋コンクリート等のように内部に鋼材を有するものも含む。骨材としては概ね水以上の比重であれば特に限定されず、例えば、砕砂、砕石、陸砂、陸砂利、川砂、川砂利、人工骨材、スラグ骨材等が挙げられ、これらを併用しても良い。結合材と骨材以外に、水、減水剤、流動化剤、収縮低減剤、防錆剤、急硬剤、遅延剤、膨張材、繊維、防水材等の各種混和剤（材）を適宜含むこともできる。
【０００８】
本発明でいう貝殻とは、水産業や食品加工業等で廃棄物として発生するカキ、帆立貝、アサリ、ハマグリ、アワビ、トコブシ、サザエ等の貝殻で、付着している肉片を含むものである。
【０００９】
本発明でいう木材とは、林業や建設業等で発生する間伐材や廃木材を含む木材である。本発明でいう木材には、杉、松、楢、桧等の一般の木材以外に竹も含むものである。その形状は特に限定されないが、丸太状、板状、角材状、チップ状、粉状等が挙げられる。
【００１０】
本発明でいう蒸気とは、トリエチレングリコールや四塩化炭素等の有機物質の蒸気でも良いし、塩化アルミニウムや水等の無機物質の蒸気でも良い。大気圧下で所定の温度にならない場合は、耐圧容器内で加圧して所定の温度にする。該蒸気として水蒸気を用いることが、コンクリートの硬化不良が無い、入手もし易い、不燃性である、貝殻又は木材中の重金属や塩分等の有害物質濃度を低減できる等の点で好適である。
【００１１】
前記蒸気により、１２０℃以上に加熱することにより、滅菌することになり、腐敗による悪臭の発生や朽ちることを抑制することになる。更に、前記加熱で貝殻に付着している肉片等の有機物又は木材の少なくとも一部を炭化することにより、腐敗による悪臭の発生や朽ちることをより抑制できるとともに、虫等の小動物による食害を抑制することができる。貝殻に付着している肉片等の有機物又は木材を全て炭化する必要は無く、エネルギー消費量の点から腐敗しやすい部分のみ炭化すれば良く、腐敗しやすい部分の表面のみ炭化すれば更に効率的である。１２０℃より温度が低いと、滅菌が不充分となり好ましくない。また、モルタル・コンクリートに貝殻と木材のうち貝殻のみ含まれる場合は、９００℃より温度が高いと、貝殻中の炭酸カルシウムが分解する虞があるので好ましくない。また、モルタル・コンクリートに少なくとも木材が含まれる場合は、５００℃より温度が高いと、木材が灰化する虞があるので好ましくない。１５０℃〜５００℃の範囲の蒸気で加熱することが、処理時間と処理コストの点で好ましい。
【００１２】
前記貝殻又は木材が、該構造物表面にあることにより、湿度調節の点、ホルムアルデヒド等の有害物質吸着の点、美観の点等から好ましい。特に、該構造物を魚礁として用いた場合に、表面に凹凸が多くなるので、更に藻類が活着し易く、腔腸動物、環形動物、触手動物、軟体動物、節足動物等のベントスも潜入又は付着し易くなり、魚類等の蝟集する効果の早期発現の点で好ましい。更に、前記貝殻又は木材の少なくとも一部が炭化していると、炭化していないものに比べて表面の色が濃くなるので陰影効果による魚類等の蝟集に効果があるのでより好ましい。
【００１３】
前記貝殻又は木材を、該構造物表面に存在させるには、モルタル・コンクリート中の貝殻又は木材とそれ以外の構成材料との比重差を利用し、貝殻又は木材を浮上させ又は沈殿させる方法、又、モルタル・コンクリートの強度が小さい時期、望ましくはモルタル・コンクリートの表面に遅延剤を含有させる等して表面強度を小さくして、物理的な方法でモルタル・コンクリートの表層部に貝殻や木材が出るまで除去する方法、貝殻又は木材を型枠の１面又は複数面に配置してモルタル・コンクリートを打設する方法等がある。作業効率の点で、該コンクリート中の貝殻又は木材とそれ以外の構成材料との比重差を利用する方法が好ましい。特に、コンクリート打設中にバイブレーターによる振動を加えて、貝殻又は木材を浮き上がらせ又は沈める方法と、遠心力により比重差をより顕著に利用できる遠心成形を行うことが、作業効率の点でより好ましい。
【００１４】
本発明の構造物とは、本発明のモルタル・コンクリートを用いた構造物で、構成する材質全てを本発明のコンクリートで用いても良いし、鉄鋼その他の金属、他の水和組成物からなる硬化体、合成樹脂、石材等と複合して用いても良い。
【００１５】
本発明の構造物の形状、大きさは、特に限定されない。
【００１６】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。表１に示す配合のコンクリートを製造した。なお、表１中の各成分は、以下に示すものを用いた。
＜使用材料＞
セメント：太平洋セメント株式会社製普通ポルトランドセメント。
細骨材：静岡県産陸砂（表乾比重：２．６０）。
粗骨材：茨城県産砕石（表乾比重：２．６４）。
水：水道水。
貝殻又は木材：
貝殻Ａ：水産加工業より廃棄されたホタテ貝の貝殻（比重：２．９３、重量の１％の肉片が付着）。
貝殻Ｂ：貝殻Ａを、オートクレーブを用いて１８０℃、２４時間水蒸気で加熱したもの（比重：３．０３、肉片が炭化している）。
木材Ａ：杉の間伐材チップを、オートクレーブを用いて１２０℃、３０分間水蒸気で加熱したもの（比重：０．４、炭化していない）。
木材Ｂ：杉の間伐材チップを、オートクレーブを用いて１５０℃、２４時間水蒸気で加熱したもの（比重：０．５、炭化している）。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
作製した配合Ｎｏ．１〜３のコンクリートを、ＪＩＳ  Ａ  １１０８「コンクリートの圧縮強度試験方法」に従って圧縮強度試験を行った。材齢２８日の圧縮強度試験結果及びその時のコンクリートの状態について、表２に示す。なお、試験体は直径１５ｃｍ、高さ３０ｃｍの円柱状とした。
【００１９】
【表２】
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【００２０】
本発明の実施例である配合Ｎｏ．２、４及び５のコンクリートの硬化体から悪臭（腐乱臭）は発生していないが、本発明の比較例である配合Ｎｏ．１のコンクリートの硬化体から悪臭（腐乱臭）が発生していた。
【００２１】
配合Ｎｏ．４のコンクリートを、型枠（幅３０ｃｍ×長さ６０ｃｍ×深さ７ｃｍ）に打設して、間伐材チップが浮き上がってくるまでバイブレータをかけて、翌日脱型して、コンクリート板を作製した。この時、内側にネジを切った金属パイプを２箇所、該コンクリート板の間伐材チップが表面に露出する面と反対側の面（下面）に金属パイプが露出するように、埋め込んでコンクリート板Ａを作製した。また、この時、コンクリート板の長手方向の側面の一つが、間伐材チップが表面に露出する面となす角度が４５度になるように、断面が直角二等辺三角形の三角柱の型を配置しておいた。コンクリート板Ａの間伐材チップが露出している表面には、間伐材チップにより約１．５ｃｍの凹凸が形成されていた。同様にして、配合Ｎｏ．５のコンクリートを用いて、コンクリート板Ｂを作製した。コンクリート板Ｂの間伐材チップが露出している表面には、間伐材チップにより約１．５ｃｍの凹凸が形成されていた。また、前記型枠より２ｃｍ深い型枠に同じ三角柱の型を配置して、配合Ｎｏ．２のコンクリートを打設した。翌日、高圧水（水圧：１００Ｎ／ｍｍ２）を吹付けて約２ｃｍの深さ分のモルタル分を除去した後に脱型して、貝殻Ｂが表面に露出しているコンクリート板Ｃを作製した。
【００２２】
比較として、貝殻又は木材が含まれていない配合Ｎｏ．３のコンクリートにより、コンクリート板Ａ作製時と同じ形状の型枠を用いてコンクリート板Ｄを作製した。
【００２３】
２８日間気中養生したコンクリート板Ａ、コンクリート板Ｂ、コンクリート板Ｃ及びコンクリート板Ｄを海中に３ヶ月間沈めた後の状況を観察した。その結果、コンクリート板Ａ、コンクリート板Ｂ及びコンクリート板Ｃにはゴカイ類及び甲殻類が付着していた。一方、コンクリート板Ｄには肉眼で確認できる生物の付着は見られなかった。
【００２４】
前記金属パイプの内側のネジに嵌合するネジ部を有するアンカーを嵌め合わせて、通常のコンクリート製魚礁製造時の型枠に、アンカーを取り付けたコンクリート板Ｃを魚礁３の１２箇所の柱部１に各２個取り付けて、配筋した後に配合Ｎｏ．３のコンクリートを打設して製造した、本発明の構造物を魚礁として用いた場合の一実施形態が図１である。
【００２５】
魚礁３は、コンクリート板Ｃが取り付けてあるので、ゴカイ類や甲殻類等のベントスが早期に付着及び／又は潜入することにより、それらを捕食する魚類が早期に蝟集する。また、貝殻の肉片が炭化しているので腐敗せず、強度も高く強度低下も無いので長期間形状が維持して、魚礁３の蝟集効果が長期間保持する。
【００２６】
【発明の効果】
前記から明らかなように、本発明によれば、貝殻又は木材の腐敗を抑制することにより、原材料として保管している間や使用している間における悪臭の発生を防止し、強度を充分有し維持できるモルタル・コンクリート硬化体を得られるので、これまで廃棄処分されていた貝殻又は間伐材や廃木材等の木材をモルタル・コンクリートの構成材料として有効活用できる。また、構造物とした場合に充分強度があり、悪臭を発生せず、且つ長期間形状が維持できるモルタル・コンクリート及びこれを用いた構造物が提供される。また、蝟集効果が早期に発現し、またその蝟集効果が長期間保持することが可能な魚礁が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る構造物を魚礁として用いた場合の一実施形態を説明する模式的な斜視面図である。
【符号の説明】
１              柱部
２              貝殻
３              魚礁
４              アンカーを取り付けたコンクリート板Ｃ
【図１】
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