(57)【要約】【課題】多孔質材料を用いて海藻類の胞子を効率良く着生させるとともに、充分な強度を有する藻場造成用コンクリート構造体を提供する。【解決手段】コンクリート構造体の板状部１の表面から５ｃｍ程度の上層部分５ａを形成するコンクリートには、木炭の粉体がほぼ均一に混入されている。粉体の粒径は０．１ｍｍ以下であり、混入量はコンクリートに対する容積比で１〜５％である。このコンクリート構造体は、通常のコンクリートを打設後、硬化する前に、木炭が混入されたコンクリートを一体となるように打設することによって、容易に製作することができる。そして、コンクリート構造体の表面に多くの木炭が露出し、木炭の有する細孔に海藻類の胞子が入り込み、効率良く着生する。また、粒径の小さい粉体であるため表面積は大きく、少ない混入量でも充分な効果が得られ、コンクリートは充分な強度が得られる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底に沈設される藻場造成用コンクリート構造体であって、
該構造体を形成するコンクリートの少なくとも表面付近に、多孔質材料の粉体が混入されていることを特徴とする藻場造成用コンクリート構造体。
【請求項２】
前記多孔質材料の粉体は、植物の炭化物又はゼオライトの粉末であることを特徴とする請求項１に記載の藻場造成用コンクリート構造体。
【請求項３】
前記粉体は、粒径が０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の藻場造成用コンクリート構造体。
【請求項４】
前記多孔質材料の粉体の混入量が、コンクリートに対する容積比で１〜５％であることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の藻場造成用コンクリート構造体。
【請求項５】
海底に設置したときに、ほぼ水平に支持される板状部を有し、該板状部の上層部分にのみ、前記多孔質材料の粉体が混入されていることを特徴とする請求項１に記載の藻場造成用コンクリート構造体。
【請求項６】
前記多孔質材料の粉体は、水生植物の種子又は海藻の胞子が付着されているものであることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の藻場造成用コンクリート構造体。
【請求項７】
海底に沈設される藻場造成用コンクリート構造体の形成方法であって、
多孔質材料の粉体に、水生植物の種子又は海藻の胞子を混合した水を含浸させ、該粉体を未硬化のコンクリート中に投入し、混合した後、
該コンクリートを、所定の形状に組み立てられた型枠内に打設することを特徴とする藻場造成用コンクリート構造体の形成方法。
【請求項８】
海底に沈設される藻場造成用コンクリート構造体の形成方法であって、
所定の形状に組み立てられた型枠内に、所定の高さより３ｃｍ〜１０ｃｍ下方の位置までコンクリートを打設し、
前記コンクリートが硬化する前に、多孔質材料の粉体を混入したコンクリートを、既に打設した上記コンクリートの上に積層し、所定の高さまで打設することを特徴とする藻場造成用コンクリート構造体の形成方法。
【請求項９】
海底に沈設される藻場造成用コンクリート構造体の形成方法であって、
海底に設置するときの形状と上下が反転した形状に組み立てられた型枠内に、底面より３ｃｍ〜１０ｃｍの高さまで多孔質材料の粉体を混入したコンクリートを打設し、
前記コンクリートが硬化する前に、該コンクリートの上に積層し、所定の高さまで、多孔質材料の粉体を含まないコンクリートを打設することを特徴とする藻場造成用コンクリート構造体の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水質浄化又は集魚を目的として海底に沈設される藻場造成用コンクリート構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
海藻類は自身に海水中の窒素やリン等の栄養塩を固定するとともに、光合成作用によって酸素を生成し、水中の溶存酸素濃度を高める働きがある。また、海藻類は魚介類の餌料であり、海藻類が繁茂している場所は魚介類にとって好適な隠れ場所となる。従来より、このような海藻類を用いて沿岸域の水質浄化や集魚を行なうものとして、コンクリートブロック等を海底に沈設し、このコンクリートブロックに海藻類を着生させる藻場礁が知られている。また、防波堤や岸壁等に海藻類を着生させることによって、周囲の自然環境と調和した景観とすることができるとともに、水質浄化や漁業活動に寄与することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記藻場礁は、一般にコンクリートブロックからなり、該コンクリートブロックの表面に溝を設けたり、石材等の突起物を埋め込むことによって凹凸を形成したものが知られている。また、擬岩型枠を用いることによって、コンクリートブロックの表面を凹凸にすることもできる。このような藻場礁では、表面の凹凸部周辺の海流に渦流が発生し、水生植物の種子や海藻類の胞子が滞留するため、コンクリートブロックに胞子が着床し易くなる。
【０００４】
しかし、特別の型枠を用意したり、表面を加工するのに費用や時間を要してしまう。また、藻場礁を海底に沈設後、コンクリートブロックの表面が漂砂等によって削られるため、時間の経過にともなって表面の凹凸による効果が小さくなってしまう。
【０００５】
また、表面に硫酸第一鉄等の表面処理剤が塗布されているコンクリートブロックからなる藻場礁が知られている。この藻場礁では、コンクリート表面から溶出する強アルカリ成分を表面処理剤で中和することによって、海藻類の着生を促すとともに、魚介類に強アルカリ成分による生育阻害が生じるのを防ぐことができる。しかし、時間の経過にともなって表面処理剤が削られたり、アルカリの溶出が減少すると、未加工のコンクリートブロックとの差異が小さくなる。
【０００６】
また、ポーラスコンクリートからなるブロック又は構造部材によって藻場礁を形成することも提案されている。この藻場礁では、ポーラスコンクリートが有する微小な連続空隙内に多数の種子又は胞子を取り込むことができるため、海藻類が繁茂しやすい。しかし、ポーラスコンクリートは強度や耐久性に問題があるため、長期間使用することが難しい。
【０００７】
一方、多孔質の木炭や活性炭を利用した藻場礁も知られており、特開２００１−１０３８６１号公報には、コンクリートブロックの表面にセメント及び木炭の混合物からなる板状部材を固定した藻場礁が記載されている。この板状部材には、粒径が２〜５ｍｍ程度の木炭がセメント１に対し１．５〜３．０の割合で混合されている。そして、該板状部材の表面には木炭による微小な凹凸が形成されるとともに、溝や突出部が設けられている。この藻場礁では、板状部材表面の木炭による凹凸と溝や突出部による凹凸とによって、木炭が有する空隙内に効率良く種子又は胞子を取り込むことができる。
【０００８】
しかし、上記藻場礁では、板状部材に多量の木炭が含まれているため、製作費用が高くなるとともに、板状部材の強度が小さく破損し易い。このため、製作における作業性が悪い。また、漂砂等によって板状部材が削られたり、破損し易く、長期間の使用は難しい。
【０００９】
本願発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、多孔質材料を用いて海藻類の胞子を効率良く着生させるとともに、充分な強度を有することによって海藻等の着生効果を長期間維持することが可能な藻場造成用コンクリート構造体を提供すること、又はこの藻場造成用コンクリート構造体の形成方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、　海底に沈設される藻場造成用コンクリート構造体であって、　該構造体を形成するコンクリートの少なくとも表面付近に、多孔質材料の粉体が混入されていることを特徴とする藻場造成用コンクリート構造体を提供する。
【００１１】
上記藻場造成用コンクリート構造体では、多孔質材料が粉体で用いられているため、多孔質材料全体の表面積が非常に大きい。このため、多孔質材料の粉体が有する細孔内に効率良く海藻類等の胞子又は種子を取り込み、コンクリート構造体に海藻類等を着生させることができる。また、海底に沈設後、漂砂等によってコンクリート構造体の表面が削られても、新たな粉体が表面に露出するため、長期間胞子又は種子の吸着効果を維持することができる。さらに、多孔質材料は粉体であり、少量で充分な胞子又は種子の吸着効果を得ることができるため、コンクリートの強度に影響を及ぼすおそれがない。
【００１２】
請求項２に係る発明は、　請求項１に記載の藻場造成用コンクリート構造体において、前記多孔質材料の粉体は、植物の炭化物又はゼオライトの粉末であるものとする。
【００１３】
上記藻場造成用コンクリート構造体では、植物の炭化物又はゼオライトの粉体が有する細孔内に効率良く海藻類等の胞子又は種子を取り込むことができる。また、植物の炭化物又はゼオライトは天然素材であるため、自然環境へ悪影響を及ぼすおそれがない。
【００１４】
請求項３に係る発明は、　請求項１又は請求項２に記載の藻場造成用コンクリート構造体において、前記粉体は、粒径が０．１ｍｍ以下であるものとする。
【００１５】
多孔質材料の粉体の粒径を０．１ｍｍ以下とすることによって、多孔質材料全体の表面積を著しく増加させることができ、粉体が有する細孔内に効率良く海藻類等の胞子又は種子を取り込むことができる。そして、コンクリートへの多孔質材料の混入量が少量で効果が得られるため、コンクリート強度に与える影響が少ない。また、粉体の粒径が非常に小さいため、この粉体がコンクリート内の微小な空隙を埋めることによって、コンクリートの強度や耐久性の低下を防止することができる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、　請求項１、請求項２又は請求項３に記載の藻場造成用コンクリート構造体において、前記多孔質材料の粉体の混入量が、コンクリートに対する容積比で１〜５％であるものとする。
【００１７】
上記藻場造成用コンクリート構造体では、コンクリートへの多孔質材料の混入量が少ないため、コンクリートの強度に影響を及ぼすおそれがない。このため、コンクリート構造体の設計を変更することなく、既存の型枠を用いて、低コストで藻場造成用コンクリート構造体を形成することができる。
【００１８】
請求項５に係る発明は、　請求項１に記載の藻場造成用コンクリート構造体において、海底に設置したときに、ほぼ水平に支持される板状部を有し、該板状部の上層部分にのみ、前記多孔質材料の粉体が混入されているものとする。
【００１９】
上記藻場造成用コンクリート構造体では、該コンクリート構造体を海底に沈設した後、海藻類等の種子又は胞子を上方から海中に撒き散らすことによって、種子又は胞子を上記板状部表面に効率良く着床させることができる。また、上記板状部の上層部分にのみ多孔質材料の粉体が混入されているため、コンクリート構造体の製作費用も多大とはならず、均一に多孔質材料を混入するための施工管理が容易で、作業性も良好となる。
【００２０】
請求項６に係る発明は、　請求項１から請求項５までのいずれかに記載の藻場造成用コンクリート構造体において、前記多孔質材料の粉体は、水生植物の種子又は海藻の胞子が付着されているものであるとする。
【００２１】
このコンクリート構造体では、あらかじめ木炭の粉体に水生植物の種子又は海藻の胞子が添加されているので、確実かつ効率良く海藻等を着生させることができる。
【００２２】
請求項７に係る発明は、　海底に沈設される藻場造成用コンクリート構造体の形成方法であって、　多孔質材料の粉体に、水生植物の種子又は海藻の胞子を混合した水を含浸させ、該粉体を未硬化のコンクリート中に投入し、混合した後、該コンクリートを、所定の形状に組み立てられた型枠内に打設することを特徴とする藻場造成用コンクリート構造体の形成方法を提供する。
【００２３】
上記形成方法では、あらかじめ多孔質材料の粉体に種子又は胞子を混合した水を含浸させることによって、粉体が有する細孔内に水とともに胞子又は種子を取り込むことができる。そして、この粉体をコンクリートに混入することによって、藻場造成用コンクリート構造体に任意の水生植物又は海藻類を効率良く、確実に着生させることができる。
【００２４】
請求項８に係る発明は、　海底に沈設される藻場造成用コンクリート構造体の形成方法であって、　所定の形状に組み立てられた型枠内に、所定の高さより３ｃｍ〜１０ｃｍ下方の位置までコンクリートを打設し、　前記コンクリートが硬化する前に、多孔質材料の粉体を混入したコンクリートを、既に打設した上記コンクリートの上に積層し、所定の高さまで打設することを特徴とする藻場造成用コンクリート構造体の形成方法を提供する。
【００２５】
上記形成方法では、特別な作業や部材等を用いることなく容易に、藻場造成用コンクリート構造体の表面付近にのみ、ほぼ均一に多孔質材料の粉体を混入することができる。そして、この粉体が混入されたコンクリートを先に打設されたコンクリートと一体とすることができ、コンクリート構造体の一部とみなすことができる。このため、コンクリート構造体の強度に影響を及ぼすおそれがない。また、既存の魚礁ブロック等の型枠を用い、設計の変更等を行なうことなく、藻場造成用コンクリート構造体を形成することができる。
【００２６】
請求項９に係る発明は、　海底に沈設される藻場造成用コンクリート構造体の形成方法であって、　海底に設置するときの形状と上下が反転した形状に組み立てられた型枠内に、底面より３ｃｍ〜１０ｃｍの高さまで多孔質材料の粉体を混入したコンクリートを打設し、　　前記コンクリートが硬化する前に、該コンクリートの上に積層し、所定の高さまで、多孔質材料の粉体を含まないコンクリートを打設することを特徴とする藻場造成用コンクリート構造体の形成方法を提供する。
【００２７】
上記形成方法では、藻場造成用コンクリート構造体の上面付近にのみ、ほぼ均一に多孔質材料の粉体を混入することができる。そして、該コンクリート構造体を海底に沈設後、表面に水生植物又は海藻類を効率良く着生させることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本願に係る発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本願発明の一実施形態である藻場造成用のコンクリート構造体を示す概略斜視図である。
このコンクリート構造体は、板状部１と、該板状部１をほぼ水平に支持する脚部２とが一体となるように形成されており、海底に沈設して板状部１の表面に水生植物又は海藻類を着生させるものである。そして、水生植物や海藻類の光合成作用等によって海水を浄化したり、これらを餌料とする魚介類を集める。
【００２９】
上記板状部１の表面から５ｃｍ程度の上層部分１ａには、図２に示すように、粗骨材４及び細骨材５の間のセメントペースト部分に木炭の粉体３がほぼ均一に混入されている。この粉体３は粒径が０．１ｍｍ以下となっており、粉状としたときの容積でコンクリート容積の５％がほぼ均一に混入されている。そして、上記板状部１の上面は混入された木炭が表面に多く露出するように、小さな凹凸を有する粗面となっている。
【００３０】
上記木炭の粉体３を混入したコンクリートは、例えば次のような配合とすることができる。
水セメント比（Ｗ／Ｃ）　　　　　　：５５％
細骨材率（ｓ／ａ）　　　　　　　　：４９％
水量（Ｗ）　　　　　　　　　　　　　　　　：１８４ｋｇ／ｍ３
セメント量（Ｃ）　　　　　　　　　　：３３５ｋｇ／ｍ３
細骨材量（Ｓ）　　　　　　　　　　　　：８４１ｋｇ／ｍ３
粗骨材量（Ｇ）　　　　　　　　　　　　：８７２ｋｇ／ｍ３
木炭量　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　：１０９ｋｇ／ｍ３
減水剤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　：１．２６０％（セメント比）
空気量　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　：１．８％
【００３１】
上記配合のコンクリートを、木炭を混入しないコンクリートであって、水セメント比、細骨材率、水量及びセメント量が同じコンクリートと、コンクリート打設後２８日経過時の強度で比較すると、ほぼ同じ強度が得られる。なお、粉体３の混入量は、上記配合ではコンクリートに対する容積比で５％としているが、多孔質材料として木炭を用いる場合、コンクリートに対する容積比で１〜５％、セメントに対する容積比で１０〜５０％程度とすることができる。
【００３２】
上記のようなコンクリート構造体では、板状部１の上面で木炭の粉体が表面に多数露出しており、特に粉体３の粒径を０．１ｍｍ以下とすることによって露出する木炭の表面積が大きくなっている。木炭は炭素を主体とした化合物が不規則に集まっており、多くの細孔を有している。このため、海藻類の微小な胞子は細孔内に入り込み、脱落しにくくなる。この状態で胞子が発芽し、成長することにより海藻の着生及び生育が効率良く行なわれる。
【００３３】
なお、上記実施形態では、多孔質材料として木炭を用いているが、ゼオライトを用いてもほぼ同様の効果が得られる。また、木炭はコンクリート構造体の板状部１の表面付近にのみ混入しているが、コンクリート構造体の全部に混入しても良い。
【００３４】
次に、上記藻場礁を形成するコンクリート構造体の形成方法を図３に基づいて説明する。
型枠１１は、脚部２となる部分が下方となるように組み立てる。このとき、必要に応じて型枠１１内に鉄筋を配置しておくこともできる。この型枠１１内に通常のコンクリート１２を最終打設面より５ｃｍ程度下方の位置まで打設する。次に、通常のコンクリート１２が硬化する前に、木炭の粉体３を混入したコンクリート１３、すなわち上層部分１ａを形成するコンクリートを、通常のコンクリート１２の上に最終打設面まで打設する。
【００３５】
上記コンクリート１３は、通常のコンクリートの材料である骨材、水、セメントに、吸水させた木炭の粉体３を混合して練り混ぜる。粉体３に予め吸水させることによって、粉体３がコンクリート中で浮き上がってしまうのを防止することができ、均一に分散させることができる。
【００３６】
次に、多孔質材料の粉体３を混入したコンクリート１３が硬化する前に、このコンクリート１３の表面を竹箒や熊手等で掃いて粗面にし、表面に微小な凹凸を形成する。このようにコンクリート１３の表面に微小な凹凸を形成することによって、コンクリート１３の表面積が増加し、多くの粉体３が表面に露出する。このため、粉体３が有する細孔によって、より多くの種子又は胞子を吸着することができる。
【００３７】
そして、通常のコンクリート１２と木炭を混入したコンクリート１３とが一体となって硬化した後、型枠１１を取り除く。このコンクリート構造体は板状部１が上方となるように、藻場礁として海底に沈設され、船等から上方より種子又は胞子を海中に撒き散らすことによって、種子又は胞子を板状部１の上層部分１ａに着床させることができる。又は、上層部分１ａに種子又は胞子を分散した後、コンクリート構造体を海底に沈設してもよい。
【００３８】
このコンクリート構造体は、板状部１の上層部分１ａにのみ木炭の粉体３を容易に混入することができるとともに、その混入量が少ない。また、板状部１の木炭を含む上層部分１ａと通常のコンクリートからなる部分とを一体とすることができるため、コンクリートの強度に影響を及ぼすおそれがない。このため、魚礁用のコンクリート構造体を製作するために従来から用いられている型枠を用い、設計を変更することなく、低コストで藻場礁となるコンクリート構造体を形成することができる。また、海底に沈設後、漂砂等によってコンクリート構造体の表面が削られても、新たな粉体３が表面に露出するため、長期間胞子又は種子の吸着効果を維持することができる。
【００３９】
上記藻場礁では、木炭の粉体をコンクリートの材料に混入する際に、水生植物の種子又は海藻の胞子を混合した水を含浸させ、胞子等を吸着させてから混合してもよい。これにより、粉体が有する細孔に効率良く胞子又は種子を取り込んで、任意の水生植物又は海藻を藻場礁に着生させることができる。そして、コンクリート構造体を沈設する前後に、種子又は胞子を分散する作業を省くことができる。
【００４０】
次に、上記コンクリート構造体の他の形成方法を図４に基づいて説明する。なお、このコンクリート構造体の形成方法は請求項９に係る発明の一実施形態である。
この方法で用いられる型枠２１は、海底に設置するときの形状と上下が反転した形状、すなわち板状部１となる部分が下方となるように組み立てられる。そして、必要に応じて鉄筋が所定位置に配置される。
【００４１】
上記型枠２１の板状部１となる部分の内面に凝固遅延材を塗布した後、多孔質材料の粉体３を混入したコンクリート１３を型枠２１の下面から５ｃｍ程度の位置まで打設する。次に、粉体３を混入したコンクリート１３が硬化する前に、該コンクリート１３の上に通常のコンクリート１２を最終打設面まで打設する。
【００４２】
型枠２１内のコンクリートが硬化した後、型枠２１を取り除き、板状部１となる部分が上方となるように上下を反転させる。このとき、コンクリート１３の凝固遅延材と接している部分、すなわち板状部１の表面付近は硬化が遅れているため、この部分を竹箒やワイヤブラシ等で掃いて微小な凹凸を形成する。
【００４３】
このような方法でも、コンクリート構造体の表面付近にのみ、ほぼ均一に多孔質材料の粉体を混入することができる。また、板状部１の上層部分１ａとその他の部分とを一体とすることができるため、通常のコンクリート構造体の強度を維持することができる。
【００４４】
図５は、本願発明の他の実施形態である藻場造成用コンクリート構造体を示す概略斜視図である。
この藻場造成用コンクリート構造体は、中空のほぼ立方体の枠体であるコンクリート躯体３１と、コンクリート躯体３１の上部に支持された複数の上床版３２と、コンクリート躯体３１の中空部に支持された中床板３３とで構成されている。そして、コンクリート躯体３１は通常のコンクリートで形成され、上床版３２及び中床板３３が木炭を混入したコンクリートで形成されている。
【００４５】
コンクリート躯体３１は、図５（ｂ）に示すように、一体となったコンクリートからなる、ほぼ立方体状の枠体であって、コンクリート躯体３１の内部は海水が流入・流出しやすいように中空となっている。そして、コンクリート躯体３１の垂直な４つの辺３４から、それぞれ対角線上に、コンクリート躯体３１の中心部に向かって垂直な壁体３５が張出している。この壁体３５の最も張出している部分には、中床版３３を支持するための切り欠き部３５ａが形成されている。また、コンクリート躯体３１の上部で水平方向の４辺となる４つの部材３６の内側には、上床版３２を支持するための複数の支持凸部３７が形成されている。
【００４６】
上記中床版３３は、内部に縦横の鉄筋が所定間隔で配置されたコンクリートの板状部材であって、上記コンクリート躯体３１の中心部に配置され、壁体３５に隅角部がボルトで固定される。また、上床版３２は、ほぼ三角形状のコンクリートであり、コンクリート躯体３１の上部に４枚が固定される。中床版３３及び上床版３２のコンクリートには、コンクリートに対する容積比で５％の木炭が混合されている。この木炭の粒径は０．１ｍｍ以下であり、コンクリートの配合は、先に説明した実施形態と同じである。
【００４７】
このような藻場造成用コンクリート構造体は、海底に設置した後に胞子等を散布することにより、又はあらかじめ木炭の粉体に胞子等を吸着させておくことにより、上記上床版３２及び中床版３３に海藻等を効率良く着生させることができる。また、上床版３２及び中床版３３を形成するコンクリートは、多孔質材料である木炭を含むものであるが充分な強度を有し、構造体の一部として藻場礁又は人工漁礁を構成することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明の藻場造成用コンクリート構造体では、多孔質材料の粉体がコンクリート中に混入され、表面に露出しているので、多孔質材料が有する細孔に水生植物の種子や海藻の胞子が入り込み、効率良く着生する。また、多孔質材料は粉体として用いられ、粒径が小さくなっているので混入量が少なくても表面積は大きく、充分な効果が得られる。さらに、多孔質材料の粒径が小さいこと、及び混入量が少なくなることにより、コンクリートは充分な強度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態である藻場造成用コンクリート構造体を示す概略斜視図である。
【図２】図１に示す藻場造成用コンクリート構造体の表面付近の拡大断面図である。
【図３】図１に示す藻場礁となるコンクリート構造体の形成方法を説明する図である。
【図４】図１に示す藻場礁となるコンクリート構造体の他の形成方法を説明する図である。
【図５】本願発明の他の実施形態である藻場造成用コンクリート構造体を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１　　　　　板状部
２　　　　　脚部
３　　　　　木炭の粉体
４　　　　　粗骨材
５　　　　　細骨材
１１、２１　型枠
１２　　　　通常のコンクリート
１３　　　　木炭を混入したコンクリート
３１　　　　コンクリート躯体
３２　　　　上床版
３３　　　　中床版
【図１】
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【図２】
2004041066.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004041066.tif 000006
【図５】
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