(57)【要約】【課題】  河川等の河川敷、河床、土手などを改修構築するに用いる多孔質構造の敷設材は、クリンカーアッシュ、粘土材、木炭灰などの廃材を湿式混合し整形焼成して成り、全体比重が極めて小さいため、河川の増水時の流れ、港湾での波濤により容易に移動して流失決壊し、これら改修材としては不適格であると共に、肉厚が大きくなると中央部まで多孔質に焼成するには表面部がガラス状に熔解して多孔質が潰れ、逆の場合は中心部が生煮えとなって脆弱となるなど焼成構造上の問題があった。【解決手段】  クリンカーアッシュ50〜80重量％、粘土20〜50重量％およびベントナイト、重量調整骨材としての比重が1.5以上の岩石粒3,3を20〜40重量％、炭化物を湿式混合した素材で、比重が大きい不燃性物質としての岩石から成るボール状の芯材4の表面を、約25ｍｍの肉厚で覆い包んで整形乾燥させた後、焼成することにより、中央部に芯材4を配した多孔質構造に一体形成して敷設材1を構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
比重が大きい不燃性物質から成る塊状の芯材の表面を、クリンカーアッシュ５０〜８０重量％と、粘土２０〜５０重量％を加水混合して成る素材で包んで、中心部に芯材を配し素材の肉厚を最大で２５mmに形成した状態で成形し焼成して成る敷設材。
【請求項２】
前記素材は、比重が１．５以上の不燃性の調整骨材２０〜４０重量％を加え加水混合して成る請求項１の敷設材。
【請求項３】
前記素材は、単繊維有機物、粒状有機物、炭化物などの有機物質から成る連通孔を形成するための可燃性物質を加え加水混合して成る請求項１又は２の敷設材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は河川、港湾、歩道、法面などを形成補修するために敷設する鉱物質状の多孔質に焼結させた多孔質構造の敷設材に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまでこれら河川等の形成補修は、コンクリート打ち、コンクリートブロック積み、アスファルト打ちなどによる施工手段が一般的であった。
【０００３】
これら手段による構築構造は、いずれも生物の棲息、生育を妨げる殺風景な環境を造り出しており、加えて大気、水質汚染が広がりつつある昨今の自然環境をも考慮して、河川等を取りまく自然環境を生物との共存を前提に蘇らせることが叫ばれている。
【０００４】
そこで近年、特開２０００−９５５８０号公報（特許文献１）に記載されているような廃棄材としてのクリンカーアッシュ（石炭灰) 、砕石場から出る水洗廃泥などの粘土材を配合し、これに同じく廃棄材としての剪定屑などの（木炭粉) を加配して成形した後、焼成することによって連通孔を有する多孔質構造の塊に形成する固形材が開発され、この固形材を堤防、河床の形成補修等に用いられることが試みられている。
【特許文献１】特開２０００−９５５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この固形材は、前記廃棄材により構成し焼成させて成るため、全体の比重が極めて軽く、河川等の改修材としては定着性がなく容易に移動する。そのため水流のある河川、港湾などでは少しの増水または波により流失決壊し、歩道などでは路面が凸凹となる等の問題があった。
【０００６】
また、焼成形成過程において、１, ２００°Ｃ前後の高熱で燒結させるため、固形材の厚みが５０・程度を超える比較的大きなものになると、中心部が連通孔を形成するまで焼結させるとき、表面部がガラス状に熔解して連通孔は潰れ通気性のない固形材が形成される。逆に表面部分を正常な多孔質構造に焼結させるとき、中心部が未だ多孔質構造に成りきらない生煮えの脆弱状態で固形材が形成される。即ち、固形材の厚みが５０ｍｍ程度を超える大きなものは、全体を多孔質構造に焼結することが難しく、重量素材の混合によりさらに難しくなるなどの問題も抱えていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は上記課題を解決するため、中心部に比重の大きい岩石、金属など不燃性物質から成る塊状の芯材を配し、それ自体多孔質のクリンカーアッシュを５０〜８０重量％に、繋ぎ材としての粘土を２０〜５０重量％を加え加水混合して成る素材で、比重の大きい岩石、金属など不燃性物質から成る塊状の芯材を包んで、素材層を最大肉厚２５ｍｍで中心部に比重の大きい芯材を配した状態で成形し、１, １５０℃前後の高温で焼成することにより、素材層に多数の連通孔を目詰まりなく効率よく形成させた多孔質構造の固形物を形成して敷設材とすることを提案する。
【０００８】
また、請求項２のように前記素材に比重が１．５以上の重量調整材として粒径５〜０．６ｍｍのスラグ、岩石粒などの不燃性物質から成る調整骨材２０〜４０重量％を加え加水混合して成る素材で、不燃性物質から成る塊状の芯材を包むことにより、敷設材の重量をさらい大きくして安定した据え付けが得られると共に、調整骨材を加えた所定の粒径、割合に加え最大肉厚２５ｍｍにより調整骨材の加入にも拘わらず、敷設材の素材層に目詰まりのない高効率の多孔質構造を形成させることができる。
【０００９】
各原料を上記のような粒径および混合割合にて加水混合した素材で、芯材を包んで成形焼成することにより、多数の連通孔組織を有するクリンカーアッシュにより目詰まりのない多孔質構造を効率よく容易に形成させることができる。しかも敷設材の全体比重を、施工個所の条件に応じて芯材の比重密度及び大きさに加え、岩石粒などの調整骨材の重量比を加減することにより、敷設材の施工個所での定着を確実にして増水などにより流失することを防ぐと共に、多孔質構造の連通孔による水中の汚染物質を吸着濾過する浄化作用および生物の棲息、生育を助長する作用を永く維持する。
【００１０】
また、請求項３のようにクリンカーアッシュ、粘土、比重が１．５以上の岩石、スラグなどの不燃性鉱石材から成る調整骨材としての粒体に、さらに連通孔形成材としての可燃性物質１０〜２０重量％を加えて加水混合した素材により、芯材を包み成形焼成して成る敷設材を提案し、この可燃性物質として、剪定屑の木炭粉などの可燃性物質から成る連通孔形成材を加えて成形焼成して成る敷設材をも提案する。
【００１１】
焼成過程において焼却する連通孔形成材により、素材層に緻密に連通する連通孔が形成され、その表面積がより増大して水質浄化および自然の生態系維持作用が拡大すると共に、比重の大きい安定性のある敷設材に緻密な多孔質構造を簡易に形成することができる。
【００１２】
敷設材の芯材までの素材層は、芯材およびその輻射熱作用により完全に連通する通気性の良い緻密な多孔質構造を容易に焼成形成することができ、その上敷設材の重量を芯材の大きさにより調整することができ、安定性を倍増させて一層確実な不動敷設が得られる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の敷設材は上記で説明した構成から、自然の生態系を維持するのに適した多数の連通孔から成る多孔質構造を有する敷設材の安定した据え付けを図るため、芯材及び重量調整用骨材の多寡を加減し、施工する状況に応じて敷設材全体の重量を容易に加減して混合し芯材を包み焼成するものであるが、各原料の粒径、割合に加え、調整骨材の粒径、割合を前記する所定範囲内で調整して焼成実験することにより、安定の良い重量構造に加え、素材層における多孔質構造形成の効率を最良に上げる粒径、割合に到達した点に特徴があり、単に敷設材自体の重量を増大させるための芯材装填構造に止まるものではないため、比較的大きな敷設材にあっても、全体に均一な目詰まりのない多孔質構造を確実に焼成形成することが簡易となり、併せて重量を増加して焼成することも容易となる。
【００１４】
これによって河川等での施工において、敷設材は組置きまたは積み敷くなどの簡易な敷設施工手段により不動に安定良く敷設することができ、港湾、河川においては、波濤または増水により敷設材が容易に流失して決壊する虞れがないため、再度補修しなければならない等のコストを削減することができると共に、多孔質構造による自然の生態系に調和する環境を永く維持することができる。
【００１５】
また遊歩道などでは、重量を付加した多孔質構造の敷設材で安定した敷き詰めが得られ妄りに移動することがないため、歩道面が凹凸に片寄らなくなり、且つ滑らない歩き易い路面を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明の実施の形態を説明すると、火力発電所より大量に排出されるクリンカーアッシュ（石炭灰) のもつ連通孔組織を利用して、廃材として用途の少ない粒径が３ｍｍ以下のクリンカーアッシュ５０〜８０重量％と、各種産業から排出される粘土質材の水洗粘泥から成る繋ぎ材としての粘土２０〜５０重量％を配合し、これに重量調整骨材として嵩比重が１．５以上の粒径５〜０．６ｍｍの岩石粒を２０〜４０重量％を加水混合して成る素材で、比重の大きい岩石、金属など不燃性物質から成る塊状の芯材を包んで、素材層が最大肉厚で２５ｍｍとして中心部に比重の大きい芯材を配した状態で成形し、１, １５０℃前後の高温で焼成することにより、素材層に多数の連通孔を効率よく形成させた多孔質構造の固形物を形成して比重の大きい多孔質敷設材を構成する。
【００１７】
粘土の配合でクリンカーアッシュの連通孔による通気機能を低下させるため、重量比でクリンカーアッシュ５０〜８０％、粘土２０〜５０％が好ましく、粘土の質により焼成された敷設材の強度を勘案してその割合を加減するもので、粘土の割合を可及的少なくして焼成することが望ましい。
【００１８】
芯材は敷設材自体の重量を大きくするばかりでなく、敷設材の外形を可成り大きくすることができるため、安定した据え付けが期待することができ、活用分野も拡大する。  なお、重量調整骨材としての岩石粒は、焼成された敷設材の重量による安定性を確実にするためには、均一分散が必要であることから粒径を５〜０．６ｍｍとして混合するもので、可及的比重の大きい調整骨材であることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
この敷設材１を用いた河川での施工例を図２〜４に基づいて説明すると、図２に示すように、増水時には浸水する河川敷などのコンクリート打ち敷面の枡枠６, ６内に敷設材１, １を直接詰め敷き、また敷設材１, １を充填した蛇篭５を詰め敷いて改修施工し、コンクリート打ち敷面に不動の多孔質構造面を形成する。
【００２０】
図３では、敷設材１, １を充填した蛇篭５, ５を、河川の河床部７に敷き詰めて改修施工し、河床部７に不動の多孔質構造を形成する。
【００２１】
また図４に示すように、湿原、公園などの小川の土手を改修補強するため、止め枠９を施した土手の補修個所８に網体１０を敷き添わせ、これに敷設材１, １を積み入れた後、網体１０で包む状態に敷設材１, １を覆い包み止めて改修施工し、生物の棲息、成育並びに透水浄化を促進する多孔質構造の土手面を形成し、永く確保するものである。
【実施例】
【００２２】
その実施例を図１を用いて説明すると、クリンカーアッシュ（石炭灰) ５０〜８０重量％、粘土およびベントナイト２０〜５０重量％の配合に対し、比重が１．５以上の重量調整骨材としての岩石粒３, ３を２０〜４０重量％加え、さらに焼成時に高い熱量を発する炭化物を１０〜２０重量％添加しボール状に成形乾燥させた後、積極的な空気供給で焼成することにより、炭化物が燃焼して形成された連通孔２, ２で多孔質構造の敷設材１を構成することができ、この炭化物の高い燃焼エネルギーにより焼成を助け少ない燃料で焼成することができる。
【００２３】
焼成過程で連通孔を形成させる有機物質は、前記炭化物のほか、単繊維有機物としてパルプスラッジがあり、焼成によって素材層組織内に微細な連通孔を形成することができる。また細粒有機物として鋸木屑、麸、おから等があり、これら有機物質を前記クリンカーアッシュ等に加え、この混合素材に加水混合し焼成することにより、燃焼炭化したこれら有機物により互いに連通する通気孔を形成する。
【００２４】
この実施例における素材の混合、成形、焼成の工程は、下記の表に示したように粒径５〜０．６ｍｍとした比重２．７５のグレー色骨材（松阪興産（株）)または比重３．６０の黒色骨材（ＥＳ２００Ｓ) から成る重量調整骨材を加えた各原料を秤量してミキサーにて混合加水攪拌して成る素材を、土練機にて径３ｍｍの円柱状に押し出し、３ｍｍの長さに切断しボール状に整形乾燥させた後、各々配合別に耐火容器に収容し、これをガス炉内に積み入れて、３時間をかけ１, １５０°Ｃまで温度を上げ２０分おいた後に焼成を止め、１５時間自然冷却して取り出したもので、いずれも茶褐色の中心部までポーラス状の連通孔を形成した強度ある多孔質構造の素材を構成することができた。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
図１を用いて他の一つの実施例を説明すると、クリンカーアッシュ５０〜８０重量％と、繋ぎ材としての粘土２０〜５０重量％を配合し、これに重量調整骨材として嵩比重が１．５以上の粒径５〜０．６ｍｍの岩石粒３,３を２０〜４０重量％、可燃性物質の炭化物１０〜２０％を加えて加水混合した素材で、不燃性物質として比重が１．５以上と大きい岩石から成るボール状の芯材４の表面を、約２５ｍｍの肉厚で覆い包んで整形乾燥させた後、焼成することにより、芯材４の表面を全体に亘り完全に連通する均一な多孔質構造の素材層で一体形成されて敷設材１を構成する。
【００２７】
なお、素材において連通孔２を形成するための炭化物（可燃性物質) を混合せず、クリンカーアッシュがもつ通気孔組織のみによっても多孔質構造の素材層で芯材を一体に包んだ敷設材１を焼成することはできるものである。また繋ぎ材としてのベントナイトについても同様に、これを混合せず粘土のみの配合で素材層を形成し焼成することができるものである。
【００２８】
敷設材１は、嵩高い芯材の装填により素材全体が焼成過程での芯材による輻射熱作用と相俟って完全に連通する目詰まりのない多孔質構造を焼成させることができるため、大きな敷設材１の成形焼成が可能となり、且つ芯材４は敷設材１全体の嵩高に比例して大きくなり、安定感のある重量が得られるため、港湾などの波消しブロックのような大きな敷設材としても焼成することが可能となる。
【００２９】
この実施例における原料の混合、この混合させた素材で芯材４を包み成形焼成する工程は、前記説明と略同じ要領で焼成し、芯材４として岩石、金属、鉄筋を入れた硬質コンクリートなどの不燃性物質を用い、ミキサーにて混合加水攪拌した素材を芯材４の表面に所定の肉厚で包着するよう型押しなどで成形して乾燥させ、また芯材４の形状によってはペースト状に湿式混合した素材を芯材４表面に幾層にも被着乾燥させて所定の肉厚にして焼成するもので、大きなものでは焼成過程において芯材４の輻射熱作用により素材の肉厚が２５ｍｍを多少超えるものでも、内部まで完全に均一な多孔質構造が得られるまでに焼成することができ、素材の肉厚は概ね２５〜１０ｍｍを目安としている。
【００３０】
以上の実施例は、図１で示したようにボール状に成形した敷設材１について説明したが、敷設材１の形状はボール状のほか、煉瓦のような立方形、断面楕円形、多角形、三角形、瓢箪形、碁石形、小判形、多脚形など任意の塊状に形成するもので、芯材４の形状は敷設材１の外形と略相似することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明を実施せる敷設材の正面図である。
【図２】この発明に係る敷設材の河川敷での施工例を示す一部の斜視図である。
【図３】この発明に係る敷設材の河床部での施工例を示す一部の斜視図である。
【図４】この発明に係る敷設材の小川の土手での施工例を示す一部の斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    敷設材
２    連通孔
３    岩石粒
４    芯材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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