(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川や海の水辺や水面下に土砂を供給するために設置するものであって、
合計１００質量部となる結合材の主成分がポルトランドセメント及び／又はエコセメント、アルミナセメント、及び石膏の３成分からなるセメント組成物と、水とを混合して硬化させた自然崩壊型硬化体であって、
セメント組成物が、１５質量部以上２５質量部未満のアルミナセメント質量に対し、ポルトランドセメント及び／又はエコセメントの質量は２倍以上３６倍未満、且つ、無水換算した石膏の質量は１．５倍以上であり、
前記ポルトランドセメント及び／又はエコセメントの質量を、２０〜９０質量部としていることを特徴とする自然崩壊型硬化体。
【請求項２】
前記石膏の質量を、１０〜７０質量部としている請求項１記載の自然崩壊型硬化体。
【請求項３】
請求項１又は２記載の自然崩壊型硬化体を、河川や海の水辺や水面下に設置する設置工程と、
前記設置工程により設置した自然崩壊型硬化体が、河川や海の水にて土砂形状となるまで崩壊する崩壊工程と、前記崩壊工程により崩壊した土砂形状の自然崩壊型硬化体が、河川や海の中に浸水する浸水工程とを有する事を特徴とする土砂の供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川や海などの水辺や水面下に設置されて経時に伴い崩壊する自然崩壊型硬化体に使用する自然崩壊型セメント組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、護岸、消波、漁礁等に使用されるコンクリート製品である硬化体は、半永久的に硬化体として存続するため、周囲の環境を損ねることがある。
【０００３】
例えば、前記硬化体を水中にて使用した場合は、この硬化体表面の付着生物が年数の経過とともに剥がれ、有機物や浮泥が堆積する。そして、当該有機物により酸素消費量が多くなるため水中が貧酸素状態となり、魚貝類等には好ましくない環境となる。
【０００４】
一方、河川上流へのダムの建設や護岸の整備により、河川への土砂の供給が少なく、河川域での植物や生物が育成するための堆積土砂が少なくなっており、また海岸でも河川からの土砂の供給が少なく、堆積土砂が少ないため、潮流や波浪により砂が流出し、砂浜の後退や減少を招いている。このために、上記コンクリート製品の硬化体が消波用に使用されている。
【０００５】
そのような現状の中で、以下に示すような硬化体や当該硬化体の崩壊方法が提案されている。
【０００６】
例えば、海中における藻場を造成するため、アマモなどの海藻類を植栽し海底にブロックを沈める。そして、海藻類の地下茎が発達し地盤に十分に付着した後、自然に崩壊させることで、海中の自然環境および漁場環境に悪影響を与えないよう配慮している。（例えば、特許文献１参照）また同文献には、ポーラスコンクリートからなるブロックの製造において廃ガラス破砕品を混入しておくことでアルカリシリカ反応を誘発させ、その膨張作用によって当該硬化体であるブロックを崩壊させることが開示されている。
【０００７】
また、護岸ブロックなどの自然環境製品も、当該ブロックに植物を植生後、自然に崩壊する製品が求められており、重焼マグネシアを主成分とするセメント固化材を土壌に混和し固化し緩行性膨張作用により崩壊させる方法が提案されている。（例えば、特許文献２参照）
さらに、崩壊性を誘発させる手段としてアルカリ骨材反応を起こす反応性骨材の利用或いは有機物を加え低強度とする方法、並びに吸水膨張作用があるものを混和する方法も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
他方、モルタルやコンクリートなどのセメント硬化体を化学的手段により短時間でかつ完全に崩壊させる方法として、低濃度（３〜３０％）のグリオキサール水溶液をセメント硬化体に接触させることにより崩壊させる方法も提案されている。（例えば、特許文献４参照）
【特許文献１】特開２００２−２９１３５９号公報
【特許文献２】特開２００５−２９０１７２号公報
【特許文献３】特開２００４−３５９５１１号公報
【特許文献４】特開昭５３−１４９２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に記載の方法は、アルカリシリカ反応を誘発させる材料として廃ガラス破砕品を推奨しているが、原材料として確保可能な量は限られている。
【００１０】
また、特許文献２に記載の方法においては、崩壊性を誘発させるための材料に重焼マグネシアを推奨しているが、原材料として使用する場合、焼成する前の炭酸マグネシウム自体の価格が高価であり、さらにこれを１２００℃条件下で焼成する工程が必要となる。仮に重焼マグネシアを調達できたとしても、やはりコストがかかりすぎる。
【００１１】
さらに、特許文献３に記載の方法では、崩壊させるのに他からの外力が必要であり、後者の方法では反応性を有する材料を原材料として随時入手するのが困難であるという問題点がある。
【００１２】
加えて、特許文献４に記載の方法では、崩壊性を誘発させる方法としてグリオキサール水溶液（３〜３０％）を硬化体に接触させる方法をとっているが、一般にグリオキサールは４０％水溶液として市販されており、取り扱いが困難なものとなっている。
【００１３】
本発明は、このような不具合に着目したものであり、材料の確保が容易であり、確実な自然崩壊を起こす事ができる自然崩壊型硬化体並びに自然崩壊型硬化体を用いた土砂の供給方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。すなわち、本発明に係る自然崩壊型硬化体は、河川や海の水辺や水面下に土砂を供給するために設置するものであって、合計１００質量部となる結合材の主成分がポルトランドセメント及び／又はエコセメント、アルミナセメント、及び石膏の３成分からなるセメント組成物と、水とを混合して硬化させた自然崩壊型硬化体であって、セメント組成物が、２質量部以上２５質量部未満のアルミナセメント質量に対し、ポルトランドセメント及び／又はエコセメントの質量は２倍以上３６倍未満、且つ、無水換算した石膏の質量は１．５倍以上である。
【００１５】
ここで、エコセメントとは、ＪＩＳ  Ｒ  ５２１４に規定されているセメントを示すものとする。
【００１６】
このようなものであれば、一般に入手し易い材料を用いているので、材料の確保が容易である故に、容易且つ確実に製造することができ、且つ、材齢４０日までに自然崩壊を起こすことができる自然崩壊型硬化体を提供することが可能となる。
【００１７】
斯かる自然崩壊型硬化体の具体的な構成として、ポルトランドセメント及び／又はエコセメントの質量を、２０〜９０質量部としているものや、石膏の質量を、１０〜７０質量部としている。
【００１８】
そして、自然崩壊する時期を７日までと短縮するためには、アルミナセメントの質量を、１０質量部以上とすることが望ましい。自然崩壊する時期を３日までと短縮するために本発明は、アルミナセメントの質量を、１５質量部以上とすることを特徴としている。
【００１９】
すなわち自然崩壊型硬化体は、施工者がアルミナセメントの分量を調節する事により、自然崩壊する時期を任意に調節することも可能である。
【００２０】
また、上述した自然崩壊型硬化体を用いた土砂の供給方法は、自然崩壊型硬化体を、河川や海の水辺や水面下に設置する設置工程と、前記設置工程により設置した自然崩壊型硬化体が、河川や海の水にて土砂形状となるまで崩壊する崩壊工程と、前記崩壊工程により崩壊した土砂形状の自然崩壊型硬化体が、河川や海の中に浸水する浸水工程とを有することを特徴とする。
【００２１】
このような方法によれば、一般に材料の入手が容易であり、且つ通常のセメント硬化体の施工と略同じ手間で施工し得る自然崩壊型硬化体を採用する事により、あらゆる土砂不足の河川や海などの水辺に対して広く且つ好適に適用することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る自然崩壊型硬化体によれば、一般に入手し易い材料を用いているので、材料の確保が容易である故に、容易且つ確実に製造することができ、且つ、材齢４０日までに自然崩壊を起こすことができる自然崩壊型硬化体を提供する事が可能となる。
【００２３】
また本発明に係る土砂の供給方法によればあらゆる土砂不足の河川や海などの水辺に対して広く且つ好適に適用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
本実施形態に係る自然崩壊型硬化体は、結合材の主成分がポルトランドセメント及び／又はエコセメントと、アルミナセメント、石膏との３成分からなるセメント組成物と、水とを混合して硬化させた自然崩壊型硬化体であって、セメント組成物が、２質量部以上２５質量部未満のアルミナセメント質量に対し、ポルトランドセメント及び／又はエコセメントの質量は２倍以上３６倍未満、且つ、無水換算した石膏の質量は１．５倍以上であることを特徴とする。
【００２６】
そして具体的に説明すると、ポルトランドセメント及び／又はエコセメントの質量を、２０〜９０質量部とするとともに、石膏の質量を、１０〜７０質量部としている。
【００２７】
ここで、本実施形態に係る自然崩壊型硬化体は、上記の範囲内であればＪＩＳ  Ｒ  ５２１０に基づいて作成した供試験体を材齢４０日までに自然崩壊を起こさせることが可能であるが、アルミナセメントの割合を変化させることにより、（ａ）７日から１４日までに自然崩壊を起こすもの、（ｂ）３日から７日までに自然崩壊を起こすもの、（ｃ）３日以内に自然崩壊を起こすもの、さらには、（ｄ）材齢２８日目から４０日目までに自然崩壊を起こすもの、を任意に施工することができる。すなわち、自然崩壊するタイミングを適宜調節することができるものである。
【００２８】
（ａ）７日から１４日までに自然崩壊を起こすものを施工する場合は、下の表１に示す配合の結合材（ａ１）、（ａ２）又は（ａ３）の結合材を用いればよい。
【００２９】
【表１】
0005163397.tif 000002
【００３０】
また、（ｂ）３日から７日までに自然崩壊を起こすものを施工する場合は、下の表２に示す配合の結合材（ｂ１）、（ｂ２）、（ｂ３）又は（ｂ４）の結合材を用いればよい。
【００３１】
【表２】
0005163397.tif 000003
【００３２】
そして、（ｃ）３日以内に自然崩壊を起こすものを施工する場合は、下の表３に示す配合の結合材（ｃ１）、（ｃ２）又は（ｃ３）の結合材を用いればよい。
【００３３】
【表３】
0005163397.tif 000004
【００３４】
また他方、本実施形態では、さらに（ｄ）材齢２８日目から４０日目までに自然崩壊を起こすものを施工する場合は、下の表４に示す配合の結合材（ｄ１）、（ｄ２）又は（ｄ３）の結合材を用いればよい。
【００３５】
【表４】
0005163397.tif 000005
【００３６】
このように、本実施形態に係る自然崩壊型硬化体であれば、一般に入手し易い材料を用いているので、材料の確保が容易である故に、容易且つ確実に製造することができ、且つ、材齢４０日までに自然崩壊を起こすことができる自然崩壊型硬化体を提供する事が可能となる。
【００３７】
特に本実施形態に上述の通り、自然崩壊するタイミングを適宜調節することができるので、より計画的な施工を実現することができる。
【００３８】
また、廃品利用や環境面を鑑みると、エコセメントを使用することができる点も望ましい。
【００３９】
次に、前記製造方法により製造した自然崩壊型硬化体を用いて土砂を供給する方法について説明する。
【００４０】
まず、自然崩壊型硬化体である消波ブロックや漁礁を、当該消波ブロックや漁礁などを必要とする河川や海などの水辺や水面下に設置する（設置工程）。
【００４１】
設置された自然崩壊型硬化体が、河川や海の水と接触すると、自然崩壊型硬化体は、経時に伴って土砂形状となるまで徐々に崩壊する（崩壊工程）。
【００４２】
自然崩壊型硬化体の設置場所は、上述の通り河川や海などの水辺や水面下であるため、前記崩壊工程により崩壊した土砂形状の自然崩壊型硬化体は、自然と河川や海の中に浸水していく（浸水工程）。結果、人手を介さなくても河川や海に土砂を供給することとなる。このように河川などに浸水した自然崩壊型硬化体は、水流に揉まれて徐々に角が取れ丸い形状となっていく。
【００４３】
このように、本実施形態に係る土砂の供給方法であれば、一般に材料の入手が容易であり、且つ通常のセメント硬化体の施工と略同じ手間で施工し得る自然崩壊型硬化体を採用する事により、あらゆる土砂不足の河川や海などの水辺に対して広く且つ好適に適用させることができる。
【００４４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００４５】
例えば、上記実施形態では高性能ＡＥ減水剤などの混和剤や、結合材以外の混和材についての記載はしていないが、一般のセメント硬化体同様に本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様のものを適用する事が出来る。
【００４６】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。例えば、骨材として、廃コンクリート殻、廃貝殻、廃瓦、廃ガラス、廃陶磁器、廃タイル、廃レンガ等から選ばれる少なくとも一種以上を混合して硬化させた自然崩壊型硬化体を河川や海などの水辺や水面下に設置すれば、河川や海に悪影響を及ぼさずに土砂を供給することとなる。特に、廃コンクリート殻は水流に揉まれて、徐々に骨材に付着していたセメントペースト部分が剥がされ、コンクリートに再利用できる良質な骨材にもなり得る。
【実施例】
【００４７】
以下に本発明の実施例を記すが、本発明は当該実施例に限定されるものではない。
【００４８】
上記実施形態に係る自然崩壊型硬化体を実施例又は参考例、それ以外のものを比較例として以下のような試験を行った。
＜使用材料＞
セメント材料として、ポルトランドセメント（住友大阪セメント（株）製普通ポルトラントセメント）、アルミナセメント（ケルネオス社製ターナル）及び石こうとしての無水石こう（試薬ＣａＳＯ4（無水和物））を用いた。
砂は、ＪＩＳ  Ｒ  ５２１０に適合する標準砂を用いた。
＜モルタル配合及び実験方法＞
ＪＩＳ  Ｒ  ５２１０に従いセメント／標準砂比を１／３としたモルタルにより、寸法が４×４×１６ｃｍの供試体を作成した。養生はモルタルを型に流し込んだ２４時間後に脱型し、その後２０℃の水中にて養生した。
そして上記セメント材料の配合を適宜調整することにより、以下の表５に示す実施例又は参考例１乃至１０並びに比較例１乃至８に係る硬化体をそれぞれ作成した。またさらに、以下の表６に示す参考例１１乃至１３並びに比較例９に係る硬化体を別途作製した。
【００４９】
【表５】
0005163397.tif 000006
【００５０】
【表６】
0005163397.tif 000007
【００５１】
＜実験結果＞
表７に崩壊材齢３日、７日及び１４日における実施例又は参考例１乃至１０並びに比較例１乃至８の状況を示す。また表８に崩壊材齢３日、７日、１４日、２８日及び４０日における参考例１１乃至１３並びに比較例９の状況を示す。○印が崩壊していない状態。×印が崩壊している状態である。
【００５２】
【表７】
0005163397.tif 000008
【００５３】
【表８】
0005163397.tif 000009
【００５４】
以上のように、実施例又は参考例１乃至１０については全て材齢１４日には崩壊していた。一方比較例１乃至８については材齢１４日において未だ崩壊していなかった。また参考例１１乃至１３については材齢２８日から４０日までの間に崩壊を起こすものとなっていた。他方比較例９は材例４０日において未だ崩壊していなかった。
【００５５】
特に、結合材としてアルミナセメントを５質量部含んだ参考例１、参考例３及び参考例６については材齢７日から材齢１４日までの間に崩壊を起こしていた。また同様にアルミナセメントを５質量部含んだ参考例９に至っては、材齢３日から材齢７日以内に崩壊を起こすものとなった。また、アルミナセメントを１０質量部含んだ参考例２、参考例５及び参考例８については材齢３日から材齢７日までの間に崩壊を起こしていた。同様にアルミナセメントを１０質量部含んだ参考例１０に至っては、材齢３日までに崩壊を起こしていた。そして、アルミナセメントを１５質量部以上含んだ実施例４及び実施例７については材齢３日までに崩壊を起こしていた。また他方、アルミナセメントを２．５質量部含んだ参考例１１乃至１３は、材齢２８日以上４０日までに崩壊を起こすものとなっていた。
【００５６】
このように、本発明に係る各実施例又は参考例は材齢１４日まで或いは２８日以上４０日までに崩壊を起こすことが明らかとなった。特にこれら実施例又は参考例において、アルミナセメントの分量の違いにより崩壊するタイミングに差が出ることも明らかとなった。換言すれば、本実施例又は参考例のように本発明の要件を満たすものであれば、アルミナセメントの分量を調整することにより崩壊するタイミングを調整することができるということが、今回明らかにされた。