專利名稱：綠化、土壤穩(wěn)定化用無機質(zhì)材料及其種子噴播、土壤穩(wěn)定方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種綠化、土壤穩(wěn)定化用的無機質(zhì)材料、及使用它的厚層基質(zhì)材料種子噴播方法及土壤穩(wěn)定化方法，更具體的，本發(fā)明涉及這樣一種綠化、土壤穩(wěn)定化用的無機質(zhì)材料，所述材料在用于厚層基質(zhì)材料種子噴播的方法時，可對土壤的垂直面等的種子噴播面發(fā)揮極為優(yōu)異的綠化功能，且在用于淤泥狀土壤時，可在短時間內(nèi)高強度地固化該淤泥狀土壤。
背景技術：
近來，為了保護如崖壁那樣的垂直面，且為了對該崖壁面進行綠化，廣泛施用了厚層基礎材料的種子噴播的方法。
所述厚層基礎材料的種子噴播方法系這樣一種方法將客土、種子、培養(yǎng)劑、肥料、土壤改良劑、促進劑、土壤固結劑(漿料)等按一定的比率混合，將混合后的混合物懸浮于水，制成淤漿狀客土。所得的淤漿狀客土噴施于如繃設了鋼絲網(wǎng)的垂直面上，在該垂直面上噴覆所需厚度的噴覆材料層。
噴施于所述垂直面上的淤漿狀客土，經(jīng)一定時間，含于其中的上述漿料發(fā)生硬化，此時，在其硬化過程中，由于客土的土壤顆?；ハ囵じ剑l(fā)生土壤粒子的團粒(群粒)化。
而且，在上述漿料的硬化過程和土壤粒子的團?；^程中，噴覆材料面產(chǎn)生龜裂，所添加的植物種子，即從該龜裂處萌芽，生長。
然而，在上述已有的施用淤漿狀客土所進行的厚層基礎材料的種子噴播方法中，尚有如下須解決的問題。
即，首先，在以往的客土中，為了使土壤粒子發(fā)生團?；渌褂玫臐{料以樹脂聚合物為主體，所以，其硬化速度慢。因而使噴播于垂直面上的淤漿狀客土完全固化，以穩(wěn)定狀態(tài)固定于垂直面上所需時間很長。通常，需要2-3天的培養(yǎng)時間。
為此，有這樣的情況，施工后，由于在噴覆的淤漿狀客土固化之前，下了雨等，會使整個噴播面完全流失。遇到這種情況，就須在日后再次施工，這樣，使整個施工的成本大幅提高。
另外，由于以往的淤漿狀客土其漿料是以樹脂聚合物為主體，當漿料的硬化完成之時，團?；目屯帘砻娉筛晒痰臓顟B(tài)，其保水性及通氣性變差，從整體上來說，培植材料的萌芽狀態(tài)參差不齊，另外，其發(fā)芽率也低下。特別是，噴覆材料面的厚度越是大，摻合于客土中的漿料也增多，如上所述的表面干固狀態(tài)越加發(fā)展，會發(fā)生植物培植材料難以發(fā)芽的問題。
又，以往所用的淤漿狀客土因其中的漿料的硬化速度很慢，很難在短時間內(nèi)噴覆以形成厚的噴播材料面。依地方的不同，也有在一天之內(nèi)僅能形成約1cm厚的噴播材料面。因此，如要形成厚度約3cm或5cm的噴播材料面，則不論該噴播期間有無降雨等，都需要很長的施工時間。
因而，由于厚層基礎材料的種子噴播法所用的淤漿狀客土存在如上所述的問題，在實際施工中，除了客土和漿料之外，通常，還常常再摻入土壤穩(wěn)定劑、團?；瘎?、腐蝕阻礙劑(粘接劑)、保水劑等添加劑。
然而，這些添加劑的摻入同時也導致了用于施工的淤漿狀客土的成本增加，從經(jīng)濟上來說，不能認為這是一種理想的方法。本發(fā)明的目的是，提供一種綠化、土壤穩(wěn)定化用的無機質(zhì)材料，所述的無機質(zhì)材料可用作這樣一種客土，該土壤材料在用于噴播施工后，經(jīng)過1-3個小時左右即發(fā)生團?；鐾ǔ５慕涤炅坎粫l(fā)生流失；另外，本發(fā)明的無機質(zhì)材料經(jīng)一次噴播作業(yè)即可形成約15cm厚的噴播材料面，且，所述的噴播材料面具多孔質(zhì)地，富于通氣性和保水性，可使培植種子從整個噴播材料表面以很高的發(fā)芽率發(fā)芽，生長，所述的客土也不會發(fā)生凍結劣化。
本發(fā)明的第二個目的是，提供一種使用上述的綠化、土壤穩(wěn)定化用的無機質(zhì)材料進行厚質(zhì)基礎材料噴播施工的方法。
本發(fā)明的另一目的是，提供一種使用上述的綠化、土壤穩(wěn)定化用的無機質(zhì)材料，固化淤漿狀土壤的土壤穩(wěn)定化方法。發(fā)明的揭示為達到上述目的，在本發(fā)明中，提供了這樣一種由下述成分組成的綠化、土壤穩(wěn)定化用的無機質(zhì)材料(以下，也簡稱為第一材料)對100重量份的灰成分，混合下述的添加劑10-50重量份；且，所述添加劑包括1-20％(重量)的硫酸鋁、1-20％(重量)的硫酸鈣、1-20％(重量)的二氧化硅粉末及10-80％(重量)的水泥。
又，在本發(fā)明中，也提供了這樣一種由下述成分組成的綠化、土壤穩(wěn)定化用的無機質(zhì)材料(以下，也簡稱為第二材料)對100重量份的灰成分，混合下述的添加劑10-50重量份和10重量份以下的陶瓷粉末；且，所述添加劑包括1-20％(重量)的硫酸鋁、1-20％(重量)的硫酸鈣、1-20％(重量)的二氧化硅粉末及10-80％(重量)的水泥。
在本發(fā)明中，提供了由下述步驟組成的厚層基礎材料的種子噴播方法混合土壤、上述的第一材料及/或第二材料和水，組成淤漿狀客土，將該淤漿狀客土噴覆于施工面。
又，在本發(fā)明中，提供了由下述步驟組成的土壤穩(wěn)定化方法混合、攪拌淤泥狀土壤、上述的第一材料及/或第二材料之后，進行輾壓。
將本發(fā)明的第一材料及第二材料分散于水中，作成淤漿狀，則該淤漿狀材料都顯示觸變性。即，在容器內(nèi)，攪拌該淤漿狀材料，持續(xù)給予應力時，可顯示良好的流動性。但是，一旦將其噴覆于垂直面，則該淤漿狀材料在與上述的垂直面接觸的瞬間即失去了流動性，而具有附著于該垂直面上的特性。
如以下所述，本發(fā)明的第一材料以下述的灰成分和添加劑為必要成分，又，本發(fā)明的第二材料是在上述的第一材料之中再添加如下所述的陶瓷粉末而成。
不論是第一材料或第二材料，其灰成分都是含有SiO2、Al2O3，CaO為主要成分的凝硬類物質(zhì)，使用了具有水合活性的、與水反應后可轉(zhuǎn)化為水合物的水硬性物質(zhì)的粉末。
具體地，可舉出如飄塵、造紙廢棄物的焚灰、高爐渣等。其中，作為飄塵，由于容易得到JIS A6201規(guī)格的飄塵，且由于使用該飄塵可以降低材料成本而被優(yōu)先使用；又，作為造紙廢棄物的焚灰，在造紙工藝中，未使用含氯漂白劑而得到的造紙廢棄物的焚灰含有MgO成分，由于該MgO的作用，從所述的噴播材料面上發(fā)芽成長的植物其枝葉特別青綠，因而，也特別優(yōu)先使用。
上述的灰成分，在配制淤漿狀材料時，以膠體狀分散于水中，同時，與共存的水之間發(fā)生水合反應，這樣，至少在表面的部分，該灰成分迅速地轉(zhuǎn)化為鈣釩石(ettringite)和硅酸鈣水合物等的礦物質(zhì)水合化合物，發(fā)生自身硬化。
在上述的淤漿中共存有土壤時，所述的礦物質(zhì)的水合物是以包卷土壤粒子本身的狀態(tài)而生成的，結果，許多土壤粒子和上述的水合化合物形成具有復合化結構的多孔質(zhì)的團粒。而且，在形成上述多孔質(zhì)的團粒結構的過程中，土壤中的水分急速地為多孔質(zhì)團粒所吸收，這也促使了灰成分本身的硬化的進行。
因此，形成的團粒與以往的、由于漿料使其土壤粒子互相粘結而形成的以前的團?；癄顟B(tài)不同，它是多孔質(zhì)的，吸收了土壤中的水分，具有良好的通氣性和保水性，同時，也富于彈力。
其次，在本發(fā)明的第一材料和第二材料中，所摻入的添加劑以硫酸鋁、硫酸鈣、二氧化硅粉末、水泥成分為必要成分。
硫酸鋁在使本發(fā)明的材料分散于水中形成淤漿狀時，溶解于水中，發(fā)揮電解質(zhì)的功能，在與膠體狀分散的灰成分之間生成鈣釩石，促進其凝集。另外，在共存土壤的場合，在水解生成氫氧化鋁的過程中，鋁的縮聚離子作為高分子體而生成，該縮聚離子包卷土壤粒子而凝結。
硫酸鋁的比例設定為添加劑總量的1-20％(重量)。該比例如少于1％(重量)，則灰成分的凝集效果和鈣釩石的生成效率低下，不能使土壤迅速地穩(wěn)定化及有效地吸收土壤中的水分；如果該比例大于20％(重量)，則僅僅是摻入的效果達到飽和，徒然使成本上升。
硫酸鈣與使用硫酸鋁的場合一樣，在配制淤漿狀時，溶解于水而電離，引起灰成分凝集，又與灰成分反應，生成鈣釩石和硅酸鈣水合物。
上述硫酸鈣的比例，設定為整個添加劑量的1-20％(重量)。如該比例少于1％(重量)，則不能充分發(fā)揮前述的效果；反之，如果該比例大于20％(重量)，則由于硫酸鈣本身為石膏成分，會使配制的淤漿狀材料開始石膏化而固結，使噴覆施工難以進行。
二氧化硅粉末則有助于在本發(fā)明的材料團?；凸袒臅r候，分散于所述團粒中，有助于強度的保持。
作為可用的氧化硅粉末并無特別的限制，例如，可使用煙狀氧化硅和天然的白色沉積砂(分布于日本南九州一帶)作為合適的二氧化硅粉末。特別是，煙狀二氧化硅為非晶質(zhì)，在配制淤漿狀材料的過程中，可在進行劇烈的晶體化的同時，與灰成分及下述的水泥成分結合，提高團粒的強度，因此，是一種有用的二氧化硅。
二氧化硅的比例設定為添加劑總量的1-20％(重量)。該比例如少于1％(重量)，則不能充分發(fā)揮上述的提高強度的效果，反之，如果該比例大于20％(重量)，則僅僅是摻入的效果達到飽和，徒然使成本上升。
水泥成分的摻入，是為了在將配好的淤漿狀客土噴覆于例如垂直面上時，使所述的淤漿狀客土在短時間內(nèi)凝集的同時，也保持所形成的噴覆面的強度。
作為所述的水泥成分并無特別限制，例如，可使用普通的波特蘭水泥，及如緊急工程建設使用的建筑材料的快硬水泥等。
上述水泥(粘結劑)成分的比例，設定為整個添加劑量的10-80％(重量)。如該比少于10％(重量)，則不能充分發(fā)揮前述的效果；反之，如果該比例大于80％(重量)，則施工后淤漿的凝結會進行過度，而形成非常堅固的施工面(噴覆面)，在添加如植物(培植)生長材料時，給該植物發(fā)芽生長造成障礙。
本發(fā)明的第一材料和第二材料都對100重量份的灰成分混合上述的添加劑10-50重量份而成。如果，其中添加劑的混合比例少于10重量份，則所配制的淤漿無法迅速地進行團粒化和固化；如果該比例大于50重量份，則因為水泥成分相對地增多，施工面和施工土壤過度固結。不會因雨水而發(fā)生流失，也不會產(chǎn)生凍結劣化，但作為植物生長的材料從噴播材料面無遺漏的發(fā)芽成長的綠化噴播用材料及，淤泥狀土壤的穩(wěn)定化材料，是不滿意。
在本發(fā)明的第二材料中，在第一材料之中再摻入陶瓷粉末作為必要成分。
上述陶瓷粉末，其自身并不參與前述的水合反應及多孔質(zhì)的團粒的形成，但由于該些陶瓷粉末是一種多孔質(zhì)粒子的集合體，且由于它分散于形成的團粒中，由此可提高該團粒的透水性和保水性，另外，也可提高種子的存活率。再有，上述陶瓷粉末可以起到長期地保存摻入客土中的肥料的肥效，形成對植物的生長發(fā)育來說極為良好的環(huán)境。又，由于即使很少量的使用，也可發(fā)揮上述的效果，因此，這也有利于降低產(chǎn)品的成本。
上述的陶瓷粉末并無特別限制，例如，可以使用Filton(フイルトン)Inter-national公司所制造的FB材料(商品名)。
上述陶瓷粉末的用量，設定為100重量份的灰成分用10重量份以下。如其摻入量多于10重量份，則在施工后，所配制的淤漿無法迅速凝集和固化；同時，使團粒自身的強度降低，導致成本上升。
本發(fā)明的厚層基礎材料的種子噴播法方法如下所述。
首先，將水、客土、種子、培養(yǎng)劑、肥料、土壤改良劑、促進劑等投入具一定的容積的罐內(nèi)，攪拌，再投入本發(fā)明的材料于其中。此時，適當調(diào)節(jié)注入的水量和客土量，以便達到適合噴播施工的粘度。然后，充分攪拌所有的材料，制成噴播用淤漿狀客土。
將所制得的淤漿狀客土噴覆于一定的地面，例如，一定的垂直面上，使其粘附于其上，從而完成施工。
在作噴覆的同時，客土失去流動性，強力地附著于地表面。另外，客土也迅速地進行團?；?，使其整體具有彈力而固化。
其次，本發(fā)明的土壤穩(wěn)定化方法如下所述。
即，首先，混合、攪拌作為對象的淤泥狀土壤和一定量的本發(fā)明材料，然后，輾壓整體材料即可。
在混合、攪拌的過程中，進行本發(fā)明的材料的上述水合反應，淤漿狀土壤中的水分迅速地被吸收，同時，該淤泥狀土壤發(fā)生團?；凸袒?，使其整體的強度提高。在短時間內(nèi)，即可使淤泥狀土壤穩(wěn)定化。
實施發(fā)明的最佳形態(tài)實施例1混合硫酸鋁(日本輕金屬株式會社制)1.6kg、硫酸鈣(國際商事株式會社制)1.6kg、煙狀二氧化硅(內(nèi)外日東株式會社制)1.6kg、快硬水泥(住友水泥株式會社制)11.2kg，配制得到總量為1 6kg的添加劑。即，該添加劑為硫酸鋁10％(重量)、硫酸鈣10％(重量)、煙狀二氧化硅10％(重量)、快硬水泥70％(重量)的組合物。
接著，將該添加劑與64kg的紙灰(新王子制紙株式會社制)均勻混合，制得本發(fā)明的第一材料80kg。
即，所述的第一材料是100重量份的紙灰中添加上述添加物25重量份的材料。
將水、客土、種子、培養(yǎng)劑、肥料投入其容量為3800升的罐內(nèi)，攪拌，再投入上述的本發(fā)明的第一材料80kg于其中然后攪拌，配制淤漿狀客土。將該淤漿狀客土噴覆于傾斜角為30°，面積約為80m2的垂直面上。施工作業(yè)的途中，雖然下了小雨，但由于團?；饔?，而牢牢地附著于垂直面發(fā)揮了隨之而來的速效性，客土不發(fā)生流失，完成了作業(yè)。
施工作業(yè)完成后，當日半夜即下了大雨，但在翌日觀察其噴覆面。未見有客土的流失。
為了比較，另外，也進行了使用已有的淤漿狀客土的施工，但在其噴覆面上發(fā)生客土的流失，鋼絲網(wǎng)完全露出。
在施工四周后再次觀察噴覆面，見噴覆面無一遺漏地普遍發(fā)芽，客土也保持了與噴覆之初相同的狀態(tài)。然而，在用以往的客土噴覆的噴覆面上，是從裂隙處發(fā)芽，其發(fā)芽狀態(tài)不一。
又，觀察經(jīng)過一冬的噴覆面，則發(fā)現(xiàn)，枝葉茂盛，沒有客土的流失，保持了與噴覆之初相同的狀態(tài)。實施例2在實施例1中使用的淤漿狀客土置于札幌藻巖堤壩上，對因水位的變化而反復露出和被水浸沒的地方進行噴覆。噴覆面積16m2。翌日，堤壩水位上漲，沒過噴覆面，但是，客土沒有流失，保持了與噴覆當初相同的狀態(tài)。實施例3在由于陰雨而泥濘的石狩川堤壩上畫出一部分區(qū)塊，選為試驗場所。該試驗場所傾斜角約30，寬100cm，高約8cm，操作者不能攀登。
將實施例1中所用的第一材料散布于上述試驗場所的土壤上，并用棍棒均勻、無遺漏地攪拌該材料，同時作輾壓，使得所述的第一材料以2％(重量)的比例散布于該垂直面的土壤上。攪拌中，試驗場所變得操作者可攀登而上。又，在攪拌1小時后，重15噸的壓土機輾壓施工場所，試驗場所的土壤穩(wěn)定化至壓土機可行進并留下清晰的履帶痕跡。
其后，立即對上述試驗場所覆以草皮，其作業(yè)順利。草皮的扎根情況良好。遇有下雨客土也未見流失。實施例4沼澤之水因下雨而流淌，因沼澤水流淌而使其垂直面形成膠狀污泥并發(fā)生流失，將該沼澤選作施工場所，在其上進行道路施工。
收集流出的淤泥，在其中投入如上所述的第一材料，進行整體的攪拌，接著，再將處理后的淤泥返回至垂直面上，進行輾壓。
施工操作后的垂直面呈穩(wěn)定化，即使下雨也不發(fā)生流失。另外，幾周之后，植物生長茂密。實施例5在實施例1中所配制的第一材料80kg中，再投入FB材料(商品名，F(xiàn)iltonInternational公司制)3.2kg，攪拌，配制得到本發(fā)明的第二材料100kg。
即，上述的第二材料是對紙灰100重量份，再混合添加物25重量份、FB材料5重量份而得到的材料。
將水、客土、種子、培養(yǎng)劑、肥料投入其容量為1200升的罐內(nèi)，攪拌，再投入上述的本發(fā)明的第二材料30kg于其中之后，攪拌，配制淤漿狀客土。將該淤漿狀客土噴覆于傾斜角約為25°的垂直面上，噴覆形成厚為1cm和3cm的噴播材料層。
與實施例1同樣，雖然下了雨，也未見客土流失，而且，植物發(fā)芽的狀態(tài)良好。
另外，本實施例中的噴播材料面的保水性也比實施例1的優(yōu)良。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的綠化、土壤穩(wěn)定化用的無機質(zhì)材料在用于噴播施工后，如經(jīng)過1個小時左右，則在通常的降雨環(huán)境中完全不發(fā)生流失。另外，如是用于傾斜度為35°的通常斜面，則不用鋼絲網(wǎng)等的網(wǎng)狀物也可進行厚層基礎材料的種子噴播。再有，本發(fā)明的材料不會發(fā)生凍結劣化，可用于寒冷地帶的綠化噴覆播種。此外，對于泥濘的淤泥狀土壤，本發(fā)明的材料也可使之在短時間內(nèi)固化而穩(wěn)定化。
由于本發(fā)明的材料并不會因水而流失，因此，本發(fā)明的材料可將水性植物噴覆播種、移植于湖泊、鄰水公園等的水邊，從而，有助于環(huán)境凈化和環(huán)境保護。
本發(fā)明的無機質(zhì)材料由其組成的成分之間的水合反應而生成水合化合物，這樣，可迅速地形成以土壤粒子為核心的多孔質(zhì)的團粒，且所述的團粒富有通氣性和保水性，可良好地保持所添加的肥料，可對添加的植物生長材料的發(fā)芽成長提供非常合適的環(huán)境。
又，在本發(fā)明的第二材料中，由于再摻入作為多孔質(zhì)粒子的集合體的陶瓷粉末，因此，該材料除了具有更好的保水性和透水性之外，種子的存活性優(yōu)良。可長期確保肥料等的功效。
權利要求
1.一種由下述成分組成的綠化、土壤穩(wěn)定化用的無機質(zhì)材料對100重量份的灰成分，混合下述的添加劑10-50重量份；且，所述添加劑包括1-20％(重量)的硫酸鋁、1-20％(重量)的硫酸鈣、1-20％(重量)的二氧化硅粉末及10-80％(重量)的水泥成分。
2.一種由下述成分組成的綠化、土壤穩(wěn)定化用的無機質(zhì)材料對100重量份的灰成分，混合下述的添加劑10-50重量份和10重量份以下的陶瓷粉末；且，所述添加劑包括1-20％(重量)的硫酸鋁、1-20％(重量)的硫酸鈣、1-20％(重量)的二氧化硅粉末及10-80％(重量)的水泥成分。
3.如權利要求1或2中之任一項所述的綠化、土壤穩(wěn)定化用的無機質(zhì)材料，其特征在于，所述的灰成分為飄塵或造紙廢棄物的焚灰。
4.如權利要求1或2中之任一項所述的綠化、土壤穩(wěn)定化用的無機質(zhì)材料，其特征在于，所述的二氧化硅粉末為煙狀二氧化硅。
5.如權利要求2所述的綠化、土壤穩(wěn)定化用的無機質(zhì)材料，其特征在于，所述的陶瓷粉末為FB材料(Filton International公司制)。
6.一種由下述步驟組成的厚層基礎材料的種子噴播方法混合土壤、上述權利要求1-5中之任一項所述的綠化、土壤穩(wěn)定化用的無機質(zhì)材料和水，組成淤漿狀客土，將該淤漿狀客土噴覆于施工面。
7.一種由下述步驟組成的土壤穩(wěn)定化方法混合、攪拌淤泥狀土壤和上述權利要求1-5中之任一項所述的綠化、土壤穩(wěn)定化用的無機質(zhì)材料之后，進行輾壓。
全文摘要
一種綠化、土壤穩(wěn)定化用的無機質(zhì)材料，包括對100重量份的灰成分，混合物1-20％(重量，下同)的硫酸鋁、1-20％硫酸鈣、1-20％二氧化硅粉末及10-80％水泥成分組成的添加劑10～50重量份，或再加10重量份以下的陶瓷粉末混合。在其中混合植物生長材料、土壤和水，作成淤漿狀客土，噴覆于施工面，作厚層基礎材料的種子噴播。則施工面在通常的降雨環(huán)境下完全不發(fā)生流失。且所述的材料不會發(fā)生凍結劣化，有助于植物的良好發(fā)芽。又，與潮濕的淤泥狀土壤經(jīng)混合、攪拌后輾壓，本發(fā)明的材料也可使之在短時間內(nèi)固化。
文檔編號C04B28/00GK1140464SQ95191490
公開日1997年1月15日 申請日期1995年12月7日 優(yōu)先權日1994年12月8日
發(fā)明者小松茂 申請人:殖大開發(fā)株式會社