Mortar, coating structure, and method for manufacturing mortar

本発明は農業、園芸および建築用途の新しいモルタルに関する。 具体的には畦道の保護、簡易舗装、樹木の保護及び建築物外面の断熱に適したモルタルならびに、これの施工方法である。

本出願人は農業、園芸用に使いやすいモルタルの開発を進め、田畑の畦を補強するのに適した軽量モルタルを実用化した。 それは真砂土と軽量骨材を主材としているので、価格を下げるために真砂土の配合比を増やすとモルタルの比重が大きくなって、凍結温度が上昇するという難点があった（特許文献１）。 それゆえに冬期の施工には困難がともなった。

樹木の補修材料としてはアクリル系またはラテックス系のポリマーを用いてひび割れを防止しているものがある（特許文献２）。 この方法における未解決の問題として樹種によってはプラスチックポリマーという合成物が有害な場合があり、かつ材料が高価である。 また前記従来の軽量モルタルは天然の真砂土を用いているので樹木との親和性は悪くはないが十分とは言えず、施工の作業性についても粘り気がさほど強くなく、樹木への盛り付けは容易でない。

特開２００４−５２５２８

特許３２０８５６５

この発明は、従来の軽量モルタルの凍結温度を下げて冬期の施工期間を広げるとともに、性能を下げることなくコストを大幅に引き下げることを課題とする。 作業性の高いモルタルを得ることを課題とする。

上記の課題を解決するために骨材として生オカラを使用する。 モルタル１立方メートル中含まれる重量で、豆乳を搾り取った生オカラ２００ｋｇ以上７００ｋｇ以下、セメント２００ｋｇ以上１６００ｋｇ以下、必要量の防腐剤、使用目的に応じて選択される添加剤、および残部水からなる配合とする。

生オカラは一旦乾燥させることなく、豆乳を搾り取った状態に水と防腐剤を加えて攪拌し、これにセメント、添加剤および必要に応じて水を加えてモルタルとする。 本願の最大の特徴はオカラを生のままで使用することである。 生オカラには水分が約８０％含まれており、さらにバクテリヤも大量に含まれているために常温では短時間で腐敗する。 実作業ではコンクリートミキサー車に水と防腐剤を装入して食品工場に行き、生オカラを受け取る。

このモルタルを畦などに被覆して補強するときには、補強対象物の表面を保持網で被い、保持網をアンカーで固定し、保持網とアンカーを塗り込めて必要な厚さに補強対象物を覆う。

樹木の損傷部分の保護、切り株の発芽押さえ、あるいは樹木の空洞の腐食を抑制するには、このモルタルを直接樹木に盛り付ける。 適用部位の状況に合わせて保持網を被せて固定したうえに盛り付ける、あるいは樹木の空洞を清掃して充填する。

樹木の株周りの地面を乾燥防止などの目的で被覆するときは、地面に保持網を敷設したうえでこのモルタルで保持網を塗り込め、必要な厚さに被う。

建築物の外壁や屋根に施工するときには、まず保持網を張り巡らせて固定し、このモルタルで保持網を塗り込めて必要な厚さに盛りつける。

上記の被覆に使用する保持網としては、あらゆる材質のものを使用できるが廃棄漁網が特に好適である。

この発明は、従来の軽量モルタルに比べて凍結温度が低いので、冬期に施工可能な期間および施工可能な地域が広くなった。 骨材として食品工業で処理に困っている生のオカラを大量に使用するので資源の有効利用に資する。 またオカラを一旦乾燥することなく生のままで使用するので省エネルギーの効果が大きく、大幅にコストを引き下げることが出来た。

本発明のモルタルは骨材に生オカラを使用しているので樹木との親和性が高く、樹木の補修などの園芸用に適している。 また通常の建築モルタルに比べて軽量で施工しやすく、かつ断熱性にも優れているので、畦の補強や建築物の断熱などにも広く利用できる。

本モルタルの施工に使用する内部補強材としては柔軟性の高い合成繊維の網が施工・解体に有利である。 とくに廃棄漁網はその本来の用途には耐えられないものの、本モルタルの補強には十分な強度を残しており、これを利用することは、廃棄物を再処理することなく再利用するので省資源に貢献する。

凍結温度を下げるために新しい成分を探すとともに成分の配合を調べた。 従来技術（特許文献１）において変更できる成分は真砂土と軽量骨材である。 この代替品の検討にあたっては産業廃棄物を中心に種々試験を行った。 代替材料としては軽く、安価で、使い易く、かつ植物との親和性が求められるが、廃棄物の中では生オカラが最も適していることを見出した。

食生活の改善によって大豆の消費が増え、それにともなって大豆滓であるオカラの発生量も増え続けている。 オカラの組成は大豆の表皮を主成分としており、植物繊維、蛋白質、含水炭素、脂肪などを含んで栄養価に富むので生のままで腐敗が進行する。 従って現在一般的に行われている処理法は、これを先ず乾燥して腐敗を止め、保管、運送に適した状態とすることである。 オカラの用途として最大のものは飼料であるが、飼料に使用する場合には乾燥は必須条件であって、この費用がかさむために十分に利用されず、廃棄されているのが実情である。 この植物繊維を多く含むという特徴を生かすとともに廃棄物処理にも貢献する方策としてオカラを生のままでモルタルに混入することを試みた。

骨材に替えて生オカラを使用し、モルタルの性能を調べた結果、モルタル１ｍ ^３あたり２００ｋｇから７００ｋｇの範囲であれば実用性があることがわかった。 ７００ｋｇを超えると混練作業が難しくなり、２００ｋｇ未満ではオカラの特性が発揮されない。

オカラを骨材とするモルタルの最大の特徴は凍結による損傷を受けにくいことである。 一般のモルタルでは養生の過程で凍結させると亀裂を生じたり崩れたりするが、同じ温度域において本モルタルでは破壊が軽微である。 この理由はよく分からないがオカラが凍結時のストレスを吸収するクッションとなっていると推察される。 また断熱性が高いので地表に施した場合には地熱の散逸が少なく、冷却し難いものと考えられる。 本モルタルでは特許文献１にくらべて冬期をさほど気にせずに施工できる。

本発明のモルタルにおけるセメントの割合は、標準的な数値である５００ｋｇ／ｍ ^３に比べて高い。 これは骨材がオカラであるために強度が低く、かつ空隙も大きいのでセメント量を増やす必要がある。 セメントの配合量は主として要求される強度に応じて決めるが、１６００ｋｇ／ｍ ^３を越えるとオカラの持っている断熱性とほかの特性を抑えるようになるので、この数値を上限とする。 ２００ｋｇ／ｍ ^３を下回るとモルタルの固化が不十分となる。 セメントの種類は、ポルトランドセメントに限らず白色セメントなど他のものも使用できる。

防腐剤は必要に応じて添加する。 防腐剤としてはセメントおよび添加剤に害のないものであれば、何でもよい。 加えてモルタルの施工現場において発臭などの問題を生じないことも重要である。 具体的には水溶液として中性ないし、弱アルカリ性であって取り扱いの容易なものが望ましい。

セメントの混和材は必要に応じて使用することが出来る。 オカラは扁平な不定形の細片であり、繊維質のほかに蛋白質や脂肪質も含まれているので、従来の骨材に比べてセメント粒子と混ざりにくい。 混和材を適量使用すると混練効果を高めることが出来る。

添加剤としては、強度を高める繊維質、色調を整える顔料、その他用途に応じて適宜に加えることが出来る。 モルタルの初期ひびわれを抑制するためにはガラス繊維が適している。

本発明のモルタルにおいても、施工対象物に応じて筋材を使用する必要がある。 筋材の形状は制限されないが網状のものが最も使いやすい。 またその材質は鉄鋼、合成繊維など公知のものが使用できるが、さほど強度を要求されない場所には非金属のものでよい。 柔軟性の高い合成繊維製の網であれば法面、樹木などの凹凸面に沿いやすく施行が容易である。 合成繊維の網を種々試験しているうちに、廃棄漁網でも十分に使用に耐えることが分かった。 漁網は大量に使用され、定期的に廃棄されているので、水産業界ではその処理に困っているのが実情である。 漁網は用途によって綱径とメッシュが多種多様であるので、本モルタルの施工対象に応じて使い分けることが出来る。

本発明のモルタルを水田の畦の補強に適用した例を説明する。 モルタルの製造方法は生オカラ３８０ｋｇに水３００ｋｇおよび防腐剤９０ｋｇを加えて混和し、これにポルトランドセメント１３００ｋｇ、石灰７０ｋｇ、混和材６０ｋｇ、ガラス繊維８０ｋｇを加え、攪拌りしつつ水を加えて１立方メートルとし、１５分間混練した。 防腐剤は汎用の土壌硬化剤を使用し、土壌硬化剤に含まれる珪酸ナトリウム、フェノールなどの殺菌作用を利用した。

図１において、１は水田の耕地の境界分となる畦であり、この畦の上下の位置に隣接して高度差を有する耕地面２を仕切るものである。 ３は畦１のほぼ平坦な頂面部、４は上段側法面部、５は下段側法面部であり、雑草やゴミなどが除去されている。

次に畦の被覆構造および被覆工事の工程を説明する。 先ず上段側法面部４に沿って上段の耕地面２から約３００ｍｍ掘り下げて、上段側溝６を形成する。 次に下段側法面部５に沿って下段の耕地２を１００ｍｍ以上掘り下げて、止水溝７を形成する。 止水溝７の深さは上段溝６に比べて浅くてよい。

次に畦１の頂面部３と、上段側法面部４および下段側法面部５の全面に保持網８を被せ、保持網８の一端を上段側溝６の底面に被覆個所アンカー９を打設して固定する。 次に上段側法面部４、頂面部３、および下段側法面部５の順番にアンカー９にて固定しながら畦全面を覆って、止水溝６まで敷きつめながらアンカー９で固定する。 保持網８をアンカー９で止めた畦の全面に、十分に散水して、モルタルの盛り付けはゴム手袋を着用し直接行った。 保持網８は素線経２ｍｍ、編目間隔は５０ｍｍの廃棄漁網を使用した。 漁網の材質はポリエチレンである。 筋材として金網でもよいが廃棄漁網の方が次の２点で優れている。 １つは腰が弱くて畦の凹凸に沿いやすい。 ２つ目は将来破壊する場合に、金網のように腐蝕して消滅することがなく再利用できることである。

アンカー９は直径１０ｍｍ×長さ２５０ｍｍのＬ型の物を上段側６の底面、頂面部３の中央、下段側法面部５の中央、および止水溝７の底面に夫々数箇所打設している。 アンカー９の打設間隔は５００ｍｍ以下である。 本モルタルは生オカラの保水効果により乾燥しにくいので施工後の養生シートは使用しなかった。 施工当日の気温は平均２℃であった。 施工後７日間の期間中における最低気温は−２℃であったが、何等異常は発生していない。 安い工費で短期にて補強できると共に、従来から存在する土提や石垣のように農村の景観にも調和する畦の被覆構造を提供することが出来る

樹木用モルタルは、生オカラ３８０ｋｇに水３００ｋｇの割合でオカユ状として防腐剤９０ｋｇを加えた実施例１のオカユ状生オカラ３８ｋｇ、ポルトランドセメント６０ｋｇ、残部水を加えて０．１ｍ ^３とし、１５分間混練した。

図２は樹木の切り株の目つぶしと、果樹などに施す枝の若返り剪定における若芽の選別育成をひとつの図にまとめたものである。 先ず切り株の目つぶしの方法を説明する。 図２において２２は樹木の切断面、２１は根元である。 先ず切断面全面をクエン酸５０％溶液で拭いて消毒し、次に保持網２３を被せて綱２４で根元に固縛する。 その上に上記で用意したモルタル２５を盛り付ける。 盛り付けの厚さは樹種、樹齢に応じて異なるが、遮光のためには少なくとも２０ｍｍは必要である。 若返り剪定部２８についても切り株と同様に施工して芽つぶしを行う。

図３は樹木の損傷部の表面にモルタルを盛り付ける構造を示す。 ここで使用するモルタルの組成は実施例２と同一である。 図３において２２は樹木、２１は根である。 先ず損傷部２６の全面をクエン酸５０％溶液で拭いて消毒し、次に保持網２３を被せて綱２４で樹木に固縛する。 その上に実施例２で用意したモルタル２５を盛り付ける。 盛り付けの厚さは樹種、樹齢に応じて異なるが、遮光のためには少なくとも２０ｍｍは必要である。 オカラの植物繊維によってモルタルと樹皮（生木）との親和性がよく、施工時によく接着する。 しかも本モルタルは断熱性にも優れているので損傷部を保護し回復させるのに効果がある。 そのうえモルタルが固化した後も強度がさほど高くないので、樹木の成長に応じて徐々に崩壊する。

洞部２７の内部を清掃し全面をクエン酸５０％溶液で拭いて消毒する。 次に実施例２で用意したモルタル２５を充填する。 更に形状によりモルタルが脱落するおそれがあるときには、必要に応じて実施例３の保持網と固縛の構造を適用する。 モルタルの充填によって雨水が流入せず、生物の浸入を阻止できるので、腐食による空洞の拡大が抑制され樹木の勢いが回復する。

樹木の株周りの地表を覆うモルタルの調整方法は、生オカラ３８０ｋｇに水３００ｋｇの割合でオカユ状として防腐剤９０ｋｇを加えた実施例１のオカユ状生オカラ３８ｋｇ、ポルトランドセメント８０ｋｇ、残部水を加えて０．１ｍ ^３とし、１５分間混練した。

図５は樹木の株周りに本発明のモルタルを施工する概念図である。 図５において２２は樹木、２９は株周り、２１は根元である。 ここで株周りとは樹木の根元から根が地表近くに存在する範囲であって樹種、樹齢に応じて異なるが一般には幹径の数倍程度を半径とする円内である。 根元２１のゴミなどを取り除いて保持網２３で被い、保持網をアンカー３０で固定する。 アンカー３０の打設間隔は５００×５００ｍｍ、アンカーの寸法形状は直径１０ｍｍ長さ２５０ｍｍのＬ型である。 その上に上記で用意したモルタル２５を盛り付ける。 盛り付けの厚さは樹種、樹齢に応じて異なるが、土壌乾燥防止のためには少なくとも５０ｍｍが必要である。

株周りに敷設したモルタルは適度の通気を確保しながら、地面の乾燥を防止する。 更に断熱による効果によって夏期には日照による地温上昇を迎え、冬期には地表の凍結を防止する。 実施例は比較的な大きな庭木の株周りに施工した状況であるが、実施形態は対象となる樹種に応じて種々変更できる。 例えば果樹については根元２１から離して平面形状をドーナツ形とするように施工してもよい。 あるいは作業用機械や人のよく通る範囲に簡易舗装を兼ねて施工してもよい。

建築物の外面に使用するモルタルは、生オカラ３８０ｋｇに水３００ｋｇおよび防腐剤９０ｋｇを加えて混和し、これにポルトランドセメント１３００ｋｇ、石灰８０ｋｇ、混和材４０ｋｇ、ガラス繊維５０ｋｇを加え、攪拌しつつ水を加えて、１立法メートルとし、１５分間混練した。 本モルタルの強度は一般の建築用のものに比べて低いので、建物に適用するときは補強材を加える必要がある。 補強材としては公知の物が何でも利用できるが、本実施例ではガラス繊維を使用することによってモルタルの初期クラックを抑制するようにした。 防腐剤は汎用の土壌硬化剤を使用し、土壌硬化剤に含まれる珪酸ナトリウム、フェノールなどの殺菌作用を利用した。

本モルタルを用いて建築物を覆う施工例として、屋上と外壁に適用する例を図６に示す。 図６において、３１は建物の屋上３２の建物外壁である。 屋上３１および外壁３２のゴミ等を取り除き、保持網２３で被い複数のアンカー３０で固定する。 保持網２３は汎用の下地用メタルラス（鋼板打ち抜き）を使用し、アンカー３０の打設間隔は５００×５００ｍｍとする。 アンカー３０は防水施工ずみで長さ３０ｍｍのコンクリート釘を使用した。 その上に上記で用意したモルタル２５を、屋上には１００ｍｍ、外壁には５０ｍｍの厚さに盛り付ける。

本モルタル２５はオカラが細かく分散しており、発泡コンクリートに近い構造であるので軽量かつ断熱性に優れている。 また外装の建築材料や筋材にもよく付着するので既設の建物に施工することが容易である。
施工することが容易である。

農業、畦道の保護簡易舗装の被覆構造を示す斜視図である。

樹木の目つぶしと枝若返り剪定部分の被覆構造図である。

樹木の損傷部の被覆構造図である。

樹木の空洞部の充填構造図である。

樹木の株周りの地面の被覆構造図である。

建築分の屋上の断熱保護の被覆構造図である。

符号の説明

１ 畦 ２ 耕地面 ３ 頂面部 ４ 上段側法面部 ５ 下段側法面部 ６ 上段側溝 ７ 止水溝 ８ 保持網 ９ アンカー １０ モルタル ２１ 根元 ２２ 樹木 ２３ 保持網 ２４ 綱 ２５ モルタル ２６ 損傷部 ２７ 空洞部 ２８ 枝若返り剪定部 ２９ 株周り ３０ アンカー ３１ 建物の屋上 ３２ 建物の外壁