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公開番号2025010493
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-21
出願番号2024088669
出願日2024-05-31
発明の名称炭素貯留人工石・ブロック
出願人五洋建設株式会社
代理人個人,個人
主分類C04B 28/02 20060101AFI20250110BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】浚渫土と炭素化合物とを利用し炭素貯留効果がありかつ強度が比較的大きい炭素貯留人工石・ブロックを提供する。
【解決手段】この炭素貯留人工石・ブロックは、浚渫土に対し製鋼スラグと、結合材と、炭素の含有量が少なくとも10質量%である炭素化合物と、を混合し固化し、炭素化合物を安定的に貯留し、かつ、材令28日強度が少なくとも1.0N/mm²であり、捨石、被覆石16、裏込め石24、魚礁・藻礁ブロック12,13、消波ブロック15または被覆ブロック18などに使用できる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
浚渫土に対し製鋼スラグと、結合材と、炭素の含有量が少なくとも１０質量％である炭素化合物と、を混合し固化した人工石・ブロックであって、
前記炭素化合物を安定的に貯留し、かつ、材令２８日強度が少なくとも１．０Ｎ／ｍｍ
２
である炭素貯留人工石・ブロック。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記結合材がセメント、高炉スラグ微粉末、消石灰およびフライアッシュのうちの少なくともいずれか１つである請求項１に記載の炭素貯留人工石・ブロック。
【請求項３】
前記炭素化合物は、無機化合物および有機化合物のいずれか一方である、または、両方を組み合わせたものである請求項１に記載の炭素貯留人工石・ブロック。
【請求項４】
前記炭素化合物は、炭酸塩、バイオ炭、もみ殻、稲わら、木チップ、竹チップ、堆肥、海藻および海草の中から選択した少なくともいずれか１つである請求項１に記載の炭素貯留人工石・ブロック。
【請求項５】
前記炭素化合物を前記浚渫土と前記製鋼スラグと前記結合材との単位体積（m
３
）に対し１０～５００ｋｇの範囲内で混合した請求項１に記載の炭素貯留人工石・ブロック。
【請求項６】
前記浚渫土を前記浚渫土と前記製鋼スラグと前記結合材との全体体積に対し40～70vol％混合した請求項１に記載の炭素貯留人工石・ブロック。
【請求項７】
前記結合材が高炉スラグ微粉末、高炉セメントＢ種、普通ポルトランドセメント、消石灰およびフライアッシュのうちの少なくともいずれか１つである場合、前記結合材の添加量は、次式（１）による強度指数が次式（２）を満たすように決められる請求項１に記載の炭素貯留人工石・ブロック。
強度指数 = (BP + 2×NP + 1.55×BB + 0.35×FA + CH) / W （１）
0.5 ≦ 強度指数 ≦ 2.5 （２）
ただし、BP：高炉スラグ微粉末の重量
BB：高炉セメントＢ種の重量
NP：普通ポルトランドセメントの重量
CH：消石灰の重量
FA：フライアッシュの重量
W：浚渫土中の水分の重量
【請求項８】
前記炭素化合物は、無機化合物である二酸化炭素が前記製鋼スラグ中のカルシウムと反応することで前記二酸化炭素を固定した炭酸カルシウムである請求項１に記載の炭素貯留人工石・ブロック。
【請求項９】
前記製鋼スラグは、無機化合物である二酸化炭素が前記製鋼スラグ中のカルシウムと反応することで前記二酸化炭素が炭酸カルシウムとして固定されている請求項１に記載の炭素貯留人工石・ブロック。
【請求項１０】
前記製鋼スラグにおける前記炭酸カルシウムの含有量が１～２０質量％の範囲内にある請求項８または９に記載の炭素貯留人工石・ブロック。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、浚渫土と製鋼スラグと結合材と炭素化合物とによる炭素貯留人工石・ブロックに関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
地球温暖化対策の一環として、農用地ではバイオ炭施用による、難分解性の炭素を長期間土壌に固定することによる炭素貯留が行われている。バイオ炭は、土壌の透水性、保水性、通気性の改善などに効果があるとされ、従来から土壌改良資材として使用されているが、温室効果ガスを削減し、気候変動対策に貢献することができる（非特許文献１参照）。バイオ炭は、生物資源を材料とした、生物の活性化および環境の改善に効果のある炭化物であり、燃焼しない水準に管理された酸素濃度の下、350℃超の温度でバイオマスを加熱して作られる固形物である。
【０００３】
浚渫工事で発生する浚渫土の有機炭素を利用した炭素貯留効果に関する調査研究が行われているが、貯留効果に関して、浚渫土由来の有機炭素は1.3％程度であり、バイオ炭(炭素含有率77％)と比較して多くない(非特許文献２参照)。
【０００４】
軟弱な浚渫土に製鋼スラグを混合して強度増強させる固化処理土であるカルシア改質土が公知である（特許文献１等参照）。本発明者等は、カルシア改質土の混合時に、バイオ炭等の炭素含有物を添加して固化させることで、より多くの炭素を長期安定的に貯留する炭素貯留混合材料を先に特願2023-24865で提案した。
【０００５】
コンクリートでは、木質バイオマス等のバイオ炭を混和させて固化させることで炭素を貯留しCO
２
削減効果を図る環境配慮型コンクリートが公知である（非特許文献３参照）。また、排気ガスから回収したCO
２
を固定した炭酸カルシウム微粉末を大量に混和してCO
２
削減を図る高流動コンクリートが公知である（非特許文献４参照）。
【０００６】
また、製鋼スラグや高炉スラグ微粉末等と浚渫土を混合して製造するカルシア人工石・ブロックが公知である（特許文献２，非特許文献７参照）。カルシア人工石は製鋼スラグと浚渫土のリサイクル利用を図り、かつ、天然石材の代替となるため港湾工事における天然資源投入量の抑制に貢献する。特許文献３は、軟弱土、製鋼スラグ等の粒状材に加え、更にセメント、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカフューム、及びもみ殻灰等が少なくとも１種含まれる地盤材料を開示する（段落0047）。
【０００７】
カルシア人工石・ブロックの設計基準強度について、たとえば、非特許文献７は、カルシア人工石に関し、準硬石相当品で9.8N/mm
２
以上、軟石相当品で3～9.8N/mm
２
未満、カルシアブロックに関し、異型ブロック・方塊で18N/mm
２
以上、その他では9.8N/mm
２
以上と規定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開2009-121167号公報
特開2012-148948号公報
特開2018-184823号公報
【非特許文献】
【０００９】
「バイオ炭について」(農林水産省)https://www.maff.go.jp/j/kanbo/kankyo/seisaku/climate/jcredit/biochar/biochar.html
内藤了二・中村由行・浦瀬太郎・金子尚弘「港湾域の底泥中化学物質濃度と底生生物叢の関係」環境工学研究論文集、vol.44、7-16頁、2007https://www.jstage.jst.go.jp/article/proes1992/44/0/44_0_7/_pdf/-char/ja
木原亮太・幸田圭司・山本伸也・清水和昭・田中博一・久保昌史「バイオ炭を混和した環境配慮型コンクリートの硬化性状」JSCE 令和4年度土木学会全国大会第77回年次学術講、V-245、2022https://jglobal.jst.go.jp/detail?JGLOBAL_ID=202302248682592714
坂田昇・坂井吾郎・渡邉賢三「炭酸カルシウム微粉末を大量に混入した高流動コンクリートの適用によるCO２削減」JSCE 令和4年度土木学会全国大会第77回年次学術講、V-518、2022
辻匠・田中裕一・中川雅夫・野中宗一郎・長尾喬平・赤司有三・木曽英滋・田崎智晶「浚渫土人工石の材料特性と製造技術」土木学会論文集B3、vol.71、1173-1178頁、2015https://www.jstage.jst.go.jp/article/jscejoe/71/2/71_I_1173/_article/-char/ja/
「バイオ炭の農地施用」の方法論について（農林水産省 2022年5月）https://www.maff.go.jp/j/kanbo/kankyo/seisaku/climate/jcredit/biochar/attach/pdf/biochar-2.pdf
カルシア改質土研究会「港湾・空港・海岸・水産基盤整備工事等におけるカルシア人工石・カルシアブロック利用技術マニュアル(案)」、2017
港湾工事等における低炭素型材料の活用マニュアル(Ver.1.0) 国土交通省関東地方整備局（令和5年） https://www.pa.ktr.mlit.go.jp/kyoku/work/CNC/pdf/cnc_manual.pdf
土づくりと土壌診断(12) 土壌改良資材の特性と使い方ーその２ー https://www.agriweb.jp/column/1050.html
「カーボンニュートラルポート(CNP)の形成に向けた施策の方向性」国土交通省（2021年12月）https://www.mlit.go.jp/kowan/content/001448303.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特願2023-24865の炭素貯留混合材料の炭素貯留量は多いが、力学的な強度は比較的低く(材令28日一軸圧縮強さで1.0N/mm
２
未満)、水域で使用する場合、埋戻し、浅場・干潟造成、護岸腹付・裏埋等の地盤材の用途に限定され、石材やブロックに適用できない。
（【００１１】以降は省略されています）

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