JP5800259B2

JP5800259B2 - 土壌用資材

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Publication number: JP5800259B2
Application number: JP2014236139A
Authority: JP
Inventors: 真輝川谷
Original assignee: TOWA SPORTS FACILITIES CO., LTD.
Current assignee: TOWA SPORTS FACILITIES CO., LTD.
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2034-11-21
Also published as: JP2015129260A

Description

本発明は、廃棄物を利用した土壌用資材に関する。

一般廃棄物や産業廃棄物の量は年々増加しており、これら廃棄物の処分場や埋め立て地の不足が大きな問題となっている。このような問題を解決するため、従来より廃棄物を有効に活用する方法が考えられており、その一つに廃棄物を利用した土壌用資材の開発がある。土壌用資材は、運動場、競技場、競馬場、公園等の土壌（グラウンド用土壌）や、野菜や果樹、園芸植物の栽培用土壌（植栽用土壌）として、既存の土壌に混ぜ込んで、あるいは単独で使用される。そのため、土壌用資材にはそれ自身が保水性や透水性、保肥性といった土壌特性を有することはもちろん、既存の土壌が有する土壌特性を改良する機能が要求される。

例えば特許文献１には、一般廃棄物・産業廃棄物の溶融スラグ、浄水スラッジ（浄水汚泥）、紙・プラスチックの焼却灰や家畜糞尿の燃焼灰等、様々な廃棄物を利用した土壌用資材（緑化資材）が開示されている。同文献では、原料となる廃棄物を適宜の大きさに破砕して粒度調整したり、バインダー成分を添加したりすることにより土壌用資材の保水性や透水性を高めている。また、配合する廃棄物の種類や割合を調整したり肥料成分を添加したりすることにより、土壌用資材に保肥性を付加している。

さらに、特許文献１では、土壌用資材の安全性を高めるため、水や酸性液を用いて廃棄物を洗浄するようにしている。廃棄物によっては、毒性の強い成分を含むものや強アルカリ性を示すものがあるため、洗浄処理を施すことにより、廃棄物の毒性を緩和したりｐＨ値を調整したりしている。

特開2007-306844号公報

農林水産省ホームページ,"土壌の物理性の測定",[online],[平成26年11月12日検索],インターネット<URL:http://www.maff.go.jp/j/seisan/kankyo/hozen_type/h_sehi_kizyun/pdf/gum23.pdf>

このような洗浄処理を行うためには、多くの洗浄水が必要になる他、洗浄用の設備が必要になる。また、手間や時間が掛かる。このため、せっかく廃棄物を利用しているにもかかわらず、その製造コストを抑えることができないという問題があった。
本発明が解決しようとする課題は、透水性、保水性及び安全性に優れ、且つ、安価な、廃棄物を利用した土壌用資材を提供することである。

上記課題を解決するために成された本発明に係る土壌用資材は、
a) 廃瓦破砕材、廃陶磁器破砕材、及び廃レンガ破砕材のうちの少なくとも一種類からなる、粒度が30mm以下の多孔質無機廃材と、
b) 粒度が30mm以下の締め固め材と
を含むことを特徴とする。

多孔質無機廃材である廃瓦破砕材、廃陶磁器破砕材、廃レンガ破砕材は、いずれも保水性を有するため、これら多孔質無機廃材を含むことにより本発明の土壌用資材は保水性に優れる。また、多孔質無機廃材の粒度を適宜調整することにより、土壌用資材の保水機能や透水機能を調整することができる。

上記廃瓦破砕材には、粘土を混練、成形、焼成した粘土瓦の廃材を用いることが好ましく、粘土瓦であれば釉薬瓦、いぶし瓦、無釉瓦のいずれでも良い。また、瓦チップとして一般に市販されている瓦廃材の破砕材を用いると良い。前記瓦チップは、0.01〜3mm、0.01〜5mm、5〜13mm、10〜30mmの粒度に予め調整されており、適宜の粒度のものを用いることができる。
廃陶磁器破砕材には、比較的孔隙径が大きい陶器又は磁器を用いることが好ましく、釉薬の有無は問わない。
廃レンガ破砕材には、粘土や頁岩、泥等の材料を成形し窯で焼き固めたもの、あるいは材料を圧縮成形したもの、いずれのタイプのレンガを用いても良い。

上記締め固め材は、例えば、浄水スラッジ、ペーパースラッジ、高分子ポリマー、及び竹廃材のうちの少なくとも一種類を含むものとすることができる。

浄水スラッジは、浄水場において汚濁水に凝集剤を投入して汚濁成分の一つであるリンを吸着させた結果得られる沈澱物であり、肥料の三大要素の一つであるリンを含む。また、保水性に優れる。浄水スラッジは非常に小さい粒度のものから30mm程度のものまで種々の粒度のものを用いることができる。
ペーパースラッジは、製紙工程において発生する廃棄物であり、浄水スラッジ同様に保水性に優れ、種々の粒度のものを用いることができる。
高分子ポリマーは、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂を架橋した親水性架橋高分子であり、特に、ポリアクリル酸ナトリウムを架橋した水溶性アクリル酸重合体を好適に用いることができる。これらは従来から土壌用保水剤や紙おむつ、ペットシートなどに利用されており、水分を吸収すると数十倍に膨張する性質を有する。膨張後の大きさを考慮すると吸水性高分子ポリマー粒の大きさは1mm程度か、あるいはそれ以下であることが好ましい。また、高分子ポリマーとして、無機凝集材である硫酸アルミニウム（硫酸バンド）やポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）を用いることもできる。これらは上水道用水、下水道排水、あるいは工業排水の処理に用いられる凝集材であり、被処理懸濁液中の微粒子や浮遊物が付着して沈降するという機能性を有するため、土壌の団粒化を促進する効果も得ることができる。
竹廃材は、竹林の伐採によって大量に発生する廃材である。竹廃材には、土壌を締め固める効果に加え、雑草の生育を抑える効果もある。従って、竹廃材を用いると防草効果も得ることができ、例えば土グラウンド用土壌や芝生グラウンド用土壌用の資材、歩道用の資材として好適に用いることができる。
本発明では、多孔質無機廃材に加えて上記の締め固め材を含むため、保水性や保肥性に優れた土壌用資材を得ることができる。

また、上記締め固め材は、例えば、粒度が0.075mm以下の廃瓦磨砕材、廃レンガ磨砕材、砕石粉（砂粉）、及びスクリーニングスのうちの少なくとも一種類を含むものとすることもできる。

廃瓦や廃レンガを破砕すると様々な粒径の資材が得られる。その中でも、磨砕材と呼ばれる0.075mm以下の微粒子（シルト・粘土分）は上記多孔質無機廃材の隙間に入り込むため、締め固め材として好適に用いることができる。
石こう廃材は、建造物の新築や解体時に廃棄される石こうボードを破砕・粉砕した後、紙を分離したものである。石こう廃材は硫酸カルシウムを主たる成分とする石こうの廃棄物であるため、カルシウムを多く含む土壌用資材が得られる。土壌に対するカルシウムの吸着特性はナトリウムの吸着特性よりも高いため、ナトリウムを多く含むアルカリ性の土壌に適用すれば、土壌中からナトリウムを排出して中性あるいは弱アルカリ性土壌に改質することができる。
砕石（砂）粉は、採石場、砕石場、製砂場等で砕石を洗浄するなどの湿式処理時に発生する廃材で、粒径が極めて細かい砂質系の微粒子である。スクリーニングスは、破砕した岩石やスラグなどをふるいにかけて粒径が整えられたものである。石こう廃材、砕石粉、及びスクリーニングスはいずれも低コストのシルト原料であり、土壌用資材に締め固め機能を付与することができる。

本発明の土壌用資材には、防霜材として塩材を含めることができる。これにより、寒冷地での使用に適した土壌用資材とすることができる。

本発明の土壌用資材には、間伐材、浄水スラッジ、及びペーパースラッジのうちの少なくとも一種類からなる肥料材が含まれていることが好ましい。このような肥料材を含む土壌用資材は、特に植栽用土壌のための資材として好適に用いることができる。

本発明の土壌用資材には、間伐材、蛎殻、ホタテ殻、及び軽石のうちの少なくとも一種類を破砕・粉砕したものからなる保水材が含まれていることが好ましい。これらの保水材はいずれも土壌の保水性や調湿性を高める機能性を有する。特に、蛎殻やホタテ殻を配合すれば、路盤材の凍結を防止し、雑草の生育を抑制することもできる。また、軽石は内部に多くの気孔を有しており、保水性や調湿性に加え、保肥性や排水性を高めることもできる。軽石には、例えばカガライト（製品名。カガライト工業株式会社）を用いることができる。

本発明の土壌用資材には、平均粒径が0.01〜10mmの真砂土、赤土（関東ローム層）、及び黒土のうちの少なくとも一種類を含めることができる。これにより、資材全体の粒度等を調整し、保水性や透水性、硬度等を適宜に設定することができる。

また、既存土に上述した土壌用資材を配合することにより土壌を改良することができる。本発明の土壌改良方法を用いることにより、現地土や天然土といった既存土を有効利用しつつ土壌を改良することができる。

本発明に係る土壌用資材は廃棄物を主たる材料とする。そのうち、廃瓦破砕材、廃陶磁器破砕材、廃レンガ破砕材は、多孔質無機廃材であり保水性を有する。これらの多孔質無機廃材は適宜の粒度を調整することにより、土壌用資材の保水機能及び透水機能を調整することができる。また、上記の多孔質無機廃材は一般廃棄物や産業廃棄物と異なり安全性に優れ、ｐＨ値を調整したり毒性を緩和したりするための処理が不要であるため、製造コストを低く抑えることができる。

本発明の土壌用資材を用いた芝のハウス栽培における生育量の実験結果を示すグラフ。本発明の土壌用資材を用いた芝の露地栽培における生育量の実験結果を示すグラフ。本発明の土壌用資材の硬度試験結果を示すグラフ。本発明の土壌用資材の防草効果試験における区画の配置と使用土壌の配合を示す図。本発明の土壌用資材を用いた土壌改良方法の工程を説明する図。

本発明に係る土壌用資材は、廃瓦破砕材、廃陶磁器破砕材、廃レンガ破砕材のうちの少なくとも一種類からなる粒度が30mm以下の多孔質無機廃材と、粒度が30mm以下の締め固め材を含む。
本発明に係る土壌用資材は、多孔質無機廃材である廃瓦破砕材、廃陶磁器破砕材、廃レンガ破砕材のいずれかを含み、かつその粒度が30mm以下に調整されているため保水性、透水性に優れる。上記の多孔質性無機廃材は、一般廃棄物及び産業廃棄物の溶融スラグ等その他の廃棄物に比べると毒性が低く、また、その溶出液のｐＨ値も植物の生育に悪影響を及ぼすような値ではないため、安全性にも優れた土壌用資材となる。

また、本発明に係る土壌用資材に用いる締め固め材は、浄水スラッジ、ペーパースラッジ、高分子ポリマー、及び竹廃材のうちの少なくとも一種類を含むものとすることができる。あるいは、締め固め材を、粒度が0.075mm以下の廃瓦磨砕材、廃レンガ磨砕材、石こう廃材、砕石粉、及びスクリーニングスのうちの少なくとも一種類を含むものとしてもよい。廃瓦や廃レンガの磨砕材は、これらを破砕したときに同時に得られる資材であり、粒子同士が擦れあって生じるシルト分である。また、石こう廃材、砕石粉、スクリーニングスも同様に廃材の破砕時に発生するシルト分である。

本発明に係る土壌用資材は、グラウンド用土壌、植栽用土壌、舗装用の路盤材、歩道用資材等、様々な土壌に適用することができ、適用対象に応じた適宜の材料を多孔質無機廃材に付加することができる。
例えば、土や芝生のグラウンド用土壌、舗装用の路盤材、あるいは歩道用資材として用いる場合は、上述した締め固め材の組み合わせや配合量によって、資材の硬度を適宜に調整することができる。
グラウンド用土壌に適用される土壌用資材には、過度な踏圧に対する土壌構造（団粒構造や土壌粒子間の間隙）の劣化を改良する機能が求められる。浄水スラッジ、ペーパースラッジ、及び高分子ポリマー粒はいずれも団粒化し易いため、これらを締め固め材に含めれば過度な踏圧に対する土壌構造の劣化改良機能を有する土壌用資材が得られる。
ここで、団粒化、あるいは団粒構造とは、土壌粒子が陽イオンや粘土鉱物、有機物（腐植）などのはたらきによって結合し、小粒の集合体(団粒)となった状態をいう。団粒構造が発達した土は、団粒の内部に微細な団粒内間隙が、団粒の外部に団粒間間隙（非毛管孔隙）ができるため、透水性、弾力性、保水性に優れる。従って、浄水スラッジ、ペーパースラッジ、又は高分子ポリマー粒を含む土壌用資材は透水性、弾力性、保水性にも優れる。
また、本発明の土壌用資材をグラウンド用土壌や歩道用資材として用いる場合には、締め固め材に竹廃材を含めることにより、防草性を有する土壌用資材を得ることができる。

本発明の土壌用資材を植栽用土壌として用いる場合にも、上述した団粒構造を有するように、締め固め材に浄水スラッジ、ペーパースラッジ、及び高分子ポリマー粒のいずれかを含めておくことが好ましい。これにより、土壌内部の団粒間に大きな孔げきを、団粒内部に小さな孔げきを形成して土壌微生物や土壌小生物の活動を活性化し、植物等の生育に必要な栄養素が多く生成されるように環境を整えることができる。これらの中でも、特に高分子ポリマー粒の一種である無機凝集材である硫酸アルミニウム（硫酸バンド）やポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）を用いることにより土壌をより多く団粒化させることができる。
また、締め固め材に浄水スラッジを含めておくと、植物の生育に必要な肥料成分の一つであるリンを含む土壌用資材を得ることができる。さらに、多孔質無機廃材や締め固め材とは別に森林の間伐により発生する間伐材を適宜の粒度に調整したものを含めることによっても、肥料成分を含む土壌用資材を得ることができる。

浄水スラッジ、ペーパースラッジ、及び高分子ポリマー粒は保水性を有するため、これらを締め固め材に含めることでヒートアイランド抑制作用に優れた土壌用資材が得られ、植栽用土壌では、肥料効果も向上する。また、乾燥防止効果を有するため、散水量の低減、夏枯れ防止効果が得られる。
他にも、多孔質無機廃材や締め固め材とは別に塩材を含めておくことにより防霜性を持たせ、寒冷地での使用に適した土壌用資材を得ることができる。
また、間伐材、蛎殻、ホタテ殻、及び軽石のうちの少なくとも一種類を破砕・粉砕したものからなる保水材を含めることにより、さらに保水性を高めたり、調湿性を高めたりすることができる。特に、蛎殻やホタテ殻を配合すれば、路盤材の凍結を防止し、雑草の生育を抑制することもできる。また、軽石は内部に多くの気孔を有しており、保水性や調湿性に加え、保肥性や排水性を高めることもできる。軽石には、例えばカガライト（製品名。カガライト工業株式会社）を用いることができる。

本発明に係る土壌用資材は、上記の他にも種々の材料を含めることにより、種々の機能を付加することができる。以下の表１及び表２に、グラウンド用土壌に利用可能な土壌用資材の配合成分の例及び配合パターンの例を示す。また、表１には一部の配合成分の好適な粒度範囲を示した。なお、粒度範囲に下限値を示していない（0mmが含まれる）が、これは、粒度が非常に小さくても良いことを示す。これらの成分は、個々の粒の粒度が非常に小さい場合でも複数の粒が塊状になって存在することにより保水性や通気性などの機能が得られることがあるためである。

また、植栽用土壌に利用可能な土壌用資材の配合成分を表３に、配合パターンの例を表４に示す。

表１及び表３には、各成分の特性（効果）を併せて示す。表１及び表３の比較から明らかなように、グラウンド用土壌では、植栽用土壌に比べて締め固め機能、団粒化機能を有する材料が多く含まれる。また、廃瓦破砕材は保水性を有するため、本発明の土壌用資材を利用することにより、グラウンド用土壌は防塵性、ヒートアイランド抑制作用に優れる。植栽用土壌では、肥料効果が向上する。また、乾燥防止効果を有するため、散水量の低減、夏枯れ防止効果が得られる。また、廃瓦破砕材の粒度を調整することにより、グラウンド用土壌では透水性や締め固め度の調整が可能となる。
一方、廃瓦破砕材を用いることにより、植栽用土壌では、透水性、通気性が向上し、土壌の固化を防止できる。

次に、本発明に係る土壌用資材が植物の生育に及ぼす影響について調べる実験を行った。
この実験では、下記の表５に示す対照区、及びＡ〜Ｃ区に４種の芝生（ヒメコウライ、ティフトン、ベント、ケンタッキーブルーグラス）の種を蒔き、露地及びハウス内で所定期間栽培したときの生育量を調べた。対照区では、従来よりグラウンド用土壌や植栽用土壌として用いられている真砂土を用いた。

生育量は、栽培終了後に各区内の芝を刈り取り、その重量（新鮮重）（g/m²）で表した。その結果を表６及び表７、並びに図１及び図２に示す。表６は３品種の芝のハウス栽培における生育量を示す表、図１は４品種の芝のうち「ベント」のハウス栽培における生育量を示すグラフである。一方、表７は４品種の芝の露地栽培における生育量を示す表、図２は「ベント」の露地栽培における生育量を示すグラフである。

表６、表７及び図１、図２に示すように、ハウス栽培では、ティフトン及びベントの生育量はＡ区で最も優れ、次にＣ区が良かった。また、ヒメコウライはＡ区及びＣ区の生育量は同じであった。一方、露地栽培では、ベントの生育量はＡ区で最も優れ、Ｃ区が次に優れていたが、それ以外の３品種はＣ区の生育量がもっとも優れ、Ａ区の生育量が次に優れていた。さらに、ハウス栽培、露地栽培のいずれにおいても、対照区の生育量が最も悪かった。

対照区とＣ区の土壌の透水係数を測定したところ、対照区の透水係数は0.049cm/s、Ｃ区の透水係数は0.652cm/sとなった。透水係数とは、土の中を水が移動する速度を数値化したものである。透水係数の測定結果から、本実施例の土壌用資材では、従来の土壌用資材に比べて10倍以上の透水性を有しており、根腐れを抑制する効果が高いといえる。

対照区とＣ区の土壌の三相分布を測定した結果を表８に示す。三相分布とは、土壌を構成する固相、液相、及び気相の割合を数値化したものである。

対照区では固相が半分以上を占めているのに対し、Ｃ区では固相が27.6%にとどまっており、気相が42.0%を占めている。これにより、土壌内部の間隙が多く通気性が高いことが分かる。また、液相の割合もＣ区の方が高く、本実施例の土壌が保水性にも優れていることが分かる。

次に、配合材料及び配合比率を変えた種々の土壌用資材を作製し、これら土壌用資材の透水性及び保水性を調べる実験を行った。実験は、サンプルを、底面に20個程度の小さな通水孔を有する容器に該底面にろ紙を敷いた状態で入れ、上から水を注入したときの該水の通過時間、及び、注入した水量と通過した水量との差（ml）を測定し、それぞれを透水性及び保水性の指標とした。
まずは、土壌用資材の配合材料である真砂土、砂、廃瓦２種の透水性及び保水性を調べた。その結果を表９に示す。

表９から分かるように、４種の中では廃瓦１（粒が細かいもの）の透水性が最も優れ、廃瓦２（粒が粗いもの）の保水性が最も優れていた。
次に、エコクレイ、エコクレイに廃瓦２を配合した土壌用資材（以下「エコクレイ瓦」という。）、エコクレイにカガライト（天然小粒軽石（流紋岩系天然硝子）の破砕物、カガライト工業株式会社）を配合した土壌用資材（以下「エコクレイＴＳ」という。）を作製し、それらの透水性、保水性を調べた。その結果を表１０に示す。なお、エコクレイは、東和スポーツ施設株式会社の商品名であり、真砂土、浄水スラッジを適宜の比率で配合した土壌用資材、又は真砂土、浄水スラッジ、砂等を適宜の比率で配合した土壌用資材である。表１０に、各土壌用資材の配合材料及びその比率を示す。

表１０に示した結果を考察するために、表１１にエコクレイ瓦１〜４の結果だけを取り出して示す。また、表１２に真砂土を70%配合した土壌用資材の結果だけを取り出して示し、表１３に真砂土を80%配合した土壌用資材の結果だけを取り出して示す。表１１〜表１３では、透水性、保水性に優れた順に順位を付け、その順位を表す数字を足し合わせた数値を総合評価の欄に示した。従って、数値が小さい方が総合評価が高いことを示す。

表１１〜表１３から、必ずしも廃瓦を用いた土壌用資材が透水性、保水性に優れる結果は得られなかったが、廃瓦以外の種々の材料を配合することにより、透水性、保水性を高めることができることが分かった。

本発明に係る土壌用資材が有する、グラウンド用土壌としての特性を調べるための試験を行った。試験に使用した３種類の土壌は、従来土（真砂土100％）、エコクレイＴＳ１’（真砂土70％、廃瓦15％、スラッジ15％）、及びエコクレイＴＳ２’ （真砂土80％、廃瓦10％、スラッジ10％）である。

まず、３種類の土壌の透水試験を行った。透水試験は、所定量の水を所定厚さの土壌に投入し、該土壌内を浸透する速度を測定することにより行った。また、各土壌を製造してから２日後と４日後にそれぞれ測定を行った。表１４に示す透水試験の結果から、エコクレイＴＳ１’及びＴＳ２’のいずれも、従来土に比べて透水時間が短く、透水性が良いことが確認できた。

次に、上記３種類の土壌の粘土分布試験を行った。粘土分布試験は、各土壌の細粒分（コロイド分、粘土分、及びシルト分）の量とそれらの浮遊状態を確認することにより行った。この試験では、細粒分が浮遊していない状態に至るまでの時間を計測した。表１５に示す結果から、エコクレイＴＳ１’及びＴＳ２’のいずれも、従来土に比べて細粒分の沈降時間が短く、従来土に比べて泥濘化しにくく埃がたちにくい土壌であるといえる。

また、上記３種類の土壌の水分特性試験を行った。水分特性試験は、土壌の固相率、及び乾燥状態における含水率を測定して土壌中の有効水分量を確認することにより行った。また、各土壌を製造してから２日後と４日後にそれぞれ測定を行った。表１６に示す結果から、エコクレイＴＳ１’及びＴＳ２’のいずれも、従来土に比べて固相率が低く、土壌の内部により多くの間隙が形成されていることが分かる。また、従来土に比べて有効水分量が多いことも確認できた。これは、土壌の内部に多くの間隙を有するため、該間隙の内部に水分を保有できるためであると考えられる。さらに、多くの水分を保有できるため、土壌が乾燥しにくく、埃がたちにくい土壌であるといえる。

さらに、上記３種類の土壌の硬度試験を行った。硬度試験は、プロクターニードルを用い、１インチ／秒の速度で押し込み硬度を測定することにより行った。また、硬度試験は各土壌の２箇所で行い、その平均値を得た。さらに、各土壌を製造してから２日後と４日後にそれぞれ測定を行った。グラウンド（校庭、学校運動場）には硬度40〜110の土壌が適しているとされている。表１７に示す結果から、本実施例のエコクレイＴＳ１’及びＴＳ２’はいずれもグラウンド用土壌に適した硬度を有していることが分かる。

次に、土壌に塩材を配合することによる、霜柱の生成を抑制する効果を確認する試験を行った。試験には表１８に示す５種類の土壌（各150ml）を使用した。５種類の土壌のうち、エコクレイＸ及びエコクレイＺには、それぞれ1m²あたり3kg（0.13〜0.14m³あたり3kgに相当）の塩を配合した。

この試験は、以下の手順で行った。
（１）コップ型のプラスチック製容器の底にティッシュペーパーを敷き詰め5mlのお湯を注入する。
（２）上記５種類の土壌をプラスチック製容器に投入し、手圧をかけながら表面を均す。
（３）霧吹きで表面を湿らせ、容器内側の水滴をふき取ったあと蓋をする。
（４）プラスチック製容器が収まる大きさの別の容器（大容器）に気泡緩衝材を敷きお湯を注入する。
（５）上記大容器にプラスチック製容器を収容する。
（６）蓋の上に、ビニール袋を入れた氷８個（塩を10g程度添加）を固定して冷凍庫内に載置する。
（７）１時間毎に土壌表面の状態を確認し、上記大容器にお湯を追加する。

試験開始後、１時間が経過した時点で、従来土２（赤土）の表面に凍結が確認された。また、エコクレイＹ（塩添加なし）の表面に１本の氷柱が確認された。他の土壌には凍結や氷柱は確認されなかった。
試験開始後、２時間が経過した時点でも、従来土２（赤土）の表面に凍結が確認された。また、エコクレイＹの表面には小さな氷柱が数本確認された。他の土壌には凍結や氷柱は確認されなかった。
その後、１時間毎に確認を続けた結果、７時間後には、従来土２に凍結と氷柱が確認され、エコクレイＹには氷柱が確認された。
開始から２３時間が経過した時点で試験を終了して各土壌の状態を確認した。従来土１（真砂土）では、凍結や氷柱は確認されないものの土壌の膨張が確認された。また、従来土２では凍結及び氷柱に加え土壌の大幅な膨張が確認された。エコクレイＸ、Ｙ、及びＺでは土壌の膨張が確認されなかった。
塩を添加したエコクレイＸ及びＺでは、土壌の凍結や氷柱が確認されず、まだ土壌の膨張も見られなかったことから、塩が凍結や霜柱の発生を抑制する効果を有することを確認した。従って、塩を添加することにより、寒冷地での使用に適した土壌用資材を製造することができる。

なお、上記試験は、塩を1kg添加した場合と2kg添加した場合についても同様に行った。その結果、塩を1kg添加するのみでは防霜効果が十分でなく、塩を2kg添加することで上記同様の結果が得られる（即ち十分な防止も効果が得られる）ことを確認した。

塩を添加した土壌用資材について、上記実施例２と同様に透水性及び保水性の試験を行った。実施例５の試験で配合成分として用いた真砂土の透水性及び保水性試験の結果を表１９に示す。また、この試験に使用した１０種類の土壌（エコクレイ１１〜２０、うち８種類に塩を添加）の配合と透水性及び保水性試験の結果を表２０に示す。

表２０に示す結果から、塩を添加すると透水性は若干低下するものの大きな差はなく、また、塩を添加しても保水性には大きな影響が無いことが確認できた。

石こうボード廃材（石こう廃材）の配合量によって土壌の硬度がどのように変化するかを確認する試験を行った。使用した土壌は、従来土（真砂土100％）、エコクレイＡ（真砂土95％、石こうボード廃材5％）、エコクレイＢ（真砂土90％、石こうボード廃材10%）、及びエコクレイＣ（真砂土80%、石こうボード廃材20%）である。

上記４種類の土壌の乾燥密度を1.68g/cm³に統一して硬度を測定した結果を表２１に示す。実施例６では山中式硬度計（非特許文献１等参照）を用いて土壌の硬度を測定した。

上記の測定結果から、石こうボード廃材を5％又は10％配合した土壌では従来土に比べて硬度が上昇することが分かった。一方、石こうボード廃材を20％配合すると硬度が低下して全体が粘土質に近くなることが分かった。

また、上記土壌の乾燥密度を、1.68g/cm³、1.70g/cm³、1.73g/cm³、及び1.75g/cm³の４段階に変化させて硬度を測定した結果を図３に示す。この結果から、いずれの乾燥密度においても、石こうボード廃材の配合割合が5％又は10％である土壌の硬度が高く、配合割合が20％になると硬度が低下することが確認された。

配合成分が異なる８種類の土壌をそれぞれ60mm四方の区画に配置してバミューダグラスの種を散布し、約3ヶ月（98日間）経過を観察した。また、並行して各区画の硬度測定とpH測定を行った。各区画に配置した土壌の成分を図４に示す。なお、配合材料における0-10等の表記は粒度を表し、0-10は粒度10mm以下のものであることを意味する。

表２２に、試験終了時における各土壌の硬度とpH値の測定値、及び防草効果の有無をまとめて示す。表２２に示す防草効果の×は防草効果が見られない（バミューダグラスが大きく生育した）、△は防草効果が低い、○及び◎は防草効果が確認できる（バミューダグラスの生育が抑えられており、特に◎ではほとんど生育が確認されない）ことを意味している。

表２２に示すように、竹チップを含む土壌を配置した区画６、７、及び８において良好な防草効果が認められた。従って、防草効果が求められる用途（グラウンドや歩道など）に使用する土壌には竹チップを含めることが好ましい。一方、スラッジと石こうボード廃材を含む区画２の土壌ではバミューダグラスが大きく生育しており、防草効果とは逆に肥料効果が認められた。従って、肥料効果が求められる用途（植栽用土壌など）ではスラッジや石こうボード廃材を含めることが好ましい。
各区画におけるpH値はいずれも中性近傍の値であった。
また、各区画における硬度の測定結果は、概ね表２３に示すグラウンド用土壌に適した硬度値の範囲内の値であり、硬度の面ではいずれの土壌もグラウンド（土グラウンドあるいは芝生グラウンド）、テニスコート、遊歩道等において用いることができる。

上述した各種試験において使用し種々の効果が確認された土壌には真砂土や赤土を含むものがある。これらは天然土であり、既にグラウンド土壌や植栽土壌、あるいは歩道用土壌に含まれている。従って、本発明に係る土壌用資材は、単独で土壌として使用するのみならず、既存土の機能性を補うような配合で製造し、既存土と混合することによって用いることもできる。本発明に係る土壌用資材を既存土と混合して使用する場合の手順を図５に示す。図５(a)はグラウンド用土壌の場合、図５(b)は芝の床土（植栽用土壌）の場合の一例である。

グラウンド用土壌の場合、まず、事前調査として、現地調査、室内試験及び配合設計を行う。現地調査では現地で既存土（現地土）をサンプリングする。室内試験では、既存土の土質試験を行う。配合設計では、既存土のうちリサイクル可能な割合を決定し、既存土を改善したり不足する機能を補ったりするように土壌用資材の配合を設計する。
事前調査が完了すると、配合設計に基づいて土壌用資材を製造する。
土壌用資材の製造が完了すると、施工を行う。施工は、既存土の鋤取及び集積（土工）、既存土の最大粒度調整（篩分）、粒度調整済みの既存土と土壌用資材の混合、整地転圧の順に行う。これにより、グラウンド用土壌が完成する。

芝の床土（植栽用土壌）の場合も、土壌用資材の製造までの各工程は上記同様であり、施工の工程が異なる。施工は、土壌用資材の搬入、土壌用資材の敷均し、土壌用資材と現地土の攪拌、整地転圧、張芝の順に行う。これにより芝の床土が完成する。

尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、適宜の変更が可能である。例えば、上記実施例では多孔質無機廃材として廃瓦破砕材を用いた例を示したが、廃陶磁器破砕材や廃レンガ破砕材を用いても良い。
上記した成分以外の成分を含めても良い。例えば土壌の酸性度、アルカリ性度の改良を目的とする土壌用資材の場合は溶融スラグを配合すると良い。

Claims

a) 廃瓦破砕材、廃陶磁器破砕材、及び廃レンガ破砕材のうちの少なくとも一種類からなる、粒度が30mm以下の多孔質無機廃材と、
b) 粒度が30mm以下の浄水スラッジ、ペーパースラッジ、高分子ポリマー、及び竹廃材のうちの少なくとも一種類、並びに／又は粒度が0.075mm以下の石こう廃材、砕石（砂）粉、及びスクリーニングスのうちの少なくとも一種類からなる締め固め材と
を含む土壌用資材。
前記締め固め材が、粒度が30mm以下の浄水スラッジ、ペーパースラッジ、及び高分子ポリマーのうちの少なくとも一種類を含むことを特徴とする請求項１に記載の土壌用資材。
前記締め固め材が、さらに、粒度が0.075mm以下の廃瓦磨砕材及び廃レンガ磨砕材のうちの少なくとも一種類を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の土壌用資材。
防霜材として塩材を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の土壌用資材。
間伐材、浄水スラッジ、及びペーパースラッジのうちの少なくとも一種類であって、前記締め固め材に含まれないものからなる肥料材を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の土壌用資材。
間伐材、蛎殻、ホタテ殻、及び軽石のうちの少なくとも一種類を破砕・粉砕したものからなる保水材を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の土壌用資材。
平均粒径が0.01〜10mmの真砂土、赤土、及び黒土の少なくとも一種類をさらに含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の土壌用資材。
既存土に請求項１〜７に記載の土壌用資材を配合することを特徴とする土壌改良方法。