JP6803583B2

JP6803583B2 - 土壌改良材及びその製造方法並びに土壌改良方法

Info

Publication number: JP6803583B2
Application number: JP2016143004A
Authority: JP
Inventors: 渡辺　勝; 渡辺　　勝; 隆仁及川; 健二中本; 聡杉原; 忠史日比野
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc; Hiroshima University NUC
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc; Hiroshima University NUC
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2020-12-23
Anticipated expiration: 2036-07-21
Also published as: JP2018012779A

Description

本発明は、土壌の地力を増進させる土壌改良材及び土壌改良方法に関するとともに、その土壌改良材を製造する方法に関する。

特許文献１には、間伐材や剪定草木を粉砕することによってオガ粉にし、そのオガ粉に畜産堆肥及び竹炭を混和することによって有効堆肥を生成し、その有効堆肥に澱粉結合材及び土着菌を添加して、必要に応じてセメント系或いは樹脂系の結合材を添加し、有効堆肥を結合材で結合する技術が開示されている。

特許文献２には、堆肥や化学肥料をセメント系結合材に混入し、それを地盤に吹き付ける技術が開示されている。

特開２００６−２５４８９４号公報特開２００４−３０５１８６号公報

ところで、肥料等の土壌改良材は土壌の地力を向上させるものであり、土壌に施肥して用いるものである。土壌改良材に含まれる有効成分（有機肥料や無機肥料等）がセメント系結合材によって結合されていると、微視的に有効成分がセメント系結合材によって覆われてしまい、有効成分が土壌に拡散されにくい。
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、土壌改良材を土壌に施肥した場合に、その土壌改良材に含まれる有効成分が土壌に拡散されやすいようにすることを目的とする。

上記課題を解決するための主たる発明は、竹粉末と、石炭灰と、前記竹粉末及び前記石炭灰を結合するセメント水和物とを含有する混合物からなり、前記セメント水和物を組成するセメントと前記竹粉末と前記石炭灰との中で前記セメントの体積比が最も低く、前記混合物が粒状に形成されている土壌改良材である。
上記課題を解決するための他の発明は、竹粉末と石炭灰とセメントの中で前記セメントの体積比が最も低くなるように、前記竹粉末と前記石炭灰と前記セメントとを配合して、それらの混合物に加水し、加水された混合物を造粒する土壌改良材の製造方法である。
この土壌改良材に含まれる竹粉末が有機資材・有機肥料として利用され、それに含まれる石炭灰が無機資材・無機肥料として利用される。
また、この土壌改良材を施肥すれば、一度の施肥作業で石炭灰と竹粉末を土壌に分散させることができる。
また、土壌改良材に竹粉末が含まれていることから、土壌改良材が脆くなる。そのため、施肥した土壌改良材が土圧によって圧壊され、竹粉末が分解されやすく、石炭灰が土壌に拡散されやすい。

本発明によれば、土壌改良材に含まれる竹粉末が分解されやすい上、石炭灰が土壌に拡散されやすい。

図１は、土壌改良材の製造を説明するための図面である。

以下、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているので、本発明の範囲を以下の実施形態に限定するものではない。

１．土壌改良法
土壌を改良する方法について説明する。この改良方法は、土壌改良材を土壌に施肥することによって、土壌改良材によって土壌の地力を増進させる方法である。

２．土壌改良材
土壌改良材は、石炭灰及び竹粉末が添加された多孔質な造粒物からなる。つまり、土壌改良材は、石炭灰と、竹粉末と、これら石炭灰及び竹粉末を結合するセメント水和物とを含有した混合物からなり、その混合物は粒状に形成された多孔質材料である。

石炭灰は、石炭を燃料として用いる火力発電所において石炭の燃焼により生成されたフライアッシュである。フライアッシュは、全体の70〜80％を占めるシリカ（ＳｉＯ₂）及びアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）を主成分とし、その他の成分としてＦｅ₂Ｏ₃、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳＯ₃、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ等の酸化物を含有する。
セメント水和物は、セメントと水が化合することによって得られたものである。
竹粉末は、粉砕機によって竹（例えば、虎斑竹、淡竹、真竹、孟宗竹、亀甲竹、布袋竹、黒竹、篶竹、図面竹、ゴマ竹、紋竹、煤竹、蓬莱竹等）をパウダー状に微粉末化することによって得られたものである。

土壌改良材は、石炭灰（粉体）と竹粉末とセメント（粉体）との混合物に加水して、その加水した混合物を造粒し、その造粒物を養生（硬化）して得られるものである。石炭灰（粉体）と竹粉末とセメント（粉体）の中でセメントの配合比（体積比）が最も低い。具体的には、石炭灰と竹粉末とセメントとの配合比（体積比）は、例えば石炭灰：竹粉末：セメント＝４：４：１としている。なお、石炭灰と竹粉末とセメントとの配合比を変更してもよく、竹粉末の比率を高めれば、土壌改良材の有機資材・有機肥料としての性質が高まり、石炭灰の比率を高めれば、土壌改良材の無機資材・無機肥料としての性質が高まる。

石炭灰と竹粉末とセメントと水との混合物を造粒するには、パン型造粒機等の造粒機を用いる。
図１に示すパン型造粒機１は、傾斜したパン（皿）２と、そのパン２を回転駆動する駆動機（モータ）３とを有するものである。パン型造粒機１を用いて土壌改良材を製造するには、回転するパン２に石炭灰と竹粉末とセメントを供給し、更に水を添加する。そうすると、水の添加により核が生成され、それら核の転動によって核が成長するので、造粒物（核の成長物）が生成される。生成された造粒物を自然乾燥或いは強制乾燥して、養生する。これにより、土壌改良材が完成する。原材料に用いる竹粉末は、竹に含まれる乳酸菌によって嫌気状態において発酵されたものでもよい。

土壌改良材の製造の際には、水の添加によりセメント水和物が生成され、そのセメント水和物によって石炭灰及び竹粉末が結合される。フライアッシュも含まれていることから、セメントの水和反応の進行とともにフライアッシュのポゾラン反応も進行するので、フライアッシュのポゾラン反応による水和物がセメント水和物に含まれる。セメントの配合比が最も高いので、製造された土壌改良材は比重の低い多孔質材料となっている。また、土壌改良材は竹粉末を含有することから、脆い上、高い空隙率を有する。

土壌改良材は粒状であるので、土壌に撒きやすくて、土壌に分散させやすい。また、一度の施肥作業で石炭灰と竹粉末を土壌に分散させることができる。
土壌改良材が脆い多孔質材料であることから、土壌改良材を土壌に施肥すると、土圧によって土壌改良材が圧壊される。そのため、土壌改良材に含まれる竹粉末及び石炭灰の各成分が土壌に拡散しやすい上、竹粉末が土壌中の微生物によって分解されやすい。
土壌改良材が圧壊されなくても、土壌改良材が多孔質であることから土が竹粉末や石炭灰に接触しやすいので、竹粉末が微生物に分解されやすく、石炭灰が土壌に拡散しやすい。

１…パン型造粒機，２…パン，３…駆動機

Claims

竹粉末と、石炭灰と、前記竹粉末及び前記石炭灰を結合するセメント水和物とを含有する混合物からなり、前記セメント水和物を組成するセメントと前記竹粉末と前記石炭灰との中で前記セメントの体積比が最も低く、前記混合物が粒状に形成されている土壌改良材。
前記混合物が多孔質である請求項１に記載の土壌改良材。
竹粉末と石炭灰とセメントの中で前記セメントの体積比が最も低くなるように、前記竹粉末と前記石炭灰と前記セメントとを配合して、それらの混合物に加水し、加水された混合物を造粒する土壌改良材の製造方法。
請求項３に記載の製造方法によって製造された土壌改良材を土壌に施肥することを特徴とする土壌改良方法。
請求項１又は２に記載の土壌改良材を土壌に施肥することを特徴とする土壌改良方法。