JP7032198B2 - 土壌固化方法 - Google Patents

土壌固化方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7032198B2
JP7032198B2 JP2018062954A JP2018062954A JP7032198B2 JP 7032198 B2 JP7032198 B2 JP 7032198B2 JP 2018062954 A JP2018062954 A JP 2018062954A JP 2018062954 A JP2018062954 A JP 2018062954A JP 7032198 B2 JP7032198 B2 JP 7032198B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
soil
fertilizer
solidified
supplied
divalent metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018062954A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019173397A (ja
Inventor
孝道 中村
正美 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kumagai Gumi Co Ltd
Original Assignee
Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kumagai Gumi Co Ltd filed Critical Kumagai Gumi Co Ltd
Priority to JP2018062954A priority Critical patent/JP7032198B2/ja
Publication of JP2019173397A publication Critical patent/JP2019173397A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7032198B2 publication Critical patent/JP7032198B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、微生物の代謝作用(微生物反応)を利用した土壌固化方法に関する。
地盤(土壌)中の微生物の代謝作用により生成される炭酸イオンと多価金属イオンとを反応させて析出される炭酸塩により地盤を固結させる地盤改良方法が知られている(例えば、特許文献1乃至3等参照)。
例えば、微生物は次式に示されるとおり、代謝活動において栄養源(グルコース)から二酸化炭素を生じる。
12+6O→6CO+6HO(好気性条件)
12→2CO+2COH(嫌気性条件)
このとき地盤中のカルシウムと微生物の代謝作用により生成される二酸化炭素(炭酸イオン)とが反応し、次式のとおり、土粒子間に炭酸カルシウム(炭酸塩)が析出・沈澱し、地盤が硬化する。
Ca2++CO→HO→CaCO+2H
この場合、カルシウムを含む地盤中に微生物を投入した場合でも地盤が硬化するが(特許文献1参照)、地盤中のカルシウム溶解量が少ない場合や地盤を高強度に改良する場合においては、地盤にカルシウムを注入することにより、炭酸カルシウムの析出量を多くすることができる(特許文献2参照)。
また、微生物の代謝作用(微生物反応)を活性化させるためには、pHを例えば弱酸性から弱アルカリ性付近に保持することが必要であることも知られており、固化対象の地盤にpH調整剤(pH緩衝剤)を注入するようにしている(特許文献3,2参照)。
特許第4621634号公報 特許第4608669号公報 特許第4599611号公報
上述した従来の微生物の代謝作用を利用した土壌固化方法において、栄養源と多価金属イオンとpH調整剤とを混合した固形物又は水溶液を用いている。例えば、特許文献3では、グルコースならびに硝酸カルシウムを含むトリス水溶液に酵母を懸濁させた懸濁液を用いた実験例が開示されている。即ち、pH調整剤としてトリス緩衝剤を用いている。
しかしながら、pH調整剤としてのトリス緩衝剤は、高価である。従って、ある程度の広い範囲の地盤を固化させたい場合等、pH調整剤にかかるコストが高くなりすぎて、当該微生物の代謝作用を利用した土壌固化方法を採用し難いという問題点があった。
本発明は、微生物の代謝作用を利用した土壌固化方法の低コスト化を実現することを目的とする。
本発明に係る土壌固化方法は、土壌中で微生物が栄養源を代謝することにより発生する炭酸イオンと土壌中の二価金属イオンとを反応させて土壌の土粒子間に析出される炭酸塩により土壌を硬化させる土壌固化方法であって、固化対象の土壌中の微生物に、当該微生物によって代謝される栄養源と、pH調整手段としての肥料と、二価金属イオンとを供給する土壌固化方法において、肥料として、転炉石灰肥料と鉱さい珪酸質肥料とを混合した混合肥料を用い、当該混合肥料は、微生物、栄養源、二価金属イオンが供給されていない固化対象の土壌のpHを8~9に調整する量を、微生物、栄養源、二価金属イオンとともに固化対象の土壌に供給し、固化対象の土壌に供給する当該混合肥料の量は、固化対象の土壌に対する重量比で、転炉石灰肥料を0.5%、鉱さい珪酸質肥料を1.0%以下とした。
また、本発明に係る土壌固化方法は、土壌中で微生物が栄養源を代謝することにより発生する炭酸イオンと土壌中の二価金属イオンとを反応させて土壌の土粒子間に析出される炭酸塩により土壌を硬化させる土壌固化方法であって、固化対象の土壌中の微生物に、当該微生物によって代謝される栄養源と、pH調整手段としての肥料と、二価金属イオンとを供給する土壌固化方法において、肥料として、転炉石灰肥料を用い、当該転炉石灰肥料は、微生物、栄養源、二価金属イオンが供給されていない固化対象の土壌のpHを8~9に調整する量を、微生物、栄養源、二価金属イオンとともに固化対象の土壌に供給し、固化対象の土壌に供給する当該転炉石灰肥料の量は、固化対象の土壌に対する重量比で、0.1%~0.6%とした。
さらに、本発明に係る土壌固化方法は、土壌中で微生物が栄養源を代謝することにより発生する炭酸イオンと土壌中の二価金属イオンとを反応させて土壌の土粒子間に析出される炭酸塩により土壌を硬化させる土壌固化方法であって、固化対象の土壌中の微生物に、当該微生物によって代謝される栄養源と、pH調整手段としての肥料と、二価金属イオンとを供給する土壌固化方法において、肥料として、鉱さい珪酸質肥料を用い、当該鉱さい珪酸質肥料は、微生物、栄養源、二価金属イオンが供給されていない固化対象の土壌のpHを8~9に調整する量を、微生物、栄養源、二価金属イオンとともに固化対象の土壌に供給し、固化対象の土壌に供給する当該鉱さい珪酸質肥料の量は、固化対象の土壌に対する重量比で、9%~28%とした。
また、固化対象の土壌に、微生物としてドライイーストを供給した。
以上のようにすることで、pH調整剤として使用する肥料にかかるコストを安価にでき、微生物の代謝作用を利用した土壌固化方法の低コスト化を実現できる。また、微生物反応及び鉱物化反応の両方を促進させることができて、土壌を良好に硬化させることができる。
実施形態に係る土壌固化方法の概念を示す図。 各使用資材を水に溶解させた10%溶液を作製し、各使用資材の10%溶液において、pH及びCa2+の値がどのようになるかを実験した結果を示す数値データ及びグラフ。 ケイカルの1%溶液を作製し、ケイカルの1%溶液におけるpH及びCa2+の経時的変化を実験した結果を示す数値データ及びグラフ。 ミネカルの1%溶液を作製し、ミネカルの1%溶液におけるpH及びCa2+の経時的変化を実験した結果を示す数値データ及びグラフ。 山砂とミネカル、山砂とケイカルを混合させた混合試料を作製し、山砂に対するミネカルの重量比(%)、山砂に対するケイカルの重量比(%)を変えることで、混合試料中のpH及びCa2+の値がどのようになるかを実験した結果を示す数値データ及びグラフ。 山砂とミネカルとケイカルとを混合させた混合試料を作製し、山砂に対するミネカル及びケイカルの重量比(%)を変えることで、混合試料中のpH及びCa2+の値がどのようになるかを実験した結果を示す数値データ及びグラフ。 各試料土壌の硬度変化実験結果を示す数値データ及びグラフ。 各試料土壌のpH変化実験結果を示す数値データ及びグラフ。 各試料土壌のCa2+変化実験結果を示す数値データ及びグラフ。
実施形態に係る土壌固化方法は、固化対象の土壌に、微生物と、当該微生物により代謝される栄養源と、pH調整手段(pH調整剤)としての肥料と、二価金属イオンとを供給したことによって、土壌中で微生物が栄養源を代謝すること(微生物反応)により発生する炭酸イオンと二価金属イオンとが反応(鉱物化反応)して土粒子間に析出される炭酸塩により土壌を硬化させる土壌固化方法、所謂、バイオミネラリゼーションによる土壌固化方法である。
具体的には、肥料として、転炉石灰肥料、又は、鉱さい珪酸質肥料、又は、転炉石灰肥料と鉱さい珪酸質肥料とを混合した混合肥料を用いた。
転炉石灰肥料としては、商品名「くみあいミネカル(以下、ミネカルという)」、産業振興株式会社製を使用した。
当該ミネカルの成分値は、石灰(CaO)40.0、ケイ酸(SiO)14.0、苦土(MgO)1.5、酸化鉄(FeO)18.0、マンガン(MnO)0.5、リン酸(P)1.5、その他24.5(ホウ酸(HBO)等)である。
鉱さい珪酸質肥料としては、商品名「くみあいケイカル(以下、ケイカルという)」、村樫石灰工業株式会社製を使用した。
当該ケイカルの成分値は、石灰(CaO)48.0、ケイ酸(SiO)30.0、苦土(MgO)5.0、その他17.0(マンガン(MnO)等)である。
即ち、実施形態に係る土壌固化方法は、図1に示すように、固化対象の土壌1に供給する供給物2として、ドライイースト等の微生物、グルコース等の栄養源、pH調整用肥料としてのミネカル,ケイカル、硝酸カルシウム等の二価金属イオンを供給することにより、固化対象の土壌1を硬化させる方法である。
固化対象の土壌において、微生物反応及び鉱物化反応の両方を促進させるために好適な環境は、土壌のpH環境が好適な範囲に維持され、かつ、土壌中に二価金属イオンが多く存在することであると考えられる。
固化対象の土壌中で微生物が代謝作用(微生物反応)を行うためには、土壌環境が中性あるいは弱酸性であることが好ましく、微生物反応が促進されると二酸化炭素が発生するために、土壌環境が酸性化すると考えられる。
一方、微生物反応により発生する炭酸イオンと二価金属イオンとが反応する鉱物化反応を促進させるための土壌のpH環境は、pH8~9であることが好ましい。
尚、土壌のpH環境が、pH10程度以上になると、微生物にとって、好ましくない土壌環境となり、微生物反応が促進されない。
また、鉱物化反応のためには、土壌中に二価金属イオンが数千ppm~1万ppm存在していることが好ましい。
以上から、微生物反応及び鉱物化反応の両方を促進させるためには、土壌のpH環境が、pH8~9であることが好ましいとの考えに基づいて、実施形態では、ミネカル、又は、ケイカル、又は、ミネカルとケイカルとを混合した混合肥料を用いて、土壌のpH環境を、微生物反応及び鉱物化反応に好ましい環境にするための条件を検討した。
さらに、実施形態では、固化対象の土壌に二価金属イオンとして数千ppm~1万ppmのCa2+を供給するために、硝酸カルシウムを供給するようにした。尚、このように、硝酸カルシウムを使用した場合、硝酸カルシウム中の窒素(N)が微生物の栄養源にもなるため、好ましいと考えられる。
実施形態では、微生物、栄養源、二価金属イオンが供給されていない固化対象の土壌のpHを8~9にする条件を検討するための実験を行った。
まず、各使用資材を水に溶解させた10%溶液を作製し、各資材の10%溶液において、pH及びCa2+の値がどのようになるかを実験した。図2に示すように、ミネカルの10%溶液では、石灰の溶解により、pHが12を超え、ケイカルの10%溶液では、石灰の溶解により、pHが10を超えることが確認できた。尚、山砂の10%溶液ではpHが6.78、堆肥の10%溶液ではpHが7.34、再生資材混入山砂(以下、「再資砂」と略す)の10%溶液ではpHが8.02であった。
また、ケイカルの1%溶液を作製し、ケイカルの1%溶液におけるpH及びCa2+の経時的変化を実験した。図3に示すように、ケイカルの1%溶液においては、pH値が経時的に上昇することが確認できた。即ち、7日間でpH値が7.53から7.84まで徐々に比例的に上昇することがわかった。
また、ミネカルの1%溶液を作製し、ミネカルの1%溶液におけるpH及びCa2+の経時的変化を実験した。図4に示すように、ミネカルの1%溶液においては、pH値が経時的に上昇することが確認できた。即ち、7日間の間でpH値が上昇下降を繰り返しながら9.55から9.84まで上昇することがわかった。
図3,図4に示す実験結果により判明したケイカル、ミネカルの特性から、ミネカルは、pH値を直ちに上昇させる即効性pH調整剤及びpH値を経時的に上昇させる遅効性pH調整剤としての使用に適し、ケイカルは、pH値を安定的に徐々に上昇させる遅効性pH調整剤としての使用に適していると推測できる。
即ち、固化対象の土壌中で微生物が代謝作用を行って土壌環境が酸性化するとしても、ミネカルを用いれば、pH値を直ちに上昇させる効果(即効性)及び経時的にpH値を上昇させる効果(遅効性)効果により、土壌のpH環境を所望の状態にできるとともにその所望のpH環境を長時間(例えば1週間以上)維持できると考えられる。
また、固化対象の土壌中で微生物が代謝作用を行って土壌環境が酸性化するとしても、ケイカルを用いれば、土壌のpH環境を所望の状態に安定的に長時間(例えば1週間以上)維持できるようになると考えられる。
また、山砂とミネカル、山砂とケイカルを混合させた混合試料を作製し、山砂に対するミネカルの重量比(%)、山砂に対するケイカルの重量比(%)を変えることで、混合試料中のpH及びCa2+の値がどのようになるかを実験した。
即ち、微生物、栄養源、二価金属イオンが供給されていない固化対象の土壌としての山砂のpHを8~9に調整するために必要なミネカルの量、及び、ケイカルの量を確認する実験を行った。尚、当該実験では、山砂とミネカルとに水を供給してかき混ぜた混合試料、山砂とケイカルとに水を供給してかき混ぜた混合試料のpH及びCa2+を測定した。
図5に示すように、山砂に対するミネカルの重量比を0.5%にすることで、混合試料のpH環境をpH8.81にでき、山砂に対するミネカルの重量比を0.1%にすることで、混合試料のpH環境をpH8.2にできることを確認した。即ち、山砂に対するミネカルの重量比を、0.1%~0.5%の範囲に設定すれば、混合試料のpH環境をpH8~9にできることを確認した。
従って、実施形態では、肥料としてミネカルを用いる場合には、微生物、栄養源、二価金属イオンが供給されていない土壌のpH環境をpH8~9にできる量、即ち、固化対象の土壌に対してミネカルの重量比が0.1%~0.5%となるように、ミネカルを固化対象の土壌に供給するようにした。
尚、図5,図6において、混合比率「山砂-M〇%-K〇%」、「山砂-M〇%」、「山砂-K〇%」なる表記の「M〇%」は、山砂に対するミネカルの重量比を示し、「K〇%」は、山砂に対するケイカルの重量比を示している。
また、図5に示すように、山砂に対するケイカルの重量比を10%にすることで、混合試料のpH環境をpH8.06にできることを確認した。即ち、山砂に対するケイカルの重量比を、10%に設定すれば、混合試料のpH環境をpH8~9にできることを確認した。
従って、実施形態では、肥料としてケイカルを用いる場合には、微生物、栄養源、二価金属イオンが供給されていない土壌のpH環境をpH8~9にできる量、即ち、固化対象の土壌に対してケイカルの重量比が10%となるように、ケイカルを固化対象の土壌に供給するようにした。
また、山砂とミネカルとケイカルとを混合させた混合試料を作製し、山砂に対するミネカル及びケイカルの重量比(%)を変えることで、混合試料中のpH及びCa2+の値がどのようになるかを実験した。
即ち、微生物、栄養源、二価金属イオンが供給されていない固化対象の土壌としての山砂のpHを8~9に調整するために必要な混合肥料の量を確認する実験を行った。尚、当該実験では、山砂とミネカルとケイカルとに水を供給してかき混ぜた混合試料のpH及びCa2+を測定した。
図6に示すように、山砂に対するミネカルの重量比を0.5%にするとともに、山砂に対するケイカルの重量比を0.5%とすることで、混合試料のpH環境をpH8.07にできることを確認した。
また、山砂に対するミネカルの重量比を0.5%にするとともに、山砂に対するケイカルの重量比を1.0%とすることで、混合試料のpH環境をpH8.09にできることを確認した。
以上から、山砂に対するミネカルの重量比を0.5%にするとともに、山砂に対するケイカルの重量比を0.5%~1.0%とすることで、混合試料のpH環境をpH8~9にできることを確認した。
従って、実施形態では、肥料としてミネカルとケイカルとを混合させた混合肥料を用いる場合には、微生物、栄養源、二価金属イオンが供給されていない土壌のpH環境をpH8~9にできる量、即ち、固化対象の土壌に対してミネカルの重量比を0.5%とするともに、ケイカルの重量比を0.5%~1.0%となるように、ミネカル及びケイカルを固化対象の土壌に供給するようにした。
実施形態の土壌固化方法の効果を確認するために、固化対象の土壌に肥料を混合した混合土壌を複数種類作製し、これら混合土壌に、それぞれ、微生物、微生物によって代謝される栄養源、二価金属イオンを含む硝酸カルシウムを供給した試料土壌を作製した。そして、これら試料土壌において、時間経過に伴う、試料土壌の硬度変化、試料土壌のpH変化、試料土壌のCa2+の変化を観測する実験を行った。
混合土壌としては、
・山砂に肥料としてミネカルだけを供給したミネカル混合山砂であって山砂に対するミネカルの重量比を0.5%としたミネカル混合山砂(以下、「山砂-M0.5%」と略す)
・山砂に肥料としてミネカル及びケイカルを供給したミネカルケイカル混合山砂であって山砂に対するミネカルの重量比を0.5%、山砂に対するケイカルの重量比を1.0%としたミネカルケイカル混合山砂(以下、「山砂-M0.5%-K1.0%」と略す)
・再資砂に肥料としてミネカル及びケイカルを供給したミネカルケイカル混合再資砂であって再資砂に対するミネカルの重量比を0.5%、ケイカルの重量比を1.0%としたミネカルケイカル混合再資砂(以下、「再資砂-M0.5%-K1.0%」と略す)
を作製した。
微生物としては、
・ドライイースト
・Bacillus属入り腐葉土堆肥(以下、「Bacillus堆肥」と略す)
を使用した。
実験方法の具体例を以下に示す。
(1)各資材を乾燥させる(「Bacillus堆肥」は乾燥させない)。
(2)土壌(山砂または再資砂)と肥料とを混合し、合計3000gとなるように上述した各混合土壌を作製する。尚、土壌微生物を用いる場合は、「Bacillus堆肥」を各混合土壌に対して重量比10%となるように各混合土壌に「Bacillus堆肥」を300g混合した。
(3)混合土壌に硝酸カルシウム(硝酸カルシウム四水和物(一級)、和光純薬工業株式会社製(尚、同じ成分である商品名「カル・パック」等を用いても良い))を24g(100mM(4000ppm相当))を混合する。
(4)以上の各混合土壌をバットに敷き詰める
(5)水道水1000mLに対し、グルコース(栄養源)5g及びドライイースト5gを溶解した反応液を作製する。尚、「Bacillus堆肥」を混合させた混合土壌にはドライイーストは添加しない。
(6)各混合土壌3000gに対し、反応液1000mLを散水するように添加する。尚、ドライイーストを使用したSD(セミドライ)方式実験(以下、SD方式(ドライイースト(SD))と言う)の場合は、水道水500mLに対し、グルコース(栄養源)5g及びドライイースト5gを溶解した反応液500mLを各混合土壌3000gに散水するように添加した。
(7)以上のように作製した試料土壌を、30℃恒温槽に設置し、時間経過に伴う、各試料土壌の硬度変化、各試料土壌のpH変化、各試料土壌のCa2+の変化を観測した。
尚、硬度は土壌硬度計、pHは土壌用pHメータ、Ca2+はCaイオンメータで測定した。
実験結果を図7乃至図9に示す。
図7は各試料土壌の硬度変化実験結果を示し、図8は各試料土壌のpH変化実験結果を示し、図9は各試料土壌のCa2+変化実験結果を示す。
尚、図7乃至図9において、上段左側の数値データ、上段右側のグラフは、混合土壌が「山砂-M0.5%」である場合の実験結果を示し、中段左側の数値データ、中段右側のグラフは、混合土壌が「山砂-M0.5%-K1.0%」である場合の実験結果を示し、下段左側の数値データ、下段右側のグラフは、混合土壌が「再資砂-M0.5%-K1.0%」である場合の実験結果を示す。
図7に示すように、混合土壌が「山砂-M0.5%」の場合においての硬度変化は、ドライイーストを供給した試料土壌では、2週間程度経過すると、硬度が1369kPaとなり、土壌が良好に硬化する。即ち、2週間程度経過するまでの間に、鉱物化反応が促進されて、土壌が硬化したと考えられる。尚、土壌の硬度を1000kPa(1MPa)以上にできれば、地盤を硬化させる地盤改良を行うことが可能になると考えられる。
微生物が供給されていない試料土壌においては、土壌は当然硬化しない。
また、「Bacillus堆肥」を供給した試料土壌においては、2週間程度経過すると、硬度が250kPa以上となるが、土壌はあまり硬化していない。尚、土壌の硬度を250kPa以上にできれば、液状化地盤を硬化させる液状化対策を行うことが可能になると考えられる。
また、図8に示すように、混合土壌が「山砂-M0.5%」の場合においてのpH変化は、ドライイーストを供給した試料土壌の場合、当初からpH8を下回り、56日目まではpH8よりも低くなっている。これは、ドライイースト溶液には代謝物である有機酸が多く含まれていること、及び、微生物の代謝作用(微生物反応)による影響であると考えられる。そして、14日経過頃からミネカルの遅効性pH調整剤として効果により、pHが8近くまでで上昇し、これにより、鉱物化反応が促進され、土壌が硬化したと考えられる。
尚、「Bacillus堆肥」を供給した試料土壌のpH変化は、ドライイーストを供給した試料土壌の場合とほぼ同様であるが、ドライイーストと比べて土壌が硬化していないので、Bacillusによる微生物反応及び鉱物化反応が鈍いと考えられる。
また、図9に示すように、混合土壌が「山砂-M0.5%」の場合においてのCa2+の変化は、「ドライイースト」を供給した試料土壌においては、8000ppmから、2週間程度経過するまでの間に、2400ppmに減少している。このことから、2週間程度の間に、微生物反応及び鉱物化反応が促進されて土壌が硬化したと推測できる。
尚、「Bacillus堆肥」を供給した試料土壌においては、2週間程度経過するまでの間に、Ca2+は、8200ppmから4100ppmまで減少しているが、ドライイーストを供給した試料土壌の場合よりは、減少していないため、鉱物化反応が促進されず、土壌があまり硬化しなかったと推測できる。
図7に示すように、混合土壌が「山砂-M0.5%-K1.0%」の場合においての硬度変化は、ドライイーストを供給した試料土壌では、2週間程度経過すると、硬度が2396kPaとなり、土壌が良好に硬化する。即ち、2週間程度経過するまでの間に、微生物反応及び鉱物化反応が促進されて、土壌が硬化したと考えられる。
また、SD方式(ドライイースト(SD))の試料土壌においては、2週間程度経過すると、硬度が10000kPa(10MPa)以上となり、28日経過すると、硬度が21604kPaとなり、土壌を硬化させる効果が非常に高いことが分かった。即ち、SD方式(ドライイースト(SD))の試料土壌の場合、微生物反応及び鉱物化反応が活発に行われ、土壌が硬化したと考えられる。
尚、「Bacillus堆肥」を供給した試料土壌においては、2週間程度経過すると、硬度が236kPa程度にしかならず、土壌はあまり硬化していない。
また、図8に示すように、混合土壌が「山砂-M0.5%-K1.0%」の場合においてのpH変化は、ドライイーストを供給した試料土壌の場合、当初からpH8を下回り、56日目まではpH8よりも低くなっている。これは、ドライイースト溶液には代謝物である有機酸が多く含まれていること、及び、微生物反応による影響であると考えられる。
一方、SD方式(ドライイースト(SD))の試料土壌においては、始めは6台に下がり、6日目からは、ほぼ8以上が維持されている。即ち、最初に有機酸、及び、微生物反応によりpHが下がるが、5日経過頃から、ミネカル及びケイカルの遅効性pH調整剤として効果により、pHが8程度まで上昇し、これにより、鉱物化反応が促進され、土壌が硬化したと考えられる。
尚、「Bacillus堆肥」を供給した試料土壌のpH変化は、ドライイーストを供給した試料土壌の場合とほぼ同様であるが、ドライイーストと比べて土壌が硬化していないので、Bacillusによる微生物反応及び鉱物化反応が鈍いと考えられる。
また、図9に示すように、混合土壌が「山砂-M0.5%-K1.0%」の場合においてのCa2+の変化は、ドライイーストを供給した試料土壌においては、8100ppmから、2週間程度経過するまでの間に、2100ppmに減少している。このことから、2週間程度の間に、微生物反応及び鉱物化反応が促進されて土壌が硬化したと推測できる。
また、SD方式(ドライイースト(SD))の試料土壌においては、5日経過するまでの間に、Ca2+は、8700ppmから1300ppmまで減少しており、鉱物化反応が非常に促進されて、土壌が非常に硬化したと推測できる。
尚、「Bacillus堆肥」を供給した試料土壌においては、2週間程度経過するまでの間に、Ca2+は、8300ppmから3600ppmまで減少しているが、ドライイーストを供給した試料土壌の場合よりは、減少していないため、鉱物化反応が促進されず、土壌があまり硬化しなかったと推測できる。
図7に示すように、混合土壌が「再資砂-M0.5%-K1.0%」のおいての硬度変化は、ドライイーストを供給した試料土壌では、硬度が、5日経過後に4716kPaとなり、9日経過後に17253kPaとなった後、2週間程度経過すると14055kPaとなり、良好な土壌硬化現象が見られた。
また、SD方式(ドライイースト(SD))の試料土壌においては、硬度が、5日経過後に4716kPaとなり、7日経過後に17253kPaとなった後、2週間経過後に50665kPaとなり、さらに、21日経過後に73943kPaとなった。即ち、非常に良好な土壌硬化現象が見られた。
一方、「Bacillus堆肥」を供給した試料土壌においては、5日経過後に硬度が161kPaとなった後は、硬化が見られず、土壌はあまり硬化していない。
また、図8に示すように、混合土壌が「再資砂-M0.5%-K1.0%」の場合においてのpH変化は、ドライイーストを供給した試料土壌の場合、1日~7日日までは、pH8以下になったが、8日目以後はpH8以上が維持されている。即ち、ミネカル及びケイカルの遅効性pH調整剤として効果により、8日目以後はpHが8程度まで上昇し、これにより、鉱物化反応が促進され、土壌が硬化したと考えられる。
また、SD方式(ドライイースト(SD))の試料土壌においても、ドライイーストの場合と同様なpH変化を示し、8日目以後はpH8以上が維持されている。即ち、ミネカル及びケイカルの遅効性pH調整剤として効果により、8日目以後はpHが8程度まで上昇し、これにより、鉱物化反応が促進され、土壌が硬化したと考えられる。
尚、「Bacillus堆肥」を供給した試料土壌のpH変化は、ドライイーストを供給した試料土壌の場合とほぼ同様であるが、ドライイーストと比べて土壌が硬化していないので、Bacillusによる微生物反応及び鉱物化反応が鈍いと考えられる。
また、図9に示すように、混合土壌が「再資砂-M0.5%-K1.0%」の場合においてのCa2+の変化は、ドライイーストを供給した試料土壌においては、9800ppmから、5日経過するまでの間に、2800ppmに減少し、さらに、その後、急激に減少している。即ち、5日経過後に、微生物反応及び鉱物化反応が促進されて土壌が硬化したと推測できる。
また、SD方式(ドライイースト(SD))の試料土壌においては、5日経過するまでの間に、Ca2+は、8100ppmから800ppmまで減少しており、5日経過後に、鉱物化反応が非常に促進されて、土壌が非常に硬化したと推測できる。
尚、「Bacillus堆肥」を供給した試料土壌においては、2週間程度経過するまでの間に、Ca2+は、9900ppmから3900ppmまで減少しているが、ドライイーストを供給した試料土壌の場合よりは、減少していないため、鉱物化反応が促進されず、土壌があまり硬化しなかったと推測できる。
以上の実験から、良好な土壌硬化現象を得るためには、M0.5%の配合よりは、M0.5%-K1.0%の配合の方が好ましく、さらに、山砂より再資砂を混合した混合土壌の方が好ましく、さらには、微生物としてドライイーストを用いたSD(セミドライ)方式とすることが好ましいことがわかった。
実施形態では、肥料として、ミネカル(転炉石灰肥料)とケイカル(鉱さい珪酸質肥料)とを混合した混合肥料、又は、ミネカルのみ、又は、ケイカルのみを、微生物、栄養源、二価金属イオンが供給されていない固化対象の土壌のpHを8~9に調整するのに必要な量だけ、微生物、栄養源、二価金属イオンとともに固化対象の土壌に供給する。
この場合、固化対象の土壌に供給する当該pH調整剤としての混合肥料の量は、図6の値から、固化対象の土壌に対する重量比で、ミネカルが0.5%、ケイカルが1.0%以下とすればよいことがわかる。
また、pH調整剤としての肥料としてミネカルだけを用いる場合においては、固化対象の土壌に供給するミネカルの量は、図5の値から、固化対象の土壌に対する重量比で、0.1%~0.6%とすればよいと推測できる。
また、pH調整剤としての肥料としてケイカルだけを用いる場合においては、固化対象の土壌に供給するケイカルの量は、図5の値から、固化対象の土壌に対する重量比で、9%~28%とすればよいと推測できる。
尚、実施形態では、固化対象の土壌に微生物を供給したが、固化対象の土壌中に存在する微生物を利用しても良い。
即ち、本発明では、固化対象の土壌中の微生物、即ち、土壌に供給した微生物又は土壌に元々存在する微生物に、当該微生物によって代謝される栄養源と、pH調整手段としての肥料と、二価金属イオンとを供給すればよい。
1 固化対象の土壌。

Claims (4)

  1. 土壌中で微生物が栄養源を代謝することにより発生する炭酸イオンと土壌中の二価金属イオンとを反応させて土壌の土粒子間に析出される炭酸塩により土壌を硬化させる土壌固化方法であって、
    固化対象の土壌中の微生物に、当該微生物によって代謝される栄養源と、pH調整手段としての肥料と、二価金属イオンとを供給する土壌固化方法において、
    肥料として、転炉石灰肥料と鉱さい珪酸質肥料とを混合した混合肥料を用い、
    当該混合肥料は、微生物、栄養源、二価金属イオンが供給されていない固化対象の土壌のpHを8~9に調整する量を、微生物、栄養源、二価金属イオンとともに固化対象の土壌に供給し、
    固化対象の土壌に供給する当該混合肥料の量は、固化対象の土壌に対する重量比で、転炉石灰肥料を0.5%、鉱さい珪酸質肥料を1.0%以下としたことを特徴とする土壌固化方法。
  2. 土壌中で微生物が栄養源を代謝することにより発生する炭酸イオンと土壌中の二価金属イオンとを反応させて土壌の土粒子間に析出される炭酸塩により土壌を硬化させる土壌固化方法であって、
    固化対象の土壌中の微生物に、当該微生物によって代謝される栄養源と、pH調整手段としての肥料と、二価金属イオンとを供給する土壌固化方法において、
    肥料として、転炉石灰肥料を用い、
    当該転炉石灰肥料は、微生物、栄養源、二価金属イオンが供給されていない固化対象の土壌のpHを8~9に調整する量を、微生物、栄養源、二価金属イオンとともに固化対象の土壌に供給し、
    固化対象の土壌に供給する当該転炉石灰肥料の量は、固化対象の土壌に対する重量比で、0.1%~0.6%としたことを特徴とする土壌固化方法。
  3. 土壌中で微生物が栄養源を代謝することにより発生する炭酸イオンと土壌中の二価金属イオンとを反応させて土壌の土粒子間に析出される炭酸塩により土壌を硬化させる土壌固化方法であって、
    固化対象の土壌中の微生物に、当該微生物によって代謝される栄養源と、pH調整手段としての肥料と、二価金属イオンとを供給する土壌固化方法において、
    肥料として、鉱さい珪酸質肥料を用い、
    当該鉱さい珪酸質肥料は、微生物、栄養源、二価金属イオンが供給されていない固化対象の土壌のpHを8~9に調整する量を、微生物、栄養源、二価金属イオンとともに固化対象の土壌に供給し、
    固化対象の土壌に供給する当該鉱さい珪酸質肥料の量は、固化対象の土壌に対する重量比で、9%~28%としたことを特徴とする土壌固化方法。
  4. 固化対象の土壌に、微生物としてドライイーストを供給したことを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載の土壌固化方法。
JP2018062954A 2018-03-28 2018-03-28 土壌固化方法 Active JP7032198B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018062954A JP7032198B2 (ja) 2018-03-28 2018-03-28 土壌固化方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018062954A JP7032198B2 (ja) 2018-03-28 2018-03-28 土壌固化方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019173397A JP2019173397A (ja) 2019-10-10
JP7032198B2 true JP7032198B2 (ja) 2022-03-08

Family

ID=68168331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018062954A Active JP7032198B2 (ja) 2018-03-28 2018-03-28 土壌固化方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7032198B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7465496B2 (ja) 2019-09-24 2024-04-11 大塚テクノ株式会社 電気刺激治療器
CN113287385A (zh) * 2021-06-04 2021-08-24 北京化工大学 一种通过在土壤中形成类水滑石改良苏打盐碱地的方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002121552A (ja) 2000-10-12 2002-04-26 Aomi Kaihatsu:Kk 含水土壌用固化剤及びそれを用いた含水土壌の固化方法
JP2007332617A (ja) 2006-06-14 2007-12-27 Kyokado Eng Co Ltd 地盤改良方法
JP2008008023A (ja) 2006-06-29 2008-01-17 Hokkaido Univ 微生物を用いたカルシウムを含む地盤の固結方法
JP2008184741A (ja) 2007-01-26 2008-08-14 Hokkaido Univ 微生物を用いたカルシウムを含む地盤改良方法
JP2008231769A (ja) 2007-03-20 2008-10-02 Hokkaido Univ 地盤改良工法及びその装置
KR101030761B1 (ko) 2010-11-24 2011-04-26 조선대학교산학협력단 미생물을 이용한 연약 지반의 고결화 방법
JP2015071528A (ja) 2013-09-05 2015-04-16 卜部産業株式会社 一粒型配合肥料およびその製造方法
JP2016222776A (ja) 2015-05-28 2016-12-28 株式会社竹中工務店 重金属不溶化処理組成物及び重金属汚染土壌の修復方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07121836B2 (ja) * 1987-04-27 1995-12-25 日本化学工業株式会社 土壌改良肥料
JPH03115387A (ja) * 1990-05-25 1991-05-16 Onoda Autoclaved Light Weight Concrete Co Ltd 土壌活性材

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002121552A (ja) 2000-10-12 2002-04-26 Aomi Kaihatsu:Kk 含水土壌用固化剤及びそれを用いた含水土壌の固化方法
JP2007332617A (ja) 2006-06-14 2007-12-27 Kyokado Eng Co Ltd 地盤改良方法
JP2008008023A (ja) 2006-06-29 2008-01-17 Hokkaido Univ 微生物を用いたカルシウムを含む地盤の固結方法
JP2008184741A (ja) 2007-01-26 2008-08-14 Hokkaido Univ 微生物を用いたカルシウムを含む地盤改良方法
JP2008231769A (ja) 2007-03-20 2008-10-02 Hokkaido Univ 地盤改良工法及びその装置
KR101030761B1 (ko) 2010-11-24 2011-04-26 조선대학교산학협력단 미생물을 이용한 연약 지반의 고결화 방법
JP2015071528A (ja) 2013-09-05 2015-04-16 卜部産業株式会社 一粒型配合肥料およびその製造方法
JP2016222776A (ja) 2015-05-28 2016-12-28 株式会社竹中工務店 重金属不溶化処理組成物及び重金属汚染土壌の修復方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019173397A (ja) 2019-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9221722B2 (en) Agricultural blend and process of forming an agricultural blend
JP7032198B2 (ja) 土壌固化方法
JP6040064B2 (ja) 鉱さいりん酸肥料の製造方法
SG155250A1 (en) PRODUCTION OF a-ABETA
JP6458449B2 (ja) リン酸肥料原料の製造方法
US7326400B2 (en) Treatment of high sulfate containing quicklime
JP2008049327A (ja) 製鋼スラグ中フッ素の溶出抑制方法
JP4211396B2 (ja) 燐酸肥料用原料
EP1979296B8 (en) Method for improving the cobalt uptake in forage
JP2006341226A (ja) 水中からのリンの除去方法
CN101319265A (zh) 用于炉外精炼脱硫、去除细小夹杂物的粉剂添加剂及其制法
JP7032199B2 (ja) 地盤改良方法
CN103525967A (zh) 复合喷吹方解石与钝化颗粒镁的铁水预处理脱硫工艺
JP2008214149A (ja) 粉状製鋼スラグの安定化処理方法および安定化製鋼スラグ
JP2020002216A (ja) 土質調整用液剤、土質調整用液剤を用いた土質調整方法、並びに、土質調整用液剤の取り扱い方法
CN101597037B (zh) 一种含磷铁矿石中磷的生物浸出方法
Handore et al. Bioconcrete: the promising prospect for green construction
JP2002249774A (ja) 土壌固化剤
JP5131870B2 (ja) 溶銑の脱燐処理方法
JP4585131B2 (ja) 製鋼スラグの処理方法、ならびに土中埋設用材料の製造方法および港湾土木用材料の製造方法
JP2003134958A (ja) 鉄鋼スラグを用いた海洋でのco▲2▼吸収促進法
JP2008214150A (ja) 粉状製鋼スラグの安定化処理方法および安定化製鋼スラグ
JP6388021B2 (ja) 路盤材およびその製造方法
KR100384640B1 (ko) 슬래그를 이용한 산성토양 개량제 제조방법
RU2103377C1 (ru) Шихта для приготовления материала для металлургического производства и способ его приготовления

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201117

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210929

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211012

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211208

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220222

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220224

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7032198

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150