(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-02-28
(45)【発行日】2022-03-08
(54)【発明の名称】土壌固化方法
(51)【国際特許分類】
E02D 3/12 20060101AFI20220301BHJP
C09K 17/12 20060101ALI20220301BHJP
C09K 17/06 20060101ALI20220301BHJP
C09K 17/40 20060101ALI20220301BHJP
【ＦＩ】
E02D3/12
C09K17/12 P
C09K17/06 P
C09K17/40 P
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2018062954
(22)【出願日】2018-03-28
(65)【公開番号】P2019173397
(43)【公開日】2019-10-10
【審査請求日】2020-11-17
(73)【特許権者】
【識別番号】000001317
【氏名又は名称】株式会社熊谷組
(74)【代理人】
【識別番号】100141243
【弁理士】
【氏名又は名称】宮園 靖夫
(72)【発明者】
【氏名】中村 孝道
(72)【発明者】
【氏名】遠藤 正美
【審査官】松本 泰典
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－３３２６１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０７１５２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－２２２７７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２３１７６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－１１５３８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－１２１５５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１８４７４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６３－２７０３７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】韓国登録特許第１０－１０３０７６１（ＫＲ，Ｂ１）
【文献】特開２００８－００８０２３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０２Ｄ ３／１２
Ｃ０９Ｋ １７／１２
Ｃ０９Ｋ １７／０６
Ｃ０９Ｋ １７／４０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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３のいずれか一項に記載の土壌固化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
Ｃ６Ｈ１２Ｏ６＋６Ｏ２→６ＣＯ２＋６Ｈ２Ｏ（好気性条件）
Ｃ６Ｈ１２Ｏ６→２ＣＯ２＋２Ｃ２Ｈ５ＯＨ（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＋＋ＣＯ２→Ｈ２Ｏ→ＣａＣＯ３＋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）。
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。
Ｃ６Ｈ１２Ｏ６＋６Ｏ２→６ＣＯ２＋６Ｈ２Ｏ（好気性条件）
Ｃ６Ｈ１２Ｏ６→２ＣＯ２＋２Ｃ２Ｈ５ＯＨ（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＋＋ＣＯ２→Ｈ２Ｏ→ＣａＣＯ３＋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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第４６２１６３４号公報
【文献】特許第４６０８６６９号公報
【文献】特許第４５９９６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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。
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。
【課題を解決するための手段】
【0005】
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。
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。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】実施形態に係る土壌固化方法の概念を示す図。
【図2】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。
【図3】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。
【図4】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。
【図5】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。
【図6】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。
【図7】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。
【図8】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。
【図9】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。
【発明を実施するための形態】
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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（ＳｉＯ２）１４．０、苦土（ＭｇＯ）１．５、酸化鉄（ＦｅＯ）１８．０、マンガン（ＭｎＯ）０．５、リン酸（Ｐ２Ｏ５）１．５、その他２４．５（ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）等）である。
当該ミネカルの成分値は、石灰（ＣａＯ）４０．０、ケイ酸（ＳｉＯ２）１４．０、苦土（ＭｇＯ）１．５、酸化鉄（ＦｅＯ）１８．０、マンガン（ＭｎＯ）０．５、リン酸（Ｐ２Ｏ５）１．５、その他２４．５（ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）等）である。
【0010】
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（ＳｉＯ２）３０．０、苦土（ＭｇＯ）５．０、その他１７．０（マンガン（ＭｎＯ）等）である。
当該ケイカルの成分値は、石灰（ＣａＯ）４８．０、ケイ酸（ＳｉＯ２）３０．０、苦土（ＭｇＯ）５．０、その他１７．０（マンガン（ＭｎＯ）等）である。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
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。
【0014】
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。
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
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。
【0020】
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。
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。
【0021】
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。
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。
【0022】
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。
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。
【0023】
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。
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
・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。
【0026】
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。
・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。
【0027】
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。
（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。
【0028】
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。
【0029】
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。
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。
【0030】
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。
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。
【0031】
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。
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。
【0032】
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、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。
【0033】
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。
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。
【0034】
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。
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。
【0035】
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、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。
【0036】
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、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。
【0037】
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。
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
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。
【0040】
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。
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。
【符号の説明】
【0041】
１ 固化対象の土壌。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】