無機系と言ってもセメント、石膏、石灰そして酸化マグネシウムも無機系固化材料です。セメントの場合高炉セメントを使用しています。安価で固化能力が優れていますので良く使用されています。石灰は生石灰を用い土の水分を水和熱で水分を飛ばしながら固めていきます。石膏も半水石膏、無水石膏、二水石膏いわゆる硫酸カルシウムですが他の固化材と混ぜて固化材とします。固化材はほとんど強アルカリ性ですが石膏系固化材と酸化マグネシウム系固化材が弱アルカリ性となります。酸化マグネシウムも実は強アルカリ性ですが酸化材を入れることで唯一弱アルカリ性となる材料です。pH値は9~10程度ですが、酸性土壌に添加するとpH値8.5~9.0程度まで下がります。
除草効果の1つに固化があり、防草シートと同じ機能をします真砂土、ローム土を固めても雑草は生えてきますので、ジオベストを混ぜて水和反応させ土の中の養分(リン・窒素・カリウム)を封鎖し養分のない土をつくります。防草の効果は固める事でより長くなりますが約5年程度は雑草が生えません。酸化マグネシウムが養分と反応して防草効果に効くわけですから人体・昆虫・植物への悪影響はありません
軽焼酸化マグネシウムと土、水を混ぜた固化反応は、まず水和反応による結晶結合が始まります。一般にセメント強度の伸びは長期強度で約1.4倍(2週強度に対して)ですが、酸化マグネシウムの場合約2.0倍以上(10日強度)強度が上がります。これは酸化マグネシウムが結晶結合のほかに土の中にある金属と反応を続ける事で強度が上がり続けるからです。強度-期間グラフを見ても傾向は解ります。セメントの水酸化カルシウムがすぐ炭化するのに対して水酸化マグネシウムがすぐには炭化しないで反応を続ける事がその理由です。次に一軸圧縮試験においてテストピースを一度試験にかけて再度同じテストピースを使って試験を行ないました。すると強度が平均で104%(最初の強度に対して)の伸びが見られました。これは上記の”反応が続いている”証明にもなるわけです。過去の事例においても、凍害などで部分破損した舗装が後に自然に復元した事がありました。
土舗装の最大の課題が凍害かと思います。凍害の起きやすい土質は、シルト分の多く含む土にあります毛管現象で空気中、地中の水分が集まり凍結してしまうからです。土舗装は保水性、浸透性のある舗装でもありどうしても凍害の被害が予想されます。弊社では冬期の施工において凍害被害を最小限に防ぐための方法を試験フィールドをつくって検証を行なっており、いくつかの条件と工法で回避することにたどり着きました。冬期の施工では山形県小国、新潟三条、高崎市などの施工で成果をだしておりますが、出来れば冬期の施工は避けて施工を行なう事が良いと思います。→凍害対策試験