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課題

モルタル等の骨材成分以外の物質の付着量が少なく、高品質再生骨材を製造可能な製造方法を提供することを目的とする。

解決手段

建築現場等で発生したコンクリート塊Bは、ジョークラッシャー3で破砕されてコンクリート破砕物Vとされる。コンクリート破砕物Vは、第1磨鉱工程において磨鉱機10によって磨鉱され振動篩8で分級される。振動篩8で分級された砂実相当破砕物S2および細骨材相当破砕物S3は、所定の比率で混合された後、第2磨鉱工程で磨鉱機11によって研磨処理石61の存在下で磨鉱される。これにより、細骨材成分の表面に付着していたモルタル分Mとが除去され、モルタル分Mの付着量が少ない再生細骨材Nを得ることができる。

概要

背景

近年、ビル工場等のコンクリート構造物解体に伴い発生するおびただしい量のコンクリート廃材の処理が問題となっている。コンクリート廃材は、粗骨材細骨材といった骨材成分を多く含んでいる。そのため、環境問題の観点からすると、これらの骨材成分を回収し、再利用することが望ましい。

上記したコンクリート廃材は、ただ単に破砕処理を行うだけでは、これに含まれている粗骨材や細骨材の表面にモルタル成分が付着した状態であり、吸水率が高く、骨材として再利用するには品質が極めて悪い。そこで、本発明者らは、下記特許文献1に開示されているようにコンクリート廃材の破砕物を上下方向への水流が発生している水中に投入し、比重の差に基づいてモルタル成分が付着していない粗骨材成分を選択的に取り出す方策を見いだした。
特開平10−17341号公報

概要

モルタル等の骨材成分以外の物質の付着量が少なく、高品質な再生骨材を製造可能な製造方法を提供することを目的とする。建築現場等で発生したコンクリート塊Bは、ジョークラッシャー3で破砕されてコンクリート破砕物Vとされる。コンクリート破砕物Vは、第1磨鉱工程において磨鉱機10によって磨鉱され振動篩8で分級される。振動篩8で分級された砂実相当破砕物S2および細骨材相当破砕物S3は、所定の比率で混合された後、第2磨鉱工程で磨鉱機11によって研磨処理石61の存在下で磨鉱される。これにより、細骨材成分の表面に付着していたモルタル分Mとが除去され、モルタル分Mの付着量が少ない再生細骨材Nを得ることができる。

目的

そこで、本発明では、モルタル等の骨材成分以外の物質の付着量が少なく、高品質な再生骨材を製造可能な製造方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

細骨材成分を含有するコンクリート破砕物と当該コンクリート破砕物よりも強度の高い磨鉱処理部材とを液中摺り合わせて砕く第1磨鉱工程と、当該第1磨鉱工程において磨鉱されたコンクリート破砕物から粒径細骨材に相当する大きさの細骨材相当破砕物と当該細骨材相当破砕物よりも大径の砂実相当破砕物とを選別する選別工程と、細骨材相当破砕物と砂実相当破砕物とを所定比で混合した中途破砕物と、磨鉱処理部材とを液中で摺り合わせて砕く第2磨鉱工程とを経て細骨材成分を回収する再生細骨材の製造方法。

請求項2

細骨材成分を含有するコンクリート破砕物と当該コンクリート破砕物よりも強度の高い磨鉱処理部材とを液中で摺り合わせて砕く第1磨鉱工程と、当該第1磨鉱工程において磨鉱されたコンクリート破砕物から粒径が細骨材に相当する大きさの細骨材相当破砕物と当該細骨材相当破砕物よりも大径の砂実相当破砕物のいずれか一方又は双方によって構成される中途破砕物を選別する選別工程と、中途破砕物と前記磨鉱処理部材よりも破砕強度の低い研磨処理部材とを液中で摺り合わせて研磨する第2磨鉱工程とを経て細骨材成分を回収する再生細骨材の製造方法。

請求項3

第2磨鉱工程は、細骨材相当破砕物と砂実相当破砕物とを所定比で混合した中途破砕物を研磨する工程であることを特徴とする請求項2に記載の再生細骨材の製造方法。

請求項4

研磨処理部材は、砂利および砕石のいずれか一方又は双方を含むものであることを特徴とする請求項2又は3に記載の再生細骨材の製造方法。

請求項5

第2磨鉱工程において使用される研磨処理部材を構成する砂利および砕石の破砕強度が、コンクリート廃材中に含まれるモルタル分の破砕強度よりも高いことを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の再生細骨材の製造方法。

請求項6

研磨処理部材を構成する砂利および砕石が粒径に応じて複数のグループ分類され、当該グループの混合比が所定比に調整されていることを特徴とする請求項2乃至5のいずれかに記載の再生細骨材の製造方法。

請求項7

砂実相当破砕物は、第1磨鉱工程を経たコンクリート破砕物のうち粒径が15mm以下のものであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の再生細骨材の製造方法。

請求項8

砂実相当破砕物は、第1磨鉱工程を経たコンクリート破砕物のうち粒径が8mm以下のものであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の再生細骨材の製造方法。

請求項9

細骨材相当破砕物が、中途破砕物の全量に対して重量で30%〜70%含まれていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の再生細骨材の製造方法。

請求項10

請求項1乃至9のいずれかに記載の再生細骨材の製造方法により、細骨材成分に付着しているモルタル成分が重量で再生細骨材の25%以下になるまで第2磨鉱工程を実施して製造されることを特徴とする再生細骨材。

請求項11

請求項1乃至9のいずれかに記載の再生細骨材の製造方法により、吸水率が5%以下になるまで第2磨鉱工程を実施して製造されることを特徴とする再生細骨材。

技術分野

0001

本発明は、建築現場等において発生するコンクリート廃材から高品質細骨材成分回収する骨材の製造方法に関する。

背景技術

0002

近年、ビル工場等のコンクリート構造物解体に伴い発生するおびただしい量のコンクリート廃材の処理が問題となっている。コンクリート廃材は、粗骨材細骨材といった骨材成分を多く含んでいる。そのため、環境問題の観点からすると、これらの骨材成分を回収し、再利用することが望ましい。

0003

上記したコンクリート廃材は、ただ単に破砕処理を行うだけでは、これに含まれている粗骨材や細骨材の表面にモルタル成分が付着した状態であり、吸水率が高く、骨材として再利用するには品質が極めて悪い。そこで、本発明者らは、下記特許文献1に開示されているようにコンクリート廃材の破砕物を上下方向への水流が発生している水中に投入し、比重の差に基づいてモルタル成分が付着していない粗骨材成分を選択的に取り出す方策を見いだした。
特開平10−17341号公報

発明が解決しようとする課題

0004

上記特許文献1に開示されている方法によって回収された粗骨材(再生粗骨材)は、表面からモルタル成分が十分除去されており、バージンの粗骨材と同様にして粗骨材として再利用できる。しかし、上記特許文献1に開示されているような方法で粗骨材成分を回収した場合に発生する細骨材状の物質は、旧建設省「用途別暫定品質基準(案)」で言う2種の再生細骨材に相当し、細骨材成分の表面にモルタル分残留量が比較的多いものである。このようにモルタル分の残留量が多いものをコンクリート原料として使用すると、吸水率が高く、硬化後の耐久性が極めて低くなってしまうという問題があった。

0005

そこで、本発明者らは、再生細骨材の品質を向上すべく、磨鉱処理を2度にわたって行う製造方法を試みた。このようにして再生細骨材を製造する場合、1回目の磨鉱処理(以下、必要に応じて第1磨鉱工程と称す)を経たものをそのまま2度目の磨鉱処理(以下、必要に応じて第2磨鉱工程と称す)によって砕いていくと、骨材成分の表面に対するモルタル分の付着量が減少する反面、骨材成分が過剰に砕けてしまい、大部分が細骨材として使用不可能ないわゆる「ゼロもの」と称される廃棄物になってしまうことが判明した。

0006

また、上記したように骨材成分の大部分が過粉砕されてしまうと、例え第2磨鉱工程によって処理されたものの中にモルタル分の付着量が少なく再生細骨材として使用可能なものが含まれていたとしても、これを回収するには多大な手間がかかってしまうという問題があった。

0007

さらに、上記したように、再生細骨材は、様々な建築現場等から集められたコンクリート廃材を破砕したコンクリート破砕物を原料とするため、原料中に含まれているモルタル分の量や骨材成分の粒度分布バラバラである可能性が高い。そのため、本発明者らが試みたように単に複数回にわたって磨鉱処理を施すだけでは、回収される再生細骨材Nの表面に対するモルタル分の付着量や、再生細骨材Nの粒度分布等の品質がばらつく可能性が高く、バージンの細骨材に取って代われるような高品質な再生細骨材を提供できないという問題があった。

0008

そこで、本発明では、モルタル等の骨材成分以外の物質の付着量が少なく、高品質な再生骨材を製造可能な製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

上記した課題を解決すべく提供される請求項1に記載の発明は、細骨材成分を含有するコンクリート破砕物と当該コンクリート破砕物よりも強度の高い磨鉱処理部材とを液中摺り合わせて砕く第1磨鉱工程と、当該第1磨鉱工程において磨鉱されたコンクリート破砕物から粒径が細骨材に相当する大きさの細骨材相当破砕物と当該細骨材相当破砕物よりも大径の砂実相当破砕物とを選別する選別工程と、細骨材相当破砕物と砂実相当破砕物とが所定比で混合された中途破砕物と磨鉱処理部材とを液中で摺り合わせて砕く第2磨鉱工程とを経て細骨材成分を回収する再生細骨材の製造方法である。

0010

本発明の製造方法では、単に複数回にわたって磨鉱処理が施されるのではなく、第1磨鉱工程を経てモルタル分がある程度砕けて剥離された細骨材成分と、これよりも粒径の大きな砂実相当破砕物とを所定比で混合した中途破砕物が第2磨鉱工程において磨鉱処理される。そのため、第2磨鉱工程において中途破砕物が砕かれても上記した「ゼロもの」と称されるもののように微粉状態まで破砕されることがない。従って、本発明によれば、コンクリート破砕物から、骨材成分の表面に対するモルタル分の付着量が少なく、バージンの細骨材の代替品としての使用に適当な再生細骨材を高収率で回収できる。

0011

さらに、本発明の製造方法では、予め選別工程で選別された細骨材相当破砕物と砂実相当破砕物との配合比を任意に調整した中途破砕物を第2磨鉱工程で磨鉱することができる。そのため、本発明の製造方法によれば、第1磨鉱工程において原料として供給されるコンクリート破砕物(廃材)の品質等によらず所望の粒度分布に調整された再生細骨材を提供できる。

0012

また、本発明の再生細骨材の製造方法では、砂実相当破砕物として上記した「砂実」に相当する破砕物を採用できる。従って、本発明の再生細骨材の製造方法によれば、建設現場等で発生するコンクリート破砕物を最大限有効利用できると共に、高品質な再生細骨材を提供できる。

0013

また、上記した課題を解決すべく提供される請求項2に記載の発明は、細骨材成分を含有するコンクリート破砕物と当該コンクリート破砕物よりも強度の高い磨鉱処理部材とを液中で摺り合わせて砕く第1磨鉱工程と、当該第1磨鉱工程において磨鉱されたコンクリート破砕物から粒径が細骨材に相当する大きさの細骨材相当破砕物と当該細骨材相当破砕物よりも大径の砂実相当破砕物のいずれか一方又は双方によって構成される中途破砕物を選別する選別工程と、中途破砕物と前記磨鉱処理部材よりも破砕強度の低い研磨処理部材とを液中で摺り合わせて研磨する第2磨鉱工程とを経て細骨材成分を回収する再生細骨材の製造方法である。

0014

本発明の再生骨材の製造方法では、第1磨鉱工程である程度磨鉱を行うことによって中途破砕物を取り出し、この中途破砕物を磨鉱処理部材よりも破砕強度の低い研磨処理部材によって液中で摺り合わせて研磨する第2磨鉱工程を設けている。かかる製造工程によれば、中途破砕物の表面に残存しているモルタル分を十分そぎ落とすことが可能であり、モルタル分の付着量が極めて少なく細骨材相当の粒径の再生細骨材を製造できると共に、過度粉砕に伴う品質低下や細骨材成分が上記した「ゼロもの」と称されるような微粉状態に破砕されてしまうといった不具合の発生を防止できる。従って、本発明の製造方法によれば、コンクリート廃材から高品質な再生細骨材を高収率で回収でき、資源を有効利用できる。

0015

ここで、中途破砕物の多くは、表面にモルタル分が付着したものであるため、第2磨鉱工程で研磨処理されるとそぎ落とされたモルタル分の分だけ粒径が小さくなる。そのため、中途破砕物の粒径が一般的に採用されている細骨材と同等の粒度分布を有するものであると、第2磨鉱工程を経て得られる生成物は、一般的に採用されている細骨材よりも粒度が小さくなり、そのままでは細骨材として使用し難い。

0016

かかる知見に基づいて提供される請求項3に記載の発明は、第2磨鉱工程が、細骨材相当破砕物と砂実相当破砕物とを所定比で混合した中途破砕物を研磨する工程であることを特徴とする請求項2に記載の再生細骨材の製造方法である。

0017

かかる製造方法によれば、品質面に加えて粒度分布の観点からしても一般的に採用されている細骨材に比べても遜色のない再生細骨材を製造できる。

0018

請求項4に記載の発明は、研磨処理部材が、砂利および砕石のいずれか一方又は双方を含むものであることを特徴とする請求項2又は3に記載の再生細骨材の製造方法である。

0019

本発明の再生細骨材の製造方法において採用されている研磨処理部材は、砂利や砕石を含むものあり、破砕強度が細骨材成分に近い。そのため、本発明の再生細骨材の製造方法では、第2磨鉱工程において中途破砕物中に含まれる細骨材成分に過度な衝撃を加えることなくモルタル分だけをそぎ落とすことができ、細骨材成分の欠けひび割れ等に伴う再生細骨材の収率低下が起こらない。従って、本発明によれば高品質な再生細骨材を提供できる。

0020

請求項5に記載の発明は、第2磨鉱工程において使用される研磨処理部材を構成する砂利および砕石の破砕強度が、コンクリート廃材中に含まれるモルタル分の破砕強度よりも高いことを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の再生細骨材の製造方法である。

0021

かかる製造方法によれば、第2磨鉱工程において細骨材成分の表面に付着しているモルタル分を十分研磨してそぎ落とすことが可能であり、高品質な再生細骨材を提供できる。

0022

請求項6に記載の発明は、研磨処理部材を構成する砂利および砕石が粒径に応じて複数のグループ分類され、当該グループの混合比が所定比に調整されていることを特徴とする請求項2乃至5のいずれかに記載の再生細骨材の製造方法である。

0023

本発明によれば、第2磨鉱工程における研磨条件を最適化でき、再生細骨材の収率や品質を向上することができる。

0024

ここで、上記請求項1乃至6のいずれかに記載の製造方法によって製造される再生細骨材の粒度構成を考慮すると、砂実相当破砕物は、第1磨鉱工程を経たコンクリート破砕物のうち粒径が15mm以下のものであることが望ましい(請求項7)。

0025

また、上記請求項1乃至6のいずれかに記載の製造方法によって製造される再生細骨材の粒度構成を考慮すると、砂実相当破砕物は、第1磨鉱工程を経たコンクリート破砕物のうち粒径が8mm以下のものであることがより一層好ましい(請求項8)。

0026

かかる製造方法によれば、粒度分布が細骨材として最適な範囲内にある高品質な再生細骨材を製造できる。

0027

請求項9に記載の発明は、細骨材相当破砕物が、中途破砕物の全量に対して重量で30%〜70%含まれていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の再生細骨材の製造方法である。

0028

本発明の再生細骨材の製造方法では、中途破砕物を構成する細骨材相当破砕物と砂実相当破砕物との組成比が上記した範囲内となるように調整されている。そのため、本発明の製造方法によれば、バージンの細骨材の代替品として使用するのに最適な粒度分布を有する再生細骨材を製造できる。

0029

ここで、上記した各請求項に示されている再生細骨材の製造方法によれば、コンクリート破砕物を過粉砕することなく細骨材成分の表面に対するモルタル分の付着量を低減することができる。

0030

そこで、かかる知見に基づいて提供される請求項10に記載の発明は、請求項1乃至9のいずれかに記載の再生細骨材の製造方法により、細骨材成分に付着しているモルタル成分が重量で再生細骨材の25%以下になるまで第2磨鉱工程を実施して製造されることを特徴とする再生細骨材である。

0031

本発明によれば、細骨材成分を過粉砕することなく、モルタル分の付着量が重量で25%以下である極めて高品質な再生細骨材を提供できる。

0032

請求項11に記載の発明は、請求項1乃至9のいずれかに記載の再生細骨材の製造方法により、吸水率が5%以下になるまで第2磨鉱工程を実施して製造されることを特徴とする再生細骨材である。

0033

本発明によれば、旧建設省が平成6年4月11日付け発行した「コンクリート副産物の再利用に関する用途別暫定品質基準(案)」(建設省技調発第88号) において規定されている再生細骨材(1種)の品質を満たす高品質な再生細骨材を提供できる。

発明の効果

0034

本発明によれば、モルタル等の他成分の付着量が少なく、コンクリート組成物に細骨材として配合するのに最適な再生細骨材を提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

0035

続いて、本発明の一実施形態である再生細骨材の製造方法について図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本実施形態の再生細骨材の製造方法を模式的に示した概念図である。図2は、本実施形態の再生細骨材の製造工程の流れを示す概念図である。また、図3は、本実施形態において使用される磨鉱機を示す断面図である。図4は、本実施形態において使用される比重選別装置を示す概念図である。

0036

図1および図2に示すように、本実施形態の骨材の製造方法は、大別して前処理フロー、粗骨材回収フロー、細骨材回収フローの3つのフローにより構成されている。前処理フロー、粗骨材回収フローおよび細骨材回収フローは、いずれも複数の工程により構成されている。以下、図面を参照しながら再生骨材の製造方法について順を追って説明する。

0037

本実施形態の再生細骨材の製造方法では、先ず前処理フローの第1段階である破砕工程において建築物解体現場等において発生したコンクリート廃材の塊(以下、必要に応じてコンクリート塊Bと称す)がトラック等により搬送されてきて、ホッパー1内に投入される。

0038

ホッパー1に投入されたコンクリート塊Bは、往復動しているレシプロフィーダ2によって移送され、ジョークラッシャー3(破砕機)に投入される。コンクリート塊Bが投入されると、ジョークラッシャー3は、固定板5と、回転体7の回転に伴い固定板5に対して近接離反する方向に往復動する可動板6とを有する。ジョークラッシャー3は、固定板5と可動板6との間に投入されたコンクリート塊Bを破砕してコンクリート破砕物Vとする。コンクリート塊Bを破砕する破砕工程が完了すると、コンクリート破砕物Vが磨鉱機10に投入され、製造工程が第1磨鉱工程に移行する。

0039

第1磨鉱工程では、磨鉱機10によってコンクリート破砕物Vが磨鉱される。ここで使用される磨鉱機10は、図3のように中空体状の本体15(攪拌室)内に複数本ロッド棒18(磨鉱処理部材)を配したロッドミル状のものであり、本体15が回転する構成となっている。磨鉱機10は、円筒形の本体15の一端側にコンクリート破砕物Vを投入するための投入口16が設けられており、他方側に排出口17を設けた構成となっている。排出口17には、開口径を変化させるように移動可能な自在調整板20が設けられている。排出口17は、この自在調整板20の固定位置を調整することにより排出する砂利砕石の直径を選択可能にしている。また、排出口17の外側には、金網状の21でなるトロンメル分級機22を設けている。なお、本実施形態では、磨鉱処理部材としてロッド棒18を使用しているが、これを鉄製等の球状態に代えてもよい。

0040

磨鉱機10の投入口16にコンクリート破砕物Vが水と共に投入され、本体15が所定の回転数で回転を開始すると、第1磨鉱工程が開始される。第1磨鉱工程では、本体15内でコンクリート破砕物Vとロッド棒18とがぶつかりあって粉砕され、コンクリート破砕物Vの表面に付着しているモルタル分が剥離され磨鉱される。本体15の回転時間が所定時間に達すると、本体15の回転が停止し、排出口17からコンクリート破砕物Vとこれに付着していたモルタル分の混合物が排出され第1磨鉱工程が完了する。

0041

第1磨鉱工程において磨鉱機10の排出口17から排出されたコンクリート破砕物Vは、振動篩8に供給され、処理工程が選別工程に移行する。選別工程では、コンクリート破砕物Vが、振動篩8によって直径が20mm以上である砂利砕石分(以下、過大砕石分Uと称す)と、直径が20〜8mmである大径の砂利砕石分(以下、粗骨材相当破砕物S1と称す)と、直径が8〜5mmの砂利砕石分(以下、砂実相当破砕物S2と称す)と、直径が5mm以下の細骨材相当破砕物S3とに分類される。すなわち、砂実相当破砕物S2は、コンクリート破砕物Vのうち粗骨材に相当する大きさに粉砕された粗骨材相当破砕物S1と、細骨材に相当する大きさに粉砕された細骨材相当破砕物S3の中間の大きさを有するものである。砂実相当破砕物S2は、粒径が上記した範囲内の大きさであればよいが、15mm以下のものであることが望ましく、8mm以下のものであることがより一層好ましい。

0042

過大砕石分Uは、ジョークラッシャー3に供給されるコンクリート破砕物Vと同等あるいはこれより僅かに小さい程度であり、コンクリート破砕物Vが磨鉱機10において十分に破砕されずに排出されたものである。そのため、過大砕石分Uは、図1に矢印で示すように磨鉱機10の投入口16に戻され、再度破砕される。

0043

また、粗骨材相当破砕物S1は、粗骨材として利用可能な粗骨材成分を主成分とし、これらの表面に付着するなどしたモルタル分や夾雑物を含むものである。また、砂実相当破砕物S2や、細骨材相当破砕物S3は、細骨材として利用可能な細骨材成分を主成分とするものであり、これらの表面に付着するなどしたモルタル分や夾雑物を含んでいる。分離工程においてコンクリート破砕物Vが粒径に応じて3種類に分類されると、処理フローが前処理フローから細骨材回収フローおよび粗骨材回収フローに移行する。

0044

処理フローが細骨材回収フローに進行すると、先ず上記した分離工程において振動篩8によって選別された砂実相当破砕物S2および細骨材相当破砕物S3が重量比で所定比となるように混合され、中途破砕物Pが調製される(混合工程)。ここで、中途破砕物Pの全量に対する細骨材相当破砕物S3の含有量は、重量で70%以下であることが望ましく、50%以下であることがより一層好ましい。

0045

混合工程において中途破砕物Pの調製が完了するすると、処理工程は第2磨鉱工程に移行する。第2磨鉱工程では、上記した第1磨鉱工程と同様に磨鉱機10が使用される。第2磨鉱工程において中途破砕物Pを磨鉱機10に投入し、本体15を回転させて磨鉱すると、中途破砕物Pが砕かれて表面に付着している骨材成分よりも柔らかいモルタル分が剥がれると共に、骨材成分が露出する。磨鉱機10に中途破砕物Pを投入して磨鉱を開始してから所定時間が経過すると、本体15の回転が停止される。本体15の回転停止後、排出口17から再生細骨材Nと、これに付着していたモルタル分Mの混合物が排出されると第2磨鉱工程が完了する。

0046

第2磨鉱工程を経て磨鉱機10から排出された再生細骨材Nは、剥離の際に微粒化されたモルタル分Mや木屑等の夾雑物が混在した状態で排出される。そのため、再生細骨材Nとモルタル分Mの混合物は、スパイラル分級機25に投入され、再生細骨材(砂)Nとモルタル分Mや夾雑物を含む廃棄物とに分離される。モルタル分M等の廃棄物は、シックナー26によって水と分離され、廃棄される。

0047

一方、上記した分離工程において振動篩8によって選別された粗骨材相当破砕物S1は、図1に示すように比重選別装置30に投入され、処理工程が粗砂利分離工程に進行する。

0048

ここで、粗骨材相当破砕物S1は、磨鉱機10による破砕および磨鉱により表面に付着していたモルタル分Mが除去された再生粗骨材Rを主成分とすると共に、振動篩8において除去しきれなかった幾分の微粉状のモルタル分Mや夾雑物等が混在している。また、粗骨材相当破砕物S1には、再生粗骨材Rと同様の粒径に固まり、磨鉱機10では破砕しきれなかった粗骨材状のモルタル分Mも含まれている。そこで、これらを選別して再生粗骨材Rを回収すべく、粗骨材相当破砕物S1は、比重選別装置30に投入される。

0049

粗骨材相当破砕物S1が比重選別装置30に投入されると、処理工程が粗砂利分離工程に移行する。図4に示すように、分離用水貯留された水槽31を備えている。水槽31には、多数の通孔32を有する網目状のスクリーンプレート33が分離用水に浸されるようにほぼ水平に設置されている。スクリーンプレート33の上方は、粗骨材相当破砕物S1を分離するための分離室34として機能する。また、スクリーンプレート33の下方は、3つの区画に分割され、第1槽36a、第2槽36b及び第3槽36cが形成されている。各槽の下端部は開口されており、スクリーンプレート33の通孔32から落下する比重の重い骨材を排出可能な構成とされている。

0050

第1,2,3槽36a,36b,36cのそれぞれには、下方に向けて開口した気室37a,37b,37cが設けられている。気室37a,37b,37cは、それぞれ独立的に外部から空気を強制的に導入するとともに、この内部にある空気を吸引して排出可能な構成とされている。比重選別装置30は、気室37a,37b,37cへの空気の給排気が所定の周期で繰り返される構成となっている。また、各気室37a,37b,37cにおける空気の給排気のタイミングは、上流側(第1槽36a側)から下流側(第3槽36c側)に向けて徐々にずらされている。そのため、比重選別装置30が作動すると、水槽31内の水位は、気室37a,37b,37cにおける空気の給排気に伴って上下動し、上流側から下流側に向けて水槽31の分離用水が波打つ。

0051

水槽31の下流端、すなわち第3槽36cよりも下流側には、シューター41が設けられており、シューター41の上端には、分離室34に向けて開口した入口43(取り入れ部)が設けられている。入口43の内部には、モータによって回転するロータリゲート45が設けられている。シューター41の入口43は、スクリーンプレート33の上面から所定の高さにわたって開口されており、その開口上端は、水槽31内の分離用水の水位よりも低い位置となされている。また、シューター41の入口43には、上下方向に移動し、入口43の開度を調整するためのカットゲート46が配設されている。

0052

シューター41の入口43の上方には、分離室34内に蓄積された粗骨材相当破砕物S1のうち、上部側に蓄積された比重の軽いものを排出するための取り出し部47が設けられている。この取り出し部47と入口43とは隔壁48(境界部)により仕切られている。隔壁48は、水槽31からオーバーフローした比重の小さい骨材原料を水槽31外へ円滑に自然流下させるために、外方へしたがって下方に傾斜されている。

0053

水槽31内に投入された粗骨材相当破砕物S1は、比重選別装置30の作動に伴い水槽31内に発生する分離用水の脈動に乗って水槽31内を浮遊、沈降しながら徐々に下流側に流れる。粗骨材相当破砕物S1中のモルタルや夾雑物は、再生粗骨材Rに比べて水流発生時の浮遊力が大きく、水流停止時の沈降量が少ない。そのため、粗骨材相当破砕物S1の投入後、比重選別装置30が動作を継続させると、水中での浮遊力および沈降量の差に基づいて下方に再生粗骨材Rが層状に沈降し、その上方に粗骨材状に固まったモルタル分Mが積もる。また、細骨材相当破砕物S3や微粒状のモルタル分Mのような軽重量なものは、一部が上方に積もり残部が分離用水中の上方を漂う。実際上は、再生粗骨材Rについても、磨鉱機10における破砕、磨鉱の程度により表面に付着しているモルタル分Mの量は均一ではない。そのため、再生粗骨材Rの層についても、モルタル分Mの付着量が多いものが上方に移動し、モルタル分Mの付着が少ないものが下方に潜ることとなる。

0054

水槽31の下流側に層状に蓄積された粗骨材相当破砕物S1のうち、比重の大きな再生粗骨材Rは、カットゲート46を通過し、ロータリーゲート45によってシューター41内に強制的に取り入れられる。シューター41に取り入れられた再生粗骨材Rは、シューター41の下方の開口50から排出され回収される。また、再生粗骨材Rを除くものは、モルタル分Mや木屑等の利用価値の低い廃棄物であるため、シックナー26において水分を取り去った後に廃棄される。

0055

上記したように、本実施形態の再生細骨材の製造方法では、第1磨鉱工程において磨鉱されたコンクリート破砕物Vから細骨材相当破砕物S3と、これよりも粒径の大きな砂実相当破砕物S2とを選別し、これらを所定比で混合した中途破砕物Pを第2磨鉱工程で磨鉱処理することとされている。そのため、第2磨鉱工程で中途破砕物Pが砕けて細骨材成分が露出し、細骨材成分の表面に対するモルタル分Mの付着量が減少する。また、中途破砕物Pは、粒径が細骨材相当破砕物S3よりも大きな砂実相当破砕物S2を含むものであるため、第2磨鉱工程で磨鉱処理されてもいわゆる「ゼロもの」と称されるもののように微粉状態まで破砕されることがない。従って、本実施形態の再生細骨材の製造方法によれば、コンクリート破砕物Vから、モルタル分Mの付着量が少なく、吸水率等の品質が安定しており、バージンの細骨材の代替品として適当な再生細骨材Nを高収率で回収できる。

0056

また、本実施形態の再生細骨材Nの製造方法では、選別工程で選別された砂実相当破砕物S2と細骨材相当破砕物S3とを混合工程で所定比に混合して中途破砕物Pとし、これを第2磨鉱工程で磨鉱する構成とされている。そのため、本実施形態の製造方法によれば、再生細骨材Nの原料となるコンクリート廃材の塊(コンクリート塊B)の品質や組成によらず、砂実相当破砕物S2と細骨材相当破砕物S3とを所望の割合で混合した状態で第2磨鉱工程で磨鉱処理することができる。従って、本実施形態の製造方法によれば、いかなるコンクリート塊Bが原料として使用されても、所望の粒度分布に調整された再生細骨材Nを提供できる。

0057

なお、上記実施形態では、砂実相当破砕物S2や細骨材相当破砕物S3として第1磨鉱工程で磨鉱され、選別工程で選別されたものを利用する例を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、砂実相当破砕物S2や細骨材相当破砕物S3として別の製造フロー等で発生したものを用いてもよい。

0058

上記実施形態の再生細骨材の製造方法によれば、従来はいわゆる「砂実」と称されるものとして廃棄されていたものを砂実相当破砕物S2として有効利用することができる。従って、本実施形態の製造方法によれば、コンクリート破砕物Vを最大限有効利用できると共に、高品質な再生細骨材Nを提供できる。

0059

上記実施形態の再生細骨材の製造方法によれば、コンクリート破砕物Vを過粉砕することなく再生細骨材Nの表面に対するモルタル分Mの付着量を低減することができる。従って、上記した再生細骨材の製造方法によれば、細骨材成分Nに付着しているモルタル成分Mが重量で再生細骨材Nの25%以下になるまで第2磨鉱工程を継続することができ、極めて高品質な再生細骨材Nを提供できる。また、上記した製造方法によれば、再生細骨材Nの吸水率が5%以下になるまで磨鉱処理することができる。従って、上記した再生細骨材の製造方法によれば、「コンクリート副産物の再利用に関する用途別暫定品質基準(案)」(旧建設省技調発第88号) において規定されている再生細骨材(1種)の品質を満たす高品質な再生細骨材Nを提供できる。

0060

本実施形態では、第1磨鉱工程と第2磨鉱工程を経て再生細骨材Nを回収するものであるため、磨鉱や研磨によって剥離されたモルタル分Mの多くは破砕され微粉化しており、乾式分級法では十分分離できない可能性がある。しかし、本実施形態では、第2磨鉱工程において再生細骨材Nとモルタル分Mとを主成分とする混合物をスパイラル分級機25に投入し、湿式分級する。従って、本実施形態の製造方法によれば、モルタル分Mの混入が少ない高純度な再生細骨材Nを提供できる。

0061

上記実施形態では、第1,2磨鉱工程における磨鉱処理部材としてロッド棒18を採用した例を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば一般的に骨材として使用されている岩石と同種のものやセラミックス製のボール等で代用したり、ロッド棒18と岩石やボール等を併用することも可能である。

0062

また、上記実施形態では、第2磨鉱工程において第1磨鉱工程で使用されるのと同一構成の磨鉱機10を用いて中途破砕物Pが磨鉱されたが、例えば第2磨鉱工程において図5に示すような磨鉱機11を用いて磨鉱ことも可能である。

0063

さらに具体的に説明すると、磨鉱機11は、図5のように両端部に開口部を有する筒状の本体60(攪拌室)を有する。本体60は、中空状であり、内部に中途破砕物Pおよび多数の研磨処理石61が収納される。研磨処理石61は、上記した磨鉱機10において採用されていたロッド棒18に代わって中途破砕物Pの磨鉱に使用されるものである。研磨処理石61は、粒径が大きな岩石と小さな岩石とが所定の重量比で混在したものである。研磨処理石61は、砂実相当破砕物S2や細骨材相当破砕物S3と同程度の硬さであり、第1磨鉱工程において磨鉱処理部材として使用されたロッド棒18よりも十分強度が低いものである。

0064

さらに具体的には、研磨処理石61には、一般的に骨材として使用されている岩石と同種のものを採用することが可能であり、例えば安山岩玄武岩斑岩花崗岩等の火成岩や、粘板岩片岩等の変成岩砂岩石灰岩等の堆積岩等を含むあらゆる岩石やセラミックス等を採用することが可能である。研磨処理石61は、砂実相当破砕物S2や細骨材相当破砕物S3の磨鉱に伴って割れたり欠けたりする可能性がある。そのため、研磨処理石61の破片が混入することに伴う製品純度低下を防止すべく、研磨処理石61は、砂実相当破砕物S2や細骨材相当破砕物S3と同質のものを使用することが望ましい。

0065

研磨処理石61は、粒径の大きさがバラバラのものであってもよいが、粒径が均一に揃えられたものであっても、所定の粒度分布を持つように調整されたものであってもよい。さらに具体的には、研磨処理石61には、例えば岩石を粒径毎に複数のグループに分類し、その配合割合を適宜調整することによって所定の粒度分布を有するように調整したものを用いることができる。さらに詳細には、研磨処理石61は、例えば岩石を粒径が100〜80mmのもの、粒径が80〜60mmのもの、粒径が60〜40mmのもの、粒径が40mm以下のものに分類し、それぞれの配合割合が重量比で所定比で配合して粒度分布を調整したものとすることができる。研磨処理石61は、磨鉱機11が停止状態の際に本体60の内径rの1/3〜1/4程度の高さとなるまで投入されている。

0066

本体60は、軸方向一端側に中途破砕物Pを投入するための原料投入口62が形成されており、他端側に研磨処理石61および水を投入するための処理石投入口63が形成されている。本体60は、処理石投入口63側、即ち処理石投入口63とは反対側の円筒面に排出口65が形成されている。排出口65には、細骨材が通過可能な程度の大きさ、即ち開き目が5mm程度の網状体66が設けられている。

0067

本体60は、図示しない駆動装置により中心軸Xを中心として回転可能とされている。また、本体60の内周面には、全周にわたって複数の攪拌翼67が等間隔に設けられている。攪拌翼67は、いずれも本体60の中心軸Xに沿って延伸しており、中心軸X方向に向かって突出している。攪拌翼67は、本体60の回転に伴い内部に投入されている研磨処理石61や細骨材相当破砕物S3を内周面に沿って掻き上げて攪拌するためのものである。

0068

磨鉱機11により中途破砕物Pを磨鉱する場合、磨鉱機11の本体60には中途破砕物Pと水とがいっしょに投入される。原料投入口62から投入される水と中途破砕物Pの比率は、適宜調整できるが、磨鉱効率等を案すると、水と中途破砕物Pの割合が重量比で約2:3〜2:5程度に調整されることが望ましい。

0069

本体60内に中途破砕物P、水および研磨処理石61が投入された状態で本体60を回転させると、中途破砕物Pと研磨処理石61とが水中で攪拌され摺り合わせられる。また、一部の中途破砕物Pおよび研磨処理石61は、本体60の内周面に取り付けられた攪拌翼67によって掻き上げられ本体60内に落下し、これに伴う衝撃を受ける。また、本体60内では、細骨材相当破砕物S3と砂実相当破砕物S2とが擦れあうことにより、細骨材相当破砕物S3の表面が研磨され、表面に付着しているモルタル分Mがそぎ落とされる。すなわち、磨鉱機11では、骨材成分と同程度の硬さの研磨処理石61を用いているため、鉄製のロッド棒18等を用いる磨鉱機10によって磨鉱処理を実施する場合に比べて中途破砕物Pにかかる衝撃が小さい。そのため、磨鉱機11によって磨鉱処理を行うと、細骨材成分の表面に付着している柔らかいモルタル分Mが砕けて細骨材成分の表面からモルタル分Mが剥離し、中途破砕物Pが研磨されて細骨材成分Nが露出した状態になる。

0070

砂実相当破砕物S2や細骨材相当破砕物S3の表面に付着しているモルタル分Mが十分そぎ落とされると、表面にモルタル分Mが殆ど付着していない粒径が5mm程度の再生細骨材Nとなる。再生細骨材Nは、本体60の下流側にある排出口65の網状体66を通過し、排出される。

0071

上記したように、磨鉱機11によれば、第1磨鉱工程で磨鉱された中途破砕物Pを第2磨鉱工程で研磨し、細骨材成分の表面に僅かに残存しているモルタル分Mをそぎ落とすことができる。そのため、磨鉱機11によれば、第2磨鉱工程の時点で中途破砕物Pを構成する砂実相当破砕物S2や細骨材相当破砕物S3に過度な衝撃が加わらず、細骨材成分のひび割れや欠け等に伴う再生細骨材Nの品質や収率の低下が起こらない。

0072

また、上記したように、第2磨鉱工程において砂実相当破砕物S2と細骨材相当破砕物S3とを混合して磨鉱処理を行うと、砂実相当破砕物S2と細骨材相当破砕物S3とが擦れあう。細骨材相当破砕物S3は、砂実相当破砕物S2よりも粒度が小さいため、これによって砂実相当破砕物S2の表面に付着しているモルタル分Mがいくらか研磨されてそぎ落とされる効果も期待できる。そのため、上記した製造方法によれば、再生細骨材Nの品質を向上できる。

0073

上記したように、研磨処理石61は、砂利や砕石により構成されており、再生細骨材Nと同等の硬さであり、ロッド棒18のような磨鉱処理部材よりも十分強度が低い。一方、砂実相当破砕物S2や細骨材相当破砕物S3の表面に付着しているモルタル分Mは、研磨処理石61よりも破砕強度が低い。そのため、第2磨鉱工程において中途破砕物Pと研磨処理石61とを水中で攪拌すると、細骨材成分を殆ど砕くことなく中途破砕物Pの表面を研磨し、モルタル分Mをそぎ落とすことができる。

0074

上記実施形態に記載の骨材回収方法により回収された再生細骨材に関する試験データを表1〜表3に示す。表1から表3に示すように、本実施例では、砂実相当破砕物S2と細骨材相当破砕物S3の混合比の異なる中途破砕物P(P1,P2,P3)を磨鉱機10によって磨鉱(第2磨鉱工程)し、得られた再生細骨材Nについて粒度分布、吸水率、粗粒率を調べた。なお、再生細骨材の粒度分布を調べるのに必要な粒度の判定試験は、JIS A 1102に規定されている「骨材のふるい分け試験」に規程されている方法で実施した。また、細骨材の吸水率を求めるのに必要な骨材の表面乾燥飽水状態の判定試験は、JIS A 1109に規定されている「細骨材の密度及び吸水率試験方法」に基づいて行った。また、上記した中途破砕物P2について、JIS A 1103に規定されている「骨材の洗い試験方法」に規定されている方法に基づき、洗い試験を実施した。

0075

0076

0077

0078

本実施例において中途破砕物P1,P2,P3は、それぞれ砂実相当破砕物S2と細骨材相当破砕物S3との混合比が異なる。中途破砕物P1は、砂実相当破砕物S2と細骨材相当破砕物S3とを重量比で1:2の混合比で混合したものである。すなわち、中途破砕物P1は、中途破砕物P1の全量に対して細骨材相当破砕物S3が約66.7%含まれたものである。中途破砕物P2は、砂実相当破砕物S2と細骨材相当破砕物S3とを1:1の混合比で混合したものであり、中途破砕物P2の全量に対して細骨材相当破砕物S3が50%含まれたものである。中途破砕物P3は、砂実相当破砕物S2と細骨材相当破砕物S3とを2:1の混合比で混合したものであり、中途破砕物P3の全量に対して細骨材相当破砕物S3が約33.3%含まれたものである。

0079

(粒度分布)
上記した中途破砕物P1,P2,P3について磨鉱機10によって磨鉱して得られた再生細骨材Nについて粒度分布を調べた。その結果、表1〜表3および図6に示すように、中途破砕物P1,P2,P3を処理して得られる再生細骨材Nは、細骨材相当破砕物S3の含有率が少ないものほど、粒度分布が粒度の大きい方にシフトすることが判明した。また、中途破砕物P1,P2,P3を処理して得られる再生細骨材Nは、いずれもコンクリート副産物の再利用に関する用途別暫定品質基準(案)(平成6年4月11日建設省技調発第88号)に規定されている再生細骨材の粒度分布の範囲内にあり、細骨材の代替品として良好に使用であることが判明した。

0080

(吸水率)
上記した中途破砕物P1,P2,P3について磨鉱機10によって磨鉱して得られた再生細骨材Nについて吸水率を調べた。その結果、表1〜表3および図7に示すように、中途破砕物P1,P2,P3を処理して得られる再生細骨材Nは、細骨材相当破砕物S3の含有率が少ないものほど吸水率が低くなる傾向にあることが判明した。また、中途破砕物P1,P2,P3を処理して得られる再生細骨材Nは、いずれもコンクリート副産物の再利用に関する用途別暫定品質基準(案)(平成6年4月11日建設省技調発第88号)に規定されている再生細骨材(1種)の吸水率の範囲(5%以下)内にあり、細骨材の代替品として良好に使用であることが判明した。

0081

(粗粒率)
上記した中途破砕物P1,P2,P3について磨鉱機10によって磨鉱して得られた再生細骨材Nについて粗粒率を調べた。その結果、表1〜表3および図8に示すように、中途破砕物P1,P2,P3を処理して得られる再生細骨材Nは、いずれもコンクリート副産物の再利用に関する用途別暫定品質基準(案)(平成6年4月11日建設省技調発第88号)に規定されている再生細骨材の標準粒度に基づいて導出される粗粒率の範囲(1.95〜3.43)の範囲内にあり、バージンの細骨材に取って代われるものであることが判明した。

0082

(洗い試験)
上記した中途破砕物P2について洗い試験を実施した。絶乾重量が500.0gの中途破砕物P2を準備し、洗い試験を実施したところ、洗い試験後の絶乾重量が498.8gであり、損失率が0.24%以下であった。コンクリート副産物の再利用に関する用途別暫定品質基準(案)(平成6年4月11日建設省技調発第88号)の規定において、再生細骨材(1,2種)の損失率が5%以下と設定されていることを鑑みると、本実施例の中途破砕物P2は上記基準を大幅に上回るものであり、細骨材の代替品として十分であることが判明した。

0083

上記したように、砂実相当破砕物S2と細骨材相当破砕物S3の混合比を調整した中途破砕物P(P1,P2,P3)を第2磨鉱工程において磨鉱すれば、バージンの骨材に取って代われる程度の品質、すなわちコンクリート副産物の再利用に関する用途別暫定品質基準(案)(平成6年4月11日建設省技調発第88号)において、いわゆる1種の再生細骨材として規定されている品質を上回る良質な再生細骨材が得られることが判明した。また、粒度分布や吸水率、粗粒率等を勘案すると、中途破砕物Pは、全量に対する細骨材相当破砕物S3の含有率が30%〜70%程度となるように調整して第2磨鉱工程で磨鉱すれば、バージンの細骨材に匹敵する品質の再生細骨材が得られることが判明した。

図面の簡単な説明

0084

本発明の一実施形態である再生細骨材の製造方法を模式的に示した概念図である。
本発明の一実施形態である再生細骨材の製造工程の流れを示す概念図である。
本発明の一実施形態である再生細骨材の製造方法において使用される磨鉱機を示す概念図である。
本発明の一実施形態である再生細骨材の製造方法において使用される比重選別装置を示す概念図である。
本発明の一実施形態である再生細骨材の製造方法において使用される磨鉱機を示す概念図である。
本発明の一実施例である再生細骨材の粒度分布を示すグラフである。
本発明の一実施例である再生細骨材において、中途破砕物に含まれる細骨材相当破砕物の含有量と再生細骨材の吸水率との関係を示すグラフである。
本発明の一実施例である再生細骨材において、中途破砕物に含まれる細骨材相当破砕物の含有量と再生細骨材の粗粒率との関係を示すグラフである。

符号の説明

0085

10,11磨鉱機
15,60 本体(攪拌室)
18ロッド棒(磨鉱処理部材)
25スパイラル分級機
61研磨処理石
S1粗骨材相当破砕物
S2砂実相当破砕物
S3細骨材相当破砕物
N再生細骨材
Mモルタル分
Vコンクリート破砕物
Bコンクリート塊(コンクリート廃材)
P 中途破砕物

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