JP4676245B2 - 再生細骨材の製造方法、並びに、再生細骨材 - Google Patents

Description

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な細骨材成分を回収する骨材の製造方法に関する。

近年、ビルや工場等のコンクリート構造物の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、粗骨材や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

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の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の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。

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。

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。

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が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。

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。

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、前記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。

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。

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。

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。

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。

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、過度な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。

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。

そこで本発明では、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。

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。

請求項３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に記載の再生細骨材の製造方法である。

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、細骨材成分の欠けや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。

請求項４に記載の発明は、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り、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又は３に記載の再生細骨材の製造方法である。

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。

請求項５に記載の発明は、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り、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に分類され、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４のいずれかに記載の再生細骨材の製造方法である。

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。

ここで、上記請求項１乃至５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６）。

また、上記請求項１乃至５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７）。

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。

請求項８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７のいずれかに記載の再生細骨材の製造方法である。

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。

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。

そこで、かかる知見に基づいて提供される請求項９に記載の発明は、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。

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。

請求項１０に記載の発明は、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。

本発明によれば、旧建設省が平成６年４月１１日付けで発行した「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。

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。

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。

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。

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の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。

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。

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）内に複数本のロッド棒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、金網状の篩２１でなるトロンメル式分級機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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、分離用水が貯留された水槽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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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を用いて磨鉱することも可能である。

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。

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、例えば安山岩や玄武岩、斑岩、花崗岩等の火成岩や、粘板岩や片岩等の変成岩、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の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。

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。

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。

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。

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、磨鉱効率等を勘案すると、水と中途破砕物Ｐの割合が重量比で調整されることが望ましい。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

（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。

（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。

（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。

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。

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。

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

Claims (10)

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、前記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。
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。
3. 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に記載の再生細骨材の製造方法。
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り、
   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又は３に記載の再生細骨材の製造方法。
5. 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り、
   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に分類され、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４のいずれかに記載の再生細骨材の製造方法。
6. 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５のいずれかに記載の再生細骨材の製造方法。
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８ｍｍ以下のものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の再生細骨材の製造方法。
8. 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７のいずれかに記載の再生細骨材の製造方法。
9. 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。
10. 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。

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