(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート廃材を粗砕したコンクリート塊を、４５０〜６００℃の温度範囲で仮焼処理した後、粉砕、篩分けして骨材部分と粒度０．１５ｍｍ以下のモルタル部分とに分離し、コンクリート骨材及びセメント原料として回収することを特徴とするコンクリート廃材の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、コンクリート廃材からコンクリート骨材及び／又はセメント用原料を分離、回収する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンクリート建造物の解体に伴い、コンクリート廃材が大量に発生し、その処理が問題となっている。その一部分は、埋め立て用や路盤舗装用の材料として利用されているが、大部分は自然界に廃棄、放置されたままとなっており環境問題を引き起こしている。
また省資源の観点から、コンクリート廃材からコンクリート骨材及び／又はセメント用原料を分離、回収して新たなコンクリート原料として再利用することが行われている。コンクリート廃材のリサイクル方法については、機械的破砕を行い、大径の骨材部分と微粉のモルタル部分とに篩分けし、それぞれコンクリート骨材及びセメント用原料として回収する方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の処理方法のように単に物理的に破砕して篩分けする方法では、回収骨材の表面にセメント水和物が残存しており、新骨材に比べて比重が小さく、吸水率が大きく、またすりへりが大きなものとなる。同時に、セメント原料の回収量も低下する。
このように、従来の処理方法により回収された骨材では、コンクリート用骨材としては耐久性に欠けるため、その使用範囲もコンクリート品質を低下させない使用量にとどめるとか、特に高強度を要求されない構造物に使用する等、その用途が極めて限定されている。従って、コンクリート廃材のリサイクル品の大部分は、再生クラッシャーランや粒調砕石代替品等いわゆる低処理品として利用されている現状にある。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、コンクリート廃材から新骨材と同等の特性を備える骨材並びにセメント成分を有効に回収することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るコンクリート廃材の処理方法は、コンクリート廃材を粗砕したコンクリート塊を、４５０〜６００℃の温度範囲で仮焼処理した後、粉砕、篩分けして骨材部分と粒度０．１５ｍｍ以下のモルタル部分とに分離し、コンクリート骨材及びセメント原料として回収することを特徴とする。
【０００５】
【作用】
従来技術の問題点は、骨材部分とセメント水和物部分とが有効に分離できないことに起因する。即ち、機械的破砕によってダウンサイジングは可能であるが、その破砕物は（同一粒径群においても）、骨材とセメント水和物の混合物であり、両者が分離できていない。そして、このような骨材とセメント水和物の混在により、骨材としての特性（比重、吸水率、すりへり）低下が起こり、骨材としての使用を限定したものにしている。
本発明に係るコンクリート廃材の処理方法によれば、コンクリート廃材を粗砕した塊を４５０〜６００℃の温度範囲で仮焼することにより、コンクリート塊に熱的歪を与えてその強度を低下させ、骨材とセメント間の付着力を小さくして破砕され易い状態にした上で、これを機械的に解砕する。その結果、解砕後の骨材表面に残存するセメント水和物の量が従来に比べて大幅に減少して新骨材と同等の特性を備えた骨材が得られるとともに、セメント成分も有効に回収できる。
【０００６】
以下、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明に係るコンクリート廃材の処理方法を示す工程図である。
コンクリート廃材は、先ず解砕機により適当な径の塊に粗砕される。この粗砕によるコンクリート塊の大きさは特に限定されるものではないが、後述される仮焼処理の効率を考慮すると小径であることが好ましい。
【０００７】
次いで、このコンクリート塊は仮焼炉に投入され、所定温度で所定時間仮焼処理される。コンクリートは加熱されると、一般にその加熱温度に比例して脆弱になる。その原因としては、コンクリート中に含まれるセメントペーストの水和物が約３００℃で脱水を起こし、また約５００℃付近で消石灰が熱分解を起こすことが知られており、水和物の脱水や消石灰が生石灰に変換する際の体積減少により空隙が発生し、その結果コンクリート中の細孔が拡大したり、クラックが発生してセメント成分と骨材との付着力が低下するものと考えられる。
従って、３００℃以下では長時間加熱しないと十分に脱水しないばかりか、完全脱水しても空隙が少なく、セメントペーストと骨材とを容易に分離可能とする程の付着力の低下を実現できない。一方７００℃以上の高温での加熱では、コンクリートは脆弱になりペースト部、細及び粗骨材の分離は容易となるものの、骨材として砂岩や花崗岩系骨材が使用されている場合、これらが熱劣化を起こすため好ましくない。特に最近では、粗骨材として石灰石の使用が多くなっており、７００℃以上の高温では熱分解破壊を起こす。
【０００８】
図２は、コンクリート供試体（直径１００ｍｍ、高さ２００ｍｍの円筒体）を仮焼温度を変えて２時間仮焼した場合の圧縮強度比を示すグラフであるが、同図から明らかなように、仮焼温度が高くなるのに伴い圧縮強度比が逓減しており、仮焼の効果が確認された。
また図３は、同一仮焼条件における供試体のすりへり試験による減量を示すグラフであるが、仮焼温度が高くなるのに伴いすりへり減量も増大しているのが判る。
【０００９】
このように、仮焼温度はコンクリート原料の種類に関わらず４５０〜６００℃の範囲とする。
また、仮焼時間は特に限定されるものでなく、粗砕コンクリート塊の大きさや処理量等により適宜設定される。
【００１０】
仮焼後、コンクリート塊は再び解砕機により破砕され、所定粒径群に篩分けされ、粒径に応じて骨材およびセメント原料としてそれぞれ回収される。この篩分けにより、粒度０．１５ｍｍ以下の成分をセメント原料として、また粒度０．６ｍｍ以上の成分を骨材として回収する。
【００１１】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に明確にすることができる。
〔実施例１〕
骨材として川砂及び川砂利を用いた打設後約４０年経過した建設物のコンクリート廃材を解砕機により粗砕し、５５０℃で仮焼処理した後、その廃材塊３００ｋｇを内径１０００ｍｍ×長さ１５００ｍｍの空ミルに投入して回転数３０ｒｐｍで３０分間回転した。回転後、コンクリート廃材を排出して各粒群に篩分け、粒群中のＣａＯ量を測定した。
測定結果を表１に示す。
【００１２】
【表１】
0003602588.tif 000002
【００１３】
表１から、粒度０．６ｍｍ以上の大径粒群は骨材成分となるが、ＣａＯ含有割合が極めて少ないことから、セメント水和物が表面に殆ど残存せず、骨材部分とモルタル部分とが極めて良好に分離されていることがわかる。また、骨材試験に供したところ、回収骨材はコンクリート用材料として十分使用可能であることが確認された。
また、粒度０．６ｍｍ以下の粒群はモルタル成分であるが、特に粒度０．１５ｍｍ以下の粒群はＣａＯ含有割合が高く、セメント原料として充分に再利用可能である。
【００１４】
〔実施例２〕
材令約２０年の砕石コンクリート廃材を解砕機により粗砕し、６００℃で仮焼処理した後、その廃材塊３５０ｋｇと３０ｍｍφの鉄ボール５０個とを内径１０００ｍｍ×長さ１５００ｍｍの空ミルに投入して回転数３０ｒｐｍで１０分間回転した。回転後、コンクリート廃材を排出して各粒群に篩分け、粒群中のＣａＯ量を測定した。
測定結果を表２に示す。
【００１５】
【表２】
0003602588.tif 000003
【００１６】
実施例１と同様、表２から骨材部分とモルタル部分とが極めて良好に分離されていることがわかる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るコンクリート廃材の処理方法によれば、コンクリート廃材を粗砕した塊を仮焼することにより、コンクリート塊に熱的歪を与えてその強度を低下させ、骨材とセメント間の付着力を小さくして破砕され易い状態にした上で、これを機械的解砕する結果、解砕後の骨材表面に残存するセメント水和物の量が従来に比べて大幅に減少して新骨材と同等の特性を備えた骨材が得られるとともに、セメント成分も有効に回収できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコンクリート廃材の処理方法を示す工程図である。
【図２】コンクリート試供体の仮焼温度に対する圧縮強度比を測定したグラフである。
【図３】コンクリート試供体の仮焼温度に対するすりへり減量を測定したグラフである。
【図１】
0003602588.tif 000004
【図２】
0003602588.tif 000005
【図３】
0003602588.tif 000006