(57)【要約】【課題】  セメントペーストの付着が少なく、したがって、吸水率の小さい高品質の細骨材を再生する。【解決手段】  ケーシングと、ケーシング内で回転する円盤と、円盤に同心円状に設けた複数のセラミックピンを有するケージ型摩砕装置を用いて、粒径５ｍｍ以下に破砕されたコンクリート粒状物を摩砕装置内の粉体濃度０．０１〜３ｋｇ／ｍ３で摩砕して、再生細骨材を製造する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、該ケーシング内で回転する円盤と、該円盤に同心円状に設けた複数のセラミックピンを有するケージ型摩砕装置を用いて、セメント・コンクリート粒状物を摩砕して、再生細骨材を製造することを特徴とする再生細骨材の製造方法。
【請求項２】
コンクリート粒状物の粒径が５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の再生細骨材の製造方法。
【請求項３】
コンクリート粒状物が、摩砕装置内の粉体濃度０．０１〜３ｋｇ／ｍ３で摩砕されることを特徴とする請求項１または２に記載の再生細骨材の製造方法。
【請求項４】
セメント・コンクリート粒状物が、摩砕装置内の粉体濃度０．０１〜１ｋｇ／ｍ３で摩砕されることを特徴とする請求項１または２に記載の再生細骨材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生細骨材を製造する方法、たとえばセメント・コンクリート構造物を解体したときに生じるセメント・コンクリート廃材から再生細骨材を製造する方法、特に高品質の細骨材を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビル等のセメント・コンクリート構造物を解体すると、その解体物であるセメント・コンクリート廃材（直径が例えば３０〜５００ｍｍ程度のコンクリート塊）が大量に発生する。
【０００３】
このようなコンクリート廃材は通常、産業廃棄物として最終処分場で埋め立て処理されているか、または再生砕石として道路用路盤材として使用されている。
【０００４】
しかし、近年においては、上記のようなセメント・コンクリート廃材の処分場を確保することが困難になってきている。
【０００５】
また、新設道路などの需要が減退し、路盤材としての利用も減少傾向にある。
【０００６】
このため、セメント・コンクリート廃材を効率よく再資源化あるいはリサイクルする方法が強く要望されている。
【０００７】
他方、セメント・コンクリート廃材には構成材料として砂が含まれているが、この種の砂についても、近年は環境保全の観点から採取場の確保が益々困難となってきている。
【０００８】
したがって、産業廃棄物であるセメント・コンクリート廃材から砂の材料が効率よく得られるようにすれば、環境保全に役立つだけでなく、資源の有効活用の点でも大きく貢献できる。
【０００９】
セメント・コンクリート廃材を例えば含有骨材の最大寸法に近い大きさ以下に従来の破砕装置で破砕しただけの破砕物は、骨材を結合していたセメントペーストが骨材に付着した粒や塊となっている。加えてセメントペーストの微小粉粒も混在している。セメントペーストは通常の骨材に比べると強度的にもかなり低く脆弱であるため、セメント・コンクリートの骨材として再利用すると、コンクリートの強度や耐久性が著しく低下する。
【００１０】
また、セメントペーストが付着した骨材は、吸水率が大きいため、これをセメント・コンクリートに使用すると、コンクリートの乾燥収縮が大きくなり、凍結融解抵抗性が低下するなどの耐久性上の問題が生じる。
【００１１】
このため、骨材に付着したセメントペースト分や混在するセメントペースト粒を除去する試みが行なわれているが、従来の機械的除去手法では実用上支障を生じない程度まで付着ペーストを除去するのは骨材粒径が小さくなるほど容易ではない。
【００１２】
特開平８−１０９０５２号公報や特開平８−１９８６５２号公報には、コンクリート廃材をセ氏数百度以上に加熱し、付着セメントペーストを脱水することで脆弱化させたり、骨材とセメントペーストとの熱膨張差から付着強度を低減させたりすることで、後の機械的手法による骨材からのセメントペースト剥離を容易にした再生骨材製造の前処理技術が開示されている。一般に、このような加熱処理は、温度を高くするほど剥離を容易にする。しかし、高温加熱を行なうと、骨材自身の強度や耐久性が劣化することがあり、また、加熱設備やエネルギー費の面で処理コストがかかるという問題を有している。
【特許文献１】特開平８−１０９０５２号公報
【特許文献２】特開平８−１９８６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の第１の目的は、セメントペーストの付着が少なく、したがって、吸水率の小さい高品質の細骨材に再生する再生細骨材の製造方法を提供することである。
【００１４】
本発明は、さらには、骨材自身の強度を劣化させることなく、加熱設備やエネルギーコストのかからない、しかも高品質の再生細骨材を効率よく回収する再生細骨材の製造方法を提供することを第２の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の解決手段を例示すると、次のとおりである。
【００１６】
（１）ケーシングと、該ケーシング内で回転する円盤と、該円盤に同心円状に設けた複数のセラミックピンを有するケージ型摩砕装置を用いて、セメント・コンクリート粒状物を摩砕して、再生細骨材を製造することを特徴とする再生細骨材の製造方法。
【００１７】
（２）コンクリート粒状物の粒径が５ｍｍ以下であることを特徴とする前述の再生細骨材の製造方法。
【００１８】
（３）コンクリート粒状物が、摩砕装置内の粉体濃度０．０１〜３ｋｇ／ｍ３で摩砕されることを特徴とする前述の再生細骨材の製造方法。
【００１９】
（４）セメント・コンクリート粒状物が摩砕装置内の粉体濃度０．０１〜１ｋｇ／ｍ３で摩砕されることを特徴とする前述の再生細骨材の製造方法。
【００２０】
本願発明者は、上記課題を解決するために、鋭意検討を重ね、ケージ型摩砕装置を用いてセメント・コンクリート粒状物（とくに破砕されたセメント・コンクリート粒状物）から再生細骨材を製造する方法を発明した。
【００２１】
セメント・コンクリート粒状物の摩砕装置内への投入量を調整することにより、高品質の再生細骨材から中低品質の再生細骨材まで、使用目的や用途に応じて再生細骨材の品質の異なるものを効率よく製造できることを見出し、本発明を完成した。
【００２２】
たとえば、ケーシングと、該ケーシング内で回転する円盤と、該円盤に同心円状に設けた複数のセラミックピンを有するケージ型摩砕装置を用いて、たとえば粒径５ｍｍ以下に破砕されたセメント・コンクリート粒状物を、摩砕装置内の粉体濃度０．０１〜３ｋｇ／ｍ３で摩砕して、再生細骨材を製造する。
【００２３】
さらに、得られた再生細骨材の吸水率が３．５％以下である高品質の再生細骨材を製造するには、粒径５ｍｍ以下に破砕されたセメント・コンクリート粒状物を、摩砕装置内の粉体濃度０．０１〜１ｋｇ／ｍ３で摩砕して、再生細骨材を製造する。
【００２４】
粒径の測定法は、ＪＩＳ  Ａ  １１０２  「骨材のふるい分け試験方法」を採用する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の再生細骨材の製造方法によれば、セメント・コンクリート廃材を破砕して得られる小さな寸法のコンクリート粒状物を摩砕することにより、コンクリートに利用可能な吸水率の小さい高品質の再生細骨材を得ることができる。
【００２６】
さらに、本発明の再生細骨材の製造方法によれば、加熱設備やエネルギーコストのかからない簡易な装置で高品質の再生細骨材を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
【００２８】
本発明に使用されるケージ型摩砕装置は、例えば円筒状のケーシング内に設けられた円盤に多数のピンを円周に沿って配列することにより、籠形（すなわちケージ型）のローターを構成して、そのようなローターを回転させることにより、破砕されたコンクリート粒状物（被摩砕物）がピン又はケーシングと衝突し、その衝撃力を利用して、破砕されたコンクリート粒状物を摩砕するものである。
【００２９】
図１はこのようなケージ型摩砕装置の一例の基本構造を示す概略断面図である。
【００３０】
図１において、１は円筒状のケーシングである。このケーシング１によって囲まれた空間を摩砕室と呼ぶ。２及び３はケーシング１内に設けられた２枚の円盤（ロータディスクと呼ぶこともある）である。円盤（ロータディスク）２の表面には円盤の回転軸１０を中心とする円周上に所定の間隔をおいて複数のセラミック製打撃ピン２Ａ、２Ｂ（以下打撃ピンと呼ぶ）が取り付けられている。円盤（ロータディスク）３の表面には円盤の回転軸１１を中心とする円周上に所定の間隔をおいて複数の打撃ピン３Ａ、３Ｂが取り付けられている。
【００３１】
なお、図１に示した例では、円盤２及び３上に設けられた打撃ピン２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂの列の数がそれぞれ２列になっているが、本発明の方法は、２列に限定されない。
【００３２】
円盤２、３の回転軸１０、１１は、ベアリング（図示せず）により回転自在に支持されており、かつそれぞれが別のモータ（図示せず）により駆動され、互いに逆方向に回転するようになっている。
【００３３】
また、ケーシング１の一端（回転軸１０側）上部には、被摩砕物（破砕されたコンクリート粒状物）を投入するための投入口１２が設けられている。投入口１２は、上方に向かって開いており、下部は、回転軸１０の周囲で円盤２の内側の面（打撃ピン２Ｂが取り付けられた面）に向かって開口している。
【００３４】
ケーシング１の下部中央には摩砕された被摩砕物を排出するための排出口１３が設けられている。コンクリート粒状物が摩砕され、表面のセメントペーストが剥離され、細骨材がこの排出口１３から重力により落下して回収される。
【００３５】
ケーシング１の他端側（回転軸１１側）上部には微粉を回収するための微粉排出口１４が設けられている。微粉は微粉排出口１４に接続されたブロワー（図示せず）によって吸引され回収される。
【００３６】
ブロワー（図示せず）を作動させると、微粉排出口１４よりエアーが吸引され、それと同時に投入口１２及び排出口１３から外部のエアーが吸引される。このとき、重い細骨材は重力により排出口１３から落下し、軽い微粉分はエアーにより吸引され、微粉排出口１４より微粉として回収される。
【００３７】
本発明の再生細骨材の製造方法は、前述のケージ型摩砕装置を使用して、その中にセメント・コンクリート粒状物を投入して実施される。
【００３８】
コンクリート粒状物は粒径５ｍｍ以下に破砕されたものを使用する。
【００３９】
投入口１２に投入されたコンクリート粒状物（被摩砕物）は、互いに逆方向に回転する２枚の円盤の回転軸付近に投入され、円盤２に取り付けられた最内側のセラミック製の打撃ピン２Ｂにより打撃を受け、次に逆回転する次列の打撃ピン３Ｂに達し再び打撃され、さらに２列目の打撃ピン３Ｂとは逆に回転する３列目の打撃ピン２Ａに達し、再再度打撃され、最後に、最外側の打撃ピン３Ａにより打撃をうける。各打撃の際に、各セメント・コンクリート粒状物は、ほとんど破砕されず、摩砕されるだけ、つまり表面のセメントペーストが剥離されるだけである。
【００４０】
このように、セメント・コンクリート粒状物は、何度かの打撃を受けることにより、ほとんど破砕されずに、細骨材表面に付着しているセメントペーストが剥がれるだけである。主として「破砕」でなく「摩砕」がなされるため、高品質の再生細骨材が得られる。
【００４１】
また、剥離したセメントペーストは、細かい粉体の形になり、円盤２、３及びそれらの上に取り付けられた打撃ピン２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂの回転により生じる渦巻き状の風により回転軸の中心から円周方向の外側に搬送され、微粉排出口１４に吸引され、そこから排出される。
【００４２】
一方、風で搬送されない比較的大粒の摩砕物（細骨材）は、重力で落下し、排出口１３から回収される。
【００４３】
前述のケージ型摩砕装置を用いて再生細骨材を製造する場合において、高品質の再生細骨材を得るため、ケージ型摩砕装置に投入するセメント・コンクリート粒状物の投入量を調整することが有効である。
【００４４】
再生骨材を用いた再生コンクリートの品質は、再生骨材の品質に左右されるので、再生コンクリートの品質を一定水準に保つために、再生コンクリートの要求水準や、用途に応じた再生骨材の品質水準を設ける。
【００４５】
現在のところ、明確に定められたものは、標準情報：ＴＲ  Ａ  ０００６再生骨材を用いたコンクリートに示されている品質基準のみであるが、普通骨材の品質まで磨き上げた再生骨材は当然のこととして、ＪＩＳ  Ａ  ５３０８「レディーミクストコンクリート」に適合でき、通常の強度のコンクリートに普通骨材と同様に適用できる。
【００４６】
しかし、このような高品質の再生骨材を作ろうとすると、多くの副産物を生じる。再生骨材の歩留まりを高くすると、コンクリート用骨材としての品質は低下する。
【００４７】
一方、コンクリートには捨てコンクリートや均しコンクリート、基礎コンクリートなど、ＪＩＳ  Ａ  ５３０８「レディーミクストコンクリート」ほどの品質管理の要らないコンクリート需要もある。ＪＩＳ  Ａ  ５３０８「レディーミクストコンクリート」に適合でき、通常の強度のコンクリートに普通骨材と同様に使用できる再生骨材と、それ以外の高い強度や高い品質を要求されないコンクリート向けの中低品質の再生骨材とに作りわけができることが望ましい。
【００４８】
再生細骨材を通常強度のコンクリート、モルタル等に使用するためには、ＪＩＳ  Ａ  ５３０８「レディーミクストコンクリート」に規定される吸水率の小さいもの（吸水率３．５％以下）が要求される。このような高品質の再生細骨材を得るために、本発明の製造方法においては、粉体濃度を０．０１〜１ｋｇ／ｍ３にすると良い。
【００４９】
通常の強度が要求されないコンクリート向けの中低品質の再生細骨材に関しては、「再生骨材を用いたコンクリート」の品質規格の標準情報ＴＲ  Ａ  ０００６によると吸水率１０％以下を満足することが必要である。
【００５０】
本発明の製造方法において、吸水率を１０％以下の再生細骨材を製造する場合には、粉体濃度を０．０１〜３ｋｇ／ｍ３にすると良い。
【００５１】
粉体濃度とは、前述のケージ型摩砕装置内を流れる風量に対する投入された被摩砕物（コンクリート粒状物）の量を表している。即ち、被摩砕物量／風量を表す。例えば、風量３０ｍ３／分（１分間に摩砕装置内を３０ｍ３の風が流れることを示す）である摩砕装置に、被摩砕物（コンクリート粒状物）を２００ｋｇ／時間の割合で投入する場合には、粉体濃度は、２００ｋｇ／（３０＊６０）ｍ３、即ち、０．１１１ｋｇ／ｍ３である。
【００５２】
粉体濃度を０．０１〜３ｋｇ／ｍ３にすることにより、摩砕装置内の被摩砕物（コンクリート粒状物）の量が最適化され、摩砕効率及び付着ペースト除去率が向上し、吸水率の小さい高品質の細骨材が得られる。
【００５３】
粉体濃度を０．０１〜１ｋｇ／ｍ３にすると、さらに吸水率の小さい通常の細骨材と同等の高品質の細骨材が得られる。ＪＩＳ  Ａ  ５３０８（レディーミクストコンクリート）附属書９の規定によれば、コンクリートに使用される細骨材の吸水率を３．５％以下に規定しており、吸水率３．５％以下であれば、通常のコンクリート用細骨材として使用可能である。粉体濃度を０．０１〜１ｋｇ／ｍ３にすると、吸水率３．５％以下の細骨材を製造でき、通常の普通コンクリート用細骨材として使用可能になる。
【００５４】
粉体濃度を０．０１ｋｇ／ｍ３未満にすると、被摩砕物が摩砕され過ぎとなり、投入された被摩砕物の大部分が微粒子となってしまい、細骨材として回収される量が少なくなってしまう。
【００５５】
逆に、投入する被摩砕物の投入量を多くし、粉体濃度を３ｋｇ／ｍ３より多くすると、摩砕装置の摩砕室内での被摩砕物の量が多くなり、被摩砕物の移動が阻害され、打撃ピン５Ａとの衝突が不十分となり（生じ難くなり）、細骨材表面のペーストが十分除去されず、細骨材の品質が低下し、「再生骨材を用いたコンクリート」の品質規格の標準情報ＴＲ  Ａ  ０００６で示される再生骨材をコンクリート等用いるための要求品質である吸水率１０％以下を満足することができず、コンクリート等の用途に利用できなくなることがある。
【実施例】
【００５６】
次に、実施例を示すことにより、粉体濃度について具体的に説明する。
【００５７】
解体現場で発生したセメント・コンクリートの廃材（大型の破砕廃棄物）を従来の破砕装置によって小さく破砕し、ＪＩＳ  Ａ  １１０２  （骨材のふるい分け試験方法）により、粒径５ｍｍ以下の細粒を製造した。この細粒を原料としてケージ型摩砕装置に投入し、粉体濃度の条件を０．００５〜３．５ｋｇ／ｍ３まで変えて再生細骨材を製造した。得られた再生細骨材の吸水率をＪＩＳ  Ａ  １１０９（細骨材の密度及び吸水率試験方法）に準じて測定した。さらに、得られた再生細骨材の量を測定し、投入した原料に対する重量％を計算した。この結果を表１に示す。
【００５８】
また、表１の結果より、粉体濃度０．１ｋｇ／ｍ３以下の場合について、粉体濃度と再生細骨材の吸水率の関係をグラフ化し、図２に示す。粉体濃度と回収率の関係をグラフ化し、図３に示す。
【表１】
2006016277.tif 000003
【００５９】
表１及び図２、図３の結果より明らかなように、粉体濃度が変化することにより、得られる再生細骨材の品質（吸水率）が変化する。たとえば、粉体濃度が０．０１〜１．０ｋｇ／ｍ３のとき、再生細骨材の吸水率は３．５％以下となり、高品質の細骨材が得られる。粉体濃度が０．０１〜３．０ｋｇ／ｍ３のとき、中程度の品質の再生細骨材が得られる。
【００６０】
また、図２より明らかなように、粉体濃度が０．０１ｋｇ／ｍ３より小さいと、吸水率が２．２４％で一定となり、骨材の吸水率が変わらず、これ以上吸水率の低い骨材を製造することができない。
【００６１】
一方、図３より明らかなように、粉体濃度と再生骨材の回収率との関係では、粉体濃度が低くなればなるほど、回収率が小さくなり、再生効率が落ちることから、粉体濃度は０．０１ｋｇ／ｍ３以上が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に好適に使用されるケージ型摩砕装置の概略断面図である。
【図２】粉体濃度と再生細骨材の吸水率の関係を示すグラフ。
【図３】粉体濃度と回収率の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００６３】
１  ケーシング
２、３  円盤（ロータディスク）
２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ  打撃ピン
４  ディスク
１０、１１  回転軸
１２  投入口
１３  排出口
１４  微粉排出口
【図１】
2006016277.tif 000004
【図２】
2006016277.tif 000005
【図３】
2006016277.tif 000006