(57)【要約】【課題】微粉末の発生を抑制し、粒形の改善と適度な粒度構成を有する骨材の製造方法を提供する。【解決手段】原料１を破砕機で破砕して、所定の直径未満の初期骨材２を得る。得られた初期骨材２を、一次粗骨材３と、一次細骨材４とに分級する一次分級工程を行なう。一次粗骨材３と一次細骨材４とを混合して得られる骨材混合物５を摩砕機で摩砕する摩砕工程を行なう。摩砕工程で得られた摩砕骨材６を、二次粗骨材７と、第１の二次細骨材８と、第１の二次細骨材よりも粒度が粗い第２の二次細骨材９とに分級する二次分級工程を行なう。コンクリートなどの骨材として利用される第１の二次細骨材８を得ると共に、第２の二次細骨材９をリターンして、骨材混合物５へ混合する。このとき、骨材混合物５の全量基準で、細骨材（一次細骨材６と第２の二次細骨材９）の量を９０〜３５質量％、とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料を破砕して得られた初期骨材を、粗骨材と、細骨材とに分級する分級工程と、
該分級工程によって得られた、粗骨材と細骨材とを混合して得られた骨材混合物を摩砕する摩砕工程とを備え、
前記骨材混合物の全量基準で、細骨材の量を９０〜３５質量％とする
骨材の製造方法。
【請求項２】
前記骨材混合物の全量基準で、細骨材の量を９０〜４０質量％とする
請求項１に記載の骨材の製造方法。
【請求項３】
前記骨材混合物の全量基準で、細骨材の量を９０〜４５質量％とする
請求項１に記載の骨材の製造方法。
【請求項４】
前記摩砕工程で摩砕して得られた摩砕骨材を、粗骨材と、第１の細骨材と、該第１の細骨材よりも粒度が粗い第２の細骨材とに分級し、該第２の細骨材をリターンして前記骨材混合物に混合する
請求項１〜３のいずれか１つに記載の骨材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は骨材の製造方法に関する。詳しくは、コンクリート用骨材の製造方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートは複合材料であり、その構成成分は、セメント、骨材、混和材料、および水などである。そして、コンクリートの強度を高めるためには、骨材の強度などを高める必要がある。
そこで、コンクリートを強化することによって、高強度コンクリート構造物を実現するために、品質のバラツキの少ない良質の高強度な骨材が求められている。
一方、良質な河川骨材（川砂、川砂利）などの枯渇に伴い、多種多様な骨材（砕砂、高炉スラグ骨材、コンクリート再生骨材など）が使用されるようになり、その結果、低品質例えば強度（硬度）の低い骨材を採用してしまうという問題も発生する。そして、強度の低い骨材が使用されると、セメントペーストの強度を高めても、構造体としての強度には問題が生じ、安定した強度を有する高強度コンクリート構造物を構築できない。
そこで、高強度コンクリート構造物を構築するために、様々な改善が提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、砕石である粗骨材の球形率を６５％から８０％に高めることによって、高強度のコンクリート硬化物を得ることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２４０４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、球形率を限定してはいるものの、粗骨材であるがため微粉末などが発生しやすく、発生した微粉末によりコンクリートの品質に支障が生じる場合があった。
【０００６】
また、砕砂（砕石砂）は、天然骨材（海砂、川砂など）に比べて、（１）実積率が小さい（粒形が角張っている）、（２）粒度構成に偏りがある、（３）微粒分量が多い、という特徴があった。特に、砕砂は、粒形が角張るため、天然骨材を使用した場合に比べて、所要のスランプを確保するためには、単位水量が増加する傾向にある。そして、単位水量の増加はコンクリートの耐久性の低下の一因ともなる。
一方、単位水量を一定とした場合は、スランプが小さくなるため、コンクリートの施工性の低下を招く。
このような状況であるため、天然骨材に近づけるべく、粒度分布が適切な（バラツキの少ない）骨材を製造する方法が求められている。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、微粉末の発生を抑制し、粒形の改善と適度な粒度構成を有する骨材を製造することができる骨材の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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の骨材の製造方法は、原料を破砕して得られた初期骨材を、粗骨材と、細骨材とに分級する分級工程と、該分級工程によって得られた、粗骨材と細骨材とを混合して得られた骨材混合物を摩砕する摩砕工程とを備え、前記骨材混合物の全量基準で、細骨材の量を９０〜３５質量％とする。
【０００９】
ここで、粗骨材と細骨材の混合物である骨材混合物の全量基準で、細骨材の量を９０〜３５質量％として、この骨材混合物を摩砕することによって、ぶつかり合うと共にすり合う粗骨材の間に細骨材が入り込み、粗骨材同士のぶつかり合いが緩和され、適度な「すり合い」状態が生じる。
また、本発明において「破砕」とは、骨材を砕いて、さらに直径の小さい骨材にすることを意味する。
また、本発明において「摩砕」とは、骨材を砕いて直径の小さい骨材にするのではなく、角張った骨材の角を取ったり、骨材の表面の凹凸を改善して滑らかにしたりすることを意味する。換言すれば、「粒形の改善処理」である。
なお、通常、破砕処理は破砕機で、摩砕処理は摩砕機で行うが、１つの機械において、処理条件などを変えて、破砕処理と摩砕処理を行うこともある。
また、破砕処理において部分的に骨材が摩砕されることもあるが、破砕処理では骨材を砕くことで、さらに直径の小さい骨材にすることを目的として処理を行なっているのであり、角張った骨材の角を取ることを目的として処理を行なっているのではない。また逆に、摩砕処理において部分的に骨材が破砕されることもあるが、摩砕処理では角張った骨材の角を取ったり、骨材の表面の凹凸を改善して滑らかにしたりすることを目的として処理を行なっているのであり、骨材を砕くことで、さらに直径の小さい骨材にすることを目的として処理を行なっているものではない。
【００１０】
また、本発明の骨材の製造方法において、骨材混合物の全量基準で、細骨材の量を９０〜４０質量％とすることや、骨材混合物の全量基準で、細骨材の量を９０〜４５質量％とすることができる。
【００１１】
また、本発明の骨材の製造方法において、摩砕工程で摩砕して得られた摩砕骨材を、粗骨材と、第１の細骨材と、第１の細骨材よりも粒度が粗い第２の細骨材とに分級し、第２の細骨材をリターンして骨材混合物に混合する場合、第１の細骨材をそのまま砕砂などの製品として販売することも可能となり、また、余分な粗い粒度の第２の細骨材を骨材混合物と混合して、骨材混合物中の細骨材量を増やすので、余分な第２の細骨材を有効利用することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る骨材の製造方法によって、微粉末の発生を抑制し、粒形の改善と適度な粒度構成を有する骨材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明である骨材の製造方法の流れの一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
図１は、本発明である骨材の製造方法の流れの一例を示す概略図である。
原料（例えば岩山から採取された岩石や、溶融スラグ）１を破砕機で破砕して、所定の直径未満の初期骨材２を得る。
次に、得られた初期骨材２を、一次粗骨材３と、一次細骨材４とに分級（ふるい分け）する一次分級工程を行なう。この場合、一次粗骨材３の直径が、例えば、２３ｍｍ未満５ｍｍ以上、もしくは１５ｍｍ未満５ｍｍ以上、もしくは１３ｍｍ未満５ｍｍ以上、もしくは１０ｍｍ未満５ｍｍ以上となるように分級する。
さらに、一次粗骨材３と一次細骨材４とを混合して得られる骨材混合物５を摩砕機（例えば、デッドストック型のバーマック（商標））で摩砕する摩砕工程を行なう。
そして、摩砕工程で得られた摩砕骨材６を、二次粗骨材７と、第１の二次細骨材８と、第１の二次細骨材よりも粒度が粗い第２の二次細骨材９とに分級する二次分級工程を行なう。このとき、摩砕工程を行ないながら二次分級工程も行なう。
そして、コンクリートなどの骨材として利用される第１の二次細骨材８を得ると共に、第２の二次細骨材９をリターンして、骨材混合物５へ混合する。
このとき、骨材混合物５の全量基準で、細骨材（一次細骨材６と第２の二次細骨材９）の量は、上限値が９０質量％以下、もしくは８０質量％以下、もしくは６５質量％以下であり、下限値が３５質量％以上、もしくは４０質量％以上、もしくは４５質量％以上、もしくは５０質量％以上、もしくは５５質量％以上、もしくは６０質量％以上、もしくは７０質量％以上である。
なお、当然ながら、第２の二次細骨材９をリターンしていないときは、細骨材の量は、一次細骨材６のみの量である。したがって、例えば、第２の二次細骨材９をリターンするときであって、骨材混合物５の細骨材の量を７０質量％に設定する場合は、リターンする第２の二次細骨材９の量も考慮して、一次細骨材６の量は設定量よりも少なくする。
【００１５】
また、骨材混合物の全量基準で、細骨材の割合が９０質量％より多い場合、骨材混合物が細骨材のみに近い状態となり、摩砕の効果が低下してしまうので好ましくない。また、骨材混合物の全量基準で、細骨材の割合が３５質量％より少ない場合、骨材混合物の中で粗骨材が増加する方向になり、粗骨材同士のぶつかりが多くなって、摩砕よりも破砕される方が強くなり、角張った骨材が生産されるようになるので好ましくない。
【００１６】
また、骨材混合物の全量基準で、細骨材の割合を９０〜３５質量％にするのであれば、必ずしも摩砕工程で摩砕して得られた摩砕骨材を、粗骨材と、第１の細骨材と、第１の細骨材よりも粒度が粗い第２の細骨材とに分級し、第２の細骨材をリターンして骨材混合物に混合しなくてもよい。しかし、第１の細骨材と、第２の細骨材とに分級すれば、第１の細骨材をそのまま砕砂などの製品として販売することも可能となり、また、余分な粗い粒度の第２の細骨材をリターンして骨材混合物と混合すれば、骨材混合物中の細骨材量を増やせるので、余分な第２の細骨材を有効利用することができ、好ましい。
【００１７】
次に、実施例を示して、本発明をさらに詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
岩山から採取された岩石を破砕機で破砕して、直径１００ｍｍ未満の初期骨材を得た。
次に、得られた直径１００ｍｍ未満の初期骨材を、直径２３ｍｍ未満５ｍｍ以上の粗骨材と、直径５ｍｍ未満の細骨材とに分級した。
次に、得られた細骨材と、粗骨材とを混合して得られた骨材混合物を摩砕し、得られた摩砕骨材を、直径５ｍｍ以上の粗骨材と、直径３．５ｍｍ未満の第１の細骨材（砕砂（コンクリート用骨材））と、直径５ｍｍ未満３．５ｍｍ以上の第２の細骨材とに分級した。
そして、直径５ｍｍ未満３．５ｍｍ以上の第２の細骨材をリターンして骨材混合物へ混合した。このとき、骨材混合物の全量基準で、細骨材の量を７０質量％、粗骨材の量を３０質量％とした。
製造された砕砂の、表乾密度、吸水率、粗粒率、微粒分量、及び粒形判定実積率を表１に示す。
なお、表乾密度と吸水率は、「ＪＩＳ  Ａ  １１０９  細骨材の密度及び吸水率試験方法」に準拠して求めた。
また、粗粒率は、「ＪＩＳ  Ａ  １１０２  骨材のふるい分け試験方法」に準拠して求めた。
また、微粒分量は、「ＪＩＳ  Ａ  １１０３  骨材の微粒分量試験方法」に準拠して求めた。骨材から持ち込まれる微粉がコンクリートの品質に影響を及ぼさないためには、微粒分量の値が小さいことが望ましい。
また、粒形判定実積率は、「ＪＩＳ  Ａ  １１０４  骨材の単位容積質量及び実積率試験方法」に準拠して求めた。一般に、粒形が丸みをおび、大小粒が適度に混合していれば、粒形判定実積率は高くなる傾向が知られている。
【００１９】
次に、製造された砕砂を細骨材として、表２に示される配合１〜３に使用し、練混ぜ直後のコンクリートの品質について、スランプと、空気量と、温度と、圧縮強度とを測定した。結果を表３に示す。
【００２０】
ここで、セメントとして、株式会社トクヤマ製の普通ポルトランドセメント（密度３．１６ｇ／ｍ３）を使用した。
また、粗骨材として、福岡県糸島郡志摩町大字桜井で産出された砕石（密度２．７８ｇ／ｍ３）を使用した。
また、混和剤として、日本シーカ株式会社製のＡＥ減水剤（プラストクリート（登録商標）３０Ｎ）を使用した。
また、水として、地下水を利用した。
なお、スランプは、「ＪＩＳ  Ａ  １０１１  コンクリートのスランプ試験方法」に準拠して測定した。
また、空気量は、「ＪＩＳ  Ａ  １１２８  フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法」に準拠して測定した。
また、圧縮強度は、「ＪＩＳ  Ａ  １１３２  コンクリートの強度試験用供試体の作り方」及び「ＪＩＳ  Ａ  １１０８  コンクリートの圧縮強度試験方法」に準拠して測定した。また、材令２８日の供試体を用いた。
【比較例１】
【００２１】
摩砕骨材を、直径５ｍｍ以上の粗骨材と、直径３．５ｍｍ未満の第１の細骨材とに分級しただけで、直径５ｍｍ未満３．５ｍｍ以上の第２の細骨材をリターンして骨材混合物に混合しなかった点と、このとき、骨材混合物の全量基準で、細骨材の量を１０質量％、粗骨材の量を９０質量％とした点以外は、実施例１と同様にして直径３．５ｍｍ未満の砕砂を製造した。
製造された砕砂の、表乾密度、吸水率、粗粒率、微粒分量、及び粒形判定実積率を表１に示す。
【００２２】
次に、製造された砕砂を細骨材として、表２に示される配合１〜３に使用し、練混ぜ直後のコンクリートの品質について、スランプと、空気量と、温度と、圧縮強度とを測定した。結果を表３に示す。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
【表２】
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【００２５】
【表３】
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【実施例２】
【００２６】
骨材混合物の全量基準で、細骨材の量を９０質量％、粗骨材の量を１０質量％とした点以外は、実施例１と同様にして直径３．５ｍｍ未満の砕砂を製造した。
製造された砕砂の、表乾密度、吸水率、粗粒率、微粒分量、及び粒形判定実積率を表４に示す。
次に、製造された砕砂を細骨材として、表５に示される配合４〜６に使用し、練混ぜ直後のコンクリートの品質について、スランプと、空気量と、温度と、圧縮強度とを測定した。結果を表６に示す。
【００２７】
ここで、セメントとして、株式会社トクヤマ製の普通ポルトランドセメント（密度３．１６ｇ／ｍ３）を使用した。
また、粗骨材として、大分県津久見市津久見願寺で産出された石灰石（密度２．７０ｇ／ｍ３）を使用した。
また、混和剤として、日本シーカ株式会社製のＡＥ減水剤（プラストクリート（登録商標）３０Ｎ）を使用した。
また、水として、地下水を利用した。
【比較例２】
【００２８】
骨材混合物の全量基準で、細骨材の量を１０質量％、粗骨材の量を９０質量％とした点以外は、比較例１と同様にして直径３．５ｍｍ未満の砕砂を製造した。
製造された砕砂の、表乾密度、吸水率、粗粒率、微粒分量、及び粒形判定実積率を表４に示す。
次に、製造された砕砂を細骨材として、表５に示される配合４〜６に使用し、練混ぜ直後のコンクリートの品質について、スランプと、空気量と、温度と、圧縮強度とを測定した。結果を表６に示す。
【００２９】
【表４】
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【００３０】
【表５】
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【００３１】
【表６】
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【００３２】
表１及び表４の結果から明らかなように、本発明の方法で製造された砕砂は、従来の方法で製造された砕砂に比べて微粒分量が少なかった。これは、本発明の方法が、過粉砕を抑制し、その結果、微粉末の発生を抑制していることを示している。
また、表１及び表４の結果から明らかなように、本発明の方法で製造された砕砂は、従来の方法で製造された砕砂に比べて粒形判定実積率が高かった。このことから、本発明の方法で製造された砕砂は、従来の方法で製造された砕砂に比べて、尖った角が少なく、扁平率も少なく、粒形及び粒度分布が良いことが判る。
【００３３】
また、表３及び表６の結果から明らかなように、本発明の方法で製造した砕砂を用いて練混ぜたコンクリートは、従来の方法で製造した砕砂を用いて練混ぜたコンクリートよりも大きなスランプを示した。よって、本発明の方法で製造した砕砂を用いたコンクリートは、従来の方法で製造した砕砂を用いたコンクリートに比べて施工性（ワーカビリティ）が高いと言える。
【００３４】
以上のように、本発明の方法は、粗骨材と細骨材の混合物である骨材混合物の全量基準で、細骨材の量を９０〜３５質量％として、この骨材混合物を摩砕するので、ぶつかり合うと共にすり合う粗骨材の間に細骨材が入り込み、粗骨材同士のぶつかり合いが緩和され、適度な「すり合い」状態が生じる。すなわち、粗骨材も細骨材も、どちらも大きく砕かれることなく、それぞれ角が取れて粒形が整えられ、よって、微粉末の発生を抑制し、粒形の改善と適度な粒度構成を有する骨材を製造することができる。
【００３５】
また、直径３．５ｍｍ未満の第１の細骨材と、直径５ｍｍ未満３．５ｍｍ以上の第２の細骨材とに分級しているので、直径３．５ｍｍ未満の第１の細骨材をそのまま砕砂などの製品として販売することも可能となる。
また、直径５ｍｍ未満３．５ｍｍ以上の第２の細骨材をリターンして、骨材混合物中の細骨材量を増やしているので、直径５ｍｍ未満３．５ｍｍ以上という余分な第２の細骨材を有効利用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１    原料
２    初期骨材
３    一次粗骨材
４    一次細骨材
５    骨材混合物
６    摩砕骨材
７    二次粗骨材
８    第１の二次細骨材
９    第２の二次細骨材
【図１】
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