(57)【要約】【課題】コンクリート廃材から、コンクリート用の再生骨材を効率良く高品質で回収することを可能とする再生骨材の製造方法を提供すること。【解決手段】コンクリート廃材からなる原料を、第１のふるい装置に供給してふるい分けし、ふるい分けされた所定粒径以下の成分を、粒子相互間の衝撃摩砕作用により破砕を行う破砕装置に供給して破砕し、破砕された成分を分級機により分級して微細粒子を集塵機にて回収し、残りの破砕物を再生砂として回収するとともに、前記ふるい分けされた所定粒径以上の成分を粒子同士のもみ合いを利用する磨鉱作用により研磨を行う研磨装置に供給して研磨し、研磨後の成分を第２のふるい装置に供給してふるい分けして得られた所定粒径範囲の成分を再生骨材として回収する。【選択図】  図２
2004238274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート廃材からなる原料を、第１のふるい装置に供給してふるい分けし、ふるい分けされた所定粒径以下の成分を、粒子相互間の衝撃摩砕作用により破砕を行う破砕装置に供給して破砕し、破砕された成分を分級機により分級して微細粒子を集塵機にて回収し、残りの破砕物を再生砂として回収するとともに、前記ふるい分けされた所定粒径以上の成分を粒子同士のもみ合いを利用する磨鉱作用により研磨を行う研磨装置に供給して研磨し、研磨後の成分を第２のふるい装置に供給してふるい分けして得られた所定粒径範囲の成分を再生骨材として回収することを特徴とする再生骨材の製造方法。
【請求項２】
前記第２のふるい装置にてふるい分けされた所定粒径以下の成分を前記破砕装置に供給して破砕することを特徴とする請求項１記載の再生骨材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は再生骨材の製造方法に関し、より詳しくはコンクリート廃材から高品質の再生骨材を効率良く回収することが可能な再生骨材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建築物の解体等に伴って排出されるコンクリート廃材は、その一部が路盤材や埋め戻し材として再利用されているが、多くは廃棄物として埋め立て処分されていた。
しかしながら、東京や大阪等の大都市圏を中心に処分地の確保が年々困難となっていることから、従来の路盤材や埋め戻し材としての再利用方法に代わる、より有効なコンクリート廃材の再利用方法の創出が望まれていた。
一方、砂利や河砂等の天然骨材は枯渇しつつあり、その採取は年々困難となっていることから、コンクリート廃材に含まれる骨材を再利用することは、資源保護の観点からも重要であった。
これら発生するコンクリート廃材のうち、約８０％は何らかの形で再利用されているが、再びコンクリートとして再生される割合、即ち再生資源利用率はコンクリート廃材の場合、約２０％程度と低いのが現状である。
【０００３】
尚、コンクリート廃材を破砕して骨材として再利用しようとする試みも種々なされているが、コンクリート廃材を破砕して得られた再生骨材の表面にはモルタル分が付着しているため、吸水率が高くなり、コンクリート用骨材として使用した場合にはコンクリートの強度が大きく低下してしまうという問題があった。
【０００４】
かかる実情に鑑みて、廃材表面に付着したモルタル分を除去して良質な再生骨材を得ようとする方法も提案されているが（例えば、特許文献１参照。）、従来提案されている方法は、モルタル分を充分に除去できなかったり、複雑で多くの工程を必要とし処理効率が悪いものであったりするなど、実用性の面で満足できるものではなかった。
また、従来の方法により得られた再生骨材は、実績率が低いため、生コンクリートを練る際の流動性が低くなって多量の練り混ぜ水を必要とし、得られるコンクリートの強度及び耐久性が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−３００３５６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであって、コンクリート廃材から、コンクリート用の再生骨材を効率良く高品質で回収することができ、強度及び耐久性に優れたコンクリートを得ることを可能とする再生骨材の製造方法を提供せんとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、コンクリート廃材からなる原料を、第１のふるい装置に供給してふるい分けし、ふるい分けされた所定粒径以下の成分を、粒子相互間の衝撃摩砕作用により破砕を行う破砕装置に供給して破砕し、破砕された成分を分級機により分級して微細粒子を集塵機にて回収し、残りの破砕物を再生砂として回収するとともに、前記ふるい分けされた所定粒径以上の成分を粒子同士のもみ合いを利用する磨鉱作用により研磨を行う研磨装置に供給して研磨し、研磨後の成分を第２のふるい装置に供給してふるい分けして得られた所定粒径範囲の成分を再生骨材として回収することを特徴とする再生骨材の製造方法に関する。
請求項２に係る発明は、前記第２のふるい装置にてふるい分けされた所定粒径以下の成分を前記破砕装置に供給して破砕することを特徴とする請求項１記載の再生骨材の製造方法に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る再生骨材の製造方法の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明に係る再生骨材の製造方法における前処理工程を示すフローシートである。
本発明に係る再生骨材の製造方法では、コンクリート廃材が原料とされる。
原料は、先ずホッパー（１）へと収容され、フィーダー（レシプロフィーダー）（２）により一定量ずつグリズリーフィーダー（３）へと供給される。
グリズリーフィーダー（３）は供給されてきた原料を例えば５０ｍｍを超える成分と５０ｍｍ以下の成分とに選別して、５０ｍｍを超える成分については１次破砕機（４）へと供給する。
【０００９】
１次破砕機（４）としてはジョークラッシャー等の圧縮破砕機が使用され、１次破砕機（４）において破砕された原料は搬送装置（５）を介してふるい装置（６）へと供給される。本発明において、搬送装置としてはベルトコンベアが好適に使用され、これは以下の搬送装置についても同様である。
搬送装置（５）の上部には磁力選別装置（７）が設けられており、鉄屑等の金属異物は搬送装置（５）による搬送中に除去される。
【００１０】
ふるい装置（６）に供給された破砕後の原料は、２５ｍｍを超える成分と２５ｍｍ以下の成分とに分別され、２５ｍｍを超える成分は、搬送装置（８）により搬送される。
そして、２５ｍｍ以下の成分はふるい目を通過して、搬送装置（１６）により搬送され、粒径０〜２５ｍｍの再生粒度調整砕石（ＲＭ）として回収される。
【００１１】
搬送装置（８）により搬送された２５ｍｍを超える成分は２次破砕機（９）へと供給されて更に細かく破砕され、破砕された成分は搬送装置（１０）によって搬送装置（５）へと供給され、再度ふるい装置（６）へと供給されて上記の如くふるい分けされる。そして、この２次破砕機（９）による破砕は、全ての成分が２５ｍｍ以下となるまで繰り返される。
２次破砕機（９）としては、インペラ−ブレーカー（商品名：川崎重工株式会社製）等の打撃衝突作用を利用して破砕を行う破砕機が好適に使用される。
【００１２】
一方、グリズリーフィーダー（３）にて選別された５０ｍｍ以下の成分は、搬送装置（１１）を介して第２ふるい装置（１２）へと供給される。
搬送装置（１１）の上部には磁力選別装置（１３）が設けられており、鉄屑等の金属異物は搬送装置（１１）による搬送中に除去される。
【００１３】
第２ふるい装置（１２）では、供給された５０ｍｍ以下の成分を２５ｍｍを超える成分と２５ｍｍ以下の成分とに分別し、２５ｍｍを超える成分については、搬送装置（８）により２次破砕機（９）へと供給して破砕する。
２次破砕機（９）で破砕された成分は搬送装置（１０）によって搬送装置（５）へと供給されて前述の如くふるい分けされる。そして、この２次破砕機（９）による破砕は全ての成分が２５ｍｍ以下となるまで繰り返される。
【００１４】
第２ふるい装置（１２）にて分別された２５ｍｍ以下の成分は、搬送装置（１４）（１５）により搬送されて、搬送装置（１６）と合流して粒径０〜２５ｍｍの再生粒度調整砕石（ＲＭ）として回収される。
【００１５】
以上が本発明に係る再生骨材の製造方法の前処理工程であり、本発明では上記工程においてふるい装置（６）にてふるい分けされた０〜２５ｍｍの成分の一部が原料として使用される。
【００１６】
図２は、上記した０〜２５ｍｍの成分を原料として再生骨材を得るための、本発明に係る再生骨材の製造方法のフローシートである。
尚、以下の装置の説明において、「第１の」、「第２の」という語句はあくまでも図２の工程における装置間の関係を示すために用いており、前述の前処理工程における装置との関係を示すものではない。
原料となるコンクリート廃材の破砕物は、前述の前処理工程によって所定の粒径範囲（０〜２５ｍｍ）に調製されて、第１のふるい装置（２１）に供給され、１３ｍｍ以下の成分と１３ｍｍを超える成分とにふるい分けされる。尚、第１ふるい装置（２１）におけるふるい分けの境界粒度は１３ｍｍに限定されるものではなく、例えば８ｍｍなど他の粒度を境界としてふるい分けしてもよい。
【００１７】
そして、１３ｍｍ以下（０〜１３ｍｍ）の成分は、第１の破砕機（２２）に供給されて破砕される。尚、第１の破砕機（２２）で破砕される成分は、第１ふるい分け装置（２１）にてふるい分けされた小径成分であり、上記した如く例えば８ｍｍを境界としてふるい分けした場合には８ｍｍ以下の成分が供給される。
第１の破砕機（２２）としては、衝撃磨砕作用を利用して破砕を行う破砕機が使用され、具体的には、衝撃磨砕式の製砂機として使用されているスーパーサンダー（商品名：川崎重工株式会社製）が好適に使用される。
この第１の破砕機では、装置内の空間に供給された原料は高い充填状態のもとで粒子が粒子を破砕する粒子相互間の衝撃磨砕が行われ、これによって原料表面に付着したモルタル分の大部分が除去される。
【００１８】
第１の破砕機（２２）により破砕された破砕物は、第３のふるい装置（２３）に供給されて、小径成分と大径成分とにふるい分けされる。このふるい分けの粒径の境界値は、所望する最終製品に応じて適宜設定することができるが、例えば５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ等とされる。
図示例は、０〜５ｍｍの成分と５ｍｍ以上の成分とにふるい分けした場合を示しており、以下の説明は図示例に基づいて行う。
そして、粒径５ｍｍ以上の成分は、再び第１の破砕機（２２）に供給されて破砕される。尚、この第３のふるい装置（２３）によるふるい分けと第１の破砕機（２２）による破砕は、全ての成分が５ｍｍ以下になるまで繰り返される。
【００１９】
第３のふるい装置（２３）によってふるい分けされた５ｍｍ以下の成分は、分級機（２４）に供給されて分級される。
分級機（２４）としては、例えば、サンドクリエートセパレータ（商品名：株式会社セラ・テック製）等のエアセパレータを好適に使用することができる。
分級機（２４）には集塵機（２５）が接続されており、分級処理において生じたモルタル分を多く含む微細粒子は集塵機（２５）により回収される。
【００２０】
集塵機（２５）により微細粒子が除去された残りの成分は、そのまま粒径０〜５ｍｍの再生砂として回収してもよいが、第２の破砕機（２６）に供給することもできる。
第２の破砕機（２６）としては、第１の破砕機（２２）と同様の衝撃磨砕作用を利用して破砕を行う破砕機が使用され、具体的には、衝撃磨砕式の製砂機として使用されているスーパーサンダー（商品名：川崎重工株式会社製）が好適に使用される。
この第２の破砕機では、装置内の空間に供給された原料は高い充填状態のもとで粒子が粒子を破砕する粒子相互間の衝撃磨砕が行われ、これによって表面に残存付着していたモルタル分が完全に除去される。
【００２１】
第１のふるい装置（２１）にてふるい分けされた１３ｍｍを超える成分、即ち粒径１３〜２５ｍｍの成分は研磨装置（２７）に供給される。
研磨装置（２７）としては、粒子同士のもみ合いを利用する磨鉱作用により研磨を行う研磨装置、例えばドラムリクレーマー（商品名：川崎重工株式会社製）やＳＫ磨鉱機（商品名：株式会社セラ・テック製）が好適に使用される。
【００２２】
図３は研磨装置（２７）の構成の一例を示す概略断面図である。
研磨装置（２７）は、互いに逆向きに回転する２つの回転軸を所定間隔をあけて同一軸線上に水平に配置し、一方の回転軸（８０）の基端部寄り上部位置に原料投入用の入口シュート（８１）を設けるとともに、この入口シュート（８１）の下端部と連通するように回転軸先端方向に向けてテーパ状に拡径し且つ開口した供給ロータ（８２）を回転軸（８０）と一体に配設し、さらに他方の回転軸（８３）の先端に供給ロータ（８２）に向けて開口し且つ供給ロータ（８２）の先端開口部よりも大径とされた円筒状の排出ロータ（８４）を取り付け、この他方の回転軸（８３）を伸縮自在に構成している。
【００２３】
この研磨装置によれば、入口シュート（８１）から投入された原料は、回転軸（８０）の回転に伴って発生する遠心力の作用により供給ロータ（８２）のテーパに沿って排出ロータ（８４）内へと導かれ、回転軸（８３）の回転に伴って発生する遠心力の作用により排出ロータ（８４）の周縁部へと押し付けられて供給ロータ（８２）との間の隙間から排出される。そして、この一連の作用において供給ロータ（８２）と排出ロータ（８４）とが互いに逆向きに回転することによって原料はその表面が互いにこすり合わされる磨鉱作用により、破砕物に付着したモルタル分が除去される。
また、この装置において、他方の回転軸（８３）を伸縮させることにより、供給ロータ（８２）と排出ロータ（８４）との間隙を変化させることができ、これによって原料のロータ内での滞留時間を容易に調節することができる。
【００２４】
また、研磨装置（２７）として、図３に示す研磨装置（２７）において、回転軸（８０）（８３）を垂直方向に配置するとともに、供給ロータ（８２）を上部に配設し、排出ロータ（８４）を下部に配設した構成を有した装置を使用することもできる。
図４はこのような構成を有する研磨装置（２７）を示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）はその一部断面側面図である。
この研磨装置（２７）は、互いに逆向きに回転する２つの回転軸を所定間隔をあけて同一軸線上に垂直に配置し、一方の回転軸（８０）の基端部寄り上部位置に原料投入用の入口シュート（８１）を設けるとともに、この入口シュート（８１）の下端部と連通するように回転軸先端方向に向けてテーパ状に拡径し且つ開口した供給ロータ（８２）を回転軸（８０）と一体に配設し、さらに他方の回転軸（８３）の先端に供給ロータ（８２）に向けて開口し且つ供給ロータ（８２）の先端開口部と略同径とされた円筒状の排出ロータ（８４）を取り付けている。また、この排出ロータ（８４）の外周面外側には、該外周面との間に所定の間隙を有するように上方に開口された開口部と、該開口部と連通するように下向きに傾斜された排出路を有する排出シュート（８５）が配設されている。
【００２５】
この研磨装置（２７）では、調整ネジ（８７）を操作することにより、供給ロータ（８２）を上下動させて排出ロータ（８４）との間隙を変化させることができるようになっている。
また、この研磨装置（２７）では、回転軸（８０）（８３）の駆動装置として、油圧モーター（８６）が使用されており、チェーンによる動力伝達により回転軸を駆動している。これによって電気モーターとベルトを使用した場合に比べて、負荷に抗して安定した連続回転を得ることができる。尚、図３に示す研磨装置において油圧モーターとチェーンを使用する構成を採用することも可能である。
【００２６】
研磨装置（２７）から取り出された原料（粒径０〜２５ｍｍ）は、第２のふるい装置（２８）に供給されて５ｍｍ以下の成分と５ｍｍ以上の成分とにふるい分けされ、５ｍｍ以下（０〜５ｍｍ）の成分は第１の破砕機（２２）に供給されて破砕される。
そして、５ｍｍ以上（５〜２５ｍｍ）の成分は、再生骨材として回収される。
【００２７】
尚、本発明においては、第２のふるい装置（２８）にてふるい分けされた５ｍｍ以上（５〜２５ｍｍ）の成分を、再度研磨装置（２７）に供給して研磨を行う構成を採用することも可能である。このような構成を採用することで、より高品質（特に吸水率が低い）の再生骨材を回収することが可能となる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明に係る再生骨材の製造方法の実施例を示すことによって本発明の効果をより明確なものとする。但し、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
（実施例）
現場より搬入されたコンクリート廃材を図１及び図２に示す工程に従って処理し、最終的に回収された粒径０〜５ｍｍの再生砂（再生細骨材）と５〜２５ｍｍの再生骨材（再生粗骨材）について品質試験を行い、絶乾比重、吸水率、安定性、洗い損失量の各項目について測定した。
結果を表１に示す。
【表１】
2004238274.tif 000003
【００２９】
表１に示されるように、本発明に係る方法によって回収された各成分は、いずれも絶乾比重、吸水率、安定性、洗い損失量の全ての項目において、コンクリート用骨材としての規格（ＪＩＳＡ５００４）を満たしていた。
【００３０】
また、上記回収された粒径０〜５ｍｍの再生砂（再生細骨材）と５〜２５ｍｍの再生骨材（再生粗骨材）について、比表面積及び実績率を測定した。
結果を表２に示す。
【表２】
2004238274.tif 000004
【００３１】
表２に示されるように、本発明に係る方法によって回収された各成分の実績率は共に大きく、また再生砂の比表面積は１５０ｃｍ２／ｃｍ３程度の扱い易い適度な値であった。実績率が高いのは、骨材表面に僅かに残存付着したモルタルにより比較的丸い形状となっているためであると思われる。只、表１に示した如く、残存モルタル量は吸水率等の品質に問題ない程度であるため、本発明により得られる再生骨材は、高い実績率と低い吸水率を両立できるコンクリート用骨材として使用するのに非常にバランスの良いものであるといえる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る再生骨材の製造方法によれば、コンクリート廃材の表面に付着したモルタル分を確実に除去して、コンクリート用骨材としての規格を満たす再生骨材を効率良く回収することが可能となり、資源保護や環境保全に大いに貢献することができるという優れた効果を奏する。
また、本発明に係る方法によれば、実績率が大きい再生骨材が得られ、生コンクリートを練る際に流動性が高くなって使用するセメント及び水の量を少なくすることができ、強度及び耐久性に優れた高品質のコンクリートを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る再生骨材の製造方法における前処理工程を示すフローシートである。
【図２】本発明に係る再生骨材の製造方法を示すフローシートである。
【図３】研磨装置の構成の一例を示す概略断面図である。
【図４】研磨装置の構成の他の例を示す図である。
【符号の説明】
２１      第１のふるい装置
２２      第１の破砕機
２３      第３のふるい装置
２４      分級機
２６      第２の破砕機
２７      研磨装置
２８      第２のふるい装置
【図１】
2004238274.tif 000005
【図２】
2004238274.tif 000006
【図３】
2004238274.tif 000007
【図４】
2004238274.tif 000008