(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
解体コンクリートのうち、特に粗骨材として砕石を用いるとともに細骨材として海砂または砕砂を用いた解体コンクリートに対して、すりもみにより硬化セメントペーストをすり落とす処理を施すことによって砕石／海砂起源の再生細骨材または砕石／砕砂起源の再生骨材を回収し、得られた上記砕石／海砂起源の再生細骨材または上記砕石／砕砂起源の再生骨材に、０．３〜１．２ｍｍの中間粒度範囲の骨材粒の量が、細骨材としての全骨材粒の量の５０重量パーセント以上の割合となるように分級した天然砂からなる粒度調整細骨材を混在させることを特徴とする粒度調整再生細骨材の製造方法。
【請求項２】
上記天然砂が、海砂であることを特徴とする請求項１に記載の粒度調整再生細骨材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、解体コンクリートから再生された再生細骨材に関するものであり、特に粒度分布の改善を図った粒度調整再生細骨材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、資源のリサイクルの観点から、解体に伴って廃棄されるコンクリートからセメントや細骨材、粗骨材等を再生することが行われている。解体コンクリートから再生される再生細骨材としては、例えば砂利からなる粗骨材と、山砂及び川砂からなる細骨材とを含有する解体コンクリートから再生される砂利／山川砂起源の再生細骨材や、砕石からなる粗骨材と、海砂からなる細骨材とを含有する解体コンクリートから再生される砕石／海砂起源の再生細骨材や、砕石からなる粗骨材と、砕砂からなる細骨材とを含有する解体コンクリートから再生される砕石／砕砂起源の再生細骨材などがある。なお、砕石や砕砂は、岩石等を破砕することによって人工的に作り出されたものである。
【０００３】
上記再生細骨材は、解体コンクリートを所定の大きさに破砕した後加熱してから、すりもみを行うことによって再生することができる。すりもみ工程では、回転ドラム内にコンクリート破砕材及びすりもみ媒体を投入することにより、コンクリート破砕材同士をこすり合わせたり、コンクリート破砕材とすりもみ媒体とをこすり合わせたりすることにより、各骨材粒から硬化セメントペーストをすり落とすことになる。このすりもみにより、硬化セメントペーストがきれいにすり落とされた高品質の再生細骨材を得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記砂利／山川砂起源の再生細骨材をコンクリートの細骨材として用いた場合には、フレッシュコンクリートのワーカビリティ等が良好になるものの、砕石／海砂起源の再生細骨材や砕石／砕砂起源の再生細骨材を用いた場合には、ワーカビリティ等が劣ったものとなるという問題があった。
【０００５】
このため、この問題を解決すべく種々のコンクリートについて調査研究を行った。この結果、砂利／山川砂起源の再生細骨材の場合は、細骨材としての０〜５ｍｍの粒度範囲の全体にわたって、骨材粒が偏りなく一定に分布していることがわかり、これによりワーカビリティ等が良好になるということが推定できた。一方、砕石／海砂起源の再生細骨材や砕石／砕砂起源の再生細骨材の場合は、細骨材の粒度範囲のうち、粒度の小さな範囲と、大きな範囲に偏って分布し、中間粒度範囲の骨材粒が不足していることがわかり、これによりワーカビリティ等が劣ったものになるということが推定できた。
【０００６】
なお、砂利／山川砂起源の再生細骨材が偏りなく一定に分布するのは、元々の粗骨材や細骨材が全体的に丸く形成されているので、すりもみを行っても形状変化が少なく、新品時の粒度分布をほぼそのまま維持することができるためと考えられる。一方、砕石／海砂起源の再生細骨材や砕石／砕砂起源の再生細骨材が粒度の小さな範囲と大きな範囲に偏って分布するのは、粗骨材としての砕石が角張った形状になっているため、その角張った部分がすりもみによって削られて、細骨材の中でも粒度の大きな骨材粒を増加させる結果となること、また砕石のうち粒度の小さなものがすりもみによって縮小されて細骨材化されることからも、比較的粒度の大きな骨材粒が増加することになると考えられる。また、元々の細骨材として海砂や砕砂を使用したものにあっては、中間粒度範囲（砕砂にあっては中間から細かい範囲）の骨材粒を多く含む粒度分布のものが多く、この範囲のものが摩耗、破砕によって、細骨材の中でも粒度の小さな範囲に移行するということが考えられる。
【０００７】
以上の研究の結果、砕石／海砂起源の再生細骨材や砕石／砕砂起源の再生細骨材であっても、その再生細骨材の特定の粒度範囲（中間粒度範囲）における骨材粒の不足分を補うような粒度分布を有する細骨材を混入させることにより、細骨材としての０〜５ｍｍの粒度範囲の全体にわたって、骨材粒が偏りなく一定に分布する細骨材を得ることができ、これによって、フレッシュコンクリートのワーカビリティ等を良好にできるという知見を得た。
【０００８】
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、ワーカビリティ等の向上を図ることのできる粒度調整再生細骨材の製造方法を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、解体コンクリートのうち、特に粗骨材として砕石を用いるとともに細骨材として海砂または砕砂を用いた解体コンクリートに対して、すりもみにより硬化セメントペーストをすり落とす処理を施すことによって砕石／海砂起源の再生細骨材または砕石／砕砂起源の再生骨材を回収し、得られた上記砕石／海砂起源の再生細骨材または上記砕石／砕砂起源の再生骨材に、０．３〜１．２ｍｍの中間粒度範囲の骨材粒の量が、細骨材としての全骨材粒の量の５０重量パーセント以上の割合となるように分級した天然砂からなる粒度調整細骨材を混在させることを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記天然砂が、海砂であることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について詳細に説明する。この実施の形態で示す粒度調整再生細骨材Ｄ（図２参照）は、解体コンクリートから再生された再生細骨材に対して粒度調整細骨材を混合することにより、再生細骨材の粒度分布の改善を図ったものである。上記再生細骨材は、砕石からなる粗骨材と、海砂からなる細骨材とを含有する解体コンクリートに対して、すりもみにより硬化セメントペーストをすり落とす処理を施すことによって再生した砕石／海砂起源の再生細骨材Ｂを用い、上記粒度調整細骨材は、コンクリートとして未使用の新品の海砂Ｃを用いたものである。
【００１５】
上記砕石／海砂起源の再生細骨材Ｂは、骨材等の再生装置によって、解体コンクリートから再生されたものである。この再生装置は、解体コンクリートを所定の大きさ、例えば最大寸法で５ｍｍ以上の大きさ、好ましくは２０ｍｍ以上の大きさに破砕した後、熱風式の加熱炉において２５０〜３５０℃に加熱してからすりもみドラムですりもみすることにより、再生細骨材、再生粗骨材、副産微粉等を得るようになっている。
【００１６】
上記加熱炉では、５ｍｍ以上や２０ｍｍ以上の大きさに破砕されたコンクリート破砕材を加熱することになるので、熱風の通りがよく、各コンクリート破砕材を短時間で均等な温度に加熱することができる。この加熱によって、硬化セメントペーストを脱水脆弱化させると共に、細骨材や粗骨材との熱膨張差によって硬化セメントペーストに無数の亀裂を生じさせることができる。このため、加熱後は、硬化セメントペーストが粗骨材や細骨材の各骨材粒から脱落しやすい状態になる。
【００１７】
すりもみドラムは、水平方向の軸を中心にして回転する円筒容器を備えており、その容器内に加熱後のコンクリート破砕材を投入して回転することにより、コンクリート破砕材同士、あるいはコンクリート破砕材とすりもみ媒体とをこすり合わせることにより、細骨材や粗骨材から硬化セメントペーストを離脱させるようになっている。すりもみ媒体は、例えば鋼材で形成された球状のものや、断面異形状の棒状のものが用いられる。
【００１８】
以上のような再生装置によって、再生細骨材、再生粗骨材、副産微粉等を効率よく回収することができる。
【００１９】
また、解体コンクリート内に粗骨材として含まれていた砕石は、元々岩石等からジョークラッシャ等の破砕機を用いて人工的に生成されたものであるため、角張った部分を多く有している。このため、すりもみの際に、砕石の角張った部分が削り取られて、細骨材の中でもより粒度の大きな骨材粒を増加させることになる。しかも、砕石のうち粒度の小さなものは、すりもみによって縮小されて比較的粒度の大きな細骨材となるので、割合的には粒度の大きな骨材粒を増加させることにもなる。また、解体コンクリート内に細骨材として含まれていた海砂は、中間粒度範囲の大きさの骨材粒を多く含むものとなっているため、この範囲のものが摩耗、破砕によって、細骨材の中でもより粒度の小さな骨材粒を増加させることになる。このため、砕石／海砂起源の再生細骨材Ｂの粒度分布は、粒度の小さな範囲と、大きな範囲において骨材粒の量が多く、中間粒度範囲において骨材粒の量が少ないものとなる。
【００２０】
一方、上記海砂Ｃは、コンクリートとして未使用の新品のものであるが、粒度の小さい範囲と、粒度の大きい範囲において骨材粒の量の少ない粒度分布のものとなっている。即ち、海砂Ｃは、細骨材としての０〜５ｍｍの粒度範囲において粒度の大きな範囲の骨材粒の量が元々少ないこと、塩分等を洗い流す際に、粒度の小さな範囲の骨材粒が水と一緒に流出してしまうことから、粒度の小さな範囲と、粒度の大きな範囲において骨材粒の量が少なく、中間粒度範囲において骨材粒の量が多い粒度分布のものとなっている。即ち、海砂Ｃは、砕石／海砂起源の再生細骨材Ｂの中間粒度範囲（特定の粒度範囲）における骨材粒の不足分を補うような粒度分布を有するものとなっている。
【００２１】
このため、上記砕石／海砂起源の再生細骨材Ｂに上記海砂Ｃを混合すると、粒度の小さい範囲及び大きい範囲での骨材粒の増加量は小さいが、中間粒度範囲での骨材粒の増加量は大きくなる。このため、砕石／海砂起源の再生細骨材Ｂと海砂Ｃとを混合して得た粒度調整再生細骨材Ｄは、細骨材における０〜５ｍｍの全粒度範囲にわたって、骨材粒が偏りなく一定に分布するものとなる。従って、上記粒度調整再生細骨材Ｄを使用することによって、フレッシュコンクリートのワーカビリティや単位水量等を良好なものにすることができると共に、硬化コンクリートの強度や耐久性の向上を図ることができる。即ち、コンクリートに要求される基本的特性の向上を図ることができる。
【００２２】
【実施例】
次に、この発明の実施例を図１及び図２を参照して説明する。図１及び図２は、横軸にふるい寸法（ｍｍ）、縦軸にふるい通過分率（％）をとることにより、細骨材の粒度分布について実際に調べた結果を表示したものである。なお、ふるい寸法は、正方形状に開口するふるい開き目の一辺の寸法を示したものであり、粒度を意味するものとした。ふるい通過分率は、すべてのふるい寸法のふるいを通過する骨材粒の合計重量に対する、０から所定のふるい寸法のふるいまでを通過する骨材粒の合計重量の割合をパーセントで示したものである。即ち、ふるい通過分率は、０から所定のふるい寸法のふるいまでを通過する骨材粒の全重量に対応するものとなっている。従って、各図においては、折線の傾きが大きいほど、その粒度範囲（ふるい寸法範囲）の骨材粒の量が多いことになると共に、折線が一定の傾きで直線状につながるほど、各粒度範囲において骨材粒の過不足の変動が少なく、当該骨材粒が一定に分布していることになる。
【００２３】
また、粒度分布の測定結果は、上述した砕石／海砂起源の再生細骨材Ｂ及び海砂Ｃの他に、砂利からなる粗骨材と、山砂からなる細骨材とを含有する解体コンクリートから再生される砂利／山砂起源の再生細骨材Ａについても示した。
【００２４】
砂利／山砂起源の再生細骨材Ａは、図１に示すように、細骨材における０〜５ｍｍの全粒度範囲にわたって、骨材粒が過不足なく一定に分布している（折線が一定の傾きで直線状につながっている）ことがわかる。一方、砕石／海砂起源の再生細骨材Ｂは、粒度の小さな範囲即ち０〜０．３ｍｍの粒度範囲と、大きな範囲即ち１．２〜５ｍｍの粒度範囲とにおいて、骨材粒の量が多くなっている（折線の傾きが大きくなっている）ことがわかり、かつ中間粒度範囲即ち０．３〜１．２ｍｍの粒度範囲において、骨材粒の量が少なくなっている（折線の傾きが小さくなっている）ことがわかる。即ち、砕石／海砂起源の再生細骨材Ｂは、０〜０．３ｍｍの粒度の小さな範囲と、１．２〜５ｍｍの粒度の大きな範囲とにおいて骨材粒の量が多く、０．３〜１．２ｍｍの中間粒度範囲において骨材粒の量が少ない粒度分布のものとなっている。
【００２５】
海砂Ｃは、図２に示すように、粒度の小さい範囲即ち０〜０．３ｍｍの粒度範囲と、粒度の大きな範囲即ち１．２〜５ｍｍの粒度範囲において、骨材粒の量が少なくなっている（折線の傾きが小さくなっている）ことがわかり、かつ中間粒度範囲即ち０．３〜１．２ｍｍの粒度範囲において骨材粒の量が多くなっている（折線の傾きが大きくなっている）ことがわかる。因みに、海砂Ｃについての０．３〜１．２ｍｍの中間粒度範囲における骨材粒の合計量は、全骨材粒の合計量の５７重量パーセントである。
【００２６】
粒度調整再生細骨材Ｄは、上記砕石／海砂起源の再生細骨材Ｂと上記海砂Ｃとを１：１の割合で混合して得たものであり、０〜０．３ｍｍの粒度範囲及び１．２〜５ｍｍの粒度範囲、０．３〜１．２ｍｍの中間粒度範囲において、砕石／海砂起源の再生細骨材Ｂの粒度分布と、海砂Ｃの粒度分布とが平均化された粒度分布となる結果となった。即ち、粒度調整再生細骨材Ｄは、０〜５ｍｍの粒度範囲にわたって、骨材粒がより一定に分布する（折線がより一定の傾きで直線状につながる）ものとなった。なお、図１及び図２において、点線は、ＪＩＳ  Ａ５３０８で求められている粒度分布の規格範囲を示している。
【００２７】
次に、細骨材として上記砂利／山砂起源の再生細骨材Ａ、砕石／海砂起源の再生細骨材Ｂ、粒度調整再生細骨材Ｄ、コンクリートとして未使用の山砂を用いてコンクリートのフレッシュ特性について実験したので、その結果を表１を参照して説明する。この実験では、すべてのコンクリートについて、単位水量を１８０Ｋｇ／ｍ3（キログラム／立法メートル）、水セメント比（Ｗ／Ｃ）を５９パーセントとし、粗骨材としては実績率が０．５９の砕石を用いた。また、粒度調整再生細骨材Ｄは、砕石／海砂起源の再生細骨材Ｂと海砂Ｃとを１：１の割合で混合したものである。
【００２８】
【表１】
0004654549.tif 000002
【００２９】
上記表１から、▲２▼の砕石／海砂起源の再生細骨材Ｂを用いた場合には、スランプが１５．８ｃｍとなり、ワーカビリティが他の細骨材を用いた場合に比べて劣っていることがわかる。また、目視によっても、砕石／海砂起源の再生細骨材Ｂを用いたコンクリートは、粗粒砂が目立ち、粗骨材とモルタル分とが分離する状態が確認された。従って、実際の施工では、バイブレータ等による充填時間が短い場合などにおいて、ジャンカ（コンクリート中に生じる「す」）等の施工不良の原因となり、硬化後の強度も十分ではないと予想される。
【００３０】
一方、▲３▼の粒度調整再生細骨材Ｄを用いた場合は、スランプが▲１▼の砂利／山砂起源の再生細骨材Ａや▲４▼の山砂を用いた場合と同程度の１８．０ｃｍとなり、砂利／山砂起源の再生細骨材Ａや天然の山砂を用いた場合と同程度のワーカビリティが得られることが確認できた。また、目視によるフレッシュコンクリートの状態も良好であった。即ち、粗骨材とモルタル分との分離もなく、硬化後の強度を十分確保することができると判断できる。
【００３１】
なお、上記実施の形態及び実施例においては、砕石／海砂起源の再生細骨材Ｂと海砂Ｃとを混合することによって、粒度調整再生細骨材Ｄを作製したが、砕石／砕砂起源の再生細骨材と海砂Ｃとを混合することにより粒度調整再生細骨材Ｄを作製するようにしてもよい。
【００３２】
即ち、砕石／砕砂起源の再生細骨材も、上述したように、砕石／海砂起源の再生細骨材Ｂとほぼ同一の粒度分布を有するものになることから、海砂Ｃと混合することにより、良質の粒度調整再生細骨材Ｄを得ることができる。
【００３３】
また、上記実施の形態においては、粒度調整細骨材として海砂Ｃを用いた例を示したが、この粒度調整細骨材としては、中間粒度範囲の骨材粒の量が多くなるように分級した天然砂を用いてもよい。そして、この場合には、０．３〜１．２ｍｍの中間粒度範囲に入る骨材粒の合計量が細骨材としての全骨材粒の合計量の５０重量パーセント以上の割合となるように分級することが好ましい。即ち、５０重量パーセント以上であれば、砕石／海砂起源の再生細骨材Ｂや砕石／砕砂起源の再生細骨材の０．３〜１．２ｍｍの中間粒度範囲における骨材粒の不足分を補充して、全粒度範囲にわたって過不足の少ない一定した粒度分布のものに調整できるからである。
【００３４】
ただし、より好ましくは、上記割合は５０〜８０重量パーセントにすることが望ましい。即ち、当該８０重量パーセントを超えた粒度調整細骨材を用いなければ骨材粒の補充ができないほど、０．３〜１．２ｍｍの中間粒度範囲における骨材粒が不足する砕石／海砂起源の再生細骨材や砕石／砕砂起源の再生細骨材は極めて少ないからである。
【００３５】
また、上記実施例においては、海砂Ｃとして、０．３〜１．２ｍｍの中間粒度範囲における骨材粒の合計量が全骨材粒の合計量の５７重量パーセントの割合となったものを示したが、この割合も上述したように、５０重量パーセント以上、より好ましくは５０〜８０重量パーセントとなるようにしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、再生細骨材として砕石／海砂起源の再生細骨材を用いているので、再生細骨材をすりもみにより再生する際に、粗骨材としての砕石の角張った部分がすりもみによって削られて、細骨材の中でも粒度の大きな骨材粒を増加させると共に、砕石のうち粒度の小さなものがすりもみによって縮小されて、これも粒度の大きな骨材粒を増加させることになる。また、細骨材としての海砂が中間粒度範囲の大きさの骨材粒を多く含んでいることから、この範囲のものが摩耗、破砕によって、小さな骨材粒の量を増加させることになる。このため、再生細骨材の粒度分布は、粒度の小さな範囲と、大きな範囲に偏ったものとなる。即ち、砕石／海砂起源の再生細骨材は、中間粒度範囲において、骨材粒が不足した粒度分布のものとなる。
【００３７】
このため、特定の粒度範囲、即ち上記中間粒度範囲における骨材粒の不足分を補うような粒度分布を有する粒度調整細骨材を、上記砕石／海砂起源の再生細骨材に混合することにより、骨材粒の少ない部分と多い部分とが互いに補われることになるので、細骨材の粒度範囲の全体にわたって、骨材粒が偏りなく一定に分布する細骨材を得ることができる。従って、フレッシュコンクリートのワーカビリティや単位水量等を良好なものにすることができると共に、硬化コンクリートの強度や耐久性の向上を図ることができる。即ち、コンクリートに要求される基本的特性の向上を図ることができる。
【００３８】
また、砕石／砕砂起源の再生細骨材も上記砕石／海砂起源の再生細骨材と同様の粒度分布となることから、同様の効果を奏することができる。
【００４０】
ここで、砕石／海砂起源の再生細骨材や砕石／砕砂起源の再生細骨材における骨材粒が不足する粒度範囲が０．３〜１．２ｍｍの中間粒度範囲になるのに対して、この０．３〜１．２ｍｍの中間粒度範囲の骨材粒の量が細骨材の全骨材粒の量の５０重量パーセント以上と多くなっている粒度調整細骨材を用いているので、粒度範囲の全体にわたって、骨材粒が偏りなく一定に分布する細骨材を得ることができる。
【００４１】
なお、上記のように、細骨材の全骨材粒の量に対する中間粒度範囲の骨材粒の量の割合を５０重量パーセントとしたのは、５０重量パーセント以上であれば、砕石／海砂起源の再生細骨材や砕石／砕砂起源の再生細骨材の中間粒度範囲における骨材粒の不足分を補充して、細骨材の全粒度範囲にわたって過不足の少ない一定した粒度分布のものに調整できるからである。
【００４２】
さらに、請求項２に記載の発明によれば、粒度調整細骨材として海砂を用いているので、細骨材の粒度範囲の全体にわたって、骨材粒が偏りなく一定に分布する細骨材を得ることができる。即ち、海砂は、細骨材の粒度範囲のうち粒度の大きなものの量が元々少ないこと、及び塩分等を洗い流す際に、粒度の小さなものも一緒に洗い流されてしまうことから、粒度の小さな範囲と、粒度の大きな範囲において骨材粒の少ない粒度分布のものとなっている。
【００４３】
また、換言すれば、海砂は、水洗いによるだけで、上述のような０．３〜１．２ｍｍの中間粒度範囲の骨材粒の合計量を全骨材粒の合計量の５７重量パーセントに分級することができる天然砂であるといえる。従って、海砂を、砕石／海砂起源の再生細骨材や砕石／砕砂起源の再生細骨材に混合することにより、細骨材の粒度範囲の全体にわたって、偏りなく一定に分布する細骨材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す図であって、砂利／山砂起源の再生細骨材及び砕石／海砂起源の再生細骨材の粒度分布について実際に測定した結果を示す図である。
【図２】この発明の実施例を示す図であって、砕石／海砂起源の再生細骨材、海砂及び粒度調整再生細骨材の粒度分布について実際に測定した結果を示す図である。
【符号の説明】
Ｂ  砕石／海砂起源の再生細骨材
Ｃ  海砂（粒度調整細骨材）
Ｄ  粒度調整再生細骨材
【図１】
0004654549.tif 000003
【図２】
0004654549.tif 000004