(57)【要約】  【課題】    近年増加している建物の解体などによるコンクリート廃材を、特別な装置を必要とせずに従来のコンクリート製造技術の範囲内で再生コンクリートの品質向上をはかるようにすることにある。  【解決手段】    原料を搬入してミキサーでの混練途中に、再生骨材の表面に付着した古い粉体を剥離させるために、所定時間にわたって原料に振動を与えて、モルタルの付着をよくしてコンクリートの強度を向上させにようにしている。そのため、コンクリート廃材の再生骨材が低度処理骨材であっても、再生コンクリートの品質向上がはかれる。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントとコンクリート廃材の再生骨材と水、混和剤、補助減水剤の原料を配合し、
これらをミキサーで攪拌混練してコンクリートを製造する再生骨材によるコンクリートの
製造方法であって、
上記原料を搬入してミキサーでの混練途中に、再生骨材の表面に付着した古い粉体を
剥離させるために、所定時間にわたって原料に振動を与えて、モルタルの付着をよくして
コンクリートの強度を向上させるようにすることを特徴とする再生骨材によるコンクリー
トの製造方法。
【請求項２】
コンクリート廃材の再生骨材が低度処理骨材であることを特徴とする請求項１に記載
の再生骨材によるコンクリートの製造方法。
【請求項３】
原料を搬入してミキサーでの混練途中に、再生骨材の表面に付着した古い粉体を剥離
させるために３０〜１８０秒間にわたって原料に振動を与えることを特徴とする請求項１
または２に記載の再生骨材によるコンクリートの製造方法。
【請求項４】
原料に振動を与えた後、さらに原料を３０〜６０秒間練混して搬出することを特徴と
する請求項１ないし３のいずれかに記載の再生骨材によるコンクリートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート分野における再生骨材によるコンクリートの製造方法に関す
るものである。
【背景技術】
【０００２】
舗装道路のアスファルト骨材への再生骨材の利用についてはよく知られて実施され、
また建物の解体などによるコンクリート廃材のコンクリートへの再生についても研究、開
発されて、再利用率が斬次高くなってきている。
【０００３】
しかし、建物の解体などによるコンクリート廃材のコンクリートへの再利用は、道路
の路盤材や埋め戻し材が中心で、建物の柱、梁、スラブなどには強度などの基本性能が天
然骨材を用いたものよりも劣るため、特殊な処理を行わねばならず、品質、価格の面でメ
リットがなく、実施されていない。
【０００４】
特に、コンクリート廃材を粉砕機で粉砕して利用する低度処理による再生骨材は、品
質の悪さから再生路盤材以外での利用はほとんどない状態である。しかし、低度処理の再
生は、加熱すりもみなどによる高度処理の再生骨材より省エネルギーであり、また環境負
荷の減少や廃棄コンクリートの再利用率の向上がはかれるなど多くの利点がある。
そこで、コンクリート廃材の再利用について先行特許調査した結果、特開２００２−
２０１５４号公報、特開２００４−４１８５９号公報などが検索された。
【０００５】
上記特開２００２−２０１５４号公報は、コンクリート構造物の解体等に伴って排出
されるコンクリート塊を壊し、このようにして得られる多数のコンクリート塊の間に粗骨
材を含む充填コンクリートを投入して再生コンクリート全体の圧縮強度を高くするもので
ある。
【０００６】
また、特開２００４−４１８５９号公報は、コンクリート廃材を球状の磨鉱部材が収
納されたコニカル式ボールミルに投入し、コニカル式ボールミルの破砕作用および磨鉱作
用によって分離した粗骨材および細骨材に付着した付着物を剥離させてコンクリート廃材
から粗骨材および細骨材を再生製造するものである。
【特許文献１】特開２００２−２０１５４号公報
【特許文献２】特開２００４−４１８５９号公報
【０００７】
しかし、前者のものは特定のコンクリート構造物に利用できても、一般のコンクリー
ト構造物に適用できなく、また後者のものではコニカル式ボールミルといった特殊な破砕
装置を必要とするものであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そのため、本発明は、コンクリート廃材を特別な装置を必要とせずに従来のコンクリ
ート製造技術の範囲内で、再生コンクリートの品質向上をはかるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記したような点に鑑み、上記の課題を解決するために、セメントとコン
クリート廃材の再生骨材と水、混和剤、補助減水剤の原料を配合し、これらをミキサーで
攪拌混練してコンクリートを製造する再生骨材によるコンクリートの製造方法であって、
上記原料を搬入してミキサーでの混練途中に、再生骨材の表面に付着した古い粉体を剥離
させるために、所定時間にわたって原料に振動を与えて、モルタルの付着をよくしてコン
クリートの強度を向上させるようにすることを特徴とする再生骨材によるコンクリートの
製造方法を提供するものである。
【００１０】
また、コンクリート廃材の再生骨材が、低度処理骨材であることを特徴とする再生骨
材によるコンクリートの製造方法を提供するものである。
【００１１】
さらに、原料を搬入してミキサーでの混練途中に、再生骨材の表面に付着した古い粉
体を剥離させるために３０〜１８０秒間にわたって原料に振動を与えることを特徴とする
再生骨材によるコンクリートの製造方法を提供するものである。
【００１２】
またさらに、原料に振動を与えた後、さらに原料を３０〜６０秒間練混して搬出する
ことを特徴とする再生骨材によるコンクリートの製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の再生骨材によるコンクリートの製造方法は、セメントとコンクリート廃材の
再生骨材と水、混和剤、補助減水剤の原料を配合し、これらをミキサーで攪拌混練してコ
ンクリートを製造するもので、原料を搬入してミキサーでの混練途中に、再生骨材の表面
に付着した古い粉体を剥離させるために所定時間にわたって原料に振動を与えて、モルタ
ルの付着をよくしてコンクリートの強度を向上させるので、コンクリート廃材を特別な装
置を必要とせずに従来のコンクリート製造技術の範囲内で、再生コンクリートの品質向上
をはかれ、再生骨材へのモルタルの付着が向上し、コンクリートの圧縮強度も十分に発現
できる。
【００１４】
そして、コンクリート廃材の再生骨材が低度処理骨材であっても、再生骨材の表面に
付着した古い粉体を剥離させるために、所定時間にわたって原料に振動を与えることによ
って、再生骨材へのモルタルの付着が向上し、コンクリートの圧縮強度も十分に発現させ
ることができる。
【００１５】
また、原料を搬入してミキサーでの混練途中に、再生骨材の表面に付着した古い粉体
を剥離させるために３０〜１８０秒間にわたって原料に振動を与えて、モルタルの付着を
よくしてコンクリートの強度を向上させるようにすることによって、コンクリート廃材の
低度処理骨材であっても、上記のように十分な効果を得ることができる。
【００１６】
さらにまた、原料に振動を与えた後、さらに原料を３０〜６０秒間練混して搬出する
ことによって、適度のスランプのものが得られて従来と同様に施工することができる。
【発明が実施しょうとする最良の形態】
【００１７】
本発明の再生骨材によるコンクリートの製造方法は、セメントとコンクリート廃材の
再生骨材と水、混和剤、補助減水剤の原料を配合し、これらをミキサーで攪拌混練してコ
ンクリートを製造する再生骨材によるコンクリートの製造方法であって、上記原料を投入
してミキサーでの混練途中に、再生骨材の表面に付着した古い粉体を剥離させるために、
所定時間にわたって原料に振動を与えて、モルタルの付着をよくしてコンクリートの強度
を向上させるようにする再生骨材によるコンクリートの製造方法を特徴としている。
【００１８】
コンクリート廃材は、コンクリート建物を解体した廃材等が利用でき、このコンクリ
ートの廃材の塊を破砕した全粒度についてその再生細骨材と再生粗骨材が利用できる。ま
た、これらの再生骨材は、コンクリート塊を破砕装置で破砕処理した低度処理のものを利
用し、必要により現在行われている加熱すりもみして粉砕処理した高度処理のものも利用
することができる。
【００１９】
これらの再生骨材の諸性状の一例として、表１（ａ）、（ｂ）に示す。
表１  再生骨材の諸性状表
【表１】
2005350303.tif 000003
【００２０】
そして、再生骨材コンクリートは、セメントと再生細骨材を、たとえば図１（ａ）、
（ｂ）のような二軸ミキサー１に投入して３０秒間混練し、また水、混和剤、補助減水剤
を混入して６０秒間混練し、ついで再生粗骨材を投入して６０秒間混練する。その後、棒
状振動機２を挿入して原料に振動を与え、振動を与えられた原料がミキサー内に十分に流
動して全体に行きわたるようにして、再生骨材の表面に付着した古い粉体を剥離させるよ
うにする。
【００２１】
この加振時間としては、３０〜１８０秒間の所定時間にわたって行えるものであり、
後述するように６０秒以上振動を与えてもそう効果は高められなく、３０〜６０秒、好ま
しくは６０秒前後で十分な効果を高められる。
【００２２】
その後、材料分離を防ぐために、再度３０〜６０秒混練して排出するのが好ましい。
上記全混練時間としては、５〜６分間位のもので、本発明の趣旨にもとづいて適宜な混練
、振動付与を行って再生骨材コンクリートの品質を高めるようにできる。
【実施例】
【００２３】
本発明の実施例について、コンクリート廃材の低度処理再生骨材（Ｒ）および高度処
理再生骨材（ＲＨ）を、比較例の普通骨材（Ｎ）と比較し、水・セメント比（Ｗ／Ｃ）を
固定し、目標スランプを８±２．５cm、目標空気量を４．５±１．５％とした。表２に再
生骨材（Ｒ、ＲＨ）の配合を、表３に普通骨材（Ｎ）の配合を示す。
【００２４】
表２  再生骨材の配合表
【表２】
2005350303.tif 000004
【００２５】
表３  普通骨材の配合表
【表３】
2005350303.tif 000005
【００２６】
そして、再生骨材の配合について、０分、１分、３分間の棒状の振動機を挿入した場
合、低度処理再生骨材について（ＲＶ−０、ＲＶ−１、ＲＶ−３）、高度処理骨材につい
て（ＲＨＶ−０、ＲＨＶ−１、ＲＨＶ−３）と、振動機の代わりに０分、１分、３分間の
練混ぜ時間を延長した場合（ＲＭ−０、ＲＭ−１、ＲＭ−３）、および普通骨材（Ｎ）の
練混ぜを振動機を挿入しない場合（ＮＶ−０）と２分間振動機を挿入した場合（ＮＶ−２
）について試験した。
【００２７】
コンクリートの練混ぜは、図１のような容量６０リットルの強制二軸練りミキサーを
用いた。全練混ぜ時間は３６０秒で一定とした。練混ぜ手順は、セメントと細骨材を投入
して３０秒混練し、水、混和剤、補助減水剤を投入して６０秒間混練し、粗骨材を投入し
て６０秒間順次混練し、練混ぜ開始後１５０秒で一旦ミキサーを停止して棒状振動機を挿
入して６０秒間および１８０秒間コンクリート原料にそれぞれ振動を与えて十分に流動攪
拌し、ミキサーでの混練途中に再生骨材の表面に付着した古い粉体を剥離させた。そして
、６０秒の振動のものについては、その後再び３０秒間練混ぜを行って排出した。
【００２８】
上記の試験によるコンクリートについて、空気量、スランプ試験を行い、１００ｍｍ
径×２００ｍｍの標準円柱供試体型枠を用い、バイブレーターを使用して締固めて供試体
を作製した。そして、材齢１日で脱型し、脱型後直ちに２０℃の水中養生を行った。
【００２９】
これらについて、スランプ試験（ＪＩＳ  Ａ  １１０１）、空気量試験（ＪＩＳ  Ａ
１１２８）の結果、図２（ａ）、（ｂ）の通りで、低度処理の再生骨材を使用したコン
クリートは、高度処理の再生骨材を使用したコンクリートよりスランプが小さい。低度処
理の再生骨材には、原コンクリートのモルタルやセメントペースト粒子の付着が多いため
であると考えられる。低度処理の再生骨材を使用したものにおいて比較すると、振動機の
投入時間や練混ぜ時間の延長時間に関わらず、ＲＶ（振動機をかけたもの）よりＲＭ（練
混ぜ時間を延長したもの）の方がスランプが大きい。低度処理の再生骨材を表乾状態にせ
ずに、外に放置した自然状態（最初は絶対乾燥状態）で使用したため、骨材の含水率の影
響と考えられる。
【００３０】
しかし、低度処理の再生骨材を使用したコンクリートは、振動を与えることや練混ぜ
時間を延ばすことによって、流動性を改善させることができている。スランプが３〜４ｃ
ｍ増大しており、高度処理した再生骨材を使用したコンクリートではこの傾向は認められ
ない。モルタルやセメントペースト粒子が付着した骨材を多く含む低度処理の再生骨材は
、振動を与えることや練混ぜ時間を増やすことによって、これらの付着粒子を剥離させる
ことが可能であると考えられる。さらに、この付着粒子が剥離することによってスランプ
が大きくなったと考える。なお、今回使用した骨材においては、１分間の振動機挿入や練
混ぜ時間を増やすことが、最もスランプを得やすい時間であることがわかる。
【００３１】
また、空気量においては、通常振動を加えると空気量は減少するが、逆の傾向である
。練混ぜ時間を増やした方が、空気量が増大した。これは、練混ぜ時の振動機の挿入や練
混ぜ時間の増加によって、空気を多く取り込んだことが原因であると考える。
【００３２】
図３（ａ）は、振動時間を変化させた場合の低度処理骨材の圧縮強度を示す。図３（
ｂ）は、練混ぜ時間を変化させた場合の低度処理骨材の圧縮強度を示す。一般的な設計基
準材齢である２８日の圧縮強度においてはＲＶ−１、ＲＶ−３（振動をかけたもの）の方
がＲＶ−０（振動をかけないもの）と比較して３０％程度大きい。振動機を挿入すること
により、再生骨材に付着している微粉を剥離させ、再び新しいモルタルを付着させ、強度
が十分に発現する。また、振動時間１分間と３分間の違いは顕著ではない。したがって、
低度処理骨材においては、振動機挿入時間は１分間で十分効果を得ることができると判断
される。
【００３３】
材齢２８日において、ＲＭ−１、ＲＭ−３（練混ぜ時間を延長したもの）は、ＲＭ−
０（練混ぜ時間を延長しないもの）より若干大きいが、材齢９１日においては練混ぜ時間
の延長に関係なく、ほぼ同じ強度となる。低度処理の再生骨材においては、圧縮強度への
改善効果は、振動機をかけた方が練混ぜ時間の延長よりも得られる。
【００３４】
図４は、高度処理骨材使用コンクリートの圧縮強度における振動機挿入時間の影響を
示す。振動をかけない場合、振動時間１分および３分ともに、各材齢時での圧縮強度に差
がほんとんどない。高度処理の再生骨材は加熱すりもみで骨材から微粉を取り除いている
ため、普通骨材とほとんど同じ状態である。その結果、普通骨材に近く、振動機を挿入し
ても圧縮強皮に影響が現れなかったと考えられる。
【００３５】
図５は、振動機挿入の有無が、普通骨材を用いたコンクリートの圧縮強度に与える影
響を示す。普通骨材使用コンクリートの圧縮強度は、同一材齢での強度はほぼ同様の値で
ある。よって、普通骨材に対する振動機の挿入は、圧縮強度に与える影響はない。普通骨
材には、骨材界面にセメントペーストの粉砕微粉末粒子の付着が無いためである。低度処
理骨材の振動機挿入による圧縮強度の増進は、骨材界面の改善に起因すると推測される。
【００３６】
材齢２８日におけるビッカース硬さを各試料毎に１０点以上計測し、それらの平均を
図６（ａ）、（ｂ）、図７に示す。ビッカース硬さはＨＶで表される。縦軸の微小硬度（
0.005ＨＶ）は、コンクリート界面に指す針の強さを表す。ＲＶのビッカース硬さでは、
界面からの距離が１００μｍから３００μｍまでの間隔において、振動機をかけないＲＶ
−０の硬度が振動をかけたＲＶ−１、ＲＶ−３と比較して大きく下がっている。振動機の
挿入が原コンクリートのモルタルやぺースト粒子を剥離させ、骨材界面の遷移帯の強化に
伴う圧縮強度改善に有効であると考えられる。また、圧縮強度の差がほとんどないＲＶ−
１とＲＶ−３は微小硬度においても同様に差はほとんど見られなかった。
【００３７】
ＲＭのビッカース硬さでは、界面からの距離が１００μｍから３００μｍまでの間隔
において、練混ぜ時間を延長したもの（ＲＭ−１、ＲＭ−３）は練混ぜ時間を延長しない
もの（ＲＭ−０）より微小硬度が若干小さい。しかし、４００μｍ〜５００μｍではほぼ
同じ値になった。練混ぜ時間を延長したものの圧縮強度は、練混ぜの延長時間の違いによ
る差がほぼ無い。これは、練混ぜ時間を長くすることによる骨材界面における付着の改善
効果がないことが原因と考えられる。また、微小硬度の大きさに関しては、振動機を投入
するＲＶと練混ぜ時間を延長するＲＭが２０ＨＶ程度で同じ値を示す。
【００３８】
ＲＨのビッカース硬度では、全供試体の微小強度はほぼ同様の値だった。高度処理再
生骨材の微小硬度は棒状振動機の挿入に関係なく、圧縮強度と同様の結果になった。また
、低度処理と高度処理の再生骨材同士で微小硬さの違いを比較すると、高度処理再生骨材
で最大値が１５ＨＶに対して、低度処理再生骨材は２０ＨＶ以上であった。高度処理再生
骨材の骨材界面は普通骨材とほぼ同じで、低処理再生骨材のような微粉を含んでいないた
め、骨材界面の状態が変化しないと考えられる。
【００３９】
低度処理再生骨材及び普通骨材を用いて作製した材齢９１日のコンクリート供試体を
使用して実験を行った。表４は、低度処理再生骨材に対して、振動機挿入とミキシングの
２種類の方法によって作製した供試体における簡易凍結融解試験の結果であり、ひび割れ
発生時のサイクル数、動弾性係数及び相対動弾性係数の平均値を示している。
【００４０】
表４  ひび割れ発生時の各位
【表４】
2005350303.tif 000006
【００４１】
ＪＩＳ−Ａ  １１４８−２１０１「コンクリートの凍結融解試験方法」で定められて
いる凍結融解の温度はマイナス１８℃で、３００サイクルもしくは相対動弾性係数が６０
％を切ったときが試験終了である。しかし、ひび割れ発生を目視で確認するまで凍結融解
を続けたので６０％を下回る値まで計測した。すべての種類において、３サイクルでひび
割れを確認できた。しかし、相対動弾性係数に着目すると、振動をかけたＲＶは５０％程
度でひび割れが発生したのに対し、練混ぜを延長したＲＭはほぼ６０％を示した。ＲＶシ
リーズのコンクリートの空気量の方がＲＭのそれと比較して小さいため、ＲＭのほうが凍
害への抵抗性が向上していたためと考えられる。振動機挿入の低度処理再生骨材を使用し
たコンクリートの簡易凍結融解試験の動弾性係数及び相対動弾性係数を図８（ａ）、（ｂ
）に示す。
【００４２】
振動機の挿入の有無に関係なく、各サイクルで動弾性係数、及び相対動弾性係数が既
往のものと異なり大きく下がるという結果を得た。これは、液体窒素を用いた簡易凍結融
解試験はマイナス１９３℃と非常に厳しい環境で行い、さらに超音波伝播時間を測定した
場所（下部から約１５０ｍｍ）が凍結融解の影響を既往のものより受けやすい場所であっ
たため、振動機を挿入したＲＶ−１、ＲＶ−３と挿入しないＲＶ−０の圧縮強度差３０％
の違いを、簡易凍結融解試験の結果においては認められなかった。
【００４３】
普通骨材を使用したコンクリートとの比較では、３サイクルで低度処理の再生骨材コ
ンクリートはひび割れが生じたのに対して、普通コンクリートは６サイクルにおいてもひ
び割れが生じず、相対動弾性係数は７０％以上であった。また、振動機挿入の有無に関係
なく、相対動弾性係数が２倍の速さで低下した。再生骨材が耐凍害性に劣るという既往の
ものと同様の結果を得た。
【００４４】
練混ぜ時間を延ばした低度処理再生骨材を使用したコンクリートと、普通骨材を使用
したコンクリートにおける簡易凍結融解試験の動弾性係数、及び相対動弾性係数を図９（
ａ）、（ｂ）に示す。振動機を挿入したコンクリートの試験結果と同様に、練混ぜ時間を
延ばして作製した供試体においても、普通骨材コンクリートと比較しておよそ２倍の速さ
で動弾性係数は低下した。練混ぜ時間の違いによる動弾性係数への影響も同様に判別は難
しかった。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に使用したミキサーの立面図（ａ）と側断面図（ｂ）、
【図２】同上の再生骨材コンクリートのスランプ試験比較図（ａ）と空気量試験比較図（ｂ）、
【図３】同上の低度処理骨材使用の振動を与えた場合のコンクリート圧縮強度比較図（ａ）と練混ぜ時間延長の場合のコンクリート圧縮強度比較図（ｂ）、
【図４】同上の高度処理骨材使用のの振動を与えた場合のコンクリート圧縮強度比較図、
【図５】同上の振動の有無による普通骨材使用の場合のコンクリート圧縮強度比較図、
【図６】同上の低度処理骨材使用のの振動を与えた場合のビッカース硬度図（ａ）と練混ぜ時間延長の場合のビッカース硬度図（ｂ）、
【図７】同上の高度処理骨材使用のの練混ぜ時間延長の場合のビッカース硬度図、
【図８】同上の低度処理骨材使用の振動を与えた場合のサイクル数と動弾性係数の関係図（ａ）、（ｂ）
【図９】同上の低度処理骨材使用の練混ぜ時間延長の場合と普通骨材使用の場合の動弾性係数の関係図（ａ）、相対動弾性係数の関係図（ｂ）。
【符号の説明】
【００４６】
１…ミキサー  
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005350303.tif 000009
【図４】
2005350303.tif 000010
【図５】
2005350303.tif 000011
【図６】
2005350303.tif 000012
【図７】
2005350303.tif 000013
【図８】
2005350303.tif 000014
【図９】
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