(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート用の骨材の表面に付着する微粒分を洗浄する骨材洗浄装置であって、
内部に給水手段と、前記給水手段から給水された水を外部に排水するための排水口とを有する骨材充填用容器と、
前記給水手段から給水された所定流量の水が、前記容器内に充填された骨材間を所定の流速を保持するように流通し、前記排水口まで到達するように、前記容器内に充填された骨材を仕切って流路を形成する遮水材と、を備えることを特徴とする骨材洗浄装置。
【請求項２】
前記骨材充填用容器は直方体状であり、
前記遮水材は板状又はシート状であり、
複数の前記遮水材が、上下方向に間隔を置いて、交互に、前記骨材充填用容器の対向する一対の内壁面の一方から、他方の内壁面に向けて当該他方の内壁面から離間する位置まで延びるように設置されていることを特徴とする請求項１に記載の骨材洗浄装置。
【請求項３】
前記排水口から排水される水の濁度を計測する濁度計を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の骨材洗浄装置。
【請求項４】
コンクリート用の骨材の表面に付着する微粒分を洗浄する骨材洗浄方法であって、
内部に給水手段と、前記給水手段から給水された水を外部に排水するための排水口とを有する骨材充填用容器と、
前記給水手段から給水された所定流量の水が、前記容器内に充填された骨材間を所定の流速を保持するように流通し、前記排水口まで到達するように、前記容器内に充填された骨材を仕切って流路を形成する遮水材と、を備える骨材洗浄装置に、前記骨材を充填し、
前記給水手段から水を注入して、前記骨材間に水を流通させ、前記排水口から水を排水することを特徴とする骨材洗浄方法。
【請求項５】
前記排水口から排水される水の濁度を計測し、計測される濁度が所定の値以下になった場合に、前記骨材の洗浄を終了することを特徴とする請求項４に記載の骨材洗浄方法。
【請求項６】
請求項４又は５の何れかに記載の骨材洗浄方法により前記骨材を洗浄した後、前記容器内で前記骨材に所定時間水を吸水させることを特徴とする骨材吸水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートに使用する骨材の表面に付着する微粒分を洗浄する洗浄機、その洗浄機を用いた骨材の洗浄方法、及びその洗浄機を用いた骨材の吸水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートに係る試験のうち、例えば、日本工業規格に規定される骨材の密度及び吸水率試験方法（ＪＩＳ  Ａ  １１００）では、骨材試料を所定の呼び寸法の網ふるいにかけ、所定量になるまで縮分した後、水で十分に洗って粒の表面についているごみ等を取り除き、その後その骨材を十分に吸水させることが規定されており、従来よりかかる骨材の洗浄処理は手洗いによりなされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、試験に用いる骨材は時に数百Ｋｇと大量になるため、手洗いによる洗浄では多大な手間及び労力を要する。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、骨材の表面に付着する微粒分を洗浄することが可能な骨材洗浄装置、その洗浄機を用いた骨材の洗浄方法、及びその洗浄機を用いた骨材の吸水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】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明は、コンクリート用の骨材の表面に付着する微粒分を洗浄する骨材洗浄装置であって、
内部に給水手段と、前記給水手段から給水された水を外部に排水するための排水口とを有する骨材充填用容器と、
前記給水手段から給水された所定流量の水が、前記容器内に充填された骨材間を所定の流速を保持するように流通し、前記排水口まで到達するように、前記容器内に充填された骨材を仕切って流路を形成する遮水材と、を備えることを特徴とする（第１の発明)。
【０００６】
本発明による骨材洗浄装置によれば、給水手段から給水された水が、骨材間を所定の流速を保持しながら流通することになるので、骨材表面に付着する微粒分を洗浄することができる。また、洗浄された微粒分は、排水口により水と一緒に排出されるので、容器内に充填される骨材に再度付着することはない。これにより、骨材量が大量であっても、簡単で効率的にかつ短時間に骨材を洗浄することができる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、前記骨材充填用容器は直方体状であり、前記遮水材は板状又はシート状であり、複数の前記遮水材が、上下方向に間隔を置いて、交互に、前記骨材充填用容器の対向する一対の内壁面の一方から、他方の内壁面に向けて当該他方の内壁面から離間する位置まで延びるように設置されていることを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記排水口から排水される水の濁度を計測する濁度計を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明による骨材洗浄装置によれば、容器内に充填された骨材の表面に付着する微粒分が洗浄されていくにつれて、排水口から排水される水の濁度も低下していくので、所定の洗浄処理がなされた時の濁度の閾値を予め設定することにより、排水の濁度を濁度計により監視し、この濁度がその閾値以下になった場合に、骨材の洗浄を終了することができる。これにより、洗浄効果を一定レベルに保つことができるとともに、洗浄処理の効率化を図ることができる。
【００１０】
第４の発明は、コンクリート用の骨材の表面に付着する微粒分を洗浄する骨材洗浄方法であって、内部に給水手段と、前記給水手段から給水された水を外部に排水するための排水口とを有する骨材充填用容器と、前記給水手段から給水された所定流量の水が、前記容器内に充填された骨材間を所定の流速を保持するように流通し、前記排水口まで到達するように、前記容器内に充填された骨材を仕切って流路を形成する遮水材と、を備える骨材洗浄装置に、前記骨材を充填し、前記給水手段から水を注入して、前記骨材間に水を流通させ、前記排水口から水を排水することを特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、第４の発明において、前記排水口から排水される水の濁度を計測し、計測される濁度が所定の値以下になった場合に、前記骨材の洗浄を終了することを特徴とする。
【００１２】
第６の発明は、骨材吸水方法であって、第４又は５の何れかの発明の骨材洗浄方法により前記骨材を洗浄した後、前記容器内で前記骨材に所定時間水を吸水させることを特徴とする。
【００１３】
本発明による骨材吸水方法によれば、洗浄機により洗浄した骨材を、そのまま水中に浸漬させることにより吸水させることにより、骨材の密度及び吸水率試験（ＪＩＳ  Ａ  １１００）を効率的に行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、簡易な構成で、骨材の表面に付着する微粒分を洗浄することが可能な骨材洗浄装置、その洗浄機を用いた骨材の洗浄方法、及びその洗浄機を用いた骨材の吸水方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面に基づき詳細に説明する。  
なお、本実施形態は、例えば、日本工業規格に規定される骨材の密度及び吸水率試験方法（ＪＩＳ  Ａ  １１００）により規定される、骨材表面に付着する微粒分の洗浄及び骨材への吸水に適用するものである。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る骨材表面に付着する微粒子を洗浄する骨材洗浄装置１０を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【００１７】
図１に示すように、骨材洗浄装置１０は、洗浄する骨材５０を充填するための容器１２と、洗浄用の水を容器１２に供給する給水ホース１４と、容器内に充填された骨材間を仕切り、容器１２内に水の流路を形成する遮水材１６と、洗浄に使用した水の濁度を計測する濁度計１８とからなる。
【００１８】
容器１２としては、洗浄するために必要な骨材量を収納するために充分な容量を有し、水が外部に漏洩しないものを用いる。例えば、同図に示すような上部が開口する直方体のプラスチック容器等を用いることができる。この場合、容器１２に骨材５０を収容した後、端部に排水口１２Ａを残すように、蓋部材１３を容器１２の上部に設置する。なお、蓋部材１３自体に排水口１２Ａを設けてもよい。
【００１９】
給水ホース１４としては、例えば塩ビ製のものが用いられ、容器１２内の底面側部に給水口１５が配置するように設けられており、給水ホース１４から容器１２の底部へ水が供給される。
【００２０】
遮水材１６としては、遮水性を有する素材からなる、板状又はシート状を有する部材であり、上述のように容器内に充填された骨材５０を仕切って水の流路を形成している。具体的には、同図（ａ）に示すように、複数枚の遮水材１６が、上下方向に間隔をおいて、交互に、容器１２の対向する内壁面２０ａ，２０ｂの一方に接し、内壁面２０ａ，２０ｂの他方と離間するように設けられることで、横方向の往復を繰り返しながら上方へ向かう流路が形成されている。なお、同図（ｂ）に示すように、容器１２の奥行き方向については、その奥行き方向全体に亘って遮水材１６が配置されている。
【００２１】
そして、以上のような流路が形成されることで、水は、容器１２内の骨材５０の全体を万遍なく通過することとなり、これにより、骨材５０の表面に付着した微粒分はむらなく洗い流される。洗い流された微粒分は、水流によって流されて、容器１２の上部の排水口１２Ａから水と共に排出される。
【００２２】
濁度計１８は、容器１２から溢れた水の濁度を計測するためのものである。濁度は、濁りの程度を表すもので、精製水１Ｌ中に標準物質（カオリンまたはホルマジン）１ｍｇを含む場合と同程度の濁りを濁度1度（または１ｍｇ／L）としている（ＪＩＳ  Ｋ０１０１）。濁度計１８は、容器１２から溢れた水の濁度が所定値以下になった場合に、骨材洗浄が十分になされたとして、洗浄の終了を判断するために用いる。なお、濁度計１８には、試料の濁りを肉眼によってカオリン標準液と比較して求める視覚濁度、試料を通過した透過光の強度から求める透過光濁度、試料中の粒子によって散乱された光の強度から求める散乱光濁度、散乱光と透過光の強度比から求める積分球濁度等を計測するタイプがあるが、いずれのものを用いてもよい。
【００２３】
次に、骨材５０を骨材洗浄装置１０へ設置する具体的手順について説明する。  
図２（１）〜（６）は、骨材の骨材洗浄装置１０への設置手順を示す説明図である。なお各図において、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。図２では、遮水材１６として、２枚の遮水シート１７ａ、１７ｂを用いている。
【００２４】
先ず、容器１２に給水ホース１４を、その給水口１５が容器内の下面側部に位置するように設置し、洗浄する骨材５０を容器内底部に給水口１５が埋まるような厚さに充填する（図２（１）参照）。この際に、充填される骨材５０の上面が水平になるように均す。なお、充填する骨材５０の厚さは、例えば、容器内寸の深さの１／５程度になるようにする。また、骨材５０を充填した後、給水ホース１４を設置してもよい。
【００２５】
次に、充填された骨材５０の上に遮水シート１７ａを、一方の内壁面２０ｂに接し、他方の内壁面２０ａと離間し、かつ容器１２の奥行き方向については骨材５０の全体を覆うように敷設する（図２（２）参照）。すなわち、充填された骨材５０の上面領域のうち、内壁面２０ａ側（同図中左側）の一部が露呈することになる。また、骨材５０上に敷設されない遮水シート１７ａの残りの部分については、内壁面２０ｄに沿わせて容器１２の外に引き出しておく（図２（２）Ａ−Ａ断面図参照）。
【００２６】
次に、その上から、図２（１）で説明した骨材５０の充填手順と同様に、骨材５０を充填し、充填された骨材５０の上に他方の遮水シート１７ｂを敷設する（図２（３）参照）。ただし、遮水シート１７ｂは、内壁面２０ａに接し、内壁面２０ｂと離間し、かつ容器１２の奥行き方向については骨材５０の全体を覆うように敷設する。すなわち、充填された骨材５０の上面領域のうち、内壁面２０ｂ側（同図中右側）の一部が露呈することになる。また、骨材５０上に敷設されない遮水シート１７ｂの残りの部分については、容器１２の内壁面２０ｃに沿わせるようにして容器外に引き出しておく（図２（３）Ａ−Ａ断面図参照）。
【００２７】
さらにその上から骨材５０を充填し、充填された骨材５０の上に最初に設置した遮水シート１７ａの残りの部分を、図２（２）で説明したのと同様に、一方の内壁面２０ｂに接し、内壁面２０ａと離間し、かつ容器１２の奥行き方向については骨材５０の全体を覆うように敷設する（図２（４）参照）。
【００２８】
そして、またその上から骨材５０を充填し、充填された骨材５０の上に他方の遮水シート１７ｂの残りの部分を敷設する（図２（５）参照）。この場合も、図２（３）で説明したように、一方の内壁面２０ａに接し、他方の内壁面２０ｂと離間し、かつ容器１２の奥行き方向については骨材５０の全体を覆うように敷設する。
【００２９】
最後に、その上から骨材５０を充填し、蓋部材１３を容器上面端部に排水口１２Ａを残すように容器１２の上部に設置することで、骨材５０の骨材洗浄装置１０への設置が完了する（図２（６））。
【００３０】
なお、図２の例では、２枚の遮水シート１７ａ、１７ｂを交互に折り返すことで、上下に間隔をおいて遮水材１６を設けることとしたが、これに限らず、各段の遮水材１６を個別の遮水シート又は遮水板で構成してもよい。
【００３１】
次に、実際に上記設置手順に従って骨材を骨材洗浄装置１０へ充填し、骨材を洗浄して洗浄性能を検討したので、その結果について説明する。なお、本検討には、骨材として石灰砕砂を用いた。  
先ず、洗浄前の石灰砕砂についてふるい分け試験及び微粒分量試験を実施した。なお、ふるい分け試験はＪＩＳ  Ａ−１１０２、微粒分量試験はＪＩＳ  Ａ−１１０３に準拠して実施した。
【００３２】
図３は、洗浄前の石灰砕砂のふるい分け試験の結果を示し、同図（ａ）はその結果をまとめた表、同図（ｂ）は試験結果の平均値とコンクリート用細骨材の基準とをまとめた表、同図（ｃ）は同図（ｂ）の表をプロットしたグラフである。
【００３３】
図３（ａ）に示すように、ふるい目の呼び寸法が大きいほど、ふるいを通過する石灰砕砂の通過量が多くなり、逆にふるい目の呼び寸法が小さいほど、ふるいを通過する石灰砕砂の通過量が少なくなる。石灰砕砂のふるい分け試験の結果では、ふるい呼び寸法が５ｍｍ以上になると全ての粒分がふるいを通過している。また、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、試験結果の平均値のうち０．１５ｍｍのふるい目の呼び寸法を通過した微粒分の通過量の平均は１６．２重量％となり、基準上限の１０重量％を超える結果となった。
【００３４】
図４は、洗浄前の石灰砕砂について微粒分量試験の結果を示す表である。微粒分量とは、骨材全量に対する、骨材に含まれる粘土、シルト、ロームなどの粒径がφ０．０７５ｍｍ以下の微細な粒子量の割合である。  
図４に示すように、微粒分量試験による骨材の微粒分量の平均値は１７．０重量％となり、コンクリート用砕砂の基準値（７．０％重量以下、ＪＩＳ  Ａ−５００５）と比べて微粒分が多く含まれる結果となった。  
このように、ふるい分け試験及び微粒分量試験から、洗浄前の石灰砕砂は、コンクリート材料としての骨材の基準値と比べて、微粒分が多く含まれる結果が得られた。
【００３５】
このような石灰砕砂に対し、図２で説明した手順で骨材を骨材洗浄装置１０に充填し、実際に骨材洗浄を行った。なお、容器１２には１０１５ｍｍ×４００ｍｍ×４３５ｍｍの内寸を有する直方体のプラスチック製容器を、遮水シート１７には市販のブルーシートを用いた。また、容器１２に繰り返し充填する骨材の厚さを１００ｍｍに、遮水シート１７を骨材上面に設置するときの、内壁面２０ａ又は２０ｂからの離間距離を１００ｍｍに設定した。また、給水ホース１４から給水する水の流量を０．２Ｌ／ｓとした。そして、容器１２からの排水が、目視により濁水でなくなったとき（濁度計１８により計測された濁度は８度程度のとき）に洗浄を終了し、洗浄後の石灰砕砂について、再びふるい分け試験及び微粒分量試験を行った。
【００３６】
図５は、洗浄後の石灰砕砂のふるい分け試験の結果を示し、同図（ａ）はその結果をまとめた表、同図（ｂ）は試験結果の平均値とコンクリート用細骨材の基準とをまとめた表、同図（ｃ）は同図（ｂ）の表をプロットしたグラフである。
【００３７】
図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、洗浄前の石灰砕砂のふるい分け試験の結果（図３参照）と比べて、全体的に各ふるいを通過する骨材の量が減少していることが見て取れる。特に、試験結果の平均値のうち０．１５ｍｍのふるい目の呼び寸法を通過した微粒分の通過量の平均は、試験前の１６．２重量％と比べて、９．７重量％と基準内まで減少しており、洗浄による微粒分の除去の効果が確認された。
【００３８】
図６は、洗浄後の石灰砕砂の微粒分量試験の結果を示す表である。  
図６に示すように、微粒分量試験においても洗浄後の骨材の微粒分量の平均値は７．６重量％となり、洗浄前の骨材の微粒分量の平均値１７．０重量％と比べて１／２以下に減少する結果となり、洗浄による微粒分の除去の効果が確認された。
【００３９】
以上説明した本実施形態に係る骨材洗浄装置１０によれば、洗浄する骨材５０を充填し、排水口１２Ａが設けられた容器１２と、その給水口１５が容器１２内の底面側部に配置するように設けられ、洗浄用の水を供給する給水ホース１４と、容器１２内に充填された骨材間を仕切り、容器内の水の水路を形成する遮水材１６とを備え、遮水材１６が、給水ホース１４から給水された所定流量の水が排水口１２Ａから排出されるまでに、容器内に充填された骨材間を所定の流速を保持して流通するように、容器内に充填された骨材５０を仕切る流路を形成することにより、給水ホース１４から給水された水が、骨材５０間を、所定の流速を保持し、かつ満遍なく流通することになるので、骨材表面に付着する微粒分を洗浄することができる。これにより、骨材量が大量であっても、簡単で効率的にかつ短時間に骨材５０を洗浄することができる。
【００４０】
また、本実施形態に係る骨材洗浄装置１０によれば、容器１２から排水される水の濁度を計測する濁度計１８を備えることにより、濁度計１８により計測された濁度に基づいて骨材洗浄の終了時を判断できる。これにより、洗浄効果を一定レベルに保つことができるとともに、洗浄処理の効率化を図ることができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、骨材の密度及び吸水率試験方法（ＪＩＳ  Ａ  １１００）における骨材５０の洗浄処理を、骨材洗浄装置１０を用いることにより実施することについて説明したが、さらに、この後になされる骨材５０に水を吸水させる処理を、骨材洗浄装置１０によって洗浄された骨材５０をそのまま水中に所定時間浸漬させることにより行ってもよい。これにより、骨材の密度及び吸水率試験（ＪＩＳ  Ａ  １１００）の骨材に対する処理を効率的に実施できる。
【００４２】
また、本実施形態に係る骨材洗浄装置１０は、骨材の密度及び吸水率試験（ＪＩＳ  Ａ  １１００）に用いる骨材だけでなく、実際にコンクリート構造物に使用する骨材を洗浄するために使用しても良い。これにより、骨材表面から粘土やシルトなどの細かい微粒分が洗浄され、セメントと骨材との付着が強固になるためコンクリートの強さが向上する。
【００４３】
なお、本実施形態に係る図１又は２に示した骨材洗浄装置１０では、遮水材１６が容器１２内に上下方向に間隔をおいて積層するような構造になるように設けられていたが、図７に示すような構造になるように設けてもよい。
【００４４】
図７は、遮水材１６が容器内に垂直方向に固定された骨材洗浄装置１００の外観斜視図である。
【００４５】
図７に示す骨材洗浄装置１００では、容器１２内で、複数枚の遮水材１６が、水平方向に間隔をおいて、交互に、容器１２の対向する一対の内壁面２０の一方から、他方の内壁面２０に向けて当該他方の内壁面２０から離間する位置まで延びるように立設される。
【００４６】
骨材洗浄装置１００内がこのような構造であることにより、容器１２の上方から骨材５０を簡単に充填することができ、図２に示したように、容器内に骨材５０と遮水シート１７とを交互に設置する作業に比べて効率がよい。
【００４７】
なお、給水ホース１４は、その給水口１５が、容器１２内の遮水板１０２によって仕切られる流路の一端の上部に配置するように設けられる。また、排水口１０４は、容器１２の、給水ホース１４が設置された側と反対側の流路端下部に設けられる。なお、骨材洗浄装置１００では、図１及び２で示した蓋部材１３は、特に用いなくてもよい。
【００４８】
これにより、給水ホース１４から給水された水は、容器内に充填された骨材間を所定の流速を保ち、水平方向に蛇行しながら流通していき、その間に骨材表面に付着する微粒分をむらなく洗浄して、洗浄された微粒分は水流により流されて排水口１０４から水とともに排出され、図１又は２に示した骨材洗浄装置１０と同様の洗浄効果が得られる。  
また、洗浄後において、容器１２を裏返すことにより容易に骨材を容器１２から取り出すことができる。
【００４９】
このように、図７に示した骨材洗浄装置では、特に骨材の容器１２への充填及び容器１２からの取り出しの作業の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施形態に係る骨材表面に付着する微粒子を洗浄する骨材洗浄装置１０を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【図２】具体的な骨材洗浄装置１０の構成、及び骨材の骨材洗浄装置１０への設置手順を示す説明図である。
【図３】洗浄前の石灰砕砂のふるい分け試験の結果を示し、同図（ａ）はその結果をまとめた表、同図（ｂ）は試験結果の平均値とコンクリート用細骨材の基準とをまとめた表、同図（ｃ）は同図（ｂ）の表をプロットしたグラフである。
【図４】洗浄前の石灰砕砂について微粒分量試験の結果を示す表である。
【図５】洗浄後の石灰砕砂のふるい分け試験の結果を示し、同図（ａ）はその結果をまとめた表、同図（ｂ）は試験結果の平均値とコンクリート用細骨材の基準とをまとめた表、同図（ｃ）は同図（ｂ）の表をプロットしたグラフである。
【図６】洗浄後の石灰砕砂の微粒分量試験の結果を示す表である。
【図７】遮水材が容器内に垂直方向に固定された骨材洗浄装置１００の外観斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０、１００  骨材洗浄装置
１２  容器
１２Ａ  排水口
１３  蓋部材
１４  給水ホース
１５  給水口
１６  遮水材
１７、１７ａ、１７ｂ  遮水シート
１８  濁度計
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ  内壁面
５０  骨材
１０２  遮水板
１０４  排水口
【図１】
0004854648.tif 000002
【図２】
0004854648.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004854648.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0004854648.tif 000008