JP2010155745A

JP2010155745A - コンクリート用砕砂製造方法および砕砂製造システム

Info

Publication number: JP2010155745A
Application number: JP2008334672A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Hamashin; 正博浜新; Kenji Yokota; 健二横田; Atsushi Matsunaga; 篤松永
Original assignee: Ube Techno Eng Co Ltd; Kanto Ube Concrete Corp
Current assignee: Ube Techno Eng Co Ltd; Kanto Ube Concrete Corp
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2010-07-15

Abstract

【課題】コンクリート性状を改善するために、従来排除されていた微粒分からブリーディングの抑制、フロー値の改善に寄与する粒径の微粒分を適正分布となるように配合した製品砂を製造できるようにすること。
【解決手段】砕砂を導入して収容されている媒体石により研磨を行う研磨装置と、この回転型研磨装置から排出される研磨砂を規定分級点以下の微粒分と製品砕砂に分級する分級機を備えている。更に、当該分級機により分級された微粒分を更に任意の定められた分級点以上の粒度をもつ微粒分として回収し、この回収微粒分を前記製品砕砂に配合する微粒砂回収機構とを有するコンクリート用砕砂製造システムである。
【選択図】図１

Description

本発明はコンクリート用砕砂製造方法および砕砂製造システムに係り、特に原料砂を粉砕してコンクリート用細骨材として用いるための砕砂を製造するための方法と製造システムに関する。

コンクリートの製造には細骨材として砂が多く用いられるが、最近では、自然砂が減少していることから、岩石や砂利などを原料としてこれを粉砕して砕砂化することにより得られた砕砂を利用するようになっている。従来、コンクリート用砕砂製造装置では、岩石や砂利などをボールミル等で粉砕して平均粒径が５〜０．１５ｍｍの砕砂を得るようにしている。

ところで、コンクリート用砕砂製造装置により製造される砕砂中に含まれる微粒分の量は、原料中に含まれる量で決まり、これがＪＩＳ規格で定められる以上の量が含まれている場合は、分級機などにより除去されて使用されている。特許文献１には現場発生岩石、コンクリートガラなどをミルで粉砕し、篩分装置に投入して粗粒物、細粒物、微粒物に分級し、細粒物を水洗浄して製品砂とする構成例が示されている。

従来の篩分装置などの分級機による分級点は７４μｍ前後の粗い範囲で行われている。洗い試験（微粒分量試験）を７％以下とするために、殆ど微粒分がない状態である。これらの方法では、製品中に含まれる微粒分の粒度分布は原料中の粒度分布に依存するため、微粒分の粒度調整はできないものであった。

コンクリートの細骨材に微粒分を含む場合、ブリーディングの抑制、フロー値の改善ができることが分かっており、特許文献２には、粒径０．３ｍｍ以下の粒子を９０重量％以上含んでなるような粒径の調整された微粉をカット砂（微粒分を除去した細骨材）に配合することにより、流動性を改善しようとする技術が開示されている。また、特許文献３には、細骨材中に粒子径が０．１５ｍｍ以下の細粒分を含有率が３％以上配合する技術が開示されている。

しかし、従来の方法では、微粒分を含む製品を得た場合、原料中の微粒分の粒度分布は広範囲に亘っているために、コンクリート性状を改善させるものと劣化させるものが同時に含まれており、微粒分を添加することの優位性が顕著でなかった。
特開２００５−３４２６５５号公報特開２００４−１６１５５０号公報特開２０００−２４７７１２号公報

本発明は、特にブリーディングの抑制、フロー値の改善効果は、微粒分粒径が４０μｍ以上のものが寄与すること、また、４０μｍより小さい微粒分が加わると、粘性の増加や比表面積の増加による性状の低下が現れるとの知見に基づいて、砕石により規定の分級点で分級して微粒分を取り除いて砕砂を得るとともに、コンクリート性状を改善するために、取り除かれた微粒分からブリーディングの抑制、フロー値の改善に寄与する粒径の微粒分を適正分布となるように配合した製品砂を製造できるようにしたコンクリート用砕砂製造方法および製造システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係るコンクリート用砕砂製造方法は、砕砂原料から製品砕砂を製造する過程にて規格分級点で分離された微粒分を一旦取り除くとともに、この取り除いた微粒分から更に分級して予め定められた一定の分級点以上の微粒分を回収し、この回収微粒分を前記製品砕砂に配合するようにしたことを特徴とする。

また、砕砂原料を砕砂粒度まで破砕し研磨した後、この研磨砂を規格分級点で分離して製品砕砂中の微粒分を一旦取り除き、製品砕砂から取り除かれた微粒分を更に分級して予め定められた一定の分級点以上の微粒分を回収し、この回収微粒分を前記製品砕砂に配合させて一定の分級点以上の微粒分を含む均質な製品を製造することを特徴とする。

また、砕砂原料を砕砂粒度まで破砕し研磨した後、この研磨砂を分級して製品砕砂中から規格分級点で分離される微粒分を一旦取り除き、製品砕砂から取り除かれた微粒分を含む水スラリーを湿式サイクロンに導入することにより、予め定められた一定の分級点以上の微粒分をスラリー状態で回収し、このスラリーを分級機出口の脱水スクリーン上に分散させることで、製品中にある分級点以上の微粒分を含む均質な製品を製造することを特徴としている。

更に、砕砂原料を砕砂粒度まで破砕した後、この砕砂を媒体石が収容された筒状ドラムに水とともに供給して前記筒状ドラムを回転させることにより前記砕砂の表面研磨を行って分級機に供給し、分級機にて規定分級点にて微粒分を取り除いた製品砕砂を得るとともに、取り除かれた微粒分を含む水スラリーを更に湿式サイクロンに供給して分級処理することにより予め定められた分級点以上の微粒分を前記製品砕砂に配合することを特徴としている。

本発明に係るコンクリート用砕砂製造システムは、砕砂原料から製品砕砂を製造するシステム列に砕砂から分離された微粒分を収集し、この収集微粒分を分級して予め定められた一定の分級点以上の粒度の微粒分を回収して製品砕砂に配合させる微粒砂回収機構を併設したことを特徴とする。

また、砕砂原料を砕砂粒度まで破砕した砕砂を導入して収容されている媒体石により研磨を行う研磨装置と、この回転型研磨装置から排出される研磨砂を微粒分と製品砕砂に分級する分級機と、当該分級機により分級された微粒分を更に任意の定められた分級点以上の粒度をもつ微粒分を回収し、前記製品砕砂に配合する微粒砂回収機構とを有することを特徴とする。

この場合において、前記研磨装置は前記媒体石を収容するドラムを有し、前記砕砂とともに水を導入して回転攪拌して研磨をなすようにしてなる回転型研磨装置により構成すればよい。

また、前記微粒砂回収機構は湿式サイクロンを有し、前記分級機により分級された微粒分を含む水スラリーを遠心分離することにより定められた分級点以上の粒度をもつ微粒分を回収可能とすればよい。

更に、前記微粒砂回収機構は湿式サイクロンを有し、前記分級機により分級された微粒分を含む水スラリーを遠心分離することにより定められた分級点以上の粒度をもつ微粒分を回収可能するとともに、残余の水スラリーを前記研磨装置への還流路を備えた構成とすることができる。
なお、上記構成では湿式構成としているが、乾式により微粒分を回収するように構成するようにしてもよい。

本発明構成によれば、砕砂システムや研磨システムから排出される砕砂中にも原料由来の微粒分が含まれており、この粒度分布は広範囲に亘っている。したがって、これらのシステムから排出された製品を分級機に通して、製品中の微粒分を一旦取り除くようにしている。製品砕砂から取り除かれた微粒分は分級機の排水中に含まれており、この排水を、湿式サイクロンのような分級機能を有する回収機構に導入することにより、一定の分級点を持つ微粒分をスラリー状態で回収することができる。このスラリーを分級機出口の脱水スクリーン上に分散させることで、製品砕砂中に、ある分級点以上の微粒分を含む、均質な製品砕砂が製造可能となり、この砕砂を使用したコンクリートの性状改善が可能となる。

以下に、本発明に係るコンクリート用砕砂製造方法および製造システムの具体的実施の形態を、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
図１は実施形態に係るコンクリート用砕砂製造システムの全体構成を示すフローチャートである。このコンクリート用砕砂製造システムは、砕石を原料としてこれを粉砕して砕砂を得る前段設備と、砕砂を原料としてこれを研磨し、製品砕砂を得る後段設備とから構成されている。

図に示すように、前段設備では、製造すべき砕砂の原料となる砕石１０を砕砂粒度まで破砕するボールミル１２が設備されており、ここで原料砕石１０を破砕して得られた砕砂１４の粒径が５ｍｍ以下となるように粉砕している。ここでの粉砕処理は一般的なボールミルを用いることで実施できる。その他の破砕装置を用いても同様な効果が得られる。この実施形態の場合には、円筒体の内部に多数の金属ボールを入れ、内部に原料となる砂を水とともの投入口から入れて円筒体を回転することにより破砕する構造のものを用いている。このボールミル１２によって製造される砕砂は、砕石を破砕するので、粒径が小さくはなるが、外表面は角張った形態を示し、なおかつ、同時に微粒分を発生する。微粒分がＪＩＳ規定以上混在しないように、ボールミル１２の出口部分には分級機１６が配置され、ここに砕砂１４を投入し、規定分級点である７５μｍ以下の微粒分を除去するようにしている。

この分級機１６は湿式分級機であり、図示のように、水供給手段１８からの水とともに、原料砕砂１４が投入される沈降槽２０と、この沈降槽２０に投入された原料砕砂１４のうち底部へ沈降する粒子を移送するスパイラル羽根２２と、このスパイラル羽根２２の終端にて、移送されてきた粒子を掻き揚げる環状に配置されたバケット手段２４を備えている。バケットの中空部分には当該バケットから砂を受け入れて、粒子に振動を付与しながら排出する振動篩脱水機２６が設けられている。脱水機２６には篩で抜かれた微砕砂を含んだ水を沈降槽に戻すことができるようにしている。また、沈降槽の端部には沈降槽より溢流する溢流水回収手段が設けられ、ここで回収された微粒分を含む溢流水を排出するようにしている。このような分級機１６は、粒子の粒径の大きさによりその沈降速度が異なる現象を利用して水洗選別を行うようにしたもので、原料砕砂１４と水の混濁液が沈降槽２０に投入されることにより、スパイラル羽根２２により移送されてバケット手段２４によって掻き揚げられて脱水機２６にて脱水されて製品砂となり、微粒分は沈降槽２０からの溢流水とともに排出されることで分級がなされる。分級のサイズは供給する水量により調整され、一般的には７５μｍを分級点として分離されるように設定している。このような前段設備により分級された砕砂１４はコンベア搬送されて後段設備に送られ、一部は保存ヤードに山積される。

前段設備によって砕石を破砕して製造された砕砂１４が供給される後段設備は、基本的に、原料砕砂１４を砕砂粒度まで破砕した砕砂を導入して収容されている媒体石により研磨を行う回転型研磨装置２８と、この回転型研磨装置２８から排出される研磨砂を規定分級点以下の微粒分と製品砕砂に分級する前述した前段設備における分級機１６と同様な第２の分級機１６₂と、当該分級機１６₂により分級された微粒分を更に任意の定められた分級点以上の粒度をもつ微粒分として回収し、この回収微粒分を前記製品砕砂に配合する微粒砂回収機構３０と、を有する構成となっている。

上記研磨装置２８は、内部に攪拌室が設けられた攪拌ドラム３２と、該攪拌ドラム３２を回転駆動する可変速駆動装置と、前記攪拌室内に収容される媒体石とを備え、中心軸回りに回転駆動される攪拌ドラム３２内に一端側から原料砕砂１４と水とを供給し、該攪拌ドラム３２内に収容されている媒体石との研磨作用により前記原料砕砂１４を研磨し、攪拌ドラム３２の他端側の外周部に設けた網目状の排出口から所定粒度の製品砕砂として排出するようにしたものである。前記媒体石は、攪拌ドラム３２の回転に伴って攪拌室内において原料砕砂１４及び水とともに攪拌されることにより原料砕砂１４を研磨して微分含有砕砂３４とするものである。このような研磨装置２８にて研磨された微分含有砕砂３４は研磨に伴って微粉を発生し、これが次の第２分級機１６₂に給される。

第２分級機１６₂に供給された微粉含有砕砂３４は、ここでＪＩＳ上の規定分級点である７５μｍ以上の含水砕砂３６と、それ以外の微粒分を含む水スラリー３８とに分離され、前者は振動篩脱水機２６₂にて水切りされてコンベア搬送され、製品砕砂４０として製品ヤードに山積される。後者の微粒分は水スラリー３８となってタンク４２に一旦貯溜するようにしている。

この実施形態では、第２分級機１６₂から一旦取り出された水スラリー３８を微粒砂回収機構３０に供給し、この取り除いた微粒分から更に分級して予め定められた一定の分級点以上の微粒分を回収し、この回収微粒分を前記製品砕砂に配合するようにしている。前記微粒砂回収機構３０は湿式サイクロン４６を有し、前記分級機により分級された微粒分を含む水スラリー３８を遠心分離することにより定められた分級点以上の粒度をもつ微粒分を回収するようにしている。湿式サイクロン４６は、円筒状のインレットチャンバ４８の下部にコーン型容器５０を連接したもので、タンク４２からポンプ５２によって水スラリー３８を汲み上げてインレットチャンバ４８の側面から接線方向に向けて吐出させるようにしている。インレットチャンバ４８の天端部にはオーバフロー管５４が設けられてタンク４２に接続しており、この湿式サイクロン４６での分級点以下の微粒子をタンク４２に戻すようにしている。一方、コーン型容器５０の下端部には逆止弁を介して前記第２分級機１６₂の出口の脱水スクリーン上にて開放させるような回収配管５６が接続され、この湿式サイクロン４６で分級された粒子の大きい微粒砂を製品砕砂４０に分散して配合させるようにしている。湿式サイクロン４６での分級点の設定は、ポンプ５２の吐出量と、大気吸入調整弁５７の開度調整による空気取り込み量制御によって調整でき、この実施形態では粒径４０μｍが分級点になるように設定されている。これは、砕砂から分離された微粒砂の中でも粒径が４０μｍ以上のものがブリーディングの抑制、フロー値の改善効果に寄与するとの観点に基づいている。

なお、前段設備の分級機１６から分級された微粒砂を含む水スラリーは後段設備の研磨装置２８の沈降槽２０に供給し、この砕石から粉砕した砕砂１４の製造に伴って発生した微粒分も後段設備で回収できるようにしている。これによって微粒分の有効活用ができるようになっている。

このように構成された実施形態に係るコンクリート用砕砂製造システムによれば、砕砂原料を砕砂粒度まで破砕した後、この砕砂を媒体石が収容された筒状ドラムに水とともに供給して前記筒状ドラムを回転させることにより前記砕砂の表面研磨を行って分級機に供給し、分級機にて規定分級点（７５μｍ）にて微粒分を取り除いた製品砕砂を得るとともに、取り除かれた微粒分を含む水スラリーを更に湿式サイクロンに供給して分級処理することにより予め定められた分級点（４０μｍ）以上の微粒分を前記製品砕砂に配合することができる。この結果、出来上がった製品砕砂４０には、粒径４０μｍ以上の微粒分を含むものとなり、この製品砕砂４０を用いて打設されたコンクリートは、ブリーディングの抑制効果が高く、フロー値の改善ができるという優れた効果を発揮することができる。

なお、前記微粒砂回収機構３０は湿式サイクロン４６にて分級機により分級された微粒分を含む水スラリーを遠心分離することにより定められた分級点以上の粒度をもつ微粒分を回収可能とするが、分級された残余の水スラリーをポンプ５８を介して前記研磨装置３２へ還流させる還流路６０を備え、閉ループ構成とすることにより、排水を出さないシステムとすることができる。

コンクリート製造業への利用が可能である。

実施形態に係るコンクリート用砕砂製造システムの全体構成を示すフローチャートである。

符号の説明

１０………砕石、１２………ボールミル、１４………砕砂、１６………分級機、１８………水供給手段、２０………沈降槽、２２………スパイラル羽根、２４………バケット手段、２６………振動篩脱水機、２８………回転型研磨装置、３０………微粒砂回収機構、３２………攪拌ドラム、３４………微粉含有砕砂、３６………含水砕砂、３８………水スラリー、４０………製品砕砂、４２………タンク、４６………湿式サイクロン、４８………インレットチャンバ、５０………コーン型容器、５２………ポンプ、５４………オーバフロー管、５６………回収配管、５７………大気吸入調整弁、５８………ポンプ、６０………還流路。

Claims

砕砂原料から製品砕砂を製造する過程にて規格分級点で分離された微粒分を一旦取り除くとともに、この取り除いた微粒分から更に分級して予め定められた一定の分級点以上の微粒分を回収し、この回収微粒分を前記製品砕砂に配合するようにしたことを特徴とするコンクリート用砕砂製造方法。
砕砂原料を砕砂粒度まで破砕し研磨した後、この研磨砂を規格分級点で分離して製品砕砂中の微粒分を一旦取り除き、製品砕砂から取り除かれた微粒分を更に分級して予め定められた一定の分級点以上の微粒分を回収し、この回収微粒分を前記製品砕砂に配合させて一定の分級点以上の微粒分を含む均質な製品を製造することを特徴とするコンクリート用砕砂製造方法。
砕砂原料を砕砂粒度まで破砕し研磨した後、この研磨砂を分級して製品砕砂中から規格分級点で分離される微粒分を一旦取り除き、製品砕砂から取り除かれた微粒分を含む水スラリーを湿式サイクロンに導入することにより、予め定められた一定の分級点以上の微粒分をスラリー状態で回収し、このスラリーを分級機出口の脱水スクリーン上に分散させることで、製品中にある分級点以上の微粒分を含む均質な製品を製造することを特徴とするコンクリート用砕砂製造方法。
砕砂原料を砕砂粒度まで破砕した後、この砕砂を媒体石が収容された筒状ドラムに水とともに供給して前記筒状ドラムを回転させることにより前記砕砂の表面研磨を行って分級機に供給し、分級機にて規定分級点にて微粒分を取り除いた製品砕砂を得るとともに、取り除かれた微粒分を含む水スラリーを更に湿式サイクロンに供給して分級処理することにより予め定められた分級点以上の微粒分を前記製品砕砂に配合することを特徴とするコンクリート用砕砂製造方法。
砕砂原料から製品砕砂を製造するシステム列に砕砂から分離された微粒分を回収し、この回収微粒分を分級して予め定められた一定の分級点以上の粒度の微粒分を回収して製品砕砂に配合させる微粒砂回収機構を併設したことを特徴とするコンクリート砕砂製造システム。
砕砂を導入して収容されている媒体石により研磨を行う研磨装置と、この回転型研磨装置から排出される研磨砂を規定分級点以下の微粒分と製品砕砂に分級する分級機と、当該分級機により分級された微粒分を更に任意の定められた分級点以上の粒度をもつ微粒分として回収し、この回収微粒分を前記製品砕砂に配合する微粒砂回収機構とを有することを特徴とするコンクリート用砕砂製造システム。
前記研磨装置は前記媒体石を収容するドラムを有し、前記砕砂とともに水を導入して回転攪拌して研磨をなすようにしてなる回転型研磨装置であることを特徴とする請求項６に記載のコンクリート用砕砂製造システム。
前記微粒砂回収機構は湿式サイクロンを有し、前記分級機により分級された微粒分を含む水スラリーを遠心分離することにより定められた分級点以上の粒度をもつ微粒分を回収可能としてなることを特徴とする請求項６に記載のコンクリート用砕砂製造システム。
前記微粒砂回収機構は湿式サイクロンを有し、前記分級機により分級された微粒分を含む水スラリーを遠心分離することにより定められた分級点以上の粒度をもつ微粒分を回収可能するとともに、残余の水スラリーを前記研磨装置への還流路を備えてなることを特徴とする請求項６に記載のコンクリート用砕砂製造システム。