JP2010240522A

JP2010240522A - 再生細骨材の製造方法

Info

Publication number: JP2010240522A
Application number: JP2009089373A
Authority: JP
Inventors: Genji Taga; 玄治多賀
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 2009-04-01
Filing date: 2009-04-01
Publication date: 2010-10-28
Anticipated expiration: 2029-04-01
Also published as: JP5464887B2

Abstract

【課題】簡易な設備で、且つ、低エネルギーで、セメント分の付着量が少ない骨材を再生する方法を提供する。
【解決手段】コンクリート塊１を目開き４．７５ｍｍ篩を全通する大きさに、乾式粉砕装置２−１及び２−２を使用した多段で乾式破砕して粗破砕物を得、各段の破砕よって得られる破砕物（中間破砕物５’、粗破砕物５）より、その粒度分布における細粒側の粒子の一部７’、７を除去し、次いで、粗破砕物５をボールミル３で湿式破砕処理し、更に、上記湿式破砕処理により得られる湿式破砕物に含有される微粉８を、湿式分級装置４によって除去することにより、高度に精製された再生細骨材６を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリート塊から再生細骨材を製造するための新規な方法に関する。詳しくは、コンクリート塊より、簡便な方法で、且つ、高度に精製された再生細骨材を得ることができる製造する方法に関する。

コンクリート塊は、コンクリート建築構造物の解体現場から発生する廃材として得られ、従来は、埋め立ての材料として使用されていた。ところが、近年、埋め立て地の確保が困難となっており、コンクリート塊の処理においても、埋め立て以外の他の処理方法を検討する必要に迫られている。

一方、セメントに混合するための細骨材、粗骨材等の骨材は、河川や海において、採取制限が厳しくなり、供給不足の問題が深刻化しつつある。

これらの問題に対して、コンクリート塊より、骨材を回収して再利用しようとする試みが成されている。たとえば、コンクリート塊を骨材の大きさに破砕して使用する方法が挙げられる。しかし、このように、コンクリート塊の破砕物をそのまま使用した場合、得られる破砕物よりなる骨材は、セメント分が多く含まれるため、吸水率が高く、再生骨材ＨのＪＩＳＡ５０２１の規格を満足しないものであった。

上記問題に対して、セメント分を除去した骨材の製造方法が種々提案されている。例えば、コンクリート塊を加熱炉により熱処理して含有されるセメント硬化体の強度を低下せしめ、これを破砕することにより、骨材から優先的に破砕して除去し、セメント分の付着の少ない骨材を回収する方法が挙げられる（特許文献１参照）。

特開平８−１９８６５２号公報

しかしながら、上記方法は、セメント硬化体を熱劣化させるために、コンクリート塊全体を高温に加熱するための処理を必要とし、多大のエネルギーを使用するばかりでなく、高温設備を必要とし、工業的な実施において、課題が残るものであった。

従って、本発明の目的は、簡易な設備で、且つ、低エネルギーで、セメント分の付着量が少ない骨材を再生する方法を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成すべく検討を重ねた結果、コンクリート塊より骨材を回収しようとした場合、コンクリート塊を骨材ごと、細骨材程度の大きさ、すなわち４．７５ｍｍの篩を全通するまで破砕し、さらに、得られる粗破砕体を、ボールミルに供給して湿式処理を行うことにより、骨材を過度に粉砕することなくセメント分の付着量が著しく低減され、吸水率が少なく、前記ＪＩＳ規格を満足した細骨材を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、コンクリート塊を目開き４．７５ｍｍ篩を全通する大きさに乾式破砕した後、得られる粗破砕物をボールミルで湿式破砕処理し、次いで、上記湿式破砕処理により得られる湿式破砕物に含有される微粉を除去することを特徴とする再生細骨材の製造方法である。

また、本発明においては、上記再生細骨材の製造方法において、前記コンクリート塊より粗破砕物を得るための乾式破砕を多段で行い、且つ、各段の破砕によって得られる破砕物、即ち、中間破砕物又は粗破砕物より、その粒度分布における細粒側の粒子（以下、細粒側粒子ともいう）の一部を除去する工程を含むことが、吸水率の小さい再生細骨材を効率的に得るために好ましい。

本発明の方法によれば、汎用の破砕処理の組み合わせによる簡便な方法で、且つ、高温での加熱処理を特に必要とすることなく、コンクリート塊より、セメント分を高度に除去された再生細骨材を工業的に得ることが可能である。因みに、本発明によれば、吸水率が３％以下の再生細骨材が得ることができる。

また、破砕を多段で行ない、且つ、得られる破砕物より細粒側の一部を除去することにより、セメントの成分が該細粒側の破砕物に濃縮されて除去されることにより、得られる破砕物中に残存するセメント分の割合を低減することができ、続く乾式破砕処理、更には、最終的に得られる粗破砕物のボールミルによる湿式破砕処理における処理効率が向上することができる。それ故、コンクリート塊を破砕して得られる破砕物からセメント分が短時間で除去でき、吸水率が低い高純度の再生細骨材を得ることができる。

また、本発明の再生細骨材の製造方法は、全工程にわたって加熱処理を行うことなく実施することができるため、工業的な実施において極めて有利な方法であるといえる。

本発明の再生細骨材の製造方法の代表的な工程を示す概略図である。

本発明の再生細骨材の製造方法において、原料となるコンクリート塊は、任意の形状を成した塊状のコンクリートが特に制限なく使用される。また、上記コンクリート塊における骨材の含有割合も、特に制限されるものではないが、８０重量％程度のものが一般的である。

また、コンクリート塊の破砕を効率よく実施するため、コンクリート塊が鉄筋等の構造材や樹脂シート等の付着物を含む場合は、これを予め取り除いておくことが必要である。

本発明において、前記コンクリート塊は、細骨材の大きさにまで各種の破砕方法によって破砕される。破砕物から微粒分を除去すれば粒度では細骨材のＪＩＳ規格を満足するものとなるが、再生骨材Ｈの吸水率の規格である３．５％以下とはならない。このときの吸水率は、一般的には、５−９％である。

本発明において、乾式破砕は、前記大きさまで破砕が可能な破砕装置であれば、公知の破砕装置が特に制限なく使用される。たとえば、ジョークラッシャー、コーンクラッシャー、ロールクラッシャー、ロッドミル、ボールミル等の破砕装置が挙げられる。

本発明において、前記コンクリート塊を細骨材の粒度にまで一度に破砕してもよいが、かかる破砕を多段で行ない、且つ、得られる破砕物より細粒側の一部を除去することが好ましい。

即ち、かかる破砕物の篩下側粒子には、セメント分が高濃度で存在しており、これを各段の乾式破砕後に除去することにより、ボールミル処理工程に供給される粗破砕物中のセメント分の割合が著しく低減され、かかる処理において、セメント分を除去するための負荷が軽減され、より一層効率的に吸水率の低い再生細骨材を得ることができる。
上記細粒側粒子の除去の程度は、過度に行うと再生細骨材の歩留まりが低下し、少な過ぎると上記セメント硬化体の除去効果が乏しくなるため、これらを勘案して、適宜決定することが望ましい。かかる除去の程度を例示すれば、各段における破砕粒子の５〜１５重量％の割合となるよう細粒側微粒子を除去することが好ましい。

上記細粒側微粒子を篩分けする篩目の大きさは、粒子径が小さいほどセメント分が濃縮する傾向があるため、出来るだけ小さいほうが好ましいが、セメント分の濃縮の程度と工業的に適用しやすいことなどを考慮すると１〜２．５ｍｍが好ましい。

尚、本発明において、前記除去された細粒側粒子は、必要に応じて粒度調整し、路盤材として使用することも可能である。

本発明において、コンクリート塊を乾式破砕により、前述した細骨材程度の大きさに破砕して得られた粗破砕物は、ボールミルで湿式処理し、次いで、処理により得られる破砕物に含有される、目開き０．１５ｍｍ篩を通過する微粉の割合が１０重量％以下となるように、破砕物より微粉を除去することにより、再生細骨材とされる。

即ち、上記粗破砕物を処理することによって、粗破砕物に付着しているセメント分が優先的に破砕され、微粉となって骨材より効果的に除去される。

前記ボールミル処理は、乾式処理も可能ではあるが、処理の効率がよいことと、骨材の角部が削られることで、実積率の高い良質な細骨材を得やすい傾向があるので湿式処理が好ましい。使用するメディアとしてのボールは、一般にボールミルに使用されている公知の材質のボールが特に制限なく使用される。代表的な材質を例示すれば、鉄、ステンレスの金属、アルミナ、ジルコニア等のセラミックスが挙げられる。また、上記ボールの粒径（直径）は重要で大きすぎると吸水率が小さくなる前に骨材が小さくなってしまい、目的を達成することが出来ない。逆に小さすぎると処理効率が大幅に低下してしまう。このことを考慮すると、１０〜３０ｍｍ直径のボールを選ぶことが好ましい。

また、湿式破砕に使用する媒体は、水が一般的であり、その量は、粗破砕物１００重量部に対して、４０〜８０重量部が適当である。

本発明において、湿式粉砕の時間は、得られる湿式破砕物におけるセメント分の付着量の量をチェックして、適宜決定すればよいが、０．５時間以上、好ましくは、１時間以上であれば十分である。また、湿式粉砕は、余り長時間行うと、効果が頭打ちとなるばかりでなく、得られる細骨材の歩留まりが低下するため、２時間以内とすることが好ましい。

本発明において、湿式粉砕して得られた湿式破砕物は、セメント硬化体に起因する成分を主とする微粉を除去することにより、目的とする細骨材を得ることができる。上記、微粉の除去の程度は、乾燥後に、目開き０．１５ｍｍ篩を通過する微粉の割合が１０重量％以下となるように行う。また、上記微粉の除去は、湿式粉砕物がスラリーの状態で得られることより、湿式分級装置、たとえば、液体サイクロン、スパイラル分級機等を使用して行うことが好ましい。この後除去された微粉は、ろ過によって分離され、ろ液は循環使用される。

以下、本発明の方法を、代表的な態様を示す図１に従って説明する。

前記コンクリート塊１を目開き４．７５ｍｍ篩を全通する大きさに乾式破砕して粗破砕物を得る操作を、２台の乾式粉砕装置２−１及び２−２を使用した多段で行い、各段の破砕よって得られる破砕物（中間破砕物５’、粗破砕物５）より、その粒度分布における細粒側の粒子の一部７’、７を除去する。

上記乾式破砕によって得られる粗破砕物５は、ボールミル３で湿式破砕処理し、次いで、上記湿式破砕処理により得られる湿式破砕物に含有される微粉８を、湿式分級装置４によって除去することにより、高度に精製された再生細骨材６が得られる。

以下、本発明を更に具体的に説明するために実施例を示すが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。

尚、実施例において、吸水率の測定はＪＩＳＡ１１０９、粗粒率の測定はＪＩＳＡ１１０２に記載の方法にて行った。

実施例１
鉄筋等を除去されたコンクリート塊をジョークラッシャー、ロールクラッシャーを使用して、目開き４．７５ｍｍ篩を全通し、且つ、２ｍｍ篩上５％になるよう破砕して粗破砕物を得た。

上記粗破砕物５００ｇを２０ｍｍの径のアルミナボール１ｋｇの入った内容積５リットルのポットミルに水３５０ｇと共に入れ、表１の時間粉砕した。粉砕後１０５ミクロン以下の微粉を除去した後、吸水率を測定し、さらに粗粒率も測定した。

その結果、粉砕時間を長くするほど吸水率が小さくなってくることがわかる。粉砕時間を長くしても、出来た細骨材の粒度はほぼ変わらないことがわかった。

実施例２
鉄筋等を除去された、実施例１とは別のコンクリート塊を、図１に記載の方法に従い再生細骨材を製造した。先ず、一段目の破砕として、ジョークラッシャーを使用し、１．３８ｍｍの篩下割合が所定の割合になるまで破砕し、上記篩下を細粒側の粒子として除去した。篩上の中間破砕物を、実施例１と同様な粗破砕物が得られるように第二段目の乾式破砕を行い、細粒側の粒子５重量％を除去した。

その後、得られた粗破砕物を湿式粉砕、及び、微粉除去を行い、同様の測定を行った。

その結果、５％、１０％の篩下除去の場合は、総合的な歩留まりは変わらずに、ボールミル粉砕時間を短縮でき、効率的に本発明を実施し得ることがわかった。

１コンクリート塊
２乾式粉砕装置
３ボールミル
４湿式分級装置
５破砕物（中間破砕物５’、粗破砕物５）
６再生細骨材
７、７’ 粒度分布における細粒側の粒子の一部
８微粉

Claims

コンクリート塊を目開き４．７５ｍｍ篩を全通する大きさに乾式破砕した後、得られる粗破砕物をボールミルで湿式破砕処理し、次いで、上記湿式破砕処理により得られる湿式破砕物に含有される微粉を除去することを特徴とする再生細骨材の製造方法。
前記コンクリート塊より粗破砕物を得るための乾式破砕を多段で行い、且つ、各段の破砕によって得られる破砕物より、その粒度分布における細粒側の粒子の一部を除去する工程を含む、請求項１記載の再生細骨材の製造方法。