JP3980792B2 - 骨材 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固化材に混入して使用する骨材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セメントやアスファルトは流動性を有している間に所定の形状、又は平面上に充填又は塗布し、自然に又は所定の手段により硬化、固化するものであり、通常固化材と言われている。このような固化材には、通常骨材と呼ばれる無機系粒体が混入されている。これは、増量の意味や、軽量化、補強、更には鏝滑り（作業性）向上等のためである。
【０００３】
例えば、瀝青混合物に混合する骨材は、普通、砕石、砂、石粉であり、特別な用途に使用する場合、珪砂やセラミックス骨材を使用する。また、セメントコンクリートにも同様に、砕石、砂、特別な用途には珪砂等が用いられることがある。また、樹脂系混合物には珪砂やセラミックス骨材の他、有機系骨材も用いられている。
【０００４】
最近では、瀝青混合物にゴムチップ等を骨材として、混入し、弾力性を付与したり、コンクリートの骨材としてもゴム質のものやプラスチックを使用して軽量化や別の用途を与える等が考えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
骨材は固化材中に埋没（一部の場合もある）するものであるため、全体としての強度は、固化材と骨材の付着力に影響されることは間違いない。即ち、固化材と骨材の付着力が小さいと、骨材の離脱が起こり飛散する。また、骨材が表面に露出している部分では、固着力が小さいと骨材が抜け落ち（剥脱、飛散）ることもある。このため、種々の機能を持たせるため、種々の骨材の使用とその混合量を調整した混合物をつくりたいのであるが、実際問題としてはできないのである。特に、瀝青系混合物及びセメントコンクリート混合物に対しては困難である。
【０００６】
そこで、本業界では固化材に混入でき、且つそれと強固な固着力を有する骨材が待望されていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上のような状況に鑑み、本発明者は鋭意研究の結果、本発明の骨材を完成させたものであり、その特徴とするところは、固化材に混入して使用するものであって、心材の表面に樹脂を介して表面材が固着されている点にある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
ここでいう固化材とは、コンクリート等のセメント系のもの、アスファルト混合物やアスファルト乳剤、樹脂や樹脂モルタル等、可塑性を有するもので硬化（固化）するものであれば何でもよい。
【０００９】
心材とは、本発明の骨材の本体ともいうべき部分であり、本来ならばこの部分のみが骨材となるものである。材質としてはゴム製であり、ゴムであればなんでもよい。また、ゴムであれば所謂産業廃棄物と称される固体類でもよい。
【００１０】
また、大きさや形状は固化材の種類や用途によって決めればよい。通常は、平均粒径１〜３０ｍｍ程度であるが、２〜２０ｍｍが好適である。
【００１１】
形状は、球状でも、偏平でも破砕形でも、又繊維形状でもよい。
【００１２】
心材として、廃タイヤの破砕物を使用すれば、コスト低減だけでなく、廃棄物処理ができ、環境問題も軽減できるという効果もある。
【００１３】
この心材に付着させる樹脂は、どのようなものでもよく、心材と後述する表面材とを固着させる機能があればよい。固着は必ずしも確実に接着する必要はなく、ある程度の力で付着していればよい場合もある。本来的に固化材のなかでは、骨材表面から表面材を剥離、飛散させる大きな力はかからないためである。よって、接着でも粘着でもよい。
【００１４】
樹脂の例としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル系樹脂（ＭＭＡ樹脂等）、ポリエステル樹脂等があげられ、固体ポリマーの溶液化や粘度調整のため溶剤を混合してもよい。
また、心材の表面の樹脂が変形回復性を有しているものでもよい。
【００１５】
心材に樹脂を付着させる方法は、噴霧、塗布、浸漬（所謂どぶ漬）、容器内での撹拌付着等どのような方法でもよい。付着の厚みも、表面材が固着できる程度あればよく、厚く付着させる必要はない。
【００１６】
表面材とは、珪砂の粒や粉、セメントの粉、タンカル、シリカ、セラミック等の無機粉体、またプラスチックの粉砕品等の有機粉体でもよく、粉体、粒体やいびつな形状のものでもよい。繊維等の長形のものでも、フライアッシュ等の微粉末でもよい。化学的な性質や反応を必ずしも求めているのではなく、その物理的な存在、形状そのものを第１に求めているためである。勿論、化学的にも固着するものであればなお好ましい。
【００１７】
表面材のサイズは、好ましくは０．０１μｍ〜１ｍｍ程度であるが、心材のサイズによってはより大きくてもよい。表面材のサイズはあくまでも、心材との相対的な関係で定めればよい。また、繊維等では、心材の径（最も長い対角線）と同じオーダーの長さのものでもよい。
【００１８】
表面材は、１種類とは限らず、複数種使用してもよい。特に、大きいものを最初に固着させ、その後より小さなものを部分的に固着させてもよい。このようにすれば、骨材全体としてより大きな凹凸表面を有することとなる。特に、大きな表面材として繊維様のものを使用すれば、骨材が離脱する時の抵抗が大きいと思われる。
【００１９】
樹脂が付着した心材に表面材を固着させるには、それに表面材をまぶせばよいのである。例えば、樹脂コーティングした心材を表面材中を転がす、心材に表面材を噴霧する、表面材の入った容器内に心材を入れて攪拌する等自由である。表面材の固着は、心材の周囲全体に付着すればよいため、簡単である。余分なものは固着しないし、樹脂が露出している部分は自然に表面材が固着する。固着させた後、ふるいのようなもので余分な表面材を除去してもよい。この樹脂と表面材の固着作業（工程）は、１回とは限らず、複数回行なってもよい。樹脂塗布後に大小の表面材を混合して付着させてもよい。表面材粒子は、その重量に対する付着面積の大きいものほど優先して樹脂表面に付着する傾向にある。
例えば、心材１００重量部に対し、樹脂０．１〜１０重量部を混合して、樹脂を心材の表面にまんべんなく付着させた後、心材の平均粒径の１／１０以下の平均粒径の表面材１重量部以上と接触、混合させる方法もある。
また、心材と樹脂を混合して、樹脂を心材の表面にまんべんなく付着させた後、第１の表面材と接触、混合させ、心材の表面に固着されていない表面材を除去した後、再度樹脂を心材の表面に付着させ、第１の表面材より大きな第２の表面材を、部分的に付着させる方法もある。
【００２０】
樹脂付着後、表面材を周囲にまぶす場合、表面材が１層となって全表面を均一に覆うとは限らない。即ち、樹脂中に埋没するものが存在する場合がある。本発明では、全てが埋没していてもよいが、最も表面に位置する表面材の一部が樹脂で覆われていないようにすれば、表面材の表面の物理的、化学的性質が生かされ、固化材との接着等が良好となる場合が多い。
【００２１】
更に、心材に表面材（１種でも、大小２種でも、多種でもよい）を固着した後、ブラスト処理等を行なうことによって、その表面材の一部を除去し、骨材の表面により大きな凹凸を形成してもよい。ブラスト処理は、骨材表面に高速小粒子を衝突させることにより行なうことができるが、ブラスト用小粒子と該骨材との混合物を、混合物同士高速で衝突させたり、他の固体表面に混合物を衝突させて行なってもよい。また、表面材粒子の一部に発泡スチロールのような有機溶剤によって溶出あるいは変形するものを混合して用いれば、溶剤処理により骨材表面に凹凸がたやすく形成される。
第１と第２の表面材を使用する場合、第２の表面材を付着させた後、ブラスト処理し、表面材を部分的に除去する方法もある。
【００２２】
以下図面に示す実施の形態に基づいて、本発明をより詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明の骨材１の拡大断面図である。心材２に樹脂３を介して表面材４が周囲を覆うように固着している。この例では、心材２としてゴムチップを使用し、樹脂としてはウレタン樹脂、表面材４は珪砂粉末を使用した。ゴムチップのサイズは、０．５〜２ｃｍであった。この例では、表面材４である珪砂粉末は１層として均一に付着しており、完全に樹脂中に埋没している粉末はほとんどない。
【００２４】
図２は、この骨材１をアスファルト混合物に混合し、舗装した路面５の断面を示す。アスファルトには、通常の骨材６として小石等を混合してもよいことは言うまでもない。
【００２５】
図３は、本発明の骨材の他の例を示す部分断面図である。この例では、表面材４が１層として均一に付着しているのではなく、埋没しているものがある例である。この例でも最外層の表面材は樹脂でカバーされていない。
【００２６】
図４は、大きな表面材７を最初に付着させ、その後再度樹脂を塗布し、大きな表面材７よりは小さい表面材４を付着した例である。大きな凹凸ができている。この図では樹脂は省略している。
【００２７】
図５（この図も樹脂は省略している）は、最初に大きな表面材を付着させ、次いで小さな骨材を付着させた例である（図５（ａ））。この状態から、更にブラスト処理し、大きな表面材を除去する（図５（ｂ））。これも、大きな凹凸が形成されている。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は骨材には次のような大きな利点がある。
（１）骨材の周囲に表面材が多数固着しているため、固化材との物理的固着力が向上し、固化材からの離脱やクラックの発生が非常に少ない。
（２）固化材と骨材（高周波処理やコロナ処理等の従来の表面処理なしでも）の接着力が強く、自動車のタイヤによる舗装表面のゴムチップの剥脱、飛散を防止し、舗装表面の耐久性を向上させるばかりでなくゴムチップの使用量やサイズのみならず、その他の骨材についてもその用途が拡大した。
（３）アスファルトにゴムやプラスチックをより良く混合できるようになると、アスファルト舗装自体に新しい物性（柔軟性等）を付与することができ、アスファルトの用途が広がる。
（４）廃タイヤ等の産業廃棄物の破砕物も使用できるようになると、廃棄物処理にもなり、環境問題の解決という側面もある。
（５）心材が樹脂で覆われているため、そのカバーの方法や使用する樹脂を選択すれば、塩化ビニル、ポリカーボネート等の（廃）プラスチックの使用に問題があると言われているようなものでも骨材として使用できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の骨材の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の骨材の使用状態を示す断面図である。
【図３】本発明の骨材の他の例を示す部分断面図である。
【図４】本発明の骨材の他の例を示す断面図である。
【図５】本発明の骨材の他の例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１：骨材
２：心材
３：樹脂
４：表面材
５：路面
６：通常の骨材
７：大きな表面材

Claims (5)

1. アスファルト混合物、アスファルト乳剤、樹脂又は樹脂モルタルに混入して使用するものであって、ゴム製の心材の表面に樹脂を介して表面材が固着されていることを特徴とする骨材。
2. 表面材のうち最表面に位置するものは、その表面の一部が樹脂で覆われていないものであることを特徴とする請求項１に記載の骨材。
3. 表面材は、樹脂に埋没したものがほとんどないものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の骨材。
4. 表面材は、大きさ、形状の異なる複数種のものであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の骨材。
5. 心材の表面には、表面材で覆われていない部分が存在するものであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の骨材。

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