JPH0775674B2 - コンクリート用砕砂製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はコンクリート用砕砂製造装置に係り、詳しく
は、コンクリートの主要原料である骨材の一種の砕砂を
製造するための新規な装置に関する。

〔従来の技術〕

周知のように、土木建築用コンクリートは、セメント、
水、骨材を主要原料とするものであるが、高品質のコン
クリートを製造するには、堅硬で物理的、化学的に安定
しており且つ適度な粒度を有し而も塩分や粘土質等の不
純物を含有しない良好な骨材を用いることが基本とな
る。この骨材としては、硬質で粒形の良い川砂及び川砂
利を使用することが望ましいが、近年における建設工事
の急激な増大に伴って供給不足を惹起せしめ、更には採
取規制と相俟って、当該川砂及び川砂利の使用量はコン
クリート用骨材の約一割を占めるまでに減少しているの
が実情である。このため、最近のコンクリート用骨材は
多様化されて、山砂（山砂利）、海砂（海砂利）、陸砂
（陸砂利）、ダスト等が使用されるに至っているが、こ
のような骨材の多様化は、コンクリートの品質低下を余
儀なくさせるものである。このような問題に対しては、
種々の対策が講じられているのが現状であって、その一
方策として、砕砂製造装置を用いて山砂利、海砂利、陸
砂利及び砕石等の原石（原砂）を適度に破砕することに
より砕砂を製造すると共に、この砕砂の特性に厳しい規
制を加えることにより、良質のコンクリートを得ようと
する試みが見られる。

そして、この場合における砕砂製造装置の一種として、
ロッドミルと称せられる装置が存在する。このロッドミ
ルは、筒状ドラム内に複数本の金属製ロッドを転動可能
に収納すると共に、該筒状ドラムを回転させながら原石
（原砂）及び水をその内部に供給することにより、金属
製ロッドと原石とを撹拌し、該金属製ロッドの衝撃力に
より原石を強制的に破砕して、砕砂を得るように構成し
たものである。

一方、前記砕砂の品質を決定するに際しては、砕砂の粒
形や表面状態及び内部状態が重要であるのは勿論のこ
と、砕砂の粒度分布曲線が、第11図に示すロッドミル砕
砂粒度分布図における点線Ａと点線Ｂとの間の帯域内
（土木学会コンクリート用細骨材の標準粒度範囲）に入
ることが望ましい。また砕砂の粒形はできるだけ球形に
近いことが好ましいのであるが、この粒形の判定は、水
洗した試料JIS A 5004による粒形判定実績率（単位容積
質量を絶乾比重で除算した値）をもって行われるのが通
例であり、前記した良品質の骨材である川砂の粒形判定
実績率は57〜59％であることが、実験により判明してい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、前記ロッドミルを用いて砕砂を製造する方法
によれば、以下に示すような種々の問題が生じる。

即ち、前記ロッドミルにおける筒状ドラムの回転時にお
いては、該筒状ドラムの内壁面に沿って金属製ロッドが
所定高さまで持ち上げられ且つその後落下した際に得ら
れる衝撃力によって原石が強制的に破砕されるものであ
り、而も金属製ロッドの硬度は原石の硬度よりも遥かに
高いものであって、金属製ロッドから原石に付与される
衝撃力は極めて大きい。そして、この金属製ロッドは、
単に原石を打ち砕き若干の摩擦的作用を行うに留まり、
砕砂の表面を徐々に摩砕していくといった作用は当然の
事ながら行い得ない。このため、金属製ロッドにより破
砕されて得られた砕砂は、粒形が丸形でなく偏平で角立
っており、表面（肌）がなめらかでなく、而もクラック
が発生している等の諸種なる欠点を有している。従っ
て、このロッドミルにより製造された砕砂は、前記川砂
の持つ種々の利点を有しておらず、コンクリート用骨材
としては品質の良いものではなく、そのため、ワーカビ
リチーや流動性等のコンクリートの諸性質に悪影響を及
ぼすという難点がある。その一例を述べると、前記ロッ
ドミルにより製造された砕砂は、その粒形が丸形でなく
且つ角立っていることに起因して、粒形判定実績率が53
％前後であることが実験により明らかにされており、こ
の粒形判定実績率は前記した川砂の粒形判定実績率より
も遥かに低いものであるため、コンクリートの流動性や
単位水量等に大きな影響を与える重要な原因となる。

また、前記ロッドミルを用いて得られた砕砂の粒度分布
曲線は、第11図における点線Ａと点線Ｂとの間の帯域内
に必ずしも収まるものではないことが実験により確認さ
れており、従って、このような実験結果から判断して
も、当該砕砂が良質のものでなく且つ品質にバラツキの
あることが伺える。

更に、前記ロッドミルは、金属製ロッドを用いて大きな
衝撃力で破砕作業を行う構成であることから、粒径が13
mm前後から0mmまでの比較的大きな原石を破砕する場合
にのみその能力を発揮するものであって、この発明が対
象とする小さな原砂つまり例えば粒径が5mm〜0mmの原砂
（ダストも含む）を破砕或いは摩砕する場合には、適用
不可能なものであった。そして、このロッドミルは原石
の表面を徐々に摩砕していくといった事を行い得ないも
のであることから、原石の表面全体を削り取ることが不
可能であり、従って、原石（原砂）として海砂を採用す
る場合にはこの海砂の表面に付着している塩分が除去さ
れないばかりでなく貝殻等の不純物も除去されず、また
原砂として山砂を採用する場合にはこの山砂の表面に付
着している粘土質が除去されないといった問題をも惹起
せしめ、コンクリート用骨材の良質化を図る上で大きな
妨げとなっていた。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は上記事情に鑑み、コンクリート用骨材として
品質の良い川砂が自然の川の流れによって生成される原
理に着目して、これと同一の原理で而も短時間で川砂の
特性と略同一の特性を有する砕砂を製造することを技術
的課題としてなされたものである。

そのため、本発明に係るコンクリート溶砕砂製造装置
は、筒状ドラムと、該筒状ドラムを回転駆動せしめる駆
動装置と、該筒状ドラムの内部に積重された粒径が10mm
より大きい複数の媒体石と、該筒状ドラムの一端壁に形
成されて粒径5mm未満の原砂及び水を送給する送給口
と、該筒状ドラムの他端壁に形成されて開口面積が前記
送給口よりも所定面積だけ大きくされ且つ生成された砕
砂及び水をその内部から排出する排出口と、該送給口に
張り渡された第１の網状体と、上記排出口に張り渡され
上記第１の網状体より目が細かくされた第２の網状体
と、前記筒状ドラムの内周壁面に装着されたゴム製の衝
撃緩和シートと、前記筒状ドラムの内周壁面に取り付け
られて略等角度間隔毎に内方に向かって突出し且つ筒状
ドラムの軸方向略全域に延びる複数の撹拌凸条とを具備
してなることを特徴としている。

〔作用〕

上記コンクリート用砕砂製造装置によると、回転する筒
状ドラムの内部において、複数の媒体石、原砂及び水が
所定時間撹拌されると共に、以下に述べるように、この
撹拌時には筒状ドラム内周壁面と原砂との間に生じる衝
撃が緩和されることから、該筒状ドラム内においては、
川砂が生成される原理と同一の原理に基づいて砕砂が生
成されることになる。つまり、川砂は、川の水の流れの
作用により石群体が下流に向かって押し流される際に、
種々の石と撹拌されてその表面が徐々に摩滅或いは摩砕
されることにより生成されるものであり、而も川砂が生
成される過程においては大きな衝撃力（例えば金属製部
材により付与されるような大きな衝撃力）は作用しな
い。従って、このコンクリート用砕砂製造装置は、川砂
の生成過程と同一条件の下で、積極的に原砂の表面を摩
砕していくものであるため、原砂の表面に付着している
塩分や粘土質等の不純物が除去されると共に、川砂の持
つ種々の利点、即ち粒形が球形近く偏平でなく且つ表面
がなめらかで而もクラックが発生していない等の利点を
有する砕砂が短時間で得られることになる。

即ち、コンクリート用砕砂製造装置によると、内部に複
数の媒体石が収納されてなる筒状ドラムを駆動装置の動
作により回転させると共に、該筒状ドラムの一端壁に形
成された送給口を介して原砂及び水をその内部に送給
し、該筒状ドラム内において複数の媒体石、原砂及び水
を所定時間撹拌して砕砂を生成し、水の押し出し作用に
より前記生成された砕砂を、筒状ドラムの他端壁に形成
された排出口より排出せしめる。この場合、前記筒状ド
ラムの内周壁面には衝撃緩和シートが装着されているこ
とから、前記撹拌時に原砂と筒状ドラム内周壁面との間
に生じる衝撃が緩和されて、原砂が打ち砕かれるといっ
た事態が回避される。また、この衝撃緩和シートはゴム
で形成されて、その表面は摩擦抵抗が大きくされている
ことから、前記筒状ドラムの回転時においては、原砂及
び媒体石が筒状ドラムの内周壁面に沿って大きな摩擦力
で十分な高さまで持ち上げられることになり、つまり前
記原砂及び媒体石が不十分な高さ位置から筒状ドラムの
内周壁面に沿って滑落するといった事態が回避されるこ
とになり、これより撹拌能率が向上して砕砂の生成に要
する時間が短縮されることになる。更に、前記撹拌時に
おいては、筒状ドラムの内周壁面に取り付けられた複数
の撹拌凸条の作用により媒体石が常に転動することにな
り更なる撹拌能率の向上が図られる。なお、上記撹拌凸
条は筒条ドラムの内周壁面に当該筒条ドラムの軸方向略
全域に渡って設けられているので、上記の撹拌作用は、
筒条ドラムの全域で良好に行われる。また、前記筒条ド
ラムの送給口及び排出口には夫々網状体が張り渡されて
いるので、この網状体の目の大きさを適切に設定してお
けば、前記撹拌時に媒体石が筒状ドラムの外方に飛び出
すといった不具合が回避される。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図乃至第４図に示すように、この発明に係るコンク
リート要砕砂製造装置１は、内部が撹拌室とされた筒状
ドラム２と、該筒状ドラム２を回転駆動せしめる駆動装
置３とを有する。

前記筒状ドラム２の一端壁４には送給管５が突設され且
つ他端壁６には排出管７が突設されており、該排出管７
の管径は送給管５の管径よりも稍大径とされている。

前記駆動装置３は、基台８の上面にブラケット９…９を
介して回動自在に保持された４個のローラー10…10と、
該基台８の一測部上面に取り付けられたモータ11と、該
モータ11の回転軸12に固着された駆動スプロケット13
と、前記筒状ドラム２の軸方向中央部外周に固着された
従動スプロケット14と、前記両スプロケット13、14に巻
き掛けられたチェーン15とから成る。そして、前記モー
タ11の回転力がチェーン15を介して筒状ドラム２に伝達
されることにより、該筒状ドラム２が前記４個のローラ
ー10…10を転動させながらその上方で回転駆動される構
成である。尚、前記両スプロケット13、14は、歯付きプ
ーリやＶ形プーリで構成してもよく、また前記チェーン
15は、タイミングベルトやＶベルトで構成してもよいの
は言うまでもない。

一方、第５図及び第６図に示すように、前記筒状ドラム
２の内周壁面には、その全周にわたって衝撃緩和シート
としてのゴムシート16が貼着されており、更にこの内周
壁面には、略等角度間隔毎に内方に向かって放射状に突
出し且つ筒状ドラム２の軸方向全域に直線状に延びる複
数の撹拌凸状17…17が取り付けられている。この場合、
前記ゴムシート16は、材質が天然ゴムでなるため、その
表面の摩擦抵抗（他の部材との摩擦時に生じる抵抗）が
大きくされており、而もクッション部材として役割をも
果たすことになる。

また、前記筒状ドラム２の一端壁４中央部には、原砂及
び水をその内部に送給する送給口20が形成されて、この
送給口20には網状体21が張り渡されていると共に、該筒
状ドラム２の他端壁６中央部には、開口面積が前記送給
口20よりも所定面積だけ大きくされ且つ砕砂及び水をそ
の内部から排出する排出口22が形成されて、この排出口
22にも網状体23が張り渡されている。この場合、前記送
給口20側の網状体21の目の大きさは約15mmとされ、また
前記排出口22側の網状体23の目の大きさは約10mmとされ
ている。

そして、第７図及び第８図に示すように、筒状ドラム２
の内部撹拌室には、複数の媒体石25…25が積重されると
共に、該筒状ドラム２の一側方には、水26を供給するた
めのシャワー手段27と、水26及び原砂28を前記送給管５
内に導くためのシュート29とが備えられている。この場
合、前記媒体石25…25としては、網状体23における10mm
の目よりも大きな石が使用され且つ当該媒体石25…25を
補充する際には１〜1.5kgのものが使用されると共に、
前記原砂28としては、粒径が5mm以下の海砂、山砂、採
石場で採取されたダスト等が使用される。尚、前記筒状
ドラム２の一端壁４には、前記媒体石25…25を投入する
ための投入口30と、該投入口30を開閉する蓋体31とが設
けられている。

次に、上記構成からなるコンクリート用砕砂製造装置１
を用いて砕砂を製造する方法について説明する。

先ず、筒状ドラム２の内部撹拌室に複数の媒体石25〜25
を積重し、水26及び原砂28をシュート29から送給口20
（網状体21）を介して該筒状ドラム２の内部撹拌室に連
続的に送給し、モータ11の動作により筒状ドラム２を回
転させて、該筒状ドラム２内において前記複数の媒体石
25…25、原砂28及び水26を撹拌する。この撹拌時におい
ては、筒状ドラム２の内周壁面にゴムシート16が貼着さ
れていることから、原砂28及び媒体石25と筒状ドラム２
内周壁面との間に生じる衝撃が緩和される。従って、従
来のロッドミルのように大きな衝撃力によって原石の全
部が打ち砕かれるといった事態が回避されて、前記原砂
28はその表面全体が徐々に摩砕され且つ偏平石のみが破
砕されると共に、これに伴って当該原砂28の表面に付着
している塩分や粘土質或いは貝殻等が効果的に除去され
る。

また、前記ゴムシート16の表面は摩擦抵抗が大きいもの
であるから、撹拌時における原砂28の掻き上げ作用が増
大して撹拌能率が向上すると共に、筒状ドラム２の内周
壁面に取り付けられた複数の撹拌凸条17…17の作用によ
り媒体石25…25が常に転動してその向きが変化するの
で、原砂28に対して均等な摩砕作用が施されることにな
る。なお、撹拌凸条17…17は、筒状ドラム２の軸方向全
域に渡って設けられているので、上記の良好な撹拌作用
は、筒状ドラム２の全域で行われる。

このようにして、複数の媒体石25…25、原砂28及び水26
が所定時間撹拌された後に得られた砕砂32は、水26の押
し出し作用により排出口22（網状体23）を介して筒状ド
ラム２の外方へ連続的に排出され、この排出された砕砂
32と水26とは図外の分級機に供給され、この分級機によ
り水分と砕砂とが振り分けられる。

以上のようにして得られた砕砂32の粒形判定実績率は、
58〜59％であることが、本出願人が行った実験により確
認されており、この砕砂32の粒形判定実績率は川砂の粒
形判定実績率と略同一であることから考察すれば、この
砕砂32の特性は川砂の特性に極めて近いものであること
が伺える。

また、第９図に示すように、前記砕砂32の粒度分布曲折
Ｘは、ロッドミル砕砂粒度分布図における点線Ａと点線
Ｂとの間の帯域内に収まるばかりでなく、両点線Ａ、Ｂ
の略中央部を延びるものであることが、実験により確認
されており、このことから判断しても、前記砕砂32は良
質で且つ品質にバラツキのないことが明白である。

尚、以上の実施例は、一台のコンクリート用砕砂製造装
置１を使用して所望の砕砂を得るように構成したもので
あるが、第10図に示すように、複数台（必要な台数でよ
い）のコンクリート用砕砂製造装置１…１を直列に配設
して、隣接する２台の砕砂製造装置1,1のうちの一方の
砕砂製造装置１の排出管７と他方の砕砂製造装置１の送
給管５とを連絡板33を介して連通するように構成しても
よい。そして、このような構成とした場合には、一台の
砕砂製造装置１で撹拌して得られた砕砂が後続の砕砂製
造装置１によって更に撹拌されることになるので、例え
ば原石（原砂）の種類が異なる場合においても、常に品
質の良い砕砂が最終的に得られることになる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、回転する筒状ドラムの
内部において所定の大きさの媒体石、原砂及び水が連続
的に撹拌されると共に、この撹拌時には原砂に必要以上
に大きな衝撃力が作用せず偏平石を破砕するに留まり、
従って、原砂はその表面全体が徐々に摩砕されていくこ
とになるので、川砂が生成される過程と同一条件の下で
砕砂が生成されることになり、この結果、川砂の有する
特性と同様に粒径が丸く偏平でなく且つ表面がなめらか
で而もクラックが発生していない等の種々の利点を有す
る砕砂が得られることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第９図はこの発明の第１実施例を示すもの
で、第１図はコンクリート用砕砂製造装置の正面図、第
２図はコンクリート用砕砂製造装置の左側面図、第３図
はコンクリート用砕砂製造装置の背面図、第４図はコン
クリート用砕砂製造装置の右側面図、第５図は第４図Ｖ
−Ｖ線に従って切断した縦断背面図、第６図は第３図VI
−VI線に従って切断した縦断側面図、第７図はこの実施
例の作用を示す概略縦断背面図、第８図は同じくこの実
施例の作用を示す概略縦断側面図、第９図はこの実施例
における実験結果を示すロッドミル砕砂粒度分布図であ
る。また、第10図はこの発明の第２実施例を示す概略側
面図である。更に、第11図はロッドミル砕砂粒度分布図
である。 １……コンクリート用砕砂製造装置、 ２……筒状ドラム、 ３……駆動装置、 ４……一端壁、 ６……他端壁、 16……衝撃緩和シート、 17……撹拌凸条、 20……送給口、 21、23……網状体、 22……排出口、 25……媒体石、 26……水、 28……原砂、 32……砕砂。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状ドラムと、該筒状ドラムを回転駆動せ
   しめる駆動装置と、該筒状ドラムの内部に積重された粒
   径が10mmより大きい複数の媒体石と、該筒状ドラムの一
   端壁に形成されて粒径5mm未満の原砂及び水を送給する
   送給口と、該筒状ドラムの他端壁に形成されて開口面積
   が前記送給口よりも所定面積だけ大きくされ且つ生成さ
   れた砕砂及び水をその内部から排出する排出口と、該送
   給口に張り渡された第１の網状体と、上記排出口に張り
   渡され上記第１の網状体より目が細かくされた第２の網
   状体と、前記筒状ドラムの内周壁面に装着されたゴム製
   の衝撃緩和シートと、前記筒状ドラムの内周壁面に取り
   付けられて略等角度間隔毎に内方に向かって突出し且つ
   筒状ドラムの軸方向略全域に延びる複数の撹拌凸条とを
   具備してなることを特徴とするコンクリート用砕砂製造
   装置。