JPH08198652A

JPH08198652A - セメント・コンクリート塊からの再生骨材の製造方法

Info

Publication number: JPH08198652A
Application number: JP17506895A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Hyodo; 和也兵頭; Masao Ohashi; 正雄大橋; Toru Yoshikane; 亨吉兼
Original assignee: DAIYU KENSETSU KK; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: DAIYU KENSETSU KK; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1994-11-24
Filing date: 1995-07-11
Publication date: 1996-08-06
Anticipated expiration: 2015-07-11
Also published as: JP3140665B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】再生骨材の製造方法を提供する。【解決手段】セメント・コンクリート構造物を解体し
た際に生じるセメント・コンクリート塊を加熱装置によ
り１００〜６００℃に加熱後、コンクリート塊またはセ
メント・コンクリート塊をそのコンクリートに含まれて
いる最大骨材寸法以下に破砕し、次いで１００〜６００
℃に加熱し、ロッドミル等で骨材自身をすり合わせて粗
骨材粒表面に付着しているセメント・モルタル分を除去
し、次いで分級により５ｍｍ以上の粒径の骨材粒子を取
り出して、再生骨材を製造する。その際、セメント・コ
ンクリート塊乃至小割破砕片をマイクロ波加熱装置によ
り上記温度に加熱する一方、加熱されたセメント・コン
クリート塊に空気を接触させて、セメント・コンクリー
ト塊を冷却するとともに空気を加熱し、この加熱空気を
マイクロ波加熱装置に入る前のセメント・コンクリート
塊に接触させて予熱・熱回収を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設工事において
セメント・コンクリート構造物の解体により発生するセ
メント・コンクリート塊から再生骨材を製造するセメン
ト・コンクリート塊からの再生骨材の製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、道路および建築・土木構築物等の
建設工事において、セメント・コンクリート構造物き解
体に伴なって発生するセメント・コンクリート塊は、一
般的に道路舗装用路盤材、仮設道路用敷砂利、埋戻し材
などの付加価値の低いものに利用されている。

【０００３】この場合には、発生するセメント・コンク
リート塊の全量を再利用することができなくて、半分ほ
どが廃棄処分されている。このような現状に鑑み且つ骨
材資源の枯渇化の面から、平成３年１０月「再生資源の
利用の促進に関する法律」（リサイクル法）が施行さ
れ、この法律によりセメント・コンクリート塊をコンク
リート用再生骨材として利用する要求が急速に高まって
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】セメント・コンクリー
ト塊からコンクリート用再生骨材を大量に生産する場合
（５０〜２００ｔｏｎ／ｈ）には、通常、セメント・コ
ンクリート塊をジョークラッシャ、インパクトクラッシ
ャ、コーンクラッシャ等の破砕機により破砕し、スクリ
ーンにより分級して、再生骨材を製造する方法が採られ
ているが、この方法では、再生粗骨材の場合、モルタル
分付着量（一般に４５〜５５％）が多く、また再生細骨
材の場合、ペースト分付着量（一般に３５〜４５％）が
多く、従って給水率や硫酸ナトリウムによる骨材の安定
性（以下、安定性という。）の点で、再生骨材の使用方
法を規定した建設省「再生骨材を用いたコンクリートの
設計施工指針（案）」（以下、「指針（案）」という）
による再生粗骨材１、２種及び再生細骨材１種の品質基
準値を満足することが殆どんど困難であるか、生産効率
が非常に悪い。

【０００５】ところでこれらの品質基準値を満足するた
めの生産方法として、再生粗骨材については、クラッ
シャの骨材通過間隔を狭めたり、骨材を複数回通過させ
ることにより、モルタル分を除去して、モルタル付着率
を低下させる方法、ロッドミル、ボールミル、自生ミ
ルなどのミルにより骨材自身を擦り合わせて、骨材粒表
面に付着しているモルタル分を除去するか、研磨作用に
より骨材粒表面に付着しているモルタル分を除去して、
モルタル付着率を低下させる方法がある。

【０００６】また再生細骨材では、付着したペースト部
分の除去が再生粗骨材よりも困難なため、自生ミルなど
を改良した特殊精製機を用いて除去するようにしてい
る。しかしこれらの方法は、生産効率の悪さから設備が
大型化して、設備費が嵩む上に、生産費が上昇する。し
かも生産の歩留まりの悪さから、現状では、再利用の用
途が殆ど見当たらない微粉体が大量に発生して、その処
分に多額の費用が必要になるなど、コストが非常に嵩ん
で、実用化、普及化するまでには至っていない。

【０００７】本発明は前記の問題点に鑑み提案するもの
であり、その目的とする処は、良質のコンクリート用
再生骨材を容易に製造することができ、再生骨材の歩
留りを向上できて、用途のない微粉分の発生を抑制で
き、マイクロ波加熱装置の消費エネルギーを節減でき
て、再生骨材の製造コストを低減できるセメント・コン
クリート塊からの再生骨材の製造方法を提供しようとす
る点にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のセメント・コンクリート塊からの再生骨
材の製造方法は、セメント・コンクリート塊を加熱装置
により１００〜６００℃の加熱処理を行い、次いで破砕
機によりこのコンクリート塊をその中に含まれる最大骨
材寸法以下に破砕するか、破砕機によりセメント・コン
クリート塊をそのコンクリートに含まれている最大骨材
寸法以下に破砕し、次いで加熱装置により１００〜６０
０℃の加熱処理を行い、次いでロッドミル、ボールミ
ル、自生ミルなどの振動や回転により骨材自身をすり合
わせる研磨作用により粗骨材粒表面に付着しているセメ
ント・モルタル分を除去し、次いで分級により５ｍｍ以
上の粒径の骨材粒子を取り出すことを特徴としている
（請求項１）。

【０００９】前記請求項１記載のセメント・コンクリー
ト塊からの再生骨材の製造方法において、加熱処理前に
発生する５ｍｍふるい通過分の細骨材を加熱装置により
１００〜６００℃に加熱して得られるか、加熱処理後ま
たは研磨処理後の分級により得られる５ｍｍ以下の細骨
材を、ロッドミル、ボールミル、自生ミルにより細骨材
量０．５〜１．５倍量の破砕媒体（４０ｍｍ程度の砂利
など）とともに破砕し、エアーセパレーターなどにより
主として０．１５ｍｍ以下の微粉を除去するようにして
もよい（請求項２）。

【００１０】前記請求項１、２記載のセメント・コンク
リート塊からの再生骨材の製造方法において、セメント
・コンクリート塊を小割り破砕するときにセメント・コ
ンクリート塊乃至小割破砕片をマイクロ波加熱装置によ
り１００〜６００°Ｃに加熱し、セメント・コンクリー
ト塊中のセメントを脆弱化させて、骨材表面に付着して
いるセメント・モルタル分を除去し易くし、同マイクロ
波加熱装置により加熱されたセメント・コンクリート塊
に空気を接触させて、セメント・コンクリート塊を冷却
するとともに空気を加熱し、この加熱された空気をマイ
クロ波加熱装置に入る前のセメント・コンクリート塊に
接触させて、同セメント・コンクリート塊を予熱するこ
とにより、熱回収を行うようにしてもよい（請求項
３）。

【００１１】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）次に請求項１、２に対応した本発明の
セメント・コンクリート塊からの再生骨材の製造方法を
具体的に説明する。図１は例１のフロー図、図２は例２
のフロー図、図３は例３のフロー図である。

【００１２】本発明のセメント・コンクリート塊からの
再生骨材の製造方法では、セメント・コンクリート構造
物を解体した際に生じるセメント・コンクリート塊を加
熱装置により１００〜６００℃に加熱し、次いで破砕機
によりこのコンクリート塊をその中に含まれる最大骨材
寸法以下に破砕するか、破砕機によりセメント・コンク
リート塊をそのコンクリートに含まれている最大骨材寸
法以下に破砕し、次いで加熱装置により１００〜６００
℃に加熱し、次いでロッドミル、ボールミル、自生ミル
などの振動や回転により骨材自身をすり合わせたときの
研磨作用により粗骨材粒表面に付着しているセメント・
モルタル分を除去し、次いで分級により５ｍｍ以上の粒
径の骨材粒子を取り出して、セメント・コンクリート塊
から再生骨材を製造する。

【００１３】その際、前記加熱処理前に発生する５ｍｍ
ふるい通過分の細骨材を加熱装置により１００〜６００
℃に加熱して得られるか、前記加熱処理後または研磨処
理後の分級により得られる５ｍｍ以下の細骨材を、ロッ
ドミル、ボールミル、自生ミルにより細骨材量０．５〜
１．５倍量の破砕媒体（４０ｍｍ程度の砂利など）とと
もに破砕した後、エアーセパレーターなどにより主とし
て０．１５ｍｍ以下の微粉を除去する前記セメントコンクリート塊の破砕には、ジョークラッ
シャ、コーンクラッシャ、インパクトクラッシャなどの
破砕機を単独または組み合せて使用して、最大粒径８０
〜２０ｍｍ程度の粒に破砕する。

【００１４】またふるい分けには、再生骨材の用途に応
じて各種の粒径範囲のものを使用する。また前記加熱処
理を行う場合の破砕骨材の加熱温度は、特に限定されな
いが、１００〜６００℃にするのが好ましい。その理由
は、１００℃以下では、セメントモルタルまたはセメン
トペーストの脱水が少ないので、これらが骨材から剥れ
難く、また６００℃以上では、コンクリート塊中の骨材
が変質を起こし易くなるからである。

【００１５】また加熱装置には、充填式ドライヤー、ロ
ータリードライヤー、バンドドライヤー、電気乾燥機、
電磁波加熱機等を使用する。この加熱装置よる加熱処理
は、一次破砕機を通す前の段階か、一次破砕機を通した
粗破砕の段階か、若しくは二次破砕機を通した後の中破
砕または細破砕の段階で行う。

【００１６】またモルタルの除去処理には、ボールミ
ル、自生ミル、またはロッドミルなどからなるモルタル
除去装置を使用する。つまり、加熱処理した粗破砕物の
場合は、二次破砕機を通した中破砕物または細破砕物
は、モルタル除去装置に通してモルタル除去を行う。ま
た中破砕物または細破砕物の場合は、５ｍｍふるいを通
して粗・細骨材に分け、粗骨材をモルタル除去装置に通
す。５ｍｍ以下になった細骨材は、ペースト除去処理を
行う。

【００１７】またペースト除去処理は、ロッドミル、ボ
ールミル、自生ミルに４０ｍｍ程度の砂利からなる破砕
媒体を細骨材量の０．５〜１．５倍量使用して破砕する
のが好ましい。ここで、破砕媒体量を１．５倍量より多
くすると、細粒化して、所定粒度の細骨材にならない。
また０．５倍量よりも少なくすると、吸水率が改善され
ない。この後、エアーセパレータからなる分級機により
再生細骨材と０．５ｍｍ以下の微粉末とに分離される。

【００１８】次に本発明のセメント・コンクリート塊か
らの再生骨材の製造方法をさらに詳述する。表１は、本
発明の製造方法により得られた再生粗骨材の加熱処理物
性と従来技術により得られた再生粗骨材の加熱処理物性
とを示している。ここでの再生粗骨材の吸水率は、ＪＩ
ＳＡ１１１０（粗骨材の比重及び吸水率試験方法）
に従って測定したものである。

【００１９】またモルタル付着率は、再生粗骨材を１８
Ｎ塩酸で２日間浸し、セメント分を溶解し、不溶解の骨
材を洗浄、乾燥した後、５ｍｍふるいに残留した骨材質
量を計測して、次式より算出したものである。

【００２０】

【数１】

【００２１】表１から、従来技術では、吸水率が３％以
下にならない。一方、本発明によれば、２５０〜４００
℃に加熱処理した粗骨材をロッドミル、ボールミル、自
生ミルにより研磨処理しており、セメント・モルタル分
が約２０〜４０％分離されて、再生粗骨材の吸水率が３
％以下になる。

【００２２】

【表１】

【００２３】表２は、本発明の製造方法により得られた
再生細骨材の加熱処理物性と従来技術により得られた再
生細骨材の加熱処理物性とを示している。ここでの再生
細骨材の吸水率は、ＪＩＳＡ１１０９（細骨材の比
重及び吸水率試験方法）に従って測定したものである。
またモルタル・ペースト付着率は、再生細骨材を１８Ｎ
塩酸で２日間浸し、セメント分を溶解し、不溶解骨材を
洗浄、乾燥した後、骨材質量を測定して、次式より算出
したものである。

【００２４】

【数２】

【００２５】表２から、従来技術では、吸水率が５％以
下にならない。一方、本発明によれば、２５０〜４００
℃に加熱処理した細骨材をボールミル、ロッドミル、自
生ミルに投入し、さらに破砕媒体を細骨材の０．５〜
１．５倍量投入して、破砕すると、セメントモルタルや
セメントペースト分は、細骨材から２０〜３５％除去さ
れて、再生細骨材の吸水率が５％以下になる。

【００２６】

【表２】

【００２７】表３は、本発明により得られた再生粗・細
骨材、及び従来技術により得られた再生骨材の基準値別
歩留り及び微粉発生量を比較して示している。表３か
ら、本発明の製造方法により得られた再生粗細骨材の場
合には、従来技術により得られる再生粗細骨材１種、２
種の組合せの場合よりも微粉発生量が大幅に少なくなっ
ている。

【００２８】また本発明の再生骨材製造方法では、回収
された再生骨材の歩留りが特に再生粗骨材１種において
大きくなっている。

【００２９】

【表３】

【００３０】なお再生粗骨材（セメント・コンクリート
塊）は、舗装コンクリート殻で、これは、土木や建築の
基準に基づいて作られたものである。図４は、その配合
表の一例を示している。

【００３１】

【表４】

【００３２】（第２実施形態）次に請求項３に対応した
本発明のセメント・コンクリート塊からの再生骨材の製
造方法を具体的に説明する。図４は例１のフロー図（最
初にマイクロ波加熱を行うフロー図）、図５は例２のフ
ロー図（一次破砕機通過後にマイクロ波加熱を行うフロ
ーズ）、図６は例３のフロー図（二次破砕機通過後にマ
イクロ波加熱を行うフロー図）である。

【００３３】図４は、先ずセメント・コンクリート塊の
全量を余熱装置１及びマイクロ波加熱装置２により１０
０〜６００°Ｃに加熱し、熱回収装置３と一次破砕機４
と二次破砕機５とモルタル除去装置６とペースト除去装
置７と分級機８とによりセメント・モルタル分の付着が
少ない再生骨材９を製造する工程を示している。余熱装
置１及びマイクロ波加熱装置２により１００〜６００°
Ｃに加熱されたセメント・コンクリート塊は、セメント
・コンクリート塊中のセメントが脆弱化して、骨材表面
に付着しているセメント・モルタル分が除去し易くな
る。このセメント・コンクリート塊は、ジョークラッシ
ャ、コーンクラッシャ、インパクトクラッシャ等の一次
破砕機４と二次破砕機５とを経て５ｍｍ未満の粒径のセ
メント・コンクリート塊と５〜２０ｍｍの粒径のセメン
ト・コンクリート塊とに分級される。

【００３４】その後、それぞれが別個にロッドミル、ボ
ールミル、自生ミル等のモルタル除去装置６を経て５〜
２０ｍｍの再生粗骨材９になり、ペースト除去装置７と
分級機８とを経て０．１５〜５ｍｍ未満の再生再骨材１
０と微粉末１１とになる。マイクロ波加熱装置２により
加熱処理を行う場合のマイクロ波加熱温度は、特に限定
されないが、１００〜６００°Ｃ程度が望ましい。即
ち、４００°Ｃ以下では、セメントモルタルまたはセメ
ントペーストの脱水が少ないので、これらが骨材から剥
がれ難い。また６００°Ｃ以上では、コンクリート塊中
の骨材が変質破砕され易くなる。

【００３５】このマイクロ波加熱装置２による加熱処理
は、一次破砕機４を通す前か、一次破砕機４を通した粗
骨材の段階か、若しくは二次破砕機５を通した後の中破
砕または細破砕の段階で行う。一次破砕機４を通した後
の段階でマイクロ波加熱を行うのが図２の場合である。
また二次破砕機５を通した後の段階でマイクロ波加熱を
行うのが図３の場合である。

【００３６】マイクロ波加熱装置２の直前には、空気に
よる余熱装置１を設け、マイクロ波加熱装置２の直後に
は、熱回収装置３を設けており、マイクロ波加熱装置２
により加熱されたセメント・コンクリート塊が熱回収装
置３に入り、この熱回収装置３を通る空気に接触して、
セメント・コンクリート塊が冷却されるとともに空気が
加熱され、この加熱された空気が余熱装置１に入り、こ
の余熱装置１を通る空気がマイクロ波加熱装置２に入る
前のセメント・コンクリート塊に接触して、同セメント
・コンクリート塊が予熱されることにより、熱回収が行
われる。

【００３７】マイクロ波加熱は、一般家庭に普及してい
る電子レンジにその例を見ることができるように、物質
中の水分子に選択的に吸収されて、水分子中の電気双極
子に揺動運動を生じさせ、その結果、摩擦荷より熱が発
生する。一方、セメント・コンクリート塊は、通常、１
〜２％以下の水分を有する骨材と同骨材を水和反応によ
り結合するセメント部分とにより構成されている。

【００３８】セメント部分は、８〜１０％以上の水分を
有するため、マイクロ波を照射すると、セメント・モル
タル部分のみがマイクロ波を吸収して急速に加熱され
る。加熱温度が１００°Ｃ以上になると、セメント・モ
ルタル中の水分が蒸発し、水和反応により結合していた
セメント部分の結合が解かれて、セメント・モルタルが
脆弱化する。

【００３９】従って以降のジョークラッシャ、コーンク
ラッシャ、インパクトクラッシャ、ロードミル、ボール
ミル、自生ミル等による破砕研磨時にセメント・コンク
リート塊中のセメント・モルタルのみが破砕分離され
て、セメント・モルタルの付着の少ない再生骨材が効果
的に製造される。またマイクロ波による加熱エキルギー
を有効利用するため、マイクロ波加熱直後のセメント・
コンクリート塊に空気を接触させて、熱を回収し、その
熱をマイクロ波加熱直前のセメント・コンクリート塊に
接触させて、同セメント・コンクリート塊を予熱するこ
とにより、マイクロ波加熱エネルギー、即ち、電力消費
量が節減されて、再生骨材の製造コストが低減される。

【００４０】

【発明の効果】本発明のセメント・コンクリート塊から
の再生骨材の製造方法は前記のようにセメント・コンク
リート塊を加熱装置により１００〜６００℃の加熱処理
を行い、次いで破砕機によりこのコンクリート塊をその
中に含まれる最大骨材寸法以下に破砕するか、破砕機に
よりセメント・コンクリート塊をそのコンクリートに含
まれている最大骨材寸法以下に破砕し、次いで加熱装置
により１００〜６００℃の加熱処理を行い、次いでロッ
ドミル、ボールミル、自生ミルなどの振動や回転により
骨材自身をすり合わせる研磨作用により粗骨材粒表面に
付着しているセメント・モルタル分やセメント・ペース
ト分を除去するので、良質のコンクリート用再生骨材
を容易に製造することができ、再生骨材の歩留りを向
上できて、用途のない微粉分の発生を抑制できる。

【００４１】またセメント・コンクリート塊を小割り破
砕するときにセメント・コンクリート塊乃至小割破砕片
をマイクロ波加熱装置により１００〜６００°Ｃに加熱
し、セメント・コンクリート塊中のセメントを脆弱化さ
せて、骨材表面に付着しているセメント・モルタル分を
除去し易くするので、骨材の破砕や研磨を防止できて、
この点からも良質のコンクリート用再生骨材を容易に
製造することができ、再生骨材の歩留りを向上でき
て、用途のない微粉分の発生を抑制できる。

【００４２】また同マイクロ波加熱装置により加熱され
たセメント・コンクリート塊に空気を接触させて、セメ
ント・コンクリート塊を冷却するとともに空気を加熱
し、この加熱された空気をマイクロ波加熱装置に入る前
のセメント・コンクリート塊に接触させて、同セメント
・コンクリート塊を予熱することにより、熱回収を行う
ので、マイクロ波加熱エネルギー、即ち、電力消費量を
節減できて、再生骨材の製造コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセメント・コンクリート塊からの再生
骨材の製造方法の第１実施形態の例１を示すフロー図で
ある。

【図２】同第１実施形態の例２を示すフロー図である。

【図３】同第１実施形態の例３を示すフロー図である。

【図４】本発明のセメント・コンクリート塊からの再生
骨材の製造方法の第２実施形態の例１を示すフロー図で
ある。

【図５】同第２実施形態の例２を示すフロー図である。

【図６】同第２実施形態の例３を示すフロー図である。

【符号の説明】

１余熱装置２マイクロ波加熱装置３熱回収装置４一次破砕機５二次破砕機６モルタル除去装置７ペースト除去装置８分級機９再生骨材１０再生細骨材１１微粉末

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉兼亨愛知県名古屋市中川区十番町６丁目12番地大有建設株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント・コンクリート構造物を解体し
た際に生じるセメント・コンクリート塊を加熱装置によ
り１００〜６００℃に加熱し、次いで破砕機によりこの
コンクリート塊をその中に含まれる最大骨材寸法以下に
破砕するか、破砕機によりセメント・コンクリート塊を
そのコンクリートに含まれている最大骨材寸法以下に破
砕し、次いで加熱装置により１００〜６００℃に加熱
し、次いでロッドミル、ボールミル、自生ミルなどの振
動や回転により骨材自身をすり合わせたときの研磨作用
により粗骨材粒表面に付着しているセメント・モルタル
分を除去し、次いで分級により５ｍｍ以上の粒径の骨材
粒子を取り出すことを特徴としたセメント・コンクリー
ト塊からの再生骨材の製造方法。
【請求項２】前記加熱処理前に発生する５ｍｍふるい
通過分の細骨材を加熱装置により１００〜６００℃に加
熱して得られるか、前記加熱処理後または研磨処理後の
分級により得られる５ｍｍ以下の細骨材を、ロッドミ
ル、ボールミル、自生ミルにより細骨材量０．５〜１．
５倍量の破砕媒体（４０ｍｍ程度の砂利など）とともに
破砕した後、エアーセパレーターなどにより主として
０．１５ｍｍ以下の微粉を除去する請求項１記載のセメ
ント・コンクリート塊からの再生骨材の製造方法。
【請求項３】前記セメント・コンクリート塊を小割り
破砕するときにセメント・コンクリート塊乃至小割破砕
片をマイクロ波加熱装置により１００〜６００°Ｃに加
熱し、セメント・コンクリート塊中のセメントを脆弱化
させて、骨材表面に付着しているセメント・モルタル分
を除去し易くし、同マイクロ波加熱装置により加熱され
たセメント・コンクリート塊に空気を接触させて、セメ
ント・コンクリート塊を冷却するとともに空気を加熱
し、この加熱された空気をマイクロ波加熱装置に入る前
のセメント・コンクリート塊に接触させて、同セメント
・コンクリート塊を予熱することにより、熱回収を行う
請求項１、２記載のセメント・コンクリート塊からの再
生骨材の製造方法。