JPH0873246A - 流紋岩質溶結凝灰岩を破砕してなる細骨材及びその製造方法 - Google Patents

流紋岩質溶結凝灰岩を破砕してなる細骨材及びその製造方法

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JPH0873246A
JPH0873246A JP21081994A JP21081994A JPH0873246A JP H0873246 A JPH0873246 A JP H0873246A JP 21081994 A JP21081994 A JP 21081994A JP 21081994 A JP21081994 A JP 21081994A JP H0873246 A JPH0873246 A JP H0873246A
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貞治 山崎
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 細骨材を将来にわたり安価に安定供給できる
ようにする。 【構成】 流紋岩質弱溶結凝灰岩を破砕してなる細骨材
1は、粒径が5mm以下の高温型石英5、カリ長石6、
斜長石7の結晶体群であって、絶乾比重が2.5以上、
吸水率が3%以下で、かつ、安定性が10%以下、洗い
試験で失われる量が全体の7%以下でJIS規格を満足
し、その製造方法は、室生火山岩2を弱溶結部分3だけ
を破砕して個々の結晶体5〜7にすることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンクリート用砕石砂
としての用途を備えた、流紋岩質(弱)溶結凝灰岩を破
砕してなる細骨材及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】細骨材としては川砂が最も好ましいとさ
れているが、川砂資源の涸渇にともない、最近では川砂
の他に山砂、海砂、陸砂、砕石砂等も細骨材として利用
されるようになってきた。
【0003】砕石砂の原料となる岩石(以下原石とい
う)は、玄武岩、安山岩、硬質砂岩、硬質石灰岩等であ
る。軟質砂岩、軟質凝灰岩、風化岩等は、強度が不足す
るために砕石砂の原石として不適当である。この砕石砂
は、コスト的な理由から粗骨材用の砕石の製造中に一定
割合で副産物として発生したものや、砕石ダストの洗浄
水の中に沈殿したものを消極的に利用しているにすぎな
い。
【0004】ところで、奈良県から三重県にかけて、溶
結凝灰岩のひとつである室生火山岩が分布している。こ
の溶結凝灰岩は、中新世の火山活動による火砕流堆積物
であって、火砕流の熱と堆積物の重みで全体がちょうど
菓子の粟おこしのように溶結しているものである。
【0005】この室生火山岩は、土木用栗石あるいは路
盤材用砕石として僅かに使用されているが、図4に示す
ように、粒径5mm〜25mmのコンクリート用の砕石
とした場合、日本工業規格(JIS A 5005)では安
定性試験の数値が12%以下であるべきところ、室生火
山岩により製造した砕石は安定性試験の数値が20%以
上と不良のため、通常の粗骨材としては使用できなかっ
た。
【0006】また、同じ流紋岩質溶結凝灰岩として知ら
れる兵庫県有馬地方を中心とする有馬層群は、堆積岩を
形成する続成作用により強く固結しているため、粗骨材
に加工して利用することは可能であり、実際に採掘操業
がなされているが、細骨材に加工するには破砕コストが
過大になるため、商業採掘は行なわれていない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】細骨材の供給源が、山
砂、陸砂及び砕石砂に多様化する中、各砂の産地の宅地
化が進み、環境保全の規制も除々に強化されつつあり、
このような環境のもと、年間5億トンの国内需要を今後
も国内砂だけで十分に満足させ得るかどうか問題になっ
ている。
【0008】特に中国、四国、九州地方では、砂利のほ
とんどを海砂に依存しているが、海砂の採取可能地域が
年々少なくなり、また、山砂や陸砂は、有機不純物、泥
土、粘土塊除去のため、十分な水洗浄が必要とされコス
ト高となっている。また、通常の砕石を砕石砂まで破砕
するには大きな動力を要するため、製造コストが高くな
る。
【0009】砕石砂は、前述の如く破砕コストの関係で
積極的に生産されてはいないが、破砕コストが少なけれ
ば、山砂や海砂などとともに主要な供給源となり得るも
のである。
【0010】本発明者らは、前述した室生火山岩が、砕
石としては壊れやすいため、不適であるという欠点に着
目し、これを破砕エネルギ低減という長所として逆に利
用することで、砕石砂の原石として利用できるのではな
いかという仮説を立て、この仮説の正当性を確認すべく
種々の実験を行い、室生火山岩をはじめとする流紋岩質
溶結凝灰岩が砕石砂の原石として立派に役立つことを発
見した。特に室生火山岩は、近畿地方中央部に分布し、
層厚は400m以上、総量50km3 以上に達すると
概算され、これを細骨材として使用できれば今後、砕石
砂を輸入することなく長期にわたり砕石砂を安定供給す
ることができる。
【0011】本発明は、室生火山岩が砕石砂の原石とし
て利用可能であるという新たな発見に基づき提案された
もので、細骨材を将来にわたり安価に安定供給できるよ
うにすることを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ため、本発明は、流紋岩質溶結凝灰岩を粒径5mm以下
に破砕してなることを特徴としている。
【0013】また、本発明は、流紋岩質溶結凝灰岩の砕
石をハンマクラッシャにより溶結部分で分離して粒径5
mm以下の結晶体群にすることを特徴としている。
【0014】さらに具体的には、上述した流紋岩質溶結
凝灰岩が、室生火山岩であることを特徴としている。
【0015】
【作用】流紋岩質溶結凝灰岩は、ガラス質火山灰や軽石
片に富む火山噴出物が高温を保ったままで堆積し、上か
らの堆積荷重で圧縮され溶結し固結している。
【0016】ハンマクラッシャを使用することにより、
室生火山岩のうち弱溶結部分であるガラス質だけが破砕
される。そのため、比較的弱い力で室生火山岩を構成し
ている各結晶体の界面を境としてにばらばらに分離させ
ることができ、各結晶体は、もとの形状を維持し、粒形
判定実績率もよい。また、粒径が5mm以下にならなか
ったものは、再びハンマクラッシャに投入することによ
り、ほぼ全て砕石砂に破砕される。
【0017】こうして溶結凝灰岩から製造された砕石砂
は、比重が2.52、吸水率が2.55%、安定性6.
3%、洗い試験で失われる量が全体の5.8%で日本工
業規格(JIS A 5004)のコンクリート用砕石砂と
しての条件を満たしている。
【0018】なお、粗骨材として使用する砕石あるいは
細骨材として使用する砕石砂の条件は、図4に示すよう
に、日本工業規格(JIS A 5004及びA 5005)で
定められ、絶乾比重2.5以上、吸水率3%以下とされ
ている。さらに、砕石については安定性12%以下、洗
い試験で失われる量が全体の1%以下、砕石砂について
は安定性10%以下、洗い試験で失われる量が全体の7
%以下とされている。この砕石あるいは砕石砂は、必要
強度を確保する見地から、いずれも石英、長石等が多く
含まれている方が好ましく、破砕して粒径0.074m
m以下の微粉(過粉砕物)が発生しやすい雲母や粘土鉱
物は少ない方がよい。
【0019】
【実施例】次に、図1を参照しながら、本発明の一実施
例を説明する。この細骨材1は、原石として室生火山岩
2を使用する。
【0020】室生火山岩2は、その大部分が柱状節理を
なす弱溶結層で、本来は、その上下に薄い非溶結層が位
置していたが、地殻変動により弱溶結層が地表に露出し
たものである。この室生火山岩を構成している砂粒径は
5mm以下で大半が1〜2mm程度である。図2は、室
生火山岩2の分析値とノルムを示す図である。図2によ
れば、室生火山岩2には二酸化珪素が最も多く含まれて
おり、その主要結晶体は高温型石英、カリ長石及び斜長
石である。
【0021】この室生火山岩2を露天掘によって採掘す
るのであるが、室生火山岩では、柱状節理が発達してい
るのでその割れ目に沿って採掘することができる。この
柱状節理は、1本の直径が1.0〜1.5mで、かつ、
直径よりもやや短い間隔で横断方向に板状節理が入って
いるので、採掘搬送に都合のよい大きさの塊状として切
出すことができる。
【0022】これを図1に示すように、ジョークラッシ
ャAを使用してコーンクラッシャBに投入できる程度の
大きさの原石2aに破砕する。
【0023】この原石2aをコーンクラッシャBで50
mm〜100mm程度の直径の小栗石2bに2次破砕し
た後、この小栗石2bをハンマクラッシャCに投入し、
結晶粒間の弱溶結部分(ガラス質)3だけを3次破砕し
て全体を粒径5mm以下の砕石砂とする。なお、ハンマ
クラッシャCは主としてアーム先端のハンマHとロスト
ルRで小栗石2bを破砕する装置である。
【0024】2次破砕及び3次破砕する際に要する動力
を、図3を参照しながら、玄武岩等の破砕との比較にお
いて説明する。
【0025】室生火山岩2の基本破砕動力値(WM値)
は、20.8(wh/t)であり、石灰岩の基本破砕動
力値と比較しても約2分の1、玄武岩の基本破砕動力値
と比較すると約3分の1ないし4分の1という低動力値
で済む。
【0026】また、室生火山岩2の衝撃破砕抵抗値(C
値)は、9.46(ft・Lb/in)であり、安山岩
あるいは玄武岩と比較して、約2分の1以下で済む。
【0027】このように破砕に要するエネルギが少なく
て済むのは、室生火山岩2に含有される高温型石英5、
カリ長石6、斜長石7といった主要結晶体をそのままに
して各結晶体5〜7間の各結晶体5〜7よりも非常に脆
い弱溶結部分(ガラス質の部分)3だけを破砕するため
である。
【0028】したがって、室生火山岩2を破砕するに
は、石灰岩の破砕データで破砕能力を設計し、かつモー
タの動力(kw)は、石灰岩用のモータよりも小さなも
ので十分である。さらに、通常の破砕機械の回転数より
も低い回転数で室生火山岩2を容易に破砕することがで
きる。
【0029】弱溶結部分で分離された結晶体は、上述し
たように高温型石英5、カリ長石6、斜長石7がほとん
どであるから(図1参照)、これらの結晶体5〜7をそ
のまま細骨材1として使用する。
【0030】次に、室生火山岩2から製造された砕石砂
が細骨材1としてどのような特性を備えるのか説明す
る。細骨材1としての品質を調べるため、比重試験、吸
水試験、安定性試験、洗い試験をそれぞれ実施した(J
IS A 5004)。
【0031】その結果を図4に示す。図4によれば、室
生火山岩2を破砕した砕石砂の絶乾比重は、2.52、
吸水率が2.55%、安定性が6.3%、洗い試験で失
われる量が全体の5.8%という数値を得た。これらの
数値から、この砕石砂は細骨材1として十分満足できる
ことが発見された。
【0032】特に、硫酸ナトリウムによる骨材の安定性
試験方法(JIS A1122)によれば、室生火山岩によ
り製造した粒径5mm以上の砕石の段階では、安定性試
験の数値が20%を超えていたの対し、室生火山岩2を
粒径5mm以下の砕石砂に破砕することにより、この安
定性試験の数値が6.3%まで大幅に低下している。こ
れは、室生火山岩2特有の弱溶結部分3は、砕石の段階
では硫酸ナトリウム溶液が侵入して安定性試験等におい
て欠点となるが、砕石砂になった段階では砂が滑らかな
表面の結晶体を単位としていることと、破砕にハンマク
ラッシャを使用したことによりこの結晶体が殆ど損傷さ
れないため、硫酸ナトリウム溶液が結晶体内に侵入しな
いためである。
【0033】また、図5は、本実施例の破砕データを示
す。この図5によれば、この室生火山岩2を破砕してな
る細骨材1は、粒径0.074mm以下の微粉の発生が
きわめて少なく日本工業規格(JIS A 5004)に合
致していることが証明された。
【0034】これは、破砕エネルギが弱溶結部分3に集
中し、結晶粒自体は破砕を免れ、微粉(過粉砕物)を発
生させないことを意味する。
【0035】なお、この室生火山岩2の可採鉱量は、少
なくとも4億m3程度と見込まれており資源量がきわめ
て大きいため、近畿圏内の需要を百数十年にわたってす
べて満たし得る。
【0036】さらに、室生火山岩2は弱溶結部分3から
破砕されて各結晶体5〜7は破壊されないため微粉がほ
とんどなく、水洗い工程を省略できる乾式製法が可能と
なり製造コストを大幅に低減できる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
原石となる流紋岩質凝灰岩が、一般の溶結凝灰岩よりも
溶結度が低く結晶間の結合力が弱いため破砕時に溶結部
分だけを破砕し易く、非常に低コストで砕石砂を製造す
ることができる。
【0038】また、流紋岩質凝灰岩は、高温型石英等の
粒度構成が砕石砂として好ましく、雲母や粘土鉱物はき
わめて少ないため、これを粉砕して製造された細骨材は
微粉がほとんどなく水洗浄が不要となりコンクリート用
砕石砂としてたいへん好適である。また、流紋岩質凝灰
岩である室生火山岩は、その資源量がきわめて大きいた
め、コンクリート用砕石砂として不純物の混入のない良
質の細骨材を長期に渡って安定してかつ安価に供給する
ことができる。
【0039】さらに、室生火山岩は、近畿、中部の大規
模消費地帯に隣接して交通の便もよいため運搬コストも
低く抑えることができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】室生火山岩を破砕してなる細骨材及びその製造
方法の概略を示す図。
【図2】室生火山岩の分析値とノルム値を示す図。
【図3】基本破砕動力値(WM値)と衝撃破砕抵抗値
(C値)を示す図。
【図4】室生火山岩より製造した砕石と砕石砂の骨材性
能を示す図。
【図5】室生火山岩を破砕して得た砕石砂の破砕データ
及び砕石砂の粒度曲線を示す図。
【符号の説明】
1 細骨材 2 流紋岩質溶結凝灰岩(室生火山岩) 3 溶結部分 5,6,7 結晶体 C ハンマクラッシャ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流紋岩質溶結凝灰岩を粒径5mm以下に
    破砕してなる細骨材。
  2. 【請求項2】 流紋岩質溶結凝灰岩の砕石をハンマクラ
    ッシャにより溶結部分で分離して粒径5mm以下の結晶
    体群にすることを特徴とする細骨材を製造する方法。
  3. 【請求項3】 流紋岩質溶結凝灰岩が、室生火山岩であ
    ることを特徴とする請求項1記載の細骨材。
JP6210819A 1994-09-05 1994-09-05 流紋岩質溶結凝灰岩を破砕してなる細骨材及びその製造方法 Expired - Lifetime JP2598616B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102418529A (zh) * 2011-09-02 2012-04-18 湖州鹿山坞矿业有限公司 开采矿山的方法
JP2016185098A (ja) * 2015-03-27 2016-10-27 株式会社ホクコン 環境改善型コンクリートブロック

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102418529A (zh) * 2011-09-02 2012-04-18 湖州鹿山坞矿业有限公司 开采矿山的方法
JP2016185098A (ja) * 2015-03-27 2016-10-27 株式会社ホクコン 環境改善型コンクリートブロック

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