JP2017190266A - 再生細骨材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】細骨材に焼却灰材を混入して製品化しても、その焼却灰材を混入したことが要因で品質を損ねることはなく、従来の細骨材と何ら変わらない再生細骨材を提供する。
【解決手段】砂利や砕石などの原材料から得られた一定の粒径以下の粒子よりなる細骨材原料Ａに、所定の粒径以下の微粒子分からなる焼却灰材Ｂを添加した再生細骨材Ｃであって、用途によって細骨材として許容される微粒子分含有量比率に対し、元の細骨材原料Ａに含む微粒子分の含有量を更に減量して、当該減量微粒子分に応じ焼却灰材Ｂを添加して構成し、細骨材全体の微粒子分を、元の細骨材原料に含んでいた微粒子分に焼却灰材の微粒子分を加えたものとして、当該添加後の微粒子分含有量比率を用途に対応した細骨材の許容範囲としたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、砂利や砕石などの原材料を破砕して得られた細骨材原料から微粒子分の含有量を軽減させた細骨材に焼却灰材を添加した再生細骨材及びその製造方法に関するものである。

細骨材は、砂利採取場や砕石場，鉱山等において採取されたシルトや粘土等の微粒子分を含む砕砂原料から、その微粒子分を選別除去して一定量以下の含有量にし、コンクリート等の骨材として用いられるものである。この細骨材については、その成分や粒子の大きさの含有比によって、コンクリートの強度等の品質に大きく影響するため、ＪＩＳ規格で種々規定されている。細骨材の微粒子分の含有量についても規定され、「JIS A 5005」では、「微粒分量は、砕砂では 9％以下とする。ただし、砕石について、粒形判定実積率が 58 ％以上の場合は、骨材の粒の大きさによる区分にかかわらず、微粒分量の最大値を 5％とすることができる。」とされている。細骨材が使用されるコンクリート以外のモルタルやアスファルト等、他の用途については、別の基準が適用されている。

このような細骨材とコンクリートの使用に際し、最近の環境問題やリサイクル対応に関連して、都市ごみの焼却残さの焼却灰や、火力発電所で排出されるフライアッシュなどの焼却灰材（以下このフライアッシュやごみの焼却灰等を含めて「焼却灰材」という）を、利用する取り組みも行われている。従来、都市ごみは、清掃工場で焼却した際に発生する焼却灰を含む残さを埋め立て処分されているが、その処理能力が限界にきているのが現状である。そこで、この焼却灰に着目し、セメントや細骨材に混入させてリサイクルする取り組みが行われている。その利用については、品質問題や重金属等を含むものに対する安全性の問題等があるが、自治体や大学の研究機関等でも種々取り組みが行われている。

この焼却灰材に着目すると、その粒子の粒径は、フライアッシュの場合は９０％以上が「粒径０．０４５ミリ」であり、細骨材のＪＩＳ規格で微粒分の対象としている０．０７５ｍｍ以下であるといえる。つまり、この焼却灰材を従来の細骨材にそのまま混入すると、微粒分の含有率を上げてしまい、そのような状態における細骨材は、コンクリート用としては品質上の問題があり利用できないというのが現状である。

一方で、この焼却灰材を、骨材ではなく、セメントの原料として利用する取り組みも種々行われている。これは、焼却灰材が、セメントの主要成分と共通する成分を含んでいるためである。その成分は、例えば、酸化カルシウム、二酸化けい素、酸化アルミニウム等々である。そして、ばいじんに含まれる「ダイオキシン」類は適宜分解等して除去しながら、これらを利用するというものである。

本発明者は、このような現状に鑑み、セメントよりも大量に消費される細骨材に焼却灰材を利用した再生再骨材を提供するものである。
その利用に際しては、最終使用製品であるコンクリート等の品質を損ねることがないよう配慮する必要がある。焼却灰材を利用した細骨材にするには、従来方法で生産されている細骨材にそのまま混入させるだけでは課題が多く、製品化できない。つまり、細骨材に焼却灰材を利用するためには、その細骨材原料に含む微粒子分を可能な限り減量し、これに焼却灰材を置き換える必要がある。

次に、微粒子分を含む細骨材の製造方法の従来例について説明する。細骨材の原料である砕砂原料は、一般に、砂利採取場や砕石場，鉱山等において採取され、コンクリートの強度を低下させてしまう原因となる、粒径が大凡０．０７５ｍｍ以下であるシルト，粘土等の微砂分が多く含まれている。このような砕砂原料からコンクリートの骨材等として用いられる良質な製品となる細骨材を生産するために、砕砂原料から微砂分含有率が低く安定した製品とするために、微粒子分を水洗選別し回収する装置が、従来から種々提案されている。（例えば、特許文献１〜特許文献３）

特許文献１は、例えば、砂が混入した濁水である原液を受け入れて砂を沈降させる沈降槽と、この沈降槽の底に沈降した砂を移送する数条のスパイラル羽根と、このスパイラル羽根の終端にあって、移送されてきた砂を掻き上げる環状に配設された掻き上げバケットとから成る水平スパイラル型分級機と、その環状に配設されたバケットの中空部に対応して設置されたバケットから砂を受け入れる振動篩式脱水機と、この脱水機で抜かれた微砂を含んだ水を沈降槽に戻す還元樋とから構成した分級脱水機である。

また、特許文献２は、特許文献１と同様な分級機であって、沈降槽のスパイラル羽根の掻き上げバケット側と反対側に、少なくともその壁面中央部の上部に沿って位置する壁面上部溢流堰と、該沈降槽の掻き上げバケット側と反対側のスパイラル羽根の支持桁とスパイラル羽根用回転軸とを連結するスポークが配設されていないスパイラル羽根本体で囲まれた空間内の液面に沿ってその両側が溢流長さとして機能し互いに連通されているか又は連通されていない２本以上の突出溢流堰とから成る溢流堰を設置されている装置としている。

更に、特許文献３では、特に、使用する清水の量を格段に少なく、且つ様々な性状の微砂分を含む砕砂原料に合わせて沈降槽に流入する水の総流量と沈降槽の微砂分濃度とをそれぞれ常に一定の範囲内となるような好適な条件下に自動的に調整する分級機を提供しようとするものである。

しかしながら、これらの装置では、製造された細骨材の微粒子分の含有量は、少なくとも、従来、ＪＩＳで規定されている範囲、すなわち、コンクリートの場合は前述した規程の「微粒分量は、砕砂では 9％以下とする。ただし、砕石について、粒形判定実積率が 58 ％以上の場合は、骨材の粒の大きさによる区分にかかわらず、微粒分量の最大値を 5％とすることができる。」に対応する範囲にとどまって対策されているのみである。すなわち、細骨材に対して焼却灰材を添加する等の付加的な取り組みがなされていないのが現状である。

本件発明者が、前記ＪＩＳで規定されている範囲に合致する細骨材（砕石について、粒形判定実積率が 58 ％以上の場合）として、前述した従来例と同様な装置で製造した細骨材について、ふるい分け試験を行った結果を示すのが表１である。

この表1において、「ふるい目の寸法」の単位は「ｍｍ」であり、この結果から、粒径が０．１５ｍｍよりも小さい微粒子分は、質量分率５％である。コンクリート用の細骨材とするためには、規格上はこの条件を満たすことが必要となるが、従来における細骨材の製造装置としては、この基準を満たすことができれば十分であり、そのために種々の対策が講じられていた。

実公平３−１０６９号公報 特開平８−１９６９３６号公報 特許第４８１８８７６号公報

このように、従来の細骨材の製造においては、微粒子分の質量分率9％（粒形判定実積率が 58 ％以上の場合は、骨材の粒の大きさによる区分にかかわらず5％）を目標として製造されていたため、これにそのまま焼却灰材を混入して細骨材として製品化するということは、微粒子分の質量分率が増加し、コンクリートとしては規定を満足することができず、品質を維持できないこととなり、製品化することができないというものであった。

本発明の課題は、第１には、細骨材に焼却灰材を混入して製品化しても、その焼却灰材を混入したことが要因で品質を損ねることはなく、従来の細骨材と何ら変わらない再生細骨材を提供することである。また第２には、製造においては従来装置を大幅に改良することなく、効率良く製造できる再生細骨材の製造方法を提供することである。
またセメントにフライアッシュ等のように、セメントと共通の化学成分を含んでいる焼却灰材を用いる場合には、例えば、酸化カルシウム、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム等々の化学成分の含有量が表示されていないことで、どの程度混入が可能かが即座にわからない場合が多かった。使用するセメントにおける当該化学成分を削減することを可能とするためには、当該焼却灰材に具体的にどの程度何が含まれているかが把握できることが必要である。

本発明は、前記課題を解決するために、採取された砕砂原料及び／又は当該原料から微粒子分を減量した細骨材を細骨材原料として、当該細骨材原料に含有する微粒子分の質量分率と細骨材として許容される微粒子分の質量分率との差に相当する微粒子分の許容質量分率の範囲で焼却灰材を添加するものである。

また、添加する焼却灰材は、当該再生細骨材を使用する用途によって許容される微粒子分の質量分率に応じて、添加する質量分率を決定するものである。

また、添加する焼却灰材はセメントに必要な化学成分含有量あるいは割合を表示するものである。

本発明は、前記課題を解決するために、細骨材原料に焼却灰材を添加した再生細骨材を製造する方法であって、
細骨材原料に含む所定の粒径以下の粒子からなる微粒子分の質量分率を、細骨材として許容される微粒子分の質量分率よりも更に減量した微粒子分減量細骨材を選別する微粒子分減量細骨材選別工程と、
前工程で選別された微粒子分減量細骨材の粒子に付着する微粒子分を、更に洗浄しながら搬送する細骨材洗浄工程と、
前工程で微粒子分を洗浄した細骨材に、別途、予め準備され、当該細骨材の前記所定の粒径よりも粒径が小さい粒子よりなる焼却灰材を、少なくとも前記微粒子分減量細骨材選別工程で減量した質量分率に応じて添加する焼却灰材添加工程と、
前工程で添加した焼却灰材を細骨材と混錬する混錬工程とよりなり、当該混錬工程で焼却灰材が混錬されたものを再生細骨材として取り出すものである。

また、微粒子分減量細骨材選別工程は、沈降槽に投入された細骨材原料に清水を供給すると共に、スパイラル羽根の回転によって細骨材原料を水と共に撹拌することにより、微粒子分を水中に浮遊させると共に細骨材を沈降させ、水中に浮遊する微粒子分を水と共に汚濁水として排水槽に抽出すると共に、沈降した細骨材をスパイラル羽根の回転によって移送し、細骨材として選別するものである。

また、微粒子分減量細骨材選別工程は、スパイラル羽根を構成する板の間に撹拌用板を設け、当該撹拌用板により細骨材原料をすくい上げて撹拌するものである。

また、細骨材洗浄工程は、細骨材として必要な最小粒径以上の骨材は漏らすことなく供給しながら、当該骨材に付着した微粒子を洗浄するべく清水を噴きつけ、当該清水により洗浄された微粒子分を含む洗浄水は、前記微粒子分減量細骨材選別工程の汚濁水が抽出された排水槽に抽出するものである。

また、細骨材に添加する焼却灰材は、当該再生細骨材を使用する際の使用目的に対応して、添加する質量分率を決定することができるものである。

また、細骨材に添加する焼却灰材は、当該再生細骨材を使用する際のセメントに必要な化学成分が、当該焼却灰材に含まれている場合、最終的に必要なセメントの使用条件に応じた当該化学成分の含有量を決定し、当該化学成分の含有量に対応して添加する質量分率を決定することができるものである。

また、微粒子分として焼却灰材を添加した再生細骨材は、再生細骨材の製造方法により製造することができるものである。

本発明再生細骨材は、使用されるコンクリートなどの品質問題等を発生することなく、焼却灰材を利用するというリサイクルにより、焼却灰材の滞留や埋め立てによる環境問題の解決に寄与することができるものである。

また、細骨材として許容される微粒子分含有量比率が多くても問題が無い用途によって、添加される量を加減でき、再生細骨材が使用される用途によっては、より多くの焼却灰材を使用することができる。

また、再生細骨材を使用する際のセメントに必要な化学成分が、当該焼却灰材に含まれている場合、その再生細骨材を使用することにより、最終的に必要なセメントの使用条件に応じた含有量に対応させ、セメントの使用量を削減することもできる。

更に、本発明再生細骨材の製造方法は、細骨材原料に含む微粒子分を分別して減量し、洗浄し、焼却灰材を添加すると共に、混錬するという一連の工程により製造することができるので、従来装置を大幅に改良することなく、効率良く製造することができるものである。

また、微粒子分を分別減量する工程では、スパイラル状の撹拌手段に撹拌用板を設けて細骨材原料をすくい上げて撹拌することにより、より多くの細骨材原料を撹拌させることができ、微粒子分の減量効果を促進することができる。

更に、次工程で洗浄しながら搬送する際に清水を噴きつけて骨材に付着する微粒子分を洗浄し、その洗浄後の汚濁水は排水槽に抽出することにより、選別工程の洗浄水をその汚濁水により汚濁することなく、選別することができるものである。

本発明の再生細骨材を製造する方法における１実施形態を示す製造工程の説明図である。 同じくその製造工程における微粒子分を減量選別し洗浄する工程の装置を説明するための模式図である。 同じくその製造工程において微粒子分が減量された細骨材に焼却灰材を添加し混練する工程の装置を説明するための模式図である。 同じく微粒子分の減量選別工程で細骨材原料を撹拌するための構成を説明するための模式図である。

以下、本発明再生細骨材とその製造方法の実施形態について説明する。

まず、再生細骨材は、用途によって細骨材として許容される微粒子分含有量比率に対し、元の細骨材原料に含む微粒子分の含有量を更に減量して、当該減量微粒子分に応じ焼却灰材を添加して構成し、細骨材全体の微粒子分を、元の細骨材原料に含んでいた微粒子分に焼却灰材の微粒子分を加えたものとして、当該添加後の微粒子分含有量比率を用途に対応した細骨材の許容範囲とするものである。ここで、焼却灰材を添加した細骨材は、元の原材料のみから加工した従来の「細骨材」に対して、本発明では「再生細骨材」と称する。

細骨材として許容される微粒子分含有量の比率は、用途によって大きく異なるが、用途がコンクリートの場合、ＪＩＳで規定されている9％（粒形判定実積率が 58 ％以上の場合は、骨材の粒の大きさによる区分にかかわらず5％）である。この場合、焼却灰材を添加後の全体の微粒子分含有量の比率も9％（粒形判定実積率が 58 ％以上の場合は、骨材の粒の大きさによる区分にかかわらず5％）となる。つまり、本発明では、元の細骨材原料に含む微粒子分の含有量を、従来の細骨材の目標としていた9％（粒形判定実積率が 58 ％以上の場合は、骨材の粒の大きさによる区分にかかわらず5％）から、更に減量させる必要がある。例えば、元の細骨材原料に含む微粒子分の含有量を２％まで減量した場合には、コンクリート用の細骨材としては焼却灰材を7％（粒形判定実積率が 58 ％以上の場合は、骨材の粒の大きさによる区分にかかわらず3％）添加できることとなる。従って、コンクリート用以外の用途の場合は、その規定の範囲内で、焼却灰材を追加できる。例えば、コンクリートのような強度が要求されていない、モルタルやアスファルトの場合、その用途によって、微粒子分の含有率が２０％まで許容されるとすれば、前述のように元の細骨材原料に含む微粒子分の含有量を２％まで減量した場合には、焼却灰材を１８％添加できることとなる。

以上、説明したように、本発明では、元の細骨材原料に含む微粒子分の含有量を更に減量した上で焼却灰材を添加する必要がある。以下、その製造方法について、図１〜図４に基づいて説明する。

まず、図１に示す製造工程において、工程Ｓ１は細骨材原料Ａの準備工程であり、砂利や砕石などの原材料から得られた一定の粒径（通常は、５ｍｍ）以下の粒子よりなるものである。この細骨材原料Ａは、その採取場所や時期により、含有する微粒子分の比率は一定ではない。この細骨材原料Ａは、次の微粒子分減量細骨材選別工程Ｓ２に供給される。この工程Ｓ２は、細骨材原料Ａに含まれている微粒子分を分級し、選別して取り出すことにより、その微粒子分を減量する工程である。この工程Ｓ２には清水供給手段1からの清水が供給され、細骨材原料Ａの中で粒子が大きく質量が重いものを沈降させ、細骨材として次の洗浄工程Ｓ３に取り出し、微粒子分は供給された水と共に汚濁水として排水槽２に取り出すものである。この工程Ｓ２については、図２に基づいて、別途、詳細に説明する。

前記工程Ｓ２で微粒子分が減量選別された細骨材は、洗浄工程Ｓ３において、取り出された細骨材粒子に付着する微粒子分を更に洗浄して、次の工程へ供給されることとなる。この洗浄工程Ｓ３では、取り出された細骨材を搬送させながら、前記清水供給手段Ｓ３からの清水が供給されて洗浄されるが、その際に、より効率よく洗浄するためには振動を加えながら洗浄しても良い。そして、微粒子分を洗浄した洗浄水は、前工程Ｓ２の汚濁水を取り出した排水槽２に直接取り出される。この工程Ｓ３についても、図２に基づいて、工程Ｓ２と共に、別途、詳細に説明する。

洗浄工程Ｓ３で洗浄された細骨材は、次の重量計測工程Ｓ４で所定の単位当たりの重量を計測して、焼却灰材添加工程Ｓ５に供給される。ここで、細骨材は、洗浄工程Ｓ３の出口で微粒子分を大幅に削減した状態となっているが、これに焼却灰材添加工程Ｓ５において焼却灰材を定量的に添加するために、重量計測工程Ｓ４で重量を計測して制御手段３で確認できるようになっている。そして、重量計測工程Ｓ４で計測した細骨材の重量に応じて、制御手段３で設定された設定値に基づき、別途準備された焼却灰材Ｂが、供給手段４を介して焼却灰材添加工程Ｓ５で細骨材に添加される。

また、焼却灰材添加工程Ｓ５で焼却灰材Ｂが添加された細骨材は、次の混錬工程Ｓ６に供給され、この混錬工程Ｓ６おいて、焼却灰材は細骨材と十分に混錬されることにより、再生細骨材Ｃとなり、工程Ｓ７で取り出される。

一方、排水槽２に取り出された汚濁水及び洗浄水は、土・水分別手段５に供給される。そして、ここで、微粒子土Ｄと清水Ｅとに分別される。

次に、図２に基づき、前述の製造工程において微粒子分を減量選別し洗浄する工程の装置について説明する。図２は、前述した工程Ｓ１〜Ｓ５の範囲を示す模式図である。

図２において、６は微粒子分減量細骨材選別工程Ｓ２における沈降槽であり、この沈降槽７には、細骨材原料Ａが蓄えられたホッパー７の投入口より投入されると共に、清水Ｗが清水供給手段１から供給される。沈降槽６には、スパイラル羽根８、溢流堰９及び溢流汚濁水回収手段１０が設けられている。また、この沈降槽６に併設して細骨材取出手段１１が設けられ、当該手段１１には、沈降槽６に沈降した細骨材を取り出す掻揚バケットを備えている。

ここで、沈降槽６では、スパイラル羽根８の回転により、投入された細骨材原料Ａを、供給された清水と共に撹拌し、細骨材原料Ａの微粒子分を水中に浮遊させると共に、粒子が大きく質量が重いものを沈降させる。沈降した粒子分は、スパイラル羽根８の回転によって細骨材取出手段１１側に移送し、細骨材取出手段１１の掻揚バケットにより取り出され、細骨材Ａ1として次の洗浄工程Ｓ３に供給される。一方、水中に浮遊する微粒子分は、供給された水と共に、汚濁水として溢流堰９より溢流させ、溢流汚濁水回収手段１０を介して排水槽２に取り出すものである。

細骨材取出手段１１から洗浄手段１２に供給された細骨材Ａ１は、更に、当該細骨材Ａ1に付着する微粒子分を洗浄すると共に、脱水処理される。ここでは、所定の網目の篩よりなる搬送手段１３と、その搬送手段１３上の細骨材を洗浄すべく清水を噴射する洗浄水噴射手段１４を備え、細骨材を洗浄した洗浄水は回収樋１５を介して排水槽２に直接排水される。また、洗浄された細骨材は搬送手段１３に備えた脱水機能により、脱水された細骨材Ａ２として取り出される。

次に、図３に基づき、取り出された細骨材Ａ２に焼却灰材Ｂを添加して再生細骨材とする工程について説明する。図３は、前述した工程Ｓ６〜Ｓ７の範囲を示す模式図である。

図３において、１６は細骨材重量計測手段であり、搬送手段１７により供給された細骨材Ａ２の所定の単位当たり（例えば単位時間当たり）の重量を計測し、その計測値は制御手段３によって読み取られる。この制御手段３は、用途によって要求される再生細骨材Ｃとして必要な微粒子分の質量分率Ｘ％が設定されるようになっており、予め設定されている。この設定に基づき、計測手段１６の計測結果に応じて、焼却灰材Ｂの供給手段４を構成するホッパー１８の投入口１９の供給量を制御する。そして、計測手段１６で計測された後の搬送手段２０上の細骨材Ａ２に、焼却灰材Ｂが添加された状態で、混錬工程としてのミキサー２１に供給され、ここで混錬され、再生細骨材Ｃとして取り出される。

次に、図４に示す模式図に基づいて、前述した沈降槽６のスパイラル羽根８の具体例について説明する。本発明では、細骨材原料Ａの撹拌をより効果的に行うことができるように、スパイラル羽根８を構成する板の間に撹拌用板８ａを設けた構成としている。そして、当該撹拌用板８ａにより、図４における（ａ）図〜（ｄ）図示すように、スパイラル羽根８の回転に伴って、細骨材原料Ａを、すくい上げて撹拌することにより、より多くの微粒子分を水中に浮遊させる働きをしている。その結果、この撹拌用板８ａを設けていないものに比べて、より多くの微粒子分を、溢流堰９を介して汚濁水として回収することができ、細骨材取出手段１１から洗浄手段１２に供給される細骨材Ａ１は、微粒子分がより減量されたものとすることができる。

ここで、制御手段３における設定について、具体例について説明する。制御手段３によって設定されるのは、微粒子分減量細骨材選別工程Ｓ２と洗浄工程Ｓ３により、細骨材原料Ａから微粒子分が減量された細骨材Ａ１に、添加される焼却灰材Ｂの添加量である。この添加量により、最終的に取り出される再生細骨材Ｃにおける微粒子分の含有量（質量分率）が決定されることとなる。また、この場合、採取場所や時期により異なる細骨材原料Ａのロット毎に、取り出される細骨材Ａ１の微粒子分の質量分率が異なることを前提として、当該微粒子分の質量分率をベースに決定されることとなる。例えば、取り出される細骨材Ａ１の微粒子分の質量分率が「２％」まで減量することができた場合、最終、微粒子分の質量分率が「５％」の再生細骨材Ｃとするためには、質量分率が「３％」の焼却灰材Ｂを添加する。同様に、最終、微粒子分の質量分率が「１０％」の再生採骨材Ｃとするためには、質量分率が「８％」の焼却灰材Ｂを添加することとなる。

次に、以上説明した製造方法の実施により、具体的に生産した細骨材及び再生細骨材を取り出し、ふるい分け試験を行った結果について説明する。試験の結果については、１番目は焼却灰材を添加しない状態の細骨材、２番目は焼却灰材を質量分率１０％添加した再生細骨材、３番目は焼却灰材を質量分率２０％添加した再生細骨材である。

まず、焼却灰材を添加しない状態の細骨材のふるい分け試験を行った結果を示すのが表２である。この表２における試験条件等については、前述した表１と同様であり、以下、表３、表４においても同様である。この表２では、結果から、粒径が０．１５ｍｍよりも小さい微粒子分は、質量分率２％であり、従来の製造手段で生産した結果の前述した表１から、質量分率３％の微粒子分が減量されたことがわかる。

次に、焼却灰材を質量分率１０％添加した再生細骨材について、ふるい分け試験を行った結果を示すのが表３である。この表３では、結果から、粒径が０．１５ｍｍよりも小さい微粒子分は、質量分率１２％である。つまり、表２における焼却灰材を添加前の質量分率２％に、添加した焼却灰材の質量分率１０％分が正確に追加された状態の試験結果である。

次に、焼却灰材を質量分率２０％添加した再生細骨材について、ふるい分け試験を行った結果を示すのが表４である。この表４では、結果から、粒径が０．１５ｍｍよりも小さい微粒子分は、質量分率２２％である。つまり、表２における焼却灰材添加前の質量分率２％に、添加した焼却灰材の質量分率２０％分が正確に追加された状態の試験結果である。

以上のことから、細骨材原料の採取場所と日時等、条件が変わるようなロット毎に、焼却灰材を添加する前の微粒子分の含有比率を示す質量分率について、予め、ふるい分け試験をしておくことにより、焼却灰材添加後の最終の微粒子分含有比率の目標に応じて、添加する焼却灰材の質量分率を設定することにより、その添加の量を容易に決定できる。

本発明により製造される再生細骨材は、強度が要求されないコンクリート以外の用途、例えば、アスファルトやモルタル等の場合、当該用途に対応して、通常、コンクリートの場合よりも、より多くの微粒子分の含有率が決定され、添加される焼却灰材Ｂはより多く使用される。その焼却灰材Ｂの含有成分については、特に配慮することなく、その質量分率を考慮して決定されればよい。

また、焼却灰材の中には、フライアッシュ等のように、セメントと共通の化学成分を含んでいるものもある。例えば、酸化カルシウム、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム等々である。この共通の化学成分の含有量によっては、使用するセメントにおける当該化学成分を削減することができるという利点がある。この観点から、添加する焼却灰材は、再生細骨材を使用する際のセメントに必要な成分が、当該焼却灰材に含まれている場合、その添加する焼却灰材の全体としての質量分率の表記と共に、該当する化学成分の質量分率を表記することによって、コンクリートやモルタル等の最終条件に対応して、セメントの成分の種類や量、その使用条件を調整することができることとなる。

したがって、再生細骨材の製造条件として、使用する焼却灰材によっては、セメントと共通の化学成分における特定の成分に着目し、その含有量を決定し、当該成分の含有量に対応して焼却灰材の添加質量分率を決定することにより、セメントと共通の化学成分を有する再生細骨材として提供することも可能である。

本発明の再生細骨材は、細骨材に含有される微粒子分として、焼却灰材を利用するもので、細骨材として微粒子分の含有が許容される、コンクリート、コンクリート二次製品、アスファルトやモルタル等々、細骨材を使用する用途に広く利用できるものである。

１ 清水供給手段
２ 排水槽
３ 制御手段
４ 供給手段
５ 土・水分別手段
６ 沈降槽
７ ホッパー
８ スパイラル羽根
８ａ 撹拌用板
９ 溢流堰
１０ 溢流汚濁水回収手段
１１ 細骨材取出手段
１２ 洗浄手段
１３ 搬送手段
１４ 洗浄水噴射手段
１５ 回収樋
Ａ 細骨材原料
Ｂ 焼却灰材
Ｃ 再生細骨材
Ｓ１ 細骨材原料Ａの準備工程
Ｓ２ 微粒子分減量細骨材選別工程
Ｓ３ 洗浄工程
Ｓ４ 重量計測工程
Ｓ５ 焼却灰材添加工程
Ｓ６ 混錬工程

Claims (10)

1. 採取された砕砂原料及び／又は当該原料から微粒子分を減量した細骨材を細骨材原料として、当該細骨材原料に含有する微粒子分の質量分率と細骨材として許容される微粒子分の質量分率との差に相当する微粒子分の許容質量分率の範囲で焼却灰材を添加したことを特徴とする再生細骨材。
2. 添加する焼却灰材は、当該再生細骨材を使用する用途によって許容される微粒子分の質量分率に応じて、添加する質量分率を決定することを特徴とする請求項１に記載の再生細骨材。
3. 添加する焼却灰材はセメントに必要な化学成分含有量あるいは割合を表示したことを特徴とする請求項１に記載の再生細骨材。
4. 細骨材原料に焼却灰材を添加した再生細骨材を製造する方法であって、
   細骨材原料に含む所定の粒径以下の粒子からなる微粒子分の質量分率を、細骨材として許容される微粒子分の質量分率よりも更に減量した微粒子分減量細骨材を選別する微粒子分減量細骨材選別工程と、
   前工程で選別された微粒子分減量細骨材の粒子に付着する微粒子分を、更に洗浄しながら搬送する細骨材洗浄工程と、
   前工程で微粒子分を洗浄した細骨材に、別途、予め準備され、当該細骨材の前記所定の粒径よりも粒径が小さい粒子よりなる焼却灰材を、少なくとも前記微粒子分減量細骨材選別工程で減量した質量分率に応じて添加する焼却灰材添加工程と、
   前工程で添加した焼却灰材を細骨材と混錬する混錬工程とよりなり、当該混錬工程で焼却灰材が混錬されたものを再生細骨材として取り出すことを特徴とする再生細骨材の製造方法。
5. 微粒子分減量細骨材選別工程は、沈降槽に投入された細骨材原料に清水を供給すると共に、スパイラル羽根の回転によって細骨材原料を水と共に撹拌することにより、微粒子分を水中に浮遊させると共に細骨材を沈降させ、水中に浮遊する微粒子分を水と共に汚濁水として排水槽に抽出すると共に、沈降した細骨材をスパイラル羽根の回転によって移送し、細骨材として選別するものであることを特徴とする請求項４に記載の再生細骨材の製造方法。
6. 微粒子分減量細骨材選別工程は、スパイラル羽根を構成する板の間に撹拌用板を設け、当該撹拌用板により細骨材原料をすくい上げて撹拌することを特徴とする請求項５に記載の再生細骨材の製造方法。
7. 細骨材洗浄工程は、細骨材として必要な最小粒径以上の骨材は漏らすことなく供給しながら、当該骨材に付着した微粒子を洗浄するべく清水を噴きつけ、当該清水により洗浄された微粒子分を含む洗浄水は、前記微粒子分減量細骨材選別工程の汚濁水が抽出された排水槽に抽出することを特徴とする請求項５又は６に記載の再生細骨材の製造方法。
8. 細骨材に添加する焼却灰材は、当該再生細骨材を使用する際の使用目的に対応して、添加する質量分率を決定することを特徴とする請求項４〜７に記載の再生細骨材の製造方法。
9. 細骨材に添加する焼却灰材は、当該再生細骨材を使用する際のセメントに必要な化学成分が、当該焼却灰材に含まれている場合、最終的に必要なセメントの使用条件に応じた当該化学成分の含有量を決定し、当該化学成分の含有量に対応して添加する質量分率を決定することを特徴とする請求項４〜７に記載の再生細骨材の製造方法。
10. 請求項４〜９に記載の再生細骨材の製造方法により製造され、微粒子分として焼却灰材を添加した再生細骨材。