【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、骨材（砕石材又は高炉スラグ）を加工対象とし、コンクリート用骨材又はアスファルト用骨材や路盤材として利用するようにした丸形磨き骨材及び丸形磨き骨材の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】コンクリート用骨材としては、粒径５ｍ
ｍアンダの細骨材、粒径５〜２０ｍｍ、２０〜４０ｍｍ
の粗骨材があり、これらのコンクリート用骨材は、その外形が丸い程、品質が高いとされ、このことから、外形が丸みを持っている川砂や海砂、川砂利や海砂利がコンクリート用骨材として好適とされ、骨材については、表面の凹凸や角張りが激しいため、これをそのまま用いるのは好ましくないとされている。 即ち、外形に丸みがあるコンクリート用骨材を用いると、実積率が向上すると共に、単位水量が低減し、コンクリートの流動性、いわゆるワーカビリティーを向上させることができる。 【０００３】従来、骨材を加工して、外形に丸みを持たせるようにしたコンクリート用骨材としては、例えば、
回転ドラム内に原料骨材を投入し、この回転ドラムにより原料骨材を攪拌し、原料骨材同士の擦れ合いや衝突によって角張りを取るようにした摩砕骨材が知られている。 【０００４】又、特開平７−１２６０５２号公報に記載されたコンクリート用丸形骨材のように、原料骨材の表面に、セメント、水、合成樹脂エマルジョンを練り混ぜたセメントペーストをまぶして、回転させながら外形が丸みを持つように付着させるようにしたものが知られている。 【０００５】又、近年、雨水を地中に浸透させる技術として、アスファルト用骨材や路盤材に摩砕骨材を用いて透水性を向上させるようにしたものがある。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンクリート用骨材について、前者のように、ロータリードラム内に原料骨材を投入して、原料骨材同士の擦れ合いや衝突のみよって角張りを取っただけの摩砕骨材は、鋭利な角張り部分が面取りされてはいるものの、外形が十分な丸みを持つまでには至っていないのが実情である。
又、水を流しながらロータリードラムを回転させる湿式であるため、原料砕石中に含まれた微細砂が洗い流されてしまう。 従って、微細砂（微粒子を含む）をほとんど含まないコンクリート用骨材ができあがる。 また、洗い流しにより生じた微細砂は、これを回収することになるが、この微細砂については、その利用用途がほとんどなく、例えば、土木工事の埋め戻し用として使用するにしても、微細砂の保水性によって水分が抜け切れず、その水分によって軟弱化（いわゆる膿み）し、締め固め（水締め）ができないなどの問題があり、このため、堆積放置したり、産業廃棄物として費用を負担して廃棄するなど、その処理に困窮しているというのが現状である。 【０００７】又、後者のように、原料骨材の表面に、セメントペーストを付着させて外形に丸みを持たせたものでは、外形の丸みによって実積率を向上できるものの、
セメントペーストの吸水率が高く、特に、セメントペーストを付着させただけでは、表面が粗いままであるため、吸水率が著しく高くなり、この結果、骨材としての品質が劣るという問題が生じる。 また、流動性のあるセメントペーストを原料骨材の表面にまぶすため、加工に際し、回転容器の内面にセメントペーストが付着固化して、回転容器の内面が汚損し、その除去に多大の手間を要するという問題が生じる。 【０００８】本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、骨材（砕石材又は高炉スラグ）を加工対象とし、外形に丸みを持たせながら吸水性を抑えることで、これをコンクリート用骨材として用いた場合に、実積率を向上させると共に、単位水量を低減させ、コンクリートの流動性、いわゆるワーカビリティーを向上させることができ、又、これをアスファルト用骨材や路盤材として用いた場合に、表面積を向上させると共に透水性を向上させることができる丸形磨き骨材を提供することを第1の課題としている。 【０００９】又、この丸形磨き骨材を製造するに当たり、製造過程で発生する微細砂について、これを産業廃棄物として廃棄することなく有効に利用し、この微細砂を製品である丸形磨き骨材中に取り込みながら効率よく製造できるようにした丸形磨き骨材の製造方法を提供することを第２の課題としている。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記第1の課題を解決するために、本発明の丸形磨き骨材（請求項１）は、原料骨材を摩砕して得た摩砕骨材の外周面に、微細砂（微粒子を含む）をセメントにより結合させた微細砂層を付着させて丸みを持つ外形に形成されると共に、その表面が磨き面に形成されている構成とした。 【００１１】この丸形磨き骨材において、原料骨材が粒径５ｍｍアンダの細骨材である態様（請求項２）、原料骨材が粒径５ｍｍアンダの細骨材と、粒径５〜２５ｍｍ
の粗骨材を含んでいる態様（請求項３）がある。 又、この丸形磨き骨材において、この丸形磨き骨材をそのまま或いは分級してコンクリート用骨材（請求項４）又はアスファルト用骨材や路盤材（請求項５）として利用するようにした態様がある。 又、この丸形磨き骨材において、原料骨材が砕石材又は高炉スラグである態様（請求項６）がある。 尚、砕石材としては、石灰岩、安山岩、
花崗岩等、一般的な砕石材を用いることができる。 【００１２】又、上記第２の課題を解決するために、本発明の丸形磨き骨材の製造方法（請求項７）は、原料骨材の角張りを取るように、この原料骨材を摩砕して摩砕骨材及び微細砂（微粒子を含む）を得るようにした原料摩砕工程と、この原料摩砕工程により得た摩砕骨材及び微細砂中にセメントを混合して攪拌させることにより、
摩砕骨材の外周面に、微細砂をセメントにより結合させた微細砂層を付着させて丸みを持つ外形に形成された丸形粗面骨材を得るようにした微細砂層付着工程と、この微細砂層付着工程により得た丸形粗面骨材同士を擦り加工して、その表面を磨き面に形成した丸形磨き骨材及び擦れ落ち微細砂（擦れ落ち微粒子を含む）を得るようにした擦り工程とを備えている構成とした。 【００１３】この丸形磨き骨材の製造方法において、原料骨材が砕石材又は高炉スラグである態様（請求項８）
がある。 尚、砕石材としては、石灰岩、安山岩、花崗岩等、一般的な砕石材を用いることができる。 【００１４】この製造方法では、まず、原料摩砕工程において、原料骨材（砕石材又は高炉スラグ）を摩砕して、この原料骨材の角張りを取った摩砕骨材を得ると同時に、摩砕より角張り部分等から削られた微細砂を得る。 この場合、原料骨材としては、粒径５ｍｍアンダの細骨材、粒径５〜２５ｍｍの粗骨材を単独で用いたり、
あるいは組み合わせて用いるようにしてもよい。 又、原料骨材には、一般的に原料微細砂が含まれており、この原料微細砂を含んだままの原料骨材を原料摩砕工程において摩砕処理することになる。 従って、この原料摩砕工程を経た時点では、前記原料微細砂と合わせた量の摩砕微細砂が得られる。 【００１５】又、摩砕装置としては、例えば、横型のロータリドラム内にロータを偏心して設け、ロータリドラムとロータとを逆回転させながら原料骨材を攪拌し、原料骨材同士の擦れ合いや衝突によって角張りを取るようにした摩砕装置を用いることができる。 その他、インペラ、バーマック等を用いて、原料骨材の角張りを取るようにしてもよい。 尚、ロッドミルについては、主に、原石を破砕して、本発明で言う原料骨材を得るために用いられる破砕装置であり、原料骨材の角張りを取って丸みを付けるといった作用はほとんどなく、摩砕加工には適さない。 又、原料骨材の供給、摩砕後の摩砕骨材及び微細砂の取り出しは、連続供給しながら連続して取り出す連続処理方式でもよいし、バッチ方式で一定量づつ処理してもよい。 【００１６】次に、微細砂層付着工程において、前記原料摩砕工程により得た摩砕骨材及び微細砂中にセメントを混合して攪拌させるもので、これにより、摩砕骨材の外周面に、微細砂をセメントにより結合させた微細砂層を付着させて丸みを持つ外形に形成された丸形粗面骨材を得る。 このように、摩砕骨材及び微細砂中にセメントを混合して攪拌させると、セメントの接着力によって微細砂が結合すると共に、この微細砂が結合した微細砂層が摩砕骨材の外周面に付着し、丸形粗面骨材を得ることができる。 この場合、微細砂はセメントにより結合して、微細砂層に取り込まれるため、この微細砂層付着工程を経た時点では、微細砂はほとんどなくなることになる。 そして、セメントによる微細砂の結合は攪拌しながら行なわれるため、摩砕骨材の凹みにセメント及び微細砂が入り込んで、その凹みが微細砂層によって埋められ、全体的に見て外形に丸みが生じることになる。 【００１７】尚、セメントによる接着力を得るためには、水分が必要なことは当然であり、この場合の水分については、セメントによる微細砂の結合ができるような表面水率に設定するもので、摩砕骨材の含水状態に応じて摩砕骨材を適当な表面水率に乾燥したり、あるいは適当な表面水率に加水してセメントによる微細砂の結合が適正に行えるように調整することになる。 一般的には、
表面水率３％程度が好ましい。 又、添加混合するセメントとしては、ポルトランドセメント系を使用するようにしている。 又、セメントの添加混合割合については、摩砕骨材及び微細砂の粒径、割合等の条件に応じて設定するもので、セメントの量が少な過ぎると接着力が得られず、一方、セメントの量が多すぎると摩砕骨材同士が固結してしまうし、コスト高になる。 従って、接着力の維持と固まり過ぎ等を勘案しながら設定することになる。
一般的には、セメントの添加混合割合は、原料骨材の３
〜５重量％程度が好ましい。 【００１８】また、この微細砂層付着工程における混合攪拌については、摩砕骨材と、微細砂と、セメントとが十分に混ざり合うようにするのが望ましい。 例えば、横型の回転ドラムを用い、一方の開口部から摩砕骨材と、
微細砂と、セメントを投入し、これらを回転ドラムにより混合攪拌しながら処理後の丸形粗面骨材を他方の開口部から取り出すようにすれば、回転ドラムによって十分な混合攪拌が促されて、品質が均一になるし、丸形粗面骨材を連続して得ることができる。 尚、微細砂層付着工程で用いる装置については、上記の回転ドラムに限られることはなく、例えば、縦型あるいは横型の容器内に回転羽根を設けた混合攪拌装置等を用いることができる。 【００１９】次に、擦り工程において、前記微細砂層付着工程により得た丸形粗面骨材同士を擦り加工して、その表面を磨き面に形成した丸形磨き骨材及び擦れ落ち微細砂（擦れ落ち微粒子を含む）を得る。 前記微細砂層付着工程により得た丸形粗面骨材は、セメントの接着力によって微細砂が結合した微細砂層が摩砕骨材の外周面に付着しただけのものであるため、その表面が粗く、表面積が大きい。 従って、吸水率が高くなり、骨材としての品質が問題になる。 そこで、この擦り工程によって、表面を磨き面に形成すると、ざらざらした表面の粗さが取れて、表面積を小さくすることができ、これにより、吸水率を抑えることができる。 また、同時に、微細砂層の表面から微細砂分が擦り取られるため、擦れ落ち微細砂を得ることができる。 【００２０】又、擦り装置としては、例えば、前記した摩砕工程で用いたものと同様に、横型のロータリドラム内にロータを偏心して設け、ロータリドラムとロータとを逆回転させながら丸形粗面骨材を攪拌し、丸形粗面骨材同士の擦れ合いや衝突によって表面を擦るようにした擦り装置を用いることができる。 尚、擦りの程度は、表面のざらつきが取れる程度でよく、光沢が生じるほどの研磨は必ずしも必要でない。 【００２１】このようにして製造した丸形磨き骨材及び擦れ落ち微細砂をコンクリート用骨材又はアスファルト用骨材や路盤材として利用する場合、この丸形磨き骨材を単独で使用することができるし、この丸形磨き骨材と既存の骨材（海砂、川砂、砕砂、砕石）を必要に応じて混ぜて使用することは任意である。 又、本発明の丸形磨き骨材では、同時に製造される擦れ落ち微細砂の含有量については特に制限はない。 ただ、コンクリート用骨材として好適に使用するには、擦れ落ち微細砂の含有量をＪＩＳＡ５３０８附属書１に適用するように管理するのが望ましい。 又、擦れ落ち微細砂の量の調節は、その必要量に対して磨き時間を調整することにより行う。 【００２２】従って、本発明の丸形磨き骨材では、外形に丸みを持ちながら吸水性が抑えられるため、コンクリート用骨材として用いた場合に、骨材としての品質を維持しながら、実積率を向上させると共に、単位水量を低減させ、コンクリートの流動性、いわゆるワーカビリティーを向上させることができ、又、これをアスファルト用骨材や路盤材として用いた場合に、表面積を向上させると共に透水性を向上させることができる。 【００２３】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。 尚、本発明の具体的な構成は、この実施の形態に限定されないことは勿論である。 図１は本発明の丸形磨き骨材の製造方法の実施の１形態を示す工程図である。 【００２４】この製造方法は、原料摩砕工程Ａと、微細砂層付着工程Ｂと、擦り工程Ｃを備えており、以下、各工程について説明する。 まず、原料摩砕工程Ａでは、原料骨材１０（砕石材又は高炉スラグ）を摩砕装置２により摩砕して、原料骨材１０の角張りを取った摩砕骨材１
２を得ると同時に、摩砕により角張り部分等から削られた微細砂１３を得る。 この場合、原料骨材１０としては、粒径５ｍｍアンダの砕砂、粒径５〜２５ｍｍの砕石を単独で用いたり、あるいは組み合わせて用いることができる。 【００２５】摩砕加工を行う装置としては、内周面に突条（図示せず）を形成した横型のロータリドラム２０の内部に、外面に突起（図示せず）を形成したロータ２１
を偏心して設けた摩砕装置２（例えば、新六精機株式会社製ハリケーン）を用い、ロータリドラム２０内に所定量の原料骨材１０を投入して、このロータリドラム２０
とロータ２１とを逆回転させながら原料骨材１０を対向間隙２２に挟み込んで原料骨材１０，１０同士を擦り合わせるように攪拌し、角張りを取って丸みを付けるようにしている。 又、この原料摩砕工程Ａを経た時点では、
原料骨材１０に含まれていた原料微細砂１１と合わせた量の摩砕微細砂１３が得られる。 【００２６】次に、微細砂層付着工程Ｂでは、前記原料摩砕工程Ａにより得た摩砕骨材１２及び微細砂１３中にセメント３を混合して攪拌させるもので、これにより、
摩砕骨材１２の外周面に、微細砂１３をセメント３により結合させた微細砂層１４を付着させて丸みを持つ外形に形成された丸形粗面骨材１５を得る。 この場合、微細砂１３のセメント３による結合は攪拌しながら行なわれるため、摩砕骨材１２の凹みにセメントにより結合した微細砂１３が入り込んで、その凹みが微細砂層１４によって埋められ、全体的に見て外形に丸みが生じることになる。 尚、この丸形粗面骨材１５は、セメントの接着力によって微細砂１３を結合した微細砂層１４が摩砕骨材１２の外周面に付着しただけのものであるため、その表面が粗く表面積が大きいものになっている。 そして、この場合、微細砂１３は微細砂層１４に取り込まれるため、この微細砂層付着工程Ｂを経た時点では、微細砂１
３はほとんどなくなる。 【００２７】尚、セメントによる接着力を得るためには、水分が必要であることから、この実施の形態では、
表面水率３％程度にしている。 又、添加混合するセメントとしては、普通ポルトランドセメントを用いている。
又、セメントの添加混合割合については、原料骨材１０
の４重量％程度としている。 【００２８】また、この微細砂層付着工程Ｂにおける混合攪拌については、内面に突条（図示せず）が形成された横型の回転ドラム４を用い、この回転ドラム４内に、
前記摩砕装置２から取り出した摩砕骨材１２及び微細砂１３と、セメント３を投入し、これらを回転ドラム４により混合攪拌したのち、処理後の丸形粗面骨材１５を取り出すようにしている。 【００２９】次に、擦り工程Ｃでは、前記微細砂層付着工程Ｂにより得た丸形粗面骨材１５，１５同士を擦り加工して、その表面を磨き面１６に形成した丸形磨き骨材１７及び擦れ落ち微細砂１８（擦れ落ち微粒子を含む）
を得る。 前記微細砂層付着工程Ｂにより得た丸形粗面骨材１５は、前記したように、その表面が粗く表面積が大きいと共に、微細砂層１４の吸水性によって吸水率が高くなり、骨材としての品質が劣るという問題が生じる。
そこで、この擦り工程Ｃによって、表面を磨き面１６に形成すると、ざらざらした表面の粗さが取れて、表面積を小さくすることができ、丸形粗面骨材１５に比べて吸水率を抑えることができる。 また、同時に、微細砂層１
４の表面から微細砂分が擦り取られるため、擦れ落ち微細砂１８を得ることができる。 この場合、コンクリート用骨材として好適に使用するには、擦れ落ち微細砂１８
（擦れ落ち微粒子を含む）の含有量をＪＩＳＡ５３０８
附属書１に適用するように管理するのが望ましい。 【００３０】又、擦り加工を行う装置としては、例えば、前記した原料摩砕工程Ａで用いた摩砕装置２と同様に、横型のロータリドラム５０内にロータ５１を偏心して設けた擦り装置５（例えば、新六精機株式会社製ハリケーン）を用い、前記微細砂層付着工程Ｂの回転ドラム４から取り出した丸形粗面骨材１５をロータリドラム５
０内に投入して、このロータリドラム５０とロータ５１
とを逆回転させながら丸形粗面骨材１５を対向間隙５２
に挟み込んで丸形粗面骨材１５，１５同士を擦り合わせるように攪拌し、表面のざらつきを擦り取るようにしている。 この場合、前記摩砕工程Ａでは、原料骨材１０，
１０同士の擦れ合いを強くするために、ロータ２１の偏心量を大きくして対向間隙２２を狭く設定し、一方、擦り工程Ｃでは、丸形粗面骨材１５，１５同士の擦れ合いを弱くするために、ロータ５１の偏心量を小さくして対向間隙５２を広く設定している。 【００３１】このようにして製造した丸形磨き骨材１７
（擦れ落ち微細砂を含む）をコンクリート用骨材として利用した場合において、この丸形磨き骨材の品質及びスランプ値について、一般に使用される摩砕骨材と、擦り加工前の丸形粗面骨材と比較した試験結果を表１（品質）及び表２（スランプ値）に示す。 【００３２】 【表１】 【００３３】この表１で示すように、丸形磨き骨材は、
その実積率が摩砕骨材及び丸形粗面骨材に比べて向上し、又、吸水率が丸形粗面骨材に比べて大幅に低減していることが判る。 尚、ＪＩＳＡ５３０８附属書１で、粗骨材の絶乾比重は２．５以上、吸水率は３．０％以下、
細骨材の絶乾比重は２．５以上、吸水率は３．５％以下と定められており、本発明の丸形磨き骨材は、比重及び吸水率の両方共にクリアしていることが判る。 【００３４】 【表２】 【００３５】このスランプ値測定試験において、生コンクリートのセメントとして普通ポルトランドセメントを用い、混和剤の使用量はＣ×１％であり、また、目標スランプ値は１５±１ｃｍ、空気量は４．５±１％とした。 この表２で示すように、丸形磨き骨材を用いた生コンクリートのスランプ値は、摩砕骨材に比べて７．５ｃ
ｍ、丸形粗面骨材に比べて３ｃｍ向上しているのが判る。 【００３６】尚、表３は、目標スランプ値（１５±１ｃ
ｍ）に合わせて、単位水量の違いを確認するために、表２を修正して各骨材の配合を表したものである。 【００３７】 【表３】 【００３８】この表３で示すように、丸形磨き骨材を用いると、摩砕骨材に比べて１８ｋｇ／ｍ ３ 、丸形粗面骨材に比べて８ｋｇ／ｍ ３単位水量が低減できることが判る。 【００３９】以上、表１、表２、表３で判るように、本発明の丸形磨き骨材は、これをコンクリート用骨材として使用した場合、実積率、吸水率、スランプ値（単位水量）の面で良好な結果が得られ、これは、丸形磨き骨材の外形が丸みを持つと共に、表面が磨き面に加工されていることを証明している。 尚、丸形磨き骨材が丸みを持ち、丸形粗面骨材に比べて表面のざらつきが除去されていることは、目視及び手触りによっても十分に確認することができた。 【００４０】又、本発明の丸形磨き骨材をアスファルト用骨材や路盤材として用いた場合には、外形の丸みによって表面積を向上させると共に透水性を向上させることができる。 【００４１】 【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の丸形磨き骨材（請求項１〜６）では、外形に丸みを持ちながら吸水性が抑えられるため、コンクリート用骨材として用いた場合に、骨材としての品質を維持しながら、外形の丸みによって転がり易くなり、コンクリートの流動性、いわゆるワーカビリティーを向上させると共に、実積率が向上することによって大幅に単位水量が低減し、
コンクリートの高耐久性を実現できる。 又、これをアスファルト用骨材や路盤材として用いた場合に、外形の丸みによって表面積を向上させると共に透水性を向上させることができる。 【００４２】又、本発明の丸形磨き骨材の製造方法（請求項７、８）にあっては、原料摩砕工程と、微細砂層付着工程と、擦り工程によって、丸形磨き骨材を効率的に製造することができるし、同時に擦れ落ち微細砂（擦れ落ち微粒子を含む）を得ることができるという効果が得られる。 又、原料摩砕工程で生じた微細砂を微細砂層に取り込むため、この微細砂を従来のように、堆積放置したり、産業廃棄物として処分する必要がなくなり、今まで処分に困窮していた微細砂の有効利用を図りながら、
骨材としての品質を維持でき、コンクリート用骨材又はアスファルト用骨材や路盤材として有用に使用できる丸形磨き骨材を製造することができる。 【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の丸形磨き骨材の製造方法の実施の１形態を示す工程図である。 【符号の説明】 Ａ 原料摩砕工程 Ｂ 微細砂層付着工程 Ｃ 擦り工程 １０ 原料骨材 １１ 原料微細砂 １２ 摩砕骨材 １３ 微細砂 １４ 微細砂層 １５ 丸形粗面骨材 １６ 磨き面 １７ 丸形磨き骨材 １８ 擦れ落ち微細砂 ２ 摩砕装置 ２０ ロータリドラム ２１ ロータ ２２ 対向間隙 ３ セメント ４ 回転ドラム ５ 擦り装置 ５０ ロータリドラム ５１ ロータ ５２ 対向間隙 ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳川 泰 福岡県福岡市西区横浜１丁目15−26 Ｆターム(参考） 4G012 LA01 LA06 |
