粒形・粒度の優れたコンクリート用細骨材の製造法の開発
高松工業高等専門学校専攻科 学生会員 ○谷澤陽介 高松工業高等専門学校 正会員 竹下治之 国土交通省 正会員 市川栄徳
− 45 − − − G2 1200 15
処理速度(kg/min) 原材料の種類 BBBB
チェーン先端と内壁との隙間(mm) チェーン回転数(rpm)
チェーン径および段数
図−２ 実験の表記方法の例
表−１ 使用した原材料および比較用細骨材の物性値
記号 名称 粒径（mm） 密度（g/cm3） 吸水率（%）G2
細目砕石5〜13 2.54 1.85
S1
混合砂5
以下2.59 2.03
S2
川砂5
以下2.53 2.31
１. はじめに
近年，各県で天然細骨材の採取禁止が進んでおり，
これに替わる粒形・粒度の優れた高品質の人工細骨材 を製造する技術が強く求められている。このような背 景のもと，図−１に示すコンクリート廃棄物の骨材再 生処理法として開発した破砕処理機を人工細骨材の製 造に応用し，粒形・粒度の改善効果を実験的に検討し た。本報告では，製造細骨材の粒形・粒度に影響を与 える製造条件のうち，原材料の処理速度およびチェー ン先端と処理機内壁との隙間について検討した結果に ついて述べる。
２. 実験概要
本処理機は，チェーンを高速回転させて得られる打 撃エネルギーにより，投入口より投入された原材料を 打撃して破砕および角張り部の除去を行う。本報告に 用いる製造条件の表記方法を図−２に示す。本実験で は表−１に示した原材料
G2
を，処理速度，チェーン 回転数および隙間を種々変化させて破砕処理した27
種類の製造細骨材に対し，ふるい分け試験，単位容積 質量および実積率試験の3
つの試験を行い，粒形・粒 度を検討した。同表には比較用細骨材S1， S2
も示す。３. 実験結果および考察
（１）ふるい分け試験
図−３に隙間
15mm
で破砕処理した場合の製造細骨 材の粒度分布を示す。同図から，処理速度が小さくな るほど製造細骨材の粒度分布は標準粒度範囲に近づく 傾向にあり，処理速度が45kg/min・隙間 15mm
で回転数が
1200rpm
で破砕すれば，ほぼ土木学会の示す標準粒度範囲内に入ることが分かる。しかし全体としては，
5〜2.5mm
の粒径分と，0.15mm
以下の微粒分が多くなっており，今後この点を改善する必要がある。
（２）打撃エネルギーと製造細骨材の粗粒率の関係 図−４に，打撃エネルギーと製造細骨材の粗粒率の 関係を示す。なお，打撃エネルギーは回転数を基に算
100cm
投入口チェーン モータ
容器周辺部 返し羽根 回転軸周り
返し羽根 ロッド
隙間
排出口
80cm 図−１ 破砕処理機概略
0 20 40 60 80 100
0.1 1 10
ふるいの呼び寸法（mm）
通過質量百分率（%） G2-45-BBBB-800-15
G2-45-BBBB-1000-15 G2-45-BBBB-1200-15 G2-60-BBBB-1300-15 G2-60-BBBB-1500-15 G2-60-BBBB-1700-15 G2-90-BBBB-1300-15 G2-90-BBBB-1500-15 G2-90-BBBB-1700-15 標準粒度範囲
図−３ 処理速度を変化させた場合の粒度分布
キーワード コンクリート，天然細骨材，人工細骨材，粒形，粒度
連絡先 〒761-8058 香川県高松市勅使町
355 高松工業高等専門学校建設環境工学科 TEL087-869-3926
土木学会第60回年次学術講演会（平成17年9月）-457- 5-229
定したものである。同図から，打撃エネルギーを大き くすれば，原材料はより細かく破砕され粗粒率は小さ くなることが分かる。また同図から，処理速度が
45kg/min
と小さい場合，隙間は15mm
または30mm
と小さい方が細粒化されやすいが，処理速度がこれより 大きくなると，隙間の影響は小さくなっている。
表−２ 製造細骨材と比較用天然細骨材の実積率
骨材の種類 使用材料 実積率（%）粗目砕石（G1）
65.4〜72.1
混合砂（S1）
63.2
川砂（S2）66.0 2.
3.
4.
64 66 72 74
64 66 72 74 50 00 3.50 00 4.50
5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 打撃エネルギー（kJ）
粗粒率（細骨材）
G2-45-BBBB-15 G2-60-BBBB-15 G2-90-BBBB-15 G2-45-BBBB-30 G2-60-BBBB-30 G2-90-BBBB-30 G2-45-BBBB-45 G2-60-BBBB-45 G2-90-BBBB-45
（３）隙間と製造細骨材の実積率との関係
図−５に隙間と製造細骨材の実積率の関係を示す。
同図から，隙間が大きくなるにつれて実積率は小さく なる傾向が見られ，隙間は小さい方が，好ましい粒形 の製造細骨材を得られると考えられる。これは，隙間 が大きいと投入された原材料が早く下方に落下するた め，破砕処理が不十分となるためと考えられる。
図−４ 打撃エネルギーと細骨材の粗粒率との関係
.00 .00 68.00 70.00 .00 .00
0 15 30 45
隙間（mm）
実積率（%）
G2-45-BBBB-1300 G2-60-BBBB-1300 G2-90-BBBB-1500 G2-90-BBBB-1700
（ ）
（ ）（ ） 推定値
.00
.00 68.00 70.00 .00 .00
0 15 30 45
隙間（mm）
実積率（%）
G2-45-BBBB-1300 G2-60-BBBB-1300 G2-90-BBBB-1500 G2-90-BBBB-1700
（ ）
（ ）（ ） 推定値
（４）処理速度と製造細骨材の実積率との関係 図−６に処理速度と製造細骨材の実積率の関係を 示す。同図から，処理速度はただ小さくするよりも，
製造条件に応じて適切に大きくする方が破砕処理が効 率よく行われ，骨材の粒形が改善されて実積率が向上 する場合があることが分かる。
（５）天然細骨材との比較
60 60
表−２に，製造細骨材と比較用の天然細骨材の実積 率を示す。同表から，いずれの製造細骨材も陸砂と海 砂との混合砂
S1
よりも実積率が大きいことが分かる。また，ほとんどの製造細骨材が川砂
S2
の実積率と同 等以上であり，製造条件が適切であれば，本処理機に より天然細骨材と同等以上の丸みを帯びた粒形の優れ た人工細骨材を製造できることが分かる。図−５ 隙間と細骨材の実積率との関係
64.0 66.0 68.0 70.0 72.0 74.0
30 45 60 75 90 105
処理速度（kg/min）
実積率（%）
G2-BBBB-1300-15 G2-BBBB-1300-30 G2-BBBB-1500-45 G2-BBBB-1700-45
４. まとめ
本実験で得られた主な結果は，以下のようである。
1)
打撃エネルギーが製造細骨材の粒形・粒度に及ぼす 影響は大きく，適切な粒度が得られるようにチェー ン回転数を慎重に設定する必要がある。図−６ 処理速度と細骨材の実積率との関係
2)
処理速度を大きくしても，それに見合う打撃エネル ギーを与えれば，製造細骨材は細粒化され粒形も向 上する。3)
隙間が製造細骨材の粒形・粒度に及ぼす影響は大き く，隙間はある程度小さいほうが製造細骨材は細粒 化され粒形も向上する。製造 細骨材
4)
本処理機により，製造条件を適切に設定すれば，実積率が
70%以上の天然骨材と同等以上の優れた粒
形の細骨材を製造できる。
比較用 天然細骨材 土木学会第60回年次学術講演会（平成17年9月）
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