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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024039976
(43)【公開日】2024-03-25
(54)【発明の名称】廃コンクリートからのセメント原料回収方法
(51)【国際特許分類】
C04B 18/16 20230101AFI20240315BHJP
【ＦＩ】
C04B18/16
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022144759
(22)【出願日】2022-09-12
(71)【出願人】
【識別番号】000000240
【氏名又は名称】太平洋セメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000084
【氏名又は名称】弁理士法人アルガ特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】瀧澤 洸
(72)【発明者】
【氏名】佐野 浩希
(72)【発明者】
【氏名】明戸 剛
(72)【発明者】
【氏名】一坪 幸輝
(57)【要約】 （修正有）
【課題】廃コンクリートから骨材の混入が抑えられたセメント原料を回収する方法を提供すること。
【解決手段】廃コンクリートを破砕する第１の工程と、
廃コンクリートの破砕物を、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点で分級する第２の工程と、
細粒を乾式比重選別し、重比重物と軽比重物とに選別する第３の工程と、
軽比重物を回収する第４の工程、を含む、
廃コンクリートからのセメント原料回収方法。
【選択図】なし
【解決手段】廃コンクリートを破砕する第１の工程と、
廃コンクリートの破砕物を、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点で分級する第２の工程と、
細粒を乾式比重選別し、重比重物と軽比重物とに選別する第３の工程と、
軽比重物を回収する第４の工程、を含む、
廃コンクリートからのセメント原料回収方法。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
廃コンクリートを破砕する第１の工程と、
第１の工程で得られた破砕物を、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点で分級する第２の工程と
第２の工程で得られた細粒を乾式比重選別し、重比重物と軽比重物とに選別する第３の工程と
第３の工程で得られた軽比重物を回収する第４の工程
を含む、廃コンクリートからのセメント原料回収方法。
第１の工程で得られた破砕物を、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点で分級する第２の工程と
第２の工程で得られた細粒を乾式比重選別し、重比重物と軽比重物とに選別する第３の工程と
第３の工程で得られた軽比重物を回収する第４の工程
を含む、廃コンクリートからのセメント原料回収方法。
【請求項2】
第２の工程後、第３の工程前において、第２の工程で得られた粗粒を破砕した後、破砕物を、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点で分級する工程を含む、請求項１記載のセメント原料回収方法。
【請求項3】
第２の工程後、第３の工程前において、第２の工程で得られた粗粒を、目開き５ｍｍの篩を少なくとも用いて２以上の粒群に分級し、粒径５ｍｍ以上の粗粒を除く各粒群を乾式比重選別して軽比重物を得、該軽比重物を破砕した後、破砕物を、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点で分級する工程を含む、請求項１記載のセメント原料回収方法。
【請求項4】
第１の工程において、粒径５ｍｍ以上の破砕物中のセメントペースト含有率が１５質量％以下となるまで破砕する、請求項１～３のいずれか１項に記載のセメント原料回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、廃コンクリートからのセメント原料回収方法に関する。
【背景技術】
【0002】
鉄筋コンクリート建築物等の解体工事に伴って発生する廃コンクリートは、鉄筋等のコンクリート以外の異物を除去した後、粒径が４０ｍｍアンダー程度となるまで破砕され、路盤材又は埋戻し材等として活用されていた。しかし、大都市部を中心に廃コンクリートが増加しているのに対し、路盤材等の需要が減少傾向にあるため、破砕後の廃コンクリートを更に磨砕等することで、コンクリート中の骨材に付着しているセメントペーストと骨材とを分離し、この骨材を再生骨材として再利用する試みがなされている。
【0003】
例えば、粒径１０００ｍｍ以下の廃コンクリートを破砕機及び細破砕機により篩分機を介在させて粒径約５ｍｍ以下に粉砕した後、粒径０．５～５ｍｍの粉砕物を比重選別し、粒径０．５ｍｍ以下の粉砕物をサイクロンで選別し、高比重物を再生細骨材として回収する方法（特許文献１）、約４０ｍｍ以下の廃コンクリート破砕物を更に５ｍｍ以下に破砕し、これを研磨してモルタルを除去し、被処理物から微粉を除去して再生細骨材として回収する方法（特許文献２）が提案されている。また、廃コンクリートを破砕し、振動篩により粒径５ｍｍ未満の砂セメントと粒径５ｍｍ以上の砂利砕石分とに選別した後、砂利砕石分を摩鉱してモルタル分を剥離して砂利砕石分とモルタル分との集合体とし、この集合体を比重選別して高比重物を再生骨材として回収するとともに、砂セメントを摩鉱してモルタル分を剥離して砂分とモルタル分との集合体とし、この集合体をスパイラル分級して砂とセメントを回収する方法（特許文献３）も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００１－２２０１９２号公報
【特許文献2】特開平０８－２４５２４８号公報
【特許文献3】特開平１１－３１４９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、上記した先行技術により回収されるセメント原料には、カルシウムが濃縮しているものの、再生骨材の品位を向上させるために過粉砕されることに起因し、骨材を多く含んでいる。ゆえに、回収されるセメント原料は、アルカリ等量が高くなるため、その再利用が制限されるという課題が存在する。また、再生骨材の普及が進んでいないことから、再生骨材製造工程のみに依存しないセメント原料の回収方法が求められている。
したがって、本発明の課題は、廃コンクリートから骨材の混入が抑えられたセメント原料を回収する方法を提供することにある。
したがって、本発明の課題は、廃コンクリートから骨材の混入が抑えられたセメント原料を回収する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、セメント原料への骨材の混入を抑制すべく検討した結果、廃コンクリートを破砕し、その破砕物を、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点で分級し、予めセメントペーストに富む細粒を採取したうえで、その細粒を乾式比重選別して軽比重物を回収することで、廃コンクリートから骨材の混入の抑えられたセメント原料を効率よく回収できることを見出した。
【0007】
すなわち、本発明は、次の〔１〕～〔４〕を提供するものである。
〔１〕廃コンクリートを破砕する第１の工程と、
第１の工程で得られた破砕物を、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点で分級する第２の工程と
第２の工程で得られた細粒を乾式比重選別し、重比重物と軽比重物とに選別する第３の工程と
第３の工程で得られた軽比重物を回収する第４の工程
を含む、廃コンクリートからのセメント原料回収方法。
〔２〕第２の工程後、第３の工程前において、第２の工程で得られた粗粒を破砕した後、破砕物を、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点で分級する工程を含む、前記〔１〕記載のセメント原料回収方法。
〔３〕第２の工程後、第３の工程前において、第２の工程で得られた粗粒を、目開き５ｍｍの篩を少なくとも用いて２以上の粒群に分級し、粒径５ｍｍ以上の粗粒を除く各粒群を乾式比重選別して軽比重物を得、該軽比重物を破砕した後、破砕物を、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点で分級する工程を含む、前記〔１〕又は〔２〕記載のセメント原料回収方法。
〔４〕第１の工程において、粒径５ｍｍ以上の破砕物中のセメントペースト含有率が１５質量％以下となるまで破砕する、前記〔１〕～〔３〕のいずれか一に記載のセメント原料回収方法。
〔１〕廃コンクリートを破砕する第１の工程と、
第１の工程で得られた破砕物を、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点で分級する第２の工程と
第２の工程で得られた細粒を乾式比重選別し、重比重物と軽比重物とに選別する第３の工程と
第３の工程で得られた軽比重物を回収する第４の工程
を含む、廃コンクリートからのセメント原料回収方法。
〔２〕第２の工程後、第３の工程前において、第２の工程で得られた粗粒を破砕した後、破砕物を、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点で分級する工程を含む、前記〔１〕記載のセメント原料回収方法。
〔３〕第２の工程後、第３の工程前において、第２の工程で得られた粗粒を、目開き５ｍｍの篩を少なくとも用いて２以上の粒群に分級し、粒径５ｍｍ以上の粗粒を除く各粒群を乾式比重選別して軽比重物を得、該軽比重物を破砕した後、破砕物を、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点で分級する工程を含む、前記〔１〕又は〔２〕記載のセメント原料回収方法。
〔４〕第１の工程において、粒径５ｍｍ以上の破砕物中のセメントペースト含有率が１５質量％以下となるまで破砕する、前記〔１〕～〔３〕のいずれか一に記載のセメント原料回収方法。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、廃コンクリートから骨材の混入が抑えられたセメント原料を効率よく回収することができる。したがって、本発明により回収されたセメント原料は、セメントペースト分が高く、アルカリ等量が低いため、高い原料原単位で再利用することができる。更に、本発明によれば、廃コンクリートから再生骨材として再資源化可能な材料も効率的に回収することができる。したがって、本発明の回収方法は、廃コンクリートの再生方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照しながら好適な実施形態を詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
本実施形態に係る回収方法に適用可能なセメント原料回収装置の一例を図１に示す。図１に示されるセメント原料回収装置は、廃コンクリートを貯蔵する廃コンクリートホッパと、廃コンコンクリートに熱風を通しながら撹拌して水分量を調整するための乾燥機と、乾燥後の廃コンクリートを破砕する破砕装置と、廃コンクリートの破砕物を分級する分級装置と、分級装置により分離された細粒を乾式比重選別する乾式比重選別装置を備え、破砕装置の下流側には、破砕時に発生するダストを吸引する吸気ファンと、吸引ファンで吸引したダストを選別する吸引風力式比重選別機（サイクロン）が設けられている。
＜第１実施形態＞
本実施形態に係る回収方法に適用可能なセメント原料回収装置の一例を図１に示す。図１に示されるセメント原料回収装置は、廃コンクリートを貯蔵する廃コンクリートホッパと、廃コンコンクリートに熱風を通しながら撹拌して水分量を調整するための乾燥機と、乾燥後の廃コンクリートを破砕する破砕装置と、廃コンクリートの破砕物を分級する分級装置と、分級装置により分離された細粒を乾式比重選別する乾式比重選別装置を備え、破砕装置の下流側には、破砕時に発生するダストを吸引する吸気ファンと、吸引ファンで吸引したダストを選別する吸引風力式比重選別機（サイクロン）が設けられている。
【0011】
本実施形態に係る回収方法は、第１の工程と、第２の工程と、第３の工程及び第４の工程を含むものである。以下、各工程について説明する。
【0012】
（第１の工程）
本工程は、廃コンクリートを破砕する工程である。これにより、セメント原料を回収しやすくなる。
廃コンクリートとしては、土木工事や構造物の解体等によって発生する解体コンクリートを挙げることができるが、使用骨材に石灰石骨材を含まないものが好ましい。廃コンクリートとして、建築物等の建設時等に発生した余剰コンクリートを使用してもよい。また、廃コンクリートとして、作業効率、セメント原料の品位向上の観点から、鉄筋等の異物を分離する目的で、小割り、磁力選別、手選別されたコンクリート塊を用いることもできる。
廃コンクリートの寸法は、通常、最大粒径が２００～４００ｍｍである。ここでいう「最大粒径」とは、廃コンクリートのうち、最も大きな廃コンクリートを採取し、当該廃コンクリートの径が最大となる箇所を測定した値をいう。
本工程は、廃コンクリートを破砕する工程である。これにより、セメント原料を回収しやすくなる。
廃コンクリートとしては、土木工事や構造物の解体等によって発生する解体コンクリートを挙げることができるが、使用骨材に石灰石骨材を含まないものが好ましい。廃コンクリートとして、建築物等の建設時等に発生した余剰コンクリートを使用してもよい。また、廃コンクリートとして、作業効率、セメント原料の品位向上の観点から、鉄筋等の異物を分離する目的で、小割り、磁力選別、手選別されたコンクリート塊を用いることもできる。
廃コンクリートの寸法は、通常、最大粒径が２００～４００ｍｍである。ここでいう「最大粒径」とは、廃コンクリートのうち、最も大きな廃コンクリートを採取し、当該廃コンクリートの径が最大となる箇所を測定した値をいう。
【0013】
廃コンクリートの最大粒径が４０ｍｍを超える場合には、廃コンクリートを破砕して破砕物の最大粒径を４０ｍｍ以下とすることが好ましい。なお、破砕物の粒径の下限値は特に限定されないが、作業効率の観点から、０．０１ｍｍ以上が好ましく、０．０５ｍｍ以上がより好ましく、０．１ｍｍ以上が更に好ましい。
【0014】
廃コンクリートの破砕には、破砕機を使用することができる。破砕機としては、公知のものを使用することができるが、例えば、フレームに固定された固定刃と動刃によって圧縮破砕するジョークラッシャ、高速回転させた打撃板及び装置に固定された反発板への衝撃によって衝撃破砕するインパクトクラッシャ、円錐状のコーンケープと偏心するマントルによって圧縮破砕するジャイレトリクラッシャやコーンクラッシャ、２個のロールを回転させその間で圧縮破するダブルロールクラッシャを挙げることができる。中でも、骨材の割れを抑制する観点から、装置の間隙を４０～８０ｍｍ程度に設定したジョークラッシャやコーンクラッシャ等の圧縮式破砕機を使用することが好ましい。なお、破砕機には、廃コンクリートが破砕される際に発生するダストを含む排ガスを集塵するためのバグフィルタを備えてもよい。
【0015】
本工程においては、最大粒径を４０ｍｍ以下とした破砕物を、更に破砕機にて２次破砕してもよい。破砕機としては、例えば、振動ミル、コーンクラッシャ、ジョークラッシャ等の乾式破砕機を使用することができる。この場合、粒径５ｍｍ以上の破砕物中のセメントペースト含有率が、好ましくは１５質量％以下、より好ましくは１０質量％以下、更に好ましくは５質量％以下となるように破砕することが好ましい。破砕物の破砕は、複数回循環して行ってもよい。なお、セメントペースト含有率の測定は、後述する方法にしたがうものとする。
圧縮式破砕機を使用して２次破砕を行う場合、セット（クローズ）は、廃コンクリートに含まれる原骨材の最大粒径に対して±２５％の範囲内で設定することが好ましい。破砕機の破砕室内に試料が常に充填されるよう排出部に滞留機構を設けることもできる。
圧縮式破砕機を使用して２次破砕を行う場合、セット（クローズ）は、廃コンクリートに含まれる原骨材の最大粒径に対して±２５％の範囲内で設定することが好ましい。破砕機の破砕室内に試料が常に充填されるよう排出部に滞留機構を設けることもできる。
【0016】
また、本工程においては、図１に示されるように、破砕時に発生する－０．１５ｍｍの粒子群のダストを、吸引ファンを利用して回収することができる。そして、吸引したダストは、吸引風力式比重選別機（サイクロン）により重比重物と軽比重物に選別し、軽比重物をセメント原料として回収することもできる。
【0017】
（乾燥工程）
本実施形態においては、第１の工程前、あるいは第１の工程後であって、第２の工程前において、廃コンクリートの水分含量の調整を目的に乾燥を行ってもよい。乾燥は、好ましくは２０～３００℃、更に好ましくは７５～１１０℃の温度にて、好ましくは３０分から３時間、更に好ましくは１～２時間行うことができる。これにより、廃コンクリート中の水分含量を５％未満まで低減することができる。なお、乾燥は、セメント製造工程から排出される排ガスを抽気して行うことができる。
本実施形態においては、第１の工程前、あるいは第１の工程後であって、第２の工程前において、廃コンクリートの水分含量の調整を目的に乾燥を行ってもよい。乾燥は、好ましくは２０～３００℃、更に好ましくは７５～１１０℃の温度にて、好ましくは３０分から３時間、更に好ましくは１～２時間行うことができる。これにより、廃コンクリート中の水分含量を５％未満まで低減することができる。なお、乾燥は、セメント製造工程から排出される排ガスを抽気して行うことができる。
【0018】
（第２の工程）
本工程は、第１の工程で得られた廃コンクリート破砕物を、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点で分級する工程である。これにより、セメント原料への骨材の混入を抑制することができる。
本工程は、分級機を使用することができる。分級機としては公知のものを使用することができるが、例えば、篩式分級機、気流式分級機、慣性式分級機を挙げることができる。例えば、篩式分級機は、振動式、面内運動式、回転式及び固定式のいずれでもよく、形式は特に限定されない。目開きの形状については、パンチメタル方式のスクリーン、グリズリーフィーダーやウェッジワイヤースクリーン、ルーバー式スクリーン、櫛刃式のスクリーンを用いることができる。また、気流式分級機としては、例えば、乾式サイクロン、ローター式分級機、エルボージェット分級機等を挙げることができる。
本工程は、第１の工程で得られた廃コンクリート破砕物を、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点で分級する工程である。これにより、セメント原料への骨材の混入を抑制することができる。
本工程は、分級機を使用することができる。分級機としては公知のものを使用することができるが、例えば、篩式分級機、気流式分級機、慣性式分級機を挙げることができる。例えば、篩式分級機は、振動式、面内運動式、回転式及び固定式のいずれでもよく、形式は特に限定されない。目開きの形状については、パンチメタル方式のスクリーン、グリズリーフィーダーやウェッジワイヤースクリーン、ルーバー式スクリーン、櫛刃式のスクリーンを用いることができる。また、気流式分級機としては、例えば、乾式サイクロン、ローター式分級機、エルボージェット分級機等を挙げることができる。
【0019】
本工程においては、廃コンクリート破砕物を粗粒と細粒とに分離するが、分級点は、細粒側のセメントペースト含有率を指標にして決定される。ここで、本明細書において「セメントペースト含有率」とは、次の方法により測定される値をいう。
【0020】
セメント協会Ｆ－１８法に準拠し、試料を粉砕後、塩酸（１＋１００）溶解により残分質量を測定する。次に、下記式（ｉ）により不溶残分（in．sol）の質量割合を算出し、骨材含有率とする。
【0021】
骨材含有率（in．sol） (％)＝ｗ／ｓ×１００ （ｉ）
【0022】
〔式中、ｗは残分質量（ｇ）を示し、ｓは試料質量（ｇ）を示す。〕
【0023】
次に、試料はセメントペーストと骨材の２成分のみであると仮定し、下記式（ii）からセメントペースト含有率を求める。
【0024】
セメントペースト含有率（％）＝１００－骨材含有率（％） （ii）
【0025】
そして、分級により分離された細粒について、上記した方法によりセメントペースト含有率を分析し、セメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点を決定する。分級点は、骨材の混入抑制の観点から、セメントペースト含有率が６３質量％以上である細粒を分離できることが好ましく、セメントペースト含有率が６５質量％以上である細粒を分離できることが更に好ましい。
なお、図１に示されるセメント原料回収装置においては、篩式分級機が使用され、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点として、目開き０．１５ｍｍが採用されている。
なお、図１に示されるセメント原料回収装置においては、篩式分級機が使用され、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点として、目開き０．１５ｍｍが採用されている。
【0026】
（第３の工程）
本工程は、第２の工程で得られた細粒を乾式比重選別し、重比重物と軽比重物とに選別する工程である。これにより、骨材の混入を抑えつつ、軽比重物にセメントペーストを濃縮することができる。
乾式比重選別機としては、公知のものを使用することができるが、インバータ制御やダンパ調整等で細かく風力を制御可能である点で、ジグザグ風力式比重選別機、エアテーブル型比重選別機、吸引風力式比重選別機が好ましい。
なお、図１に示されるセメント原料回収装置においては、吸引風力式比重選別機（サイクロン）が使用されている。
本工程は、第２の工程で得られた細粒を乾式比重選別し、重比重物と軽比重物とに選別する工程である。これにより、骨材の混入を抑えつつ、軽比重物にセメントペーストを濃縮することができる。
乾式比重選別機としては、公知のものを使用することができるが、インバータ制御やダンパ調整等で細かく風力を制御可能である点で、ジグザグ風力式比重選別機、エアテーブル型比重選別機、吸引風力式比重選別機が好ましい。
なお、図１に示されるセメント原料回収装置においては、吸引風力式比重選別機（サイクロン）が使用されている。
【0027】
（第４の工程）
本工程では、第３の工程により選別された軽比重物を回収する。回収された軽比重物は、骨材の混入が抑制され、セメントペーストの含有量が６５％以上に高められる。したがって、本工程により、セメントペースト含有率が高く、アルカリ等量の低いセメント原料を回収することができる。
本工程では、第３の工程により選別された軽比重物を回収する。回収された軽比重物は、骨材の混入が抑制され、セメントペーストの含有量が６５％以上に高められる。したがって、本工程により、セメントペースト含有率が高く、アルカリ等量の低いセメント原料を回収することができる。
【0028】
なお、本実施形態においては、第２の工程後、第３の工程前において第２の工程で得られた粗粒を破砕した後、破砕物を、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点で分級していてもよい。
粗粒の破砕は、第１の工程において説明した２次破砕を採用することができる。また、破砕物の分級は、第２の工程と同様の操作により行うことが可能であり、細粒中のセメントペースト含有率の好適な態様は、第２の工程において説明したとおりである。
なお、図１に示されるセメント原料回収装置においては、＋０．１５ｍｍの粗粒を２次破砕し、破砕物を目開き０．１５ｍｍの篩式分級機にて分級して細粒を分取し、この細粒と、第２の工程により得られた細粒とを混合し、混合物を第３の工程に供して重比重物と軽比重物とに選別し、軽比重物が回収される。
粗粒の破砕は、第１の工程において説明した２次破砕を採用することができる。また、破砕物の分級は、第２の工程と同様の操作により行うことが可能であり、細粒中のセメントペースト含有率の好適な態様は、第２の工程において説明したとおりである。
なお、図１に示されるセメント原料回収装置においては、＋０．１５ｍｍの粗粒を２次破砕し、破砕物を目開き０．１５ｍｍの篩式分級機にて分級して細粒を分取し、この細粒と、第２の工程により得られた細粒とを混合し、混合物を第３の工程に供して重比重物と軽比重物とに選別し、軽比重物が回収される。
【0029】
＜第２実施形態＞
図２は、本実施形態に係るセメント原料の回収方法に適用可能なセメント原料回収装置の一例である。図２に示すセメント原料回収装置は、第１実施形態に係るセメント原料回収装置と同様の構成を具備しているが、乾式比重選別装置の下流側に、軽比重物を破砕する破砕装置と、軽比重物の破砕物を分級する分級装置と、分級装置により分離された細粒を乾式比重選別する乾式比重選別装置を更に備える点で相違する。なお、乾式比重選別装置の下流側に設けられた破砕装置、分級装置及び乾式比重選別装置は、これらを設置することなく、これらの前段に設けられた破砕装置、分級装置及び乾式比重選別装置を使用しても構わない。
図２は、本実施形態に係るセメント原料の回収方法に適用可能なセメント原料回収装置の一例である。図２に示すセメント原料回収装置は、第１実施形態に係るセメント原料回収装置と同様の構成を具備しているが、乾式比重選別装置の下流側に、軽比重物を破砕する破砕装置と、軽比重物の破砕物を分級する分級装置と、分級装置により分離された細粒を乾式比重選別する乾式比重選別装置を更に備える点で相違する。なお、乾式比重選別装置の下流側に設けられた破砕装置、分級装置及び乾式比重選別装置は、これらを設置することなく、これらの前段に設けられた破砕装置、分級装置及び乾式比重選別装置を使用しても構わない。
【0030】
本実施形態に係る回収方法は、第１の工程と、第２の工程と、第３の工程及び第４の工程を含む点で、第１実施形態に係る回収方法と同様であるが、次の点で相違する。即ち、第２の工程後、第３の工程前に、第２の工程で得られた粗粒について、第１実施形態に係る回収方法においては、当該粗粒を破砕した後、破砕物を、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点で分級したが、本実施形態に係る回収方法においては、当該粗粒を、下記の工程ａ、工程ｂ、工程ｃ及び工程ｄに供する点で相違する。なお、本実施形態に係る回収方法に係る第１の工程及び第２の工程は、第１実施形態において説明したとおりである。
【0031】
工程ａ：第２の工程で得られた粗粒を、目開き５ｍｍの篩を少なくとも用いて２以上の粒群に分級する。
工程ｂ：粒径５ｍｍ以上の粗粒を除く各粒群について乾式比重選別し、重比重物と軽比重物とに選別する。
工程ｃ：各粒群から得られた軽比重物を破砕する。
工程ｄ：破砕物を、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点で分級する。
工程ｂ：粒径５ｍｍ以上の粗粒を除く各粒群について乾式比重選別し、重比重物と軽比重物とに選別する。
工程ｃ：各粒群から得られた軽比重物を破砕する。
工程ｄ：破砕物を、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点で分級する。
【0032】
先ず、工程ａについて説明する。
工程ａは、第２の工程で得られた粗粒を、目開き５ｍｍの篩を少なくとも用いて２以上の粒群に分級する工程である。
本工程においては、篩式分級機を使用することができる。篩式分級機は、公知のものを使用することが可能であり、具体例は、第１実施形態に係る第２の工程において説明したとおりである。
工程ａは、第２の工程で得られた粗粒を、目開き５ｍｍの篩を少なくとも用いて２以上の粒群に分級する工程である。
本工程においては、篩式分級機を使用することができる。篩式分級機は、公知のものを使用することが可能であり、具体例は、第１実施形態に係る第２の工程において説明したとおりである。
【0033】
本工程においては、骨材の混入抑制の観点から、廃コンクリート破砕物を、好ましくは５以上の粒群、より好ましくは６以上の粒群、更に好ましくは７以上の粒群に分離する。なお、粒群数の上限は特に限定されないが、作業効率の観点から、９以下が好ましく、８以下が更に好ましい。この場合、所望の粒度の分級物が得られるように、各篩の目開きを適宜選択可能であるが、骨材の混入抑制及び再生骨材回収の観点から、目開きが５ｍｍである篩と、目開きが０．１～０．２ｍｍの範囲内である篩を少なくとも使用することが好ましい。なお、本工程においては、目開きの大きい方から順に分級しても、目開きの小さい方から順に分級してもよい。
【0034】
好適な態様として、廃コンクリート破砕物を、第１の篩、第２の篩、第３の篩、第４の篩、第５の篩及び第６の篩を用いて７つの粒群に分離することが挙げられる。この場合、第１の篩の目開きは５ｍｍであるが、第２の篩の目開きは２．０ｍｍ超２．５ｍｍ以下が好ましく、第３の篩の目開きは１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ未満が好ましく、第４の篩の目開きは０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ未満が好ましく、第５の篩の目開きは０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ未満が好ましく、第６の篩の目開きは０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ未満が好ましい。なお、図２に示されるセメント原料回収装置においては、篩式分級機が使用され、第１の篩は目開きが５ｍｍであり、第２の篩は目開きが２．５ｍｍであり、第３の篩は目開きが１．２ｍｍであり、第４の篩は目開きが０．６ｍｍであり、第５の篩は目開きが０．３ｍｍであり、第６の篩は目開きが０．１５ｍｍである。
【0035】
好適な粒群としては、粒径５ｍｍ以上の分級物と、粒径２ｍｍ以上２．５ｍｍ未満の分級物と、粒径１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ未満の分級物と、粒径０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ未満の分級物、粒径０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ未満の分級物、粒径０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ未満の分級物との組み合わせを挙げることができる。
【0036】
工程ｂは、粒径５ｍｍ以上の粗粒を除く各粒群について乾式比重選別し、重比重物と軽比重物とに選別する工程である。なお、粒径５ｍｍ以上の粗粒物は、再生骨材として再利用することができる。
乾式比重選別は、粒径５ｍｍ以上の粗粒を除く全ての粒群について個々に行っても、各粒群を一つにまとめて行ってもよい。
乾式比重選別は、公知の乾式比重選別機を使用することが可能であり、具体例は、第１実施形態に係る第３の工程において説明したとおりである。なお、図２に示されるセメント原料回収装置においては、エアテーブル型比重選別機が使用されている。
乾式比重選別は、粒径５ｍｍ以上の粗粒を除く全ての粒群について個々に行っても、各粒群を一つにまとめて行ってもよい。
乾式比重選別は、公知の乾式比重選別機を使用することが可能であり、具体例は、第１実施形態に係る第３の工程において説明したとおりである。なお、図２に示されるセメント原料回収装置においては、エアテーブル型比重選別機が使用されている。
【0037】
本工程では、軽比重物を回収するが、重比重物については、再生骨材として再利用することができる。
【0038】
工程ｃは、各粒群から得られた軽比重物を破砕する工程である。軽比重物の破砕は、粒群ごとに行っても、各粒群の軽比重物を一つにまとめて行ってもよい。なお、軽比重物の破砕は、第１実施形態に係る第２の工程で説明した２次破砕を採用することができる。
【0039】
工程ｄは、工程ｃで得られた破砕物を、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点で分級する工程である。破砕物の分級は、粒群ごとに行っても、各粒群の破砕物を一つにまとめて行ってもよい。なお、本工程は、第１実施形態に係る第２の工程と同様に操作により行うことが可能である。細粒中のセメントペースト含有率の好適な態様は、第１実施形態に係る第２の工程において説明したとおりである。また、本工程で得られる粗粒物は再生骨材として再利用することができる。
なお、図２に示されるセメント原料回収装置においては、篩式分級機が使用され、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点として、目開き０．１５ｍｍが採用されている。
なお、図２に示されるセメント原料回収装置においては、篩式分級機が使用され、細粒中のセメントペースト含有率が６０質量％以上となる分級点として、目開き０．１５ｍｍが採用されている。
【0040】
（第３の工程）
本工程は、第２の工程で得られた細粒を乾式比重選別し、重比重物と軽比重物に選別する工程である。乾式比重選別は、第２の工程で得られた細粒と、工程ｄで得られた細粒を別々に行っても、両者を一つにまとめて行ってもよい。
乾式比重選別は、公知の乾式比重選別機を使用することが可能であり、具体例は、第１実施形態に係る第３の工程において説明したとおりである。
なお、図２に示されるセメント原料回収装置は、吸引風力式比重選別機（サイクロン）が使用されている。
本工程は、第２の工程で得られた細粒を乾式比重選別し、重比重物と軽比重物に選別する工程である。乾式比重選別は、第２の工程で得られた細粒と、工程ｄで得られた細粒を別々に行っても、両者を一つにまとめて行ってもよい。
乾式比重選別は、公知の乾式比重選別機を使用することが可能であり、具体例は、第１実施形態に係る第３の工程において説明したとおりである。
なお、図２に示されるセメント原料回収装置は、吸引風力式比重選別機（サイクロン）が使用されている。
【0041】
（第４の工程）
本工程では、第３の工程により選別された軽比重物を回収する。第３の工程において、第２の工程で得られた細粒と、工程ｄで得られた細粒を別々に乾式比重選別に供した場合には、各軽比重物を回収し、混合する。これにより、骨材の混入が抑えられ、セメントペーストの含有量が６５％以上に高められる。したがって、本工程により、セメントペースト含有率が高く、アルカリ等量の低いセメント原料を回収することができる。また、本工程で得られる重比重物は再生骨材として再利用することができる。
本工程では、第３の工程により選別された軽比重物を回収する。第３の工程において、第２の工程で得られた細粒と、工程ｄで得られた細粒を別々に乾式比重選別に供した場合には、各軽比重物を回収し、混合する。これにより、骨材の混入が抑えられ、セメントペーストの含有量が６５％以上に高められる。したがって、本工程により、セメントペースト含有率が高く、アルカリ等量の低いセメント原料を回収することができる。また、本工程で得られる重比重物は再生骨材として再利用することができる。
【0042】
なお、本実施形態においても、破砕時に発生するダストを吸引風力式比重選別機（サイクロン）に供して重比重物と軽比重物に選別し、軽比重物をセメント原料として回収してもよい。また、第１の工程前、あるいは第１の工程後であって、第２の工程前において、廃コンクリートを乾燥する乾燥工程を備えていてもよい。
【0043】
本発明により回収されたセメント原料は、下記の（１）及び（２）の特性を具備することができる。
（１）セメントペースト含有率が、通常６５質量％以上であり、好ましくは６７質量％以上であり、更に好ましくは７０質量％以上である。なお、セメントペースト含有率の上限値は特に限定されず、１００質量％であっても構わないが、通常９５質量％以下、好ましくは９３質量％以下、更に好ましくは９０質量％以下である。
（１）セメントペースト含有率が、通常６５質量％以上であり、好ましくは６７質量％以上であり、更に好ましくは７０質量％以上である。なお、セメントペースト含有率の上限値は特に限定されず、１００質量％であっても構わないが、通常９５質量％以下、好ましくは９３質量％以下、更に好ましくは９０質量％以下である。
【0044】
（２）アルカリ等量が、通常２％以下であり、好ましくは１．８％以下であり、より好ましくは１．５％以下であり、更に好ましくは１．３％以下である。なお、アルカリ等量が低い程、骨材の混入が少ないと判断することができる。アルカリ等量の下限値は特に限定されず、０％であっても構わないが、通常０．１％以上、好ましくは０．３％以上、更に好ましくは０．５％以上である。ここで、本明細書において「アルカリ等量」とは、試料の化学分析の結果から、下記式（ii）によって算出されるものをいう。
【0045】
アルカリ等量（Ｎａ2Ｏｅｑ）＝Ｎａ2Ｏ＋０．６５８Ｋ2Ｏ （ii）
【0046】
〔式中、Ｎａ2Ｏは試料中の酸化ナトリウムの含有率（％）であり、Ｋ2Ｏは試料中の酸化カリウムの含有率 （％）である。〕
【0047】
このように、回収されたセメント原料は、骨材の混入が抑制され、品位の高いものであるから、制限なく再利用することができる。
【実施例0048】
以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。但し、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。
【0049】
１．セメントペースト含有率の分析
セメント協会Ｆ－１８法に準拠し、試料を粉砕後、塩酸（１＋１００）溶解により残分質量を測定した。次に、下記式（ｉ）により不溶残分（in．sol）の質量割合を算出し、骨材含有率とした。
セメント協会Ｆ－１８法に準拠し、試料を粉砕後、塩酸（１＋１００）溶解により残分質量を測定した。次に、下記式（ｉ）により不溶残分（in．sol）の質量割合を算出し、骨材含有率とした。
【0050】
骨材含有率（in．sol） (％)＝ｗ／ｓ×１００ （ｉ）
【0051】
〔式中、ｗは残分質量（ｇ）を示し、ｓは試料質量（ｇ）を示す。〕
【0052】
次に、試料はセメントペーストと骨材の２成分のみであると仮定し、下記式（ii）からセメントペースト含有率を求めた。
【0053】
セメントペースト含有率（％）＝１００－骨材含有率（％） （ii）
【0054】
２．化学分析（ＣａＯ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ）
蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）により測定した。蛍光Ｘ線分析装置として、ＺＳＸ ＰｒｉｍｕｓＩＩ（リガク社製）を用いた。
蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）により測定した。蛍光Ｘ線分析装置として、ＺＳＸ ＰｒｉｍｕｓＩＩ（リガク社製）を用いた。
【0055】
３．アルカリ等量の分析
アルカリ等量（Ｎａ2Ｏｅｑ：試料中の全アルカリの含有率）は、化学分析の結果から、下記式（ii）によって算出した。
アルカリ等量（Ｎａ2Ｏｅｑ：試料中の全アルカリの含有率）は、化学分析の結果から、下記式（ii）によって算出した。
【0056】
アルカリ等量（Ｎａ2Ｏｅｑ）＝Ｎａ2Ｏ＋０．６５８Ｋ2Ｏ （ii）
〔式中、Ｎａ2Ｏは試料中の酸化ナトリウムの含有率（％）であり、Ｋ2Ｏは試料中の酸化カリウムの含有率 （％）である。〕
〔式中、Ｎａ2Ｏは試料中の酸化ナトリウムの含有率（％）であり、Ｋ2Ｏは試料中の酸化カリウムの含有率 （％）である。〕
【0057】
本実施例においては、廃コンクリートとして、最大粒径が約３００ｍｍであり、原骨材に石灰石骨材を含まない解体コンクリート塊を用いた。
【0058】
実施例１
（第１の工程）
廃コンクリート塊をジョークラッシャにて粒径４０ｍｍ以下に１次破砕し、破砕物を１１０℃にて１時間乾燥した後、コーンクラッシャにて更に２次破砕した。なお、コーンクラッシャのセット（クローズ）は１５ｍｍとし、２次破砕は２回循環処理を行った。
（第２の工程）
廃コンクリート破砕物を、目開き０．１５ｍｍの篩で分級を行った。
次に、粗粒（篩上物）をジョークラッシャにて２次破砕を行い、再度目開き０．１５ｍｍの篩で分級を行った。なお、目開き０．１５ｍｍは、細粒（篩下物）のセメントペースト含有率が６０％以上となることを確認した。
（第３の工程）
第２の工程で得られた細粒（篩下物）を、乾式比重選別装置（サイクロン）により乾式比重遠別し、重比重物と軽比重物とに選別した。
（第４の工程）
軽比重物をセメント原料として回収した。回収したセメント原料について、セメントペースト含有率、ＣａＯ含有量、アルカリ等量を分析した。その結果を表１に示す。
（第１の工程）
廃コンクリート塊をジョークラッシャにて粒径４０ｍｍ以下に１次破砕し、破砕物を１１０℃にて１時間乾燥した後、コーンクラッシャにて更に２次破砕した。なお、コーンクラッシャのセット（クローズ）は１５ｍｍとし、２次破砕は２回循環処理を行った。
（第２の工程）
廃コンクリート破砕物を、目開き０．１５ｍｍの篩で分級を行った。
次に、粗粒（篩上物）をジョークラッシャにて２次破砕を行い、再度目開き０．１５ｍｍの篩で分級を行った。なお、目開き０．１５ｍｍは、細粒（篩下物）のセメントペースト含有率が６０％以上となることを確認した。
（第３の工程）
第２の工程で得られた細粒（篩下物）を、乾式比重選別装置（サイクロン）により乾式比重遠別し、重比重物と軽比重物とに選別した。
（第４の工程）
軽比重物をセメント原料として回収した。回収したセメント原料について、セメントペースト含有率、ＣａＯ含有量、アルカリ等量を分析した。その結果を表１に示す。
【0059】
実施例２
（第１の工程）
廃コンクリート塊をジョークラッシャにて粒径４０ｍｍ以下に１次破砕し、破砕物を１１０℃にて１時間乾燥した後、コーンクラッシャにて更に２次破砕した。なお、コーンクラッシャのセット（クローズ）は１５ｍｍとし、２次破砕は２回循環処理を行った。
（第２の工程、工程ａ）
廃コンクリート破砕物を、目開き０．１５ｍｍ、０．３ｍｍ、０．６ｍｍ、１．２ｍｍ、２．４ｍｍ及び５ｍｍの篩で分級した。なお、目開き０．１５ｍｍは、細粒（篩下物）のセメントペースト含有率が６０％以上となることを確認した。また、５ｍｍ以上の粗粒は、再生粗骨材として回収した。
（工程ｂ）
分級により得られた０．１５－０．３ｍｍ、０．３－０．６ｍｍ、０．６－１．２ｍｍ、１．２－２．５ｍｍ、及び２．５－５ｍｍの各粒子群について、それぞれエアテーブル型乾式比重選別機にて乾式比重選別を行った。
（工程ｃ）
選別後の各軽比重物を一つにまとめてジョークラッシャにて２次破砕を行った。
（工程ｄ）
工程ｃで得られた破砕物を、再度目開き０．１５ｍｍの篩で分級した。なお、目開き０．１５ｍｍは、細粒（篩下物）のセメントペースト含有率が６０％以上となることを確認した。
（第３の工程）
第２の工程で得られた細粒（篩下物）と、工程ｄで得られた細粒（篩下物）を混合し、乾式比重選別機（サイクロン）により乾式比重遠別し、重比重物と軽比重物とに選別した。
（第４の工程）
軽比重物をセメント原料として回収した。回収したセメント原料について、セメントペースト含有率、ＣａＯ含有量、アルカリ等量を分析した。その結果を表１に示す。
（第１の工程）
廃コンクリート塊をジョークラッシャにて粒径４０ｍｍ以下に１次破砕し、破砕物を１１０℃にて１時間乾燥した後、コーンクラッシャにて更に２次破砕した。なお、コーンクラッシャのセット（クローズ）は１５ｍｍとし、２次破砕は２回循環処理を行った。
（第２の工程、工程ａ）
廃コンクリート破砕物を、目開き０．１５ｍｍ、０．３ｍｍ、０．６ｍｍ、１．２ｍｍ、２．４ｍｍ及び５ｍｍの篩で分級した。なお、目開き０．１５ｍｍは、細粒（篩下物）のセメントペースト含有率が６０％以上となることを確認した。また、５ｍｍ以上の粗粒は、再生粗骨材として回収した。
（工程ｂ）
分級により得られた０．１５－０．３ｍｍ、０．３－０．６ｍｍ、０．６－１．２ｍｍ、１．２－２．５ｍｍ、及び２．５－５ｍｍの各粒子群について、それぞれエアテーブル型乾式比重選別機にて乾式比重選別を行った。
（工程ｃ）
選別後の各軽比重物を一つにまとめてジョークラッシャにて２次破砕を行った。
（工程ｄ）
工程ｃで得られた破砕物を、再度目開き０．１５ｍｍの篩で分級した。なお、目開き０．１５ｍｍは、細粒（篩下物）のセメントペースト含有率が６０％以上となることを確認した。
（第３の工程）
第２の工程で得られた細粒（篩下物）と、工程ｄで得られた細粒（篩下物）を混合し、乾式比重選別機（サイクロン）により乾式比重遠別し、重比重物と軽比重物とに選別した。
（第４の工程）
軽比重物をセメント原料として回収した。回収したセメント原料について、セメントペースト含有率、ＣａＯ含有量、アルカリ等量を分析した。その結果を表１に示す。
【0060】
比較例１
廃コンクリート塊をジョークラッシャにて粒径４０ｍｍ以下に１次破砕し、破砕物を１１０℃にて１時間乾燥した後、コーンクラッシャにて更に２次破砕した。なお、コーンクラッシャのセット（クローズ）は１５ｍｍとし、２次破砕は２回循環処理を行った。
廃コンクリート破砕物を、ボールミルを用いて、破砕物全量を０．１５ｍｍ以下に粉砕した。得られた粉砕物について、セメントペースト含有率、ＣａＯ含有量、アルカリ等量を分析した。その結果を表１に示す。
廃コンクリート塊をジョークラッシャにて粒径４０ｍｍ以下に１次破砕し、破砕物を１１０℃にて１時間乾燥した後、コーンクラッシャにて更に２次破砕した。なお、コーンクラッシャのセット（クローズ）は１５ｍｍとし、２次破砕は２回循環処理を行った。
廃コンクリート破砕物を、ボールミルを用いて、破砕物全量を０．１５ｍｍ以下に粉砕した。得られた粉砕物について、セメントペースト含有率、ＣａＯ含有量、アルカリ等量を分析した。その結果を表１に示す。
【0061】
比較例２
廃コンクリート塊をジョークラッシャにて粒径４０ｍｍ以下に１次破砕し、破砕物を１１０℃にて１時間乾燥した後、コーンクラッシャにて更に２次破砕した。なお、コーンクラッシャのセット（クローズ）は１５ｍｍとし、２次破砕は２回循環処理を行った。
廃コンクリート破砕物を、目開き０．１５ｍｍの篩で分級を行った。細粒（篩下物）について、セメントペースト含有率、ＣａＯ含有量、アルカリ等量を分析した。その結果を表１に示す。
廃コンクリート塊をジョークラッシャにて粒径４０ｍｍ以下に１次破砕し、破砕物を１１０℃にて１時間乾燥した後、コーンクラッシャにて更に２次破砕した。なお、コーンクラッシャのセット（クローズ）は１５ｍｍとし、２次破砕は２回循環処理を行った。
廃コンクリート破砕物を、目開き０．１５ｍｍの篩で分級を行った。細粒（篩下物）について、セメントペースト含有率、ＣａＯ含有量、アルカリ等量を分析した。その結果を表１に示す。
【0062】
【表1】
【0063】
表１から、実施例１、２のいずれにおいても、セメントペースト含有率が７０％以上であり、アルカリ等量が１．３％以下であることから、セメントペースト含有率が高く、骨材の混入が抑制されたセメント原料を回収できることが確認された。
【図1】
【図2】
