JP2003001622A

JP2003001622A - コンクリート材料の計量装置

Info

Publication number: JP2003001622A
Application number: JP2001185981A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Sogo; 茂幸十河; Ryuichi Chikamatsu; 竜一近松; Koji Watanabe; 幸次渡辺
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2001-06-20
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2003-01-08
Anticipated expiration: 2021-06-20
Also published as: JP4099626B2

Abstract

(57)【要約】【目的】骨材及び水の質量を正確に計測する。【構成】本発明に係るコンクリート材料の計量装置１
は、骨材である細骨材２を供給する骨材供給手段として
の骨材ホッパー３と、給水手段である給水管４と、骨材
ホッパー３から供給された細骨材２を収容して計量する
骨材計量ビン５１と、骨材ホッパー３から供給された細
骨材２を給水管４から供給された水とともに水浸骨材と
して収容する計量槽５と、該計量槽内の水浸骨材の質量
を計測する水浸骨材質量計測手段としてのロードセル６
と、計量槽５内の水浸骨材の水位を計測する水位計測手
段としての電極式センサー７と、計量槽５内の水浸骨材
の水位を所望の水位に保持する水位保持手段としての水
位保持装置８とから概ね構成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面水の状態が異
なる骨材及び水を計量するコンクリート材料の計量装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンクリートを現場配合する際、水量が
コンクリート強度等に大きな影響を及ぼすため、練混ぜ
時に十分管理する必要があるが、配合材料である骨材
は、その貯蔵状況や気候条件等によって含水状態が異な
り、湿潤状態の骨材を用いるとコンクリート中の水量が
骨材の表面水の量だけ増加し、乾燥状態の骨材を用いる
とコンクリート中の水量は有効吸水量だけ減少する。

【０００３】そのため、骨材の乾湿程度に応じて練混ぜ
時の水量を補正し示方配合通りのコンクリートを製造す
ることが、コンクリートの品質を維持する上できわめて
重要な事項となる。

【０００４】ここで、湿潤状態における表面水の水量
（細骨材の表面に付着している水量）を表乾状態（表面
乾燥飽水状態）の細骨材の質量で除した比率を表面水率
と呼んでいるが、貯蔵されている骨材、特に細骨材は一
般に濡れていることが多いため、かかる表面水率を骨材
の乾湿程度の指標として予め測定し、その測定値に基づ
いて練混ぜ水量を調整するのが一般的である。

【０００５】そして、このような表面水率の測定は、従
来、細骨材が貯蔵されたストックビンと呼ばれる貯蔵容
器から少量の試料を採取してその質量及び絶乾状態での
質量を計測し、次いで、これらの計測値と予め測定され
た表乾状態の吸水率とを用いて算出していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな測定方法では、わずかな試料から全体の表面水率を
推測しているにすぎないため、精度の面でどうしても限
界がある一方、絶乾状態の質量を計測するにはバーナー
等による加熱作業が必要となるため、実際に使用する量
に近い量を採取してこれを試料とすることは、経済性や
時間の面で非現実的である。

【０００７】また、このような問題を補うべく、練混ぜ
状況をオペレータが目視で確認したり、ミキサの負荷電
流を参考にすることによって練混ぜ水量の調整を行うと
いった方法を採用することがあるが、かかる方法自体が
精度の低いものであり、結局、強度面で２０％近い大き
な安全率を見込まざるを得なくなり、不経済な配合とな
るという問題も生じる。

【０００８】かかる問題を解決すべく、本出願人は、水
浸骨材による計量方法を開発した。かかる水浸骨材計量
法によれば、骨材の表面水率がわからずとも、骨材の表
面水が反映された状態で水と表乾状態の骨材の各質量を
精度よく求めることができる。

【０００９】しかしながら、スランプが小さく貧配合の
コンクリートでは、骨材の量が多いために骨材を水浸さ
せることができず、上述した水浸骨材計量法を採用する
ことができないという問題を生じていた。

【００１０】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、スランプが小さく貧配合のコンクリートに対
しても、水浸骨材計量法を用いて骨材及び水の質量を正
確に計測することが可能なコンクリート材料の計量装置
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るコンクリート材料の計量装置は請求項
１に記載したように、骨材を供給する骨材供給手段と、
給水手段と、前記骨材供給手段から供給された骨材を収
容して計量する骨材計量ビンと、前記骨材供給手段から
供給された骨材を前記給水手段から供給された水ととも
に水浸骨材として収容するとともに底部開口に水密性を
保持可能な底蓋を開閉自在に取り付けてなる計量槽と、
該計量槽内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計
測手段と、前記計量槽内の水浸骨材の水位を計測する水
位計測手段と、前記計量槽内の水浸骨材の水位を所望の
水位に保持するために該所望の水位を上回る水を前記計
量槽内から吸水するとともにその吸水量を計測する水位
保持手段とを備え、該水位保持手段を、昇降自在に設置
された吸水管と該吸水管に連通接続され吸水された水を
計量する吸水計量用貯留槽と該吸水計量用貯留槽に連通
接続された吸気手段とで構成するとともに、前記骨材供
給手段を前記骨材計量ビン及び前記計量槽に前記骨材を
それぞれ供給可能に構成したものである。

【００１２】また、本発明に係るコンクリート材料の計
量装置は、前記水位計測手段を電極式センサーで構成す
るとともに該電極式センサーを前記吸水管に固定するこ
とで前記電極式センサーを前記吸水管に連動昇降できる
ように構成したものである。

【００１３】また、本発明に係るコンクリート材料の計
量装置は、前記電極式センサーを中空管内に配置して該
中空管とともに前記吸水管に固定するとともに、前記中
空管内を鉛直下向きの低圧空気が流れるように該中空管
の上端に低圧空気導入手段を設けたものである。

【００１４】また、本発明に係るコンクリート材料の計
量装置は、前記底蓋の近傍に取り付けられた洗浄ノズル
から前記底蓋の上面に洗浄水を吹き付けることができる
ようになっている洗浄水吹付け手段を備え、該洗浄水吹
付け手段を、前記洗浄ノズルに接続された洗浄水貯留タ
ンクと、該洗浄水貯留タンクに接続された洗浄水供給手
段と、前記洗浄水貯留タンクに切替バルブを介して連通
接続された高圧空気タンクと、該高圧空気タンクに接続
されたコンプレッサーとから構成するとともに、前記切
替バルブを第一の切替位置にて前記洗浄水貯留タンクを
前記高圧空気タンクに連通させるとともに、第２の切替
位置にて大気に連通させるように構成したものである。

【００１５】また、本発明に係るコンクリート材料の計
量装置は、前記底蓋と計量槽本体とを該底蓋が前記計量
槽本体の側方側に移動しながら回動するように互いに長
さの異なる２つのリンク部材で連結するとともに前記計
量槽本体の側面に所定の底蓋開閉用アクチュエータをそ
の下端にて固定されるように設置し、該底蓋開閉用アク
チュエータのピストンロッドの先端と前記底蓋にピン接
合された昇降ロッドの先端とを所定の連結部材を介して
連結するとともに、該連結部材が前記計量槽本体の側面
に突設された鉛直ガイド体に沿って摺動自在となるよう
に前記連結部材を前記鉛直ガイド体に嵌合したものであ
る。

【００１６】本発明に係るコンクリート材料の計量装置
においては、骨材供給手段から供給された骨材を計量す
る手段として、水浸骨材として計量する計量槽と、骨材
だけを計量する骨材計量ビンとの二つを備えており、骨
材供給手段は、かかる骨材計量ビン及び計量槽に骨材を
それぞれ供給可能に構成してある。

【００１７】そのため、通常のコンクリートと比較した
際、例えばスランプが小さく貧配合であるために、水よ
りも骨材の方が相対的に多い場合であっても、計量すべ
き骨材を縮分し、一定量の骨材は計量槽に投入して水浸
骨材として計量し、残りの骨材は、従来通りそのまま計
量する。

【００１８】すなわち、水とともに計量槽に投入された
骨材、すなわち水浸骨材については、吸水管を予め適宜
昇降させることによって、計量槽内の水浸骨材の水位が
所望の水位に保持されるように、吸水管の下端に設けら
れた吸水口を位置決めしておく。

【００１９】このようにすると、計量槽内の水浸骨材が
所望の水位に達した後、該所望の水位を越える余分な水
は、吸水管を介して吸気手段で吸水されることとなり、
かくして、計量槽内の水浸骨材の容積は、予め定められ
た容積に保持される。なお、計量槽内の水位が所望の水
位になっているかどうかは、水位計測手段で別途確認す
る。

【００２０】ここで、吸水管を介して吸水された水は、
吸水計量用貯留槽に貯留されるが、その質量を計測して
おくことによって骨材の表面水率を求めておく。

【００２１】一方、骨材計量ビンに投入された残りの骨
材については上述したように、従来通り、そのまま計量
されるが、水浸骨材として計量する際に正確な表面水率
が算出されているので、かかる表面水率を用いることに
よって、従来通り計量された骨材分についても、その表
面水を従来よりも高い精度で把握することが可能とな
る。

【００２２】骨材は、主として細骨材を対象とするが、
粗骨材にも適用することができることは言うまでもな
い。また、骨材はこのように、細骨材でも粗骨材でもか
まわないが、コンクリートを構成する材料は、実際には
細骨材も粗骨材も必要であるし、細骨材や粗骨材につい
ても、密度が互いに異なるものや粒度が互いに異なるも
のを複数使う場合が想定される。特に、粒度が互いに異
なる複数の骨材を適当な割合で混ぜ合わせることによっ
て、所望の粒度をもつ骨材をあらたに作り出すことがコ
ンクリートの配合上、重要となることが多い。

【００２３】本発明に係るコンクリート材料の計量装置
は、単一種類の骨材計量のみならず、主として密度及び
粒度の少なくともいずれかが互いに異なる複数の骨材を
例えば累加計量方式で計量することができる。

【００２４】なお、本発明で複数の骨材と言うときは、
すべてが細骨材である場合、すべてが粗骨材である場合
及び細骨材と粗骨材とを任意に含む場合のすべてを包摂
するものとする。また、上述したように、複数の骨材と
は、密度や粒度が互いに異なるものをはじめ、産地、強
度、ヤング係数、耐久性、天然骨材か人工骨材か副産骨
材かあるいは天然骨材でも海砂か山砂かという産出状況
その他骨材に関する分類指標が互いに異なるものを言う
ものとする。

【００２５】また、例えば、ΣＭ_i(i=1,2,3,・・N)と表
記したときには、総和、すなわち、Ｍ₁＋Ｍ₂+・・・・
＋Ｍ_Nを表すものとする。また、第ｉ(i=1,2,3,・・N)の
骨材と標記したときには、第１の骨材、第２の骨材、第
３の骨材、・・・・、第Ｎの骨材を意味するものとす
る。

【００２６】計量槽は、水浸骨材を収容できる限り、ど
のような形状とするかは任意であって、例えば中空円筒
状としてもかまわないが、これを中空円錐台状に形成す
ると、下方に行くほど内径が大きくなるため、水浸骨材
が途中で閉塞するおそれがなくなり、計量が終了したと
き、底蓋を開いただけで水浸骨材を自由落下させて容易
に取り出すことができる。

【００２７】なお、計量槽内面への骨材付着や骨材の締
め固め等により水浸骨材を完全に自由落下させることが
できない場合には、バイブレータ、ノッカー等の振動付
与機器を計量槽の側方に適宜取り付けるようにすればよ
い。

【００２８】また、計量槽の上方に所定のバイブレータ
を昇降自在にかつその降下位置にて前記水浸骨材に埋没
するように設置するようにすれば、骨材の投入中又は投
入後にバイブレータを降下させ、かかる状態にて該バイ
ブレータを作動させることにより、計量槽内に投入され
た骨材は振動によって平坦になり、該骨材が水面上に出
るおそれがなくなる。

【００２９】計量槽の容積については任意であって、コ
ンクリート配合を行う単位すなわち１バッチに必要な全
量としてもよいし、何回かに分けて計量するようにして
もよい。

【００３０】水浸骨材質量計測手段は、例えばロードセ
ルで構成することができる。

【００３１】水位計測手段は、計量槽内の水位を計測で
きる限り、いかなる手段で構成してもかまわないが、前
記水位計測手段を電極式センサーで構成するとともに該
電極式センサーを前記吸水管に固定することで前記電極
式センサーを前記吸水管に連動昇降できるように構成し
たならば、電極式センサーを昇降させる機構を省略する
ことができる。

【００３２】また、このような電極式センサーを中空管
内に配置して該中空管とともに前記吸水管に固定すると
ともに、前記中空管内を鉛直下向きの低圧空気が流れる
ように該中空管の上端に低圧空気導入手段を設けたなら
ば、計量槽内の水面に発生している泡を低圧の空気流で
取り除くことできるので、電極式センサーの計測精度を
向上させることができる。なお、電極式センサーの下端
が水浸骨材の水面に接触する位置にて中空管の下端が該
水浸骨材の水面下に若干沈むようにその位置を設定して
おけば、いったん取り除いた泡が再度、電極式センサー
の下端に集まってくるおそれもなくなる。

【００３３】底蓋は、計量槽本体の底部開口を開閉でき
るとともに、閉じた状態において水密性を保持できるも
のであれば、いかなる構造のものでもかまわないが、前
記底蓋と計量槽本体とを該底蓋が前記計量槽本体の側方
側に移動しながら回動するように所定のリンク部材で連
結するとともに前記本体の側面に所定の底蓋開閉用アク
チュエータをその下端にて固定されるように設置し、該
底蓋開閉用アクチュエータのピストンロッドの先端と前
記底蓋にピン接合された昇降ロッドの先端とを所定の連
結部材を介して連結するとともに、該連結部材が前記本
体の側面に突設された鉛直ガイド体に沿って摺動自在と
なるように前記連結部材を前記鉛直ガイド体に嵌合した
ならば、底蓋を完全に開くための必要な高さ方向の下方
スペースを抑えることができるとともに、底蓋開閉動作
を安定させることも可能となる。

【００３４】すなわち、従来の開閉形式では、底蓋を開
くと該底蓋が垂れ下がるため、その分だけ、高さ方向の
下方スペースを確保する必要があったが、本発明におい
ては、このような開閉に要する高さ方向の下方スペース
を抑えることができるため、その分だけ、計量槽本体の
底部開口を下げることができるようになり、混練ミキサ
ーへの確実な投入が可能となる。

【００３５】また、底蓋と計量槽本体とを互いに長さの
異なる２つのリンク部材で連結してあるため、昇降ロッ
ドで底蓋を押し下げたときには、底蓋は、計量槽本体の
側方に廻り込むように移動しつつ回動するが、逆に昇降
ロッドで底蓋を引き上げたときには、底蓋を閉じる直前
にて、計量槽本体の底部開口とほぼ平行な姿勢となる。
そのため、底部開口又は底蓋に設けられたシール材に
は、ほぼ均等な圧力が作用することとなり、底部開口に
沿って均等な水密性を確保することができるとともに、
シール材の部分的な損傷をも防止することが可能とな
る。

【００３６】また、前記底蓋の近傍に取り付けられた洗
浄ノズルから前記底蓋の上面に洗浄水を吹き付けること
ができるようになっている洗浄水吹付け手段を備え、該
洗浄水吹付け手段を、前記洗浄ノズルに接続された洗浄
水貯留タンクと、該洗浄水貯留タンクに接続された洗浄
水供給手段と、前記洗浄水貯留タンクに切替バルブを介
して連通接続された高圧空気タンクと、該高圧空気タン
クに接続されたコンプレッサーとから構成するととも
に、前記切替バルブを第一の切替位置にて前記洗浄水貯
留タンクを前記高圧空気タンクに連通させるとともに、
第２の切替位置にて大気に連通させるように構成した場
合においては、予め、コンプレッサーを駆動して高圧空
気タンクに高圧空気を蓄積しておくとともに、洗浄水供
給手段から洗浄水貯留タンクに所定量の洗浄水を移送し
ておく。高圧空気の蓄積及び洗浄水移送を行う際には、
洗浄水貯留タンクが高圧空気タンクに連通せず大気に連
通する第２の切替位置に切替バルブを切り替えて行う。

【００３７】次に、計量が終了した水浸骨材を底蓋を開
いて下方のミキサーに落下排出させた後、切替バルブを
第１の位置に切り替える。

【００３８】このようにすると、高圧空気タンクに蓄積
された高圧空気は、洗浄水貯留タンクに送り込まれるこ
ととなり、その圧力で該タンク内の洗浄水は、洗浄ノズ
ルから噴出される。

【００３９】そのため、水浸骨材の排出時に底蓋の上面
に骨材が付着していたとしても、該骨材は、上述した洗
浄水で洗浄され吹き飛ばされるので、次の計量のために
底蓋を閉じても、計量槽本体と底蓋との間に骨材が挟ま
ることはない。

【００４０】そのため、骨材が挟まることで生じた隙間
から漏水が生じて計量に誤差が生じるのを未然に防止す
ることができるとともに、計量槽本体や底蓋に設けられ
たシール部材に損傷を与えることもない。

【００４１】次に、本発明に係るコンクリート材料の計
量装置を用いて複数の骨材を計量する手順を述べる。な
お、単一の骨材の場合には、以下の説明中、Nを１に読
み替えればよい。

【００４２】まず、第i(i=1,2,3・・・N)の骨材の投入
が終了した時点における水浸骨材の目標質量Ｍ_di(i=1,
2,3・・・N)を設定する。なお、第i(i=1,2,3・・・N)の
骨材は、全量を水浸骨材として計量槽で計量するのでは
なく、これを縮分して例えば均等に分け、半分は水浸骨
材として計量槽で計量し、残り半分は、骨材計量ビンで
従来と同様に計量する。したがって、第i(i=1,2,3・・
・N)の骨材の投入が終了した時点における水浸骨材の目
標質量Ｍ_di(i=1,2,3・・・N)は、例えば半分の骨材量を
対象として設定する。

【００４３】次に、第１の骨材及び水を該第１の骨材が
水面から出ない水浸骨材となるように計量槽に投入す
る。

【００４４】計量槽に骨材と水を投入するにあたり、い
ずれを先行させるかは任意であるが、水を先行投入し、
しかる後に骨材を投入するようにすれば、特に細骨材の
場合に水浸骨材への気泡混入をかなり抑制することが可
能となる。

【００４５】次に、水浸骨材の全質量Ｍ_f1を計測する。
水浸骨材の全質量Ｍ_f1を計測するには、水浸骨材で満た
されたときの計量槽の質量から計量槽のみの質量を差し
引けばよい。

【００４６】次に、第１の骨材の表乾状態における密度
ρ_a1及び水の密度ρ_wを、水浸骨材の全質量Ｍ_f1及び予
め設定された所望の水位である第１の水位に対して求め
られる水浸骨材の全容量Ｖ_f1とともに次式、Ｍ_a1＝ρ_a1（Ｍ_f1−ρ_w・Ｖ_f1）／（ρ_a1−ρ_w）（１）に代入して第１の骨材の表乾状態の質量Ｍ_a1を求める。

【００４７】次に、第１の骨材と同様にして、第２の骨
材を該第２の骨材が水面から出ない水浸骨材となるよう
に計量槽に投入し、次いで、水浸骨材の全質量Ｍ_f2を計
測する。

【００４８】次に、第１の骨材の表乾状態における密度
ρ_a1、第２の骨材の表乾状態における密度ρ_a2及び水の
密度ρ_wを全質量Ｍ_f2及び予め設定された所望の水位で
ある第２の水位に対して求められる水浸骨材の全容量Ｖ
_f2とともに、次式、Ｍ_a2＝ρ_a2（（Ｍ_f2−Ｍ_a1）−ρ_w（Ｖ_f2−Ｍ_a1／ρ_a1））／（ρ_a2−ρ_w）（２）に代入して第２の骨材の表乾状態の質量Ｍ_a2を求める。

【００４９】以下、上述の手順を繰り返して第（Ｎ―
１）の骨材の表乾状態における質量Ｍ _a(N-1)までを順次
算出し、最後に、第Ｎの骨材を該第Ｎの骨材が水面から
出ない水浸骨材となるように計量槽に投入する。

【００５０】次に、上述したと同様、水浸骨材の全質量
Ｍ_fNを計測する。

【００５１】次に、第iの骨材(i=1,2,3,・・N)の表乾状
態における密度ρ_ai(i=1,2,3,・・N)及び水の密度ρ_wを
全質量Ｍ_fN及び所望の水位として予め設定された第Ｎの
水位に対して求められる水浸骨材の全容量Ｖ_fNとともに
次式、Ｍ_aN＝ρ_aN（（Ｍ_fN−ΣＭ_ai(i=1,2,3,・・(N-1）））−ρ_w（Ｖ_fN−Σ(Ｍ_ai ／ρ_ai)(i=1,2,3,・・(N-1））））／（ρ_aN−ρ_w）（３）Ｍ_w＝ρ_w（ρ_aN（Ｖ_fN−Σ(Ｍ_ai／ρ_ai)(i=1,2,3,・・(N-1）））−（Ｍ_fN− ΣＭ_ai(i=1,2,3,・・(N-1))））／（ρ_aN−ρ_w）（４）に代入して第Ｎの骨材の表乾状態の質量Ｍ_aN及び水の質
量Ｍ_wを求める。

【００５２】ここで、計量槽に第i(i=1,2,3・・・N)の
骨材をそれぞれ累加投入していくにあたっては、計量槽
への第i(i=1,2,3・・・N)の骨材の投入を所定速度で連
続的に又は断続的に行いつつ、水浸骨材の全質量Ｍ_fi(i
=1,2,3・・・N)の計測をリアルタイム又は所定時間間隔
で行い、第i(i=1,2,3・・・N)の骨材のうち、第ｊの骨
材投入中において、そのときの水浸骨材の水位が予め設
定された第ｊの水位を越えないように余分な水を吸水し
ながら、水浸骨材の全質量Ｍ_fjが水浸骨材の目標質量Ｍ
_djに達したとき、該第ｊの骨材投入を終了する。

【００５３】一方、そのときの水浸骨材の水位が予め設
定された第ｊの水位に達していないことが水位計測手段
によって確認されたときには、該第ｊの水位になるよう
に水を補充した上で前記水浸骨材の全質量Ｍ_fjの再計
測、前記第ｊの骨材の表乾状態の質量Ｍ_ajの再演算及び
前記水の質量Ｍ_wの再演算を行う。

【００５４】なお、引き続いて累加投入すべき骨材が存
在する場合、すなわち累加投入すべき骨材が複数であっ
てかつ最後の骨材でない場合には、上述したと同様にし
て第(j+1)の骨材の投入を引き続き行う。

【００５５】このようにして、第i(i=1,2,3・・・N)の
骨材及び水を計量したならば、セメントや混和剤といっ
た他のコンクリート材料についても適宜計量し、これら
とともに混練ミキサーに投入して練り混ぜることとなる
が、ここで、水浸骨材の水位が予め設定された第ｊの水
位を越えないように余剰水を排水しながら、前記水浸骨
材の全質量Ｍ_fjが水浸骨材の目標質量Ｍ_djに達したとき
には、第iの骨材の表乾状態の質量Ｍ_ai(i=1,2,3・・・
N)は、当初設定した値と等しくなるため、現場配合を修
正する必要はない。

【００５６】一方、水浸骨材の水位が予め設定された第
ｊの水位に達していないときには該第ｊの水位になるよ
うに水を補充するため、実測された前記第ｊの骨材の表
乾状態の質量Ｍ_ajは、当初設定されたものとは異なる値
となる。そのため、計量結果を示方配合に従って設定さ
れた当初の現場配合と比較し、必要に応じて現場配合を
修正する。すなわち、計量された骨材質量と当初設定さ
れた現場配合の骨材質量とを比較し、その比率に応じて
１バッチの練混ぜ量を修正するとともに、かかる比率に
応じて水の不足分を二次水として補充し、又は水の過剰
分を排水するとともに、セメントや混和剤といった他の
コンクリート材料についても上述した比率に応じて当初
の現場配合を修正して計量し、これらを混練ミキサーに
投入して練り混ぜる。

【００５７】なお、上述したように、骨材及び水の計量
に加えて、以下の手順で各骨材の表面水率を算出する。
すなわち、計量槽への給水量Ｍ_Iを予め計測しておき、
吸水計量用貯留槽にて計測された計量槽からの吸水量Ｍ
_Oの累積値を用いて骨材の表面水率を算出する。

【００５８】具体的には、計量槽への給水量Ｍ_I、計量
槽からの吸水量Ｍ_O及び全質量Ｍ_fi(i=1,2,3・・・N)
を、次式、 ΣＭ_awj(j=1,2,3,・・i)＝Ｍ_fi―（Ｍ_I―Ｍ_O）（５）に代入してΣＭ_awj(j=1,2,3,・・i)を求め、 ΣＭ_awj(j=1,2,3,・・i)―ΣＭ_awj(j=1,2,3,・・(i-1)) （６）を算出し、該Ｍ_awiを、次式、（Ｍ_awi―Ｍ_ai）／Ｍ_ai （７）に代入することで、前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の
表面水率を求める。

【００５９】ここで、計量槽への給水量Ｍ_Iの累積値
は、必ずしも増加するとは限らず、最初に投入した水量
がその累積値となる、つまり累積値が変動せずに一定と
なる場合が考えられる。また、計量槽からの吸水量Ｍ_O
は、必ずしも吸水されるとは限らず、累積値が零のまま
という場合も考えられる。

【００６０】次に、このようにして算出した表面水率を
用いて、縮分された残りの骨材の計量値を補正する。

【００６１】このように、骨材を水浸骨材として計量す
ることにより、骨材の表面水は、湿潤状態が異なる骨材
ごとのばらつきが考慮された状態で水の質量Ｍ_wの一部
として間接的に算出されるとともに、骨材の質量は、表
乾状態のときの質量Ｍ_ai(i=1,2,3,・・N)として把握さ
れる。すなわち、骨材や水の質量が示方配合と同等の条
件で把握されることとなるので、湿潤状態が異なる骨材
を用いても、示方配合通りにコンクリートを製造するこ
とが可能となる。

【００６２】また、水浸骨材の全質量Ｍ_fjが水浸骨材の
目標質量Ｍ_djに達したとき、該第ｊの骨材投入を終了す
るとともに、そのときの水浸骨材の水位が予め設定され
た第ｊの水位に達していないときには該第ｊの水位にな
るように水を補充した上で前記水浸骨材の全質量Ｍ_fjの
再計測、前記第ｊの骨材の表乾状態の質量Ｍ_ajの再演算
及び前記水の質量Ｍ_wの再演算を行うようにしたので、
水浸骨材の全容量Ｖ_fi(i=1,2,3・・・N)の計測は、既知
の値となって計測する必要がなくなるとともに、第i(i=
1,2,3・・・N)の骨材の投入量を正確に管理し、結果と
して、示方配合通りのコンクリートを製造することが可
能となる。

【００６３】また、それに加えて、密度、粒度等が異な
る複数の骨材であっても、湿潤状態の違いによる表面水
の影響を最終的な水量の一部として正確に把握しつつ、
一つの計量槽内で効率よくしかも高い精度で計量するこ
とが可能となる。

【００６４】また、水浸骨材内の空気量をａ（％）と
し、前記Ｖ_fi(i=1,2,3,・・N)に代えて、Ｖ_fi(i=1,2,3,
・・N)・（１―ａ／１００）を用いるようにすれば、空
気量を考慮したさらに精度の高い計量が可能となる。

【００６５】また、水浸骨材として骨材を計量する際に
算出された表面水率を適用することによって、骨材計量
ビンによる従前通りの計量方法であっても、計量値を精
度よく補正することが可能となる。

【００６６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るコンクリート
材料の計量装置の実施の形態について、添付図面を参照
して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等
については同一の符号を付してその説明を省略する。

【００６７】図１は、本実施形態に係るコンクリート材
料の計量装置を示した全体図である。同図に示すよう
に、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置１
は、骨材である細骨材２を供給する骨材供給手段として
の骨材ホッパー３と、給水手段である給水管４と、骨材
ホッパー３から供給された細骨材２を収容して計量する
骨材計量ビン５１と、骨材ホッパー３から供給された細
骨材２を給水管４から供給された水とともに水浸骨材と
して収容する計量槽５と、該計量槽内の水浸骨材の質量
を計測する水浸骨材質量計測手段としてのロードセル６
と、計量槽５内の水浸骨材の水位を計測する水位計測手
段としての電極式センサー７と、計量槽５内の水浸骨材
の水位を所望の水位に保持する水位保持手段としての水
位保持装置８とから概ね構成してある。

【００６８】骨材ホッパー３及びロードセル６は、それ
ぞれ図示しない架台に取り付けてあるとともに、該ロー
ドセルの上に計量槽５の支持ブラケット９を載せて計量
槽５を吊持することで、該計量槽の質量をロードセル６
で計測できるようになっている。ロードセル６は、計量
槽５を安定した状態で吊持計測できるよう、例えば、同
一水平面に１２０゜ごとに３箇所設けるようにするのが
望ましい。

【００６９】同様に、骨材計量ビン５１は、図示しない
架台に取り付けられたロードセル５２の上に載せること
で該ロードセルに吊持させてあり、かかる構成によっ
て、骨材計量ビン５１の質量をロードセル５２で計測で
きるようになっている。なお、骨材計量ビン５１の下方
には、揺動式の底蓋５３を設けてあり、該底蓋を側方に
揺動させることで計量が終了した骨材を図示しないミキ
サーに投入できるようになっている。

【００７０】計量槽５は、下方に行くほど内径が大きく
なるよう、中空円錐台状に形成されてなる計量槽本体１
０と該計量槽本体の底部開口を水密性が保持可能な状態
で開閉自在に塞ぐ底蓋１１とから構成してあり、バイブ
レータ等の振動器具を使用せずとも、計量が終わった水
浸骨材を該計量槽内で閉塞させることなく、底蓋１１を
開いただけで下方に自然落下させ、これを、別途計量さ
れたセメントや粗骨材とともに、図示しない混練ミキサ
ーに投入することができるようになっている。

【００７１】計量槽５の容積については任意であって、
コンクリート配合を行う単位すなわち１バッチに必要な
全量としてもよいし、何回かに分けて計量することを前
提とした容量でもかまわない。

【００７２】骨材ホッパー３の下端開口には、ロードセ
ル６と連動する昇降ゲート１２を設けてあり、ロードセ
ル６で計測された質量値に応じて昇降ゲート１２を閉じ
ることで、計量槽５への細骨材２の供給を停止すること
ができるようになっている。

【００７３】なお、骨材ホッパー３の下端開口直下に
は、計量槽５の上部開口まで延びる電磁式振動体を備え
た振動フィーダ１３を設けてあり、該振動フィーダを用
いて骨材ホッパー３の直下から計量槽５の上部開口まで
細骨材２を搬送することによって、細骨材の団粒化、ひ
いては気泡混入を防止することができるようになってい
る。

【００７４】同様に、骨材ホッパー３の下端開口には、
ロードセル５２と連動する昇降ゲート５４を設けてあ
り、ロードセル５２で計測された質量値に応じて昇降ゲ
ート５４を閉じることで、骨材計量ビン５１への細骨材
２の供給を停止することができるようになっている。ま
た、骨材ホッパー３の下端開口直下には、骨材計量ビン
５１の上部開口まで延びる電磁式振動体を備えた振動フ
ィーダ１３を設けてあり、該振動フィーダを用いて骨材
ホッパー３の直下から骨材計量ビン５１の上部開口まで
細骨材２を搬送することによって、細骨材の団粒化、ひ
いては気泡混入を防止することができるようになってい
る。

【００７５】給水管４には給水バルブ１４を設けてあ
り、該バルブを開閉することによって、計量槽５への給
水作業を行うことができるようになっている。

【００７６】電極式センサー７は、電源を内蔵したセン
サー制御装置１５に接続してあり、下端が計量槽５内に
収容された水浸骨材の水面に触れたときの通電状態の変
化を監視することによって該水浸骨材の水位を計測でき
るようになっている。ここで、センサー制御装置１５に
内蔵された図示しない電源の一方の電極端子は、電極式
センサー７に電気接続し、他方の電極端子については、
例えば鋼製の計量槽５に電気接続しておけばよい。

【００７７】水位保持装置８は、昇降自在に設置された
吸水管１６と、該吸水管に連通接続され吸水された水を
計量する吸水計量用貯留槽１７と、該吸水計量用貯留槽
に連通接続された吸気手段である吸気ファン１８とで構
成してあり、吸水計量用貯留槽１７は、ロードセル１９
によって吸水された水の質量を計測できるようになって
いる。

【００７８】吸水管１６は、計量槽本体１０の側面に取
り付けられた吸水管昇降用アクチュエータ２０のピスト
ンロッドに連結してあり、該吸水管昇降用アクチュエー
タを駆動することによって昇降自在に構成してある。吸
水管昇降用アクチュエータ２０は、昇降精度を確保すべ
く、例えば電動式サーボシリンダを採用するのが望まし
い。

【００７９】ここで、上述した電極式センサー７は、図
２(a)でよくわかるように中空管２１内に配置してあ
り、該中空管は、吸水管１６に固定してある。すなわ
ち、中空管２１及びその内部に配置された電極式センサ
ー７は、吸水管１６と連動する形で吸水管昇降用アクチ
ュエータ２０で昇降できるように構成してある。

【００８０】一方、中空管２１の上端は、例えばビニー
ル製チューブを介して低圧空気導入手段である低圧空気
ポンプ２２に接続してあり、該低圧空気ポンプ２２を駆
動することによって中空管２１内に鉛直下向きの低圧空
気が流れるようになっている。

【００８１】ここで、底蓋１１は図３でよくわかるよう
に、長さが短いリンク部材４１と、該リンク部材よりも
長いリンク部材４２を介して計量槽本体１０の側面に連
結してあり、該底蓋が押し下げられたとき、リンク部材
４１による小さな回転半径とリンク部材４２による大き
な回転半径とによって、計量槽本体１０の側方側に廻り
込むように回動することができるようになっている。

【００８２】また、計量槽本体１０の側面には、底蓋開
閉用アクチュエータ４３，４３をその下端にて固定され
るように設置してあり、該底蓋開閉用アクチュエータの
ピストンロッドの先端と底蓋１１にピン接合された昇降
ロッド４４の先端とを連結部材４５を介して連結すると
ともに、該連結部材が計量槽本体１０の側面に突設され
た鉛直ガイド体４６に沿って摺動自在となるように連結
部材４５を鉛直ガイド体４６に嵌合してある。

【００８３】鉛直ガイド体４６は、例えばＴ字断面の鋼
材を計量槽本体１０の側面に鉛直に溶接することで構成
することができる。

【００８４】一方、本実施形態に係るコンクリート材料
の計量装置１には、底蓋１１の上面に洗浄水を吹き付け
る洗浄水吹付け手段としての洗浄水吹付け装置３０を設
けてあり、該洗浄水吹付け装置は図１及び図３でよくわ
かるように、底蓋１１の近傍に取り付けられた洗浄ノズ
ル３１と、洗浄バルブ３２を介して洗浄ノズル３１に接
続された洗浄水貯留タンク３３と、該洗浄水貯留タンク
に接続された洗浄水供給手段としての洗浄水供給バルブ
３７、流量調整バルブ３６、洗浄水ポンプ３５及び洗浄
水供給タンク３４と、切替バルブ３８を介して洗浄水貯
留タンク３３に連通接続される高圧空気タンク３９と、
該高圧空気タンクに接続されたコンプレッサー４０とか
らなり、切替バルブ３８は、第一の切替位置にて洗浄水
貯留タンク３３を高圧空気タンク３９に連通させるとと
もに、第２の切替位置にて大気に連通させるようになっ
ている。

【００８５】本実施形態に係るコンクリート材料の計量
装置１においては、骨材ホッパー３から供給された細骨
材２を計量する手段として、水浸骨材として計量する計
量槽５と、細骨材だけを計量する骨材計量ビン５１との
二つを備えており、骨材ホッパー３は、かかる骨材計量
ビン５１及び計量槽５に細骨材２をそれぞれ供給可能に
構成してある。

【００８６】そのため、通常のコンクリートと比較した
際、例えばスランプが小さく貧配合であるために、水よ
りも骨材の方が相対的に多い場合であっても、計量すべ
き骨材を縮分し、一定量の骨材は計量槽５に投入して水
浸骨材として計量し、残りの骨材は、従来通り骨材計量
ビン５１でそのまま計量する。

【００８７】すなわち、水とともに計量槽５に投入され
た細骨材、すなわち水浸骨材については、吸水管昇降用
アクチュエータ２０を駆動させて吸水管１６を予め昇降
させることにより、計量槽５内の水浸骨材の水位が所望
の水位に保持されるように、吸水管１６の下端に設けら
れた吸水口を位置決めしておく。吸水管１６の吸水口を
所望の水位からどの程度離間させて位置決めすればよい
かは、実験等を行った上で適宜定めればよい。

【００８８】このように吸水管１６の吸水口を位置決め
すると、計量槽５内の水浸骨材が所望の水位に達したと
き、該所望の水位を越える余分な水は、吸水管１６を介
して吸気ファン１８で吸水されることとなり、かくし
て、計量槽５内の水浸骨材の容積は、予め定められた容
積に保持される。

【００８９】なお、計量槽５内の水位が所望の水位にな
っているかどうかは、水位計測手段である電極式センサ
ー７で別途確認する。

【００９０】ここで、吸水管１６を介して吸水された水
は、吸水計量用貯留槽１７に貯留されるが、その質量を
計測しておくことによって細骨材２の表面水率を求めて
おく。

【００９１】一方、骨材計量ビン５１に投入された残り
の骨材については上述したように、従来通り、そのまま
計量されるが、水浸骨材として計量する際に正確な表面
水率が算出されているので、かかる表面水率を用いるこ
とによって、従来通り計量された骨材分についても、そ
の表面水を従来よりも高い精度で把握することが可能と
なる。

【００９２】本実施形態に係るコンクリート材料の計量
装置１を用いて細骨材２を計量する手順として、ここで
は、二種類の細骨材Ａ，Ｂからなる細骨材２を縮分し、
縮分された一方の骨材については計量槽５に、他方の骨
材については骨材貯留ビン５１に順次投入することを想
定して説明する。

【００９３】まず、細骨材Ａ，細骨材Ｂの投入が終了し
た時点における水浸骨材の目標質量Ｍ_di(i=1,2)を設定
する。なお、第i(i=1,2,3・・・N)の骨材は上述したよ
うに、全量を水浸骨材として計量槽５で計量するのでは
なく、これを縮分して例えば均等に分け、半分は水浸骨
材として計量槽５で計量し、残り半分は、骨材計量ビン
５１で従来と同様に計量する。したがって、第i(i=1,2,
3・・・N)の骨材の投入が終了した時点における水浸骨
材の目標質量Ｍ_di(i=1,2,3・・・N)は、例えば半分の骨
材量を対象として設定する。

【００９４】目標質量Ｍ_di(i=1,2)を設定するにあたっ
ては、まず、縮分された細骨材と水の総容量に占める該
細骨材の容量比である水浸細骨材充填率Ｆを設定すると
ともに１バッチの練混ぜ量Ｎ₀を設定し、かかる水浸細
骨材充填率Ｆ及び１バッチの練混ぜ量Ｎ₀に基づいて細
骨材の容積を設定し、次いで、細骨材Ａ，細骨材Ｂの混
合比率及びそれらの表乾状態における密度から細骨材
Ａ，細骨材Ｂの表乾状態における目標投入質量を定め、
次いで、最初に投入される水（一次計量水）に細骨材Ａ
が投入された状態の質量を水浸骨材の目標質量Ｍ_d1、か
かる水浸骨材にさらに細骨材Ｂが投入された状態の質量
を水浸骨材の目標質量Ｍ_d2として定める。なお、水浸骨
材の目標質量Ｍ_di(i=1,2)を定めるにあたり、できるだ
け適切な表面水率を設定し、これを一次計量水の中に含
めるようにしておけば、計量後の補正が少なくて済む。

【００９５】次に、細骨材Ａ及び水を該細骨材が水面か
ら出ない水浸骨材となるように計量槽５に投入する。計
量槽５に細骨材Ａと水を投入するにあたっては、水浸骨
材への気泡混入を抑制すべく、水を先行投入し、しかる
後に細骨材Ａを投入するのが望ましい。また、細骨材Ａ
を計量槽５に直接投入するのではなく、図１に示すよう
に電磁式振動体を備えた振動フィーダ１３を用いて計量
槽５まで搬送するようにすれば、細骨材の団粒化、ひい
ては気泡混入を防止することができる。

【００９６】なお、水及び細骨材Ａを計量槽５に投入す
るにあたっては、水位保持装置８の吸水管１６を予め適
宜昇降させることによって、計量槽５内の水浸骨材の水
位が所望の水位である第１の水位に保持されるように、
吸水管１６の下端に設けられた吸水口を位置決めしてお
く。

【００９７】次に、水浸骨材の全質量Ｍ_f1をロードセル
６で計測する。水浸骨材の全質量Ｍ _f1を計測するには、
水浸骨材で満たされたときの計量槽５の質量から計量槽
５のみの質量を差し引けばよい。

【００９８】ここで、水浸骨材の全質量Ｍ_f1を計測する
にあたっては、細骨材Ａの投入を所定速度で連続的に又
は断続的に行いつつ、水浸骨材の全質量Ｍ_f1の計測をリ
アルタイム又は所定時間間隔で行い、細骨材Ａの投入中
に水浸骨材の水位が予め設定された所望の水位としての
第１の水位を越えないように余分な水を水位保持装置８
で吸水しながら、水浸骨材の全質量Ｍ_f1が水浸骨材の目
標質量Ｍ_d1に達したとき、細骨材Ａの投入を終了する。

【００９９】なお、骨材ホッパー３の下端開口に設けら
れた昇降ゲート１２は、ロードセル６と連動させてある
ため、水浸骨材の全質量Ｍ_f1が水浸骨材の目標質量Ｍ_d1
に達したとき、ロードセル６からの制御信号で昇降ゲー
ト１２が閉じられ、細骨材Ａの投入は自動的に停止す
る。

【０１００】また、投入終了時の水位が第１の水位に達
していることを電極式センサー７で別途確認するが、細
骨材Ａの投入によって水位が上昇し、第１の水位に近づ
いてきたとき、低圧空気ポンプ２２を作動させて中空管
２１内に低圧空気を送り込む。このようにすれば、図２
(b)に示すように、水浸骨材の水面に生じている泡が中
空管２１の周囲に逃げるので、計量槽５内の水浸骨材の
水位が第１の水位に到達したときには、同図(c)のよう
に、水浸骨材表面に生じている泡に邪魔されることな
く、電極式センサー７でその水位を精度よく検出するこ
とができる。

【０１０１】次に、細骨材Ａの表乾状態における密度ρ
_a1及び水の密度ρ_wを、水浸骨材の全質量Ｍ_f1及び予め
設定された第１の水位に対して求められる水浸骨材の全
容量Ｖ_f1とともに下式、Ｍ_a1＝ρ_a1（Ｍ_f1−ρ_w・Ｖ_f1）／（ρ_a1−ρ_w）（１）に代入して細骨材Ａの表乾状態の質量Ｍ_a1を求める。

【０１０２】一方、水浸骨材の全質量Ｍ_f1が水浸骨材の
目標質量Ｍ_d1に達したときの水浸骨材の水位が予め設定
された第１の水位に達していないことが電極式センサー
７によって確認されたときには、該第１の水位になるよ
うに水を補充した上で水浸骨材の全質量Ｍ_f1の再計測及
び細骨材Ａの表乾状態の質量Ｍ_a1の再演算を行う。

【０１０３】次に、細骨材Ａと同様にして、細骨材Ｂを
該細骨材が水面から出ない水浸骨材となるように計量槽
５に投入する。

【０１０４】すなわち、ここでも、予め吸水管１６を適
宜昇降させることによって、計量槽５内の水浸骨材の水
位が所望の水位である第２の水位に保持される高さとな
るように、吸水管１６の下端に設けられた吸水口を位置
決めしておく。

【０１０５】次に、水浸骨材の全質量Ｍ_f2を計測する。
水浸骨材の全質量Ｍ_f2を計測するにあたっては、細骨材
Ｂと同様、細骨材Ｂの投入を所定速度で連続的に又は断
続的に行いつつ、水浸骨材の全質量Ｍ_f2の計測をリアル
タイム又は所定時間間隔で行い、細骨材Ｂの投入中に水
浸骨材の水位が予め設定された所望の水位としての第２
の水位を越えないように余分な水を水位保持装置８で吸
水しながら、水浸骨材の全質量Ｍ_f2が水浸骨材の目標質
量Ｍ_d2に達したとき、細骨材Ｂの投入を終了する。

【０１０６】なお、細骨材Ａのときと同様、投入終了時
の水位が第２の水位に達していることを電極式センサー
７で別途確認するが、細骨材Ｂの投入によって水位が上
昇し、第２の水位に近づいてきたとき、低圧空気ポンプ
２２を作動させて中空管２１内に低圧空気を送り込む。
このようにすれば、上述したと同様、水浸骨材表面に生
じている泡に邪魔されることなく、電極式センサー７で
その水位を精度よく検出することができる。

【０１０７】次に、細骨材Ａの表乾状態における密度ρ
_a1、細骨材Ｂの表乾状態における密度ρ_a2及び水の密度
ρ_wを前記全質量Ｍ_f2及び予め設定された第２の水位に
対して求められる水浸骨材の全容量Ｖ_f2とともに、次式Ｍ_a2＝ρ_a2（（Ｍ_f2−ΣＭ_ai(i=1,2））−ρ_w（Ｖ_f2−Σ(Ｍ_ai／ρ_ai)(i=1,2 ）））／（ρ_a2−ρ_w）（３）Ｍ_w＝ρ_w（ρ_a2（Ｖ_f2−Σ(Ｍ_ai／ρ_ai)(i=1,2））−（Ｍ_f2−ΣＭ_ai(i=1,2) ））／（ρ_a2−ρ_w）（４）に代入して細骨材Ｂの表乾状態の質量Ｍ_a2及び水の質量
Ｍ_wを求める。

【０１０８】一方、水浸骨材の全質量Ｍ_f2が水浸骨材の
目標質量Ｍ_d2に達したときの水浸骨材の水位が予め設定
された第２の水位に達していないことが電極式センサー
７によって確認されたときには、該第２の水位になるよ
うに水を補充した上で水浸骨材の全質量Ｍ_f2の再計測、
細骨材Ｂの表乾状態の質量Ｍ_a2及び水の質量Ｍ_wの再演
算を行う。

【０１０９】このようにして、細骨材Ａ，細骨材Ｂ及び
水を計量したならば、かかる計量結果を、示方配合に従
って設定された当初の現場配合と比較し、必要に応じて
現場配合を修正する。

【０１１０】すなわち、まず、第１の水位、第２の水位
を越えないように余剰水を吸水しながら、水浸骨材の全
質量Ｍ_fi(i=1,2)が水浸骨材の目標質量Ｍ_d2に達した場
合には、水浸骨材の全質量Ｍ_fi(i=1,2)及び水浸骨材の
全容量Ｖ_fi(i=1,2)が当初設定した値と等しいため、現
場配合を修正する必要はなく、そのまま、他のコンクリ
ート材料とともに混練ミキサーに投入して練り混ぜる。

【０１１１】一方、水浸骨材の水位が予め設定された第
１、第２の水位に達していないときには該第１、第２の
水位になるように水を補充するため、再計測された水浸
骨材の全質量Ｍ_fi(i=1,2)、ひいてはそれから導かれる
表乾状態の細骨材Ａ，細骨材Ｂの質量も、当初の設定値
とは異なる結果となる。

【０１１２】したがって、かかる場合には、計量された
細骨材Ａ，細骨材Ｂの質量と当初設定された現場配合の
細骨材Ａ，細骨材Ｂの質量とを比較し、設定された細骨
材Ａ，Ｂの表乾状態の質量総和に対する実測された細骨
材Ａ，Ｂの表乾状態の質量総和の比率を算出し、例えば
これが０．９であれば、実測された細骨材Ａ，Ｂの質量
が１０％少ないわけだから、１バッチの練混ぜ量Ｎ₀そ
のものを１０％減らして０．９・Ｎ₀とする必要があ
り、それゆえ、セメント、混和材といった他のコンクリ
ート材料についてもその比率を用いて当初の現場配合を
修正し計量する。また、水についても、当初設定された
水量と実測水量とを比較し、その不足分を二次水として
補充し、又は水の過剰分を排水する。そして、これらの
コンクリート材料を混練ミキサーに投入して練り混ぜ
る。

【０１１３】ここで、計量が終了した水浸骨材を取り出
すために底蓋１１を開くには、図３で説明したように、
まず、底蓋開閉用アクチュエータ４３，４３を作動させ
てピストンロッドを縮める。

【０１１４】このようにすると、該ピストンロッドにピ
ン接合された連結部材４５は、計量槽本体１０の側面に
突設された鉛直ガイド体４６に沿って下方に摺動すると
ともにそれに伴って該連結部材にピン接合された昇降ロ
ッド４４は、底蓋１１を押し下げる。

【０１１５】一方、底蓋１１は、昇降ロッド４４による
押下げ力が作用したとき、図３破線に示すように計量槽
本体１０の側方に廻り込むように回動し、計量槽５内の
水浸骨材は、計量槽本体１０の底部開口から下方に落下
する。

【０１１６】計量が終了した水浸骨材をミキサーに投入
したならば、次の計量作業に備えて底蓋１１の洗浄を行
う。

【０１１７】すなわち、予め、コンプレッサー４０を駆
動して高圧空気タンク３９に高圧空気を蓄積しておくと
ともに、洗浄水供給タンク３４から洗浄水貯留タンク３
３に所定量の洗浄水を移送しておく。高圧空気の蓄積及
び洗浄水移送を行う際には、洗浄水貯留タンク３３が高
圧空気タンク３９に連通せず大気に連通する第２の切替
位置に切替バルブ３８を切り替えて行う。

【０１１８】次に、計量が終了した水浸骨材を上述した
手順で底蓋１１を開き、下方のミキサーに落下排出させ
た後、切替バルブ３８を第１の位置に切り替える。

【０１１９】このようにすると、高圧空気タンク３９に
蓄積された高圧空気は、洗浄水貯留タンク３３に送り込
まれ、その圧力で該タンク内の洗浄水が洗浄ノズル３１
から噴出し、底蓋１１の上面に付着していた骨材を吹き
飛ばす。

【０１２０】なお、いったん洗浄水が噴出された後は、
切替バルブ３８を再び第２の位置に切り替えて高圧空気
の蓄積及び洗浄水移送を行い、次の計量後の清掃作業に
備える。

【０１２１】一方、上述した細骨材Ａ，Ｂ及び水の計量
に加えて、以下の手順で各細骨材の表面水率を算出す
る。すなわち、計量槽５への給水量Ｍ_Iを予め計測して
おき、吸水計量用貯留槽１７にて計測された計量槽５か
らの吸水量Ｍ_Oの累積値を用いて細骨材Ａ，Ｂの表面水
率を算出する。

【０１２２】具体的には、計量槽５への給水量Ｍ_I、計
量槽５からの吸水量Ｍ_O及び全質量Ｍ _fi(i=1,2,3・・・
N)を、次式、 ΣＭ_awj(j=1,2,3,・・i)＝Ｍ_fi―（Ｍ_I―Ｍ_O）（５）に代入してΣＭ_awj(j=1,2,3,・・i)を求め、 ΣＭ_awj(j=1,2,3,・・i)―ΣＭ_awj(j=1,2,3,・・(i-1)) （６）を算出し、該Ｍ_awiを、次式、（Ｍ_awi―Ｍ_ai）／Ｍ_ai （７）に代入することで、前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の
表面水率を求める。

【０１２３】次に、細骨材Ａ，Ｂのうち、縮分された残
りの分について骨材計量ビン５１で従来通りに計量され
た計量値を、かかる手順で算出された表面水率を用いて
補正する。

【０１２４】以上説明したように、本実施形態に係るコ
ンクリート材料の計量装置１によれば、細骨材Ａ，細骨
材Ｂの表面水は、湿潤状態が異なる骨材ごとのばらつき
が考慮された状態で水の質量Ｍ_wの一部として間接的に
算出されるとともに、骨材の質量は、表乾状態のときの
質量Ｍ_ai(i=1,2,3,・・N)として把握される。すなわ
ち、骨材や水の質量が示方配合と同等の条件で把握され
ることとなるので、湿潤状態が異なる骨材を用いても、
示方配合通りにコンクリートを製造することが可能とな
る。

【０１２５】また、本実施形態に係るコンクリート材料
の計量装置１によれば、水位保持装置８で吸水管１６を
適宜昇降させることにより、計量槽５内の水浸骨材の水
位が所望の水位に保持されるように、吸水管の下端に設
けられた吸水口を位置決めするようにしたので、計量槽
５内の水浸骨材が所望の水位に達したとき、該所望の水
位を越える余分な水は、吸水管１６を介して吸気ファン
１８で吸水されることとなり、かくして、計量槽５内の
水浸骨材の容積を予め定められた容積に保持することが
可能となり、容積計測の手間を省くことが可能となる。

【０１２６】すなわち、第１の水位、第２の水位を越え
ないように水位保持装置８を用いて余剰水を排水しなが
ら、水浸骨材の全質量Ｍ_fi(i=1,2)が水浸骨材の目標質
量Ｍ_d ₂に達した場合には、水浸骨材の水浸骨材の全容量
Ｖ_fi(i=1,2)を計測する必要がなくなるのみならず、水
浸骨材の全質量Ｍ_fi(i=1,2)及び水浸骨材の全容量Ｖ
_fi(i=1,2)が当初設定した値と等しくため、現場配合を
修正する必要がなくなり、そのまま、他のコンクリート
材料とともに混練ミキサーに投入して練り混ぜることが
可能となる。

【０１２７】また、本実施形態に係るコンクリート材料
の計量装置１によれば、水浸骨材の水位が予め設定され
た第１、第２の水位に達していないときには該第１、第
２の水位になるように水を補充する必要があるものの、
水浸骨材の水浸骨材の全容量Ｖ_fi(i=1,2)を計測する必
要がないことについては上述の場合と同様であり、水浸
骨材の全質量Ｍ_fi(i=1,2)を再計測することにより、細
骨材Ａ，細骨材Ｂの投入量を正確に管理して現場配合を
修正し、結果として、示方配合通りのコンクリートを製
造することが可能となる。

【０１２８】また、それに加えて、密度、粒度等が異な
る複数の骨材であっても、湿潤状態の違いによる表面水
の影響を最終的な水量の一部として正確に把握しつつ、
一つの計量槽内で効率よくしかも高い精度で計量するこ
とが可能となる。

【０１２９】また、本実施形態に係るコンクリート材料
の計量装置１によれば、電極式センサー７を中空管２１
内に配置して該中空管とともに吸水管１６に固定すると
ともに、中空管２１内を鉛直下向きの低圧空気が流れる
ようにしたので、計量槽５内の水面に発生している泡を
低圧の空気流で取り除くこと可能となり、電極式センサ
ー７の計測精度を向上させることができる。なお、電極
式センサー７の下端が水浸骨材の表面に接触する位置に
て中空管２１の下端が該水浸骨材の水面に若干沈むよう
にその位置を設定しておけば、いったん取り除いた泡が
再度、電極式センサー７の下端に集まってくるおそれも
なくなる。

【０１３０】また、本実施形態に係るコンクリート材料
の計量装置１によれば、底蓋１１と計量槽本体１０と
を、長さ、すなわち回転半径が異なるリンク部材４１，
４２で連結するようにしたので、昇降ロッド４４から押
下げ力が作用したとき、底蓋１１は、計量槽本体１０の
側方側に廻り込むようにして回動する。

【０１３１】したがって、底蓋１１を完全に開くために
必要な高さ方向の下方スペースを抑えることができる。
すなわち、従来の開閉形式では、底蓋を開くと該底蓋が
垂れ下がるため、その分だけ高さ方向に底蓋の開閉高さ
を確保する必要があったが、本実施形態によれば、この
ような開閉に要する下方スペースを抑えることができる
ため、その分だけ、計量槽本体１０の底部開口を下げる
ことができるようになり、混練ミキサーへの確実な投入
が可能となる。

【０１３２】また、底蓋１１を閉じる直前においては、
上述した２つのリンク部材４１，４２の作用により、該
底蓋は、計量槽本体１０の底部開口とほぼ平行な姿勢と
なる。そのため、計量槽本体１０の底部開口又は底蓋１
１に設けられたシール材（図示せず）にはほぼ均等な圧
力が作用することとなり、底部開口に沿って均等な水密
性を確保することができるとともに、シール材の部分的
な損傷をも防止することが可能となる。

【０１３３】また、本実施形態に係るコンクリート材料
の計量装置１によれば、洗浄水吹付け装置３０で底蓋１
１の上面に洗浄水を吹き付けるようにしたので、水浸骨
材の排出時に底蓋１１の上面に骨材が付着していたとし
ても、該骨材は、上述した洗浄水で洗浄され吹き飛ばさ
れることとなり、次の計量のために底蓋１１を閉じて
も、計量槽本体１０と底蓋１１との間に骨材が挟まるこ
とはない。

【０１３４】そのため、骨材が挟まることで生じた隙間
から漏水が生じて計量に誤差が生じるのを未然に防止す
ることができるとともに、計量槽本体１０や底蓋１１に
設けられたシール部材に損傷を与えることもない。

【０１３５】また、本実施形態に係るコンクリート材料
の計量装置１によれば、骨材ホッパー３から供給された
細骨材Ａ，Ｂを計量する手段として、水浸骨材として計
量する計量槽５と、細骨材Ａ，Ｂだけを計量する骨材計
量ビン５１との二つを備え、細骨材Ａ，Ｂを縮分して、
一方を水浸骨材として計量槽５で計量し、他方を従来通
り、骨材計量ビン５１で計量するようにしたので、通常
のコンクリートと比較した際、例えばスランプが小さく
貧配合であるために、水よりも骨材の方が相対的に多い
場合であっても、一定量の細骨材Ａ，Ｂについては計量
槽５による水浸骨材計量によって正確に計量されるとと
もに、残りの細骨材Ａ，Ｂについても、水浸骨材計量の
過程で算出された表面水率を用いることにより、従来よ
りもはるかに高い精度の表面水率で細骨材Ａ，Ｂの計量
値を補正することができる。

【０１３６】本実施形態では特に言及しなかったが、水
浸骨材内の空気量をａ（％）とし、Ｖ_fi(i=1,2)に代え
て、Ｖ_fi(i=1,2)・（１―ａ／１００）を用いるように
すれば、空気量を考慮したさらに精度の高い計量が可能
となる。

【０１３７】また、本実施形態では特に言及しなかった
が、計量槽５内に投入した細骨材が水面から出てしまい
水浸骨材とならないおそれがある場合には、細骨材Ａ、
Ｂの投入中又は投入後にバイブレータを降下させ、かか
る状態にて該バイブレータを作動させることで、計量槽
５内に投入された細骨材Ａ、Ｂをバイブレータの振動に
よって平坦に均し、該細骨材が水面上に出なくするよう
にすることができる。なお、水浸骨材の質量を計量する
際には、バイブレータを引き上げ、上昇位置にて次の計
量まで退避させておけばよい。

【０１３８】また、本実施形態では、２種類の細骨材を
例として説明したが、骨材の種類の数は任意であること
は言うまでもなく、１種類の細骨材にも適用可能である
し、粗骨材のみや、細骨材と粗骨材との組み合わせにつ
いても適用可能であることは言うまでもない。

【０１３９】また、本実施形態ではロードセル６を圧縮
型とし、設置数を３個としたが、水浸骨材質量計測手段
としてどのようなロードセルを用いるかは任意であり、
例えば引張型を用いてもよいし、４個以上設置してもか
まわない。また、計量槽５を安定吊持できるのであれ
ば、１個又は２個でもかまわない。

【０１４０】また、本実施形態では、洗浄水供給手段を
洗浄水供給バルブ３７、流量調整バルブ３６、洗浄水ポ
ンプ３５及び洗浄水供給タンク３４で構成したが、本発
明の洗浄水供給手段をどのように構成するかは任意であ
り、かかる構成に代えて、例えば水道管と該水道管に設
けられたバルブとから構成することも可能である。

【０１４１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るコンク
リート材料の計量装置によれば、骨材の表面水を、湿潤
状態が異なる骨材ごとのばらつきが考慮された状態で水
の質量Ｍ_wの一部として間接的に算出することができる
とともに、骨材の質量を表乾状態のときの質量Ｍ_aとし
て把握することができる。すなわち、骨材や水の質量が
示方配合と同等の条件で把握されることとなるので、湿
潤状態が異なる骨材を用いても、示方配合通りの水量で
コンクリートを製造することが可能となる。

【０１４２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置
の全体図。

【図２】電極式センサー７、該センサーが配置された中
空管２１及び吸水管１６の作用を示した図。

【図３】計量槽の詳細側面図。

【符号の説明】

１コンクリート材料の計量
装置３骨材ホッパー（骨材給水
手段）４給水管（給水手段）５計量槽６ロードセル（水浸骨材質
量計測手段）７電極式センサー（水位計
測手段）８水位保持装置（水位保持
手段）１０計量槽本体１１底蓋１６吸水管１７吸水計量用貯留槽１８吸気ファン１９ロードセル２１中空管２２低圧空気ポンプ（低圧空
気導入手段）３０洗浄水吹付け装置（洗浄
水吹付け手段）３１洗浄ノズル３３洗浄水貯留タンク３４洗浄水供給タンク（洗浄
水供給手段）３８切替バルブ３９高圧空気タンク４０コンプレッサー４１，４２リンク部材４３，４３底蓋開閉用アクチュエー
タ４５連結部材４６鉛直ガイド体５１骨材計量ビン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺幸次東京都清瀬市下清戸４丁目640 株式会社大林組技術研究所内Ｆターム(参考） 4G056 AA07 CA03 DA05 DA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】骨材を供給する骨材供給手段と、給水手
段と、前記骨材供給手段から供給された骨材を収容して
計量する骨材計量ビンと、前記骨材供給手段から供給さ
れた骨材を前記給水手段から供給された水とともに水浸
骨材として収容するとともに底部開口に水密性を保持可
能な底蓋を開閉自在に取り付けてなる計量槽と、該計量
槽内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段
と、前記計量槽内の水浸骨材の水位を計測する水位計測
手段と、前記計量槽内の水浸骨材の水位を所望の水位に
保持するために該所望の水位を上回る水を前記計量槽内
から吸水するとともにその吸水量を計測する水位保持手
段とを備え、該水位保持手段を、昇降自在に設置された
吸水管と該吸水管に連通接続され吸水された水を計量す
る吸水計量用貯留槽と該吸水計量用貯留槽に連通接続さ
れた吸気手段とで構成するとともに、前記骨材供給手段
を前記骨材計量ビン及び前記計量槽に前記骨材をそれぞ
れ供給可能に構成したことを特徴とするコンクリート材
料の計量装置。
【請求項２】前記水位計測手段を電極式センサーで構
成するとともに該電極式センサーを前記吸水管に固定す
ることで前記電極式センサーを前記吸水管に連動昇降で
きるように構成した請求項１記載のコンクリート材料の
計量装置。
【請求項３】前記電極式センサーを中空管内に配置し
て該中空管とともに前記吸水管に固定するとともに、前
記中空管内を鉛直下向きの低圧空気が流れるように該中
空管の上端に低圧空気導入手段を設けた請求項２記載の
コンクリート材料の計量装置。
【請求項４】前記底蓋の近傍に取り付けられた洗浄ノ
ズルから前記底蓋の上面に洗浄水を吹き付けることがで
きるようになっている洗浄水吹付け手段を備え、該洗浄
水吹付け手段を、前記洗浄ノズルに接続された洗浄水貯
留タンクと、該洗浄水貯留タンクに接続された洗浄水供
給手段と、前記洗浄水貯留タンクに切替バルブを介して
連通接続された高圧空気タンクと、該高圧空気タンクに
接続されたコンプレッサーとから構成するとともに、前
記切替バルブを第一の切替位置にて前記洗浄水貯留タン
クを前記高圧空気タンクに連通させるとともに、第２の
切替位置にて大気に連通させるように構成した請求項１
記載のコンクリート材料の計量装置。
【請求項５】前記底蓋と計量槽本体とを該底蓋が前記
計量槽本体の側方側に移動しながら回動するように互い
に長さの異なる２つのリンク部材で連結するとともに前
記計量槽本体の側面に所定の底蓋開閉用アクチュエータ
をその下端にて固定されるように設置し、該底蓋開閉用
アクチュエータのピストンロッドの先端と前記底蓋にピ
ン接合された昇降ロッドの先端とを所定の連結部材を介
して連結するとともに、該連結部材が前記計量槽本体の
側面に突設された鉛直ガイド体に沿って摺動自在となる
ように前記連結部材を前記鉛直ガイド体に嵌合した請求
項１記載のコンクリート材料の計量装置。