JP2006076070A - 生コンクリートの製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生コンクリート練混ぜ初期に混和剤その他の添加剤を空のミキサーに先行投入する生コンクリートの製造方法及びそのような製造方法を既設の装置で可能にした生コンクリート製造装置を提供する。
【解決手段】生コンクリート製造時に添加する混和剤その他の添加剤を発泡させ、練混ぜ水に混ぜることなく、ミキサーに先行投入する。すなわち、ミキサーによる一回の生コンクリートの製造に必要な添加剤を計量し、微細気泡を備えた発泡体とし、空のミキサーに投入を開始してから所定時間経過後、最も好ましくは投入を終了した後、当該ミキサーに骨材、セメント及び水を投入して混練する。この発明の生コンクリート製造装置は、薬剤計量槽５と、水計量槽６と、骨材及びセメントの計量ホッパ３、４と、ミキサー７と、発泡装置３４と、添加剤を発泡装置３４に移送する押込みポンプ３８と、発泡装置３４に加圧空気を供給するコンプレッサ３３とを備える。
【選択図】 図２

Description

この発明は、生コンクリート練混ぜ初期に混和剤その他の添加剤を空のミキサーに先行投入する生コンクリートの製造方法及びそのような製造方法を既設の装置で可能にした生コンクリート製造装置に関するものである。

従来一般に用いられている生コンクリートの製造設備は、ミキサーの上方に骨材計量ホッパ、セメント計量ホッパ、水の累加計量槽及び薬剤計量槽を備え、自動化制御による計量システムで、上記の各種材料を計量してミキサーに投入して混練することにより、生コンクリートを製造している。

この従来の製造設備では、計量した混和剤その他の添加剤の原液を薬剤計量槽の底弁から水計量槽に放出し、次いで水計量槽で水が計量されるという累加計量方式で、セメントに加える水に混和剤その他の添加剤を混ぜて水溶液として添加する方法で、生コンクリートが製造されている。

一方、コンクリート製品の軽量化に気泡を混入した発泡コンクリートが用いられている。また火力発電の副産物である石炭灰（フライアッシュ）をコンクリートの材料の一部として使用することが求められている。

そこで添加剤として空気連行剤や増粘剤を用い、この添加剤を発泡させることにより混練性を向上させる技術が提案されており、コンクリート内の気泡の均一化を図るために、生コンクリートを成形型に投入する直前にクリーム状に発泡させた気泡を混合する技術などが提案されている。
特開平５−１３１４１７号公報 特開平７−１１８０８２号公報

コンクリートに求められる性能の高度化や、産業副産物を材料の一部として使用するコンクリートの製造方法の多様化が求められている。しかし従来の生コンクリートの製造設備では、一般コンクリートの製造工程を主とする設備構成であるため、混和剤その他の添加剤を練混ぜ水に混ぜて使用する製造方法に限定され、特殊な製造方法を求めることが困難であった。

本発明は、計量した混和剤その他の添加剤を練混ぜ水に混ぜることなく投入することができ、ミキサーに投入するタイミングも容易に変更できることで、従来の生コンクリート製造設備では対応できなかった、例えば添加剤を最初にミキサーに投入したあと骨材やセメント及び練混ぜ水を投入して混練するというような、特殊な工程の製造方法にも対応できる製造設備を提供することを課題とする。

生コンクリート製造時に添加する混和剤その他の添加剤を、練混ぜ水に混ぜることなく、ミキサーに先行投入できるようにする。これを実現するために、添加剤を発泡させて投入する。これにより、添加剤を骨材やセメントを投入する前に、ミキサーに先行投入することができる。

本願の請求項１の発明に係る生コンクリートの製造方法は、ミキサーによる一回の生コンクリートの製造に必要な添加剤を計量し、計量した量の添加剤を発泡させて微細気泡を備えた発泡体とし、得られた発泡体を空のミキサーに投入を開始してから所定時間経過後、最も好ましくは投入を終了した後、当該ミキサーに骨材、セメント及び水を投入して混練するというものである。

また本願の請求項２の発明に係る生コンクリート製造装置は、生コンクリートに添加する添加剤を計量する薬剤計量槽５と、水計量槽６と、骨材及びセメントの計量ホッパ３、４と、計量された上記材料の投入を受けてこれらを混練するミキサー７とを備えた生コンクリート製造装置において、前記ミキサーに発泡体を放出する発泡装置３４と、薬剤計量槽で計量された添加剤を発泡装置３４に移送する押込みポンプ３８と、発泡装置３４に加圧空気を供給するコンプレッサ３３とを備え、計量された添加剤は発泡体にしてミキサーに投入され、前記水計量槽は添加剤を含まない量の水を計量してミキサーに供給することを特徴とするものである。

上記の水計量槽６として、薬剤計量槽５から放出された添加剤に水を累加計量する既存の槽を用いれば、既存の設備の有効利用を図れ、また添加剤を水に溶かしてミキサーに投入する従来工程での生コンクリートの製造も可能な製造装置が得られる。

従来のように添加剤を練混ぜ水に溶かして溶液にしたときは、ミキサー空状態で添加剤を先行投入すると、ミキサーの隙間から液漏れすることがあり、正規の量の添加剤が添加されないことが起こる。また液状のものでは、添加剤を先行投入してもその後の混練により後で投入される骨材やセメントと均一に混合することが困難である。

この発明では、添加剤を発泡させてクリーム状にすることで、ミキサーからの液漏れを防止することができ、後で投入される骨材やセメントとの均一な混合も可能になった。そして発泡させた添加剤を先行投入して骨材と混練することにより、従来の製法に比べてコンクリート中の気泡をより微細化することができる。発泡した添加剤が骨材表面を被覆してセメントとの親和性が向上し、また少ない水量で流動性も増加し、フライアッシュなどを材料の一部として使用した製品の品質や耐久性を向上させることができる。

この発明により、特殊な製造方法による生コンクリートの製造が可能となり、添加剤とする薬剤の各種の組み合わせや、添加剤を先行投入できることにより、従来製造方法では困難であった生コンクリートも容易に製造できる。フライアッシュを使用した生コンクリートにも、増粘剤と空気連行剤を混合した添加剤をクリーム状にしたものを先行投入することで、容易に生コンクリートの空気量の調整が可能であり、高流動コンクリートでは材料分離抵抗性の改善効果がある。このことから、先行投入を前提にした製造法では、減水効果および混和剤使用量の節約効果と、コンクリート強度に寄与する効果がある。更にコンクリート中の気泡が微細化することにより、耐凍害性の向上などの効果がある。

またこの発明の製造設備は、従来一般的な生コンクリートの製造設備に、発泡装置３４と、薬剤計量槽５で計量された添加剤を発泡装置に送る押込みポンプ３８と、発泡用の加圧空気を生成するコンプレッサとを追加して得られ、各種材料の計量やその制御も従来装置のものを利用できるので、既存設備の有効活用が図れる。また、計量した薬剤を発泡装置で発泡させる前に一時的に貯留する薬剤貯留槽３２を設ければ、添加剤の添加タイミングの制御が容易である。

以下、図面を参照して、この発明の実施形態を説明する。図１は、従来一般的な生コンクリートの製造設備を実線で示し、これに付加する添加剤の発泡投入装置４３を想像線で示した図、図２は、上記添加剤の発泡投入装置４３の詳細を示した図で、従来設備に図２に実線で示した装置を追加設置することにより、この発明の生コンクリート製造設備が得られる。

図１において、１は骨材貯蔵ビン、２はセメント貯蔵ビン、３は骨材計量ホッパ、４はセメント計量ホッパ、５は薬剤計量槽、６は水計量槽、７はミキサー（２軸ミキサー）である。

骨材計量ホッパ３は、骨材貯蔵ビン１の下方に位置しており、骨材貯蔵ビン１の底部には供給口８が設けられ、この供給口に開閉シャッタ９が設けられている。セメント計量ホッパ４は、セメント貯蔵ビン２の下方に設置され、セメント貯蔵ビン２の底部には、供給装置１０が設けられている。骨材計量ホッパ３の底部には、骨材投入口１１が設けられ、これを開閉するシャッタ１２が設けられている。セメント計量ホッパ４の底部には、セメント投入口１３が設けられ、この投入口を閉鎖している栓１４は、開閉装置１５に連結されている懸垂ロッド１６によって開閉される。

水計量槽６は、薬剤計量槽５の下方に位置し、薬剤計量槽５は、底部に計量した薬剤を放出する底弁１７を備えている。水計量槽６の上部には、給水弁１８を備えた給水管１９が設置されており、底部には水投入弁２０が設けられて、この水投入弁から水投入パイプ２１がミキサー７の上方へと延びている。

骨材計量ホッパ３、セメント計量ホッパ４、薬剤計量槽５及び水計量槽６は、いずれもロードセルＲ３、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６を介して懸吊された状態で設置されており、これらのホッパや槽に供給された材料がそれぞれのホッパや槽に設けたロードセルによって計量されるようになっている。制御器２３は、これらのロードセルからの計量信号を受けて、骨材貯蔵ビンのシャッタ９、セメント供給装置１０、給水弁１８などを制御することにより、ミキサー７に投入される材料を骨材計量ホッパ３、セメント計量ホッパ４及び水計量槽６に計量して貯蔵する。

混和剤その他の添加剤は、所望のものが計量されて薬剤計量槽５に貯留された後、底弁１７から水計量槽６に放出される。給水弁１８は、添加剤が水計量槽６に放出されたあと開いて、所定の量になるまで水計量槽６に水を供給する。すなわち、水計量槽６は、累加計量を行っている。

ミキサー７の上部には、集合ホッパ２４が設けられ、骨材投入口１１、セメント投入口１３及び水投入パイプ２１は、この集合ホッパ２４内に材料を投入するように設けられている。ミキサー７の下部には、積み込みホッパ２５が設けられ、ミキサー７で混練されて製造された生コンクリートは、積み込みホッパ２５を通ってコンクリートミキサー車２６に積み込まれる。

図１の実線部分からなる従来の生コンクリート製造設備では、薬剤計量槽５で計量された添加剤は、水計量槽６に放出され、給水管１９から供給される練り混ぜ水に溶融した状態でミキサー７に供給されるようになっている。

この発明の製造設備では、計量した添加剤を練り混ぜ水に溶融しないで発泡させた状態でミキサー７に投入するようにしている。図２は、その発泡投入装置４３を示した図で、想像線で示す５は薬剤計量槽、Ｒ５は薬剤計量用のロードセル、６は水計量槽、１９は給水パイプ、７はミキサーであり、これらは従来装置に設けられているものである。図１で示した従来装置の他の機器は、図２では図示を省略されている。

図２において、３０は薬剤容器、３１は計量容器、３２は貯留槽、３３はエアコンプレッサ、３４は発泡装置である。計量容器３１は、薬剤計量槽５の上部に嵌め込んだ状態で取り付けてある。これは薬剤の計量を薬剤計量槽のロードセルＲ５を利用して行えるようにするためである。

薬剤容器３０の薬剤（混和剤、増粘剤、減水剤などの添加剤）は、薬剤ポンプ３５で吸い上げられ、計量弁３６を通って計量容器３１に供給される。図には薬剤容器３０、薬剤ポンプ３５及び計量弁３６を各一つずつ示してあるが、複数の薬剤を供給するときは、その薬剤の種類に応じた数の薬剤容器計量ポンプ及び計量弁が設けられる。

計量容器３１では、ミキサー７の１回の運転で使用される量の薬剤が計量され、その後移送ポンプ３７で貯留槽３２に移送される。貯留槽３２に貯留された薬剤は、添加剤の供給タイミングで運転される押込みポンプ３８により、調整弁３９及び制御弁４０を通って発泡装置３４に供給される。

一方、押込みポンプ３８の運転と同時に運転されるコンプレッサ３３の加圧空気が空気調整弁４１を通って発泡装置３４に供給される。発泡装置３４に供給された添加剤は、コンプレッサ３３からの加圧空気で発泡して放出口４２からミキサー７内へと放出される。発泡装置３４としては、種々の構造のものが提案されているが、気泡の径が１００〜５０ミクロンの微細な泡が得られる発泡装置を用いることにより、ミキサー７に先行投入された発泡薬剤にその後に投入される骨材やセメントにより均一に混合することができる。そのような発泡装置に必要な添加剤の供給圧力は８ないし１０気圧であり、コンプレッサで供給される空気圧は３〜４気圧である。

図２に示したような添加剤のミキサー７への発泡供給装置を用い、ミキサー７が空の状態で押込みポンプ３８及びコンプレッサ３３を運転して発泡装置３４で発泡した添加剤をミキサー７に先行投入する。そしてその投入開始後、ミキサー７を運転しながら骨材投入口１１、セメント投入口１３及び水投入弁２０を開くことにより、ミキサー７内に骨材、セメント及び練り混ぜ水を投入して所定時間混練することにより、所望の生コンクリートを得る。

発泡添加剤は、一回の混練に必要な全量を連続的に先行投入しても良いが、一部を先行投入したあと骨材などの投入を開始し、残りを骨材などの投入に従って複数タイミングに分けて投入しても良い。なお、このとき、水計量槽６で計量される水の量は、累加計量するときの水の量から添加剤の重量を差し引いた量である。

図２の装置は、従来装置で用いられていた薬剤計量槽５やそのロードセルＲ５を備えているので、従来方法による生コンクリートの製造も可能である。もし従来方法による生コンクリートの製造を行わないなら、装置をより単純化できる。図３はそのような装置の例で、図２で示した薬剤計量槽５、そのロードセルＲ５、貯留槽３２及び移送ポンプ３７を備えておらず、計量容器３１に薬剤計量用のロードセルＲ３１が設けられている。薬剤容器３０の薬剤は、薬剤ポンプ３５で計量容器３１に送られ、ミキサー７の１回の運転で使用される量の薬剤がロードセルＲ３１で計量されて貯留され、所定のタイミングで押込みポンプ３８により発泡装置３４に供給される。

従来の生コンクリート製造設備を実線で示したブロック図 図１の装置に付加する添加剤の発泡投入装置の一例を示すブロック図 図１の装置に付加する添加剤の発泡投入装置の他の例を示すブロック図

符号の説明

３ 骨材計量ホッパ
４ セメント計量ホッパ
５ 薬剤計量槽
６ 水計量槽
７ ミキサー
33 エアコンプレッサ
34 発泡装置
38 押込みポンプ

Claims (2)

1. ミキサーによる一回の生コンクリートの製造に必要な添加剤を計量し、計量した量の添加剤を発泡させて微細気泡を備えた発泡体とし、得られた発泡体を空のミキサーに投入を開始した後、当該ミキサーに骨材、セメント及び水を投入して混練する、生コンクリートの製造方法。
2. 生コンクリートに添加する添加剤を計量する薬剤計量槽(5)と、水計量槽(6)と、骨材及びセメントの計量ホッパ(3,4)と、計量された上記材料の投入を受けてこれらを混練するミキサー(7)とを備えた生コンクリート製造装置において、前記ミキサーに発泡体を放出する発泡装置(34)と、薬剤計量槽で計量された添加剤を発泡装置(34)に移送する押込みポンプ(38)と、発泡装置(34)に加圧空気を供給するコンプレッサ(33)とを備え、計量された添加剤は発泡体にしてミキサーに投入され、前記水計量槽は添加剤を含まない量の水を計量してミキサーに供給する、生コンクリート製造装置。

Images