JP2553817B2 - 生コンクリートの品質制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は生コンクリートの品質制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、建設工事等に使用される生コンク
リートは、バッチャプラント等の生コンクリート製造設
備において、セメント、水、砂並びに砂利（骨材）等の
生コンクリート構成材料を混錬することにより製造され
ている。

【０００３】生コンクリートのワーカビリティ（流れ易
さ、打込み易さ）は、スランプ値、スランプフロー値、
ロートタイム値等により表わすことができるが、上記の
生コンクリート構成材料を所定の配合で混錬しても、骨
材の表面水量並びに粒度分布に起因してワーカビリティ
を表わす各値が設計値とは異なることがあり、これは、
生コンクリート構成材料の計量管理が行き届いた生コン
クリート製造設備においても発生する。

【０００４】このため従来は、生コンクリート製造設備
を操作する作業者が生コンクリートの混錬時に供給する
水の量を経験に基づいて適宜調整することにより、生コ
ンクリートに所定のワーカビリティを具備させるように
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
研究開発が行われている締固め不要コンクリートのよう
な流動性に優れた高級コンクリートでは、水の量が適切
でないと生コンクリートの流動が損われてしまう。

【０００６】一方、水分計等の手段によって骨材の表面
水量を検知するようにしても測定誤差があり、生コンク
リートのワーカビリティを常時適切な値にすることは難
しい。

【０００７】

【調査結果に基づく知見】上記の課題を解決するために
発明者らは鋭意調査を行った結果、下記のような知見を
得るに至った。

【０００８】（１）図１１に示すように、所定量のセメ
ント、水、骨材をミキサに投入して生コンクリートを製
造する際に、砂利を投入する前までのモルタル混錬段階
においてミキサの回転速度を高速にし、ミキサの軸トル
ク値（ミキサがモータ駆動の場合は電流値／回転数ある
いは電力値／回転数、ミキサが油圧駆動の場合は油圧力
／回転数）の経時変化を計測すると、軸トルク値は混錬
開始後一旦増大し、モルタルが練り上がり状態に近付く
のにつれ減少してモルタルが練り上がると略安定した状
態となる傾向を呈する。

【０００９】（２）また、図１２に示すように、練り上
がったモルタル中の水分率（水量Ｗ／粉体量Ｖｐ）が高
くなるほど、ミキサの軸トルクが低くなる傾向がある。

【００１０】（３）そこで、所定量のセメント並びに砂
に対し所定量よりもやや少ない水（一次水）を混錬する
モデル混錬を一次水量を種々変更して実施し、各モデル
混錬におけるモルタルの練り上がり時のミキサの軸トル
クをそれぞれ求めるとともに、種々の一次水量のモルタ
ルの軸トルク値を目標トルク値（モルタルのワーカビリ
ティが適切な状態であるときのミキサの軸トルク値）に
させるために補充すべき水（二次水）の量を求めると、
二次水添加前のミキサの軸トルク値と添加二次水量（実
績添加水量）との関係は実績添加二次水量曲線として図
４に示すように表わされる。

【００１１】（４）また、図５に示すように、目標トル
ク値Ｔｔに対し、二次水添加前のミキサの軸トルク値が
Ｔｐであるモルタルに上記の図４に基づき求められる水
量Ｗｐの二次水を添加した後のミキサの軸トルク値がＴ
ｓであった場合、このモルタルに所定のワーカビリティ
を具備させるのに必要とされる目標トルク値がＴｔだと
すると、実際にモルタルに添加すべき二次水量（最適添
加水量）ＷＡは図５に基づく下記の式（１）により求め
ることができる。 ＷＡ＝Ｗｐ（Ｔｔ−Ｔｐ）／（Ｔｓ−Ｔｐ）…（１）

【００１２】（５）このように、最適添加水量を把握す
ることができれば、上記の実績添加二次水量曲線（図４
参照）に基づきモルタルに二次水を添加した後に、ミキ
サの軸トルク値に基づき実績添加二次水量曲線を最適添
加二次水量曲線（図２参照）として補正すれば、モルタ
ルのワーカビリティを更に適切な状態にするためのデー
タを得ることができる。

【００１３】（６）一方、図１３に示すように、水とセ
メントと砂とをミキサにより混錬して生成したモルタル
に対し、更に砂利と水と混和剤とを投入して生コンクリ
ートを製造する際に、ミキサの回転速度を中速にし、生
コンクリートの練り上がり時におけるミキサの軸トルク
値（ミキサがモータ駆動の場合は電流値／回転数あるい
は電力値／回転数、ミキサが油圧駆動の場合は油圧力／
回転数）の経時変化を計測すると、軸トルク値は混錬開
始後一旦増大し、生コンクリートが練り上がり状態に近
付くのにつれ減少して生コンクリートが練り上がると略
安定した状態となる傾向を呈し、このときの軸トルク値
が低いほど、生コンクリートの水分率が高くなる傾向が
ある。

【００１４】（７）また、図１４に示すように、生コン
クリートのワーカビリティを表わすスランプフロー値と
生コンクリートの練り上がり時におけるミキサの軸トル
ク値との関係は、軸トルク値が高くなるほどスランプフ
ロー値が低くなる傾向を呈し、一方、図１５に示すよう
に、生コンクリートのワーカビリティを表わすロートタ
イム値と生コンクリートの練り上がり時におけるミキサ
の軸トルク値との関係は、軸トルク値が高くなるほどロ
ートタイム値も高くなる傾向を呈する。

【００１５】（８）そこで、所定量のモルタルと水と砂
利に対し所定量よりもやや少なめの混和剤（一次混和
剤）を混錬するモデル混錬を一次混和剤量を種々変更し
て実施し、各モデル混錬における生コンクリートの練り
上がり時のミキサの軸トルクをそれぞれ求めるととも
に、種々の一次混和剤量の生コンクリートの軸トルク値
を目標トルク値（生コンクリートのワーカビリティが適
切な状態であるときのミキサの軸トルク値）にさせるた
めに補充すべき混和剤（二次混和剤）の量を求めると、
二次混和剤添加前のミキサの軸トルク値と添加二次混和
剤量（実績添加混和剤量）との関係は実績添加二次混和
剤量曲線として図９に示すように表わされる。

【００１６】（９）また、図１０に示すように、目標ト
ルク値ＴＡｔに対し、二次混和剤添加前のミキサの軸ト
ルク値がＴＡｐである生コンクリートに上記の図９に基
づき求められる混和剤量Ａｐの二次混和剤を添加した後
のミキサの軸トルク値がＴＡｓであった場合、この生コ
ンクリートに所定のワーカビリティを具備させるのに必
要とされる目標トルク値がＴＡｔだとすると、実際に生
コンクリートに添加すべき二次混和剤量（最適添加混和
剤量）Ａは図１０に基づく下記の式（２）により求める
ことができる。 Ａ＝Ａｐ（ＴＡｔ−ＴＡｐ）／（ＴＡｓ−ＴＡｐ）…（２）

【００１７】（１０）このように、最適添加混和剤量を
把握することができれば、上記の実績添加二次混和剤量
曲線（図９参照）に基づき生コンクリートに二次混和剤
を添加した後に、ミキサの軸トルク値に基づき実績添加
二次混和剤量曲線を最適添加二次混和剤量曲線（図７参
照）として補正すれば、生コンクリートのワーカビリテ
ィを更に適切な状態にするためのデータを得ることがで
きる。

【００１８】

【発明の目的】本発明は生コンクリートに所定のワーカ
ビリティを具備させることができるようにすることを目
的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１に記載した生コンクリートの品質
制御装置においては、所定量のセメント並びに砂に対し
所定量以下の一次水を用いて生成されるモルタルの練り
上がり時のミキサの軸トルクとモルタルに所定のワーカ
ビリティを具備させるために添加すべき二次水量との関
係を実績添加水量データとしてメモリする実績添加水量
データ記憶器と、ミキサへの水の供給系路に設けた流量
調整弁と、該流量調整弁を通過する水の流量を検出する
流量計と、モルタルの混錬を行うミキサの軸トルクを求
める軸トルク演算器と、該軸トルク演算器より出力され
る軸トルク信号値が安定した状態となったか否かを判定
するか、あるいは前記の軸トルク信号が出力されはじめ
てから所定時間が経過したか否かを判定する安定状態判
定器と、該安定状態判定器より演算開始信号が出力され
た際に前記の実績添加水量データと軸トルク信号値とに
基づき現在ミキサにより混錬されているモルタルに対し
添加すべき水量を求めて水補充信号を出力する補充水量
演算器と、該補充水量演算器より水補充信号が出力され
た際に該水補充信号と前記の流量計より出力される流量
検出信号とに基づき前記の流量調整弁に対し流量調整信
号を出力して流量調整弁の開度を調整するとともに前記
の流量調整信号を出力した後水補充完了信号を出力する
補充水供給制御器と、水補充完了信号が出力された際に
前記の軸トルク信号値と実績添加水量データとに基づき
モルタルに対して添加すべき最適添加水量を求め且つ二
次水添加後のミキサの軸トルク値に基づき最適添加水量
データを前記の実績添加水量データ記憶器に対し出力し
て実績添加水量データを補正更新する添加水量更新演算
器とを備えている。

【００２０】また、同様に、本発明の請求項２に記載し
た生コンクリートの品質制御装置においては、所定量の
モルタル、砂利並びに水に対し所定量以下の一次混和剤
を用いて生成される生コンクリートの練り上がり時のミ
キサの軸トルク値と生コンクリートに所定のワーカビリ
ティを具備させるために添加すべき二次混和剤量との関
係を実績添加混和剤量データとしてメモリする実績添加
混和剤量データ記憶器と、ミキサへの混和剤の供給系路
に設けた流量調整弁と、該流量調整弁を通過する混和剤
の流量を検出する流量計と、生コンクリートの混錬を行
うミキサの軸トルク値を求める軸トルク演算器と、該軸
トルク演算器より出力される軸トルク信号値が安定した
状態となったか否かを判定するか、あるいは前記の軸ト
ルク信号が出力されはじめてから所定時間が経過したか
否かを判定する安定状態判定器と、該安定状態判定器よ
り演算開始信号が出力された際に前記の実績添加混和剤
量データと軸トルク信号値とに基づき現在ミキサにより
混錬されている生コンクリートに対し添加すべき混和剤
量を求めて混和剤補充信号を出力する補充混和剤量演算
器と、該補充混和剤量演算器より混和剤補充信号が出力
された際に該混和剤補充信号と前記の流量計より出力さ
れる流量検出信号とに基づき前記の流量調整弁に対し流
量調整信号を出力して流量調整弁の開度を調整するとと
もに前記の流量調整信号を出力した後混和剤補充完了信
号を出力する補充混和剤供給制御器と、混和剤補充完了
信号が出力された際に前記の軸トルク信号値と実績添加
混和剤量データとに基づき生コンクリートに対して添加
すべき最適添加混和剤量を求め且つ二次混和剤添加後の
ミキサの軸トルク値に基づき最適添加混和剤量データを
前記の実績添加混和剤量データ記憶器に対し出力して実
績添加混和剤量データを補正更新する添加混和剤量更新
演算器とを備えている。

【００２１】

【作用】本発明の請求項１に記載した生コンクリートの
品質制御装置では、軸トルク演算器から出力される軸ト
ルク信号値が安定した状態になったことを演算開始指令
器により判定させ、補充水量演算器により実績添加水量
データ記憶器にメモリされた実績添加水量データと前記
の軸トルク信号値とに基づきモルタルに補充すべき二次
水量を求めさせ、補充水供給制御器によって流量調整弁
を作動させることにより二次水をモルタルに添加させる
ので生コンクリートのモルタル混錬段階におけるワーカ
ビリティが適切な状態になる。

【００２２】また、本発明の請求項２に記載した生コン
クリートの品質制御装置では、軸トルク演算器から出力
される軸トルク信号値が安定した状態になったことを演
算開始指令器により判定させ、補充混和剤量演算器によ
り実績添加混和剤量データ記憶器にメモリされた実績添
加混和剤量データと前記の軸トルク信号値とに基づき生
コンクリートに補充すべき二次混和剤量を求めさせ、補
充混和剤供給制御器によって流量調整弁を作動させるこ
とにより二次混和剤を生コンクリートに添加させるの
で、生コンクリートのワーカビリティが適切な状態にな
る。

【００２３】

【実施例】図１は本発明の請求項１に記載した生コンク
リートの品質制御装置の一実施例を適用した生コンクリ
ート製造設備の一例を示すもので、１はミキサであり、
該ミキサ１はモータ２により駆動され、生コンクリート
の混錬を行うようになっている。

【００２４】３は砂利貯蔵ホッパ、４は砂利計量ホッパ
であり、該砂利計量ホッパ４は砂利貯蔵ホッパ３から投
入される砂利５の計量を行い、計量した砂利５を前記の
ミキサ１へ供給するようになっている。

【００２５】６は砂貯蔵ホッパ、７は砂計量ホッパであ
り、該砂計量ホッパ７は砂貯蔵ホッパ６から投入される
砂８の計量を行い、計量した砂８を前記のミキサ１へ供
給するようになっている。

【００２６】９はセメント貯蔵ホッパ、１０はセメント
計量ホッパであり、該セメント計量ホッパ１０はセメン
ト貯蔵ホッパ９から投入されるセメント１１の計量を行
い、計量したセメント１１を前記のミキサ１へ供給する
ようになっている。

【００２７】１２は水貯蔵タンク、１３は水計量ホッパ
であり、該水計量ホッパ１３は水貯蔵タンク１２より開
閉弁１４を介して流入する水１５の計量を行い、計量し
た水１５を一次水１６あるいは三次水４１として前記の
ミキサ１へ供給するようになっている。

【００２８】１７は前記の水貯蔵タンク１２に接続され
た流量調整弁、１８は流量調整弁１７を通過する水１５
の流量を計測する流量計であり、該流量計１８を通過す
る水１５は二次水１９として前記のミキサ１へ供給され
るようになっている。

【００２９】２０は混和剤貯蔵タンクであり、該混和剤
貯蔵タンク２０に貯蔵される混和剤２１は流量調整弁２
２を介して前記のミキサ１へ供給されるようになってお
り、ミキサ１へ供給される混和剤２１の流量は流量計２
３によって計測されるようになっている。

【００３０】２４はインバータ装置であり、該インバー
タ装置２４は前記のモータ２へ駆動電流２５を供給する
ようになっている。

【００３１】２６は回転数検出器であり、該回転数検出
器２６はミキサ１の回転数を検出して回転数検出信号２
７を出力するようになっている。

【００３２】２８は電力計であり、該電力計２８は前記
インバータ装置２４からモータ２へ供給される電力を計
測して電力値計測信号２９を出力するようになってい
る。

【００３３】３０は軸トルク演算器であり、該軸トルク
演算器３０は、前記の回転数検出信号２７と電力値計測
信号２９とに基づきミキサ１の軸トルク値を求めて軸ト
ルク信号３１を出力するようになっている。

【００３４】３２は安定状態判定器であり、該安定状態
判定器３２は、前記の軸トルク演算器３０より出力され
る軸トルク信号３１の信号値が一定時間以上安定した状
態になったか否かを判定し、軸トルク信号３１が安定し
た状態となった際に演算開始信号３３を出力するように
なっている。

【００３５】５６は実績添加水量データ記憶器であり、
該実績添加水量データ記憶器５６には、モデル混錬によ
り得られた二次水添加前のミキサ１の軸トルク値と添加
二次水量（実績添加二次水量）との関係、すなわち実績
添加二次水量曲線（図２、図４参照）が実績添加水量デ
ータ５７としてメモリされている。

【００３６】５８は補充水量演算器であり、該補充水量
演算器５８は、前記の安定状態判定器３２より演算開始
信号３３が出力された際に、実績添加水量データ記憶器
５６にメモリされた実績添加水量データ５７を読み込み
該実績添加水量データ５７と前記の軸トルク演算器３０
より出力される軸トルク信号３１とに基づきモルタルに
対し補充すべき二次水１９の量を求めて水補充信号３７
を出力するようになっている。

【００３７】３８は補充水供給制御器であり、該補充水
供給制御器３８は前記の補充水量演算器５８より水補充
信号３７が出力された際に、前記の流量調整弁１７に対
して流量調整弁１７が開くような流量調整信号３９を出
力し、前記の流量計１８より出力される流量検出信号４
０と水補充信号３７とに基づいて該水補充信号３７に相
当する流量が計測された後、流量調整弁１７に対して流
量調整弁１７が閉じるような流量調整信号３９を出力す
るようになっている。

【００３８】また、補充水供給制御器３８は、水補充信
号３７に従って流量調整信号３９を出力したのち、水補
充完了信号５９を出力するようになっている。

【００３９】６０は添加水量データ更新演算器であり、
該添加水量更新演算器６０は、水補充完了信号５９が出
力された際に、前記の軸トルク演算器３０より出力され
る軸トルク信号３１と前記の実績添加水量データ記憶器
５６にメモリされた実績添加水量データ５７とから前記
の式（１）に基づき最適添加水量ＷＡを求め、二次水１
９を添加後のミキサ１の軸トルク値に基づき前記の実績
添加二次水量曲線を補正した最適添加水量データ６１
（最適添加二次水量曲線、図２参照）を実績添加水量デ
ータ記憶器５６に対し出力して該実績添加水量データ記
憶器５６にメモリされている実績添加水量データ５７を
更新するようになっている。

【００４０】以下、本実施例の作動を説明する。

【００４１】図１に示す生コンクリートの製造設備にお
いて、生コンクリートの製造を行う際には、セメント貯
蔵ホッパ９に貯蔵されているセメント１１をセメント計
量ホッパ１０により所定量計量し、砂貯蔵ホッパ６に貯
蔵されている砂８を砂計量ホッパ７により所定量計量す
る。

【００４２】また、水貯蔵タンク１２に貯蔵されている
水１５を一次水１６として水計量ホッパ１３により前記
のセメント１１並びに砂８に対して所定量よりもやや少
なめに計量し、一次水１６とセメント１１と砂８とをミ
キサ１に投入したうえ、インバータ装置２４によりモー
タ２を作動させ、ミキサ１を高速回転させる。

【００４３】モータ２を作動させると、ミキサ１の回転
数が回転数検出器２６により検出され該回転数検出器２
６から回転数検出信号２７が出力されるとともに、イン
バータ装置２４よりモータ２へ供給される電力が電力計
２８により計測され、該電力計２８から電力値計測信号
２９が出力される。

【００４４】軸トルク演算器３０は前記の回転数検出信
号２７と電力値計測信号２９とに基づいてミキサ１の軸
トルク値を求め、軸トルク信号３１を出力する。

【００４５】このとき、ミキサ１の軸トルク値の経時変
化は、図３に示すように、混錬開始後一旦増大し、モル
タルが練り上がり状態に近付くのにつれ減少してモルタ
ルが練り上がると略安定した状態となる傾向を呈する。

【００４６】このようにして、一次水１６とセメント１
１と砂８とを混錬することにより生成されるモルタルが
練り上がり状態となり、前記の軸トルク信号３１の信号
値が一定時間以上安定した状態になると、安定状態判定
器３２から演算開始信号３３が出力される。

【００４７】演算開始信号３３が出力されると、補充水
量演算器５８は、実績添加水量データ記憶器５６にメモ
リされた実績添加水量データ５７と前記の軸トルク信号
３１とに基づいて、現在ミキサ１により混錬されている
モルタルに対し補充すべき二次水１９の量を求めて水補
充信号３７を出力する。

【００４８】水補充信号３７が出力されると、補充水供
給制御器３８は、流量調整信号３９を流量調整弁１７に
対し出力して該流量調整弁１７を開かせ、水貯蔵タンク
１２に貯蔵されている水１５を流量計１８を介し二次水
１９として前記のミキサ１へ供給する。

【００４９】このとき、流量計１８は該流量計１８を通
過する二次水１９の流量を計測して流量検出信号４０を
出力する。

【００５０】更に、補充水供給制御器３８は、流量検出
信号４０と水補充信号３７とに基づいて該水補充信号３
７に相当する流量が計測された後、流量調整信号３９を
流量調整弁１７に対し出力して該流量調整弁１７を閉じ
させる。

【００５１】また、補充水供給制御器３８は、水補充信
号３７に従って流量調整信号３９を出力したのち、水補
充完了信号５９を出力する。

【００５２】添加水量更新演算器６０は、水補充完了信
号５９が出力されると、軸トルク信号３１と前記の実績
添加水量データ５７とから前記の式（１）に基づき最適
添加水量ＷＡを求め、二次水１９を添加後のミキサ１の
軸トルク値に基づき前記の実績添加二次水量曲線を補正
した最適添加水量データ６１（最適添加二次水量曲線、
図２参照）を実績添加水量データ記憶器５６に対し出力
して該実績添加水量データ記憶器５６にメモリされてい
る実績添加水量データ５７を更新する。

【００５３】モルタルに対して二次水１９の補充を行っ
たならば、砂利貯蔵ホッパ３に貯蔵されている砂利５を
砂利計量ホッパ４により所定量計量する。

【００５４】また、水貯蔵タンク１２に貯蔵されている
水１５を前記のモルタルに対する三次水４１として水計
量ホッパ１３により計量し、三次水４１と砂利５とをミ
キサ１に投入するとともに、混和剤貯蔵タンク２０に貯
蔵されている混和剤２１の流量を流量計２３により計測
しつつミキサ１へ供給したうえ、インバータ装置２４に
よりモータ２を作動させ、ミキサ１を中速回転させて生
コンクリートの混錬を行う。

【００５５】このように、本実施例においては、所定量
のセメント１１並びに砂８と所定量よりもやや少なめの
一次水１６を混錬することにより生成されるモルタルに
対し、二次水１９を補充することにより所定のワーカビ
リティを具備させるので、生コンクリート製造のモルタ
ル混錬段階において、砂８の表面水率に左右されること
なく所定のワーカビリティを具備させることができる。

【００５６】また、実績添加水量データ５７に基づきモ
ルタルに二次水１９を添加した後に、ミキサ１の軸トル
ク値に基づき前記の実績添加水量データ５７を補正更新
するので、モルタルのワーカビリティを更に適切な状態
にするためのデータを得ることができる。

【００５７】図６は本発明の請求項２に記載した生コン
クリートの品質制御装置の一実施例を適用した生コンク
リート製造設備の一例を示すもので、図中、図１と同一
の符号を付した部分は同一物を表わしている。

【００５８】２０は混和剤貯蔵タンクであり、該混和剤
貯蔵タンク２０に貯蔵される混和剤２１は流量調整弁２
２を介して一次混和剤４２あるいは二次混和剤４３とし
て前記のミキサ１へ供給されるようになっており、ミキ
サ１へ供給される混和剤２１の流量は流量計２３によっ
て計測されるようになっている。

【００５９】６２は実績添加混和剤量データ記憶器であ
り、該実績添加混和剤量データ記憶器６２には、モデル
混錬により得られた二次混和剤添加前のミキサ１の軸ト
ルク値と添加二次混和剤量（実績添加二次混和剤量）と
の関係、すなわち実績添加二次混和剤量曲線（図７、図
９参照）が実績添加混和剤量データ６３としてメモリさ
れている。

【００６０】６４は補充混和剤量演算器であり、該補充
混和剤量演算器６４は、安定状態判定器３２より演算開
始信号３３が出力された際に、実績添加混和剤量データ
記憶器６２にメモリされた実績添加混和剤量データ６３
を読み込み該実績添加混和剤量データ６３と軸トルク演
算器３０より出力される軸トルク信号３１とに基づき生
コンクリートに対し補充すべき二次混和剤４３の量を求
めて混和剤補充信号４７を出力するようになっている。

【００６１】４８は補充混和剤供給制御器であり、該補
充混和剤供給制御器４８は前記の補充混和剤量演算器６
４より混和剤補充信号４７が出力された際に、前記の流
量調整弁２２に対して流量調整弁２２が開くような流量
調整信号４９を出力し、前記の流量計２３より出力され
る流量検出信号５０と混和剤補充信号４７とに基づいて
該混和剤補充信号４７に相当する流量が計測された後、
流量調整弁２２に対して流量調整弁２２が閉じるような
流量調整信号４９を出力するようになっている。

【００６２】また、補充混和剤供給制御器４８は、混和
剤補充信号４７に従って流量調整信号３９を出力したの
ち、混和剤補充完了信号６５を出力するようになってい
る。

【００６３】６６は添加混和剤量データ更新演算器であ
り、該添加混和剤量更新演算器６６は、混和剤補充完了
信号６５が出力された際に、軸トルク演算器３０より出
力される軸トルク信号３１と前記の実績添加混和剤量デ
ータ記憶器６２にメモリされた実績添加混和剤量データ
６３とから前記の式（２）に基づき最適添加二次混和剤
量Ａを求め、二次混和剤４３を添加後のミキサ１の軸ト
ルク値に基づき前記の実績添加二次水量曲線を補正した
最適添加混和剤量データ６７（最適添加二次水量曲線、
図７参照）を実績添加混和剤量データ記憶器６２に対し
出力して該実績添加混和剤量データ記憶器６２にメモリ
されている実績添加混和剤量データ６３を更新するよう
になっている。

【００６４】５１はワーカビリティデータ記憶器であ
り、該ワーカビリティデータ記憶器５１には、生コンク
リートが練り上がった際のミキサ１の軸トルク値と生コ
ンクリートのスランプフロー値との関係（図１４参照）
並びに生コンクリートが練り上がった際のミキサ１の軸
トルク値と生コンクリートのロートタイム値との関係
（図１５参照）が、ワーカビリティデータ５２としてメ
モリされている。

【００６５】５３はワーカビリティ演算器であり、該ワ
ーカビリティ演算器５３は、ワーカビリティデータ記憶
器５１にメモリされたワーカビリティデータ５２と軸ト
ルク演算器３０より出力される軸トルク信号３１とに基
づきミキサ１により混錬される生コンクリートのスラン
プフロー値並びにロートタイム値を求め、ワーカビリテ
ィ計測信号５４を出力するようになっている。

【００６６】５５はワーカビリティ表示装置であり、該
ワーカビリティ表示装置５５は、ワーカビリティ演算器
５３より出力されるワーカビリティ計測信号５４に基づ
いてミキサ１により混錬されている生コンクリートのス
ランプフロー値並びにロートタイム値を表示するように
なっている。

【００６７】以下、本実施例の作動を説明する。

【００６８】図６に示す生コンクリートの製造設備にお
いて、生コンクリートの製造を行う際には、セメント貯
蔵ホッパ９に貯蔵されているセメント１１をセメント計
量ホッパ１０により所定量計量し、砂貯蔵ホッパ６に貯
蔵されている砂８を砂計量ホッパ７により所定量計量す
る。

【００６９】また、水貯蔵タンク１２に貯蔵されている
水１５を水計量ホッパ１３により所定量計量し、水１５
とセメント１１と砂８とをミキサ１に投入したうえ、イ
ンバータ装置２４によりモータ２を作動させ、ミキサ１
を高速回転させてモルタルの混錬を行う。

【００７０】ミキサ１によりモルタルが練り上がったな
らば、砂利貯蔵ホッパ３に貯蔵されている砂利５を砂利
計量ホッパ４により所定量計量し、水貯蔵タンク１２に
貯蔵されている水１５を水計量ホッパ１３により所定量
計量し、水１５と砂利５とをミキサ１に投入するととも
に、混和剤貯蔵タンク２０に貯蔵されている混和剤２１
を流量計２３により流量を計測しながら、この混和剤２
１を一次混和剤４２としてその積算流量がモルタルに対
する所定量よりもやや少なくなるようにミキサ１へ供給
したうえ、インバータ装置２４によりモータ２を作動さ
せ、ミキサ１を中速回転させる。

【００７１】モータ２を作動させると、ミキサ１の回転
数が回転数検出器２６により検出され該回転数検出器２
６から回転数検出信号２７が出力されるとともに、イン
バータ装置２４よりモータ２へ供給される電力が電力計
２８により計測され、該電力計２８から電力値計測信号
２９が出力される。

【００７２】軸トルク演算器３０は前記の回転数検出信
号２７と電力値計測信号２９とに基づいてミキサ１の軸
トルク値を求め、軸トルク信号３１を出力する。

【００７３】このとき、ミキサ１の軸トルク値の経時変
化は、図８に示すように、生コンクリート混錬開始後一
旦増大し、モルタルが練り上がり状態に近付くのにつれ
減少してモルタルが練り上がると略安定した状態となる
傾向を呈する。

【００７４】このようにして、モルタルに対し水１５と
砂利５と一次混和剤４２とを混錬することにより生成さ
れる生コンクリートが練り上がり状態となり、前記の軸
トルク信号３１の信号値が一定時間以上安定した状態に
なると、安定状態判定器３２から演算開始信号３３が出
力される。

【００７５】演算開始信号３３が出力されると、補充混
和剤量演算器６４は、実績添加混和剤量データ記憶器６
２にメモリされた実績添加混和剤量データ６３と前記の
軸トルク信号３１とに基づいて、現在ミキサ１により混
錬されているモルタルに対し補充すべき二次混和剤４３
の量を求めて混和剤補充信号４７を出力する。

【００７６】混和剤補充信号４７が出力されると、補充
混和剤供給制御器４８は、流量調整信号４９を流量調整
弁２２に対し出力して該流量調整弁２２を開かせ、混和
剤貯蔵タンク２０に貯蔵されている混和剤２１を流量計
２３を介し二次混和剤４３として前記のミキサ１へ供給
する。

【００７７】このとき、流量計２３は該流量計２３を通
過する二次混和剤４３の流量を計測して流量検出信号５
０を出力する。

【００７８】更に、補充混和剤供給制御器４８は、流量
検出信号５０と混和剤補充信号４７とに基づいて該混和
剤補充信号４７に相当する流量が計測された後、流量調
整信号４９を流量調整弁２２に対し出力して該流量調整
弁２２を閉じさせる。

【００７９】また、補充混和剤供給制御器４８は、混和
剤補充信号４７に従って流量調整信号３９を出力したの
ち、混和剤補充完了信号６５を出力する。

【００８０】添加混和剤量更新演算器６６は、混和剤補
充完了信号６５が出力されると、軸トルク信号３１と前
記の実績添加混和剤量データ６３とから前記の式（２）
に基づき最適添加混和剤量Ａを求め、二次混和剤４３を
添加後のミキサ１の軸トルク値に基づき前記の実績添加
二次混和剤量曲線を補正した最適添加混和剤量データ６
７（最適添加二次混和剤量曲線、図７参照）を実績添加
混和剤量データ記憶器６２に対し出力して該実績添加混
和剤量データ記憶器６２にメモリされている実績添加混
和剤量データ６３を更新する。

【００８１】上述したように、生コンクリートに更に二
次混和剤４３が混錬されると、生コンクリートのワーカ
ビリティが所定の値に調整される。

【００８２】このように、本実施例においては、所定量
のモルタル並びに砂利５と所定量よりもやや少なめの一
次混和剤４２を混錬することにより生成される生コンク
リートに対して二次混和剤４３を補充するので、砂利５
の表面水率に左右されることなく生コンクリートに所定
のワーカビリティを具備させることができる。

【００８３】また、実績添加混和剤量データ６３に基づ
き生コンクリートに二次混和剤４３を添加した後に、ミ
キサ１の軸トルク値に基づき前記の実績添加混和剤量デ
ータ６３を補正更新するので、生コンクリートのワーカ
ビリティを更に適切な状態にするためのデータを得るこ
とができる。

【００８４】また、ミキサ１が運転されているとき、ワ
ーカビリティ演算器５３は、ワーカビリティデータ記憶
器５１にメモリされたワーカビリティデータ５２と前記
の軸トルク信号３１とに基づきミキサ１により混錬され
る生コンクリートのスランプフロー値並びにロートタイ
ム値を求め、ワーカビリティ計測信号５４を出力する。

【００８５】更に、ワーカビリティ表示装置５５には前
記のワーカビリティ計測信号５４に基づいてミキサ１に
より混錬されている生コンクリートのスランプフロー値
並びにロートタイム値が表示される。

【００８６】なお、本発明の生コンクリートの品質制御
装置は、上述した実施例のみに限定されるものではな
く、安定状態判定器を軸トルク信号が出力されはじめて
から所定時間が経過したか否かを判定させるような構造
として時間経過により軸トルクが安定したか否かを判定
させるようにすること、ミキサの軸トルクを把握する値
として電力値に変えて電流値あるいは油圧力をパラメー
タとして用いるようにすること、その他、本発明の要旨
を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは
勿論である。

【００８７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の生コンクリ
ートの品質制御装置によれば、下記のような種々の優れ
た効果を奏し得る。

【００８８】（１）本発明の請求項１に記載した生コン
クリートの品質制御装置では、ミキサの軸トルク信号値
と実績添加水量データとに基づき自動的に二次水を添加
するので、生コンクリート製造のモルタル混錬段階にお
いて、砂の表面水率に左右されることなくワーカビリテ
ィを適切な値にすることができるとともに、生コンクリ
ートの製造工程における省力化を図ることができる。

【００８９】（２）また、本発明の請求項１に記載した
生コンクリートの品質制御装置では、実績添加水量デー
タに基づきモルタルに二次水を添加した後に、ミキサの
軸トルク信号値に基づき前記の実績添加水量データを補
正更新するので、生コンクリートのワーカビリティを更
に適切な状態にするためのデータを得ることができる。

【００９０】（３）本発明の請求項２に記載した生コン
クリートの品質制御装置では、ミキサの軸トルク信号値
と混和剤補充量データとに基づき自動的に二次混和剤量
を添加するので、生コンクリートの砂利混錬段階におい
て、砂利の表面水率に左右されることなくワーカビリテ
ィを適切な値にすることができるとともに、生コンクリ
ートの製造工程における省力化を図ることができる。

【００９１】（４）また、本発明の請求項２に記載した
生コンクリートの品質制御装置では、実績添加混和剤量
データに基づき生コンクリートに二次混和剤を添加した
後に、ミキサの軸トルク信号値に基づき前記の実績添加
混和剤量データを補正更新するので、生コンクリートの
ワーカビリティを更に適切な状態にするためのデータを
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１に記載した生コンクリートの
品質制御装置の一実施例を適用した生コンクリート製造
設備の一例を示す概念図である。

【図２】二次水添加前のミキサの軸トルク値と実績添加
水量との関係を示す実績添加二次水量曲線並びに最適添
加二次水量曲線のグラフである。

【図３】図１に示す生コンクリートの製造設備により生
コンクリートを製造する際のミキサの軸トルク値の経時
変化の一例を示すグラフである。

【図４】二次水添加前のミキサの軸トルク値と実績添加
水量との関係を示す実績添加二次水量曲線のグラフであ
る。

【図５】ミキサの目標トルク値に対する軸トルク値と二
次水量の関係を示すグラフである。

【図６】本発明の請求項２に記載した生コンクリートの
品質制御装置の一実施例を適用した生コンクリート製造
設備の一例を示す概念図である。

【図７】二次混和剤添加前のミキサの軸トルク値と実績
添加混和剤量との関係を示す実績添加二次混和剤量曲線
並びに最適添加二次混和剤量曲線のグラフである。

【図８】図６に示す生コンクリートの製造設備により生
コンクリートを製造する際のミキサの軸トルク値の経時
変化の一例を示すグラフである。

【図９】二次混和剤添加前のミキサの軸トルク値と実績
添加混和剤量との関係を示す実績添加二次混和剤量曲線
のグラフである。

【図１０】ミキサの目標トルク値に対する軸トルク値と
二次混和剤量の関係を示すグラフである。

【図１１】モルタル混錬時におけるミキサの軸トルク値
の経時変化を示すグラフである。

【図１２】練り上がったモルタル中の水分率とミキサの
軸トルクとの関係を示すグラフである。

【図１３】生コンクリート混錬時におけるミキサの軸ト
ルク値の経時変化を示すグラフである。

【図１４】生コンクリートが練り上がった際のミキサの
軸トルク値と生コンクリートのスランプフロー値との関
係を示すグラフである。

【図１５】生コンクリートが練り上がった際のミキサの
軸トルク値と生コンクリートのロートタイム値との関係
を示すグラフである。

【符号の説明】

１ ミキサ ５ 砂利 ８ 砂 １１ セメント １５ 水 １６ 一次水 １７，２２ 流量調整弁 １８，２３ 流量計 １９ 二次水 ２１ 混和剤 ３０ 軸トルク演算器 ３１ 軸トルク信号 ３２ 安定状態判定器 ３３ 演算開始信号 ３７ 水補充信号 ３８ 補充水供給制御装置 ３９，４９ 流量調整信号 ４０，５０ 流量検出信号 ４２ 一次混和剤 ４３ 二次混和剤 ４７ 混和剤補充信号 ４８ 補充混和剤供給制御装置 ５６ 実績添加水量データ記憶器 ５７ 実績添加水量データ ５８ 補充水量演算器 ５９ 水補充完了信号 ６０ 添加水量データ更新演算器 ６１ 最適添加水量データ ６２ 実績添加混和剤量データ記憶器 ６３ 実績添加混和剤量データ ６４ 補充混和剤量演算器 ６５ 混和剤補充完了信号 ６６ 添加混和剤量データ更新演算器 ６７ 最適添加混和剤量データ

フロントページの続き (72)発明者 増田 浩明 神奈川県横浜市金沢区昭和町3174番地 石川島建機株式会社 本社内 (72)発明者 藤沢 淳彦 神奈川県横浜市金沢区昭和町3174番地 石川島建機株式会社 本社内 (56)参考文献 特開 昭56−77105（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−283506（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−105907（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定量のセメント並びに砂に対し所定量
   以下の一次水を用いて生成されるモルタルの練り上がり
   時のミキサの軸トルクとモルタルに所定のワーカビリテ
   ィを具備させるために添加すべき二次水量との関係を実
   績添加水量データとしてメモリする実績添加水量データ
   記憶器と、ミキサへの水の供給系路に設けた流量調整弁
   と、該流量調整弁を通過する水の流量を検出する流量計
   と、モルタルの混錬を行うミキサの軸トルクを求める軸
   トルク演算器と、該軸トルク演算器より出力される軸ト
   ルク信号値が安定した状態となったか否かを判定する
   か、あるいは前記の軸トルク信号が出力されはじめてか
   ら所定時間が経過したか否かを判定する安定状態判定器
   と、該安定状態判定器より演算開始信号が出力された際
   に前記の実績添加水量データと軸トルク信号値とに基づ
   き現在ミキサにより混錬されているモルタルに対し添加
   すべき水量を求めて水補充信号を出力する補充水量演算
   器と、該補充水量演算器より水補充信号が出力された際
   に該水補充信号と前記の流量計より出力される流量検出
   信号とに基づき前記の流量調整弁に対し流量調整信号を
   出力して流量調整弁の開度を調整するとともに前記の流
   量調整信号を出力した後水補充完了信号を出力する補充
   水供給制御器と、水補充完了信号が出力された際に前記
   の軸トルク信号値と実績添加水量データとに基づきモル
   タルに対して添加すべき最適添加水量を求め且つ二次水
   添加後のミキサの軸トルク値に基づき最適添加水量デー
   タを前記の実績添加水量データ記憶器に対し出力して実
   績添加水量データを補正更新する添加水量更新演算器と
   を備えてなることを特徴とする生コンクリートの品質制
   御装置。
2. 【請求項２】 所定量のモルタル、砂利並びに水に対し
   所定量以下の一次混和剤を用いて生成される生コンクリ
   ートの練り上がり時のミキサの軸トルク値と生コンクリ
   ートに所定のワーカビリティを具備させるために添加す
   べき二次混和剤量との関係を実績添加混和剤量データと
   してメモリする実績添加混和剤量データ記憶器と、ミキ
   サへの混和剤の供給系路に設けた流量調整弁と、該流量
   調整弁を通過する混和剤の流量を検出する流量計と、生
   コンクリートの混錬を行うミキサの軸トルク値を求める
   軸トルク演算器と、該軸トルク演算器より出力される軸
   トルク信号値が安定した状態となったか否かを判定する
   か、あるいは前記の軸トルク信号が出力されはじめてか
   ら所定時間が経過したか否かを判定する安定状態判定器
   と、該安定状態判定器より演算開始信号が出力された際
   に前記の実績添加混和剤量データと軸トルク信号値とに
   基づき現在ミキサにより混錬されている生コンクリート
   に対し添加すべき混和剤量を求めて混和剤補充信号を出
   力する補充混和剤量演算器と、該補充混和剤量演算器よ
   り混和剤補充信号が出力された際に該混和剤補充信号と
   前記の流量計より出力される流量検出信号とに基づき前
   記の流量調整弁に対し流量調整信号を出力して流量調整
   弁の開度を調整するとともに前記の流量調整信号を出力
   した後混和剤補充完了信号を出力する補充混和剤供給制
   御器と、混和剤補充完了信号が出力された際に前記の軸
   トルク信号値と実績添加混和剤量データとに基づき生コ
   ンクリートに対して添加すべき最適添加混和剤量を求め
   且つ二次混和剤添加後のミキサの軸トルク値に基づき最
   適添加混和剤量データを前記の実績添加混和剤量データ
   記憶器に対し出力して実績添加混和剤量データを補正更
   新する添加混和剤量更新演算器とを備えてなることを特
   徴とする生コンクリートの品質制御装置。