JP2980177B2 - 混合物の調整方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の目的」 本発明は混合物の調整方法およびその装置に係り、粉
体と流体および液体による混合物、例えばモルタルまた
はコンクリートのようなセメント混練物などを調整する
に当って効率的に撹拌調整せしめ、比較的短時間内に均
一優質な混合調整状態を形成することのできる方法およ
びその装置を提供しようとするものである。

（産業上の利用分野） セメントなどの水硬性物質粉末その他の粉末と砂のよ
うな骨材類などの粒状物および水などの液体の何れか２
種またはそれ以上を用いたモルタルまたはコンクリート
のような混練物その他の混合物の調整技術。

（従来の技術） セメントのような水硬性物質粉末と砂などの骨材類お
よび水を用いたモルタルまたはコンクリートを混練調整
することは古くから種々に実施されて来たところであ
り、又各粉体ないし粒体と液体との混合物に関しても同
様に種々実施されて来たところであって、特に上記モル
タルまたはコンクリートに関してはそれなりに大量を必
要とし、又均質性が要求される今日においてはミキサー
によって混練することが主体となっている。

又、上記したモルタルまたはコンクリートのような混
練物を得るに当って、砂などの細骨材に関し、その表面
に所定の水（１次水:W₁）を均等状態に附着せしめた状
態を形成し、この状態でセメント粉を添加混練すること
により前記細骨材の表面に安定な造殻を形成し得ること
が本発明者等によって確認され、斯うした造殻混練物に
対し残部の水（２次水）を添加して再び混練する（分割
混練法という）ことにより、同じ配合水を用いて単に混
練した従来一般法（普通混練法という）によるものより
も、ブリージングが少く、しかもワーカビルテイが良好
で、該混練物により得られる製品の強度その他の特性を
向上し得ることについては特開昭55−104952号公報（特
公昭63−13956）などに発表されている。

更に最近、斯うした混練物の調整に関し、充分な練り
混ぜが行われることが必要であることが指摘され、特に
低セメント比の高強度コンクリートになればなる程充分
な練りまぜが行われることが必要で、通常の練りまぜ時
間では十分な強度発現が生じにくいことが「コンクリー
ト工学年次論文報告集９−１」（昭和62年６月12日発
行）の121〜126頁に発表され、例えばその122頁におけ
る図−２においては強制練りミキサーの練り混ぜ特性と
して約300秒以上の練りまぜ時間を採ることにより圧縮
強度やブリージング率を低下し、それらの標準偏差を小
となし得るとされている。

上記以外の各種粉体、粒体および液体の２種以上を混
合する場合においても均等な混合状態を形成することが
枢要であることは勿論であって、その混合については種
々に工夫が重ねられている。

（課題を解決するための手段） 上記したようなセメント類を用いた混練物は土木また
は建築用の如きに使用されるものであることから大量に
必要とし、その混練設備も次第に大型化しつつあるとし
てもそうした大量の混練物調整に関し例えば特殊化学製
品などを製造する場合におけるが如く、長時間の混合な
いし混練操作を加えることが採用し難いことは明かであ
る。即ち、このような土木または建築用の場合において
はできるだけ短時間に調整することが必要で、JIS規格
などにおいてもせいぜい60秒程度の短時間の混練を規定
しているが、そのような規定に従って実施されているこ
の種混練物においては、ばらつきが大であり、ブリージ
ング、スランプ値あるいはそれによって得られる製品の
圧縮強度などの品質において必ずしも好ましいものでな
いことは前記コンクリート工学誌などにおいて各種多様
な練りまぜ機器に関する実地的検討結果が発表されてい
る通りである。特に本発明者等の開発した前記分割混練
法による場合においてはその原材である砂に対して比較
的少い一定水分を均等状態に附着せしめ砂粒子の表面全
般に一様な附着被覆状態を形成することがベースであ
り、斯うした砂粒子の水分附着状態が形成されなければ
前記造殻状態も不均一、不安定となり、必然的に得られ
る混練物の特性、更には該混練物を用いて得られる製品
の強度特性その他も充分とならない。

従って、斯うした砂の調整に関しては特別な真空条件
などを利用した附着水調整技術や、遠心力ないし衝撃力
を利用したサンドコントローラと称される附着水の調整
行程を採用することが要求される。然し、このような砂
に対する表面附着水調整は何れにしても前記混練物を得
るためのミキサーとは別の構成を必要とすることは明か
で、特別な設備とその運転コストおよび処理時間を必要
とする。前記真空条件による処理は容器内に収容された
砂粒に対し一旦減圧し砂粒面の空気を除去した条件下で
漲水し、それによって充分に水を附着せしめてから再び
減圧条件を形成して脱水し適度の附着状態とするわけで
あるから相当の処理時間を必要とすることは明らかであ
る。一方衝撃力を利用したサンドコントローラはそれな
りに過剰の水分を附着せしめてから衝撃力で脱水し、該
衝撃力に比例した一様な附着被覆状態を形成するもので
あるから大量を１回に処理し得ないと共に衝撃摩擦によ
り機器損耗が著しいなどの不利がある。

なお、混練物の調整に関して長時間混練が好ましいと
しても、そうした長時間に亘る連続混練は運転操業費が
嵩み、しかも機器の損耗も大となる。

更に前記した分割練り混ぜの場合において、その好ま
しい１次練り混ぜ条件の管理、あるいは２次練り混ぜに
よるスランプ値その他の特性管理ないし適正練り混ぜ時
間などの管理が必ずしも容易ではない。又この分割練り
混ぜにおいては水量の少い１次混練時においては嵩高い
状態の混練となるのに対し、２次水を添加した２次混練
においてはその嵩高さが大きく減少し、このような容積
に変化する条件下では１次混練に適した撹拌羽根の状態
（撹拌室内での羽根位置）では２次混練が必ずしも適切
に行い得ない傾向がある。

モルタルやコンクリート以外の粉体、粒体および液体
を用いた混合物を得る場合においても均等混合状態を得
ることが困難で、特に粉体と液体を用いた混合物を得る
ような場合において液体が粉体に対し部分的に優先吸着
される現象や、資料の受ける混合作用が全般において均
等に与えられない状態などが発生し、全般において均等
な混合状態を形成することが容易でない。

「発明の構成」 （課題を解決するための手段） 1. 粉体、固体粒子および液体の何れか２種またはそれ
以上の材料を混合するに当って、混合すべき材料を撹拌
羽根が多段に配設された撹拌室に装入し、上記した多段
の撹拌羽根を相互に逆方向回転すると共に撹拌室内面に
そって回転する撹拌羽根による撹拌作用と撹拌室中心部
に設けた撹拌羽根による撹拌作用をも与え、それら撹拌
羽根相互の撹拌作用を与えることを特徴とする混合物の
調整方法。

2. セメントのような粉状物と骨材のような粒状物およ
び水のような液体を用いた混合物を得るに当り、前記し
た粒状物と液体の一部を撹拌羽根が多段に配設された撹
拌室に装入し、上記した多段の撹拌羽根を相互に逆方向
回転すると共に撹拌室内面にそって回転する撹拌羽根に
よる撹拌作用と撹拌室中心部に設けた撹拌羽根による撹
拌作用をも与え、それら撹拌羽根相互の撹拌作用を与え
て上記粒状物表面に液体を均等状態に附着せしめ、次い
で同じ撹拌室に前記粉状物を添加して同様に撹拌羽根相
互による撹拌作用を与え、更に残部の液体および所要の
添加物を装入して同じく撹拌羽根相互による撹拌作用を
与えることを特徴とする混合物の調整方法。

3. 水平断面が円形をなした攪拌室内中心部に複数の回
転軸を上下方向に段設し、それら回転軸に傾斜方向を対
称とした主撹拌羽根を夫々取付けると共に前記混練室の
内周面にそって回転する第１の補助撹拌羽根と上記回転
軸側で回転する第２の補助撹拌羽根とを配設し、前記し
た各回転軸に反対方向の回転を与えるための回転駆動手
段を設けたことを特徴とする混合物の調整装置。

（作 用） 逆方向に回転する多段の撹拌羽根によって粉体、粒体
および液体の何れか２種以上である混合すべき撹拌室内
装入材料は相対的に反対方向に移動せしめられ、それら
の反対方向に移動する装入材料の間において効率的な混
合作用が得られる。

上記のような混合操作時において一般的に装入材料が
撹拌室の内面または中心部に排出される傾向が発生する
が、このようにして撹拌室内面に向けあるいは中心に向
けて排出された装入材料は、撹拌室内面にそって回転す
る撹拌羽根による撹拌作用および撹拌室中心部に設けた
撹拌羽根の撹拌作用で掻き取られると共に撹拌室の中間
部に押し出され、従って撹拌室内において部分的に材料
の滞留することを防止する。又このような撹拌室内の面
にそった撹拌羽根と中心部攪拌羽根による各撹拌作用が
前述した中間部の反対方向撹拌羽根による撹拌作用に加
えられることにより撹拌室内全般における撹拌効率を向
上する。

装入材料中に粒状物の如きが存在する場合において、
上記のように相対的に反対方向に撹拌移動せしめられる
装入材料における粒状物はそれら装入材料中にあって効
果的な転動作用せしめられ、又撹拌室の内面および中心
部における各撹拌羽根による撹拌作用の複合された条件
下で撹拌室内における全装入材料に対し複合した前記転
動作用を与え、それら粒状物表面に対する液体または粉
体の何れか一方または双方の接触附着を効率的に得しめ
ると共にその附着状態を安定化する。

更に上記したような結果として短時間内に均等且つ良
好な混合状態を形成し、混練物の場合においても良好な
練上り状態を得しめる。

セメント混練物を得る分割練りの場合において、細骨
材などの粒状物と液体の一部による混合操作で上記のよ
うな転動をも伴った撹拌作用により粒状物全般の表面に
均等状態な液体の附着被覆状態を比較的短時間内に形成
し、この状態でセメント粉を装入し撹拌を継続すること
により１次混練としてのセメント粉の粒状物表面に対す
る安全な附着を得しめ、引続き残部の水と必要な添加物
を装入した撹拌をなすことに２次混練としての目的の混
練物を得しめる。即ち細骨材などに対する液体の均等状
態附着のために特別な真空条件や衝撃作用を利用した別
の機器による処理を不要とし、単一機構たるミキサーの
みによる一貫した撹拌混合操作で短時間内に、しかも相
当多量の材料に関する分割練りを実施せしめる。

水平断面が円形をなした撹拌室内中心部に複数の回転
軸を上下方向に段設し、それら回転軸に傾斜方向を対称
とした主撹拌羽根を夫々取付け、各回転軸に反対方向の
回転を与える回転駆動手段を設けることにより主撹拌羽
根を逆方向に回転する。第１の補助撹拌羽根で撹拌室内
面にそって撹拌し、第２補助撹拌羽根で撹拌室中心部の
回転軸側を撹拌する。

（実施例） 上記したような本発明によるものの具体的実施態様に
ついて説明すると、本発明者等は前記したような従来技
術における問題点を解消することについて検討を重ねた
結果、前記したような混合物の調整に関し特定の複合撹
拌をなすことが有利であることを知った。即ち例えばセ
メント混練物においてはモルタルまたはコンクリートの
何れであるにしろ砂または砂利のような骨材が配合され
るものであることに鑑み、このような配合骨材の逆方向
強制転動ないし強力な剪断力作用条件下の混練をなすこ
とにより効率的な混練をなし得るが、これに撹拌室の壁
面および中心部にそった撹拌を混合せしめることにより
全資料に対し均一な撹拌混合が得られることを確認し
た。

即ち撹拌羽根の一方向回転による一般的な撹拌混練に
よっても被混練物を撹拌室内で移動せしめ、又それなり
の剪断力が作用して混練されることは明らかであるが、
この場合においては静止しようとする被混練物が集合物
として撹拌羽根により単に一方向に移動操作される傾向
が大であって僅かに撹拌羽根回転域の両側において溢れ
出した被混練物と静止状態の被混合物との間で剪断力な
いし骨材の被混合物移動に伴う若干の転がりが得られる
に止まり、方向としては本質的に一方向である。これに
対し上下方向ないし半径方向で複数段の撹拌羽根を用
い、しかもその傾向方向を各段間において反対としたも
のとなし、又それら各段の撹拌羽根を相対的に逆方向と
して回転させるならば、そうした各段撹拌羽根の回転に
よって移動される被混合物の移動方向は相対的に反対方
向となり、各段間の境界部近傍においては被混練物に対
し著しく大きい剪断力が作用することとなり、しかもそ
うした境界部近傍の粒状材などにおいては上下に反対方
向の作用力が与えられる結果、それら作用力で得られる
粒状材の転がり作用も的確に得られることとなるので被
混合物に対する捏和作用が高度に与えられることにな
る。そうした作用の結果として前記粒状材表面における
液体や該液体を介した粉体の附着状態は強力且つ安定化
したものとなり、斯うして例えばセメントないしペース
ト附着状態の安定化した被混練物による製品ないし造形
物は圧縮強度その他の特性において優れたものとなる。

ところが、このような撹拌操作時において撹拌室内の
資料はその撹拌羽根による作用により一般的に撹拌室外
壁の内面（以下撹拌室内面という）あるいは撹拌室中心
部に排出されることとなり、こうして排出された資料は
夫々の部分において停滞する傾向が大きい。即ち撹拌羽
根の作用を適切に受ける領域にあっては前述のように好
ましい結果が得られるとしても上記したような撹拌室内
面および中心部においては好ましい混合結果がもたらさ
れない傾向を確認に、斯うした現象を解消すべく本発明
においては撹拌室内面にそって回動する撹拌羽根および
撹拌室の中心部において回動する垂直的な撹拌羽根をも
併用した撹拌を行なうものである。上記した撹拌室内面
および中心部における垂直的撹拌羽根については上述し
た水平的に対称をなす撹拌羽根とは異なった性格を有す
るとしてもその回動駆動においては同じ手段によってよ
い。然しこの垂直的撹拌羽根に関して夫々の条件に好ま
しい作用を得しめるには機構的に若干複雑化するとして
も別個の駆動手段を採用し、例えば中心部撹拌羽根に関
する回転数を高めるなどの措置を講ずることが好まし
い。

上記したような本発明による装置の概要は第１図と第
２図に示す如くであって、機座10上に設けられた撹拌室
８には上下の主攪拌羽根3,4が同軸状に段設され、これ
らの主撹拌羽根3,4はその傾斜方向が反対とされてい
て、上段の主撹拌羽根３が下向きに傾斜しているのに対
し、下段の主撹拌羽根４は上向きに傾斜している。これ
らの主撹拌羽根3,4に対する駆動は機座10に設けられた
モータのような駆動機構７で行なわれるが、その駆動系
は別に第５図に示す如くであって、駆動機構７で作動さ
れる傘歯車15に対し中心軸11に設けられた傘歯車16と、
該注し軸11に対し同軸且つ軸受19を介して回転自在に取
付けらえた回転筒18の傘歯車17とが上下に対向して係合
せしめられ、中心軸11と逆方向に夫々矢印で示すように
駆動され、これらの中心軸11および回転筒18の取付部1
3,14で前記主撹拌羽根3,4が取付けられている。

又このような構成のものにおいて更に本発明において
は水平断面が円形をなした前記撹拌室８の内面にそい回
転する第１の補助撹拌羽根５と中心部において回転する
第２の補助撹拌羽根６とが設けられ、図示のものにおい
ては補助撹拌羽根５が上記した主撹拌羽根３と共に回転
し、又補助撹拌羽根６が主撹拌羽根４と共に回転するよ
うに設けられている。即ち補助撹拌羽根５は撹拌室８の
内面にそって回転することにより前記したような主撹拌
羽根3,4の回転によってその回転域外側に排出され撹拌
室８の内面に接着停滞しようとする資料を掻き取ると共
に撹拌室８の中間部に撹拌しながら押出す作用をなすも
のであり、又補助撹拌羽根６は撹拌室８の中心部に排出
されて停滞しようとする資料を同じく撹拌室８の中間部
方向に押出す作用をなすもので、従って撹拌室８内にお
ける資料は上述したような主撹拌羽根3,4による撹拌作
用とそれら補助各は羽根5,6による撹拌作用とが混合し
て与えられ、しかも撹拌室内全資料に対して部分的に停
滞することのない常に有効な撹拌作用が繰返されるよう
に成っている。

なおそれなりの大きさを有する撹拌室８においては前
記したような上下の主撹拌羽根3,4は必要に応じて前記
中心軸11からの半径方向位相を異にして設けられ、撹拌
室８における中心側のものと外周側のものとが交互に位
置せしめられ、場合によっては更にそれら中心側と外周
側との中間に位置したものを採用し、それらの主撹拌羽
根3,4としては半径方向において比較的短小なものを用
いることにより各主撹拌羽根3,4の回転時における抵抗
を補助撹拌羽根5,6のそれと同等となし上述したような
構成による主撹拌羽根回転撹拌時の抵抗を小ならしめ、
しかも撹拌室８の全般において均等な撹拌効果を与える
ようとすることができる。撹拌室８の一側には混合物を
排出するためのゲート１が設けられ、該ゲート１にはシ
リンダー２が取付けられていて所定の混合を経た混合物
は該ゲート１を開くことにより排出シュート1aから取り
出されるように成っている。

前記したような本発明によるものは別に第３、４図と
して示すように実施することができる。即ち主撹拌羽根
3,4と補助撹拌羽根5,6とを用いること自体は前記した第
１、２図のものと同様であるが、撹拌室８内において多
段に配設された主撹拌羽根3,4の設定レベルを同一状態
とし各主撹拌羽根3,4が何れも撹拌室の底面に接した状
態として位置したものであり、即ちこの場合においては
主撹拌羽根3,4が撹拌室８における半径方向において多
段とされ、然して斯うした主撹拌羽根3,4に対して補助
撹拌羽根5,6を前記第１、２図の場合と同じ配設し、そ
れぞれの撹拌羽根を逆方向に回転駆動するように成って
いるものであって、撹拌室８内における資料の移動ない
し撹拌時の挙動にそれなりの差があるとしても基本的に
は同様な撹拌混合効果が得られる。

上記したような主撹拌羽根3,4および補助撹拌羽根5,6
の駆動に関する仔細については第５図に示すようにモー
タ駆動軸に多段の傘歯車15a,15bを取付け、これらの傘
歯車15a,15bに前記傘歯車16,17を係合させることにより
上述したような撹拌羽根3,4または5,6の何れか一方また
は双方の回転速度ないしトルクを異なったものとしてよ
い。又場合によっては撹拌羽根3,4を各別のモータで駆
動し、それら各別のモータによる駆動速度を各個に可変
せしめることにより夫々の被混練物における混練条件に
即応せしめ効率的な混練を行わせ得る。

前記した第１、２図または第３、４図に示すものにお
いて、この第５図のような駆動構成が採用されることに
より各攪拌羽根の相対的な回転数が変えられ、即ち攪拌
室８の中心部に位置した攪拌羽根4,6の回転数を攪拌室
８の内側面（外側）に近い攪拌羽根3,5より大となし、
回転速度（周速）としては適当にバランスした回転攪拌
条件を形成することができる。即ちこのようにバランス
した回転攪拌条件により攪拌室８内の資料は偏りのない
的確な攪拌混合効果を受けることとなり、効率的混合と
共にばらつきのない混合ないし混練結果を短時間内に達
成することができる。

更に第６図に示すように上記した主攪拌羽根３に関し
て中心軸11に取付けた昇降筒21に取付け部13を介した取
付けをなし、該昇降筒21を中心軸11に対し別に取付けた
調整座22との間に弾性材23およびガイド手段24を介して
支持させることにより主攪拌羽根３が回転筒18の取付部
14に取付けられた前述主攪拌羽根４に対して採る間隔が
弾性的に可変されるようにし、粗骨材などの粒度変化に
よっても主攪拌羽根を損傷せしめ、あるいは大きなトル
ク変化を与えることなしに混練し得るようにしてもよ
い。特に前記主攪拌羽根3,4の間隔と被混練物中におけ
る骨材の最大径との間には実用上大きな関係があり、即
ち主攪拌羽根3,4の間隔は骨材最大径の少くとも2.5倍以
上、好ましくは３倍以上にすることが損耗の少い混練を
得る上において枢要であって、一方混練効率を高めるに
は主攪拌羽根3,4の間隔が過大になることは好ましくな
く、一般的に骨材最大径の10倍以下、好ましくは５倍以
下とすべきであるから、このような被混練物中骨材最大
径の如何により主攪拌羽根3,4間の間隔調整設定を前記
第６図と共に第７図に比較して示すように適宜に変更せ
しめ、夫々の場合に応じて適宜に選ばしめる。

前記したように本発明者等の開発した分割練り方式に
従った場合においては、骨材に１次水を附着せしめた条
件下でセメントを添加して行う１次混練に当っては攪拌
室８内における混練物の見掛け容積が相当に嵩高いもの
となり、一般的に表乾状態の細骨材、粗骨材に単にセメ
ントを添加した混合物容積の２倍前後、場合によっては
2.5倍の見掛け容積を示すこととなる。即ちセメント粉
が骨材粒子の周面に吸着被覆されて増径状態となり、し
かもそうした増径骨材が粘着したセメント質被覆をバイ
ンダーとして接合し各増径骨材間に空隙が大きく形成さ
れた状態となることによるものと推定されるが、このよ
うな状態となる被混練物の混練に対し前記したような主
攪拌羽根3,4による混捏は頗る有効であって、前記した
ような転動は接合が点的であることから非常に効率的に
得られ、骨材粒子に対するセメント粉の前週面覆着を有
利に促進し、又覆着層を安定強化する。又このような１
次混練に当っては混練トルクが混練の進行に伴って増加
するが、最適１次最良（W₁/C）となった場合においてト
ルク値（具体的にはミキサーの電力値）が最大となり、
これよりW₁/Cが低い場合および高い場合は何れもこの電
力値が低いもので、これは最適W₁/C状態のときに湿潤し
た骨材（主として細骨材）にセメントが最も効率よく吸
着され、練り込まれた状態であることを示すものである
が、このような最大トルクピーク点が上記のような主攪
拌羽根3,4を用いることにより明確に顕われ、この１次
練り時における最適W₁/Cの管理を容易とする。

更に上記のような１次練り後における２次水（W₂）を
用いた２次練りに当っては従来の混合設備を採用した場
合において前記のような嵩高い状態の被混練物の容積が
追加された２次水によって接合部分における滑りないし
流動性が高められることから漸次小となる混練トルクも
低下し、電力値が低下するが、このようにして得られる
２次練り電力値の安定域は得られた混練物のフロー値や
スランプ値と有意な関係があり、この２次練り電力値の
安定域で練り上った混練物の流動性ないし成形性を管理
できるが、斯うしたスランプ値やフロー値の管理に関し
ても前記したような主攪拌羽根3,4を用いることにより
好ましい的確性をもたらすことができる。何れにしても
好ましい１次練りおよび２次練りを実現し、又適正な練
り混ぜ時間の管理を可能として、合理的に分割練り混ぜ
を行わしめ、その効果を適切に得しめる。

ところがこのような被混練物の１次混練と２次混練時
における容積変化に対して本発明における補助攪拌羽根
5,6は好ましい緩衝作用をなす。つまり前記のような１
次および２次の混練作用に当って補助攪拌羽根5,6は内
外側から被混練物を主攪拌羽根3,4の攪拌回転域に押出
すわけであるが、元来が嵩高となっている１次混練時に
はそうした補助攪拌羽根5,6の作用によってもそれ以上
の嵩高性（見掛け容積）を形成することは少いが、容積
が大きく減少する２次混練に際して補助攪拌羽根5,6が
作用することによりその嵩高性を復元する作用をなすこ
ととなる。即ち内外から押し戻される資料により容積増
加傾向が得られることは明らかで、このことは１次、２
次練りを従来の同じ機構で実施する場合において第１、
２図に示したように主攪拌羽根3,4が上下方向で対設さ
れたものにあっては２次混練時の容積減少で上段攪拌羽
根が充分に作用しないこととなり、又同一レベルに主攪
拌羽根3,4が設けられた場合においてはそれら主攪拌羽
根の上部における負荷減少（下部における負荷増大）を
招くことからその効率が低下することとなるのをその嵩
高性復元でそれなりに緩和する。又２次混練時の嵩高性
復元は資料が緻密化し且つ流動性が低下することにより
攪拌時のトルク増大をも緩和することとなり、何れにし
ても安定した１次、２次の一貫混練を実現する。

なお、本発明によるものは各攪拌羽根３〜６に関し
て、その回転速度を混合混練条件の如何などによって適
宜に変えることが好ましく、斯うした目的を達するため
に第8,9図に示すように複数の原動機構7a,7bを採用する
ことができる。即ち１例として第3,4図のような構成の
ものにおいて、このように複数の原動機構7a,7bを採用
することによって、外側攪拌羽根33,35に対して内側攪
拌羽根34,36の回転数を一般的に大とすることが可能
で、回転速度（周速）としてはバランスした攪拌作用あ
るいはそれらの何れか一方を回転周速において他方と変
化させることが可能であり、そうした回転攪拌作用によ
り夫々の攪拌混合条件下において眞に好ましい有利な作
用を適宜に実現することができる。

上記したような本発明の装置を用いて具体的に実施し
た混合ないし混練例について適宜に従来法による比較的
と共に説明すると以下の如くである。

混合例１ 第８、９図に示したような装置において、第５図に示
した原動機からの駆動系を採用して川砂に対する表面水
の附着被覆を目的とした混合を実施した。

即ち径が1200mmで、高さが800mmの攪拌室８内に200kg
の川砂を装入すると共に14の水を添加し、各攪拌羽根
33〜36を攪拌羽根33、35が25rpm、撹拌羽根４、６を58r
pmで回転せしめて攪拌処理した。

一方比較例としては攪拌羽根４枚を用いた市販強制練
りミキサーを採用し、同じ川砂と同じく14の水を添加
して60rpmの回転速度による攪拌混合を実施した。

このような各攪拌混合において、スタート後５秒毎に
第10図に示すような各測定点〜において、攪拌室８
の上部および下部から夫々試料を採取し、それら試料に
おける附着水量を測定した結果を要約して示すと次の第
１表の如くであった。

即ち本発明例によるものは第３回目の採取（攪拌開始
後15秒）において、偏差値σ_ｎが0.08％と非常に少い値
を示しており、充分に均等化した水分附着状態と言え
る。これに対し比較例のものは第10回目の採取（攪拌開
始後50秒）においても偏差値σ_ｎが0.16％であって、相
当に高いが、例えば第３回目や第６回目のように偏差値
が前回よりも高くなる現象があり、この偏差値が必ずし
も適正となし得ないものであり、このような附着水量の
ばらつきをもったものは前述した本発明者等の開発に係
る分割練るに採用した場合においてセメント粉の附着が
不完全である。

なお、本発明例と比較例において平均値に差のある
のは装入川砂自体における附着水量の変動によるものと
認められる。

混合例２（普通混練の場合） セメント251kg/m³、砂834kg/m³、砂利1064kg/m³、水1
60.85kg/m³、混和剤（ポゾリスNo.70）1.65kg/m³の割合
に配合した混練物〔水セメント比64.7％、砂粗骨材比
（S/a）が44.6％〕を得るに当り、これらの材料を同じ
く第１図に示した本発明装置に装入しその混練時間を4
5.50および55秒の３段階とした本発明方法によるもの
（No.1〜No.3）と、従来の強制式パン型のミキサーによ
る混練時間60秒の混練物（No.4）とを得た。

これらの混練物についての練り上り状態を試験測定し
た結果は次の第２表の如くである。

即ち本発明によるものは混練時間45秒のNo.1のもので
あっても従来の強制式ミキサーによる混練時間60秒のも
のと同等の練上り状態であることが確認され、混練時間
を50秒以上とすることにより何れにしてもNo.4の比較例
以上の練上り特性を得しめることが確認された。

混合例３ 本発明によるものと、比較例について、分割練り混ぜ
による混練物を得た。用いたミキサーは混合例２で述べ
たものと同様であり、混練物の配合関係についても混合
物例１による表面附着水5.7の川砂を用いた以外は前記
した混合例２におけると同じとしたが、本発明者等の開
発した分割練り混ぜ手法に従い、１次水（W₁）として30
/m³を用いた混練をなしてから残部の２次水（W₂）を
加えた２次混練して練り上げた。

本発明によるもの（No.1〜No.4）と比較例のもの（N
o.5）は、何れも砂、砂利と１次水を用いて15秒間の一
定混合操作を行ってからセメントを添加して１次混練
し、次いで２次水と混和剤（混練例１におけると同じポ
ゾリスNo.70）を加えて２次混練したもので、１次混練
および２次混練時間は次の第３表の如くで、１次混練の
造殻時間を変え、２次混練は一定時間とした。

得られた各混練物（コンクリート）についての練上り
状態を測定した結果は次の第４表の如くであった。

即ち造殻混練（１次混練）時間を15秒とした本発明の
No.1のものは空気量が若干高目でブリージング率も高め
であるとしても全般的には比較例No.5の１次混練に35秒
を必要としたものを実質的に同じレベルの練り上り状態
となっていることが明かであり、それより１次混練時間
を大としたNo.2〜５のものは何れも比較例No.5より優れ
た練り上り状態となっている。１次混練時間を25秒とし
たNo.3のものにおいては既に最高状態の練り上りに達し
ているものと言うことができ、それより１次混練時間を
10秒多くし35秒の１次混練を行ったNo.4のものにおいて
もそれ以上の練上り状態向上が少い。

然してNo.1およびNo.2のものは１次混練時間が比較例
No.5のものに対して２分の１程度であることは明かで、
この１次混練における必要電力値は前述したような事情
からしてスタート時において既に２次混練における必要
電力値より高く、一般的に２次混練における必要電力値
の２倍以上であって（ピーク点ではより高い）、この１
次混練時間を前記したように半減し得ることは頗る有意
義である。勿論比較例以上の練り上り状態を短時間に得
しめることは上記の通りで、工業的に頗る有用である。
なおこの実施例においては２次混練時間を一定とした
が、本発明によるものは混練効果が大であるから、この
２次混練時間に関してもそれなりの短縮を得しめること
は言うまでもない。

混合例４ 第１図に示したような本発明の装置と比較例のミキサ
ーを用いて焼結金属原料粉の混合を同様に実施した。

即ち100メッシュ以下の市販鉄粉60重量部に同様メッ
シュの銅粉40重量部と黒鉛粉末２重量部の割合で攪拌室
に装入し本発明装置によるものは80秒間、市販ミキサー
による比較例のものは80秒間の攪拌混合を実施した。

得られた混合物で原料粉は外径10mm、内径4mmの軸受
体として2.5ton/cm²の圧力で圧粉成形したものを900℃
の還元雰囲気で50分間の焼結せしめ、次いでサイジング
し気孔率20vol％程度の製品とし、このような焼結軸受
材に−25mmHg程度の真空条件で気孔中の空気を除去する
と共にタービン油を含浸させて含油軸受とした。

これらの製品に関して無作為にそれぞれ100個のサン
プルを選びその圧環強度（kg/mm²）を測定し、平均値と
バラツキ範囲を求めた結果は本発明によるミキサーで混
合したものが平均値において比較例のものより1.5kg/mm
²程度高くし、しかもバラツキ範囲においては＋側が0.3
kg/mm²低く、一方−側では2.1kg/mm²程度少ないもので
あって、安定した品質を有していることが確認された。

「発明の効果」 以上説明したような本発明によるときは比較的短時間
内に効率的な混練を行わしめることができて好ましい練
り上り状態を形成せしめ、特に有利な混練物を得ること
のできる分割練りの如きに関して真空条件や衝撃力を利
用した特別な機器による細骨材の附着水調整を必要とせ
ず、単一ミキサーによりこの表面附着水調整と１次、２
次の各混練を一貫して実施せしめ、それらの効果を得し
めると共にそうした各行程について的確な管理を可能と
し、適切な操業を行わしめるなどの効果を有しており、
工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を示すものであって、第１図は
本発明における混練物調整装置の１例を示した平面図、
第２図はその部分切欠側面図、第３図はその別の実施態
様についての平面図、第４図はその切欠側面図、第５図
はその攪拌羽根駆動機構部分の側面図、第６図は対設さ
れた主攪拌羽根についての間隔調整機構の断面図、第７
図はその調整操作状態を第６図と対比的に示した同様な
断面図、第８図は本発明による更に別の実施形態につい
ての平面図、第９図はその側面図、第10図は本発明の混
合例とその比較例に関して攪拌室内サンプリング位置の
説明図である。 然してこれらの図面において、3,4は主攪拌羽根、5,6は
補助攪拌羽根、7,7a,7bは原動機構、８は攪拌室、10は
機座、11は中心軸、13,14は取付部、18は回転筒、21は
昇降筒、22は調整座、23は弾性材、24はガイド手段、3
3,35は外側攪拌羽根、34,36は内側攪拌羽根を示すもの
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−4426（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−158007（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−13322（ＪＰ，Ｕ) 特許2867266（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B28C 5/16 B01F 7/20

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉体、固体粒子および液体の何れか２種ま
   たはそれ以上の材料を混合するに当って、混合すべき材
   料を撹拌羽根が多段に配設された撹拌室に装入し、上記
   した多段の撹拌羽根を相互に逆方向回転すると共に撹拌
   室内面にそって回転する撹拌羽根による撹拌作用と撹拌
   室中心部に設けた撹拌羽根による撹拌作用をも与え、そ
   れら撹拌羽根相互の撹拌作用を与えることを特徴とする
   混合物の調整方法。
2. 【請求項２】セメントのような粉状物と骨材のような粒
   状物および水のような液体を用いた混合物を得るに当
   り、前記した粒状物と液体の一部を撹拌羽根が多段に配
   設された撹拌室に装入し、上記した多段の撹拌羽根を相
   互に逆方向回転すると共に撹拌室内面にそって回転する
   撹拌羽根による撹拌作用と撹拌室中心部に設けた撹拌羽
   根による撹拌作用をも与え、それら撹拌羽根相互の撹拌
   作用を与えて上記粒状物表面に液体を均等状態に附着せ
   しめ、次いで同じ撹拌室に前記粉状物を添加して同様に
   撹拌羽根相互による撹拌作用を与え、更に残部の液体お
   よび所要の添加物を装入して同じく撹拌羽根相互による
   撹拌作用を与えることを特徴とする混合物の調整方法。
3. 【請求項３】水平断面が円形をなした撹拌室内中心部に
   複数の回転軸を上下方向に段設し、それら回転軸に傾斜
   方向を対称とした主撹拌羽根を夫々取付けると共に前記
   混練室の内周面にそって回転する第１の補助撹拌羽根と
   上記回転軸側で回転する第２の補助撹拌羽根とを配設
   し、前記した各回転軸に反対方向の回転を与えるための
   回転駆動手段を設けたことを特徴とする混合物の調整装
   置。