JP3188646B2

JP3188646B2 - 骨材、固化材及び液体の混合方法及び混合装置

Info

Publication number: JP3188646B2
Application number: JP09276997A
Authority: JP
Inventors: 禎助川
Original assignee: 禎助川
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 2001-07-16
Anticipated expiration: 2017-03-28
Also published as: JPH10272616A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、骨材、固化材及び
液体の混合方法及び混合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築、土木などの現場で使用されるコン
クリート及びモルタルは、砂、砂利等からなる骨材、セ
メント（固化材）、及び水から構成されており、これら
骨材、セメント及び水を練り混ぜることにより製造され
る。すなわち、コンクリート及びモルタルは、骨材、セ
メント及び水を容器内に投入して、この容器内に設置さ
れたスクリュー等を回転し、骨材、セメント、及び水を
攪拌することにより、製造させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このスクリュー等を回
転させることにより骨材、セメント及び水を攪拌する方
法は、骨材の成分がある程度均一で、かつ粘度が低く、
また粘着性が小さいものであれば、これらを十分に練り
混ぜることができるものの、骨材の成分が不均一である
か、その粘度が高く、また粘着性が大きいものである場
合、スクリュー等による攪拌方法では、骨材、セメント
及び水を十分に練り混ぜることができないという問題点
がある。

【０００４】近年特に、資源のリサイクルや産業廃棄物
の処理等の必要性から、地中掘削の作業の際に生じる土
砂、泥水等をコンクリート等の骨材又は水として利用さ
れている。この様な土砂、泥水等を用いてコンクリート
等を製造する場合、掘削場所等により土砂、泥水等の性
状が不均一で、粘度等が異なることが多いため、スクリ
ュー等による攪拌方法では十分に練り混ぜることができ
ない。

【０００５】本発明は、以上のような問題点に鑑み、骨
材の性状が不均一であるか、その粘度が高く、また粘着
性が大きい場合であっても、コンクリート等の製造にお
いて、骨材、固化材及び液体を十分に練り混ぜることが
できる骨材、固化材及び液体の混合方法及び混合装置を
提供しようとするもので、具体的には少なくとも骨材、
固化材及び液体を混合する方法において、容器内に骨材
を投入する投入工程と、骨材が投入された容器内に固化
材と混合された液体を高圧で噴出させることにより、骨
材、固化材及び液体を攪拌する攪拌工程と、を備えたこ
とを特徴とするものである。また、少なくとも骨材、固
化材及び液体を混合する混合装置において、骨材が投入
される容器と、固化材と液体が混合される混合室と、該
混合室で固化材が混合された液体を前記容器内にに高圧
で噴出させることにより、骨材、固化材及び液体を攪拌
する攪拌装置と、を備えたことを特徴とするものであ
る。

【０００６】本発明は、固化材が混合された液体を骨材
に高圧噴射することにより、骨材、固化材及び液体を混
合しているので、骨材相互間に固化剤と水が混合された
液体を容易に浸透させることができ、骨材、固化材及び
液体を短時間でより十分に練り混ぜることができる。こ
のため、骨材の成分が不均一であったり、その粘度が高
く、粘着性が大きい場合であっても、骨材、固化材及び
液体を十分に練り混ぜることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の態様につい
て説明する。本発明に係る骨材等の混合方法及び混合装
置では、容器内に骨材と固化材を投入し、これに液体を
高圧で噴出させて骨材等を流動化させながら、骨材と、
固化材と、液体とを混合させるので、骨材の性状如何に
拘らず骨材等の攪拌が十分に行われる。

【０００８】また、骨材が投入された容器内に固化材を
投入する前に、固化材を液体と混合室で混合し、液体と
ともに容器内に高圧で噴出させても良い。この様に、事
前に固化材を液体と混合し、液体とともに容器内の骨材
に高圧で噴出させれば、骨材の流動化時に液体だけでな
く固化材も骨材相互間に容易に浸透させることができ、
骨材、固化材及び液体を短時間でより十分に練り混ぜる
ことができる。

【０００９】前記攪拌工程は、液体を圧力調整自在に噴
出させる高圧水発生装置を用い、土砂の粘度や土砂塊の
硬度等に応じて液体の噴出圧を調整するようにすると良
い。この様な噴出する液体の圧力の調整は、ノズルから
噴出される液体の形状を変化させることによっても行う
ことができる。例えば、ノズルの噴出口を絞って直線状
の液体を噴出させ、ノズルの噴出口を開いて放射状の液
体を噴出させても良い。

【００１０】本発明に係る混合方法において、攪拌工程
は、容器の中心から容器の周縁に向かって液体を噴出さ
せることが好ましく、その場合、液体を放射状又は直線
状に噴出させることが好ましい。容器の周縁に向かって
液体を噴出させ、かつ液体を放射状に噴出させることに
よって、液体の噴出範囲を外方向に広げることができ、
骨材及び固化材の間に隈なく液体を浸透させて混合物の
流動性をさらに増加させることができる。また、液体を
直線状に噴出させることによって、液体の噴出方向を一
個所に集中できるので、液体の噴出圧が高められ、例え
ば多量の土砂が一つの大きな塊状体からなる場合であっ
ても、その塊状体を砕いて砂礫状の骨材を含む流動化さ
れた土砂にすることができる。

【００１１】本発明に係る混合方法において、攪拌工程
は、前記容器の軸を中心として、液体の噴出方向を回転
させてもよく、この様に液体を噴出させることによって
も、液体の噴出範囲を広げることができる。

【００１２】また、本発明に係る混合装置は、高圧水発
生装置の噴出口としてノズルを用い、このノズルから噴
出する液体の量を調整する噴出量調整装置をさらに備え
ても良く、骨材の粒径、粘度など性状に基づいて噴出量
を調整することにより、所望の粘性状態に骨材等を混合
することができる。

【００１３】このノズルは、容器の中心から容器の周縁
に向かって液体を噴出させるよう構成されていること、
液体を放射状又は直線状に噴出させるよう構成されてい
ること、容器の軸方向を中心に回転するよう構成されて
いること、容器の軸方向に昇降可能に構成されているこ
と、及び振動するよう構成されていることの何れか、又
はこれらの構成の組み合わせからなることが好ましい。

【００１４】また、本発明に係る混合方法及び混合装置
において、容器は、地面を掘削して形成された土砂ピッ
トであることが好ましく、この様に地面を掘削して容器
を形成することにより、作業の容易化及び設備の簡素化
を図ることができる。

【００１５】本発明に係る骨材等の混合方法及び混合装
置において、骨材は、掘削作業によって生じた土砂を用
い、液体は、泥水を用いることが好ましい。この様に、
掘削作業によって生じた土砂を骨材として使用し、泥水
を液体として使用することにより、掘削土砂や泥水の有
効利用と資源のリサイクルを図ることができる。

【００１６】

【実施例】次に、本発明の第１実施例を図面に基づいて
説明する。図１は、本発明の第１実施例に係る骨材、固
化材及び水を混合する装置（以下、「混合装置」とい
う）の概略図である。なお、第１実施例においては、固
化材としてセメント、骨材及び水として、掘削作業によ
って生じた土砂及び泥水を使用する。

【００１７】混合装置は、セメント、土砂及び泥水の攪
拌を行う土砂ピット１０と、固化材であるセメントを貯
蔵するセメントタンク１２と、掘削作業によって生じた
泥水を貯蔵する泥水タンク１４と、掘削作業によって生
じた土砂１６を積載する土砂積載所１８と、泥水を容器
１０内に噴出するノズル２０と、泥水に高圧を加えるこ
とにより、泥水を泥水タンク１４からノズル２０まで運
び、土砂ピット１０内に噴出させる高圧水発生装置２２
と、を備えている。

【００１８】土砂ピット１０は、第１実施例において
は、土木、又は建築現場の地面を垂直方向に掘削するこ
とにより形成されたものであり、円柱状に形成されてい
る。セメントタンク１２は、パイプ２４を介してセメン
トと泥水を混合する混合室２６に接続させており、セメ
ントタンク１２に貯蔵されているセメントが、ポンプ２
８によって混合室２６に供給されるよう構成されてい
る。

【００１９】泥水タンク１４は、パイプ３０を介して高
圧水発生装置２２に接続されており、高圧水発生装置２
２は、パイプ３２を介して混合室２６に接続されてい
る。泥水タンク１４は、高圧水発生装置２２によって、
泥水タンク１４に貯蔵されている泥水を高圧の状態でパ
イプ３０及び３２を介して混合室２６に供給するよう構
成されている。この圧力発生装置２２によって泥水に加
えられる圧力は、後述するマイクロコンピュータ４４に
よって制御される。

【００２０】ノズル２０、２０は、混合室２６に接続さ
れたパイプ３４の先端部周面に土砂ピット１０の周縁方
向に泥水を噴出するように相互に背向して設置されてい
る。高圧水発生装置２２及びポンプ２８によって、混合
室２６内に供給され、混合されたセメント及び泥水は、
高圧の状態でパイプ３４を通ってノズル２０から土砂ピ
ット１０内に噴出するよう構成されている。パイプ３４
は、混合室２６内に設けられたモータ（図示省略）によ
って、回転可能で、かつ昇降可能に接続されている。

【００２１】図２は、第１実施例に係る混合装置によっ
て、製造されるコンクリートの粘度、密度等の性状を調
整する制御装置の概略図である。この制御装置は、所望
のコンクリートの粘度、密度等の性質、及び土砂ピット
１０内に投入された土砂の量、性状（土砂の粘度等）な
どのデータを入力する入力装置３６と、ノズル２０から
噴出する泥水の噴出形状を調整するノズル調整装置３８
と、泥水に加える圧力を調整する高圧水発生装置２２
と、ノズル２０から噴出する泥水の量を調整する噴出量
調整装置４２と、セメントタンク１２に貯蔵されている
セメントを混合室２６に供給するポンプ２８と、これら
各装置の稼動を制御するマイクロコンピュータ４４と、
を備えている。

【００２２】ノズル調整装置３８は、ノズル２２から噴
出する泥水の噴出範囲を調整するものである。すなわ
ち、ノズル調整装置３８は、ノズル２０から泥水を直線
状に噴出させるか、又は放射状に噴出させることがで
き、放射状に噴出させる場合、その放射状に広がる範囲
も調整することができる。

【００２３】ノズル２０から噴出する泥水が直線状であ
る場合、泥水は、一個所に集中して噴出するため、塊状
体の土砂を粉砕して、流動化された土砂とすることがで
きる。反対に、ノズル２０から噴出する泥水が放射状で
ある場合、泥水は、分散して噴出するので、泥水の噴出
範囲を拡大することができ、以って土砂及びセメントの
間に、隈なく泥水を噴出することができる。したがっ
て、大きな塊状体土砂が多く含まれている場合、噴出す
る泥水の形状が直線状又は放射状に一定時間毎（例えば
３０秒毎）に変化するよう制御することにより、塊状体
土砂を粉砕するとともに、効率的に土砂、セメント及び
泥水を流動化させて、練り混ぜることができる。また、
高圧水発生装置２２によって、噴出する泥水の圧力を高
くした場合、土砂の粘度が高く、また粘着性が大きい場
合であっても、容易に土砂等を練り混ぜることができ
る。この様に、噴出する泥水の形状、圧力などを調整す
ることにより、どの様な土砂であっても、セメント及び
泥水とともに練り混ぜることができる。

【００２４】次に、第１実施例の作用について説明す
る。先ず、土砂積載所１８に積載された土砂を例えばパ
ワーシャベル等によって土砂ピット１０内に計量して適
量投入する。次に、投入された土砂の量及びその性状、
並びに所望のコンクリートのデータ（粘度、密度など）
を入力装置３６に入力する。これら入力されたデータに
基づいてマイクロコンピュータ４４は、所定の指示をポ
ンプ２８、高圧水発生装置２２、ノズル調整装置３８、
及び噴出量調整装置４２に送る。ポンプ２８は、マイク
ロコンピュータ４４から送られたデータに基づいてセメ
ントタンク１２に貯蔵された所定量のセメントを混合室
２６に供給する。高圧水発生装置２２は、マイクロコン
ピュータ４４から送られたデータに基づいて泥水に加え
る圧力を調整し、噴出量調整装置４２によって調整され
た量の泥水を混合室２６に供給する。混合室２６に供給
されたセメント及び泥水は、混合室で混合され、高圧水
発生装置２２によってパイプ３４を介してノズル調整装
置３８によって調整されたノズル２０から土砂ピット１
０内に高圧の状態で噴出される。この際、混合室２６内
に設けられたモータによってパイプ３４を回転させつつ
昇降させる。

【００２５】以上のように、第１実施例によれば、土砂
及びセメントが投入された土砂ピット内に泥水を噴出さ
せ、土砂及びセメントの間に浸透させているので、これ
らの混合物の流動性が増加し、土砂、セメント及び泥水
を十分に練り混ぜることができる。特に、第１実施例に
おいては、セメントを泥水とともに高圧の状態で噴出し
ているので、泥水だけでなく、セメントも土砂の間に浸
透させることができ、土砂、セメント及び泥水をより十
分に練り混ぜることができる。また、第１実施例によれ
ば、ノズル２０がパイプ３４に伴って回転しつつ昇降す
るので、泥水の噴出範囲を拡大することができ、土砂ピ
ット１０内に隈なく泥水を噴出させることができる。よ
って、より十分に土砂、セメント及び泥水を練り混ぜる
ことができる。

【００２６】また、第１実施例によれば、土砂、セメン
ト及び泥水の混合装置を簡素化することができるので、
製造用地を少なくすることができ、例えば設備一式を車
載する移動型の製造プラントを製造することができる。

【００２７】次に、本発明の第２実施例について、第１
実施例と異なる点についてのみ図３に基づいて説明す
る。第２実施例の混合装置のセメントタンク１２は、混
合室２６に接続されておらず、パイプ２４を介してポン
プ２８によって直接土砂ピット１０内に投入されるよう
構成されている。

【００２８】ノズル２０は、パイプ３４の周面に上下方
向適宜間隔をおいて一対毎複数組設けられている。この
パイプ３４は、昇降可能に構成されておらず、振動器４
４に振動可能かつ回転可能に設置されている。この振動
器４４には、高圧水発生装置２２に接続されたパイプ３
２が接続されている。泥水タンク１４に貯蔵された泥水
は、パイプ３０及び３２を介して高圧水発生装置２２に
よって振動器４４に高圧の状態で供給され、次いでパイ
プ３４を介してノズル２０から噴出するよう構成されて
いる。

【００２９】以上のように、第１及び第２実施例におい
ては、土砂ピット１０を一つしか設けなかったが、図４
に示すように土砂ピット１０を複数併設し、それに合わ
せて混合室２６、パイプ３４等を設けてもよい。また、
第１及び第２実施例においては、骨材及び液体として、
土砂及び泥水を用いたが、これに限定する必要はなく、
骨材として砂、液体として水などを併用してもよい。さ
らに、第１及び第２実施例においては、土砂、セメント
及び泥水を練り混ぜているが、さらに混和材料等他の成
分を加えても良いことは当然である。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、骨材の
成分が不均一であるか、またその粘度が高い場合であっ
ても、コンクリート等の製造において、骨材、セメント
及び水を十分に練り混ぜることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る骨材、固化材及び液体の混合装置
についての第１実施例の概略図である。

【図２】図１における制御装置の概略図である。

【図３】本発明に係る骨材、固化材及び液体の混合装置
についての第２実施例の概略図である。

【図４】本発明に係る骨材、固化材及び液体の混合装置
についての第１実施例の他の態様を示した概略図であ
る。

【符号の説明】

１０土砂ピット（容器）１２セメントタンク（固化材）１４泥水タンク（液体）１６土砂（骨材）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも骨材（１６）、固化材（１
２）及び液体（１４）を混合する方法において、容器
（１０）内に骨材（１６）を投入する投入工程と、骨材
（１６）が投入された容器（１０）内に固化材（１２）
と混合された液体（１４）を高圧で噴出させることによ
り、骨材（１６）、固化材（１２）及び液体（１４）を
攪拌する攪拌工程と、を備えたことを特徴とする骨材、
固化材及び液体の混合方法。
【請求項２】前記攪拌工程は、液体（１４）を圧力調
整自在に噴出させる請求項１記載の骨材、固化材及び液
体の混合方法。
【請求項３】前記攪拌工程は、地面を掘削して形成さ
れた土砂ピット内で攪拌される請求項１又は２記載の骨
材、固化材及び液体の混合方法。
【請求項４】前記攪拌工程は、掘削作業によって生じ
た土砂を用いる請求項１乃至３のいずれか記載の骨材、
固化材及び液体の混合方法。
【請求項５】前記液体（１４）は、掘削作業によって
生じた泥水である請求項１乃至４のいずれか記載の骨
材、固化材及び液体の混合方法。
【請求項６】少なくとも骨材（１６）、固化材（１
２）及び液体（１４）を混合する混合装置において、骨
材（１６）が投入される容器（１０）と、固化材（１
２）と液体（１４）を混合する混合室（２６）と、該混
合室（２６）内で固化材（１２）が混合された液体（１
４）を前記容器（１０）内にに高圧で噴出させることに
より、骨材（１６）、固化材（１２）及び液体（１４）
を攪拌する攪拌装置と、を備えたことを特徴とする骨
材、固化材及び液体を混合する混合装置。
【請求項７】前記攪拌装置は、液体（１４）を圧力調
整自在に噴出させる高圧水発生装置（２２）を備えた請
求項６記載の骨材、固化材及び液体を混合する混合装
置。
【請求項８】前記容器（１０）は、地面を掘削して形
成された土砂ピットである請求項６又は７記載の骨材、
固化材及び液体を混合する混同装置。