JP3303889B2 - セメントペーストミキシング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、セメントペーストを
製造するセメントペーストミキシング装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種の建設、土木工事や住宅
などの建築工事において、コンクリートが広く用いられ
ている。

【０００３】このコンクリートは、セメント、骨材
（砂、砂利）および水を練り混ぜ、砂利のすきまを砂で
満たし、これをセメントと水、さらに場合によっては混
和剤を練り混ぜたセメントペースト（以下、この構成の
ものをセメントペーストと定義する）で膠着させたもの
である。

【０００４】ところで、コンクリートの特色の一つとし
て、固化後の強度、耐久性が良好であることが挙げられ
るが、このうち特に強度はセメントに対する水の重量比
（これを水セメント比という）に大きく支配される。

【０００５】このため、コンクリート工場やダム工事な
どの大規模な工事現場に設置されている、いわゆるバッ
チャプラントと呼ばれるコンクリート製造装置には、水
セメント比を管理するために、セメントおよび水、その
他の材料の重量を自動計量してからミキサへ投入する方
式のものがある。

【０００６】一方、道路工事などの比較的小規模な工事
現場に設置されるものには、例えば、実公昭５７−５７
９４０号公報に示されるように、セメントおよび水、そ
の他の材料の配合の割合を管理するために、ミキサ全体
の重量を表示して各材料の投入量を監視する機能を備え
たものがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
自動計量は、各材料をミキサへ投入する時点で行われる
もので、実際にミキサ内に投入された各材料の重量を計
量しているものではない。

【０００８】言い換えれば、ミキサ内の各材料の実際の
重量を管理しているものではない。したがって、例え
ば、計量後のセメントや水がミキサ内へ投入される前に
ミキサの外部にこぼれたり、セメントなどの粉体材料が
シューベルシュート（ミキサまでの材料の通路）の内周
壁にこびりついたままであっても、所定量の材料が投入
されたものとしてそのままミキシングが行われ、その結
果、水セメント比が適性でないセメントペーストを用い
てコンクリートを製造してしまうことがある。

【０００９】また、ミキサ全体の重量を表示する機能を
備えたものでは、作業者が重量表示を視認しながら、各
材料の投入操作を行うため、セメントペーストの水セメ
ント比を適正な値に保つことがむずかしい。

【００１０】この発明は、このような実情を背景として
創作されたもので、水セメント比があらかじめ設定され
た所定範囲内に保たれたセメントペーストを供給するこ
とができるセメントペーストミキシング装置を提供する
ことを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、請求項１に係る発明は、セメントの排出量を調節す
るセメント量調節バルブが設けられたセメントタンク
と、水の排出量を調節する水量調節バルブが設けられた
水タンクと、重量検出手段を有し、各タンクからそれぞ
れ排出されたセメント及び水をミキシングしてセメント
ペーストを製造するミキサ部と、セメント及び水の投入
順序及びそれぞれの投入設定量が入力された制御部とを
備えたセメントペーストミキシング装置において、制御
部は、投入順序に基づいてセメント量調節バルブ又は水
量調整バルブのいずれか一方を開放して当該投入に係る
セメント又は水を設定投入量まで投入させ、続いて、セ
メント量調節バルブ又は水量調節バルブの他方を開放し
て当該投入に係るセメント又は水を設定投入量まで投入
させ、双方の投入が完了したら重量検出手段から検出さ
れる投入量から実際の水セメント比を算出し、その実際
の水セメント比とセメント及び水の設定投入量から算出
される設定水セメント比との誤差を算出して、その誤差
が所定範囲内になるまで投入すべきセメント又は水に係
るバルブを開閉制御することを特徴としている。請求項
２に係る発明は、請求項１に記載のセメントペーストミ
キシング装置において、制御部は、重量検出手段により
検出される投入量がそれぞれの投入に係る設定投入量の
８０％に達したところで、時間当たりの投入量を少なく
することを特徴としている。

【００１２】

【作用】請求項１の発明によれば、制御部は、あらかじ
め入力されているセメント及び水のそれぞれの設定投入
量及び投入順序に基づいて、セメント量調節バルブ又は
水量調節バルブのいずれかから順次一つずつ開閉制御
し、一種類ずつミキサ部に投入させる。

【００１３】また、このミキサ部には、重量検出手段が
設けられており、セメントと水とのそれぞれの投入時
に、この重量検出手段から逐次出力される実際の投入量
が制御部に入力され、これらの投入量が制御部により制
御される。

【００１４】さらに、この制御部は、セメント及び水の
実際の投入量から算出される水セメント比と、それぞれ
の設定投入量から算出される水セメント比との誤差を算
出し、この誤差が所定範囲内になるまで、投入すべきセ
メント又は水に係るバルブを開閉制御する。

【００１５】したがって、制御部がいわば重量監視機能
を果たすことになり、水セメント比があらかじめ設定さ
れた範囲内に保たれたセメントペーストを供給すること
ができる。請求項２の発明によれば、請求項１の発明に
加え、セメント及び水のそれぞれの投入時において、設
定投入量の８０％まで投入した後に時間当たり、例えば
毎秒当たりの投入量を少なくする。 したがって、セメン
ト及び水の過剰投入が抑えられ、必要以上にセメントペ
ーストを生成することが防止される。

【００１６】

【実施例】以下、この発明のセメントペーストミキシン
グ装置の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１７】図１において、１はセメントペーストミキ
シング装置で、セメントタンク２と、水タンク３と、副
材料としての混和剤を貯える混和剤タンク４とを備えて
いる。セメントタンク２には、セメントサイロ５からス
クリューフィーダ６によってセメントが搬送投入され、
あらかじめ設定されている投入量のセメントを一時貯え
るようになっている。このセメントタンク２には、計量
器（図示省略）が設けられており、セメントの排出量を
調節するセメント量調節バルブ７が閉状態のときにセメ
ントタンク２内に貯えられるセメントの重量を計量する
ようになっている。ここで計量されたセメントは、後述
するミキサ部に投入される。

【００１８】なお、セメント量調節バルブ７は、圧縮空
気で駆動するバタフライ弁とされている。

【００１９】水タンク３には、水中ポンプ８が設けら
れ、この水中ポンプ８によって汲み上げられた水は配管
９を通って、やはり後述するミキサ部に投入される。な
お、Ｆは水循環弁である。

【００２０】配管９の途中には、水の排出量を調節する
水量調節バルブ１０が設けられている。この水量調節バ
ルブ１０も圧縮空気で駆動するバタフライ弁とされてい
る。混和剤タンク４には、混和剤を排出するロータリー
式ポンプ１１が設けられ、このロータリー式ポンプ１１
によって排出された混和剤は配管１２を通って、やはり
後述するミキサ部に投入される。

【００２１】配管１２の途中には、混和剤の排出量を調
節する混和剤量調節バルブ１３が設けられている。この
混和剤量調節バルブ１３は、圧縮空気で駆動する三方弁
とされている。これは、ロータリー式ポンプ１１の排出
が定量と同時に停止とならないため、ロータリー式ポン
プ１１を作動させたままで、混和剤の排出量の調節を行
うために設けられたものである。

【００２２】１４は、計量されたセメントと、水および
混和剤を貯えてミキシングを行いセメントペーストを製
造するミキサ部で、撹拌マシンＭを備えている。

【００２３】このミキサ部１４には、このミキサ部１４
全体の重量を検出する重量検出手段としてのロードセル
１５が装着されている。

【００２４】ミキサ部１４に設けられた排出バルブ（圧
縮空気で駆動するバタフライ弁）１６の下方には、ミキ
サ部１４で製造されたセメントペーストを貯えるととも
に、その固化を防止するためのアジテータタンク１７が
設置されている。このアジテータタンク１７は、撹拌マ
シンＭと液面レベルを検出するための超音波レベルセン
サＳとを備えている。

【００２５】このアジテータタンク１７には、排出バル
ブ１８と水洗用バルブ１９（いずれも圧縮空気で駆動す
るバタフライ弁）とが設けられ、排出バルブ１８の排出
側にはグラウトポンプ２０が配管２１によって接続され
ている。水洗用バルブ１９は、配管２２によって配管９
と接続されている。

【００２６】この配管２２の途中には、水量補正用の水
量調節バルブとしての水量微調整バルブ２３が設けら
れ、この水量微調整バルブ２３によって水量を微調整さ
れた水もミキサ部１４に投入されるようになっている。
なお、この水量微調整バルブ２３も圧縮空気で駆動する
バタフライ弁とされている。

【００２７】３１は、各バタフライ弁７、１０、１６、
１８、１９および２３の開閉ならびに水中ポンプ８をは
じめとする各駆動部の作動を制御する制御部としてのマ
イクロコンピュータで、ＣＰＵ３２、メモリ部３３およ
び操作盤３４とから構成されている。

【００２８】メモリ部３３には、セメントと水と混和剤
のそれぞれの設定投入量および投入順序があらかじめ入
力されている。

【００２９】ＣＰＵ３２には、ロードセル１５および超
音波レベルセンサＳからのデジタル信号が入力されるよ
うになっている。

【００３０】このマイクロコンピュータ３１は、図２お
よび図３に示す制御手順にしたがって前記の開閉制御を
行う。なお、この実施例では、水、混和剤、セメントの
順序で投入が行われるものとする。また、混和剤の含有
量は水セメント比に関与しないものなので、設定量が正
しく投入されているものとする。さらに、水中ポンプ８
などの駆動部の作動制御は前記開閉制御に連動するもの
なので、説明を省略する。

【００３１】まず、水量調節バルブ１０を開き、水をミ
キサ部１４に投入する（ステップＳ１）。

【００３２】そして、ミキサ部１４全体の重量を逐次検
出する。すなわち、水の実際の投入量を検出する。この
水の投入量が設定量の８０％に達したところで、毎秒当
りの投入量を少なくして投入量をできるだけ設定量に近
づける（ステップＳ２）。

【００３３】水の投入量が設定量にほぼ等しくなったと
ころで、水量調節バルブ１０を閉じる（ステップＳ
３）。

【００３４】次に、混和剤量調節バルブ１３を開き、混
和剤をミキサ部１４に投入する（ステップＳ４）。

【００３５】そして、ミキサ部１４全体の重量を逐次検
出する。すなわち、混和剤の実際の投入量を検出する
（ステップＳ５）。

【００３６】混和剤の投入量が設定量にほぼ等しくなっ
たところで、混和剤量調節バルブ１３を閉じる（ステッ
プＳ６）。

【００３７】さらに、セメント量調節バルブ７を開き、
セメントをミキサ部１４に投入する（ステップＳ７）。

【００３８】そして、ミキサ部１４全体の重量を逐次検
出する。すなわち、セメントの実際の投入量を検出する
（ステップＳ８）。

【００３９】このセメントの投入量が設定量の８０％に
達したところで、毎秒当りの投入量を少なくしながら投
入量をできるだけ設定量に近づけ、セメントの投入量が
設定量にほぼ等しくなったところで、セメント量調節バ
ルブ７を閉じる（ステップＳ９）。

【００４０】これらの投入動作が終了した後、水の実際
の投入量Ｗ1とセメントの実際の投入量Ｃ1から実際の水
セメント比Ａ（＝Ｗ1／Ｃ1）を算出するとともに、水の
設定投入量Ｗとセメントの設定投入量Ｃとから得られる
設定水セメント比Ｂ（＝Ｗ／Ｃ）を算出し、ＡとＢとの
誤差百分率Ｘ（＝（（Ａ−Ｂ）／Ｂ）×１００）（％）
を算出する（ステップＳ１０）。

【００４１】このＸが、０≦Ｘ≦２の範囲内にあるかど
うかをステップＳ１１で判断する。０≦Ｘ≦２の場合に
は、ミキサ部１４が作動してミキシングを行う（ステッ
プＳ１３）。

【００４２】一方、Ｘ＜０の場合には、Ｘ＝０となる水
の量を算出して、水量微調整バルブ２３を開き、その量
に相当する水を投入する。そして、ステップＳ１０にも
どる（ステップＳ１４）。

【００４３】また、２＜Ｘの場合には、Ｘ＝２となるセ
メントの量を算出して、セメント量調節バルブ７を開
き、その量に相当するセメントを投入する。そして、ス
テップＳ１０にもどる（ステップＳ１５）。

【００４４】これらのステップＳ１０〜ステップ１５
を、Ｘが０≦Ｘ≦２を満足するまでループして投入動作
を終了する（ステップＳ１６）。

【００４５】以上のステップにより、セメントと水のい
ずれか一つが投入完了するごとにロードセル１５から出
力される実際の投入量がマイクロコンピュータ３１に入
力される。

【００４６】このマイクロコンピュータ３１は、前記設
定投入量とこの実際の投入量との誤差を検出し、この誤
差によって実際の水セメント比が所定範囲を越えている
ときに、実際の水セメント比が前記所定範囲内になるま
でその投入に係るセメント量調節バルブ７と水量微調整
バルブ２３のいずれか一つを開閉制御する。

【００４７】したがって、マイクロコンピュータ３１が
いわば重量監視機能を果たすことになり、水セメント比
があらかじめ設定された範囲内に保たれたセメントペー
ストが得られる。

【００４８】また、各材料の実際の使用消費量などは、
メモリ部３３に記憶され、操作盤３４に設けられたプリ
ンタ（図示省略）によって、日報などとして出力するよ
うにしてもよい。

【００４９】なお、この発明は、セメントペーストミキ
シング装置のみならず、バッチャプラントなどのコンク
リートミキシング装置にも応用することができる。

【００５０】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のセメントペーストミキシング装置の
説明図である。

【図２】この発明のセメントペーストミキシング装置に
設けられるマイクロコンピュータの制御手順を示すフロ
ーチャートの一部である。

【図３】図２に示すフローチャートに続くフローチャー
トである。

【符号の説明】

１ セメントペーストミキシング装置 ２ セメントタンク ７ セメント量調節バルブ ３ 水タンク １０ 水量調節バルブ ２３ 水量微調整バルブ（水量調節バルブ） ４ 混和剤タンク（副材料タンク） １１ 混和剤量調節バルブ（副材料量調節バルブ） １４ ミキサ部 １５ ロードセル（重量検出手段） ３１ マイクロコンピュータ（制御部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭57−105711（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−35216（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B28C 7/00 - 7/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セメントの排出量を調節するセメント量調
   節バルブが設けられたセメントタンクと、水の排出量を
   調節する水量調節バルブが設けられた水タンクと、重量
   検出手段を有し、前記各タンクからそれぞれ排出された
   前記セメント及び前記水をミキシングしてセメントペー
   ストを製造するミキサ部と、前記セメント及び前記水の
   投入順序及びそれぞれの投入設定量が入力された制御部
   とを備えたセメントペーストミキシング装置において、 前記制御部は、前記投入順序に基づいて前記セメント量
   調節バルブ又は前記水量調整バルブのいずれか一方を開
   放して当該投入に係る前記セメント又は前記水を設定投
   入量まで投入させ、続いて、前記セメント量調節バルブ
   又は前記水量調節バルブの他方を開放して当該投入に係
   る前記セメント又は前記水を設定投入量まで投入させ、
   双方の投入が完了したら前記重量検出手段から検出され
   る投入量から実際の水セメント比を算出し、該実際の水
   セメント比と前記セメント及び前記水の前記設定投入量
   から算出される設定水セメント比との誤差を算出して、
   該誤差が所定範囲内になるまで投入すべき前記セメント
   又は前記水に係るバルブを開閉制御することを特徴とす
   るセメントペーストミキシング装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記制御部は、前記重
   量検出手段により検出される投入量がそれぞれの投入に
   係る設定投入量の８０％に達したところで、時間当たり
   の投入量を少なくすることを特徴とするセメントペース
   トミキシング装置。