JP4284696B2 - セメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＳＥＣ工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート中の細骨材や粗骨材の表面を水セメント比の小さいセメントペーストで造殻することで、セメントの分散性を高め、ひいてはコンクリートの品質と耐久性を高めることができるＳＥＣ(Sand Enveloped with Cement、登録商標)工法（以下、ＳＥＣ工法をセメント造殻方法と呼ぶ）が知られている。
【０００３】
かかるセメント造殻方法は、コンクリートの混練工程が一次練り工程と二次練り工程に分かれており、一次練り工程では、骨材に一次水とセメントとを加えて混練する。
【０００４】
このようにすると、骨材の周囲にセメントペーストが付着し造殻されることとなる。
【０００５】
次に、造殻された骨材に二次水を加えて二次混練を行う。
【０００６】
かかる二段階の混練工程により、セメントの分散性が向上しコンクリートの品質を高めることが可能となる。
【０００７】
ところで、セメント造殻方法の実効化を図るには、一次練りにおける一次水を正確に計量することが必要となるが、骨材は、その貯蔵状況や気候条件等によって含水状態が異なり、湿潤状態の骨材を用いるとコンクリート中の水量が骨材の表面水の量だけ増加し、乾燥状態の骨材を用いるとコンクリート中の水量は有効吸水量だけ減少する。すなわち、一次練りにおける一次水を計量するにあたっては、骨材の湿潤状態を考慮しなければならない。
【０００８】
【非特許文献１】
アイザワコンクリート、[online]、[平成１５年４月２４日検索]、インターネット＜URL : http://www.aizawa-group.co.jp/news/sec.html＞
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、骨材の湿潤状態を評価する指標である表面水率は、従来、細骨材が貯蔵されたストックビンと呼ばれる貯蔵容器から少量の試料を採取してその質量及び絶乾状態での質量を計測し、次いで、これらの計測値と予め測定された表乾状態の吸水率とを用いて算出していた。
【００１０】
しかしながら、このような測定方法では、絶乾状態の質量を計測するのにバーナー等による加熱作業が必要となるため、経済性や時間の面で非現実的であるという問題を生じていた。
【００１１】
また、このような問題を補うべく、練混ぜ状況をオペレータが目視で確認したり、ミキサの負荷電流を参考にすることによって練混ぜ水量の調整を行うといった方法を採用することがあるが、かかる方法自体が精度の低いものであり、結局、強度面で２０％近い大きな安全率を見込まざるを得なくなり、不経済な配合となるという問題も生じていた。
【００１２】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、セメント造殻方法において一次練りにおける一次水を正確に計量可能なセメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るセメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法は請求項１に記載したように、セメント、骨材及び一次水を一次混練し、次いで、一次混練された一次混練物に二次水を加えて二次混練を行うセメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法において、
前記一次水の質量を、前記セメント及び前記骨材の質量並びにそれらの拘束水率を用いて単位容量あたりの質量Ｍw1として決定し、
次いで、Ｍw1を用いて以下の式、すなわち、
Ｍws＝Ｎ・（Ｍw1―Ｍs・βmax）―Ｍwx (1)
ここで、Ｎ ；混練ぜ容量
Ｍs ；示方配合に示された骨材の質量（単位容量あたり）
Ｍwx ；洗浄水の質量
βmax ；想定される最大表面水率
（表面水率 ；表面水の質量／表乾状態における骨材の質量）
から水浸計量水の質量Ｍwsを算出し、
次いで、Ｍwsを用いて以下の式、すなわち、
Ｍss＝ρs・（Ｍws／ρw）・αmax・（１＋βmin）
／（１―αmax・（１＋（ρs／ρw）・βmin）） (2)
ここで、βmin；想定される最小表面水率
ρs ；表乾状態における前記骨材の密度
ρw ；水の密度
αmax；水浸骨材計量の際に想定される最大充填率
から水浸計量用骨材の質量Ｍssを算出し、
次いで、前記水浸計量用骨材を骨材貯留手段から分取するとともに該水浸計量用骨材を前記水浸計量水とともに所定の容器に入れて水浸骨材とし、
次いで、前記水浸骨材の容量Ｖsubを計測し、
次いで、前記Ｍws及び前記容量Ｖsubを用いて以下の式、すなわち、
βs＝（Ｖsub―Ｍws／ρw―Ｍss／ρs）
／（Ｍss／ρw―Ｖsub＋Ｍws／ρw） (3)
から前記水浸計量用骨材の表面水率βsを算出し、
次いで、算出された表面水率βsを用いて以下の式、すなわち、
ΔＭw1＝Ｎ・（Ｍw1―Ｍs・βs）―Ｍwx―Ｍws (4)
から補正水の質量ΔＭw1を算出する一方、
以下の式、すなわち、
Ｍsw＝Ｎ・Ｍs・（１＋βmin）―Ｍss (5)
から通常計量用骨材の質量Ｍswを算出するとともに該通常計量用骨材を前記骨材貯留手段から取り出し、
次いで、Ｍswを用いて以下の式、すなわち、
ΔＭs＝Ｎ・Ｍs・（１＋βs）―Ｍss―Ｍsw (6)
から補正骨材の質量ΔＭsを算出し、
次いで、前記水浸骨材、前記通常計量用骨材、前記セメント、前記補正水及び前記補正骨材を混練手段内に投入するとともに前記容器内を前記洗浄水で洗浄して洗浄後の処理水及びそれに含まれる骨材を前記混練手段に投入し、
次いで、前記混練手段を作動させて一次混練するものである。
【００１４】
また、本発明に係るセメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法は請求項２に記載したように、セメント、骨材及び一次水を一次混練し、次いで、一次混練された一次混練物に二次水を加えて二次混練を行うセメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法において、
前記一次水の質量を、前記セメント及び前記骨材の質量並びにそれらの拘束水率を用いて単位容量あたりの質量Ｍw1として決定し、
次いで、Ｍwlを用いて以下の式、すなわち、
Ｍws′≦Ｎ・（Ｍw1―Ｍs・βmax）―Ｍwx (1′)
ここで、Ｎ ；混練ぜ容量
Ｍs ；示方配合に示された骨材の質量（単位容量あたり）
Ｍwx ；洗浄水の質量
βmax ；想定される最大表面水率
（表面水率 ；表面水の質量／表乾状態における骨材の質量）
を満たす水浸計量水の質量Ｍws′を任意に定めるとともに、該水浸計量水を使って水浸骨材とするための水浸計量用骨材の質量Ｍss′を任意に定め、
次いで、前記水浸計量用骨材を骨材貯留手段から分取するとともに該水浸計量用骨材を前記水浸計量水とともに所定の容器に入れて水浸骨材とし、
次いで、前記水浸骨材の容量Ｖsub′を計測し、
次いで、前記Ｍws′及び前記容量Ｖsub′を用いて以下の式、すなわち、
βs′＝（Ｖsub′―Ｍws′／ρw―Ｍss′／ρs）
／（Ｍss′／ρw―Ｖsub′＋Ｍws′／ρw） (3′)
ここで、ρs ；表乾状態における前記骨材の密度
ρw ；水の密度
から前記水浸計量用骨材の表面水率βs′を算出し、
次いで、算出された表面水率βs′を用いて以下の式、すなわち、
ΔＭw1′＝Ｎ・（Ｍw1―Ｍs・βs′）―Ｍwx―Ｍws′ (4′)
から補正水の質量ΔＭw1′を算出する一方、
以下の式、すなわち、
Ｍsw′＝Ｎ・Ｍs―Ｍss′ (5′)
から通常計量用骨材の質量Ｍsw′を算出するとともに該通常計量用骨材を前記骨材貯留手段から取り出し、
次いで、Ｍsw′を用いて以下の式、すなわち、
ΔＭs′＝Ｎ・Ｍs・（１＋βs′）―Ｍss′―Ｍsw′ (6′)
から補正骨材の質量ΔＭs′を算出し、
次いで、前記水浸骨材、前記通常計量用骨材、前記セメント、前記補正水及び前記補正骨材を混練手段内に投入するとともに前記容器内を前記洗浄水で洗浄して洗浄後の処理水及びそれに含まれる骨材を前記混練手段に投入し、
次いで、前記混練手段を作動させて一次混練するものである。
【００１５】
請求項１の発明に係るセメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法においては、まず一次水の質量を、セメント及び骨材の質量並びにそれらの拘束水率を用いて単位容量あたりの質量Ｍw1として決定する。
【００１６】
次に、Ｍw1を用いて以下の式、すなわち、
Ｍws＝Ｎ・（Ｍw1―Ｍs・βmax）―Ｍwx (1)
ここで、Ｎ ；混練ぜ容量
Ｍs ；示方配合に示された骨材の質量（単位容量あたり）
Ｍwx ；洗浄水の質量
βmax ；想定される最大表面水率
（表面水率 ；表面水の質量／表乾状態における骨材の質量）
から水浸計量水の質量Ｍwsを算出する。
【００１７】
骨材は、粗骨材を排除するものではないが、本発明では、表面水のばらつきが大きい細骨材を主として対象とする。その場合には、Ｍsは、単位容量、例えば１ｍ³のコンクリートに必要な混練材料として示方配合に示された細骨材の質量となる。
【００１８】
以下の説明では、骨材を細骨材として説明する。
【００１９】
洗浄水は、水浸方式による計量後、水浸骨材が収容されていた容器の内面に付着残留している骨材を洗い流して混練手段に確実に投入するために必要となるものである。
【００２０】
なお、洗浄水の質量が単位容量あたりの質量Ｍwx′として把握されている場合には、Ｍwx＝Ｎ・Ｍwx′とすればよい。
【００２１】
ここで、セメント造殻工法においては、セメントや細骨材の質量及びそれらの拘束水率によって一次混練に使用する一次水の質量が一義的に決定されるため、一次混練時における水量は、そのように決定された一次水の質量に一致させる必要がある。そして、一致しない場合の水量補正の仕方としては、余剰水を取り除くよりも、不足水を補充する方が精度上あるいは作業上、望ましい。
【００２２】
したがって、水浸計量水の質量Ｍwsを決定するにあたっては、後工程における水量補正が不足水を補充する水量補正となるようにしなければならない。骨材の湿潤状態を最大の表面水率と想定するのはそのためである。
【００２３】
なお、表面水率は、一般的には３％、６％というように百分率で表記されることが多いが、本発明においては、式を簡素化するため、％表示ではなく、表乾状態における骨材の質量に対する表面水の質量の比率、すなわち、0.03、0.06と定義する。
【００２４】
ここで、セメント造殻工法とは、従来技術の欄でも定義したようにコンクリート中の細骨材や粗骨材の表面を水セメント比の小さいセメントペーストで造殻する工法をいうものであって、いわゆるＳＥＣ(Sand Enveloped with Cement、登録商標)工法を指す。
【００２５】
次に、Ｍwsを用いて以下の式、すなわち、
Ｍss＝ρs・（Ｍws／ρw）・αmax・（１＋βmin）
／（１―αmax・（１＋（ρs／ρw）・βmin）） (2)
ここで、βmin；想定される最小表面水率
ρs ；表乾状態における前記骨材の密度
ρw ；水の密度
αmax；水浸骨材計量の際に想定される最大充填率
から水浸計量用骨材の質量Ｍssを算出する。
【００２６】
(2)式は以下のように導くことができる。
【００２７】
まず、上述したように水浸計量を行う場合における充填率（細骨材容量／全容量）を最大値として考える。これは、細骨材が完全に水没した状態のものが水浸骨材であるため、細骨材が水の表面から突出しない状態を充填率の限界と考えるべきだからである。
【００２８】
この場合、水浸状態における砂と水の比率は、Ｍssを未知数として以下の関係が成り立つ。ここで、Ｍssが湿潤砂であることに注意する。

【００２９】
この比率関係をＭssについて解けば、(2)式を導くことができる。
【００３０】
ここで、Ｍss／(１＋β)が骨材の表乾質量、Ｍss・β／(１＋β)が骨材の表面水質量であることは言うまでもないが、後工程において不足水を補充する水量補正となるようにするには、表面水率βが小さく水浸骨材中の骨材割合が高いと想定した方が都合がよい。
【００３１】
そのため、水浸計量用骨材の質量Ｍssを算出する場合における細骨材の表面水率βは、(2)式に示すように最小表面水率βminとしてある。
【００３２】
次に、質量Ｍssの水浸計量用骨材を骨材貯留手段から分取するとともに、該水浸計量用骨材を質量Ｍwsの水浸計量水とともに所定の容器に入れ、水浸骨材とする。
【００３３】
次に、水浸骨材の容量Ｖsubを計測する。
【００３４】
容器は、上述した水浸計量用骨材と水浸計量水とを水浸骨材として収容することが可能でかつ、その水浸骨材の容量を計測できるものであればどのような容器でもよい。
【００３５】
また、水浸骨材の容量Ｖsubを計測する手段についても任意であるが、例えば、水浸骨材の液位を計測する液位計測手段、具体的には電極式変位センサを用いることができる。
【００３６】
次に、Ｍws及び容量Ｖsubを用いて以下の式、すなわち、

から水浸計量用骨材の表面水率βsを算出する。
【００３７】
(3)式は以下のように導くことができる。
【００３８】
すなわち、水浸計量用骨材の質量Ｍssに対する容量と水浸計量水の質量Ｍwsに対する容量の合計が水浸骨材の容量Ｖsubになるので、βsを未知数として、以下の式が成り立つ。
Ｍss／(１＋βs)／ρs＋（Ｍss・βs／(１＋βs)＋Ｍws）／ρw＝Ｖsub
【００３９】
これをβsについて解けば、(3)式を導くことができる。
【００４０】
次に、算出された表面水率βsを用いて以下の式、すなわち、
ΔＭw1＝Ｎ・（Ｍw1―Ｍs・βs）―Ｍwx―Ｍws (4)
から補正水の質量ΔＭw1を算出する。
【００４１】
なお、洗浄水の質量が単位容量あたりの質量Ｍwx′として把握されている場合には、Ｍwx＝Ｎ・Ｍwx′とすればよい。
【００４２】
一方、以下の式、すなわち、
Ｍsw＝Ｎ・Ｍs・（１＋βmin）―Ｍss (5)
から通常計量用骨材の質量Ｍswを算出するとともに、該通常計量用骨材を骨材貯留手段から取り出す。
【００４３】
次に、Ｍswを用いて以下の式、すなわち、
ΔＭs＝Ｎ・Ｍs・（１＋βs）―Ｍss―Ｍsw (6)
から補正骨材の質量ΔＭsを算出する。
【００４４】
次に、水浸骨材、通常計量用骨材、セメント、補正水及び補正骨材を混練手段内に投入するとともに、上述した容器内を洗浄水で洗浄し、洗浄後の処理水及びそれに含まれる骨材を混練手段に投入する。
【００４５】
次に、混練手段を作動させて一次混練する。
【００４６】
請求項２の発明に係るセメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法においては、まず一次水の質量を、セメント及び骨材の質量並びにそれらの拘束水率を用いて単位容量あたりの質量Ｍw1として決定する。
【００４７】
次に、Ｍwlを用いて以下の式、すなわち、
Ｍws′≦Ｎ・（Ｍw1―Ｍs・βmax)―Ｍwx (1′)
ここで、Ｎ ；混練ぜ容量
Ｍs ；示方配合に示された骨材の質量（単位容量あたり）
Ｍwx ；洗浄水の質量
βmax ；想定される最大表面水率
（表面水率 ；表面水の質量／表乾状態における骨材の質量）
を満たす水浸計量水の質量Ｍws′を任意に定める。
【００４８】
ここで、セメント造殻工法においては、セメントや細骨材の質量及びそれらの拘束水率によって一次混練に使用する一次水の質量が一義的に決定されるため、一次混練時における水量は、そのように決定された一次水の質量に一致させる必要がある。そして、一致しない場合の水量補正の仕方としては、余剰水を取り除くよりも、不足水を補充する方が精度上あるいは作業上、望ましい。
【００４９】
したがって、水浸計量水の質量Ｍws′を決定するにあたっては、後工程における水量補正が不足水を補充する水量補正となるようにしなければならない。骨材の湿潤状態を最大の表面水率と想定するのはそのためである。
【００５０】
それゆえ、(1′)を満たすように水浸計量水の質量Ｍws′を定めれば、後工程における水量補正が余剰水の除去になるおそれはない。
【００５１】
なお、骨材、洗浄水、表面水率の表記に関する説明は請求項１の発明と同様であり、以下の説明では骨材を細骨材として説明する。また、上述したように、洗浄水の質量が単位容量あたりの質量Ｍwx′として把握されている場合には、Ｍwx＝Ｎ・Ｍwx′とすればよい。
【００５２】
次に、上述の水浸計量水を使って水浸骨材とするための水浸計量用骨材の質量Ｍss′を任意に定める。
【００５３】
水浸計量用骨材の質量は、該水浸計量用骨材が上述の水浸計量水に完全に水没ように適宜定めればよい。
【００５４】
次に、質量Ｍss′の水浸計量用骨材を骨材貯留手段から分取するとともに、該水浸計量用骨材を質量Ｍws′の水浸計量水とともに所定の容器に入れ、水浸骨材とする。
【００５５】
次に、水浸骨材の容量Ｖsub′を計測する。
【００５６】
なお、水浸骨材を収容する容器や水浸骨材の容量Ｖsubを計測する手段については、請求項１と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００５７】
次に、Ｍws′及び容量Ｖsub′を用いて以下の式、すなわち、

ここで、ρs ；表乾状態における前記骨材の密度
ρw ；水の密度
から水浸計量用骨材の表面水率βs′を算出する。なお、(3′)の導き方は(3)と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００５８】
次に、算出された表面水率βs′を用いて以下の式、すなわち、
ΔＭw1′＝Ｎ・（Ｍw1―Ｍs・βs′）―Ｍwx―Ｍws′ (4′)
から補正水の質量ΔＭw1′を算出する。
【００５９】
なお、洗浄水の質量が単位容量あたりの質量Ｍwx′として把握されている場合には、Ｍwx＝Ｎ・Ｍwx′とすればよい。
【００６０】
一方、以下の式、すなわち、
Ｍsw′＝Ｎ・Ｍs―Ｍss′ (5′)
から通常計量用骨材の質量Ｍsw′を算出する。なお、水浸計量用骨材の質量を定めるにあたり、上述したように表面水率を考慮せずに一定にしたと同様、ここでも表面水率は考慮しないが、後工程において表面水率を考慮して骨材量を補正するので問題とはならない。
【００６１】
つまり、請求項１に係る発明では、表面水率を想定しながら水浸計量水や水浸計量用骨材を算出したが、その場合には、骨材が変わるごとにそれらの値が大きく変動するとともにそれに伴って水浸骨材の容量も大きく変動し、その結果、容量の異なる複数の容器を準備しなければならなくなる懸念がある。
【００６２】
それに対し、請求項２に係る発明では、常に同じ容器を使用することの作業性の便宜を優先すべく、水浸計量水及び水浸計量用骨材の各質量を一定にした。
【００６３】
このようにすれば、水浸計量用骨材の表面水率の影響で水浸骨材の容量に変動はあるものの、その変動は、容器を変えずとも対応することが可能となる。
【００６４】
次に、質量Ｍsw′の通常計量用骨材を骨材貯留手段から取り出す。
【００６５】
次に、Ｍsw′を用いて以下の式、すなわち、
ΔＭs′＝Ｎ・Ｍs・（１＋βs′）―Ｍss′―Ｍsw′ (6′)
から補正骨材の質量ΔＭs′を算出する。
【００６６】
次に、水浸骨材、通常計量用骨材、セメント、補正水及び補正骨材を混練手段内に投入するとともに、上述した容器内を洗浄水で洗浄し、洗浄後の処理水及びそれに含まれる骨材を混練手段に投入する。
【００６７】
次に、混練手段を作動させて一次混練する。
【００６８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るセメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６９】
（第１実施形態）
【００７０】
図１は、本実施形態に係るセメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法の手順を示したフローチャートである。同図でわかるように、本実施形態に係るセメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法においては、その一次混練工程において、まず、公知のセメント造殻工法に従って単位容量あたりの一次水の質量Ｍw1を算出する（ステップ１０１）。
【００７１】
次に、Ｍw1を用いて以下の式、すなわち、
Ｍws＝Ｎ・（Ｍw1―Ｍs・βmax）―Ｍwx (1)
ここで、Ｎ ；混練ぜ容量
Ｍs ；示方配合に示された細骨材の質量（単位容量あたり）
Ｍwx ；洗浄水の質量
βmax ；想定される最大表面水率
（表面水率 ；表面水の質量／表乾状態における細骨材の質量）
から水浸計量水の質量Ｍwsを算出する（ステップ１０２）。
【００７２】
次に、Ｍwsを用いて以下の式、すなわち、

ここで、βmin；想定される最小表面水率
ρs ；表乾状態における細骨材の密度
ρw ；水の密度
αmax；水浸骨材計量の際に想定される最大充填率
から水浸計量用骨材の質量Ｍssを算出する（ステップ１０３）。
【００７３】
次に、質量Ｍssの水浸計量用骨材を骨材貯留手段である細骨材貯留ビンから分取するとともに、該水浸計量用骨材を質量Ｍwsの水浸計量水とともに所定の容器に入れ、水浸骨材とする。本実施形態では、骨材が細骨材であるので、水浸細骨材ともいえる。
【００７４】
次に、電極式変位センサ等を用いて水浸骨材の容量Ｖsubを計測する（ステップ１０４）。
【００７５】
次に、Ｍws及び容量Ｖsubを用いて以下の式、すなわち、

から水浸計量用骨材の表面水率βsを算出する（ステップ１０５）。
【００７６】
次に、算出された表面水率βsを用いて以下の式、すなわち、
ΔＭw1＝Ｎ・（Ｍw1―Ｍs・βs）―Ｍwx―Ｍws (4)
から補正水の質量ΔＭw1を算出する（ステップ１０６）。
【００７７】
一方、以下の式、すなわち、
Ｍsw＝Ｎ・Ｍs・（１＋βmin）―Ｍss (5)
から通常計量用骨材の質量Ｍswを算出するとともに、該通常計量用骨材を骨材貯留手段から取り出す（ステップ１０７）。
【００７８】
次に、Ｍswを用いて以下の式、すなわち、
ΔＭs＝Ｎ・Ｍs・（１＋βs）―Ｍss―Ｍsw (6)
から補正骨材の質量ΔＭsを算出する（ステップ１０８）。
【００７９】
次に、水浸骨材、通常計量用骨材、セメント、補正水及び補正骨材を混練手段内に投入するとともに、上述した容器内を洗浄水で洗浄し、洗浄後の処理水及びそれに含まれる細骨材を混練手段に投入する（ステップ１０９）。
【００８０】
次に、混練手段を作動させて一次混練する（ステップ１１０）。
【００８１】
なお、二次混練における二次水の計量については、公知のセメント造殻工法にしたがって行えばよい。
【００８２】
以上説明したように、本実施形態に係るセメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法によれば、一次混練における一次水及び細骨材を計量するにあたり、細骨材の一部を分取し、該分取された細骨材を水浸方式で計量することで正確な表面水率を算出し、次いで、該表面水率を用いて補正水及び補正骨材を算出するようにしたので、一次水は、細骨材の表面水が考慮された形で正確に計量されることとなる。
【００８３】
したがって、セメント造殻工法の一次混練において一次水の計量の精度が向上し、セメントの分散性が高くなり均質なコンクリートを製造することができるというセメント造殻工法の作用効果をさらに高めることが可能となる。
【００８４】
【実施例】
上述の実施形態にしたがってセメント造殻工法における一次混練の計量を行う具体的手順の一例を以下に説明する。
【００８５】
セメント造殻工法を用いて製造するコンクリートの示方配合を表１に示す。
【００８６】
【表１】

【００８７】
まず、セメント造殻工法に従い、セメントの拘束水率Ｘcを２４％、細骨材の拘束水率Ｘsを２．９４％とし、単位容量あたりの一次水の質量Ｍw1を以下のように算出する。

【００８８】
次に、βmaxを０．１、洗浄水を5kgとし、(1)式により以下のようにＭwsを算出する。

【００８９】
次に、αmaxを0.5、βminを0とし、(2)式により以下のようにＭssを算出する。
Ｍss＝ρs・（Ｍws／ρw）・αmax・（１＋βmin）
／（１―αmax・（１＋（ρs／ρw）・βmin））
＝2.62×33.8×0.5×(1+0)/(1-0.5)
＝88.6 kg
【００９０】
次に、質量Ｍssの水浸計量用骨材を細骨材貯留ビンから分取するとともに、該水浸計量用骨材を質量Ｍwsの水浸計量水とともに所定の容器に入れ、水浸骨材とする。
【００９１】
次に、水浸骨材の容量Ｖsubを計測し、その計測結果を用いて(3)式で表面水率βsを算出するが、ここでは算出結果が０．０５であったと仮定し、次に、(4)式から以下のように補正水の質量ΔＭw1を算出する。

【００９２】
一方、通常計量用骨材の質量Ｍswを、表面水率βminを0とし、以下のように(5)式で算出する。

【００９３】
次に、補正骨材の質量ΔＭsを(6)式を用いて以下のように算出する。

【００９４】
ちなみに、二次水Ｍw2に対する補正水ΔＭw2については、単位容量あたりの粗骨材の質量、粗骨材の表面水率βgを0.05、単位容量あたりの混和剤をＭadとして、以下のように算出すればよい。

【００９５】
（第２実施形態）
【００９６】
図２は、本実施形態に係るセメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法の手順を示したフローチャートである。同図でわかるように、本実施形態に係るセメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法においては、その一次混練工程において、まず、公知のセメント造殻工法に従って単位容量あたりの一次水の質量Ｍw1を算出する（ステップ１１１）。
【００９７】
次に、Ｍw1を用いて以下の式、すなわち、
Ｍws′≦Ｎ・（Ｍw1―Ｍs・βmax）―Ｍwx (1′)
ここで、Ｎ ；混練ぜ容量
Ｍs ；示方配合に示された骨材の質量（単位容量あたり）
Ｍwx ；洗浄水の質量
βmax ；想定される最大表面水率
（表面水率 ；表面水の質量／表乾状態における骨材の質量）
を満たす水浸計量水の質量Ｍws′を任意に定める（ステップ１１２）。
【００９８】
次に、上述の水浸計量水を使って水浸骨材とするための水浸計量用骨材の質量Ｍss′を任意に定める（ステップ１１３）。水浸計量用骨材の質量は、該水浸計量用骨材が上述の水浸計量水に完全に水没ように適宜定めればよい。
【００９９】
次に、質量Ｍss′の水浸計量用骨材を骨材貯留手段である細骨材貯留ビンから分取するとともに、該水浸計量用骨材を質量Ｍws′の水浸計量水とともに所定の容器に入れ、水浸骨材とする（ステップ１１４）。
【０１００】
次に、水浸骨材の容量Ｖsub′を計測する（ステップ１１５）。
【０１０１】
なお、水浸骨材を収容する容器や水浸骨材の容量Ｖsub′を計測する手段については、第１実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０１０２】
次に、Ｍws′及び容量Ｖsub′を用いて以下の式、すなわち、

ここで、ρs ；表乾状態における前記骨材の密度
ρw ；水の密度
から水浸計量用骨材の表面水率βs′を算出する（ステップ１１６）。
【０１０３】
次に、算出された表面水率βs′を用いて以下の式、すなわち、
ΔＭw1′＝Ｎ・（Ｍw1―Ｍs・βs′）―Ｍwx―Ｍws′ (4′)
から補正水の質量ΔＭw1′を算出する（ステップ１１７）。
【０１０４】
一方、以下の式、すなわち、
Ｍsw′＝Ｎ・Ｍs―Ｍss′ (5′)
から通常計量用骨材の質量Ｍsw′を算出するとともに、質量Ｍsw′の通常計量用骨材を細骨材貯留ビンから取り出す（ステップ１１８）。
【０１０５】
次に、Ｍsw′を用いて以下の式、すなわち、
ΔＭs′＝Ｎ・Ｍs・（１＋βs′）―Ｍss′―Ｍsw′ (6′)
から補正骨材の質量ΔＭs′を算出する（ステップ１１９）。
【０１０６】
次に、水浸骨材、通常計量用骨材、セメント、補正水及び補正骨材を混練手段内に投入するとともに、上述した容器内を洗浄水で洗浄し、洗浄後の処理水及びそれに含まれる骨材を混練手段に投入する（ステップ１２０）。
【０１０７】
次に、混練手段を作動させて一次混練する（ステップ１２１）。
【０１０８】
なお、二次混練における二次水の計量については、公知のセメント造殻工法にしたがって行えばよい。
【０１０９】
以上説明したように、本実施形態に係るセメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法によれば、一次混練における一次水及び細骨材を計量するにあたり、細骨材の一部を分取し、該分取された細骨材を水浸方式で計量することで正確な表面水率を算出し、次いで、該表面水率を用いて補正水及び補正骨材を算出するようにしたので、一次水は、細骨材の表面水が考慮された形で正確に計量されることとなる。
【０１１０】
したがって、セメント造殻工法の一次混練において一次水の計量の精度が向上し、セメントの分散性が高くなり均質なコンクリートを製造することができるというセメント造殻工法の作用効果をさらに高めることが可能となる。
【０１１１】
【実施例】
上述の実施形態にしたがってセメント造殻工法における一次混練の計量を行う具体的手順の一例を以下に説明する。なお、セメント造殻工法を用いて製造するコンクリートの示方配合は表１に示したものと同様である。
【０１１２】
まず、セメント造殻工法に従い、セメントの拘束水率Ｘcを２４％、細骨材の拘束水率Ｘsを２．９４％とし、単位容量あたりの一次水の質量Ｍw1を以下のように算出する。

【０１１３】
次に、βmaxを０．１、洗浄水を5kgとし、(1′)式により以下のようにＭws′を定める。すなわち、

となるので、Ｍws′≦33.8 kgを満たす水浸計量水を25 kgとして定める。
【０１１４】
次に、 上述の水浸計量水を使って水浸骨材とするための水浸計量用骨材の質量Ｍss′を50 kgと定める。
【０１１５】
次に、質量Ｍss′の水浸計量用骨材を細骨材貯留ビンから分取するとともに、該水浸計量用骨材を質量Ｍws′の水浸計量水とともに所定の容器に入れ、水浸骨材とする。
【０１１６】
次に、水浸骨材の容量Ｖsub′を計測し、その計測結果を用いて(3′)式で表面水率βs′を算出するが、ここでは算出結果が０．０５であったと仮定し、次に、(4′)式から以下のように補正水の質量ΔＭw1を算出する。

【０１１７】
一方、通常計量用骨材の質量Ｍsw′を以下のように(5′)式で算出する。

【０１１８】
次に、補正骨材の質量ΔＭs′を(6′)式を用いて以下のように算出する。

【０１１９】
ちなみに、二次水Ｍw2′に対する補正水ΔＭw2′については、単位容量あたりの粗骨材の質量、粗骨材の表面水率βgを0.05、単位容量あたりの混和剤をＭadとして、以下のように算出すればよい。

【０１２０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係るセメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法によれば、一次混練における一次水及び細骨材を計量するにあたり、細骨材の一部を分取し、該分取された細骨材を水浸方式で計量することで正確な表面水率を算出し、次いで、該表面水率を用いて補正水及び補正骨材を算出するようにしたので、一次水は、細骨材の表面水が考慮された形で正確に計量されることとなる。
【０１２１】
したがって、セメント造殻工法の一次混練において一次水の計量の精度が向上し、セメントの分散性が高くなり均質なコンクリートを製造することができるというセメント造殻工法の作用効果をさらに高めることが可能となる。
【０１２２】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るセメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法のフローチャート。
【図２】第２実施形態に係るセメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法のフローチャート。

Claims (2)

1. セメント、骨材及び一次水を一次混練し、次いで、一次混練された一次混練物に二次水を加えて二次混練を行うセメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法において、
   前記一次水の質量を、前記セメント及び前記骨材の質量並びにそれらの拘束水率を用いて単位容量あたりの質量Ｍw1として決定し、
   次いで、Ｍw1を用いて以下の式、すなわち、
   Ｍws＝Ｎ・（Ｍw1―Ｍs・βmax）―Ｍwx (1)
   ここで、Ｎ ；混練ぜ容量
   Ｍs ；示方配合に示された骨材の質量（単位容量あたり）
   Ｍwx ；洗浄水の質量
   βmax ；想定される最大表面水率
   （表面水率 ；表面水の質量／表乾状態における骨材の質量）
   から水浸計量水の質量Ｍwsを算出し、
   次いで、Ｍwsを用いて以下の式、すなわち、
   Ｍss＝ρs・（Ｍws／ρw）・αmax・（１＋βmin）
   ／（１―αmax・（１＋（ρs／ρw）・βmin）） (2)
   ここで、βmin；想定される最小表面水率
   ρs ；表乾状態における前記骨材の密度
   ρw ；水の密度
   αmax；水浸骨材計量の際に想定される最大充填率
   から水浸計量用骨材の質量Ｍssを算出し、
   次いで、前記水浸計量用骨材を骨材貯留手段から分取するとともに該水浸計量用骨材を前記水浸計量水とともに所定の容器に入れて水浸骨材とし、
   次いで、前記水浸骨材の容量Ｖsubを計測し、
   次いで、前記Ｍws及び前記容量Ｖsubを用いて以下の式、すなわち、
   βs＝（Ｖsub―Ｍws／ρw―Ｍss／ρs）
   ／（Ｍss／ρw―Ｖsub＋Ｍws／ρw） (3)
   から前記水浸計量用骨材の表面水率βsを算出し、
   次いで、算出された表面水率βsを用いて以下の式、すなわち、
   ΔＭw1＝Ｎ・（Ｍw1―Ｍs・βs）―Ｍwx―Ｍws (4)
   から補正水の質量ΔＭw1を算出する一方、
   以下の式、すなわち、
   Ｍsw＝Ｎ・Ｍs・（１＋βmin）―Ｍss (5)
   から通常計量用骨材の質量Ｍswを算出するとともに該通常計量用骨材を前記骨材貯留手段から取り出し、
   次いで、Ｍswを用いて以下の式、すなわち、
   ΔＭs＝Ｎ・Ｍs・（１＋βs）―Ｍss―Ｍsw (6)
   から補正骨材の質量ΔＭsを算出し、
   次いで、前記水浸骨材、前記通常計量用骨材、前記セメント、前記補正水及び前記補正骨材を混練手段内に投入するとともに前記容器内を前記洗浄水で洗浄して洗浄後の処理水及びそれに含まれる骨材を前記混練手段に投入し、
   次いで、前記混練手段を作動させて一次混練することを特徴とするセメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法。
2. セメント、骨材及び一次水を一次混練し、次いで、一次混練された一次混練物に二次水を加えて二次混練を行うセメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法において、
   前記一次水の質量を、前記セメント及び前記骨材の質量並びにそれらの拘束水率を用いて単位容量あたりの質量Ｍw1として決定し、
   次いで、Ｍwlを用いて以下の式、すなわち、
   Ｍws′≦Ｎ・（Ｍw1―Ｍs・βmax）―Ｍwx (1′)
   ここで、Ｎ ；混練ぜ容量
   Ｍs ；示方配合に示された骨材の質量（単位容量あたり）
   Ｍwx ；洗浄水の質量
   βmax ；想定される最大表面水率
   （表面水率 ；表面水の質量／表乾状態における骨材の質量）
   を満たす水浸計量水の質量Ｍws′を任意に定めるとともに、該水浸計量水を使って水浸骨材とするための水浸計量用骨材の質量Ｍss′を任意に定め、
   次いで、前記水浸計量用骨材を骨材貯留手段から分取するとともに該水浸計量用骨材を前記水浸計量水とともに所定の容器に入れて水浸骨材とし、
   次いで、前記水浸骨材の容量Ｖsub′を計測し、
   次いで、前記Ｍws′及び前記容量Ｖsub′を用いて以下の式、すなわち、
   βs′＝（Ｖsub′―Ｍws′／ρw―Ｍss′／ρs）
   ／（Ｍss′／ρw―Ｖsub′＋Ｍws′／ρw） (3′)
   ここで、ρs ；表乾状態における前記骨材の密度
   ρw ；水の密度
   から前記水浸計量用骨材の表面水率βs′を算出し、
   次いで、算出された表面水率βs′を用いて以下の式、すなわち、
   ΔＭw1′＝Ｎ・（Ｍw1―Ｍs・βs′）―Ｍwx―Ｍws′ (4′)
   から補正水の質量ΔＭw1′を算出する一方、
   以下の式、すなわち、
   Ｍsw′＝Ｎ・Ｍs―Ｍss′ (5′)
   から通常計量用骨材の質量Ｍsw′を算出するとともに該通常計量用骨材を前記骨材貯留手段から取り出し、
   次いで、Ｍsw′を用いて以下の式、すなわち、
   ΔＭs′＝Ｎ・Ｍs・（１＋βs′）―Ｍss′―Ｍsw′ (6′)
   から補正骨材の質量ΔＭs′を算出し、
   次いで、前記水浸骨材、前記通常計量用骨材、前記セメント、前記補正水及び前記補正骨材を混練手段内に投入するとともに前記容器内を前記洗浄水で洗浄して洗浄後の処理水及びそれに含まれる骨材を前記混練手段に投入し、
   次いで、前記混練手段を作動させて一次混練することを特徴とするセメント造殻工法に用いるコンクリート材料の一次混練方法。

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