JP4485250B2 - フレッシュコンクリートの製造装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、フレッシュコンクリートの製造時における各材料の配合設計に関し、特に、コンクリートプラントにおける配合設計に関するものである。

様々な種類の構成材料を混合して生成される一般的な複合物の配合設計を行うにあたり、複合物の目標とする品質を満たすために、暫定的に配合を決定し、その配合に基づいて試験的に生成した試験材料の品質試験を繰り返し行うことが従来から行われている。つまり、試験的に生成した試験材料の品質試験の結果を考慮して、目標とする品質を満たすように配合を修正している。

例えば、「セメント、混和材、混和剤（高品質ＡＥ減水剤、ＡＥ助剤）、細骨材、粗骨材、練混ぜ水」を混合してフレッシュコンクリートを生成しようとする場合、目標品質（所定の充填高さ、スランプフローなど）を満たすように暫定配合「液体量（練混ぜ水量＋混和剤量）、粉体量（セメント量＋混和材量）、細骨材量、粗骨材量」を決定する。そして、暫定配合にしたがって試し練りが行われ、生成されたフレッシュコンクリートの品質が実験的に測定される。例えば、ボックス形またはＵ形充填装置を用いた間隙通過性試験により充填高さを測定し、また、所定規格のスランプコーンによるスランプフロー試験により、スランプフローを測定する。

なお、コンクリートの配合設計における「粗骨材量、細骨材量、細骨材容積比、水粉体容積比」などの算出式は、特開平０７−６０７４２号公報、セメント・コンクリート論文集、土木学会第５２回年次学術講演会などに開示されている（特許文献１、非特許文献１、非特許文献２参照）。

特開平０７−６０７４２号公報

セメント・コンクリート論文集、ＮＯ．５２、１９９８、「フレッシュコンクリートの細骨材料の設定方法に関する一考察」

土木学会第５２回年次学術講演会、平成９年９月、「自己充填コンクリートの配合設計法に関する一提案」。

しかしながら、複合物および構成材料は、それぞれ材料特有の品質を有し、その品質が、配合設計の精度に影響を及ぼす場合が多く、また、製造時の気温・湿度などの気候条件によって品質が変わってしまう場合があり、高精度で配合設計を行うのが困難である。

特に、コンクリートプラントにおけるフレッシュコンクリートの配合設計では、バッチ毎にフレッシュコンクリートの充填高さなどの品質を実験的に測定するのは面倒である。このため、コンクリートプラントにおいては、リアルタイムで配合を修正して目標品質のフレッシュコンクリートを迅速に製造することが困難であった。

この発明は、第１の配合設計を行って生成したフレッシュコンクリートの試験品質情報を算出し、これを以降に排出されるバッチにおける配合条件に反映させた第２の配合設計を行うことにより、所望の品質を有するフレッシュコンクリートを迅速に製造することを目的とするものである。

（１）この発明のコンクリート製造装置は、
コンクリートを構成する構成材料についての配合条件情報、当該構成材料の構成材料基本情報およびコンクリートの目標品質情報を受けて、これらに基づいて第１の配合設計情報を決定する第１の配合設計手段、
決定された第１の配合設計情報を配合設計情報とし、当該配合設計情報に基づいて各構成材料を計量する計量手段、
計量された各構成材料を混練してフレッシュコンクリートを製造する混練手段、
底部に位置する排出弁を有し、当該排出弁を開閉することにより、混練して製造したフレッシュコンクリートを排出する排出手段、
前記排出手段に設けられ、フレッシュコンクリートが排出され始めた時点から、所定量のフレッシュコンクリートが排出されるまでの排出時間を測定する排出時間測定手段、
前記排出時間に基づいて試験品質情報記憶部を参照し、前記排出時間に関連付けて予め記憶された試験品質情報を取得する試験品質情報取得手段、
前記試験品質情報取得手段が取得したフレッシュコンクリートの試験品質情報およびコンクリートの目標品質情報に基づいて、第２の配合設計情報を決定する第２の配合設計手段、
を備えたことを特徴とする。

したがって、一回目の配合設計（第一の配合設計）では目標性能を有するフレッシュコンクリートを生成することができない場合に、試験材料の性能に基づく二回目の配合設計（第二の配合設計）を行うことによって、目標性能を満たす（または目標性能に近づく）配合設計情報を得ることができる。また、二回目の配合設計によっても、目標性能を満たす配合設計情報を得ることができない場合には、その配合設計情報に基づく試験材料の性能情報を用いて再度配合設計を行うことにより、目標性能を満たす（または目標性能に近づく）配合設計情報を得ることができる。さらに、フレッシュコンクリートの品質を実験的に測定することなく、フレッシュコンクリートの排出時間に基づいて試験材料の性能情報を簡単に得ることが可能となるため、リアルタイムで配合を修正することができる。

（２）この発明のコンクリート製造装置は、
前記第２の配合設計手段が、 前記試験品質情報取得手段が取得したフレッシュコンクリートの試験品質情報およびコンクリートの目標品質情報との関係に基づいて予め設定しておいた修正配合調整値を考慮して修正配合条件情報を算出し、当該修正配合条件情報に基づいて第１の配合条件情報を修正することにより第２の配合設計情報を前記計量手段において用いる前記配合設計情報として決定することを特徴とする。

これにより、修正配合条件情報は、複合物の目標性能と試験材料の性能に基づいた情報になるため、第二の配合設計情報をより精度の高い配合設計情報とすることができる。

（３）この発明のコンクリート製造装置は、さらに、
前記第１の配合設計情報に基づいて製造したフレッシュコンクリートの試験品質が、所定の目標品質を満たすか否かを判別する品質判別手段を備え、
前記第２の配合設計手段が、前記品質判別手段により、フレッシュコンクリートの試験品質情報がコンクリートの目標品質を満たさないと判別された場合に、前記第２の配合設計情報を決定することを特徴とする。

これにより、試験材料の性能が目標性能を満たさない場合に、第二の配合設計情報を得ることができる。

（４）この発明のコンクリート製造装置は、
前記品質判別手段が、フレッシュコンクリートの前記品質情報として算出された数値が、前記目標品質情報として予め設定された数値範囲内に含まれるか否かを判断することにより、フレッシュコンクリートの試験品質情報がコンクリートの目標品質を満たすか否かを判別することを特徴とする。

したがって、複合物の目標性能値として数値範囲を設定することにより、その数値範囲に基づいた判別処理を行うことができる。

（５）この発明のコンクリート製造装置は、
前記修正配合条件情報が、コンクリートの目標品質情報とフレッシュコンクリートの試験品質情報との間の品質値差に応じて変動することを特徴とする。

これにより、複合物の目標性能値と試験材料の性能値の差に応じた第二の配合設計情報を得ることができる。

（８）この発明の複合物製造装置は、
複合物を構成する構成材料についての配合条件情報、当該構成材料の構成材料基本情報および複合物の目標品質情報を受けて、これらに基づいて第１の配合設計情報を決定する第１の配合設計手段、
決定された第１の配合設計情報に基づいて各構成材料を計量する計量手段、
計量された各構成材料を混練して複合物を製造する混練手段、
混練して製造した複合物を排出する排出手段、
所定量の複合物が排出手段から排出される排出時間を測定する排出時間測定手段、
少なくとも前記排出時間に基づいて、試験品質情報を算出する試験品質情報算出手段、
前記試験品質情報算出手段が算出した複合物の試験品質情報および予め設定した目標品質情報に基づいて第２の配合設計情報を決定する第２の配合設計手段、
を備えたことを特徴とする。

したがって、一回目の配合設計（第一の配合設計）では目標性能を有する複合物を生成することができない場合に、試験材料の性能に基づく二回目の配合設計（第二の配合設計）を行うことによって、目標性能を満たす（または目標性能に近づく）配合設計情報を得ることができる。また、二回目の配合設計によっても、目標性能を満たす配合設計情報を得ることができない場合には、その配合設計情報に基づく試験材料の性能情報を用いて再度配合設計を行うことにより、目標性能を満たす（または目標性能に近づく）配合設計情報を得ることができる。さらに、複合物の品質を実験的に測定することなく、複合物の排出時間に基づいて試験材料の性能情報を簡単に得ることが可能となるため、リアルタイムで配合を修正することができる。

以下の実施形態において、「複合物」とは、２以上の構成材料から生成されるものであり、下記の実施形態では、フレッシュコンクリートが該当する。なお、「複合物」は、物理的に生成されるものに限らず、化学反応を伴って生成されるものも含む概念である。

「構成材料」とは、複合物を構成するための材料であり、下記の実施形態では、「セメント、混和材、混和剤（高品質ＡＥ減水剤、ＡＥ助剤）、細骨材、粗骨材、練混ぜ水」が該当する。

「試験材料」とは、第一の配合設計情報に基づいて生成したものであり、下記の実施形態では、基本配合により生成されたフレッシュコンクリートが該当する。なお、フレッシュコンクリートは、その状態において、良好な材料分離抵抗性を維持し、また、流動性が高く、自重のみで型枠の隅々まで充填する自己充填性を有するものである。

なお、フレッシュコンクリートの「自己充填性」は、フレッシュコンクリートの状態で、ボックス形またはＵ形充填装置を用いた間隙通過性試験による「充填高さ」で評価される。また、その「流動性」は、フレッシュコンクリートの品質である「スランプフロー、５００ｍｍフロー到達時間」で評価されるものである。この「スランプフロー」とは、所定規格のスランプコーンによるスランプフロー試験を行ったときの、試料の水平的な広がりの程度を示すものである。

「第一の配合設計手段」とは、第一の配合設計情報を決定する手段であり、下記の実施形態では、ＣＰＵ１２０が実行する図４に示すステップＳ２０、図１３に示すステップＳ１０２の処理が該当する。「第二の配合設計手段」とは、第二の配合設計情報を決定する手段であり、下記の実施形態では、ＣＰＵ１２０が実行する図４に示すステップＳ２４、図１３に示すステップＳ１１７の処理が該当する。

「試験品質情報取得手段」とは、試験材料の品質情報（試験品質情報）を取得する手段であり、下記の実施形態では、ＣＰＵ１２０が試験品質情報記憶部１６２を参照等して結果試験品質情報を取得する処理（図１５に示すステップＳ１５６）が該当する。「品質判別手段」とは、試験材料の品質が複合物の目標品質を満たすか否かを判別する手段であり、下記の実施形態では、ＣＰＵ１２０が実行するフレッシュコンクリートの品質判定処理（図１３に示すステップＳ１３６、図１８に示すステップＳ２００、Ｓ２０４、Ｓ２０８）が該当する。

「構成材料基本情報」とは、構成材料についての材料情報（例えば、材料の物理的または化学的品質など）であり、下記の実施形態では、図６に示す材料情報記憶部１６０に登録される材料情報が該当する。

「配合条件情報」とは、配合に関する情報であり、下記の実施形態では、使用材料（セメント、混和剤など）、その各材料に関する情報（混合割合、添加率など）の他、その各材料に関する情報から算出される情報（水粉体容積比など）も該当する。

「目標品質情報」とは、複合物の目標とする品質に関する情報であり、下記の実施形態では、目標品質として設定した「充填高さ、空気量、スランプフロー、５００ｍｍフロー到達時間」の値が該当する（図１０の配合基本条件パネルにおいて設定）。

「第一の配合設計情報」とは、配合条件情報、構成材料基本情報および目標品質情報に基づいて決定された配合に関する情報であり、下記の実施形態では、基本配合が該当する。「第二の配合設計情報」とは、目標品質情報および試験材料の品質情報（試験品質情報）に基づいて決定された配合に関する情報であり、下記の実施形態では、修正配合が該当する。

「修正配合条件情報」とは、配合設計情報を修正するために、複合物の目標品質情報と試験材料の品質情報との関係に基づいて設定される修正配合調整値を考慮して算出される情報であり、下記の実施形態では、混合剤（高品質ＡＥ減水剤、ＡＥ助剤）添加率、水粉体容積比の修正値（図１３に示すステップＳ１３６、図１９に示すステップＳ２０２、Ｓ２０６、Ｓ２１０にて算出）が該当する。

「粉体量」とは、セメント量と混和材量の和であり、「液体量」とは、練混ぜ水量と混和剤量（高品質ＡＥ減水剤量＋ＡＥ助剤量）の和である。

「プログラム」とは、ＣＰＵにより直接実行可能なプログラムだけでなく、一旦他の記録媒体（ハードディスク等）にインストールすることによって実行可能となるようなプログラム、ソース形式のプログラム、圧縮処理がされたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む概念である。

１．コンクリート製造装置のハードウェア構成
図１ａに、この発明のコンクリート製造装置のハードウェア構成を示す。図１ａに示すように、コンクリート製造装置であるコンクリートプラント２は、計量手段である計量ビン４、混練手段であるミキサー６、排出時間測定手段であるロードセル８、排出手段であるホッパー１０、試験品質情報取得手段である配合設計コンピュータ１００を備えている。

図１ａに示すように、計量ビン４、ミキサー６、ロードセル８、ホッパー１０はそれぞれ配合設計コンピュータ１００に接続されており、目標品質を満たすフレッシュコンクリートを製造するために、以下のように制御される。

図１ａに示すように、計量ビン４（４ａ〜４ｄなど）は、「セメント、混和剤、粗骨材、細骨材」などの各コンクリート製造材料をそれぞれ種別に貯蔵しており、各コンクリート製造材料を計量してミキサー６に供給するように、配合設計コンピュータ１００によって制御される。なお、配合設計コンピュータ１００は、配合設計情報（後述する基本配合または修正配合）に基づいて、計量ビン４（４ａ〜４ｄなど）による計量動作を制御する。

図１ｂは、図１ａに示す粗骨材を貯蔵した計量ビン４ａの詳細を示すα方向から見た断面図である。なお、細骨材など、他の計量ビン４ｂ〜４ｄの構造もほぼ同じである。

図１ｂに示すように、計量ビン４ａは貯蔵ビン４１、引出し用輸送機４２、計量ビン本体４３を備えている。貯蔵ビン４１は粗骨材を貯蔵するための容器であり、引出し用輸送機４２は貯蔵ビン４１から計量ビン本体４３に粗骨材を輸送するための装置である。なお、引出し用輸送機４２としては、輸送物に応じて、ベルトコンベア、スクリューコンベア、ウォーターポンプが用いられる。計量ビン本体４３は、配合設計コンピュータ１００が配合設計情報として算出した所定分量の粗骨材をミキサー６に供給するための装置である。

図１ｂに示すように、引出し用輸送機４２の一端は貯蔵ビン４１の下部開口部に繋がれており、他端には計量ビン本体４３に粗骨材を供給するための排出口が設けられている。配合設計コンピュータ１００により、引出輸送駆動部４２ａ（例えば、モーター）が制御されることにより、引き出し用輸送機４２が作動し、計量ビン本体４３に粗骨材が供給される（図１ｂの矢印方向）。その間、配合設計コンピュータ１００は計量用ロードセル４３１により粗骨材の重量を測定し、所定分量の粗骨材が計量ビン本体４３に供給されるか否かを判断する。所定分量の粗骨材が計量ビン本体４３に供給されると、配合設計コンピュータ１００により引出輸送駆動部４２ａが制御されることにより引き出し用輸送機４２の作動が停止し、さらに、計量排出駆動部４３ａが制御されることにより排出弁４３２が開放する。このようにして、配合設計コンピュータ１００により算出された所定分量の粗骨材が各計量ビン４ａ〜４ｄなどからミキサー６に供給されることになる。

図１ａに示すミキサー６は、配合設計コンピュータ１００によって制御され、各計量ビン４から供給されたコンクリート製造用材料を混練して、フレッシュコンクリートを製造する。このフレッシュコンクリートがさらにホッパー１０に供給される。

図１ｃは、図１ａに示すミキサー６周辺部の詳細図である。図１ｃに示すように、ミキサー６は、ミキサー回転駆動部６ａとミキサー排出駆動部６ｂを備えており、それぞれが配合設計コンピュータ１００に接続されている。これにより、計量ビン４からコンクリート製造用材料が供給された後、配合設計コンピュータ１００によりミキサー回転駆動部６ａに回転始動信号が与えられて混練動作が所定時間行われる。さらに、混練動作の終了後、配合設計コンピュータ１００からミキサー排出駆動部６ｂに排出開始信号が与えられ、ミキサー６からフレッシュコンクリートが排出されることになる。

ロードセル８は、配合設計コンピュータ１００によって所定のタイミングでホッパー１０の荷重を測定するように制御される。これにより、配合設計コンピュータ１００が、ホッパー１０から所定量のフレッシュコンクリートが排出されるまでの時間を計測したり、ホッパー１０内にあるフレッシュコンクリートの質量を測定することが可能となる。

ホッパー１０は、下部に設けた排出弁を開閉してフレッシュコンクリートを所定量毎に排出するように配合設計コンピュータ１００によって制御され、ホッパー１０内のフレッシュコンクリートはアジテータ車１２に排出される。図１ｃに示すように、具体的には、配合設計コンピュータ１００からホッパー弁駆動部１０ａに排出開始信号が与えられることによりフレッシュコンクリートの排出が行われる。なお、ホッパー１０から排出されたフレッシュコンクリートは、アジテータ車１２によって工事現場などに搬送されることになる。

配合設計コンピュータ１００は、「セメント、混和剤、粗骨材、細骨材」などの各コンクリート製造材料の量を示す配合設計情報（基本配合または修正配合）などを算出する処理やコンクリートプラント２を構成するミキサー６などの制御を行う。

２．配合設計コンピュータ１００のハードウエア構成
図１ａに示す配合設計コンピュータ１００のハードウエア構成を図２に示す。なお、以下の実施形態では、「セメント、混和材、混和剤（高品質ＡＥ減水剤、ＡＥ助剤）、細骨材、粗骨材、練混ぜ水」を混合して生成されるフレッシュコンクリートの配合設計を実行する場合について説明する。

図２に示すように、ＣＰＵ１２０は、バスラインを介してハードディスク１２２、マウス・キーボード１２４、ディスプレイ１２６、メモリ１２８、フレキシブルディスク・ドライブ（ＦＤＤ）１３０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１３２、Ｉ／Ｏ１３６などに接続されている。ハードディスク１２２には、配合設計処理を行うための配合設計プログラム１５０、配合基本条件記憶部１５２、使用材料記憶部１５４、配合情報記憶部１５６、修正配合調整値記憶部１５８、材料情報記憶部１６０、試験品質情報記憶部１６２が記憶されており、その他、オペレーティングシステム（ＯＳ）なども記憶されている。

ＣＰＵ１２０は、配合設計プログラム１５０に従って、図４に示す配合設計処理（ステップＳ２０〜Ｓ２４）を実行する。すなわち、順に、第１の配合設計情報を決定する処理（ステップＳ２０）、フレッシュコンクリートがホッパー１０から排出時間を計測し、フレッシュコンクリートの排出時間から試験品質情報を算出する処理（ステップＳ２２）、第２の配合設計情報を決定する処理（ステップＳ２４）を行う。なお、図４のステップＳ２０〜Ｓ２４に示す各処理の詳細については、後述する。

図５Ａに示すように、配合基本条件記憶部１５２には、配合基本条件情報（配合名称、計算方法、目標品質情報など）が記憶される。ここで、目標品質情報とは、目標とするコンクリートの品質（充填性レベル、空気量、スランプフロー、５００ｍｍフロー到達時間）の値である。

図５Ｂに示すように、使用材料記憶部１５４には、使用材料に関する情報（使用材料の名称、混合割合、添加率など）が記憶される。

図５Ｃに示すように、配合情報記憶部１５６には、配合設計プログラム１５０により算出される基本配合、修正配合の配合情報（単位粉体量、単位液体量など）が記憶される。

修正配合調整値記憶部１５８には、複合物の目標品質情報と試験材料の品質情報（試験品質情報）との関係に基づいて設定される修正配合調整値（図１２を参照）が記憶される。材料情報記憶部１６０には、予め登録した各材料（セメント、混和材、混和剤、細骨材、粗骨材）の材料情報（材料の名称、品質）が記憶される（図６を参照）。

試験品質情報記憶部１６２には、配合設計プログラム１５０がロードセル８により測定したフレッシュコンクリートの排出時間に関連付けられた試験品質情報（充填高さ等の値）が記録されている（図示せず）。これにより、所定量のフレッシュコンクリートがホッパー１０から排出される時間が得られれば、試験品質情報記憶部１６２を参照することで、これに関連付けられた試験品質情報「充填高さ、スランプフロー、５００ｍｍフロー到達時間」の具体的な値を得ることができる。フレッシュコンクリートの排出時間に関連付けられた試験品質情報「充填高さ、スランプフロー、５００ｍｍフロー到達時間」の値は、予め実験データを測定することにより取得され、試験品質情報記憶部１６２に記憶される。なお、試験品質情報のうち「空気量」の値については、製造したフレッシュコンクリートをサンプリングして実験的に測定したり、あるいはホッパー１０内にあるフレッシュコンクリートの質量と容積の関係に基づいて導き出すことができる。

入出力装置であるＩ／Ｏ１３６には、図１ｂに示す引出輸送駆動部４２ａ、計量用ロードセル４３１、軽量排出駆動部４３ａや、図１ｃに示すミキサー回転駆動部６ａ、ミキサー排出駆動部６ｂ、ロードセル８、ホッパー弁駆動部１０ａが接続されている。

ハードディスク１２２に記憶されている配合設計プログラム１５０等は、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１３２を介してＣＤ−ＲＯＭ１３４等からインストールされる。なお、この配合設計プログラム１５０等は、ＦＤＤ１３０を介して、フレキシブルディスクから取り込んでもよく、ネットワーク等を介して他のコンピュータから得たものであってもよい。また、配合設計プログラム１５０は、オペレーティングシステム（ＯＳ）と連携して、以下に示す配合設計処理を実行する。

３．コンクリートプラント２における製造工程を示すフローチャート
図１ａに示すコンクリートプラント２におけるフレッシュコンクリートの製造工程について、図３を用いて以下に説明する。

まず、計量ビン４は、ＣＰＵ１２０（図２）の制御により、配合設計コンピュータ１００から取得した各コンクリート製造用材料の分量（配合設計情報）に基づいて計量を行う（ステップＳ１０）。具体的には、図１ｂに示すように、ＣＰＵ１２０（図２）の制御により、各計量ビン４（４ａ等）の引出輸送駆動部４２ａに始動信号が与えられ、引き出し用輸送機４２が作動して計量ビン本体４３に供給される。さらに、計量用ロードセル４３１により測定した重量に基づいて、計量ビン本体４３に所定分量の材料が供給されたと判断すると、ＣＰＵ１２０の制御により、引出輸送駆動部４２ａに始動信号が与えられて引き出し用輸送機４２の作動が停止し、計量排出駆動部４３ａに開放信号が与えられて排出弁４３２が開放される。

つぎに、ミキサー６は、ＣＰＵ１２０の制御により、コンクリート製造用材料の練り混ぜを行う（ステップＳ１２）。具体的には、配合設計コンピュータ１００によりミキサー回転駆動部６ａに回転始動信号が与えられて混練動作が所定時間行われる。さらに、混練動作の終了後、配合設計コンピュータ１００からミキサー排出駆動部６ｂに排出開始信号が与えられ、ミキサー６からフレッシュコンクリートが排出される。

さらに、ホッパー１０は、ＣＰＵ１２０の制御により、ホッパー弁駆動部１０ａを制御してフレッシュコンクリートの排出を行う。この間、配合設計コンピュータ１００は、排出弁を開き始めてから所定量のフレッシュコンクリートが排出されるまでの時間やロードセル８の荷重に基づいてホッパー１０内にあるフレッシュコンクリートの質量を測定し、これらのデータに基づいてフレッシュコンクリートの試験品質情報を算出する（ステップＳ１４）。なお、試験品質情報の算出処理については図４などを用いて後で説明する。

さらに、ＣＰＵ１２０の制御により、算出した試験品質情報に基づいて、フレッシュコンクリートの試験品質が予め設定した目標品質を満たすか否かを判別する（ステップＳ１６）。

フレッシュコンクリートの試験品質が目標品質を満たさない場合（ステップＳ１６のＮｏ）、ＣＰＵ１２０の制御により、配合設計コンピュータ１００は修正配合調整値を考慮して配合設計情報が修正される（ステップＳ１８）。フレッシュコンクリートの試験品質が目標品質を満たす場合には（ステップＳ１６のＹｅｓ）、配合設計情報が修正されることはなく、次回の製造時（ステップＳ１０、Ｓ１２など）においても同じ配合設計情報に基づいてフレッシュコンクリートが製造される。

４．配合設計プログラム１５０に基づく処理を示すフローチャート
図２に示す配合設計プログラム１５０に基づいてＣＰＵ１２０が実行する各処理の詳細について、図４などを用いて以下に説明する。なお、配合設計を決定する前提として、予め（１）材料情報の登録処理（２）配合基本条件などの設定処理が行われ、その後、図４に示す（３）第１の配合設計（ステップＳ２０）、（４）試験品質情報の算出処理（ステップＳ２２）、（５）第２の配合設計（ステップＳ２４）が行われることになる。

（１）材料情報の登録処理
図７に、材料情報の登録処理を示す。ＣＰＵ１２０は、操作者により材料登録の指令を受けて、各種材料の登録画面を表示する（図７のステップＳ３０、Ｓ３２）。例えば、図８に示すセメントの登録画面において、操作者は、「セメントの名称（セメントＡ、セメントＢ）、密度、拘束水比」を入力する（図７のステップＳ３４）。ＣＰＵ１２０は、セメントＡ、セメントＢの材料情報を、図６に示す材料情報記憶部１６０に登録する（図７のステップＳ３６）。同様に、各種材料の登録画面において、「混和材の名称、密度、拘束水比」、「混和剤の名称、希釈倍率」、「細骨材の名称、表乾密度」、「粗骨材の名称、表乾密度」が入力され、これらの材料情報が図６に示す材料情報記憶部１６０に登録される。

（２）配合基本条件、使用材料・混合割合、修正配合調整値の設定処理
図９に、配合基本条件、使用材料・混合割合の設定処理、修正配合調整値の設定処理を示す。ＣＰＵ１２０は、操作者により配合設計の指令を受けて、図１０に示す配合設定画面の配合基本条件パネルを表示する（図９のステップＳ４０、Ｓ４２）。なお、この配合設計設定画面は、配合基本条件パネル、材料表パネル、修正配合調整値パネルを備える。

操作者は、「配合名称、計算方法（自己充填性に基づく方法）」と、目標品質情報として「充填性レベル：レベル２、スランプフロー：６７５ｍｍ、スランプフロー範囲：±２５ｍｍ（スランプフロー：６５０〜７００ｍｍ）、空気量：２％、空気量範囲：±１％（空気量：１〜３％）」を設定する（図９のステップＳ４４）。ＣＰＵ１２０は、これらの配合基本条件を図５Ａに示す配合基本条件記憶部１５２に登録する（図９のステップＳ４６）。

ここで、充填性レベルは、ボックス型またはＵ型充填装置を用いた間隙通過性試験によるコンクリートの充填高さのレベルであり、障害鉄筋５本の条件下で３００ｍｍ以上のものをレベル１、障害鉄筋３本の条件下で３００ｍｍ以上のものをレベル２、障害鉄筋３本の条件下で３００ｍｍ未満のものをレベル３としている。

次に、操作者により「材料表」タブがクリックされると、ＣＰＵ１２０は、図６に示す材料情報記憶部１６０に登録された材料情報に基づいて、図１１に示す材料表パネルを表示する（図９のステップＳ４０、Ｓ４８）。操作者は、「使用材料（セメント、混和材、混和剤、細骨材、粗骨材）、各材料の混合割合または添加率」などを設定する（図９のステップＳ５０）。

例えば、セメント欄のプルダウンメニューにて、図６に示す材料情報記憶部１６０に登録された「セメントＡ、セメントＢ」から、使用するセメントを選択する。この実施形態では、使用する材料として、「セメントＡ、混和剤Ｅ（高品質ＡＥ減水剤）、混和剤Ｆ（ＡＥ助剤）、細骨材Ｇ、粗骨材Ｉ」が選択され、混和材は混合されないものとする（セメントの混合割合１００％、混和材の混合割合０％）。また、操作者は、セメント、混和材、細骨材、粗骨材の混合割合と、混和剤の添加率などの数値を入力する（図１１の各数値参照）。ＣＰＵ１２０は、使用材料、各材料の混合割合または添加率などを、図５Ｂに示す使用材料記憶部１５４に登録する（図９のステップＳ５２）。

次に、操作者により「修正配合調整値」タブがクリックされると、ＣＰＵ１２０は、図１２に示す修正配合調整値パネルを表示する（図９のステップＳ４０、Ｓ５４）。このパネルでは、後述する試験品質が目標品質を満たさない場合に、どれだけ混和剤量（高品質ＡＥ減水剤、ＡＥ助剤）や水粉体容積比を修正するかを設定する（図９のステップＳ５６）。

図１２に示すような各調整値が設定された場合に、例えば、試験品質情報として得られたスランプフロー値が、目標品質「スランプフロー設定範囲（６５０〜７００ｍｍ）」未満である場合には、その差に応じて高品質ＡＥ減水剤量の添加率を増加修正させる（１０ｍｍごとに＋０．１％）。また、目標品質「スランプフロー設定範囲（６５０〜７００ｍｍ）」を超える場合には、その差に応じて高品質ＡＥ減水剤量の添加率を減少修正させる（１０ｍｍごとに−０．１％）。同様に、水粉体容積比、ＡＥ助剤についても、試験品質情報と目標品質情報との関係で、その調整値を設定する。ＣＰＵ１２０は、各調整値を修正配合調整値記憶部１５８（図示せず）に登録し、終了指令を受けて、配合基本条件の設定処理等を終了する（図９のステップＳ５８、Ｓ６０）。

なお、この実施形態では、「配合基本条件、使用材料・混合割合の設定処理、修正配合調整値の設定処理」の順に処理を実行しているが、この順序に限られるものではない。

（３）第１の配合決定処理（基本配合の計算）（図３に示すステップＳ２４の詳細）
以下に、第１の配合決定処理（基本配合の計算）について説明する。ＣＰＵ１２０は、例えば、図１２に示す配合設計設定画面にて、操作者により「配合計算」ボタンがクリックされると、ＣＰＵ１２０は、下記に示すように（イ）単位粗骨材量、（ロ）単位細骨材量、（ハ）水粉体容積比、（ニ）単位粉体量、（ホ）単位液体量、（ヘ）混和剤量を算出して、配合計算処理を実行する（図１３のステップＳ１００、Ｓ１０２）。

（イ）単位粗骨材量
下記の数式１に基づいて、単位粗骨材絶対容積Ｖｇを算出する。コンクリート中の空気量「２％」、粗骨材の実積率「６５．０％」であるため（図５Ａの配合基本条件記憶部１５２、図５Ｂの使用材料記憶部１５４参照）、単位粗骨材絶対容積Ｖｇ「０．３１９ｍ３／ｍ３」が算出され、ＣＰＵ１２０は、図５Ｃに示す配合情報記憶部１５６にこれを記憶する。

数式（１）

下記の数式２に基づいて、単位粗骨材重量Ｇを算出する。表乾密度「２．６５ｇ／ｃｍ３」、単位粗骨材絶対容積Ｖｇ「０．３１９ｍ３／ｍ３」であるため（図６の材料情報記憶部１６０参照）、単位粗骨材重量Ｇ「８４５ｋｇ／ｍ３」が算出され、ＣＰＵ１２０は、図５Ｃに示す配合情報記憶部１５６にこれを記憶する。

数式（２）

（ロ）単位細骨材量
下記の数式３に基づいて、「空気量を除いたコンクリート中のモルタル容積Ｖｍ」を算出する。単位粗骨材絶対容積Ｖｇ「０．３１９ｍ３／ｍ３」、コンクリート中の空気量「２％」であるため、空気量を除いたコンクリート中のモルタル容積Ｖｍ「０．６６１ｍ３／ｍ３」が算出され、ＣＰＵ１２０は、図５Ｃに示す配合情報記憶部１５６にこれを記憶する。

数式（３）

下記の数式４に基づいて、「単位細骨材絶対容積（９０μｍ以下の微粒子を含まない）Ｖｓ」を算出する。細骨材の実積率「６１．０％」、細骨材の粒形判定実積率「５６．０％」、細骨材の粗粒率「２．６０」、空気量を除いたコンクリート中のモルタル容積「Ｖｍ：０．６６１ｍ３／ｍ３」であるため（図５Ｂの使用材料記憶部１５４参照）、単位細骨材絶対容積（９０μｍ以下の微粒子を含まない）Ｖｓ「０．３０４ｍ３／ｍ３」が算出され、ＣＰＵ１２０は、図５Ｃに示す配合情報記憶部１５６にこれを記憶する。なお、Ｖｓ／Ｖｍが０．４未満のときは、Ｖｓ＝０．４×ＶｍによりＶｓを算出する。

数式（４）

下記の数式５に基づいて、「単位細骨材絶対容積（９０μｍ以下の微粒子を含む）Ｖｓ’」を算出する。洗い試験における洗い損失量「１．０％」であるため（図５Ｂの使用材料記憶部１５４参照）、単位細骨材絶対容積（９０μｍ以下の微粒子を含む）Ｖｓ’「０．３０４ｍ３／ｍ３（＝Ｖｓ）」が算出され、ＣＰＵ１２０は、図５Ｃに示す配合情報記憶部１５６にこれを記憶する。

数式（５）

下記の数式６に基づいて、単位細骨材重量Ｓを算出する。表乾密度「２．６２ｇ／ｃｍ３」、単位細骨材絶対容積Ｖｓ’「０．３０４ｍ３／ｍ３」であるため、単位細骨材重量Ｓ「７９６ｋｇ／ｍ３」が算出され、ＣＰＵ１２０は、図５Ｃに示す配合情報記憶部１５６にこれを記憶する。

数式（６）

（ハ）水粉体容積比
下記の数式７に基づいて、水粉体容積比Ｖｗ／Ｖｃを算出する。表乾密度「２．６２ｇ／ｃｍ３」、単位細骨材絶対容積（９０μｍ以下の微粒子を含まない）Ｖｓ「０．３０４ｍ３／ｍ３」、空気量を除いたコンクリート中のモルタル容積Ｖｍ「０．６６１ｍ３／ｍ３」、使用するセメントＡの拘束水比「０．９５」であるため（図６の材料情報記憶部１６０参照）、水粉体容積比Ｖｗ／Ｖｃ「１．０２」が算出され、ＣＰＵ１２０は、図５Ｃに示す配合情報記憶部１５６にこれを記憶する。

数式（７）

（ニ）単位粉体量
下記の数式８に基づいて、単位粉体容積Ｖｃを算出する。コンクリート中の空気量「２％」、単位粗骨材絶対容積Ｖｇ「０．３１９ｍ３／ｍ３」、単位細骨材絶対容積（９０μｍ以下の微粒子を含む）Ｖｓ’「０．３０４ｍ３／ｍ３」、水粉体容積比Ｖｗ／Ｖｃ「１．０２」であるため、単位粉体量Ｖｃ「０．１７７ｍ３／ｍ３」が算出され、ＣＰＵ１２０は、図５Ｃに示す配合情報記憶部１５６にこれを記憶する。

数式（８）

下記の数式９に基づいて、単位粉体量Ｃを算出する。セメントの密度「３．２３」、単位粉体量Ｖｃ「０．１７７」、Ｖｓ＝Ｖｓ’であるため、単位粉体量Ｃ「５７２ｋｇ／ｍ３」が算出され、ＣＰＵ１２０は、図５Ｃに示す配合情報記憶部１５６にこれを記憶する。

数式（９）

（ホ）単位液体量
下記の数式１０に基づいて、単位液体量Ｗを算出する。コンクリート中の空気量「２％」、単位粗骨材絶対容積Ｖｇ「０．３１９ｍ３／ｍ３」、単位細骨材絶対容積（９０μｍ以下の微粒子を含まない）Ｖｓ「０．３０４ｍ３／ｍ３」、単位粉体容積Ｖｃ「０．１７７ｍ３／ｍ３」であるため、単位液体量Ｗ「１８０ｋｇ／ｍ３」が算出され、ＣＰＵ１２０は、図５Ｃに示す配合情報記憶部１５６にこれを記憶する。

数式（１０）

（ヘ）単位混和剤量（単位高品質ＡＥ減水剤量、単位ＡＥ助剤量）
単位高品質ＡＥ減水剤量は、単位粉体量Ｃ「５７２ｋｇ／ｍ^３」と高品質ＡＥ減水剤添加率「１％」の積により算出される。単位ＡＥ助剤量は、単位粉体量Ｃ「５７２ｋｇ／ｍ３」とＡＥ助剤添加率「０．５％」の積により算出される。また、単位練混ぜ水量（＝単位液体量−単位高品質ＡＥ減水剤量−単位ＡＥ助剤量）も算出され、ＣＰＵ１２０は、これらを図５Ｃに示す配合情報記憶部１５６に記憶する。

以上のように算出した基本配合「単位粗骨材量、単位細骨材量、単位粉体量、単位液体量（練混ぜ水量＋高品質ＡＥ減水剤量＋ＡＥ助剤量）」の値が、図１４に示す製造配合計算パネルの示方配合欄に表示される。

さらに、フレッシュコンクリートの製造配合が、図１４に示す製造配合計算パネルの示方配合欄に表示された示方配合（基本配合）の値に基づいて算出される。つまり、図１４に示す製造配合計算パネルにて、操作者は、「バッチ容量（リットル）、骨材の表面水率」を入力し、再計算ボタンをクリックする（図１３のステップＳ１０６、Ｓ１０８）。なお、これらの値を予め設定しておき、操作者の入力を省略することも可能である。

ＣＰＵ１２０は、骨材の表面水率を考慮したバッチ当たりの製造配合「液体量、粉体量、細骨材量、粗骨材量」を算出し、図１４の製造配合計算パネルに表示する（図１３のステップＳ１１０）。

（４）フレッシュコンクリートの製造および試験品質情報の算出処理（図４に示すステップＳ２２の詳細）
製造配合が表示されると、操作者の指令により一時処理を終了し（図１３のステップＳ１２４）、図１５のフローチャートに示す試験品質情報の算出処理を行うプログラムが起動する。なお、このプログラムは、図２の配合処理プログラム１５０にモジュールとして組み込まれている。

図１４に示す製造配合「液体量、粉体量、細骨材量、粗骨材量」にしたがってＣＰＵ１２０が、計量ビン４、ミキサー６を制御してフレッシュコンクリートが製造された後（図３に示すステップＳ１０、Ｓ１２）、さらに、ＣＰＵ１２０がロードセル８の荷重を測定することによりフレッシュコンクリートの試験品質情報が算出される（図４に示すステップＳ２２、図１５のステップＳ１５０〜Ｓ１５６）。

例えば、フレッシュコンクリートの排出速度に基づいて試験品質情報「充填高さ、スランプフロー、５００ｍｍフロー到達時間」の値が、以下のように算出される。なお、試験品質情報のうち「空気量」の値については、ロードセル８の荷重から測定したフレッシュコンクリートの質量と、ミキサー６から供給されるフレッシュコンクリートの容積との関係（図１４に示すバッチ容量として設定した容積とその容積に対応するフレッシュコンクリートの質量との関係）に基づいて算出することができる。

図１５〜図１７を用いて、図１ａのロードセル８を用いて、ホッパー１０から所定量のフレッシュコンクリートが排出される時間を測定する方法について説明する。なお、図１５は、試験品質情報の算出処理を示すフローチャートである。図１６は、ホッパー１０にフレッシュコンクリートを供給し始めてから、所定量のフレッシュコンクリートを排出し終わるまでの工程を説明する図である。図１７は、ホッパー１０からの排出時間とロードセル８にかかる荷重の関係を示すグラフである。

まず、図１６の工程１に示すように、ＣＰＵ１２０（図２）の制御により、ミキサー６で生成（図３のステップＳ１２）されたフレッシュコンクリートがホッパー１０に供給され、フレッシュコンクリートがホッパー１０内に供給された時点でロードセル８により荷重が測定される（図１５のステップＳ１５０）。これにより、例えば、図１７に示すように、ロードセル８の荷重として１００ｋｇが測定される。なお、フレッシュコンクリートの供給は、予め図１４においてバッチ容量として設定した容積が全てホッパー１０内に供給されるまで行われる。

上記の状態が、図１７のグラフに示すα１〜α２状態に対応する。図１７に示すように、ロードセル８の荷重は、所定量のフレッシュコンクリートが全てホッパー１０に供給されるα２状態まで増加しつづけ、その後、α３から排出が開始されることになる。

つぎに、図１６の工程２に示すように所定量のフレッシュコンクリートがホッパー１０に全て供給された後、ＣＰＵ１２０（図２）の制御により、ホッパー１０底部に位置する排出弁が開かれ、ホッパー１０からアジテータ車１２にフレッシュコンクリートの排出が開始される（図１５のステップＳ１５２）。このとき、ＣＰＵ１２０は排出開始時間ｔ’を記録している。

上記状態が、図１７に示すα３〜α５に対応する。図１７のグラフに示すように、全てのフレッシュコンクリートがホッパー１０から排出されるα５まで、ロードセル８の荷重は減少し続ける。

さらに、ＣＰＵ１２０（図２）により、ロードセル８の荷重が経時的に測定され、ホッパー１０からフレッシュコンクリートが排出され始めた時点ｔ’から、ロードセル８の荷重が計時基準値に達するｔ’’までの時間Δｔが測定される（図１５のＳ１５４）。すなわち、図１７のグラフにおいて、ホッパー１０底部に位置する排出弁が開かれたα３の状態から、計時する基準となる荷重α４の状態（図１６の工程３に示す）に達するまでの時間Δｔ＝ｔ’’−ｔ’を測定する。例えば、本実施形態においては、図１７のグラフに示すように、２０ｋｇが計時基準として設定されている。

ＣＰＵ１２０は、排出時間Δｔに基づいて試験品質情報記憶部１６２を参照することにより、試験品質情報「充填性レベル、スランプフロー、５００ｍｍフロー到達時間」の値を算出する（図１５のステップＳ１５６）。なお、前述のように、図２に示す試験品質情報記録部１６２には、前述のように既知のフレッシュコンクリートについての試験品質情報「充填性レベル、スランプフロー、５００ｍｍフロー到達時間」の値に対応する排出時間Δｔが予め記録されている。

また、ＣＰＵ１２０は、ロードセル８の荷重からフレッシュコンクリートの質量を得て、フレッシュコンクリートの容積との関係から試験品質情報「空気量」の値を算出する（図１５のステップＳ１５６）。フレッシュコンクリートの容積はホッパー１０にレベル計を設置しておけば（図示せず）算出することができる。なお、試験品質情報「空気量」の値は、製造したフレッシュコンクリートをサンプリングして実験的に測定して取得してもよい。

ステップＳ１５６において取得した試験品質情報「充填性レベル、スランプフロー、５００ｍｍフロー到達時間、空気量」の各値は、図２に示す配合設計コンピュータ１００のメモリ１２８に一旦記憶される（図１５のステップＳ１５８）。

（５）第２の配合決定処理（基本配合により生成したフレッシュコンクリートの品質判定処理、修正値の算出処理）（図３に示すステップＳ２４の詳細）
以下に、図１３、図１８を用いて、第２の配合決定処理（フレッシュコンクリートの品質判定処理、修正値の算出処理）を説明する。ここで、上記品質情報の算出結果として、試験品質「充填高さ：２７０ｍｍ、スランプフロー：６００ｍｍ、５００ｍｍフロー到達時間：５秒、空気量：２％」が得られた場合を例として説明する。

まず、操作者の指令により、図１９に示す配合修正パネルが表示される（図１３のステップＳ１３０）。さらに、操作者が「試験品質情報表示」ボタンをクリックする（図１３のステップＳ１３１）。これにより、ＣＰＵ１２０は、図１５のステップＳ１５８でメモリ１２８に記録した試験品質情報を取得して（図１３のステップＳ１３２）、図１９に示すように配合修正パネルに試験品質情報（充填高さ「２７０ｍｍ」など）を表示する（図１３のステップＳ１３３）。

次に、操作者が「自動判定」ボタンをクリックする（図１３のステップＳ１３４）。これにより、ＣＰＵ１２０は、上述の試験品質情報として算出される試験品質が、目標品質「充填性レベル：３００ｍｍ以上、スランプフロー：６５０〜７００ｍｍ、５００ｍｍフロー到達時間：５〜１０秒、空気量：１〜３％」を満たしているか否かを判別し、満たしていない場合には、混和剤添加率（高品質ＡＥ減水剤添加率、ＡＥ助剤添加率）、水粉体容積比の修正値（修正配合条件情報）を算出する（図１３のステップＳ１３６）。この品質判定処理および修正値の算出処理を、図１８を用いて説明する。

まず、ＣＰＵ１２０は、試験品質「スランプフロー：６００ｍｍ」が、目標品質「スランプフロー：６５０〜７００ｍｍ」を満たしているか否かを判別する（図１８のステップＳ２００）。スランプフローについて品質を満たしていないため、修正配合調整値記憶部１５８に登録された混和剤（高品質ＡＥ減水剤）添加率の修正配合調整値に基づいて、高品質ＡＥ減水剤添加率の修正値を算出する（図１８のステップＳ２０２）。つまり、スランプフローが５０ｍｍ足りないため、修正配合調整値「スランプフロー設定範囲未満のとき、１０ｍｍごとに＋０．１％（図１２の修正配合調整値パネル参照）」に基づいて、高品質ＡＥ減水剤添加率の修正値「０．１％×５＝０．５％」の修正値が算出される。このように、試験品質と目標品質の差に対する修正配合調整値が設定されているため、混和剤添加率の修正値は、その差に応じた値となる。

次に、ＣＰＵ１２０は、試験品質「空気量：２％」が、目標品質「空気量：１〜３％」を満たしているか否かを判別する（図１８のステップＳ２０４）。この実施形態では、空気量について品質を満たしていると判別する。なお、空気量について品質を満たしていないと判別すると、修正配合調整値記憶部１５８に登録された混和剤（ＡＥ助剤）添加率の修正配合調整値に基づいて、ＡＥ助剤添加率の修正値を算出する（図１８のステップＳ２０６）。

次に、ＣＰＵ１２０は、試験品質「充填高さ：２７０ｍｍ、５００ｍｍフロー到達時間：５秒」が、目標品質「充填高さ：３００ｍｍ以上、５００ｍｍフロー到達時間：５〜１０秒」を満たしているか否かを判別する（図１８のステップＳ２０８）。充填高さについて品質を満たしていないため、修正配合調整値記憶部１５８に登録された水粉体容積比の修正配合調整値に基づいて、水粉体容積比の修正値を算出する（図１８のステップＳ２１０）。つまり、充填高さが３０ｍｍ足りないため、修正配合調整値「充填高さ３００ｍｍ未満、５００ｍｍフロー到達時間５秒以上１０秒以下のとき、充填高さ１０ｍｍごとに−０．１％（図１２の修正配合調整値パネル参照）」に基づいて、水粉体容積比の修正値「−０．１％×３＝−０．３％」が算出される。

このように算出した高品質ＡＥ減水剤添加率、水粉体容積比の修正値などの配合条件情報を、図１９に示す配合修正パネルに表示する（図１８のステップＳ２１２）。

なお、水粉体容積比は、単位細骨材量および単位粗骨材量を変更しないで、単位液体量および単位粉体量の割合だけを変更させることにより修正される。また、この実施形態では、「高品質ＡＥ減水剤添加率、ＡＥ助剤添加率、水粉体容積比」の順に修正配合調整値を算出しているが、この順序に限られるものではない。

以上のように、修正配合条件情報である混和剤（高品質ＡＥ減水剤、ＡＥ助剤）添加率、水粉体容積比の修正値が算出されると、再度フレッシュコンクリートの生成を行うために、以下に示す修正配合を決定する処理が行われる。

操作者は、図１９に示す配合修正パネルにおいて「新しい修正配合を作る」をチェックし、ＯＫボタンをクリックする。ＣＰＵ１２０は、修正後の配合設定値（高品質ＡＥ減水剤添加率：１．５０％、水粉体容積比：０．７２％）に基づいて、修正配合「単位液体量、単位粉体量、単位細骨材量、単位粗骨材量」を算出する（図１３のステップＳ１１７）。

さらに、ＣＰＵ１２０は、修正後の配合設定値（混和剤の添加率、水粉体容積比など）を、配合設定値パネル（図示せず）に表示する（図１３のステップＳ１０４、Ｓ１１８）。また、ＣＰＵ１２０は、上記の修正配合を示方配合欄に表示する（図１３のステップＳ１２０、Ｓ１２２）。なお、配合計算画面の容積配合パネルには、容積配合「単位液体容積Ｖｗ、単位粉体容積Ｖｃ、単位細骨材絶対容積Ｖｓ、単位粗骨材絶対容積Ｖｇ」が表示され（図示せず、図１３のステップＳ１２２）、示方配合パネルには、重量配合（上述の基本配合、修正配合）が表示される（図示せず、図１３のステップＳ１２０）。

上記と同様に、ＣＰＵ１２０は、操作者から指令を受けて、示方配合（上記の修正配合）に基づいて製造配合を計算して（図１３ステップＳ１０８、Ｓ１１０）、コンクリートプラント２においてさらにフレッシュコンクリートの製造が行われる。２回目の試験品質情報が、目標品質を満たす場合には、配合設計を終了する（図１３のステップＳ１２４）。また、目標品質を満たさない場合には、再度、上述のフレッシュコンクリートの品質判定処理、修正値の算出処理を実行する。つまり、「フレッシュコンクリートの製造、品質判定処理、修正値の算出処理」を繰り返す。

以上のように、上記の機能を備えた配合設計コンピュータ１００を用いれば、材料情報、目標品質情報などを入力することにより配合情報を得ることができ、さらに、その配合情報に基づいて製造したフレッシュコンクリートから得られた試験品質情報に基づいて、より有用な配合情報（改良された配合情報）を得ることができる。つまり、一回目の配合設計では、目標品質情報を有するフレッシュコンクリートを生成できない場合に、試験品質情報を利用した二回目の配合設計を行うことにより、目標品質を満たす（または目標品質情報に近づく）配合情報を得ることができる。また、試験品質情報を利用して、配合設計を繰り返し実行するため、配合設計処理の効率化および配合設計の精度の向上を図ることができる。

５．水粉体容積比の修正について
以下に、水粉体容積比の修正配合調整値および修正値の算出処理について詳細に説明する（図３のステップＳ１４、図１３のステップＳ１２６）。図２０に、水粉体容積比と充填高さの関係、および水粉体容積比と５００ｍｍフロー到達時間の関係を示す。上述の水粉体容積比の修正値の算出処理（図１８のステップＳ２１０）により、目標品質「充填高さ：３００ｍｍ以上、５００ｍｍフロー到達時間：５〜１０秒」を満たすように、水粉体容積比が修正される。例えば、図２０に示すように、１回目の試験品質であるＡ状態から、水粉体容積比が修正されて、２回目（または２回目以降）の試験品質においてＢ状態に移行する。

図１２に示す修正配合調整値パネルにおいては、「充填高さ」と「５００ｍｍフロー到達時間」に関する値を相互に関連付けて、修正配合調整値を設定するようにしている。このため、「充填高さ」と「５００ｍｍフロー到達時間」のいずれかを目標品質として設定しない場合でも、他方の目標品質を設定しておけば、両者の品質を同時に満たすような配合設計を効率的に実行することができる。なお、上述の実施形態では、目標品質「充填高さ：３００ｍｍ以上、５００ｍｍフロー到達時間：５〜１０秒」としているため、図１２に示す修正配合調整値パネルにおいて、「充填高さ：３００ｍｍ超え、５００ｍｍフロー到達時間：５秒以上１０秒以下」のときには修正する必要がないため、この条件下での修正配合調整値を設定していない。

例えば、５００ｍｍフロー到達時間を目標品質情報として設定せず、目標品質「充填高さ：３００ｍｍ以上」である場合、図１２に示す修正配合調整値パネルにおいて、「充填高さ：３００ｍｍ超え、５００ｍｍフロー到達時間：５秒未満」および「充填高さ：３００ｍｍ超え、５００ｍｍフロー到達時間：１０秒超え」のとき、水粉体容積比を修正する必要がないため、これらの条件下での修正配合調整値「０」が設定される。つまり、目標品質「５００ｍｍフロー到達時間」については、図１２に示す修正配合調整値パネルにおいて、「設定なし」、「５秒未満」、「５秒以上１０秒以下」、「１０秒超過」が設定できる。なお、これは一実施例であり、具体的な時間を数値入力することにより、目標品質「５００ｍｍフロー到達時間」を別に設定できるようにしてもよい。

６．その他の実施形態
なお、上記実施形態においては、排出時間測定手段としてロードセル８を用いたが、図２１に示すように光センサー１４を用いるようにしてもよい。光センサー１４は、ホッパー１０からフレッシュコンクリートが全て排出された時に排出弁から差す光を検出することができるような位置に設置される。

図２１は、ホッパー１０からの排出時間を光センサー１４で検知する場合を説明する模式図である。図２２は、ホッパー１０からの排出時間と光センサー１４で検出した光の明るさとの関係を示したグラフである。

まず、図２１の工程１に示すように、フレッシュコンクリートの製造（図３のステップＳ１２）の後、所定バッチ容量のフレッシュコンクリートがホッパー１０に供給され始める（図２２のβ１〜β２）。さらに、図２１の工程２に示すように、所定量のフレッシュコンクリートがホッパー１０に全て供給されると、配合設計コンピュータ１００の制御により、ホッパー１０底部に位置する排出弁が開かれ、工程３に示すようにホッパー１０からアジテータ車１２にフレッシュコンクリートの排出が開始される（図２２のβ２）。このとき、ＣＰＵ１２０は排出開始時間ｔ’を記録している。なお、フレッシュコンクリートの供給は、予め図１４においてバッチ容量として設定した容積のフレッシュコンクリートをホッパー１０内に供給するまで行われる。さらに、ＣＰＵ１２０は、フレッシュコンクリートがホッパー１０から排出され始めた時点ｔ’から、光センサー１４が検出する光の明るさが増大するｔ’’までの時間Δｔを測定する。すなわち、図２２のグラフにおいて、ホッパー１０底部に位置する排出弁が開かれたβ２の状態から、全てのフレッシュコンクリートが排出されたβ３の状態（図２１の工程４）に達するまでの時間を測定する。

ＣＰＵ１２０は、測定した排出時間Δｔに基づいて試験品質情報記憶部１６２を参照などすることにより、試験品質情報「充填性レベル、スランプフロー、５００ｍｍフロー到達時間」などを算出する（図１５のステップＳ１５６を参照）。

なお、上記実施形態では、ホッパー１０から所定量のフレッシュコンクリートが排出されるまでの時間をロードセル８、光センサー１４を用いて測定するようにしたが、ホッパー１０内にあるフレッシュコンクリートのレベルを単位時間毎に測定するレベルセンサー（図示せず）を用いることにより、所定量のフレッシュコンクリートが排出される時間を測定するようにしてもよい。レベルセンサーを用いれば、測定するフレッシュコンクリートのホッパー１０内のレベルを自在に設定することが可能である。

上述の実施形態では、セメントの混合割合１００％、混和材の混合割合０％の場合（混和材を混合しない場合）を一例として説明している（図１１の材料パネル参照）。しかしながら、混和材を混合する場合も、この発明を適用できる。図１１の材料表パネルにおいて、例えば、「セメントの混合割合８０％、混和材の混合割合２０％」が設定された場合に、上述の数式９で算出された単位粉体量Ｃを用いて、「セメント量＝Ｃ×０．８、混和材量＝Ｃ×０．２」が算出される。

上述の実施形態では、使用する細骨材として、１種の材料（細骨材Ｇ）を設定した場合を一例として説明している（図１１の材料表パネル参照）。しかしながら、何種類の材料を設定してもよい。例えば、使用する細骨材として「粗砂（混合割合：６５％）、細砂（混合割合：３５％）」が設定された場合に、上述の数式６で算出された単位細骨材重量Ｓを用いて、「粗砂量＝Ｓ×０．６５、細砂量＝Ｓ×０．３５」が算出される。同様に、使用する粗骨材として、何種類の材料を設定してもよい。

上述の実施形態では、数式１〜１０に基づいて、「単位液体量、単位粉体量、単位細骨材量、単位粗骨材量」などを算出している。しかしながら、上記の数式に限られるものではない。また、品質グラフなどにより「単位液体量、単位粉体量、単位細骨材量、単位粗骨材量」を決定してもよい。

上述の実施形態では、材料情報記憶部１６０を備える場合を一例として説明しているが、これに限られるものではなく、図３のステップＳ１２の使用材料・混合割合の設定処理にて、材料情報（例えば、セメントの密度、拘束水比など）を設定してもよい。

上述の実施形態では、試験品質情報記憶部１６２のデータを得るための試験として、ボックス形またはＵ形充填装置を用いた間隙通過性試験やスランプフロー試験などを一例として説明しているが、これらに限られるものではなく、例えば、ロート流下試験や回転翼型粘度計（Ｔｗｏ−Ｐｏｉｎｔ試験装置）を用いた試験により、かかるデータを得ることもできる。

上述の実施形態では、配合設計プログラム１５０等は、オペレーティングシステム（ＯＳ）と共同してその各機能を実現している。しかし、その一部または全部を、配合設計プログラム１５０等が単独で実現するようにしてもよい。

コンクリート製造装置のハードウェア構成を示す図である。 計量ビン４の断面図である。 ミキサー６周辺部の詳細図である。 配合設計コンピュータ１００のハードウエア構成を示す図である。 コンクリートプラント２におけるフレッシュコンクリートの製造工程を示すフローチャートである。 配合設計コンピュータ１００が実行する処理を示すフローチャートである。 配合基本条件記憶部１５２、使用材料記憶部１５４、配合情報記憶部１５６に記録されたデータの具体例を示す図である。 材料情報記憶部１６０に記録されたデータの具体例を示す図である。 材料情報の登録処理を示すフローチャートである。 材料情報登録画面の一例であるセメントの登録画面を示す図である。 配合基本条件、使用材料・混合割合、修正配合調整値の設定処理を示すフローチャートである。 配合設定画面の配合基本条件パネルを示す図である。 配合設定画面の材料表パネルを示す図である。 配合設定画面の修正配合調整値パネルを示す図である。 配合設計プログラム１５０が実行する配合設計処理を示すフローチャートである。 製造配合計算パネルを示す図である。 試験品質情報の算出処理を示すフローチャートである。 ホッパー１０にフレッシュコンクリートの供給を開始してから、ロードセル８で排出時間を測定するまでの状態を示す図である。 ホッパー１０からの排出時間とロードセル８にかかる荷重の関係を示すグラフである。 品質判定処理、修正値の算出処理を示すフローチャートである。 配合修正パネルを示す図である。 水粉体容積比と充填高さの関係、および水粉体容積比と５００ｍｍフロー到達時間の関係を示すグラフである。 ホッパー１０にフレッシュコンクリートの供給を開始してから、光センサー１４で排出時間を測定するまでの状態を示す図である。 ホッパー１０からの排出時間とホッパー１０内の明るさの関係を示すグラフである。

符号の説明

２・・・・コンクリートプラント
４・・・・計量ビン
６・・・・ミキサー
８・・・・ロードセル
１０・・・・ホッパー
１２・・・・アジテータ車
１４・・・・光センサー
１００・・・・配合設計コンピュータ
１２０・・・・ＣＰＵ
１２２・・・・ハードディスク
１２４・・・・マウス・キーボード
１２６・・・・ディスプレイ
１２８・・・・メモリ
１３０・・・・フレキシブルディスク・ドライブ
１３２・・・・ＣＤ−ＲＯＭドライブ

Claims (9)

1. 混練して製造したフレッシュコンクリートを排出手段から排出するためのコンクリート製造装置であって、
   コンクリートを構成する構成材料についての配合条件情報、当該構成材料の構成材料基本情報およびコンクリートの目標品質情報を受けて、これらに基づいて第１の配合設計情報を決定する第１の配合設計手段、
   決定された第１の配合設計情報を配合設計情報とし、当該配合設計情報に基づいて各構成材料を計量する計量手段、
   計量された各構成材料を混練してフレッシュコンクリートを製造する混練手段、
   底部に位置する排出弁を有し、当該排出弁を開閉することにより、混練して製造したフレッシュコンクリートを排出する排出手段、
   前記排出手段に設けられ、フレッシュコンクリートが排出され始めた時点から、所定量のフレッシュコンクリートが排出されるまでの排出時間を測定する排出時間測定手段、
   前記排出時間に基づいて試験品質情報記憶部を参照し、前記排出時間に関連付けて予め記憶された試験品質情報を取得する試験品質情報取得手段、
   前記試験品質情報取得手段が取得したフレッシュコンクリートの試験品質情報およびコンクリートの目標品質情報との関係に基づいて予め設定しておいた修正配合調整値を考慮して修正配合条件情報を算出し、当該修正配合条件情報に基づいて第１の配合条件情報を修正することにより第２の配合設計情報を前記計量手段において用いる前記配合設計情報として決定する第２の配合設計手段、
   を備えたことを特徴とするコンクリート製造装置。
2. 請求項１のコンクリート製造装置において、さらに、
   前記第１の配合設計情報に基づいて製造したフレッシュコンクリートの試験品質が、所定の目標品質を満たすか否かを判別する品質判別手段を備え、
   前記第２の配合設計手段は、前記品質判別手段により、フレッシュコンクリートの試験品質情報がコンクリートの目標品質を満たさないと判別された場合に、前記第２の配合設計情報を決定することを特徴とするコンクリート製造装置。
3. 請求項２のコンクリート製造装置において、
   前記品質判別手段は、フレッシュコンクリートの前記品質情報として算出された数値が、前記目標品質情報として予め設定された数値範囲内に含まれるか否かを判断することにより、フレッシュコンクリートの試験品質情報がコンクリートの目標品質を満たすか否かを判別すること、を特徴とするコンクリート製造装置。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載のコンクリート製造装置において、
   前記修正配合条件情報は、コンクリートの目標品質情報とフレッシュコンクリートの試験品質情報との間の品質値差に応じて変動すること、を特徴とするコンクリート製造装置。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載のコンクリート製造装置において、
   前記試験品質情報が、充填高さ、スランプフロー、フロー到達時間および空気量であり、
   前記充填高さ、スランプフローおよびフロー到達時間の値は、前記排出時間に基づいて試験品質情報記憶部を参照して取得され、
   前記空気量の値は、フレッシュコンクリートの質量と容積の関係から算出して取得されること、
   を特徴とするコンクリート製造装置。
6. 混練して製造したフレッシュコンクリートを排出手段から排出するよう制御するためのコンクリート製造プログラムであって、
   コンピュータを、
   コンクリートを構成する構成材料についての配合条件情報、当該構成材料の構成材料基本情報およびコンクリートの目標品質情報を受けて、これらに基づいて配合設計情報である第１の配合設計情報を決定する第１の配合設計手段、
   底部に位置する排出弁を有し、当該排出弁を開閉することにより、混練して製造したフレッシュコンクリートを排出する排出手段からフレッシュコンクリートが排出され始めた時点から、所定量のフレッシュコンクリートが排出されるまでの排出時間を測定する排出時間測定手段、
   前記排出時間に基づいて試験品質情報記憶部を参照し、前記排出時間に関連付けて予め記憶された試験品質情報を取得する試験品質情報取得手段、
   前記試験品質情報取得手段が取得したフレッシュコンクリートの試験品質情報およびコンクリートの目標品質情報との関係に基づいて予め設定しておいた修正配合調整値を考慮して修正配合条件情報を算出し、当該修正配合条件情報に基づいて第１の配合条件情報を修正することにより第２の配合設計情報を前記配合設計情報として決定する第２の配合設計手段、
   として機能させることを特徴とするコンクリート製造プログラム。
7. 請求項６のコンクリート製造プログラムにおいて、
   前記試験品質情報が、充填高さ、スランプフロー、フロー到達時間および空気量であり、
   前記充填高さ、スランプフローおよびフロー到達時間の値は、前記排出時間に基づいて試験品質情報記憶部を参照して取得され、
   前記空気量の値は、フレッシュコンクリートの質量と容積の関係から算出して取得されること、
   を特徴とするコンクリート製造プログラム。
8. 混練して製造したフレッシュコンクリートを排出手段から排出するためのコンクリート製造方法であって、
   コンクリートを構成する構成材料についての配合条件情報、当該構成材料の構成材料基本情報およびコンクリートの目標品質情報を受けて、これらに基づいて第１の配合設計情報を決定する第１の配合設計ステップ、
   決定された第１の配合設計情報を配合設計情報とし、当該配合設計情報に基づいて各構成材料を計量する計量ステップ、
   計量された各構成材料を混練してフレッシュコンクリートを製造する混練ステップ、
   底部に位置する排出弁を有し、当該排出弁を開閉することにより、混練して製造したフレッシュコンクリートを排出する排出ステップ、
   前記排出手段に設けられた排出時間測定手段により、排出ステップでフレッシュコンクリートが排出され始めた時点から、所定量のフレッシュコンクリートが排出されるまでの排出時間を測定する排出時間測定ステップ、
   前記排出時間に基づいて試験品質情報記憶部を参照し、前記排出時間に関連付けて予め記憶された試験品質情報を取得する試験品質情報取得ステップ、
   前記試験品質情報取得ステップで取得したフレッシュコンクリートの試験品質情報およびコンクリートの目標品質情報との関係に基づいて予め設定しておいた修正配合調整値を考慮して修正配合条件情報を算出し、当該修正配合条件情報に基づいて第１の配合条件情報を修正することにより第２の配合設計情報を前記計量ステップにおいて用いる前記配合設計情報として決定する第２の配合設計ステップ、
   を実行することを特徴とするコンクリート製造方法。
9. 請求項８のコンクリート製造方法において、
   前記試験品質情報が、充填高さ、スランプフロー、フロー到達時間および空気量であり、
   前記充填高さ、スランプフローおよびフロー到達時間の値は、前記排出時間に基づいて試験品質情報記憶部を参照して取得され、
   前記空気量の値は、フレッシュコンクリートの質量と容積の関係から算出して取得されること、
   を特徴とするコンクリート製造方法。

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