JP4666125B2 - コンクリート材料の計量装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面水の状態が異なる骨材及び水を計量するコンクリート材料の計量装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
コンクリートを現場配合する際、水量がコンクリート強度等に大きな影響を及ぼすため、練混ぜ時に十分管理する必要があるが、配合材料である骨材は、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。
【0003】
そのため、骨材の乾湿程度に応じて練混ぜ時の水量を補正し示方配合通りのコンクリートを製造することが、コンクリートの品質を維持する上できわめて重要な事項となる。
【0004】
ここで、湿潤状態における表面水の水量(細骨材の表面に付着している水量)を表乾状態(表面乾燥飽水状態)の細骨材の質量で除した比率を表面水率と呼んでいるが、貯蔵されている骨材、特に細骨材は一般に濡れていることが多いため、かかる表面水率を骨材の乾湿程度の指標として予め測定し、その測定値に基づいて練混ぜ水量を調整するのが一般的である。
【0005】
そして、このような表面水率の測定は、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。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような測定方法では、わずかな試料から全体の表面水率を推測しているにすぎないため、精度の面でどうしても限界がある一方、絶乾状態の質量を計測するにはバーナー等による加熱作業が必要となるため、実際に使用する量に近い量を採取してこれを試料とすることは、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。
【0007】
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。
【0008】
本出願人はこのような問題点を踏まえて数多くの実験を繰り返し、その結果、骨材を水浸骨材として計量することによって、骨材の表面水を水浸骨材中の水の質量として間接的に計量することができることをあらたに見いだした。
【0009】
かかる技術によれば、まず、骨材を水浸骨材として水とともに所定の計量容器に収容し、次に計量容器内に収容された水浸骨材の全質量Mf及び全容量Vfを直接若しくは間接的に計測することにより又は計量容器の内容積が既知であることを利用することによって該水浸骨材の全質量Mf及び全容量Vfを知り、次いで、これらの値を用いて水浸骨材中の骨材の表乾状態における質量Ma及び水の質量Mwを算出する。
【0010】
かかる方法によれば、骨材の表面水率を事前に計測せずとも、該骨材の表面水をコンクリート材料である水の質量の一部として正確に反映させることができる。
【0011】
ここで、全容量Vfを電極式変位センサーのような水位計測手段で計測する場合、その計測誤差は、計量容器内の水浸骨材の深さによって変動する。すなわち、計測誤差は、同一容量で考えれば、水浸骨材が深いほど小さく、浅いほど大きくなる。そして、既知の値を採用する場合であっても、その既知の値として最初のキャリブレーションにおける計測値を用いることが多いため、やはり同様の状況が生じる。
【0012】
一方、コンクリートの示方配合は、当然ながら所望の圧縮強度等によってそのつど単位水量やセメント量が異なり、計量すべき骨材量も異なる。また、混練ミキサーを使った練混ぜを行うときの練混ぜ量も、その混練ミキサーの仕様で決まる定量に必ずしも一致させるとは限らず、該定量を1バッチとすることもあれば、定量の半分を1バッチとすることもあり、かかる場合においては、骨材の計量値も二分の1あるいは倍に変動することとなる。
【0013】
しかしながら、このような状況において骨材計量をそのつど同一の容器で行うものとすると、計量容器内の水浸骨材は計量作業ごとにその深さが変動するため、それに応じて計量誤差も変動し、かくして骨材計量の精度が骨材量によって変化してしまうという問題を生じていた。
【0014】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、計量すべき骨材量に関わらず骨材計量の精度を一定に維持することが可能なコンクリート材料の計量装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るコンクリート材料の計量装置は請求項1に記載したように、骨材を供給する骨材供給手段と、給水手段と、前記骨材供給手段から供給された骨材を前記給水手段から供給された水とともに水浸骨材として収容する複数の計量容器と、該複数の計量容器内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段と、前記複数の計量容器内の水浸骨材の水位を計測する水位計測手段と、前記複数の計量容器内から排水することによって前記水浸骨材の水位を調整する水位調整手段とからなり、前記複数の計量容器の底部開口には該計量容器内の水密性を保持可能な底蓋を開閉自在にそれぞれ取り付けるとともに、前記複数の計量容器を、深さが同一となる基準水位以下の容積が互いに異なるように構成してなり、計量の際は、該複数の計量容器から必要骨材量に応じた計量容器を選択するとともに、前記水位計測手段で水位を計測監視しながら該計量容器内の水浸骨材の水位が前記基準水位に保持されるように前記水位調整手段を駆動制御するものである。
【0016】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量装置は請求項2に記載したように、骨材を供給する骨材供給手段と、給水手段と、前記骨材供給手段から供給された骨材を前記給水手段から供給された水とともに水浸骨材として収容する複数の計量容器と、該計量容器内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段と、前記複数の計量容器内の水浸骨材の水位を深さが同一となる基準水位に保持する水位保持手段とからなり、前記複数の計量容器の底部開口には該計量容器内の水密性を保持可能な底蓋を開閉自在にそれぞれ取り付けるとともに、前記複数の計量容器を前記基準水位以下の容積が互いに異なるようにそれぞれ構成し、計量の際は、該複数の計量容器から必要骨材量に応じた計量容器を選択するようになっているものである。
【0017】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量装置は請求項3に記載したように、計測の対象となる骨材が貯留される骨材計量容器と、該骨材計量容器内の骨材の質量を計測する骨材質量計測手段と、前記骨材計量容器内の骨材を水とともに水浸骨材として収容する複数の計量容器と、前記複数の計量容器内の水浸骨材の水位を深さが同一となる基準水位に保持する水位保持手段と、前記複数の計量容器への給排水量を累積値として計測する給排水量計測手段とを備え、前記複数の計量容器の底部開口には該計量容器内の水密性を保持可能な底蓋を開閉自在にそれぞれ取り付けるとともに、前記複数の計量容器を前記基準水位以下の容積が互いに異なるように構成し、計量の際は、該複数の計量容器から必要骨材量に応じた計量容器を選択するようになっているものである。
【0018】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量装置は、前記水位保持手段を、前記計量容器内の水が外側に溢れ出るように該計量容器の容器本体の所定高さ位置に形成されたオーバーフロー用開口で構成したものである。
【0019】
請求項1の発明に係るコンクリート材料の計量装置においては、複数の計量容器を、深さが同一となる基準水位以下の容積が互いに異なるように構成してあり、計量の際は、コンクリートの練混ぜに必要な骨材量に応じた計量容器を上述した複数の計量容器から選択するとともに、水位計測手段で水位を計測監視しながら計量容器内の水浸骨材の水位が基準水位に保持されるように水位調整手段を駆動制御する。
【0020】
このようにすると、どの計量容器で計量する場合でも、深さが同一である基準水位が計測水位となるため、水位計測の精度、ひいては水浸骨材の全容量に換算されたときの精度がどの計量容器でも等しくなる。
【0021】
したがって、必要骨材量が異なる場合であっても、それらの全容積の精度、ひいては骨材計量精度を揃えることが可能となる。
【0022】
水位調整手段は、例えば、水を吸引除去する吸引装置で構成し、計量容器内の水浸骨材の水位が基準水位よりも上回ったとき、水位計測手段からの計測値を制御量として吸引装置を駆動制御するようすればよい。
【0023】
コンクリートの練混ぜに必要な骨材量は、コンクリートの示方配合や混練ミキサーの仕様で定まる定量で異なるし、その定量を練混ぜ量とするか定量よりも少ない量を練混ぜ量とするかでも異なってくる。さらには、例えば所望の粒度を得るために複数の骨材を混ぜ合わせる場合にも各骨材の量は当然異なってくる。
【0024】
具体的な例で考えると、混練ミキサーの定量を1バッチとして混練する場合、定量の2/3を1バッチとして混練する場合、及び定量の1/2を1バッチとして混練する場合がある状況では、深さが同一となる水位以下の容積がそれぞれ定量、定量×2/3、定量×1/2となる3つの計量容器で計量を行う。
【0025】
請求項2の発明に係るコンクリート材料の計量装置においては、複数の計量容器内の水浸骨材の水位を深さが同一となる基準水位に保持する水位保持手段を備えており、計量の際は、コンクリートの練混ぜに必要な骨材量に応じた計量容器を複数の計量容器から選択するとともに、上述した水位保持手段で水浸骨材の水位を基準水位に保持する。
【0026】
このようにすると、どの計量容器で計量する場合でも、水浸骨材の水位は、深さが同一である基準水位に常に一致するため、水位計測の精度、ひいては水浸骨材の全容量に換算されたときの精度がどの計量容器でも等しくなる。
【0027】
したがって、必要骨材量が異なる場合であっても、それらの全容積の精度、ひいては骨材計量精度を揃えることが可能となる。
【0028】
コンクリートの練混ぜに必要な骨材量は、コンクリートの示方配合や混練ミキサーの仕様で定まる定量で異なるし、その定量を練混ぜ量とするか定量よりも少ない量を練混ぜ量とするかでも異なってくる。さらには、例えば所望の粒度を得るために複数の骨材を混ぜ合わせる場合にも各骨材の量は当然異なってくる。
【0029】
具体的な例で考えると、混練ミキサーの定量を1バッチとして混練する場合、定量の2/3を1バッチとして混練する場合、及び定量の1/2を1バッチとして混練する場合がある状況では、深さが同一となる水位以下の容積がそれぞれ定量、定量×2/3、定量×1/2となる3つの計量容器で計量を行う。
【0030】
請求項3の発明に係るコンクリート材料の計量装置においては、複数の計量容器内の水浸骨材の水位を深さが同一となる基準水位に保持する水位保持手段を備えており、計量の際は、コンクリートの練混ぜに必要な骨材量に応じた計量容器を複数の計量容器から選択するとともに、上述した水位保持手段で水浸骨材の水位を基準水位に保持する。
【0031】
このようにすると、どの計量容器で計量する場合でも、水浸骨材の水位は、深さが同一である基準水位に常に一致するため、水位計測の精度、ひいては水浸骨材の全容量に換算されたときの精度がどの計量容器でも等しくなる。
【0032】
したがって、必要骨材量が異なる場合であっても、それらの全容積の精度、ひいては骨材計量精度を揃えることが可能となる。
【0033】
ここで、給排水量計測手段は、給水量及び排水量を個別を計測する手段という意味ではなく、計量容器への給水量から排水量を差し引いた水量を累積値として計測することができる手段という意味であり、例えば、最初に水を投入した後は給水は行わない場合には、排水量だけを計測できれば足りる。
【0034】
コンクリートの練混ぜに必要な骨材量は、コンクリートの示方配合や混練ミキサーの仕様で定まる定量で異なるし、その定量を練混ぜ量とするか定量よりも少ない量を練混ぜ量とするかでも異なってくる。さらには、例えば所望の粒度を得るために複数の骨材を混ぜ合わせる場合にも各骨材の量は当然異なってくる。
【0035】
具体的な例で考えると、混練ミキサーの定量を1バッチとして混練する場合、定量の2/3を1バッチとして混練する場合、及び定量の1/2を1バッチとして混練する場合がある状況では、深さが同一となる水位以下の容積がそれぞれ定量、定量×2/3、定量×1/2となる3つの計量容器で計量を行う。
【0036】
請求項2及び請求項3に係る発明において、計量容器内で一定の水位が保持される限り、水位保持手段をどのように構成するかは任意であり、例えば、基準水位を越える水位上昇を防止可能な吸引装置で構成したり、計量容器内の水が基準水位で外側に溢れ出るように該計量容器の壁体に形成されたオーバーフロー用開口で構成したりすることが考えられる。
【0037】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコンクリート材料の計量装置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。
【0038】
(第1実施形態)
【0039】
図1は、本実施形態に係る計量装置1を示した全体図である。同図でわかるように、本実施形態に係る計量装置1は、水を貯留する水貯留ホッパー2と、骨材である細骨材を貯留する細骨材貯留ホッパー3と、水貯留ホッパー2及び細骨材貯留ホッパー3からそれぞれ供給された水及び細骨材を水浸骨材として収容する3つの計量容器11a、11b、11cと、該計量容器内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段としてのロードセル8と、計量容器11a、11b、11c内の水位を計測する水位計測手段としての電極式変位センサ12と、水浸骨材の水位を調整する水位調整手段としての吸引装置17とからなり、水貯留ホッパー2は、その底部に接続され吐出口が計量容器11a、11b、11cの上方に位置決めされた水供給管5と該水供給管5の所定位置に設けられた開閉弁6とともに給水手段を構成し、細骨材貯留ホッパー3は、吐出口が計量容器11a、11b、11cの上方に位置決めされた細骨材供給管7とともに骨材供給手段を構成する。なお、図1には、便宜上、計量容器11aのみを示してあり、他の計量容器11b、11cについては、計量容器11aとともに図2に示してある。
【0040】
計量容器11aは、図3に示した断面図でよくわかるように、容器本体4aと該容器本体の底部開口15aに開閉自在に取り付けることができる底蓋9aとからなり、該底蓋を閉じて水密性を保持した状態で細骨材を水浸骨材として水とともに収容して該水浸骨材の計量を行うとともに、計量が終わった水浸骨材を底蓋9aを開いて下方に排出するように構成してある。計量容器11b、11cについても計量容器11aと同様、容器本体4b、4cと該容器本体の底部開口に開閉自在に取り付けることができる底蓋9b、9cとからなり、該底蓋を閉じた状態で細骨材を水浸骨材として水とともに収容して該水浸骨材の計量を行うとともに、計量が終わった水浸骨材を底蓋9b、9cを開いて下方に排出するように構成してある。
【0041】
容器本体4a、4b、4cは、下方に行くほど内径が大きくなるよう、それぞれ中空円錐台状に形成してあり、バイブレータ等の振動器具を使用せずとも、計量が終わった水浸骨材を該容器本体内で閉塞させることなく、底蓋9a、9b、9cを開いただけで下方に自然落下させ、これを、別途計量されたセメントや粗骨材とともに、図示しない混練ミキサーに投入することができるようになっている。
【0042】
底蓋9a、9b、9cは、容器本体4a、4b、4cの底部開口外径とほぼ同等かそれより若干大きめの外径を有する円形状平板でそれぞれ構成してあり、該円形状平板の周縁からそれぞれ延設されたL字状の取付けアーム13a、13b、13cの先端に長孔14a、14b、14cを形成し、図示しない架台に固定されたピン10を長孔14a、14b、14cに挿通することにより、底蓋9a、9b、9cをピン10の廻りに回動させて容器本体4a、4b、4cの底部開口を開閉できるようになっているとともに、底蓋9a、9b、9cを閉じた状態では、長孔14a、14b、14cが鉛直方向となるため、計量容器11a、11b、11cからの荷重による反力がピン10で生じるのを防止することができるようになっている。底蓋9aを容器本体4aの底部開口15aに固定するには、ボルトで締め付ける、クランプ部材で締め付けるなど、公知の方法から適宜選択すればよい。底蓋9b、9cについても同様である。
【0043】
電極式変位センサ12は、検知用電極を昇降させてその下端が計量容器11a、11b、11c内に収容された水浸骨材の水面に触れる際の通電状態の変化を監視することで該水浸骨材の水位を計測できるようになっている。
【0044】
水貯留ホッパー2、細骨材貯留ホッパー3及びロードセル8は、それぞれ図示しない架台に取り付けてあるとともに、該ロードセルの上に計量容器11a、11b、11cの鍔状円環部16a、16b、16cを載せて計量容器11a、11b、11cをそれぞれ吊持することで、該各計量容器の質量をロードセル8で計測できるようになっている。ロードセル8は、計量容器11a、11b、11cを安定した状態で吊持計測できるよう、例えば、同一水平面に120゜ごとに3箇所設けるようにするのが望ましい。
【0045】
ここで、計量容器11a、11b、11cは図2でよくわかるように、深さが同一のh1となる基準水位以下の容積が互いに異なるように構成してある。具体的には、計量容器11aは、図示しない混練ミキサーの仕様で定められた定量のコンクリート材料を練り混ぜる際に必要となる水浸骨材の容積(以下、基準容積と呼ぶ)に上述した基準水位以下の容積が一致するように構成してある。また、計量容器11bは、基準容積の2/3に相当する容積に基準水位以下の容積が一致するように構成してある。同様に、計量容器11cは、基準容積の1/2に相当する容積に基準水位以下の容積が一致するように構成してある。
【0046】
なお、かかる同一深さh1となる水位については、電極式変位センサ12を駆動制御する制御装置(図示せず)に予め制御値として入力しておく。
【0047】
吸引装置17は、計量容器11a、11b、11c内の水をゴムホース18を介して吸引除去できるようになっているとともに、電極式変位センサ12の制御装置から送られてくる水浸骨材の計測水位と基準水位との差が常に零となるように水の吸引除去を行うように構成してある。
【0048】
本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置1を用いて水浸骨材を計量するにあたっては、混練ミキサーの定量に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な水浸骨材(細骨材A+水A)、混練ミキサーの定量の2/3に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な水浸骨材(細骨材B+水B)及び混練ミキサーの定量の1/2に相当するコンクリート材料を練り混ぜるための水浸骨材(細骨材C+水C)の三種類の水浸骨材を計量する場合を例として説明する。
【0049】
まず、細骨材A及び水Aを計量するには、容器本体4aの底部開口15aを底蓋9aで閉じて計量容器11a内を水密状態とし、かかる状態にて開閉弁6を開いて水貯留ホッパー2から計量容器11a内に水Aを投入するとともに、細骨材貯留ホッパー3に貯留されている細骨材Aを水浸状態となるように計量容器11a内に投入し、図4に示すように計量容器11a内を水浸骨材31で満たす。
【0050】
計量容器11aに細骨材A及び水Aを投入するにあたっては、水浸骨材31への気泡混入を抑制すべく、水Aを先行投入し、しかる後に細骨材Aを投入するのが望ましい。また、細骨材Aを細骨材貯留ホッパー3から計量容器11aに直接投入するのではなく、例えば電磁式振動体を備えた振動フィーダを用いて細骨材貯留ホッパー3の直下から計量容器11aの上部開口まで搬送するようにすれば、細骨材の団粒化、ひいては気泡混入を防止することができる。
【0051】
次に、水浸骨材31の水位を電極式変位センサ12で計測し、該水位を用いて水浸骨材31の全容量Vfを求める。ここで、全容量Vfを求めるにあたっては、電極式変位センサ12の制御装置から送られてくる水浸骨材31の計測水位と基準水位との差が常に零となるように吸引装置17を随時作動させ、ゴムホース18を介して過剰分を吸引除去する。
【0052】
このようにすると、水浸骨材31の全容量Vfを求めるのに用いる水位は、常に基準水位となる。
【0053】
一方、水浸骨材31の全質量Mfをロードセル8で計測する。水浸骨材31の全質量Mfは、ロードセル8による計測値から、水浸骨材31が収容されていない空の計量容器11aの質量を差し引けばよい。
【0054】
次に、計測された水浸骨材31の全質量Mf及び全容量Vfから以下の式を用いて細骨材Aの表乾状態の質量Ma及び水Aの質量Mwを算出する。
Ma+Mw=Mf (1)
Ma/ρa+Mw/ρw=Vf (2)
【0055】
(1)式及び(2)式において、ρaは細骨材Aの表乾状態における密度を、ρwは水の密度を表す。
【0056】
かかる計測は、先行投入された水Aに細骨材Aの投入を徐々に行いながら、リアルタイムに又は所定時間間隔で繰り返し行い、細骨材Aの表乾状態の質量Maが混練ミキサーの定量に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な細骨材Aの質量に達したとき、細骨材Aの投入を終了するようにするのが望ましい。
【0057】
次に、細骨材の投入を終了した時点での水Aの質量Mwと練り混ぜに必要な水Aの質量とを比較することで、水の過不足分を求め、過剰であれば、その過剰分だけ吸引装置17で排水除去し、不足していれば、その不足分の水を計量容器11a内に補充する。
【0058】
このように基準容積に相当する細骨材A及び水Aが計量されたならば、これらをセメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量分の練混ぜを行う。
【0059】
次に、細骨材B及び水Bを計量するべく、計量容器11aをいったん取り外し、代わりに計量容器11bをロードセル8に載せる。次に、細骨材A及び水Aの計量方法と同様、計量容器11b内を水密状態とし、かかる状態にて開閉弁6を開いて水貯留ホッパー2から計量容器11b内に水Bを投入するとともに、細骨材貯留ホッパー3に貯留されている細骨材Bを水浸状態となるように計量容器11b内に投入し、計量容器11b内を水浸骨材で満たす。
【0060】
以下、細骨材A及び水Aの計量手順と同様にして、基準容積の2/3に相当する細骨材B及び水Bの計量を行い、しかる後、これらをセメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量の2/3に相当する分の練混ぜを行う。
【0061】
次に、細骨材C及び水Cを計量するべく、計量容器11bをいったん取り外し、代わりに計量容器11cをロードセル8に載せる。次に、細骨材A及び水Aの計量方法と同様、計量容器11c内を水密状態とし、かかる状態にて開閉弁6を開いて水貯留ホッパー2から計量容器11c内に水Cを投入するとともに、細骨材貯留ホッパー3に貯留されている細骨材Cを水浸状態となるように計量容器11c内に投入し、計量容器11c内を水浸骨材で満たす。
【0062】
以下、細骨材A及び水Aの計量手順と同様にして、基準容積の1/2に相当する細骨材C及び水Cの計量を行い、しかる後、これらをセメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量の1/2に相当する分の練混ぜを行う。
【0063】
以上説明したように、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置1によれば、どの計量容器11a、11b、11cで計量する場合でも、深さが同一である基準水位が計測水位となるため、水位計測の精度がどの計量容器11a、11b、11cでも等しくなる。すなわち、水位計測は、深さが異なれば、その精度も変動する。具体的に説明すると、例えば±1mmの誤差で水位を計測する場合、深さが1mの場合には、精度は1/1000となるが、深さが50cmの場合には、精度は、1/500となる。
【0064】
一方、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置によれば、上述したようにどの計量容器11a、11b、11cで計量しても、深さが同一である基準水位が計測水位となるため、、計測水位の精度、ひいては該計測水位から求まる水浸骨材の全容量の精度を同一にすることが可能となり、かくして、必要骨材量が異なる場合であっても、それらの全容積の精度、ひいては骨材計量精度を揃えることが可能となる。
【0065】
また、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置1によれば、細骨材の表面水を、湿潤状態が異なる細骨材ごとのばらつきが考慮された状態で水の質量Mwの一部として間接的に算出するとともに、細骨材の質量を、表乾状態のときの質量Maとして把握することが可能となる。すなわち、細骨材や水の質量が示方配合と同等の条件で把握されることとなるので、湿潤状態が異なる細骨材を用いても、示方配合通りの水量でコンクリートを製造することが可能となる。
【0066】
本実施形態では、細骨材の計量に本発明を適用したが、これに代えて、粗骨材の計量に用いてもよい。また、複数の骨材、すなわち、密度や粒度が互いに異なるものをはじめ、産地、強度、ヤング係数、耐久性、天然骨材か人工骨材か副産骨材かあるいは天然骨材でも海砂か山砂かという産出状況その他骨材に関する分類指標が互いに異なる複数の骨材を混ぜ合わせてコンクリート材料にする際には、各骨材の計量値が異なる場合が多いが、かかる場合にも、本発明に係る計量装置を適用することができる。
【0067】
また、本実施形態では、説明の便宜上、同一深さとなる基準水位以下の計量容器内の容積を、それぞれ混練ミキサーの定量、定量×2/3、定量×1/2としたが、かかる容積に限定されるものではないことは言うまでもない。
【0068】
また、本実施形態では、複数の計量容器を3つとしたが、かかる個数に限定されるものではないことももちろんである。
【0069】
また、本実施形態ではロードセル8を圧縮型とし、設置数を3個としたが、どのようなロードセルを用いるかは任意であり、例えば引張型を用いてもよいし、4個以上設置してもかまわない。
【0070】
また、本実施形態では、空気量補正に関して特に言及しなかったが、水浸骨材内の空気量a(%)を考慮するのであれば、全容量Vfに(1―a/100)を乗じればよい。
【0071】
(第2実施形態)
【0072】
次に、第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態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。
【0073】
図5は、本実施形態に係る計量装置41を示した全体図である。同図でわかるように、本実施形態に係る計量装置41は、水を貯留する水貯留ホッパー2と、骨材である細骨材を貯留する細骨材貯留ホッパー3と、水貯留ホッパー2及び細骨材貯留ホッパー3からそれぞれ供給された水及び細骨材を水浸骨材として収容する3つの計量容器44a、44b、44cと、該計量容器内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段としてのロードセル8とから概ね構成してあり、水貯留ホッパー2は、その底部に接続され吐出口が計量容器44a、44b、44cの上方に位置決めされた水供給管5と該水供給管5の所定位置に設けられた開閉弁6とともに給水手段を構成し、細骨材貯留ホッパー3は、吐出口が計量容器44a、44b、44cの上方に位置決めされた細骨材供給管7とともに骨材供給手段を構成する。なお、図5には、便宜上、計量容器44aのみを示してあり、他の計量容器44b、44cについては、計量容器44aとともに図6に示してある。
【0074】
計量容器44aは、図7に示した断面図でよくわかるように、容器本体52aと該容器本体の底部開口15aに開閉自在に取り付けることができる底蓋9aとからなり、該底蓋を閉じて水密性を保持した状態で細骨材を水浸骨材として水とともに収容して該水浸骨材の計量を行うとともに、計量が終わった水浸骨材を底蓋9aを開いて下方に排出するように構成してある。計量容器44b、44cについても計量容器44aと同様、容器本体52b、52cと該容器本体の底部開口に開閉自在に取り付けることができる底蓋9b、9cとからなり、該底蓋を閉じた状態で細骨材を水浸骨材として水とともに収容して該水浸骨材の計量を行うとともに、計量が終わった水浸骨材を底蓋9b、9cを開いて下方に排出するように構成してある。
【0075】
容器本体52a、52b、52cは、容器本体4a、4b、4cと同様、下方に行くほど内径が大きくなるよう、それぞれ中空円錐台状に形成してあり、バイブレータ等の振動器具を使用せずとも、計量が終わった水浸骨材を該容器本体内で閉塞させることなく、底蓋9a、9b、9cを開いただけで下方に自然落下させ、これを、別途計量されたセメントや粗骨材とともに、図示しない混練ミキサーに投入することができるようになっている。なお、底蓋9a、9b、9c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。
【0076】
水貯留ホッパー2、細骨材貯留ホッパー3及びロードセル8は、それぞれ図示しない架台に取り付けてあるとともに、該ロードセルの上に計量容器44a、44b、44cの鍔状円環部16a、16b、16cを載せて計量容器44a、44b、44cをそれぞれ吊持することで、該各計量容器の質量をロードセル8で計測できるようになっている。ロードセル8は、計量容器44a、44b、44cを安定した状態で吊持計測できるよう、例えば、同一水平面に120゜ごとに3箇所設けるようにするのが望ましい。
【0077】
ここで、容器本体52a、52b、52cを構成する各壁体には、図5乃至図7でよくわかるように、内部に収容された水浸骨材の水が外側に溢れ出るよう、矩形状のオーバーフロー用開口51を形成してあるとともに、オーバーフロー用開口51の下縁位置に沿って溝状のガイド部材57を水平方向に突設してあり、該ガイド部材の上をオーバーフロー水が流れてその先端から流れ落ちることにより、計量容器44a、44b、44cの周面をつたうことなく、オーバーフロー用開口51からスムーズに溢れさせることができるようになっている。
【0078】
オーバーフロー用開口51は、その下縁を深さh2が同一となる基準水位に一致させてあり、該基準水位に計量容器44a、44b、44c内の水浸骨材の水位を保持する水位保持手段として機能する。
【0079】
ここで、計量容器44a、44b、44cは、かかる基準水位以下の容積が互いに異なるように構成してある。具体的には、計量容器44aは、図示しない混練ミキサーの仕様で定められた定量のコンクリート材料を練り混ぜる際に必要となる水浸骨材の容積(以下、基準容積と呼ぶ)に上述した基準水位以下の容積が一致するように構成してある。また、計量容器44bは、基準容積の2/3に相当する容積に基準水位以下の容積が一致するように構成してある。同様に、計量容器44cは、基準容積の1/2に相当する容積に基準水位以下の容積が一致するように構成してある。
【0080】
本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置41を用いて水浸骨材を計量するにあたっては、混練ミキサーの定量に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な水浸骨材(細骨材A+水A)、混練ミキサーの定量の2/3に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な水浸骨材(細骨材B+水B)及び混練ミキサーの定量の1/2に相当するコンクリート材料を練り混ぜるための水浸骨材(細骨材C+水C)の三種類の水浸骨材を計量する場合を例として説明する。
【0081】
まず、細骨材A及び水Aを計量するには、容器本体52aの底部開口15aを底蓋9aで閉じて計量容器44a内を水密状態とし、かかる状態にて開閉弁6を開いて水貯留ホッパー2から計量容器44a内に水Aを投入するとともに、細骨材貯留ホッパー3に貯留されている細骨材Aを水浸状態となるように計量容器44a内に投入し、図8に示すように計量容器44a内を水浸骨材61で満たす。
【0082】
計量容器44aに細骨材A及び水Aを投入するにあたっては、水浸骨材61への気泡混入を抑制すべく、水Aを先行投入し、しかる後に細骨材Aを投入するのが望ましい。また、細骨材Aを細骨材貯留ホッパー3から計量容器44aに直接投入するのではなく、例えば電磁式振動体を備えた振動フィーダを用いて細骨材貯留ホッパー3の直下から計量容器44aの上部開口まで搬送するようにすれば、細骨材の団粒化、ひいては気泡混入を防止することができる。
【0083】
ここで、水A及び細骨材Aを投入して計量容器44a内を水浸骨材61で満たすにあたっては、図8でよくわかるように、細骨材が水面から出ないようにかつ水がオーバーフロー用開口51から溢れ出るようにする。
【0084】
このようにすると、オーバーフロー用開口51から水62が溢れ出る水位レベルは基準水位となるから、上述したように水浸骨材61を満たせば、水浸骨材61の全容量Vfを求めるのに用いる水位は、常に基準水位となる。なお、全容量Vfは、最初のキャリブレーション時に一度計測しておくことにより、その後の計測を省略することが可能であり、既知の値として扱うことができる。
【0085】
一方、水浸骨材61の全質量Mfをロードセル8で計測する。水浸骨材61の全質量Mfは、ロードセル8による計測値から、水浸骨材61が収容されていない空の計量容器44aの質量を差し引けばよい。
【0086】
次に、水浸骨材61の全質量Mf及び全容量Vfから以下の式を用いて細骨材Aの表乾状態の質量Ma及び水Aの質量Mwを算出する。
Ma+Mw=Mf (1)
Ma/ρa+Mw/ρw=Vf (2)
【0087】
(1)式及び(2)式において、ρaは細骨材Aの表乾状態における密度を、ρwは水の密度を表す。
【0088】
かかる計測は、先行投入された水Aに細骨材Aの投入を徐々に行いながら、リアルタイムに又は所定時間間隔で繰り返し行い、細骨材Aの表乾状態の質量Maが混練ミキサーの定量に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な細骨材Aの質量に達したとき、細骨材Aの投入を終了するようにするのが望ましい。
【0089】
次に、細骨材Aの投入を終了した時点での水Aの質量Mwと練り混ぜに必要な水Aの質量とを比較することで、水の過不足分を求め、過剰であれば、その過剰分だけバキューム等で排水除去し、不足していれば、その不足分の水を補充した上、セメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量分の練混ぜを行う。
【0090】
次に、細骨材B及び水Bを計量するべく、計量容器44aをいったん取り外し、代わりに計量容器44bをロードセル8に載せる。次に、細骨材A及び水Aの計量方法と同様、計量容器44b内を水密状態とし、かかる状態にて開閉弁6を開いて水貯留ホッパー2から計量容器44b内に水Bを投入するとともに、細骨材貯留ホッパー3に貯留されている細骨材Bを水浸状態となるように計量容器44b内に投入し、計量容器44b内を水浸骨材で満たす。
【0091】
以下、細骨材A及び水Aの計量手順と同様にして、基準容積の2/3に相当する細骨材B及び水Bの計量を行い、しかる後、これらをセメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量の2/3に相当する分の練混ぜを行う。
【0092】
次に、細骨材C及び水Cを計量するべく、計量容器44bをいったん取り外し、代わりに計量容器44cをロードセル8に載せる。次に、細骨材A及び水Aの計量方法と同様、計量容器44c内を水密状態とし、かかる状態にて開閉弁6を開いて水貯留ホッパー2から計量容器44c内に水Cを投入するとともに、細骨材貯留ホッパー3に貯留されている細骨材Cを水浸状態となるように計量容器44c内に投入し、計量容器44c内を水浸骨材で満たす。
【0093】
以下、細骨材A及び水Aの計量手順と同様にして、基準容積の1/2に相当する細骨材C及び水Cの計量を行い、しかる後、これらをセメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量の1/2に相当する分の練混ぜを行う。
【0094】
以上説明したように、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置41によれば、どの計量容器44a、44b、44cで計量する場合でも、深さが同一である基準水位においてオーバーフロー用開口51から水がオーバーフローするため、水位の精度がどの計量容器44a、44b、44cでも等しくなる。
【0095】
したがって、水位の精度、ひいては該水位から求まる水浸骨材の全容量の精度を同一にすることが可能となり、かくして、必要骨材量が異なる場合であっても、それらの全容積の精度、ひいては骨材計量精度を揃えることが可能となる。
【0096】
また、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置41によれば、細骨材の表面水を、湿潤状態が異なる細骨材ごとのばらつきが考慮された状態で水の質量Mwの一部として間接的に算出するとともに、細骨材の質量を、表乾状態のときの質量Maとして把握することが可能となる。すなわち、細骨材や水の質量が示方配合と同等の条件で把握されることとなるので、湿潤状態が異なる細骨材を用いても、示方配合通りの水量でコンクリートを製造することが可能となる。
【0097】
本実施形態では、細骨材の計量に本発明を適用したが、これに代えて、粗骨材の計量に用いてもよい。また、複数の骨材、すなわち、密度や粒度が互いに異なるものをはじめ、産地、強度、ヤング係数、耐久性、天然骨材か人工骨材か副産骨材かあるいは天然骨材でも海砂か山砂かという産出状況その他骨材に関する分類指標が互いに異なる複数の骨材を混ぜ合わせてコンクリート材料にする際には、各骨材の計量値が異なる場合が多いが、かかる場合にも、本発明に係る計量装置を適用することができる。
【0098】
また、本実施形態では、説明の便宜上、同一深さとなる基準水位以下の計量容器内の容積を、それぞれ混練ミキサーの定量、定量×2/3、定量×1/2としたが、かかる容積に限定されるものではないことは言うまでもない。
【0099】
また、本実施形態では、複数の計量容器を3つとしたが、かかる個数に限定されるものではないことももちろんである。
【0100】
また、本実施形態ではロードセル8を圧縮型とし、設置数を3個としたが、どのようなロードセルを用いるかは任意であり、例えば引張型を用いてもよいし、4個以上設置してもかまわない。
【0101】
また、本実施形態では、空気量補正に関して特に言及しなかったが、水浸骨材内の空気量a(%)を考慮するのであれば、全容量Vfに(1―a/100)を乗じればよい。
【0102】
(第3実施形態)
【0103】
次に、第3実施形態について説明する。なお、第1、第2実施形態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。
【0104】
図9は、本実施形態に係る計量装置71を示した全体図である。同図でわかるように、本実施形態に係る計量装置71は、水を貯留する水貯留ホッパー2と、計量の対象となる骨材としての細骨材が貯留される骨材計量容器としての細骨材計量容器77と、水貯留ホッパー2及び細骨材計量容器77からそれぞれ供給された水及び細骨材を水浸骨材として収容する3つの計量容器44a、44b、44cと、細骨材計量容器77内の細骨材の質量を計測する骨材質量計測手段としてのロードセル78とからなり、水貯留ホッパー2は、その底部に接続され吐出口が計量容器44a、44b、44cの上方に位置決めされた水供給管5と該水供給管5の所定位置に設けられた開閉弁6及び給排水量計測手段としての流量計73とともに給水手段を構成する。
【0105】
なお、細骨材計量容器77は、図示しない貯留ビンから細骨材を随時供給されるようになっているとともに、その底部には、吐出口が計量容器44a、44b、44cの上方に位置決めされた細骨材供給管7を接続してある。
【0106】
また、図9には、便宜上、計量容器44aのみを示してあり、他の計量容器44b、44cについては、計量容器44aとともに図10に示してある。
【0107】
ここで、水貯留ホッパー2、計量容器44a、44b、44c及びロードセル78は、それぞれ図示しない架台に取り付けてあるとともに、該ロードセルの上に細骨材計量容器77の上端開口縁部に取り付けられた鍔状円環部72を載せて細骨材計量容器77を吊持することで、該細骨材計量容器内に貯留された細骨材の質量をロードセル78で計測できるようになっている。ロードセル78は、細骨材計量容器77を安定した状態で吊持計測できるよう、例えば、同一水平面に120゜ごとに3箇所設けるようにするのが望ましい。
【0108】
計量容器44aは、図11に示した断面図でよくわかるように、容器本体52aと該容器本体の底部開口15aに開閉自在に取り付けることができる底蓋9aとからなり、該底蓋を閉じて水密性を保持した状態で細骨材を水浸骨材として水とともに収容して該水浸骨材の計量を行うとともに、計量が終わった水浸骨材を底蓋9aを開いて下方に排出するように構成してある。計量容器44b、44cについても計量容器44aと同様、容器本体52b、52cと該容器本体の底部開口に開閉自在に取り付けることができる底蓋9b、9cとからなり、該底蓋を閉じた状態で細骨材を水浸骨材として水とともに収容して該水浸骨材の計量を行うとともに、計量が終わった水浸骨材を底蓋9b、9cを開いて下方に排出するように構成してある。
【0109】
容器本体52a、52b、52cは、容器本体4a、4b、4cと同様、下方に行くほど内径が大きくなるよう、それぞれ中空円錐台状に形成してあり、バイブレータ等の振動器具を使用せずとも、計量が終わった水浸骨材を該容器本体内で閉塞させることなく、底蓋9a、9b、9cを開いただけで下方に自然落下させ、これを、別途計量されたセメントや粗骨材とともに、図示しない混練ミキサーに投入することができるようになっている。なお、底蓋9a、9b、9c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。
【0110】
ここで、容器本体52a、52b、52cを構成する各壁体には、図9乃至図11でよくわかるように、内部に収容された水浸骨材の水が外側に溢れ出るよう、矩形状のオーバーフロー用開口51を形成してあるとともに、オーバーフロー用開口51の下縁位置に沿って溝状のガイド部材57を水平方向に突設してあり、該ガイド部材の上をオーバーフロー水が流れてその先端から流れ落ちることにより、計量容器44a、44b、44cの周面をつたうことなく、オーバーフロー用開口51からスムーズに溢れさせることができるようになっている。
【0111】
オーバーフロー用開口51は、その下縁を深さh3が同一となる基準水位に一致させてあり、該基準水位に計量容器44a、44b、44c内の水浸骨材の水位を保持する水位保持手段として機能する。
【0112】
ここで、計量容器44a、44b、44cは、かかる基準水位以下の容積が互いに異なるように構成してある。具体的には、計量容器44aは、図示しない混練ミキサーの仕様で定められた定量のコンクリート材料を練り混ぜる際に必要となる水浸骨材の容積(以下、基準容積と呼ぶ)に上述した基準水位以下の容積が一致するように構成してある。また、計量容器44bは、基準容積の2/3に相当する容積に基準水位以下の容積が一致するように構成してある。同様に、計量容器44cは、基準容積の1/2に相当する容積に基準水位以下の容積が一致するように構成してある。
【0113】
一方、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置71は、図11の断面図でよくわかるように、オーバーフロー用開口51から溢れ出てガイド部材57の先端から流れ落ちるオーバーフロー水を貯留する貯留容器74と該貯留容器に貯留されたオーバーフロー水の質量を計測する質量計75とを備えており、上述した流量計73によって計量容器44a、44b、44cへの投入水量を計測するとともに、質量計75によって計量容器44a、44b、44cからのオーバーフロー水量を計測することができるようになっている。
【0114】
本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置71を用いて水浸骨材を計量するにあたっては、混練ミキサーの定量に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な水浸骨材(細骨材A+水A)、混練ミキサーの定量の2/3に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な水浸骨材(細骨材B+水B)及び混練ミキサーの定量の1/2に相当するコンクリート材料を練り混ぜるための水浸骨材(細骨材C+水C)の三種類の水浸骨材を計量する場合を例として説明する。
【0115】
細骨材A及び水Aを計量するには、まず、細骨材計量容器77に貯留された湿潤状態における細骨材の質量Mawをロードセル78で計測する。
【0116】
細骨材計量容器77内にある湿潤状態における細骨材の質量Mawは、ロードセル78による計測値から、細骨材が収容されていない空の細骨材計量容器77の質量を差し引けばよい。
【0117】
次に、容器本体52aの底部開口15aを底蓋9aで閉じて計量容器44a内を水密状態とし、かかる状態にて開閉弁6を開いて水貯留ホッパー2から計量容器44a内に水Aを投入するとともに、細骨材計量容器77に貯留されている細骨材Aを水浸状態となるように計量容器44a内に投入し、図12に示すように計量容器44a内を水浸骨材81で満たすとともに、水貯留ホッパー2から投入された水の給水量MIを累積値として流量計73で計測する一方、オーバーフロー用開口51から溢れ出た水を貯留容器74にいったん貯めた上、そのオーバーフロー量MOを累積値として質量計75で計測する。
【0118】
計量容器44aに細骨材A及び水Aを投入するにあたっては、水浸骨材81への気泡混入を抑制すべく、水Aを先行投入し、しかる後に細骨材Aを投入するのが望ましい。また、細骨材Aを細骨材計量容器77から計量容器44aに直接投入するのではなく、例えば電磁式振動体を備えた振動フィーダを用いて細骨材計量容器77の直下から計量容器44aの上部開口まで搬送するようにすれば、細骨材の団粒化、ひいては気泡混入を防止することができる。
【0119】
ここで、水A及び細骨材Aを投入して計量容器44a内を水浸骨材81で満たすにあたっては、図12でよくわかるように、細骨材が水面から出ないようにかつ水がオーバーフロー用開口51から溢れ出るようにする。
【0120】
このようにすると、オーバーフロー用開口51から水82が溢れ出る水位レベルは基準水位となるから、上述したように水浸骨材81を満たせば、水浸骨材81の全容量Vfを求めるのに用いる水位は、常に基準水位となる。なお、全容量Vfは、最初のキャリブレーション時に一度計測しておくことにより、その後の計測を省略することが可能であり、既知の値として扱うことができる。
【0121】
次に、ρaを細骨材の表乾状態における密度、ρwを水の密度として、細骨材の表乾状態の質量Ma及び水浸骨材81中の水の質量Mwを以下の2式、すなわち、
Ma+Mw=Maw+(MI―MO) (3)
Ma/ρa+Mw/ρw=Vf (4)
から求めるとともに、必要に応じて細骨材の表面水率を、次式
(Maw―Ma)/Ma (5)
により算出する。
【0122】
かかる計測は、先行投入された水Aに細骨材Aの投入を徐々に行いながら、リアルタイムに又は所定時間間隔で繰り返し行い、細骨材Aの表乾状態の質量Maが混練ミキサーの定量に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な細骨材Aの質量に達したとき、細骨材Aの投入を終了するようにするのが望ましい。
【0123】
次に、細骨材Aの投入を終了した時点での水Aの質量Mwと練り混ぜに必要な水Aの質量とを比較することで、水の過不足分を求め、過剰であれば、その過剰分だけバキューム等で排水除去し、不足していれば、その不足分の水を補充した上、セメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量分の練混ぜを行う。
【0124】
次に、細骨材B及び水Bを計量するべく、計量容器44aをいったん取り外し、代わりに計量容器44bを架台に設置する。次に、細骨材A及び水Aの計量方法と同様、まず、細骨材計量容器77に貯留された湿潤状態における細骨材Bの質量Mawをロードセル78で計測し、次に、計量容器44b内を水密状態とし、かかる状態にて開閉弁6を開いて水貯留ホッパー2から計量容器44b内に水Bを投入するとともに、骨材計量容器77に貯留されている細骨材Bを水浸状態となるように計量容器44b内に投入し、計量容器44b内を水浸骨材で満たす。
また、それと同時に、水貯留ホッパー2から投入された水の給水量MIを累積値として流量計73で計測する一方、オーバーフロー用開口51から溢れ出た水を貯留容器74にいったん貯めた上、そのオーバーフロー量MOを累積値として質量計75で計測する。
【0125】
以下、細骨材A及び水Aの計量手順と同様にして、基準容積の2/3に相当する細骨材B及び水Bの計量を行い、しかる後、これらをセメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量の2/3に相当する分の練混ぜを行う。
【0126】
次に、細骨材C及び水Cを計量するべく、計量容器44bをいったん取り外し、代わりに計量容器44cを架台に設置する。次に、細骨材A及び水Aの計量方法と同様、まず、細骨材計量容器77に貯留された湿潤状態における細骨材Cの質量Mawをロードセル78で計測し、次に、計量容器44c内を水密状態とし、かかる状態にて開閉弁6を開いて水貯留ホッパー2から計量容器44c内に水Cを投入するとともに、骨材計量容器77に貯留されている細骨材Cを水浸状態となるように計量容器44c内に投入し、計量容器44c内を水浸骨材で満たす。また、それと同時に、水貯留ホッパー2から投入された水の給水量MIを累積値として流量計73で計測する一方、オーバーフロー用開口51から溢れ出た水を貯留容器74にいったん貯めた上、そのオーバーフロー量MOを累積値として質量計75で計測する。
【0127】
以下、細骨材A及び水Aの計量手順と同様にして、基準容積の1/2に相当する細骨材C及び水Cの計量を行い、しかる後、これらをセメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量の1/2に相当する分の練混ぜを行う。
【0128】
以上説明したように、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置71によれば、どの計量容器44a、44b、44cで計量する場合でも、深さが同一である基準水位においてオーバーフロー用開口51から水がオーバーフローするため、水位の精度がどの計量容器44a、44b、44cでも等しくなる。
【0129】
したがって、水位の精度、ひいては該水位から求まる水浸骨材の全容量の精度を同一にすることが可能となり、かくして、必要骨材量が異なる場合であっても、それらの全容積の精度、ひいては骨材計量精度を揃えることが可能となる。
【0130】
また、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置71によれば、細骨材の表面水を、湿潤状態が異なる細骨材ごとのばらつきが考慮された状態で水の質量Mwの一部として間接的に算出するとともに、細骨材の質量を、表乾状態のときの質量Maとして把握することが可能となる。すなわち、細骨材や水の質量が示方配合と同等の条件で把握されることとなるので、湿潤状態が異なる細骨材を用いても、示方配合通りの水量でコンクリートを製造することが可能となる。
【0131】
本実施形態では、細骨材の計量に本発明を適用したが、これに代えて、粗骨材の計量に用いてもよい。また、複数の骨材、すなわち、密度や粒度が互いに異なるものをはじめ、産地、強度、ヤング係数、耐久性、天然骨材か人工骨材か副産骨材かあるいは天然骨材でも海砂か山砂かという産出状況その他骨材に関する分類指標が互いに異なる複数の骨材を混ぜ合わせてコンクリート材料にする際には、各骨材の計量値が異なる場合が多いが、かかる場合にも、本発明に係る計量装置を適用することができる。
【0132】
また、本実施形態では、説明の便宜上、同一深さとなる基準水位以下の計量容器内の容積を、それぞれ混練ミキサーの定量、定量×2/3、定量×1/2としたが、かかる容積に限定されるものではないことは言うまでもない。
【0133】
また、本実施形態では、複数の計量容器を3つとしたが、かかる個数に限定されるものではないことももちろんである。
【0134】
また、本実施形態ではロードセル78を圧縮型とし、設置数を3個としたが、どのようなロードセルを用いるかは任意であり、例えば引張型を用いてもよいし、4個以上設置してもかまわない。
【0135】
また、本実施形態では、空気量補正に関して特に言及しなかったが、水浸骨材内の空気量a(%)を考慮するのであれば、全容量Vfに(1―a/100)を乗じればよい。
【0136】
また、本実施形態では、計量容器44a、44b、44c内に投入された水の量MIを累積値として流量計73で計測するようにしたが、これに代えて、例えば、計量容器44a、44b、44cに水をオーバーフローするように先行投入するようにすれば、上述したように、オーバーフロー用開口から水があふれ出る水位レベルは基準水位と予め決まっているから、投入された水の給水量MIは、計量せずとも既知の値となる。したがって、かかる構成においては、流量計73をはじめ、水貯留ホッパー2、水供給管5及び開閉弁6からなる給水手段が不要となる。
【0137】
なお、この場合、その後の骨材投入によって水がオーバーフローすることはあっても、水位が下がることはないので、給水量MIの累積値は計量中、一定となる。
【0138】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係るコンクリート材料の計量装置によれば、相異なる骨材量を、それぞれに応じた容積を持つ複数の計量容器でそれぞれ計量するとともに、その計量の際、深さが同一である基準水位で水位を計測し、あるいは該基準水位で水浸骨材の水位を保持するようにしたので、水位の精度、ひいては該水位から求まる水浸骨材の全容量の精度を同一にすることが可能となり、かくして、必要骨材量が異なる場合であっても、それらの全容積の精度、ひいては骨材計量精度を揃えることが可能となる。
【0139】
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係るコンクリート材料の計量装置の全体図。
【図2】各計量容器を示した側面図。
【図3】図1のA−A線に沿う断面図。
【図4】第1実施形態に係るコンクリート材料の計量装置の作用を示した図。
【図5】第2実施形態に係るコンクリート材料の計量装置の全体図。
【図6】各計量容器を示した側面図。
【図7】図5のB−B線に沿う断面図。
【図8】第2実施形態に係るコンクリート材料の計量装置の作用を示した図。
【図9】第3実施形態に係るコンクリート材料の計量装置の全体図。
【図10】各計量容器を示した側面図。
【図11】図9のC−C線に沿う断面図。
【図12】第3実施形態に係るコンクリート材料の計量装置の作用を示した図。
【符号の説明】
1、41、71 コンクリート材料の計量装置
2 水貯留ホッパー(給水手段)
3 細骨材貯留ホッパー(骨材供給手段)
4a、4b、4c、52a、52b、52c
容器本体
8 水浸骨材質量計測手段(ロードセル)
9a、9b、9c 底蓋
11a、11b、11c、44a、44b、44c
計量容器
12 電極式変位センサー(水位計測手段)
17 吸引装置(水位調整手段)
51 オーバーフロー用開口(水位保持手段)
77 細骨材計量容器(骨材計量容器)
78 ロードセル(骨材質量計測手段)
73 流量計(給排水量計測手段)
75 質量計(給排水量計測手段)
Claims (4)
- 骨材を供給する骨材供給手段と、給水手段と、前記骨材供給手段から供給された骨材を前記給水手段から供給された水とともに水浸骨材として収容する複数の計量容器と、該複数の計量容器内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段と、前記複数の計量容器内の水浸骨材の水位を計測する水位計測手段と、前記複数の計量容器内から排水することによって前記水浸骨材の水位を調整する水位調整手段とからなり、前記複数の計量容器の底部開口には該計量容器内の水密性を保持可能な底蓋を開閉自在にそれぞれ取り付けるとともに、前記複数の計量容器を、深さが同一となる基準水位以下の容積が互いに異なるように構成してなり、計量の際は、該複数の計量容器から必要骨材量に応じた計量容器を選択するとともに、前記水位計測手段で水位を計測監視しながら該計量容器内の水浸骨材の水位が前記基準水位に保持されるように前記水位調整手段を駆動制御することを特徴とするコンクリート材料の計量装置。
- 骨材を供給する骨材供給手段と、給水手段と、前記骨材供給手段から供給された骨材を前記給水手段から供給された水とともに水浸骨材として収容する複数の計量容器と、該計量容器内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段と、前記複数の計量容器内の水浸骨材の水位を深さが同一となる基準水位に保持する水位保持手段とからなり、前記複数の計量容器の底部開口には該計量容器内の水密性を保持可能な底蓋を開閉自在にそれぞれ取り付けるとともに、前記複数の計量容器を前記基準水位以下の容積が互いに異なるようにそれぞれ構成し、計量の際は、該複数の計量容器から必要骨材量に応じた計量容器を選択するようになっていることを特徴とするコンクリート材料の計量装置。
- 計測の対象となる骨材が貯留される骨材計量容器と、該骨材計量容器内の骨材の質量を計測する骨材質量計測手段と、前記骨材計量容器内の骨材を水とともに水浸骨材として収容する複数の計量容器と、前記複数の計量容器内の水浸骨材の水位を深さが同一となる基準水位に保持する水位保持手段と、前記複数の計量容器への給排水量を累積値として計測する給排水量計測手段とを備え、前記複数の計量容器の底部開口には該計量容器内の水密性を保持可能な底蓋を開閉自在にそれぞれ取り付けるとともに、前記複数の計量容器を前記基準水位以下の容積が互いに異なるように構成し、計量の際は、該複数の計量容器から必要骨材量に応じた計量容器を選択するようになっていることを特徴とするコンクリート材料の計量装置。
- 前記水位保持手段を、前記計量容器内の水が外側に溢れ出るように該計量容器の容器本体の所定高さ位置に形成されたオーバーフロー用開口で構成した請求項2又は請求項3記載のコンクリート材料の計量装置。
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