JP4883938B2

JP4883938B2 - コンクリート製造装置

Info

Publication number: JP4883938B2
Application number: JP2005156567A
Authority: JP
Inventors: 英明佐藤
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 2005-05-30
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2025-05-30
Also published as: JP2006327114A

Description

本発明は、コンクリートを形成する水と細骨材の量を正確に計量できるとともに温度ひびわれや凍結を生じないコンクリートを製造可能なコンクリート製造装置に関する。

水と細骨材の量を正確に計量することができる水浸細骨材計量方法が知られている。この方法は、細骨材を水中に浸した状態で、その容積と質量とを計量し、細骨材と水の密度差を利用して両者の質量を以下の式（１）；（２）により算出する。この方法によれば、細骨材の表面水率に関わらず計量できるので、細骨材の表面水管理が不要となり、所望の品質のコンクリートを効率的かつ安定に製造できる。

ここで、
Ｍｓ；細骨材の質量
Ｍｗ；水の質量
Ｍｆ；細骨材の質量と水の質量との和
Ｖｆ；細骨材の容積と水の容積との和
ρｓ；細骨材の表乾密度
ρｗ；水の密度
である。
特開２０００−６１９２６号公報特開２００２−２２８５１４号公報特開２００２−２５７８１７号公報

発明が解決しようとする問題点は、水浸細骨材計量方法では、細骨材を水中に浸すだけで、水温を制御していないので、夏場において製造したコンクリートを用いたコンクリート構造物が冬場において冷えてコンクリートが温度ひびわれを生じたり、冬場において製造したコンクリートが凍結してしまうことがあるという点である。

本発明によるコンクリート製造装置は、水中に細骨材を浸した状態でこれら水及び細骨材の容積と質量とを計量して細骨材の質量と水の質量とを求めるための水浸細骨材計量部を備えたコンクリート製造装置において、水浸細骨材計量部の前段に細骨材温度事前調整部と分別手段と温度調整水計量部と温度調整水生成貯留装置とを備え、温度調整水生成貯留装置で温度制御された温度調整水が細骨材温度事前調整部及び温度調整水計量部に供給され、温度調整水計量部から水浸細骨材計量部に温度調整水を供給するとともに、細骨材温度事前調整部が、細骨材温度事前調整部内に温度調整水を蓄積してこの温度調整水内に細骨材を浸すことによって細骨材の温度を調整するとともに温度の調整された細骨材と温度調整水とを分別手段へと排出し、分別手段が、細骨材温度事前調整部より排出された細骨材と温度調整水とを分別して細骨材を温度調整水の蓄積された水浸細骨材計量部に供給し、分別手段によって分別された温度調整水が、水路を経由して濁水槽に送られ、浄水処理された後に温度調整水生成貯留装置に還流されることを特徴とする。温度調整水生成貯留装置が、温度調整水貯留部を備えるとともに加熱装置および冷却装置のうちの少なくともいずれか一方を備え、加熱装置が温度調整水貯留部に貯められた水を加熱し、冷却装置が温度調整水貯留部に貯められた水を冷却することによって、温度調整水を生成したことも特徴とする。

本発明のコンクリート製造装置によれば、水浸細骨材計量部の前段に細骨材温度事前調整部を備え、細骨材温度事前調整部が、温度の調整された細骨材と温度調整水とを水浸細骨材計量部に供給したので、コンクリートを形成する水と細骨材の量を正確に計量できるとともに温度ひびわれや凍結を生じないコンクリートを製造できる。また、水浸細骨材計量部の前段において細骨材温度事前調整部により細骨材の温度を調整するので、細骨材の温度調整時間を長くでき、細骨材の温度調整を容易にできる。細骨材温度事前調整部で温度の調整された細骨材を連続的に水浸細骨材計量部に供給できるので、温度ひび割れや凍結を生じないコンクリートを効率的に製造できる。また、水浸細骨材計量部の前段に細骨材温度事前調整部と分別手段とを備え、分別手段が、細骨材温度事前調整部より排出された細骨材と温度調整水とを分別して細骨材を温度調整水の蓄積された水浸細骨材計量部に供給したので、細骨材温度事前調整部で温度の調整された細骨材の温度を水浸細骨材計量部に蓄積された温度調整水によりさらに調整できるので、細骨材の温度調整を容易にできる。また、温度調整水生成貯留装置が、温度調整水貯留部を備えるとともに加熱装置および冷却装置のうちの少なくともいずれか一方を備え、温度調整水貯留部に貯められた水を加熱したり冷却することによって温度調整水を生成したことにより、温度調整水を細骨材温度事前調整部や水浸細骨材計量部に連続して供給できるので、温度ひび割れや凍結を生じないコンクリートを効率的に製造できる。

図１は本形態のコンクリート製造方法によりコンクリートを製造するためのコンクリート製造装置の概要を示す。図１を参照し、コンクリート製造装置及びコンクリート製造装置によるコンクリート製造方法を説明する。コンクリート製造装置は、制御装置１、石などの粗骨材２及び砂などの細骨材３を貯留する骨材貯蔵所４、ベルトコンベアなどによる骨材搬送装置５、骨材搬送先切替装置６、練り上がるコンクリートの温度を調整するための温度調整水７を貯留する貯水槽からなる温度調整水貯留部８、冷却装置９、加熱装置１０、セメント貯蔵所１１、粗骨材貯蔵部１３Ａ、粗骨材計量部１３、細骨材温度事前調整部１４、温度調整水計量部１５、セメント貯蔵部１６Ａ、セメント計量部１６、混和剤投入装置１７、細骨材３の径より小さい網孔を備えた網板のようなふるい１８、細骨材３を温度調整水７中に浸した状態で細骨材３及び温度調整水７の容積と質量とを計量する水浸細骨材計量部１９、ホッパ２１、ミキサ２０を備える。粗骨材２は例えば粒径５ｍｍ〜１５０ｍｍ程度、細骨材３は例えば粒径５ｍｍ以下である。温度調整水貯留部８、冷却装置９、加熱装置１０により温度調整水生成貯留装置１００が形成される。

骨材貯蔵所４には、図外のストックヤードと呼ばれる骨材貯留地から図外の搬送装置により骨材が供給され、貯蔵される。温度調整水貯留部８には、水道などの水源１５０からの水がポンプ１５１で揚水されて供給される。

水浸細骨材計量部１９は、ロードセルと呼ばれる質量計測器２２と容積計測器（変位計）２３と温度計測器２４とを備える。粗骨材計量部１３、セメント計量部１６も、それぞれロードセルと呼ばれる質量計測器２２を備える。

温度調整水貯留部８と細骨材温度事前調整部１４とが水管２５；２５ａにより互いに繋がれ、温度調整水貯留部８からポンプ２６で揚水された温度調整水７が開閉弁２７を経由して細骨材温度事前調整部１４に供給される。温度調整水貯留部８と温度調整水計量部１５とが管２５；２５ｂにより互いに繋がれ、温度調整水貯留部８からポンプ２６で揚水された温度調整水７が開閉弁２８を経由して温度調整水計量部１５に供給される。セメント供給装置２９によりセメント貯蔵所１１からセメント貯蔵部１６Ａにセメント３２が供給される。

粗骨材貯蔵部１３Ａと粗骨材計量部１３とが管４０により互いに繋がれ、粗骨材貯蔵部１３Ａから粗骨材２が排出口４１及び管４０を経由して粗骨材計量部１３に供給される。排出口４１には開閉弁４２が設けられる。セメント貯蔵部１６Ａとセメント計量部１６とが管４３により互いに繋がれ、セメント貯蔵部１６Ａからセメント３２が排出口４４及び管４３を経由してセメント計量部１６に供給される。排出口４４には開閉弁４５が設けられる。温度調整水計量部１５と水浸細骨材計量部１９とが管５０により互いに繋がれ、温度調整水計量部１５から温度調整水７が排出口５１及び管５０を経由して水浸細骨材計量部１９に供給される。排出口５１には開閉弁５２が設けられる。

細骨材温度事前調整部１４の下端に設けられた排出口５５の真下にはふるい１８が設置される。排出口５５には開閉弁５６が設けられる。ふるい１８は網板面のようなふるい面を上下に傾斜させて設置される。ふるい１８の下端は固定部１８ａに固定され、ふるい１８の上端は振動手段としてのばね６０で下から支持される。細骨材温度事前調整部１４の排出口５５からふるい１８のふるい面に落下する温度調整水７は網孔６１を経由してふるい１８の下方に設置された水受部６２に落下し、図外の水路を経由して図外の濁水槽に送られ、浄水処理された後に温度調整水貯留部８に還流される。温度調整水７を温度調整水貯留部８に還流すれば、細骨材温度事前調整部１４において使用した温度調整水７の温度を温度調整水貯留部８においてさらに調整した後に調整水計量部１５を経由して水浸細骨材計量部１９に供給する温度調整水７として使用できるので、細骨材３の温度調整精度を向上できる。細骨材温度事前調整部１４の排出口５５からふるい１８のふるい面に落下する細骨材３は、ふるい面により形成された傾斜面を経由して流下し、水浸細骨材計量部１９に供給される。この際、ばね６０で支えられたふるい１８は細骨材３の重みにより振動し、この振動により細骨材３を水浸細骨材計量部１９内にスムーズに落下させることができる。ふるい１８とばね６０とで分別手段１１０が構成される。網板面のようなふるい面を上下に傾斜させて固定的に設置されたふるい１８のみにより分別手段を構成しても良いが、ふるい１８とばね６０のような振動手段とにより分別手段１１０を構成したほうが、細骨材３を水浸細骨材計量部１９内にスムーズに落下させることができて好ましい。

水浸細骨材計量部１９の容器は、上部受口７０と下部排出口７１との口径が同じか上部受口７０の口径より下部排出口７１の口径の大きな容器とし、下部排出口７１に設ける開閉体７２；７２を観音開き形態とすることで、水浸細骨材計量部１９で計量された温度調整水７と細骨材３とを一気にホッパ２１内に落下させることができる。

水浸細骨材計量部１９、粗骨材計量部１３、セメント計量部１６では、ミキサ２０による１回のコンクリート練り上げ作業で必要な量の温度調整水７及び細骨材３、粗骨材２、セメント３２が、質量計測器２２によりそれぞれ計量される。

次にコンクリート製造装置によるコンクリートの製造について説明する。まず、制御装置１により、骨材搬送装置５、セメント供給装置２９、ポンプ１５１を駆動して温度調整水貯留部８に水を供給し、骨材搬送装置５を駆動して粗骨材貯蔵部１３Ａに粗骨材２を供給するとともに細骨材温度事前調整部１４に細骨材３を供給し、セメント供給装置２９を駆動してセメント貯蔵部１６Ａにセメント３２を供給する。また、制御装置１により、必要に応じて冷却装置９あるいは加熱装置１０を駆動することで、温度調整水貯留部８に貯留された水の温度を調整し、温度調整水７を生成する。骨材搬送装置５が駆動されると、粗骨材２と細骨材３とが骨材搬送装置５により骨材貯蔵所４から骨材搬送先切替装置６に所定の間隔で順番に搬送される。制御装置１は、骨材搬送装置５により粗骨材２を搬送している間は、骨材搬送先切替装置６の搬出先を粗骨材貯蔵部１３Ａの方向に向くよう制御し、これにより、粗骨材２が粗骨材貯蔵部１３Ａに搬送される。制御装置１は、骨材搬送装置５により細骨材３を搬送している間は、骨材搬送先切替装置６の搬出先を細骨材温度事前調整部１４の方向に向くよう制御し、これにより、細骨材３が細骨材温度事前調整部１４に搬送される。制御装置１は、温度調整水貯留部８内の温度調整水７の温度を計測する温度計測器７５から温度調整水７の温度データを入力し、ミキサ２０により練り上がるコンクリートの温度が所定の温度範囲、例えば５℃から２５℃程度の範囲となるように、必要に応じて、冷却装置９による冷却や加熱装置１０による加熱を制御して、温度調整水貯留部８内の温度調整水７の温度を調整する。夏場においては、制御装置１が、温度調整水７の温度データや気温データなどを入力して冷却装置９を制御することで温度調整水貯留部８内の温度調整水７の温度を制御する。冬場においては、制御装置１が、温度調整水７の温度データや気温データなどを入力して加熱装置１０を制御することで温度調整水貯留部８内の温度調整水７の温度を制御する。

制御装置１には、ミキサ２０による１回のコンクリート練り上げ作業で必要な、温度調整水（水）７及び細骨材３の量、粗骨材２の量、セメント３２の量、調整水７の温度、練り上がりコンクリートの温度などの設定値が入力される。制御装置１は設定値に基づいて制御を行う。

制御装置１が、温度調整水貯留部８内の温度調整水７の温度データを入力して設定温度範囲に達したことを検出したならば、ポンプ２６を駆動し、開閉弁２７；２８を開く。これより、細骨材温度事前調整部１４及び温度調整水計量部１５に温度調整水７が供給される。よって、細骨材３が細骨材温度事前調整部１４内で温度調整水７中に浸されて温度調整水７により事前に冷却あるいは加熱される。設定温度は、練り上がりコンクリートの設定温度に基づいて計算する計算プログラムによって制御装置１が算出する。計算プログラムは実験などの経験則に基づいて作成される。細骨材温度事前調整部１４より排出される温度調整水７と細骨材３はふるい１８による分別手段により分別され、分別手段を通過せずに残った細骨材３は水浸細骨材計量部１９に供給される。温度調整水計量部１５より排出される温度調整水７は管５０を経由して水浸細骨材計量部１９に供給される。また、制御装置１が開閉弁４２を開くことで粗骨材貯蔵部１３Ａから粗骨材計量部１３に粗骨材２が供給され、制御装置１が開閉弁４５を開くことでセメント貯蔵部１６Ａからセメント計量部１６にセメント３２が供給される。そして、制御装置１が、粗骨材計量部１３、セメント計量部１６の質量計測器２２からの計測データを入力して、制御装置１が計測データから各部の容器自体の質量を減算することで制御装置１が粗骨材３及びセメント３２の量を認識する。

水浸細骨材計量部１９の質量計測器２２、容積計測器２３、温度計測器２４で検出される計測値は制御装置１に出力される。制御装置１は、上述した式（１）；（２）により細骨材３の質量Ｍｓと温度調整水７（水）の質量Ｍｗとを計算するプログラムを備えており、細骨材３の表面水管理を行うことなく、細骨材３の質量Ｍｓと温度調整水の質量Ｍｗとを正確に計量できる。すなわち、細骨材３の表乾密度ρｓ、温度調整水の密度ρｗ、水浸細骨材計量部１９の容器自体の質量を予め制御装置１に入力しておく。制御装置１は、水浸細骨材計量部１９の容器自体の質量を質量計測器２２による計測データから減算することで、細骨材３の質量と温度調整水７の質量との和Ｍｆを算出し、容積計測器２３からの計測データにより細骨材３の容積と温度調整水７の容積との和Ｖｆを算出する。従って、式（１）における細骨材３の質量Ｍｓ以外の全ての値がわかるので、細骨材３の質量Ｍｓを算出できる。また、式（２）における温度調整水７の質量Ｍｗ以外の全ての値がわかるので、温度調整水７の質量Ｍｗを算出できる。制御装置１は、水浸細骨材計量部１９の質量計測器２２及び容積計測器２３からの計測データを入力して、設定した細骨材３の質量Ｍｓと温度調整水７の質量Ｍｗとが得られるまで、細骨材温度事前調整部１４の開閉弁５６及び温度調整水計量部１５の開閉弁５２を制御して、細骨材温度事前調整部１４からの細骨材３の排出量、温度調整水計量部１５からの温度調整水７の排出量を制御する。すなわち、制御装置１は、開閉体７２；７２を閉じてから開閉弁５６及び開閉弁５２を開き、水浸細骨材計量部１９内において、細骨材３の質量Ｍｓと温度調整水７の質量Ｍｗとが設定値に達したならば、開閉弁５６及び開閉弁５２を閉じて開閉体７２；７２を開く。これにより、設定した質量Ｍｓの細骨材３と質量Ｍｗの温度調整水７とがホッパ２１に投入され、ミキサ２０に送られる。また、制御装置１が、粗骨材計量部１３、セメント計量部１６から計量データを入力して設定値に達したことを検出したならば、粗骨材計量部１３の開閉弁４６及びセメント計量部１６の開閉弁４８を開いて、粗骨材３、セメント３２をホッパ２１に投入するとともに、混和剤投入装置１７を制御して所定量の混和剤をホッパ２１に投入する。また、制御装置１は、水浸細骨材計量部１９の温度計測器２４で検出される温度調整水７の温度が設定値から外れていれば、次回以後に水浸細骨材計量部１９に供給される温度調整水７の温度が設定値となるように冷却装置９や加熱装置１０を駆動して温度調整水貯留部８内の温度調整水７の温度を調整する。

以上により、目的とする配合のコンクリートをミキサ２０による１回のコンクリート練り上げ作業で得るために必要な量の、温度調整水７及び細骨材３、粗骨材２、セメント３２、混和剤がミキサ２０に正確に供給され、ミキサ２０の駆動によりコンクリートが練り上げられる。練り上げられたコンクリートは例えば図外のコンクリートミキサ車等に詰め込まれる。

本形態によれば、水浸細骨材計量部１９により、コンクリートを形成する水としての温度調整水７と細骨材３の量を正確に計量することができるとともにミキサ２０により練り上がるコンクリートの温度が所定の温度範囲、例えば５℃から２５℃の範囲となるように、必要に応じて、冷却装置９による冷却や加熱装置１０による加熱を制御して水浸細骨材計量部１９に供給する細骨材３及び温度調整水７を事前に冷却あるいは加熱するので、温度ひびわれや凍結を生じないコンクリートを製造できる。水浸細骨材計量部１９に送る前に細骨材温度事前調整部１４において細骨材３の温度を事前に調整したので、細骨材３の温度調整を容易にできる。細骨材温度事前調整部１４で温度の調整された細骨材３を連続的に水浸細骨材計量部１９に供給できるので、温度ひび割れや凍結を生じないコンクリートを効率的に製造できる。また、ふるい１８と振動手段としてのばね６０とで形成された分別手段を備え、分別手段が、細骨材温度事前調整部１４より排出された細骨材３と温度調整水７とを分別して細骨材３を温度調整水７の蓄積された水浸細骨材計量部１９に供給したので、細骨材温度事前調整部１４で温度の調整された細骨材３の温度を水浸細骨材計量部１９に蓄積された温度調整水貯留部８からの温度調整水７によりさらに調整できるので、細骨材３の温度調整を容易にできる。加熱装置１０や冷却装置９によって、温度調整水貯留部８に貯められた水を加熱したり冷却することにより温度調整水７を生成したので、温度調整水７を細骨材温度事前調整部１４や及び浸細骨材計量部１９に連続して供給でき、温度ひび割れや凍結を生じないコンクリートを効率的に製造できる。

細骨材温度事前調整部１４より排出される温度調整水７とこの温度調整水７で温度調整された細骨材３との両方を水浸細骨材計量部１９に供給する構成としてもよい。即ち、水浸細骨材計量部１９の前段に細骨材温度事前調整部１４を備え、細骨材温度事前調整部１４が、細骨材温度事前調整部１４内に温度調整水貯留部８からの温度調整水７を蓄積してこの温度調整水７内に細骨材３を浸して細骨材３の温度を調整して温度の調整された細骨材３と温度調整水７とを水浸細骨材計量部１９に供給する構成としてもよい。この構成でも、水浸細骨材計量部１９の前段において細骨材温度事前調整部１４により細骨材３の温度を調整するので、細骨材３が水浸細骨材計量部１９に供給されるまでに細骨材３の温度調整時間を長くでき、細骨材３の温度調整を容易にできる。また、温度調整水７及び細骨材温度事前調整部１４で温度の調整された細骨材３を連続的に水浸細骨材計量部１９に供給できるので、温度ひび割れや凍結を生じないコンクリートを効率的に製造できる。

水浸細骨材計量部１９に冷却装置及び加熱装置の少なくも一方を設け、水浸細骨材計量部１９内の蓄積された水と当該水に浸された細骨材３とを冷却装置で冷却したり、加熱装置で加熱することにより、ミキサ２０により練り上がるコンクリートの温度が所定の温度範囲となるように、温度調整水７や細骨材３の温度を調整しても良い。

ダムコンクリートのように単位水量の少ない配合の場合には、水浸細骨材計量部への細骨材投入量を少なくして、別途、細骨材計量部及び練り混ぜ水計量部を設けることは言うまでもない。

コンクリート製造装置の概要を示す図（最良の形態）。

符号の説明

３細骨材、７温度調整水（水）、９冷却装置、１０加熱装置、
１４細骨材温度事前調整部、１９水浸細骨材計量部、
１００温度調整水生成貯留装置、１１０分別手段。

Claims

水中に細骨材を浸した状態でこれら水及び細骨材の容積と質量とを計量して細骨材の質量と水の質量とを求めるための水浸細骨材計量部を備えたコンクリート製造装置において、
水浸細骨材計量部の前段に細骨材温度事前調整部と分別手段と温度調整水計量部と温度調整水生成貯留装置とを備え、温度調整水生成貯留装置で温度制御された温度調整水が細骨材温度事前調整部及び温度調整水計量部に供給され、温度調整水計量部から水浸細骨材計量部に温度調整水を供給するとともに、細骨材温度事前調整部が、細骨材温度事前調整部内に温度調整水を蓄積してこの温度調整水内に細骨材を浸すことによって細骨材の温度を調整するとともに温度の調整された細骨材と温度調整水とを分別手段へと排出し、分別手段が、細骨材温度事前調整部より排出された細骨材と温度調整水とを分別して細骨材を温度調整水の蓄積された水浸細骨材計量部に供給し、分別手段によって分別された温度調整水が、水路を経由して濁水槽に送られ、浄水処理された後に温度調整水生成貯留装置に還流されることを特徴とするコンクリート製造装置。
温度調整水生成貯留装置が、温度調整水貯留部を備えるとともに加熱装置および冷却装置のうちの少なくともいずれか一方を備え、加熱装置が温度調整水貯留部に貯められた水を加熱し、冷却装置が温度調整水貯留部に貯められた水を冷却することによって、温度調整水を生成したことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート製造装置。