JP4895432B2

JP4895432B2 - 生コンプラントにおける骨材の水分測定方法及びその装置

Info

Publication number: JP4895432B2
Application number: JP2001105206A
Authority: JP
Inventors: 正美矢田; 正田木; 環広田
Original assignee: Kitagawa Iron Works Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Iron Works Co Ltd
Priority date: 2001-04-03
Filing date: 2001-04-03
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2021-04-03
Also published as: JP2002301713A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、骨材（砂、砂利）、セメント、水、混和剤などを混練して生コンクリートを製造する生コンプラントにおける骨材の水分測定及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生コンプラントでは、骨材（砂、砂利）、セメント、水、混和剤などの生コンクリート材料を所定の配合に計量し、それらをミキサーで混練して生コンクリートを製造している。（ＪＩＳ−Ａ５３０８を参照）
生コンクリートの製造においては各種材料の配合設計が重要であり、特に水の投入量はコンクリート強度などの物性に大きな影響を与えるため、骨材の表面に含まれる水分（以下、表面水率という）を測定して、水の投入時には測定した表面水率から算出した水量を差し引く補正を行い、水量の調整を行っている。
【０００３】
そのため、生コンプラントでは骨材の貯蔵槽内部に水分測定部を備える水分センサーを設置し、貯蔵槽内における骨材の表面水率を静止状態、つまり計量ゲートが閉じていて貯蔵槽内の骨材が流出していない状態において決められたタイミング、例えば骨材の計量開始前や計量終了後に測定を行う静的測定や、より測定精度を上げるために水分センサーを複数基設け、その平均値を算出して補正水量を決定する方法がある。また、骨材の流出する部分に水分センサーを設け流出する骨材の表面水率を連続的に測定する動的測定として本出願人は特願２０００−３５８２９３号にて水分センサーを回動させて滞留・付着した骨材を入れ替えた後、水分センサーの測定角度を一定角度に設定して測定する方法を提案している。
【０００４】
ここで水分センサーの表面水率測定の原理について説明すると、水分センサーは水分測定部から水分測定部上の骨材の水分量を感知しそれを電気信号（電圧値）として取り込み、あらかじめ計測制御機器に格納している電圧値に対する表面水率の検量線データから表面水率を決定する。このとき水分センサーの特性から骨材の水分量は、測定する骨材の密度が一定でないと正確な数値を検出できず安定しない不正確な数値になるのである。
骨材の水分量は骨材中で完全に均一に分布していないため、微少量の範囲内で不安定な値が生じる。この測定値をグラフ上に表した場合、振幅巾の大きさが一定の振幅として表される。（図８（ａ）参照）
ところが、水分測定部上の骨材の密度の不安定による測定値の測定誤差はグラフ上では振幅巾の大きさが不揃いで一定でない振幅として表される。（図８（ｂ）参照）
【０００５】
図３に水分センサーの水分測定部の断面図を示し、水分センサーの測定角度と表面水率の測定値について説明する。図３（ａ）のように水分センサーの測定角度が大きいと、骨材の分布は骨材と空気がまばらに混在する分布状態になって水分測定部上を通過する骨材の密度が粗・密の一定しない密度状態となり測定される表面水率の振幅巾の大きさにバラツキが生じる。また、図３（ｂ）のように水分センサーの測定角度が小さいと、水分測定部上に骨材が押し流されることなく残りつづけ滞留・付着して常に同じ骨材を測定することから、測定値は一定となり正確な水分測定にならない。
【０００６】
水分測定部上を流出する骨材の流出具合の変化は、前記のような水分センサーの測定角度の違いのほかに骨材の質（粒度・粘度）も大きく影響を与える。
骨材の質（粒度・粘度）は日々の骨材の管理・天候・湿度・貯蔵時の結露状態・骨材輸送時の状況などによって刻々と変わってくる。骨材の質（粒度・粘度）が変化すると、水分測定部上を流出する骨材の流出具合が変わり水分測定部上の骨材の密度分布も大幅に変わってくる。このため、水分測定時での水分測定部の測定角度を特定するのは非常に困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は骨材の水分測定をするに際し、骨材の状態が変化しても連続的な水分測定ができるように水分測定部の測定角度を調整することにより骨材の表面水率の測定を正確に行うことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は生コンプラント内に骨材を貯蔵する貯蔵部と、計量した骨材を混練する混練部との間に設置される水分測定部を用いて骨材の表面水率を測定する水分測定方法において、前記水分測定部を備え回動自在に設けられて骨材の表面水率を連続的に測定する水分センサーと、該水分センサーを回動させる動力源を備える駆動部と、前記水分センサーを回動させる制御を行う制御部と、該制御部の制御指標となる表面水率の振幅巾の設定値を蓄えておく記憶部とからなり、前記水分センサーで測定した表面水率の測定値と前記設定値を比較して測定値の振幅巾を一定にするべく水分センサーを回動させて測定角度を調整することを特徴とする生コンプラントにおける骨材の水分測定方法及びその装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、水分センサーに設ける水分測定部の測定角度を水分センサーの回動によって、骨材の流出方向に対して調整し、測定値とあらかじめ記憶部へ蓄積した設定値とを比較して測定値の振幅巾が一定になるように水分センサーの回動を制御することである。
【００１０】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明の実施例の側断面図を示し、図２は図１中のＡ−Ａ矢視図を示す。また、図７は本発明の構成ブロック図を示す。
図１において、生コンプラントの骨材貯蔵槽６は下方に計量ゲート７を備えており、該計量ゲート７直下に設置された図示しない骨材計量器は計量ゲート７の開閉によって投入される所定量の骨材を計量する。前記骨材貯蔵槽６内部の側壁には骨材の表面水率を測定するために水分測定部８を備える水分センサー１が骨材の流出する部分にその水分測定部８を位置するように配設する。水分センサーは図６で示すように直径７．５ｃｍ、長さ３８ｃｍの円筒形の一部を切り欠いた形状をしており、縦７ｃｍ、横１５ｃｍ、面積１０５ｃｍ２の平方な水分測定部８を備え、水分測定部８上にある骨材の表面水率を測定する。
【００１１】
図２に示すように、水分センサー１は回動自在になされるように軸受を設けたセンサー取り付け部材２を介して、骨材貯蔵槽６下部の計量ゲート７に近い位置へ取り付けられている。前記水分センサー１を回動させるための駆動源としてシリンダー４を有する駆動部３が備えられており、シリンダー４の往復運動を水分計センサー１の回動運動に変換するためにカム５を水分センサー１とシリンダー４の間へ取り付ける。
前記水分センサー１の回動を制御する制御部１０を設ける。この時に測定値と比較するためにあらかじめ設定する設定値を入力し蓄えておく記憶部９を設ける。
【００１２】
実施例について図４のフロー図、図５の測定値のグラフを用いて説明する。図５にはそれぞれの位置での水分計センサーの測定角度を図示する。
「水分センサー回動開始」水分センサー１は水分測定部８が水平面より９０°の位置で固定されている。骨材計量開始と同時に水分センサー１の回動が始まる。駆動部３であるシリンダー４が伸びて水分センサー１に取り付けられているカム５によって水分センサー１の測定角度が小さくなる方向に回動される。この時、水分測定部８の測定角度が水平より４５°になるまでは水分測定部８上の骨材の密度が粗・密の一定しない状態にあるため測定される表面水率は正確な値にならない。そこで、水分センサー１の回動は９０°から４５°までを高速で回動させ、この間は水分測定は行わない。
【００１３】
「水分測定開始、測定値と設定値を比較」水分センサー１の測定角度が４５°以下になると回動速度を遅くして水分測定を開始する。水分センサー１の測定角度が小さくなると水分測定部８上の骨材の密度が一定となり、測定値の振幅巾の大きさが一定に近づく。これは水分センサーの回動によって骨材の流出方向に対して水分測定部８で抵抗をつくり、骨材の流れる速度を抑え、さらに骨材の自重による一定圧力によって水分測定部上の骨材を押圧させることにより水分測定部上の骨材の密度分布が不安定な状態から密度が安定した状態に近づくためである。この測定値の振幅巾の大きさを制御部１０にてあらかじめ記憶部９に蓄積された振幅巾の設定値と比較する。このとき測定値の振幅巾が設定値と等しくならなければ水分センサー１の回動を続け、さらに測定値の振幅巾を一定に近づける。
【００１４】
「水分センサー回動停止」水分センサー１の回動により測定値の振幅巾の大きさが設定値と等しくなると、（図５中の水分センサー１の測定角度１５°の位置）水分センサー１の回動を停止するように制御部１０で回動の制御を行う。水分センサー１の回動停止後の安定した測定値を用いて生コンクリート混練時における水投入の水量調整を行う。
【００１５】
他の実施例として、前記実施例では測定値の振幅巾が一度でも設定値に達すればそれ以降は水分センサー１の回動の制御は行わないが、それ以降でも骨材の状態が変化すれば骨材の密度も変わり測定値の振幅巾のバラツキが発生してしまう。そこで、一度設定値に達して水分センサー１の回動の停止を行った以降も回動を停止したままにせず常に水分センサー１の回動を行う。微少量の回動運動が必要となるため、駆動部３の駆動源にはモーターを用いたほうが最適である。もちろん、他の実施例にも駆動源にモーターを用いてもよい。これにより測定値の振幅巾の大きさは常に設定値に止まり、より正確な水分測定を行うことができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、骨材の質にとらわれない最適な測定角度での水分測定ができ、連続的に測定する動的測定による安定した正確な骨材の表面水率の測定が可能となる。また、正確に測定された表面水率に合った水量調整が行えるので高品質な生コンクリートの製造が容易になる。
さらに、本発明は設定値に振幅巾を設定するため、水分測定部上に骨材が滞留・付着しない状態で正確な水分測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の側断面図を示す。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図を示す。
【図３】水分測定状態図を示す。
【図４】本発明のフロー図を示す。
【図５】本発明の表面水率の測定値のグラフと水分センサー測定角度を示す。
【図６】水分センサーの斜視図を示す。
【図７】本発明の構成ブロック図を示す。
【図８】表面水率の測定値のグラフを示す。
【符号の説明】
１水分センサー
３駆動部
６骨材貯蔵槽
７計量ゲート
８水分測定部
９記憶部
１０制御部

Claims

生コンプラント内に骨材を貯蔵する貯蔵部と、計量した骨材を混練する混練部との間に設置される水分測定部を用いて骨材の表面水率を測定する水分測定方法において、前記水分測定部を備え回動自在に設けられて骨材の表面水率を連続的に測定する水分センサーと、該水分センサーを回動させる動力源を備える駆動部と、前記水分センサーを回動させる制御を行う制御部と、該制御部の制御指標となる表面水率の振幅巾の設定値を蓄えておく記憶部とからなり、前記水分センサーで測定した表面水率の測定値と前記設定値を比較して測定値の振幅巾を一定にするべく水分センサーを回動させて測定角度を調整することを特徴とする生コンプラントにおける骨材の水分測定方法。
前記水分センサーの測定角度の調整において、測定値の振幅巾が設定値になった時点で水分センサーの回動を停止するように制御することを特徴とする請求項１記載の生コンプラントにおける骨材の水分測定方法。
前記水分センサーの測定角度の調整において、水分測定の間は常に水分センサーを回動させることを特徴とする請求項１記載の生コンプラントにおける骨材の水分測定方法。
生コンプラント内に骨材を貯蔵する貯蔵部と、計量した骨材を混練する混練部との間に設置される水分測定部を用いて骨材の表面水率を測定する水分測定装置において、前記水分測定部を備え回動自在に設けられて骨材の表面水率を連続的に測定する水分センサーと、該水分センサーを回動させる駆動源を備える駆動部と、骨材の表面水率の振幅巾の設定値を蓄えておく記憶部と、前記水分センサーで測定した表面水率の測定値と記憶部に蓄えられた設定値を比較して測定値の振幅巾が一定となるように水分測定部の測定角度を調整する制御部とを備えることを特徴とする生コンプラントにおける骨材の水分測定装置。