JP5377099B2 - 生コンクリート製造プラントの混練水計量方法及び計量装置 - Google Patents

Description

本発明は、生コンクリート製造プラントにおける各種コンクリート材料のうち特に混練水の計量方法及び計量装置に関する。

生コンクリート製造プラントは、砂利、砂、セメント、混和剤、及び混練水などの各種コンクリート材料を貯蔵する貯蔵槽、これら各種コンクリート材料を計量する計量槽、計量した各種コンクリート材料を混練するミキサ、及びこれら各装置を制御する制御装置などから構成され、前記制御装置にはコンクリートの品種などに応じた種々の計量設定値を予め設定しており、生コンクリート出荷時には前記制御装置から所望の計量設定値を読み出し、この計量設定値に基づいて各貯蔵槽から各種コンクリート材料をそれぞれ計量槽に放出して所定量ずつ計量した後、計量した各種コンクリート材料をミキサへ放出して所定時間混練して生コンクリートを製造している。なお、前記計量時には、計量完了信号によって貯蔵槽の材料放出停止後に計量槽に落下する落差量を適正に補正するなどして計量精度を高めることが行われている。

こうして製造した生コンクリートは、１乃至数バッチ分をアジテータ車に積載し、その生コンクリートの性状などの各種データが記載された納入書を付して各納入先に納入している。この納入書は、「ＪＩＳ Ａ ５３０８」に規定される様式に沿ったもので、納入時刻や容積、コンクリートの種類、呼び強度、スランプまたはスランプフロー、粗骨材の最大寸法、セメントの種類などの各種データが記載されており、例えば特許文献１（特開平１０−１２８７３４号公報）に示されるように、プラントに備えた印字記録計などにて生コンクリートを出荷する度に出力している。

ところで、前記「ＪＩＳ Ａ ５３０８」の平成２１年３月２０日の改正に伴い、平成２２年４月１日以降に発行される納入書には上記諸データに加えて配合表を新たに明記する必要が生じると共に、生コンクリートの購入者から要求があれば各種コンクリート材料のバッチ毎の計量記録及びこれらから算出される単位量も併せて提出しなければならなくなるという背景があり、今後、生コンクリートの製造において各種コンクリート材料を計量するときに、例えば「ＪＩＳ Ａ ５３０８」にて認められている許容誤差範囲（粗骨材や細骨材の場合：３％、セメントや水の場合：１％）を外れるような計量誤差が発生した場合にはそのバッチ分の生コンクリートは廃棄処分を余儀なくされることも予想され、多くの無駄が生じると共に、廃棄した生コンクリ−トを処理する手間やコストも別途必要となる。

一方、上記のような計量誤差を極力抑えるために、前記落差補正だけでなく、例えば、特許文献２（特開平１１−２６８０３０号公報）に示されるように、混練水の計量回数を減らすことで計量誤差を少なくするように図ったものや、特許文献３（特開平８−３３２６２６号公報）に示されるように、砂などの骨材表面に付着する表面水を考慮して混練水量を補正するように図ったものなどがある。

特開平１０−１２８７３４号公報 特開平１１−２６８０３０号公報 特開平８−３３２６２６号公報

しかしながら、前記種々の方法によっても供給スピードの変動などによって計量誤差を生じる可能性があり、もしこの計量誤差が「ＪＩＳ Ａ ５３０８」にて認められている許容誤差範囲（粗骨材や細骨材の場合：３％、セメントや水の場合：１％）を外れれば、前記のように、そのバッチ分の生コンクリートは廃棄処分を余儀なくされることが予想される。

本発明は上記の点に鑑み、生コンクリートの製造時に、各種コンクリート材料のうち、特に混練水の計量値が許容誤差範囲を超過した場合でも容易にかつ好適に修正可能とした生コンクート製造プラントの混練水計量方法及び計量装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る請求項１記載の生コンクリート製造プラントの混練水計量方法では、砂利、砂、セメント、混和剤、及び混練水を各計量槽にて所定量計量し、これら材料をミキサに順次投入して所定時間混練して生コンクリートを製造する生コンクリート製造プラントにおいて、混練水計量槽は所定容量の主槽と副槽とから成る二槽構造とし、主槽には混練水と混和剤を、副槽には混練水のみを供給する構成とすると共に、副槽には混練水を外部に抜き取る抜取配管を備え、混練水を計量するときには、前記混練水計量槽の主槽に所定量の混和剤を混入した混練水を、前記副槽に混練水のみを供給して所定量計量し、計量完了時に混練水の計量値が許容誤差範囲を超過した場合には、副槽の抜取配管の開閉バルブを開放して副槽内の混練水を外部に抜き取りながら計量し、混練水の計量値が許容誤差範囲内となれば前記開閉バルブを閉鎖して混和剤量を減少させることなく所定量の混練水を計量するようにしたことを特徴としている。

また、請求項２記載の生コンクリート製造プラントの混練水計量方法では、前記混練水計量槽の主槽側には混練水として清水の他に所定量の生コンスラッジ水や回収水を供給する一方、副槽側には混練水として清水を供給して計量するようにしたことを特徴としている。

また、請求項３記載の生コンクリート製造プラントの混練水計量装置では、砂利、砂、セメント、混和剤、及び混練水を各計量槽にて所定量計量し、これら材料をミキサに順次投入して所定時間混練して生コンクリートを製造する生コンクリート製造プラントにおいて、混練水計量槽は所定容量の主槽と副槽とから成る二槽構造とし、前記主槽には混練水の供給配管と混和剤計量槽の投入配管を、前記副槽には混練水の供給配管のみを臨ませると共に、副槽の下端部には主槽内の混練水と合流してミキサへと混練水を排出する合流配管と、混練水を外部に抜き取る抜取配管とを備えたことを特徴としている。

また、請求項４記載の生コンクリート製造プラントの混練水計量装置では、前記混練水計量槽の主槽側には混練水として清水の他に生コンスラッジ水や回収水の供給配管を臨ませる一方、副槽側には混練水として清水の供給配管を臨ませるようにしたことを特徴としている。

本発明に係る請求項１記載の生コンクリート製造プラントの混練水計量方法によれば、混練水計量槽は所定容量の主槽と副槽とから成る二槽構造とし、主槽には混練水と混和剤を、副槽には混練水のみを供給する構成とすると共に、副槽には混練水を外部に抜き取る抜取配管を備え、混練水を計量するときには、前記混練水計量槽の主槽に所定量の混和剤を混入した混練水を、前記副槽に混練水のみを供給して所定量計量し、計量完了時に混練水の計量値が許容誤差範囲を超過した場合には、副槽の抜取配管の開閉バルブを開放して副槽内の混練水を外部に抜き取りながら計量し、混練水の計量値が許容誤差範囲内となれば前記開閉バルブを閉鎖して混和剤量を減少させることなく所定量の混練水を計量するようにしたので、混練水計量時に許容誤差範囲を超過する計量誤差が発生しても、混練水計量槽を成す二槽のうち一方の副槽から混練水を抜き取ることで修正することができると共に、副槽側の混練水には混和剤が含まれていないために混和剤量を減少させることはなく、生コンクリートの配合も適正に維持できる。

また、請求項２記載の生コンクリート製造プラントの混練水計量方法によれば、前記混練水計量槽の主槽側には混練水として清水の他に所定量の生コンスラッジ水や回収水を供給する一方、副槽側には混練水として清水を供給して計量するようにしたので、計量値が許容誤差範囲を超過しても副槽から清水を抜き取って計量誤差を調整するために、主槽内の生コンスラッジ水量や回収水量を減少させることはなく、生コンクリートの配合も適正に維持できる。

また、請求項３記載の生コンクリート製造プラントの混練水計量装置によれば、砂利、砂、セメント、混和剤、及び混練水を各計量槽にて所定量計量し、これら材料をミキサに順次投入して所定時間混練して生コンクリートを製造する生コンクリート製造プラントにおいて、混練水計量槽は所定容量の主槽と副槽とから成る二槽構造とし、前記主槽には混練水の供給配管と混和剤計量槽の投入配管を、前記副槽には混練水の供給配管のみを臨ませると共に、副槽の下端部には主槽内の混練水と合流してミキサへと混練水を排出する合流配管と、混練水を外部に抜き取る抜取配管とを備えたので、混練水計量時に許容誤差範囲を超過する計量誤差が発生しても、混練水計量槽を成す二槽のうち一方の副槽のみから混練水を抜き取ることで計量誤差の調整を容易に行えると共に、副槽側の混練水には混和剤が含まれていないため、混和剤量が減少することはなく、生コンクリートの配合も適正に維持できる。

また、請求項４記載の生コンクリート製造プラントの混練水計量装置によれば、前記混練水計量槽の主槽側には混練水として清水の他に生コンスラッジ水や回収水の供給配管を臨ませる一方、副槽側には混練水として清水の供給配管を臨ませるようにしたので、計量値が許容誤差範囲を超過しても副槽から清水を抜き取って計量誤差を調整するために、主槽内の生コンスラッジ水量や回収水量を減少させることはなく、生コンクリートの配合も適正に維持できる。

本発明に係る生コンクリート製造プラントの混練水計量方法及び計量装置の概略説明図である。 混練水の計量及び修正手順を示すフローチャート１である。 混練水の計量及び修正手順を示すフローチャート２である。

本発明に係る生コンクリート製造プラントの混練水計量方法及び計量装置にあっては、混練水計量槽を主槽と副槽とから成る二槽構造とし、前記主槽側には混練水として水道水などの清水、必要に応じて生コンスラッジ水、回収水を供給する一方、副槽側には混練水として清水を供給する。また、前記混練水計量槽の上位には混和剤計量槽を備えていると共に、該混和剤計量槽の下端部に備えた混和剤投入配管を前記混練水計量槽の主槽側に臨ませ、混和剤計量槽にて計量される混和剤を主槽内の混練水だけに混合させるようにしている。また、前記混練水計量槽の主槽の下端部には主槽内の混練水をミキサに投入する混練水投入配管を備えている一方、副槽の下端部には副槽内の混練水を主槽または混練水投入配管に合流させる合流配管と、混練水を外部に抜き取る抜取配管とを備えている。

そして、前記混練水計量槽の主槽に生コンスラッジ水及び回収水を必要に応じて順次供給して累積計量した後に混和剤及び清水を供給すると共に、副槽には清水を供給してトータルの混練水量を計量し、計量完了時に混練水の計量値が予め設定した許容誤差範囲内に収まる場合には、主槽の混練水投入配管と副槽の合流配管の開閉バルブを共に開放し、主槽内の混和剤を含んだ混練水と副槽内の清水のみの混練水とを合流させながらミキサに一緒に投入する一方、計量ミスが生じて混練水の計量値が許容誤差範囲を超過する場合には、副槽の抜取配管の開閉バルブだけを開放して副槽内の清水を外部に抜き取りながら計量し、混練水の計量値が許容誤差範囲内となれば前記開閉バルブを閉鎖し、主槽内の混和剤等を含んだ混練水と共に放出してミキサに投入する。なお、混練水の計量値が許容誤差範囲より過小の場合には、混練水を適宜追加計量すれば良い。

前記計量値が許容誤差範囲を超過する場合、混和剤、生コンスラッジ水、回収水は全て主槽側の混練水に混入させており、前記副槽から混練水を抜き取っても混和剤量、生コンスラッジ水量、回収水量は減少することはなく、生コンクリートの配合が変動することはない。

このように、生コンクリート製造プラントにおいて生コンクリートを製造するときに、コンクリート材料である混練水の計量値が許容誤差範囲を超過するような事態が生じても、容易に修正でき、かつ生コンクリートの配合も適正に維持できる。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

図１中の１は生コンクリート製造プラントに備えられる混練水計量用の混練水計量槽であって、該混練水計量槽１は少なくともミキサ（図示せず）にて１バッチ分の生コンクリートを製造するときに必要とされる混練水を計量可能な程度の容量を有する主槽２と、該主槽２と比較して容量の小さい（約１０分の１程度）副槽３とを隣接させて成る二槽構造としており、これら主槽２と副槽３とは仕切り板４にて隔離している一方、該仕切り板４の上端縁には切り欠き部５を設け、容量の小さい副槽３内に過剰量の混練水が供給されたときには、図１中の矢印Ａにて示すように、隣接する主槽２側にオーバーフロー分の混練水が流入する構造としている。

前記混練水計量槽１の上位には各種混練水を貯留する複数のタンクを備えており、例えば、混練水として水道水などの清水を貯留する清水タンク６、回収水を貯留する回収水タンク７、及び生コンスラッジ水を貯留するスラッジ水タンク８を備えている。これら清水タンク６、回収水タンク７、及びスラッジ水タンク８の下端部には混練水計量槽１に供給する混練水供給配管として清水供給配管９、回収水供給配管１０、スラッジ水供給配管１１を備えており、このうち清水供給配管９は途中で分岐させ、一方の管径の太い粗計量用の清水供給配管９ａを開閉バルブ１２を介して主槽２側に、他方の管径の細い微計量用の清水供給配管９ｂを開閉バルブ１３を介して副槽３側に臨ませていると共に、回収水供給配管１０とスラッジ水供給配管１１はそれぞれ開閉バルブ１４、１５を介して何れも主槽２側に臨ませており、生コンスラッジ水や回収水は主槽２側だけに供給され、副槽３側には清水のみが供給されるようにしている。

また、混練水計量槽１の主槽２の上位には、ＡＥ剤やＡＥ減水剤などの各種混和剤を計量する混和剤計量槽１６を備え、該混和剤計量槽１６の下端部に備えた混和剤投入配管１７を開閉バルブ１８を介して前記混練水計量槽１の主槽２側に臨ませており、混和剤についてもスラッジ分と同様に主槽２側だけに供給されるようにしている。

混練水計量槽１の主槽２の下端部には主槽２内の混練水をミキサ（図示せず）に投入する混練水投入配管１９を備え、その途中には混練水の放出を制御する開閉バルブ２０を備えている一方、副槽３の下端部には副槽３内の混練水を主槽２に合流させる合流配管２１と、副槽３内の混練水を外部に抜き取る抜取配管２２とを備えており、前記合流配管２１は開閉バルブ２３を介して主槽２の側壁に連結していると共に、抜取配管２２は開閉バルブ２４を介して回収容器２５に連結している。なお、前記合流配管２１は主槽２下端部の混練水投入配管１９に連結させるようにしても良く、要は合流配管２１から放出する副槽３内の混練水が主槽２側の混練水と合流するようにすれば良い。

前記混練水計量槽１には清水タンク６、回収水タンク７、スラッジ水タンク８から供給される、清水、回収水、生コンスラッジ水などの各種混練水の重量を検出するロードセル２６を備えていると共に、混和剤計量槽１６にはＡＥ剤、ＡＥ減水剤などの各種混和剤の重量を検出するロードセル２７を備えている。

次に、上記構成の混練水計量装置にて混練水の計量及び修正を行うときの手順を図２及び図３のフローチャートに基づいて説明する。なお、図中のＳ１〜Ｓ２５は各ステップを表している。

先ず、プラントに備え付けの操作盤（図示せず）に初期設定として、計量設定値を設定登録すると共に（Ｓ１）、その許容誤差範囲（例えば、「ＪＩＳ Ａ ５３０８」にて認められている許容誤差範囲で、混練水は１％以内）を予め設定登録し（Ｓ２）、続いて設定終了するか否かを判断し（Ｓ３）、終了しない場合にはステップ１に戻って再度設定登録する。

そして、混練水の計量を行うときには、予め設定登録しておいた計量設定値と許容誤差範囲とを読み込み（Ｓ４）、その計量設定値に基づいて、粗計量用の清水供給配管９ａ、微計量用の清水供給配管９ｂの各開閉バルブ１２、１３を開放して主槽２及び副槽３内に清水を供給する（Ｓ５）。なお、回収水や生コンスラッジ水を混練水として使用するときには、回収水供給配管１０、スラッジ水供給配管１１の各開閉バルブ１４、１５を順に開放して主槽２に供給し、累積計量し、最後に主槽２及び副槽３に清水を供給するようにすると良い。

また、この混練水の計量中に、混和剤計量槽１６においても予め設定した計量設定値に基づいてＡＥ剤やＡＥ減水剤などの各種混和剤を別途計量し（Ｓ６）、混和剤計量槽１６に備えた混和剤投入配管１７の開閉バルブ１８を開放して、計量した混和剤も混練水計量槽１の主槽２内に供給する（Ｓ７）。

そして、混練水計量槽１では計量値を検出し（Ｓ８）、その計量値と予め設定した計量設定値とを比較し（Ｓ９）、計量値が計量設定値に対して９０％に達したかどうかを判定し（Ｓ１０）、９０％に達すれば粗計量用の清水供給配管９ａ開閉バルブ１２を閉鎖して供給を停止し（Ｓ１１）、微計量用の清水供給配管９ｂのみからの供給に切り替える一方、計量値が９０％に達していなければステップ８に戻って計量を続ける。

そして、計量値が９０％に達していれば引き続き混練水の計量を続けて計量値を検出し（Ｓ１２）、その計量値と計量設定値とを比較し（Ｓ１３）、計量値が計量設定値に対して１００％に達したかどうかを判定し（Ｓ１４）、１００％に達していれば微計量用の清水供給配管９ｂの開閉バルブ１３を閉鎖して混練水の供給を停止する一方（Ｓ１５）、計量値が１００％に達していなければステップ１２に戻って計量を続ける。

こうして混練水の供給が完了し、供給された混練水が全て混練水計量槽１に落下し終わって安定した計量値が示されるようになればそのときの最終的な計量値を検出し（Ｓ１６）、その最終計量値と計量設定値との誤差量を演算し（Ｓ１７）、この誤差量と予め設定した許容誤差範囲と比較し（Ｓ１８）、前記誤差量が許容誤差範囲内にあるかどうかを判定し（Ｓ１９）、許容誤差範囲内に収まる場合には合格と見なして主槽２の混練水投入配管１９の開閉バルブ２０と副槽３の合流配管２１の開閉バルブ２３とを共に開放して、主槽２内の混和剤を含んだ混練水と副槽３内の清水のみの混練水とを合流させながらミキサに一緒に投入し（Ｓ２０）、１バッチ分の混練水の計量を完了する。そして、計量を終了するか否かを判断し（Ｓ２１）、継続する場合はステップ５に戻って繰り返し計量操作を行う。

また、ステップ１９において、検出される混練水の計量値と計量設定値との誤差量が予め設定した許容誤差範囲を超過する場合（例えば、混練水の誤差量が１％を超過する場合）には、主槽２の混練水投入配管１９の開閉バルブ２０は閉鎖したままで、小容量の副槽３の抜取配管２２の開閉バルブ２４を開放して、副槽３内の混練水を外部に抜き取り（Ｓ２２）、計量値を検出し（Ｓ２３）、その計量値が許容誤差範囲内となったか否かを判定し（Ｓ２４）、許容誤差範囲内となれば抜き取りを停止し（Ｓ２５）、１バッチ分の混練水の計量を完了する。

なお、ステップ１９において、検出される混練水の計量値と計量設定値との誤差量が予め設定した許容誤差範囲より過小な場合には、図示していないが、微計量用の清水供給配管９ｂの開閉バルブ１３を開放して不足分を供給する。

このように、混練水の計量値が許容誤差範囲を超過しても副槽から清水を抜き取って計量誤差を調整するために、主槽内の混和剤量、生コンスラッジ水量、回収水量を減少させることはなく、生コンクリートの配合は適正に維持できる。また、容易に修正できて計量ミスを原因とする生コンクリートの廃棄処分を効果的に抑制できる。

なお、本実施例においては、混練水計量槽１の主槽２と副槽３とを仕切り板４を設けて小容量の副槽３に過剰量の清水が供給されたときには隣接する主槽２側にオーバーフローする構造としたり、副槽３側に管径の細い微計量用の清水供給配管９ｂを臨ませたりしたが、このような構造に限定するものではなく、要は、抜き取り操作を行う副槽側には少なくとも混和剤等が混入せずに清水のみが供給されるようにすれば良い等、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１…混練水計量槽 ２…主槽
３…副槽 ６…清水タンク
７…回収水タンク ８…スラッジ水タンク
９、９ａ、９ｂ…清水供給配管（混練水供給配管）
１０…回収水供給配管（混練水供給配管）
１１…スラッジ水供給配管（混練水供給配管）
１６…混和剤計量槽 １７…混和剤投入配管
１９…混練水投入配管 ２１…合流配管
２２…抜取配管 ２６、２７…ロードセル

Claims (4)

1. 砂利、砂、セメント、混和剤、及び混練水を各計量槽にて所定量計量し、これら材料をミキサに順次投入して所定時間混練して生コンクリートを製造する生コンクリート製造プラントにおいて、混練水計量槽は所定容量の主槽と副槽とから成る二槽構造とし、主槽には混練水と混和剤を、副槽には混練水のみを供給する構成とすると共に、副槽には混練水を外部に抜き取る抜取配管を備え、混練水を計量するときには、前記混練水計量槽の主槽に所定量の混和剤を混入した混練水を、前記副槽に混練水のみを供給して所定量計量し、計量完了時に混練水の計量値が許容誤差範囲を超過した場合には、副槽の抜取配管の開閉バルブを開放して副槽内の混練水を外部に抜き取りながら計量し、混練水の計量値が許容誤差範囲内となれば前記開閉バルブを閉鎖して混和剤量を減少させることなく所定量の混練水を計量するようにしたことを特徴とする生コンクリート製造プラントの混練水計量方法。
2. 前記混練水計量槽の主槽側には混練水として清水の他に所定量の生コンスラッジ水や回収水を供給する一方、副槽側には混練水として清水を供給して計量するようにしたことを特徴とする請求項１記載の生コンクリート製造プラントの混練水計量方法。
3. 砂利、砂、セメント、混和剤、及び混練水を各計量槽にて所定量計量し、これら材料をミキサに順次投入して所定時間混練して生コンクリートを製造する生コンクリート製造プラントにおいて、混練水計量槽は所定容量の主槽と副槽とから成る二槽構造とし、前記主槽には混練水の供給配管と混和剤計量槽の投入配管を、前記副槽には混練水の供給配管のみを臨ませると共に、副槽の下端部には主槽内の混練水と合流してミキサへと混練水を排出する合流配管と、混練水を外部に抜き取る抜取配管とを備えたことを特徴とする生コンクリート製造プラントの混練水計量装置。
4. 前記混練水計量槽の主槽側には混練水として清水の他に生コンスラッジ水や回収水の供給配管を臨ませる一方、副槽側には混練水として清水の供給配管を臨ませるようにしたことを特徴とする請求項３記載の生コンクリート製造プラントの混練水計量装置。

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