JP5451122B2 - コンクリートの製造方法およびその設備 - Google Patents
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- Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
Description
尚、必要に応じて、シリカフュームや高炉スラグ微粉等の混和材も用いられる。
コンクリートに大きな温度上昇が生じると、この温度上昇に起因する温度ひび割れが生じて、コンクリート構造物の機能低下や耐久性に問題が生じてしまう。
したがって、特にダム、橋脚、原子炉の隔壁等の場合においては、この温度ひび割れは致命的な欠点となるため、温度ひび割れの発生を防ぐことが求められている。
従って、コンクリートの打設温度を25℃以下にする必要がある。
たとえば、骨材を冷却する技術としては、骨材とドライアイスとを空練りする技術、骨材を冷水やミストで冷却する技術、骨材を冷風や液体窒素で冷却する技術、骨材を真空冷却する技術、等が開発されている。
また、水は、チラーによって冷却される技術が開発されている。
さらに、セメントを冷却する技術としては、骨材を添加しない状態で氷を添加してセメントを混練りし、高温のセメントによって、氷を速やかに融解する技術(特許文献1)、スクリューコンベヤ内のセメントに冷風を送風して冷却する技術(特許文献2)、冷却機でセメント槽を冷却する技術(特許文献3)、等が開発されている。
また、セメントは、セメントサイロに貯蔵されるため、基本的には外気温に依存するが、夏場等においては直射日光によってセメントサイロが加温されるため、セメント温度は外気温以上となる場合もあり、この場合40℃前後迄上昇する。
しかしながら、この場合は上述の技術によってコンクリートの打設温度を25℃以下にすることができる。
これは超硬練りのコンクリートをベルトコンベアやダンプカーで運搬し、ブルドーザーで敷きならした後、ロードローラーで水平に薄く何層も締め固めるというものである。コンクリートの量を少なく抑える他、従来のブロック工法のように継ぎ目を設けないので亀裂(クラック)を起こさず、安定性と経済性で従来の工法よりも優れるものである。
打設後、クーリングパイプに冷却水や河川水などを通水して打設コンクリートの上昇温度を小さくし温度ひび割れを抑制(パイプクーリング)しながらコンクリート硬化体を得る。
第二の発明は、上述の生コンクリート製造設備において、セメントクーラは、河川水を使用してセメントを40℃以下の温度に冷却可能であることを特徴とする生コンクリート製造設備である。
第三の発明は、上述の生コンクリート製造設備を使用して生コンクリートを製造することを特徴とする生コンクリートの製造方法である。
第四の発明は、上述の生コンクリートの製造方法で、打設時のコンクリート温度が25℃以下の生コンクリートを製造することを特徴とする生コンクリートの製造方法である。
しかも、セメント冷却装置には、現場の低水温の河川水を使用することができるので、冷却効果およびコスト低減効果が大きい。
さらに、セメント冷却装置として、セメント製造に使用される遊休のセメントクーラを使用すれば、遊休設備を有効に活用できるだけでなく、セメント冷却装置の新設に比してコスト低減効果も極めて大きいものである。
そして、本発明のセメント冷却装置で冷却したセメントを使用して生コンクリートを製造し、打設すれば、水和発熱によるコンクリートの温度上昇を抑制できる。従って、この温度上昇に起因する温度ひび割れを防ぐことができ、その結果、コンクリート構造物の機能低下や耐久性に問題が生じてしまうことがなくなる。
図1に本発明のコンクリートの製造方法を概略図示した通り、セメントサイロからコンクリート混練設備へ搬送される途中で、セメントをセメント冷却装置で冷却して、該冷却セメントをコンクリート材料として使用するものである。
尚、必要に応じて、従来技術を併用して、骨材、生コンクリート、ミキサー等を冷却しても良い。これにより、さらに温度上昇を抑制した生コンクリートを製造することができる。
現場の河川水を使用するので、水道水を使用するよりは、コスト低減効果が大きい。特に、河川水は常に流れているため、夏場においても、外気温と比しても水温の方がはるかに低いので、セメントの冷却効果が大きい。
さらに、これらの水を循環水として、セメント冷却装置に使用することもできる。但し、この場合、処理量が多くなるにつれて、循環水の水温も上昇するので、循環水をチラー等で冷却する必要がある。
スクリュ羽根は、筒状形状の本体中心に筒方向と平行に設置されている竪軸に複数個固定されている。このスクリュ羽根は、筒状形状本体の内壁表面との間に僅かな隙間を保持しながら、緩やかに螺旋しながら鉛直方向に伸びている。
尚、簡便な方法としては、筒状形状本体外壁表面をつたって流れ落ちるように、筒状形状本体上部または上部近傍に設けられた冷却水放出口から直接冷却水を放出しても良い。
筒状形状本体内部のセメントは、筒状形状本体の内壁に沿って鉛直方向に上昇しながら、筒状形状本体外壁表面を上方より下方に沿って流れ落ちる冷却水によって冷却される構造となっている。
すなわち、本体内部のセメントと冷却水とが各々逆方向に向流流通させる流通系を有する構造を有し、向流式で間接的に本体内部のセメントを冷却する構造がより好ましい。
仕上工程とは、セメントのSO3量および比表面積値が所定の範囲に入るようにセメントクリンカーを石膏とともに粉砕して微細粒子(セメント)を製造する工程のことである。
この微細粒子の温度は150℃前後であり、この温度でセメントサイロに貯蔵すると、サイロ内で二水石膏が脱水しセメントが固結するおそれがある。
そこで、製造直後のセメントを熱交換してセメント温度を少なくとも80℃以下に冷却するために使用されるのがセメントクーラである。
すなわち、セメント工場のセメントサイロに貯蔵された製造直後のセメントを建設現場のセメントサイロへ直送して貯蔵した場合、そのセメント温度は50℃を超えている。
ダム建設現場等における生コンクリート打設温度は25℃以下にする必要がある。
ダム建設現場等に貯蔵されている骨材や水の温度は常温(外気温に依存)であるため、上記温度のセメントを冷却するのが最も効果的である。
したがって、セメントサイロからコンクリート混練設備へセメントを搬送する過程に、本発明で使用するセメント冷却装置を設置して、該セメント冷却装置でセメントを冷却すれば、セメント温度を容易に40℃以下に冷却することができる。
これによって、打設時のコンクリート温度を容易に25℃以下にすることができる。
従って、この温度上昇に起因する温度ひび割れを防ぐことができ、その結果、コンクリート構造物の機能低下や耐久性の問題が生じることのない良質なコンクリート硬化体を製造することができる。
〔実施例1〕
図2および図3は、本発明のセメント冷却装置の一例として使用したセメントクーラの概略図である。
本発明のセメント冷却装置1は、筒状形状の本体8と、本体内部にセメント搬送用のスクリュ羽根23と、スクリュ羽根23がサポート22を介して固定されている竪軸21と、竪軸を回転させる電動機12と、減速機13と、冷却水放出口5と、冷却水を受ける水受(上部水受3、下部水受10)とからなる主要部から構成されていることを特徴とする。
上部水受3は、筒状形状本体8外壁との間に複数の隙間を有して固定されている。上部水受3内に放出された冷却水は、この隙間から排出され、筒状形状本体8外壁表面をつたって流れ落ち、筒状形状本体8下部に設けられて下部水受10内によって集水され、冷却水排出口11から排出される。
すなわち、実施例3では、セメント冷却装置投入時の温度が86℃の場合でも、100トン/時で処理しても、セメント冷却装置から排出時のセメント温度を40℃にすることができる。
図4は、本発明の生コンクリート製造設備の一例として、その概略を示した図である。
以下、この図に基づいて本発明の生コンクリート製造設備を説明する。
本発明の生コンクリート製造設備は、建設現場で使用されるものであって、セメント冷却装置1と、セメント貯蔵設備31と、セメント搬送装置(41、51、71、81)と、コンクリート混練設備101とを含むことを特徴とするとするものである。
セメントは、セメント輸送車両から空気圧送によってセメント貯蔵設備31に送られて貯蔵される。そして、セメント使用時には、セメント貯蔵設備31の下部に設けられたセメント取り出し口から取り出される。
尚、セメント工場から直送された製造直後のセメントの温度は、50℃を超えている。
尚、セメント貯蔵設備31とセメント冷却装置1とが近接している場合は、搬送装置41としてスクリューコンベア、ベルトコンベアまたはフライトコンベア等を用いるのが、簡便で経済的である。
一方、セメント貯蔵設備31とセメント冷却装置1とが離れている場合は、空気輸送機を使用するのが極めて効率的である。
尚、セメント冷却装置1とコンクリート混練設備101とが近接している場合は、搬送装置81としてバケットエレベータ、バケットコンベア、スクリューコンベア、ベルトコンベア、フライトコンベア、スキップコンベアまたはエアスライド等を用いるのが、簡便で経済的である。
一方、セメント冷却装置1とコンクリート混練設備101とが離れている場合は、搬送装置81として空気輸送機を使用するのが極めて効率的である。
所定の場所に保管されている粗骨材や細骨材等は、搬送装置61・62によって、コンクリート混練設備101の下部迄搬送され、さらに、搬送装置82によってコンクリート混練設備101内上方に設けられた各貯蔵ビン迄搬送される。この場合、粗骨材や細骨材等は水平方向及び垂直方向上方へ搬送する必要があるので、搬送装置61.62としては、ベルトコンベア、バッケットコンベア、フライトコンベア等が例示され、搬送装置82としては、バケットエレベータ、バケットコンベア、スキップコンベア等が例示される。
尚、ベルトコンベアでコンクリート混練設備101内上方に設けられた各貯蔵ビン迄直接斜め上方へ搬送しても良い。
本発明の生コンクリート製造設備を使用することによって、高温のセメントでも効率的に冷却し、しかも連続的に大量の生コンクリートを製造することができる。
図5は、本発明の生コンクリート製造設備の別の態様を示したもので、その概略を示した図である。
以下、この図に基づいて本発明の生コンクリート製造設備を説明する。
本発明の生コンクリート製造設備は、建設現場で使用されるものであって、セメント冷却装置1と、セメント貯蔵設備31と、セメント中継タンク111と、セメント搬送装置(41、72、121)と、コンクリート混練設備101とを含むことを特徴とするとするものである。
本発明のセメント中継タンク111は、セメント冷却装置1によって冷却したセメントを一次貯蔵するために設けるものである。これによって、常に冷却セメントを余分に貯蔵することができるので、生コンクリートの製造量に係らずセメント冷却装置1を通常稼動することができるので効率的である。さらに、該セメント中継タンク111内で冷却セメントを一次貯蔵することによって、冷却セメントの温度を更に下げるという効果もある。
尚、セメント冷却装置1とセメント中継タンク111が離れている場合は、空気輸送機を使用するのが極めて効率的である。
また、これ以外でも、シュート等による自然落下、スクリューコンベア、フライトコンベア、ベルトコンベア、バケットエレベータ、バケットコンベア、スキップコンベア等を単独、あるいは複数組み合わせて使用しても良い。
尚、セメント中継タンク111とコンクリート混練設備101とが離れている場合は、空気輸送機を使用するのが極めて効率的である。
特に、セメント中継タンク111が30トン〜50トン位の貯蔵能力しかない場合は、この方法がより好ましい。
セメント中継タンク111が50トン位以下の貯蔵能力しかなく、しかもロータリフィーダが1個の場合だと、セメント自身によるマテリアルシールが効かなく、空気圧送が出来ないあるいは極めて効率が低下する可能性があるためである。
さらに、生コンクリート製造量の増減に係らず、常に冷却セメントを余分に貯蔵することができるので、セメント冷却装置1を通常稼動することができ効率的である。
したがって、常に連続的に大量の生コンクリートを製造することができる。
2 セメント取出口
3 上部水受
4 冷却水取入口
5 冷却水放出口
7 上部軸受
8 筒状形状本体
9 セメント取入口
10 下部水受
11 冷却水排出口
12 電動機
13 減速機
14 軸継手
15 ダスト抜出口
21 竪軸
22 サポート
23 スクリュ羽根
31 セメント貯蔵設備
41 セメント搬送装置
51 セメント搬送装置
61 セメント搬送装置
62 セメント搬送装置
71 シュートまたはセメント搬送装置
72 シュートまたはセメント搬送装置
81 セメント搬送装置
82 セメント搬送装置
91 粗骨材貯蔵設備
92 細骨材貯蔵設備
93 混和剤貯蔵設備
101 コンクリート混練設備
111 セメント中継タンク
121 セメント搬送装置
131 ルーツブロワ
141 ロータリフィーダ
142 ロータリフィーダ
143 ロータリフィーダ
Claims (4)
- セメント冷却装置と、セメント貯蔵設備と、セメント搬送装置と、コンクリート混練設備とを含む建設現場で使用される生コンクリート製造設備であって、
前記セメント冷却装置は、
セメント工場で使用されていた遊休のセメントクーラであり、前記建設現場で利用可能な河川水を使用してセメントを冷却するものであり、
前記セメント貯蔵設備から前記コンクリート混練設備にセメントが搬送される過程の途中に設けられ、
前記セメントクーラは、
少なくとも、セメントを収容可能な筒状形状の本体と、前記本体の内部に設けられたセメント搬送用のスクリュ羽根と、前記スクリュ羽根がサポートを介して固定されている竪軸と、前記竪軸を回転させる電動機と、前記本体の上部に外側から前記河川水を放出する冷却水放出口とを含み、
前記セメント搬送装置は、ベルトコンベア、スクリューコンベア、バケットエレベータ、バケットコンベア、フライトコンベア、スキップコンベア、エアスライドまたは空気輸送機の少なくとも一つを含むことを特徴とする生コンクリート製造設備。 - 前記セメントクーラは、前記河川水を使用してセメントを40℃以下の温度に冷却可能であることを特徴とする請求項1に記載の生コンクリート製造設備。
- 請求項1または2に記載の生コンクリート製造設備を使用して生コンクリートを製造することを特徴とする生コンクリートの製造方法。
- 請求項3に記載の生コンクリートの製造方法で、打設時のコンクリート温度が25℃以下の生コンクリートを製造することを特徴とする製造方法。
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