JP5718886B2 - 生コン出荷不適合品の発生確率を抑制する方法及び生コン出荷設備 - Google Patents
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Description
本発明は、出荷以降に不適合が生じるおそれを高確率で抑制し、安定的に高品質の生コンを出荷することができる生コン出荷不適合品の発生確率を抑制する方法及び生コン出荷設備に関するものである。
生コンの製造工程では、生コンの材料となるセメント、骨材、水、混和剤の計量と、各材料を混練装置に投入する順序及び混練時間と、混練後の生コン性状と、を管理するようにしている。
そして、生コン工場において出荷後には、出荷日に生コン打設時の一部を試料生コンとして取り出し、１週間後又は４週間後に硬化した試料生コンに対して圧縮強度試験などを行って品質の管理を行っていた。
上記の出荷後の品質管理では、当然に１週間後又は４週間後にしか強度を判断できず、かつその判断を待って出荷するという慣習がないので品質不良が発覚するのが現場でコンクリートを打設した後ということがあった。
そこで、出荷前に上記の推定的に圧縮強度を求めるべく、特許文献１では、水分計により骨材の表面水率を連続的に、かつ出力電圧と含水率との構成及び含水率と表面水率との検出によって測定し、その測定値と骨材の計量値から骨材の表面水量を割り出した上で、水の計量値と合算して総水量を求め、その総水量から単位水量を求めるようにしている。
しかしながら、特許文献１及び従来の製造工程の管理では、例えば材料の動荷重計における投入指示数値と投入量の誤差、計測装置の実計測値の誤差、骨材の品質や表面水率、が総合的に大きな誤差となって計画通りの品質、ひいては特許文献１における求められた推定圧縮強度が得られず、出荷後に様々なトラブルを招いていた。
本発明が解決しようとする課題は、上記のとおり従来の製造管理に基づいて、あるいは求めた推定圧縮強度に基づいて、出荷の適否を判断する手法では、材料量や計測値あるいは骨材の品質などの誤差を考慮したものではなかったので、出荷以降に不適合が生じるおそれが高く、安定的に高品質の生コンを出荷することができない点、である。
本発明は、生コンを製造する際に、オーダーに基づいて配合する、セメント、骨材、骨材の表面水率に基づいて補正した水、混和剤、の動荷重を計測し、これらを混練し、混練後の生コンの単位水量を計測し、前記計測値のうちセメント量と単位水量との比率を求め、推定強度を求めると共にこの推定強度の最低値と最高値の領域を求め、前記単位水量の推奨値以下であるか否か、セメント量と単位水量の比率が所定割合以下であるか否か、推定強度の最低値と最高値の領域のうち該最低値が必要強度であると共に該推定強度の最低値の発現確率が９５％以上であるか否か、の全ての条件を満たす場合にのみ出荷の判定を行い、出荷に適した生コンの切出指示を行うことを最も主要な特徴とする。
本発明は、混練後の生コンの単位水量の推奨値以下である場合、セメント量と単位水量の比率が所定割合以下である場合、推定強度の最低値と最高値の領域のうち該最低値が必要強度であると共に該推定強度の最低値の発現確率が９５％以上である場合、の全ての条件を満たした出荷に適した生コンの切出指示を行うので、材料量や計測値あるいは骨材の品質などの誤差があったとしてもこうした誤差を考慮して厳密な出荷判定を行うことができ、よって、安定的に高品質の生コンを出荷することができる。
また、本発明は、上記のとおり、材料の計測値の誤差を考慮して、強度の最低値と最高値の領域のうち最低値が必要強度であって推定強度の最低値の発現確率が９５％以上である場合に生コンの切出指示を行うので、硬化後の（出荷後の）コンクリートの実際の強度との誤差を極めて小さくすることができると共に許容強度以下となる可能性がほとんどない。
本発明の生コン出荷不適合品の発生確率を抑制する方法は、材料の配合誤差を考慮して求めた推定強度に基づいた出荷判定を厳密なものとし、出荷後にトラブルが発生することを抑制するという目的を、セメント、骨材、骨材の表面水率に基づいて補正した水、混和剤、の動荷重を計測し、これらを混練し、混練後の生コンの単位水量を計測し、前記計測値のうちセメント量と単位水量との比率を求め、推定強度を求めると共にこの推定強度の最低値と最高値の領域を求め、前記単位水量の推奨値以下であるか否か、セメント量と単位水量の比率が所定割合以下であるか否か、推定強度の最低値と最高値の領域のうち該最低値が必要強度であると共に該推定強度の最低値の発現確率が９５％以上であるか否か、の全ての条件を満たす場合にのみ出荷の判定を行い、出荷に適した生コンの切出指示を行うことで実現した。
また、上記の生コン出荷不適合品の発生確率を抑制する方法は、オーダーされた生コンを製造して出荷適否を判断して出荷可能と判断された生コンを出荷するする生コン出荷設備であって、オーダーされたセメント、骨材、骨材の表面水率、骨材の表面水率に基づいて補正した水、混和剤、を各々計測する計測部と、これら計測部に基づいて各種計算及び判定を行うと共に全体を制御する管理部とを備え、前記管理部に、オーダーされた生コンの配合量を指示する入力する入力部と、この入力部で入力された配合割合のセメント及び骨材の投入を指示する指示部と、前記計測部により計測された各々の値に基づいて、セメント量と単位水量との比率を求め、推定強度を求めると共にこの推定強度の最低値と最高値の領域を求める演算部と、前記単位水量の推奨値以下であるか否か、セメント量と単位水量の比率が所定割合以下であるか否か、推定強度の最低値と最高値の領域のうち該最低値が必要強度であると共に該推定強度の最低値の発現確率が９５％以上であるか否か、の全ての条件を満たすか否かを判断する判定部と、この判定部で全ての条件を満たす場合は出荷に適した生コンとして切出指示を出力する制御部と、を備えた本発明の生コン出荷設備により実施される。
すなわち、本発明は、従来の材料計測で誤差を含んで求めた推定強度だけに頼らず、計測誤差があるものと考慮したうえで、混練後の生コンの単位水量の推奨値、セメント量と単位水量の比率、推定強度の最低値と最高値の領域のうち該最低値と必要強度の比較、推定強度の最低値の発現確率が９５％以上を満たすか、といった各種条件を全て満たす場合のみ出荷を行うというものである。こうすることで、本発明は、出荷後の生コンが例えば強度不足になるなどといったトラブルの発生をほとんどなくすることができるのである。
以下、図１〜図３を用いて本発明の具体的実施例について説明する。１は、本発明の生コン出荷設備である。なお、この生コン出荷設備１は、生コンの製造、管理、混練、出荷、を行う設備である。
２はセメント切出部、３は骨材切出部、４は水供給部、５は混和剤切出部であり、セメント切出部２、骨材切出部３、混和剤切出部５のそれぞれには、各材料の質量を計測するセメント動荷重計測部２Ａ、骨材動荷重計測部３Ａ、表面水率計測部３Ｂ、水動荷重計測部４Ａ、混和剤動荷重計測部５Ａが各々設けられている。
６は、セメント切出部２、骨材切出部３、水供給部４、混和剤切出部５から、供給された各材料を混練する混練装置であり、この混練装置６には、混練時間を計測する時間計測部６Ａ、混練回数を計測する混練回数計測部６Ｂ、が各々設けられている。
７は、混練装置６から供給された生コンを切り出す生コン切出部であり、この生コン切出部７には、単位水量計測部７Ａ、出荷量計測部７Ｂ、が設けられている。
以上が、生コン出荷設備１のうち屋外に設けた設備であり、屋外設備の各計測部による計測信号、各部の稼働指示信号、は屋内設備として設けられた管理部１１に入力、管理部１１から出力、されるように構成されている。なお、屋内設備と屋外設備の接続関係は後述する。
生コン出荷設備１のうち屋内に設けられた管理部１１は、実質的にはパーソナルコンピュータで構成され、該パーソナルコンピュータに備えたＣＰＵ及びメモリが制御部１２、ハードディスクがデータ部１３、キーボード及びマウスが入力部１４、ディスプレイ（やプリンタ）が出力部１５、とされている。
生コン出荷不適合品の発生確率を抑制する方法は、具体的にはプログラムであり、管理部１１においてはデータ部１２からプログラム全体が制御部１２に読み出され、制御部１２が、各種入力データとデータ部１３から読み出した数式や問い合わせに対するデータにより各種演算を行うと共に、屋外設備の各部を制御して生コンの製造、管理、混練、出荷可否の判断を行う。
制御部１２には、各計測部２Ａ，３Ａ，３Ｂ，４Ａ，５Ａの計測値に基づいて各種の演算を行う演算部１２Ａと、各セメント切出部２、骨材切出部３、水供給部４、混和剤切出部５へ配合指示を出力する配合指示部１２Ｂ、を有している。なお、これら演算部１２Ａ、配合指示部１２Ｂは、プログラム上で構築された概念的な構成である。
さらに、制御部１２には、上記演算部１２Ａによって演算された各演算値に基づいて生コンの出荷の可否を判定する判定部１２Ｃと、を有している。なお、この判定部１２Ｃもまたプログラム上で構築された概念的な構成である。
ここで、屋外設備と屋内設備との接続構成について説明する。配合指示部１２Ｂは、セメント切出部２、骨材切出部３、水供給部４、混和剤切出部５に対して各々配合量の指示信号を出力する。また、セメント動荷重計測部２Ａ、骨材動荷重計測部３Ａ、表面水率計測部３Ｂ、水動荷重計測部４Ａ、混和剤動荷重計測部５Ａは演算部１２Ａに対して各々計測値の信号を出力する。
制御部１２は混練装置６に対して混練時間と混練回数の指示信号を出力する。また、時間計測部６Ａ、混練回数計測部６Ｂは制御部１２に対して各々計測値の信号を出力する。
制御部１２は生コン切出部７に対して出荷指示信号を出力する。また、単位水量計測部７Ａ、出荷量計測部７Ｂは演算部１２Ａに対して各々計測値の信号を出力する。
判定部１２Ｃは、生コン切出部７に対して、上記演算部１２Ａで演算された各種（後述）の演算値を用いた判定結果に基づいて出荷（切り出し）の可否を出力する。
以下に、上記構成の生コン出荷設備１による生コン出荷不適合品の発生確率を抑制する方法及び生コン出荷の手順について図２及び図３を用いて説明する。管理部１１では生コン出荷不適合品の発生確率を抑制する方法（プログラム）が実行され、屋外側の各部が稼働状況下において、求められたオーダーに基づいて入力部１４から各材料の配合量の指示が与えられる。
次に、材料として配合する骨材を採取し、粗粒率の測定を行い（＃１）、骨材のうちの粗骨材の実績率を測定する（＃２）。その後、表面水率計測部３Ｂにより骨材の表面水率を測定する（＃３）。＃３の後にその生コンの製造に関する配合に関する条件を入力部１４から入力する（＃４）。
＃５では、制御部１２は材料の受け入れ時の品質データをデータ部１３に問い合わせ、さらに推定強度を求める演算式を指定、さらにその際の標準偏差、を入力部１４の入力により設定する。また、＃５では、上記＃４によって計測した骨材の表面水率に基づいて演算部１２Ａが配合する水の量のうち補正水量を求める。
＃５の後、つまり、入力部１４により配合するセメント、骨材、水、混和剤、の決定された配合量や条件等が出力部１５（ここではディスプレイとして説明する）に出力され（＃６）、出力部１５において配合量や条件等を出力し（＃７）、入力ミス等があれば（＃７でＮｏ）、＃１に戻り、問題がなければ、各材料の計測部において動荷重計測を開始する（＃８）。
＃８で動荷重計測の指示が制御部１２より出力されると、動荷重を計測するに際し、各計測部２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａの計測精度の確認を行い（＃９）、この精度値が制御部１２へ出力され、制御部１２は計測精度が許容範囲を超える誤差である場合は（＃９でＮｏ）、出荷停止とし（＃１０）、許容誤差範囲内である場合は＃１１へ進み、各材料の動荷重計測を行う（＃１１）。
＃１１における各材料の動荷重計測の後、演算部１２Ａにおいて、セメントと水の動荷重値を用いて水の量／セメント量の割合を演算すると共に、各材料の動荷重値を用いて混練前の推定強度を演算し（＃１２）、この値を一旦データ部１３へ記憶する。なお、本発明で言う強度とは、圧縮強度と曲げ強度を総称している。
＃１２の後、混練装置６に混練を開始し（＃１３）、以下、図３を参照して説明を続ける。制御部１２は、混練装置６からの混練回数と混練時間を制御し、出力部１５にその状況を出力して、状況をモニタする（＃１４）。所定混練回数と時間を経過した後、制御部１２は、混練措置６から生コン切出部７へ混練後の生コンを排出する（＃１５）。その後、生コン切出部７において、混練後の生コンの単位水量を単位水量計測部７Ａにより計測する（＃１６）。
＃１７では、＃１６において得た単位水量と＃１１で計測したセメントの動荷重値とに基づいて、単位水量／セメント量を演算し、この値をデータ部１３へ記憶する。さらに、演算部１２Ａは、前記単位水量に基づいて推定強度を演算する（＃１８）。
そして、上記＃１２で得た混練前の各種演算値と、＃１８混練後の各種演算値を、データ部１３から読み出し、判定部１２Ｃにおいて、出荷適否の判定を行う（＃１９）。この判定部１２Ｃにおける判定では、次の条件について判定する。
＃１９では、単位水量が推奨値の１９５ｋｇ／ｍ3 以下であるか否か、単位水量／セメント量の割合がセメントの種類により６０％未満又は６５％未満であるか否か、推定強度値の最小値と最大値の領域のうち、最低値が必要強度を満たしているか否か、また、該最低値の発現確率が９５％以上であるか否か、の各々を判断する。なお、これら各々の出荷適否条件における数値設定理由については後述する。
＃１９の判定において、１つでも満たさない場合（＃１９でＮｏ）、出荷不適品として廃棄し（＃２０）、全てを満たす場合（＃１９でＹｅｓ）、出荷に適した生コンとして制御部１２から生コン切出部７に切出指示を出力し（＃２１）、ここまでの諸データ、量、等の伝票を出力部１５（このときはプリンタを意味する）より出力し（＃２２）、処理を終了する。
一般的に鉄筋コンクリート構造物で用いるコンクリートは鉄筋に対するかぶり厚さが３ｃｍとされ、このかぶり厚さで鉄筋が想定期間６０年以上、錆びないことを保証するために１８５ｋｇ／ｍ3 の許容量±１０ｋｇ／ｍ3 の単位水量とすることが推奨されている。したがって、単位水量が１９５ｋｇ／ｍ3 より高い場合は、規定で保証されている１８５ｋｇ／ｍ3 の許容量±１０ｋｇ／ｍ3 のうちのプラス側を超える（水が多い）ことになるから、出荷不適とする。
また、セメントの耐久性判断は、上記単位水量（水量）だけでは測り得ない場合もあるため、単位水量／セメント量の割合を出荷の適否の判断として用いている。セメントの種類により単位水量／セメント量の割合が６０％又は６５％より高い場合は、セメントに対する水の割合が多いことを意味するので、上記の６０年以上の防錆保証を満たさない可能性があり、出荷不適とする。
さらに、推定強度値の最小値と最大値の領域のうち、最低値が必要強度を満たしているか否かについては、混練後に単位水量を中心に演算した強度領域（＃１８：混練後の演算値）のうちの最低値が、オーダーされた強度（＃１２：混練前の演算値）すなわち必要強度より低い場合は、出荷不適とする。
また、上記混練後に単位水量を中心に演算した強度領域（＃１８：混練後の演算値）のうちの最低値が必要強度より高い場合であっても、該最低値の発現確率が９５％より低い場合は、必要強度より高い最低値の発現可能性に保証を欠くものとして出荷不適とする。
このように、本発明は、上記のとおりオーダーに基づく演算値（＃１２：混練前の演算値）と、出荷直前の演算値（＃１８：混練後の演算値）との間で誤差などがあることを考慮して厳密な条件を全て満たした場合のみ＃２０で出荷に適する旨判定するから、出荷後に強度面や耐久面でトラブルが生じることを著しく抑制することができる。
また、本発明は、上記のとおりオーダーに基づく演算値（＃１２：混練前の演算値）と、出荷直前の演算値（＃１８：混練後の演算値）との間で誤差があることを前提としているので、＃１２、＃１８で得られた演算値、＃２０で下した判定のデータを、データ部１３においてデータベースとして蓄積（フィードバック）し、配合の妥当性、演算の標準化を行っていくことができるので、出荷オーダーのたびにデータベースが肥大化し、これにより＃２０における出荷適否の精度が向上すると共に、出荷不適確率を限りなく０％に近づけることができる。
１ 生コン出荷設備
２ セメント切出部
２Ａ セメント動荷重計測部
３ 骨材切出部
３Ａ 骨材動荷重計測部
３Ｂ 表面水率計測部
４ 水供給部
４Ａ 水動荷重計測部
５ 混和剤切出部
５Ａ 混和剤動荷重計測部
６ 混練装置
７ 生コン切出部
７Ａ 単位水量計測部
１１ 管理部
１２ 制御部
１２Ａ 演算部
１２Ｂ 配合指示部
１２Ｃ 判定部
１３ データ部
１４ 入力部
１５ 出力部
２ セメント切出部
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Claims (2)
- 生コンを製造する際に、オーダーに基づいて配合する、セメント、骨材、骨材の表面水率に基づいて補正した水、混和剤、の動荷重を計測し、これらを混練し、混練後の生コンの単位水量を計測し、前記計測値のうちセメント量と単位水量との比率を求め、推定強度を求めると共にこの推定強度の最低値と最高値の領域を求め、前記単位水量の推奨値以下であるか否か、セメント量と単位水量の比率が所定割合以下であるか否か、推定強度の最低値と最高値の領域のうち該最低値が必要強度であると共に該推定強度の最低値の発現確率が９５％以上であるか否か、の全ての条件を満たす場合にのみ出荷の判定を行い、出荷に適した生コンの切出指示を行うことを特徴とする生コン出荷不適合品の発生確率を抑制する方法。
- オーダーされた生コンを製造して出荷適否を判断して出荷可能と判断された生コンを出荷するする生コン出荷設備であって、オーダーされたセメント、骨材、骨材の表面水率、骨材の表面水率に基づいて補正した水、混和剤、を各々計測する計測部と、これら計測部に基づいて各種計算及び判定を行うと共に全体を制御する管理部とを備え、前記管理部に、オーダーされた生コンの配合量を指示する入力する入力部と、この入力部で入力された配合割合のセメント及び骨材の投入を指示する指示部と、前記計測部により計測された各々の値に基づいて、セメント量と単位水量との比率を求め、推定強度を求めると共にこの推定強度の最低値と最高値の領域を求める演算部と、前記単位水量の推奨値以下であるか否か、セメント量と単位水量の比率が所定割合以下であるか否か、推定強度の最低値と最高値の領域のうち該最低値が必要強度であると共に該推定強度の最低値の発現確率が９５％以上であるか否か、の全ての条件を満たすか否かを判断する判定部と、この判定部で全ての条件を満たす場合は出荷に適した生コンとして切出指示を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする生コン出荷設備。
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