JP6504606B2 - コンクリートの練り上がり温度制御システム - Google Patents
コンクリートの練り上がり温度制御システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP6504606B2 JP6504606B2 JP2016015044A JP2016015044A JP6504606B2 JP 6504606 B2 JP6504606 B2 JP 6504606B2 JP 2016015044 A JP2016015044 A JP 2016015044A JP 2016015044 A JP2016015044 A JP 2016015044A JP 6504606 B2 JP6504606 B2 JP 6504606B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- concrete
- mixing
- kneading
- mixer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims description 136
- 238000002156 mixing Methods 0.000 title claims description 100
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 238000004898 kneading Methods 0.000 claims description 44
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 43
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 41
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 22
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 12
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 claims description 10
- 239000011378 shotcrete Substances 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 17
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 238000004260 weight control Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- On-Site Construction Work That Accompanies The Preparation And Application Of Concrete (AREA)
- Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
Description
本発明は、現場構築のバッチャープラントで生成される練り上がり温度を目標の範囲内温度に収まるよう設計した現場構築のコンクリート製造設備（現場バッチャープラント）や該製造設備によってコンクリートを製造する方法などに係り、これらにより構成される現場構築のバッチャープラントで生成されるコンクリートの練り上がり温度制御システムに関するものである。
現場構築のバッチャープラントで生成されるコンクリートとしては、いわゆる吹付けコンクリートが一般に知られている。該吹付けコンクリートは、例えばＮＡＴＭ工法による山岳トンネルの主要支保部材となっている。
そして、吹付けコンクリートによる吹付け施工はトンネル掘削工程の時間的制約から、非常に短い施工時間が要求され、施工直後から支保部材としての力学的機能が求められる。
このことから、吹付けコンクリートは型枠を用いずに、圧縮空気や遠心力などにより吹き付ける特殊な施工で行われており、早期の強度発現を得るために急結剤を吹付け直前に混合している。
また、吹付けコンクリートは、温度依存性が高く、特に、コンクリート温度が低い場合には強度発現が遅れる。この対応として、急結剤添加率の増加や、温水使用による練り混ぜ温度を上げる等の方法が取られている。
しかし、急結剤添加率を変化させることは、吹付け直後からの強度発現性に影響を及ぼすため、品質変動が大きい要因となる。
そこで近年、吹付けコンクリートの確実な強度発現の確保、品質変動を低減することを目的として、例えばコンクリートの練り混ぜ温度を制御し、急結剤添加率を安定させるなどのシステムの構築が要請されている。
従来では、各種材料の練り混ぜ前の貯蔵部（受材ビン）周囲の気温、各種材料の温度及び混練部内温度の実測値の組み合わせと、コンクリートの製造完了時点の温度の実測値との関係から、コンクリートの製造完了時点の温度を予測するための予測式を作成し、気象予測情報通信手段により得るコンクリート製造場所のコンクリートの製造完了時点の予測気温値と、各種材料の温度及び混練部内温度の実測値とにより、予測式に基づいて、コンクリートの製造完了時点の予測温度を計算し、この予測温度により製造可否を判断する発明が知られている（特許文献１）。
また、投入される骨材の表面水率と冷却された後の骨材の温度とを測定し、測定された表面水率データ及び温度データとコンクリートの目標製造速度とに基づいて、目標冷却温度に冷却された骨材の供給量を確保するように、投入する骨材の切出し量と送風する空気の風量及び温度とを制御する発明も知られている（特許文献２）。
さらに、生コンクリート製造プラントの各材料計量槽に温度センサを配設し、温度管理装置に予め使用する材料の比熱を入力記憶させておく。そして生コンクリートを製造する時に、計量した各材料の計量値、温度を温度管理装置に取り込み、これらの計量値、温度及び予め記憶している比熱とから生コンクリートの練り上がり温度を推定する発明も知られている（特許文献３）。
しかしながら、従来の発明は、前述のように、各材料温度や環境温度から間接的に練り混ぜ温度を測定する方法であり、直接コンクリート温度を測定している方法ではない。従って、練り混ぜ温度は、従来の方法であるアルコール温度計などを用いた人による測定となり、連続的な練り混ぜ温度の測定は行えないなどの課題がある。
かくして、本発明は前記従来の技術上の課題に対処すべく創案されたものであって、各種コンクリート材料温度の測定に加えて、新たに発明した温度測定システムを用いたコンクリートミキサー内での練り上がり途中および練り上がり完了時などの任意時点のコンクリート温度を正確に測定できると共に、練り上がり完了後の時間経過に伴う温度変化を考え、施工場所でコンクリート温度を測定し、これら測定したコンクリート温度より、コンクリート練り混ぜ温度の目標範囲（１０〜３０℃）とするための各材料の比熱と質量（もしくは、熱容量）から求める練り上がり温度の推定式を用いて、練り混ぜ水、骨材の加温温度あるいは冷却温度を設定し、効率的に、経済的に練り混ぜ温度の制御が行える、吹付けコンクリートの練り上がり温度の制御システムを提供することを目的とするものである。
コンクリートの各種材料の温度を測定し、前記測定した材料の温度を参考にコンクリート練り混ぜ温度の目標範囲とするための前記各種材料の熱容量値を求め、該熱容量値から練り上がり温度を推定する式を用いて、練り混ぜ水、骨材の加温温度あるいは冷却温度を設定し、材料の加温あるいは冷却によりコンクリートの練り混ぜ温度の制御を行い、
前記コンクリートの各種材料の温度の測定については、連続温度測定装置を用いてなり、連続温度測定装置は、現場バッチャープラントのミキサー内で練り上げられるコンクリートの練り上げ温度を測定する温度計と、該温度計とミキサー内との間を遮断するシャッター部材と、ミキサー内でのコンクリートの練上がり温度を測定可能とすべく前記シャッター部材のシャッター板を揺動させ、遮断を開放する揺動装置と、前記ミキサー内において練上がり中に生じる温度測定阻害物を除去する阻害物除去部材と、を有して構成された、
ことを特徴とし、
または、
コンクリートの各種材料の温度を測定し、前記測定したコンクリートの各種材料の温度を参考にして、コンクリート練り混ぜ温度の目標範囲とするための前記各種材料の熱容量値を求め、該熱容量値から練り上がり温度を推定する式を用いると共に、コンクリートミキサー内での練り上がり途中および練り上がり完了時点などの任意時点でのコンクリート温度を測定し、
前記測定したコンクリートミキサー内での練り上がり途中及び練り上がり完了時点などでのコンクリート温度を参考にして練り混ぜ水、骨材の加温温度あるいは冷却温度を設定し、練り混ぜ温度の制御を行う、
前記コンクリート練り混ぜ温度の目標範囲は１０℃乃至３０℃の範囲である、
ことを特徴とし、
または、
施工場所の坑内温度やコンクリート温度を取得して、吹付け時のコンクリートの目標温度を設定し、コンクリート練上がり完了時の目標温度を、運搬時や施工待機時の温度変化を考慮して修正して、練り混ぜ水、骨材の加熱温度あるいは冷却温度を設定し、練り混ぜ温度の制御を行う、
前記コンクリート練り混ぜ温度の目標範囲は１０℃乃至３０℃の範囲である、
ことを特徴とするものである。
前記コンクリートの各種材料の温度の測定については、連続温度測定装置を用いてなり、連続温度測定装置は、現場バッチャープラントのミキサー内で練り上げられるコンクリートの練り上げ温度を測定する温度計と、該温度計とミキサー内との間を遮断するシャッター部材と、ミキサー内でのコンクリートの練上がり温度を測定可能とすべく前記シャッター部材のシャッター板を揺動させ、遮断を開放する揺動装置と、前記ミキサー内において練上がり中に生じる温度測定阻害物を除去する阻害物除去部材と、を有して構成された、
ことを特徴とし、
または、
コンクリートの各種材料の温度を測定し、前記測定したコンクリートの各種材料の温度を参考にして、コンクリート練り混ぜ温度の目標範囲とするための前記各種材料の熱容量値を求め、該熱容量値から練り上がり温度を推定する式を用いると共に、コンクリートミキサー内での練り上がり途中および練り上がり完了時点などの任意時点でのコンクリート温度を測定し、
前記測定したコンクリートミキサー内での練り上がり途中及び練り上がり完了時点などでのコンクリート温度を参考にして練り混ぜ水、骨材の加温温度あるいは冷却温度を設定し、練り混ぜ温度の制御を行う、
前記コンクリート練り混ぜ温度の目標範囲は１０℃乃至３０℃の範囲である、
ことを特徴とし、
または、
施工場所の坑内温度やコンクリート温度を取得して、吹付け時のコンクリートの目標温度を設定し、コンクリート練上がり完了時の目標温度を、運搬時や施工待機時の温度変化を考慮して修正して、練り混ぜ水、骨材の加熱温度あるいは冷却温度を設定し、練り混ぜ温度の制御を行う、
前記コンクリート練り混ぜ温度の目標範囲は１０℃乃至３０℃の範囲である、
ことを特徴とするものである。
本発明によれば、吹付け前のコンクリート温度を日々、年間を通して安定化させることができ、それにより急結剤添加率の変動が抑制されることから、吹付けコンクリートの強度および強度発現の変動を小さくすることができる。
また、冬期にはコンクリート温度が低くなり凝結遅延が生じてはく離、はく落などが生じ、反対に夏期ではコンクリートが高すぎると凝結が早すぎるため、吹付け面に付着しないなどの施工トラブルが生じるが、コンクリート温度を常時１０〜３０℃に制御することで環境温度に起因する施工トラブルを回避できる。さらに、練り混ぜ温度に応じて、目標とする練り混ぜ温度とするための練り混ぜ水、骨材の加温温度あるいは冷却温度を設定出来ることから、光熱費を低減することができるとの優れた効果を奏する。
まず、本発明の概略構成を図１に示すシステム構成図によって説明する。
図１において、符号１は、現場バッチャープラントを示し、符号２は生コン車、符号３はトンネル坑内４に配置された吹付け機を示す。そして、吹付け機３には、生コン車２からのコンクリートを受けるホッパー５と受け容れたコンクリートを吹付け部へ送出する圧送ポンプ６などが装備されている。
符号７は、現場バッチャープラント１内あるいはその近傍に設置される温度管理制御装置であり、該温度管理制御装置７には、管理用ＰＣ８が備えられている。この管理用ＰＣ８は、後述する各数式などを用いて、練り上がり温度の演算処理を行う練り上がり温度演算処理部９を有している。
また、符号１０は温水あるいは冷却水の供給制御部を示し、前記練り上がり温度演算処理部９により設定された吹付け時のコンクリートの目標温度Ttfにすべく、所定の温度の、そして所定量の温水あるいは冷却水を前記現場バッチャープラント１に送出する制御を行っている。
さらに、符号１１は配合、計量制御部であり、この配合、計量制御部によって、各種コンクリート材料の配合及び投入量が制御されて供給される構成となっている。
符号１２は無線ＬＡＮなどを利用した送受信部であり、例えば、各種コンクリート材料の供給口近傍に設けられた温度検出器１３で検出された各種コンクリート材料の温度の情報が前記無線ＬＡＮなどの送受信部１２を介して送信され、管理用ＰＣ８の送受信部１２で受信できるように構成されている。
前記検出され、送信された各種コンクリート材料の温度の情報は、前記温水、冷却水供給制御部１０において温水や冷却水の温度制御に用いられる。
また、符号１４は、連続温度測定装置を示し、該連続温度測定装置１４で測定された現場バッチャープラント１内のミキサー内でセメント投入前に練り上げられたコンクリート一次練り時の温度情報やセメント投入後に練り上げられたコンクリート二次練り時の温度情報が送受信部１２を介して管理用ＰＣ８に送信される様構成されている。
これらの温度情報も前記温水、冷却水供給制御部１０において温水や冷却水の温度制御に用いられ、ひいては吹付け時のコンクリートの目標温度Ttfの設定に用いられる。
図１から理解される様に、吹付け機３に供給された吹付け時のコンクリートの温度Trfも温度検出器１３等によって検出でき、この検出された吹付け時のコンクリートの温度Trfの情報も送受信部１２を介して管理用ＰＣ８に送信され、該情報についても、温水や冷却水の温度制御に用いられ、ひいては吹付け時のコンクリートの目標温度Ttfの設定に用いられるものとなる。
尚、前記した連続温度測定装置１４の詳細構成を図２乃至図３を参照して説明する。該連続温度測定装置１４は前述したように、現場バッチャープラント１内の混練部１６に設置される。図２に示される様に、ミキサー１５内では練り上げ部材により生コンクリートが練り上げられており、この練り上げ作業時にはミキサー１５内に蒸気や粉塵が充満する状態となる。
符号２１は密閉されたミキサー１５内において前記の蒸気や粉塵を吸い込む吸い込み部材であり、該吸い込み部材２１により前記蒸気や粉塵が吸引されるものとなる。
符号１７は、例えば赤外線を利用した放射型温度計であり、密閉されたミキサー１５の上部に設置され、ミキサー１５内の生コンクリート表面から該放射型温度計１７に向かって放出される赤外線放射エネルギー（下方から上方に向かって放出）を赤外線センサが検知することで、非接触状態で練り上げ中における生コンクリートの温度が測定できるようになっている。
尚、測定の際、生コンクリートの上方に蒸気や粉塵が充満していると温度測定が出来ない。よって、温度測定の際には、前記吸い込み部材２１であらかじめ設定された温度測定の直前に蒸気や粉塵を吸い込み、ミキサー１５内をきわめてクリアな状態にしてから測定するように構成されている。すなわち、前記吸い込み部材２１によって、ミキサー１５内で練り上げられている生コンクリートの温度を確実に精度よく測定でき、さらに、この練り上げ作業環境を格段に工場させることができる。
また、符号１８は赤外線の放射口とミキサー１５内とを遮蔽し、あるいは開放するシャッター部材であり、図３に示されているように、赤外線の放射口とミキサー１５内とを遮蔽するシャッター板１９と、該シャッター板１９を揺動させるエアーシリンダ２０とを有して構成されている。
混練部１６の前記これらの構成により、ミキサー１５内における練り上げ中任意時点の生コンクリートの温度を瞬時かつ連続的に測定することが可能となり、放射型温度計１７で測定された生コンクリートの温度情報は前述のように送受信部１２を介して瞬時に管理ＰＣ８へ送出されることで、材料の計量をはじめとする練り上げ作業に係る制御の省力化・無人化が図られるようになる。
次に、本発明の動作を図４に示すフローに基づいて説明する。図４は、例えば寒冷地における冬期施工を示すフローとなっている。
まず、コンクリートの製造開始に際し、吹付け時のコンクリートの目標温度Ttfの設定を設定する。この設定は前述した管理ＰＣ８を用いて行われる。
この目標温度は、およそ１０℃乃至２０℃の範囲内で任意に設定できる。ここではTtf＝１５℃と設定した（ステップ１００）。
また、温度管理の誤差α（℃）を設定する。すなわち、例えば、±α＝±２．０℃等と設定する。温度誤差は温度測定や材料計量誤差や施工条件などを加味して設定する（ステップ１００）。
i＝1のとき、第ｉ回目、すなわち第１回目の吹付け作業のためのコンクリートの製造に際し、第１回目時の坑内温度、すなわちTit(1)を測定し、その測定値を記録しておく（ステップ１０１）。尚、管理ＰＣ８にこの記録を送出してもよい。
ここで、ｉとは、例えば、現場バッチャープラント１からコンクリートの供給を受ける生コン車２の台数を表している。尚、生コン車２の台数は吹付け作業を行うトンネル坑内４など施工場所の長さ、大きさなどによって異なる。例えば施工するトンネルが長いものであれば、これに要するコンクリートも多くなり生コン車２の台数も多くなることとなる。
そして、容量４ｍ３の生コン車２であれば、現場バッチャープラント１では４ｍ３のコンクリートをまず、１回目（ｉ回目）として製造することになる。尚、容量４ｍ３のコンクリートを一気に製造するのではなく、例えば、０．５ｍ３あるいは１ｍ３のバッチ毎に製造するものとなる。従って、０．５ｍ３毎に製造すると、容量４ｍ３のコンクリートは８バッチで製造されるものとなる。よって、後述するように、このバッチの回数はｊで示している。
次に、第i回目の練混ぜ完了から吹付け開始時までの時間（以後、練置き時間と称す）：tsc(i)（hr)を設定する（ステップ１０２）。例えば、練置き時間tsc(i)を現場施工条件に応じて1.0hrに設定するがごときである。かかる設定も管理ＰＣ８で行われる。
次に、第i回目の練混ぜ時の目標温度Tta(i)を下記に示す（1)式で算定し、設定する（ステップ１０３）。これも管理ＰＣ８で行なわれる。
（数１）
Trf(i-1)=Tta(i)−0.15×(Tta(i)−Tit(i-1))×tsc(i) ・・・(1)式
Tta(i)=(Trf(i-1)＋0.15・Tit(i-1)・tsc(i))/0.85
ここで、Trf(i-1)：前回の吹付け時コンクリート温度
ただし、i=1の場合は目標温度Ttfまたは直近の吹付けコンクリートの温度を採用する。
Trf(i-1)=Tta(i)−0.15×(Tta(i)−Tit(i-1))×tsc(i) ・・・(1)式
Tta(i)=(Trf(i-1)＋0.15・Tit(i-1)・tsc(i))/0.85
ここで、Trf(i-1)：前回の吹付け時コンクリート温度
ただし、i=1の場合は目標温度Ttfまたは直近の吹付けコンクリートの温度を採用する。
次に、第i回目に投入される各種コンクリート材料の温度を測定し、記録する（ステップ１０４）。これも管理ＰＣ８により行なわれる。
各種コンクリート材料としては、粗骨材：Tca、細骨材：Tfa、セメント：Tcm、常温水：Tnw、温水：Thw、が挙げられる。
ここで、注意点としては、粗骨材、細骨材は６５℃以上に熱してはならないことである。
さらに、管理ＰＣ８により、第i回目のコンクリートの温水添加量を算定する（ステップ１０５）。
現場配合に際し、目標練上り温度Tta(i)になる様に、温水の添加量Whwを（2）式により算定するのである。
（数２）
ここに、
WcaおよびTca：粗骨材の質量(kg)および温度(℃）
WfaおよびTfa：細骨材の質量（kg)および温度（℃）
WcmおよびTcm：セメントと質量(kg)および温度(℃）
WnwおよびTnw：練混ぜに用いる水の質量(kg)および温度（℃）
WhwおよびThw：練混ぜに用いる温水の質量(kg)および温度(℃）
Cs：セメントおよび骨材の比熱の水の比熱に対する割合、一般には0.2と仮定してよい。
β：補正係数、通常はβ＝1.0とする。
WcaおよびTca：粗骨材の質量(kg)および温度(℃）
WfaおよびTfa：細骨材の質量（kg)および温度（℃）
WcmおよびTcm：セメントと質量(kg)および温度(℃）
WnwおよびTnw：練混ぜに用いる水の質量(kg)および温度（℃）
WhwおよびThw：練混ぜに用いる温水の質量(kg)および温度(℃）
Cs：セメントおよび骨材の比熱の水の比熱に対する割合、一般には0.2と仮定してよい。
β：補正係数、通常はβ＝1.0とする。
上記の（２）式により、粗骨材：Wca、細骨材：Wfa、セメント：Wcm、常温水：Wnw、温水：Whwが決定される。
ここで、Wtwは単位水量で、Wtw＝Wnw＋Whwで表される。
ここで、Wtwは単位水量で、Wtw＝Wnw＋Whwで表される。
さらに、前記（２）式に基づき、前記一次練混ぜ温度Tfm(i,j)が４０℃以下になるように前記（２）式に基づき常温水と温水の各水量の算定が管理ＰＣ８で行なわれる。
前記したように、第jバッチ：例えばｊ＝1のときに、まず各練混ぜバッチの各コンクリート材料を計量する（ステップ１０６）。
そして、計量されたセメントを除く粗骨材、細骨材、水（常温水、温水）を投入し、一次練混ぜを行う（ステップ１０７）。
次に、前記一次練混ぜ完了時のミキサー１５内のコンクリートの温度Tfm(i,j)を前述した連続温度測定装置１４によって測定し、記録する（ステップ１０８）。
そして、前記一次練混ぜ温度Tfm(i,j)が４０℃以下であるかを測定する（ステップ１０９）。
前記一次練混ぜ温度Tfm(i,j)が４０℃以下でない（ステップ１０９でＮＯ）場合は、練混ぜ材料を放出し廃棄することとなる（ステップ１１０）。水や骨材をセメントと混ぜる時は４０℃以下でなければならないからである。
そして、温水添加量の再設定を行うため、前記（２）式に基づく温水量の再設計を行う（ステップ１１１）。その後、再度ステップ１０６からの工程を繰り返す。
前記一次練混ぜ温度Tfm(i,j)が４０℃以下である（ステップ１０９でＹＥＳ）場合には、計量されたセメントを投入し、二次練混ぜを行う（ステップ１１２）。
次に、前記二次練混ぜ完了時のミキサー１５内のコンクリートの温度Tsm(i,j)を測定し、記録する（ステップ１１３）。
そして、前記二次練混ぜ時の温度Tsm(i,j)は管理値以内であるかを（３）式で確認する（ステップ１１４）。
（数３）
Tta(i)−α≦Tsm(i,j)≦Tta(i)＋α ・・・（３）式
α：管理誤差
Tta(i)−α≦Tsm(i,j)≦Tta(i)＋α ・・・（３）式
α：管理誤差
前記二次練混ぜ時の温度Tsm(i,j)が管理値以内である（ステップ１１４でＹＥＳ）場合には、さらに連続練りが終了かどうかを確認する（ステップ１１５）。
すなわち、ｊ＝Ｍ（Ｍ：バッチ総数）であるかを確認する。
すなわち、ｊ＝Ｍ（Ｍ：バッチ総数）であるかを確認する。
前記二次練混ぜ時の温度Tsm(i,j)が管理値以内でない（ステップ１１４でＮＯ）場合には、練上りコンクリート温度の誤差減対応の実施を行う（ステップ１１６）。
例えば、温水温度および温水添加量の調整、骨材（粗骨材、細骨材）の保管温度の調整又は次バッチ（ｊ＋１）の練混ぜ時の各材料添加量の修正を行う。その後、連続練りが終了かどうかを確認する（ステップ１１５）。
前記連続練りが終了していない（ステップ１１５でＮＯ）場合には、ｊ＝ｊ＋１として再度ステップ１０６からの工程を繰り返す。
前記連続練りが終了している（ステップ１１５でＹＥＳ）場合には、第i回目のコンクリートの練上り温度Tra(i)：全Ｍバッチの二次練混ぜ完了時温度の平均値を算定する（ステップ１１７）。
次に、第i回目の吹付け時（坑内）のコンクリート温度Trf(i)を測定し、記録する（ステップ１１８）。
そして、前記吹付け時の温度Trf(i)は管理値以内であるかを、（４）式で確認する（ステップ１１９）。
（数４）
Ttf−α≦Trf(i)≦Ttf＋α ・・・（４）式
α：管理誤差
Ttf−α≦Trf(i)≦Ttf＋α ・・・（４）式
α：管理誤差
前記吹付け時の温度Trf(i)は管理値以内である（ステップ１１９でＹＥＳ）場合には、さらに吹付作業は完了かどうかを確認する（ステップ１２０）。
すなわち、ｉ＝Ｎ（Ｎ：吹付け作業総数）であるかを確認する。
すなわち、ｉ＝Ｎ（Ｎ：吹付け作業総数）であるかを確認する。
前記吹付け時の温度Trf(i)は管理値以内でない（ステップ１１９でＮＯ）場合には前記練混ぜ時のコンクリートの目標温度Tta(i)の補正を行う（ステップ１２１）。
そして、コンクリート温度の誤差減対応を検討し、実施する（ステップ１２２）。例えば、温水温度および温水添加量の調整または骨材（粗骨材、細骨材）の保管温度の調整を行う。その後、吹付作業は完了かどうかを確認する（ステップ１２０）。
前記吹付作業が完了していない（ステップ１２０でＮＯ）場合は、ｉ＝ｉ＋１として再度ステップ１０１からの工程を繰り返す。
前記吹付作業が完了している（ステップ１２０でＹＥＳ）場合は、コンクリートの製造が終了するものとなる。
次に、本発明の第２実施例、すなわち、吹付けコンクリートの夏期施工について図５に示すフローに基づいて説明する。
コンクリートの製造開始に際し、吹付け時のコンクリートの目標温度Ttfの設定を設定する。目標温度は、夏期施工であるので、およそ２０℃乃至３０℃の範囲内で任意に設定できる。ここではTtf＝２５℃と設定した（ステップ２００）。
また、温度管理の誤差α（℃）を設定する。すなわち、例えば、±α＝±２．０℃等と設定する。温度誤差は温度測定や材料計量誤差や施工条件を加味して設定する（ステップ２００）。
i＝1のとき、第ｉ回目、すなわち第１回目の吹付け作業のためのコンクリートの製造に際し、第１回目時の坑内温度、すなわちTit(i)を測定し、その測定値を記録しておく（ステップ２０１）。
ここで、ｉとは、例えば、現場バッチャープラント１からコンクリートの供給を受ける生コン車２の台数を示す。尚、生コン車２の台数は吹付け作業を行うトンネル坑内など施工場所の大きさなどによって異なる。
そして、容量４ｍ３の生コン車２であれば、現場バッチャープラント１では４ｍ３のコンクリートをまず、１回目（ｉ回目）として製造することになる。尚、容量４ｍ３のコンクリートを一気に製造するのではなく、例えば、０．５ｍ３あるいは１ｍ３のバッチ毎に製造するものとなる。従って、０．５ｍ３毎に製造すると、容量４ｍ３のコンクリートは８バッチで製造されるものとなる。よって、後述するように、このバッチの回数はｊで示している。
次に、第i回目の練混ぜ完了から吹付け開始時までの時間：tsc(i)（hr)を設定する（ステップ２０２）。例えば、練置き時間tsc(i)を現場施工条件に応じて1.0hrに設定するがごときである。
次に、第i回目の練混ぜ時の目標温度Tta(i)を（４)式で算定し、設定する（ステップ２０３）。
（数４）
Trf(i-1)=Tta(i)＋0.15×(Tta(i)−Tit(i-1))×tsc(i) ・・・(４)式
Tta(i)=(Trf(i-1)−0.15・Tit(i-1)・tsc(i))/0.85
ここで、Trf(i-1)：前回の吹付け時コンクリート温度
ただし、i=1の場合は目標温度Ttfまたは直近の吹付けコンクリートの温度を採用する。
Trf(i-1)=Tta(i)＋0.15×(Tta(i)−Tit(i-1))×tsc(i) ・・・(４)式
Tta(i)=(Trf(i-1)−0.15・Tit(i-1)・tsc(i))/0.85
ここで、Trf(i-1)：前回の吹付け時コンクリート温度
ただし、i=1の場合は目標温度Ttfまたは直近の吹付けコンクリートの温度を採用する。
次に、第i回目に投入される各種コンクリート材料の温度を測定し、記録する（ステップ２０４）。
各種コンクリート材料としては、粗骨材：Tca、細骨材：Tfa、セメント：Tcm、常温水：Tnw、冷却水：Tcw、が挙げられる。
各種コンクリート材料としては、粗骨材：Tca、細骨材：Tfa、セメント：Tcm、常温水：Tnw、冷却水：Tcw、が挙げられる。
さらに、第i回目のコンクリートの冷却水添加量を算定する（ステップ２０５）。
現場配合に際し、目標練上り温度Tta(i)になる様に、冷却水の添加量Wcwを（2）式により算定するのである。
現場配合に際し、目標練上り温度Tta(i)になる様に、冷却水の添加量Wcwを（2）式により算定するのである。
（数２）
ここに、
WcaおよびTca：粗骨材の質量(kg)および温度(℃）
WfaおよびTfa：細骨材の質量（kg)および温度（℃）
WcmおよびTcm：セメントと質量(kg)および温度(℃）
WnwおよびTnw：練混ぜに用いる水の質量(kg)および温度（℃）
WcwおよびTcw：練混ぜに用いる冷却水の質量(kg)および温度(℃）
Cs：セメントおよび骨材の比熱の水の比熱に対する割合、一般には0.2と仮定してよい。
β：補正係数、通常はβ＝1.0とする。
WcaおよびTca：粗骨材の質量(kg)および温度(℃）
WfaおよびTfa：細骨材の質量（kg)および温度（℃）
WcmおよびTcm：セメントと質量(kg)および温度(℃）
WnwおよびTnw：練混ぜに用いる水の質量(kg)および温度（℃）
WcwおよびTcw：練混ぜに用いる冷却水の質量(kg)および温度(℃）
Cs：セメントおよび骨材の比熱の水の比熱に対する割合、一般には0.2と仮定してよい。
β：補正係数、通常はβ＝1.0とする。
上記の（２）式により、粗骨材：Wca、細骨材：Wfa、セメント：Wcm、常温水：Wnw、冷却水：Wcwが決定される。
ここで、Wtwは単位水量で、Wtw＝Wnw＋Wcwで表される。
ここで、Wtwは単位水量で、Wtw＝Wnw＋Wcwで表される。
さらに、前記（２）式に基づき、前記一次練混ぜ温度Tfm(i,j)が４０℃以下になるように前記（２）式に基づき常温水と冷却水の各水量の算定が管理ＰＣ８で行なわれる。
前記したように、第jバッチ：例えばｊ＝1のときに、まず各練混ぜバッチの各コンクリート材料を計量する（ステップ２０６）。
そして、計量されたセメントを除く粗骨材、細骨材、水（常温水、冷却水）を投入し、一次練混ぜを行う（ステップ２０７）。
そして、計量されたセメントを除く粗骨材、細骨材、水（常温水、冷却水）を投入し、一次練混ぜを行う（ステップ２０７）。
次に、前記一次練混ぜ完了時のミキサー１５内でのコンクリートの温度Tfm(i,j)を測定し、記録する（ステップ２０８）。
そして、前記一次練混ぜ温度Tfm(i,j)が４０℃以下であるかを測定する（ステップ２０９）。
そして、前記一次練混ぜ温度Tfm(i,j)が４０℃以下であるかを測定する（ステップ２０９）。
前記一次練混ぜ温度Tfm(i,j)が４０℃以下でない（ステップ２０９でＮＯ）場合は、練混ぜ材料を放出し廃棄することとなる（ステップ２１０）。ここで注意点としては、夏期における管理値として、セメント投入前の骨材と水の練混ぜ温度は４０℃以下とする必要がある。
そして、冷却水添加量の再設定を行うため、（２）式に基づく冷却水量の再設計を行う（ステップ２１１）。その後、再度ステップ２０６からの工程を繰り返す。
前記一次練混ぜ温度Tfm(i,j)が４０℃以下である（ステップ２０９でＹＥＳ）場合は、計量されたセメント投入し、二次練混ぜを行う（ステップ２１２）。
次に、前記二次練混ぜ完了時のミキサー１５内のコンクリートの温度Tsm(i,j)を連続温度測定装置１４を使用して測定し、記録する（ステップ２１３）。
そして、前記二次練混ぜ時の温度Tsm(i,j)は管理値以内であるかを（３）式で確認する（ステップ２１４）。
（数３）
Tta(i)−α≦Tsm(i,j)≦Tta(i)＋α ・・・（３）式
α：管理誤差
Tta(i)−α≦Tsm(i,j)≦Tta(i)＋α ・・・（３）式
α：管理誤差
前記二次練混ぜ時の温度Tsm(i,j)が管理値以内である（ステップ２１４でＹＥＳ）場合は、さらに連続練りが終了かどうかを確認する（ステップ２１５）。すなわち、ｊ＝Ｍ（Ｍ：バッチ総数）であるかを確認する。
前記二次練混ぜ時の温度Tsm(i,j)が管理値以内でない（ステップ２１４でＮＯ）場合は、練上りコンクリート温度の誤差減対応の実施を行う（ステップ２１６）。例えば、冷却水温度および冷却水添加量の調整、骨材（粗骨材、細骨材）の保管温度の調整又は次バッチ（ｊ＋１）の練混ぜ時の各材料添加量の修正を行う。その後、連続練りが終了かどうかを確認する（ステップ２１５）。
前記連続練りが終了していない（ステップ２１５でＮＯ）場合は、ｊ＝ｊ＋１として再度ステップ２０６からの工程を繰り返す。
前記連続練りが終了している（ステップ２１５でＹＥＳ）場合は、第i回目のコンクリートの練上り温度Tra(i)：全Ｍバッチの二次練混ぜ完了時温度の平均値を算定する（ステップ２１７）。
次に、第i回目の吹付け時（坑内）のコンクリート温度Trf(i)を測定し、記録する（ステップ２１８）。
そして、前記吹付け時の温度Trf(i)は管理値以内であるかを、（４）式で確認する（ステップ２１９）。
そして、前記吹付け時の温度Trf(i)は管理値以内であるかを、（４）式で確認する（ステップ２１９）。
（数４）
Ttf−α≦Trf(i)≦Ttf＋α ・・・（４）式
α：管理誤差
Ttf−α≦Trf(i)≦Ttf＋α ・・・（４）式
α：管理誤差
前記吹付け時の温度Trf(i)は管理値以内である（ステップ２１９でＹＥＳ）場合は、さらに吹付作業は完了かどうかを確認する（ステップ２２０）。すなわち、ｉ＝Ｎ（Ｎ：吹付け作業総数）であるかを確認する。
前記吹付け時の温度Trf(i)は管理値以内でない（ステップ２１９でＮＯ）場合は、前記練混ぜ時のコンクリートの目標温度Tta(i)の補正を行う（ステップ２２１）。
そして、コンクリート温度の誤差減対応を検討し、実施する（ステップ２２２）。例えば、冷却水温度および冷却水添加量の調整または骨材（粗骨材、細骨材）の保管温度の調整を行う。その後、吹付作業は完了かどうかを確認する（ステップ２２０）。
前記吹付作業が完了していない（ステップ２２０でＮＯ）場合は、ｉ＝ｉ＋１として再度ステップ２０１からの工程を繰り返す。
前記吹付作業が完了している（ステップ２２０でＹＥＳ）場合は、コンクリートの製造が終了する。
尚、練り上がり温度制御に用いる測定物理量（文中で使用した変数）を明確にすべくその一覧を図６に整理して表示した。
１ 現場バッチャープラント
２ 生コン車
３ 吹付け機
４ トンネル坑内
５ ホッパー
６ 圧送ポンプ
７ 温度管理制御装置
８ 管理ＰＣ
９ 練り上がり温度演算処理部
１０ 温水、冷却水供給制御部
１１ 配合、軽量制御部
１２ 送受信部
１３ 温度検出器
１４ 連続温度測定装置
１５ ミキサー
１６ 混練部
１７ 放射型温度計
１８ シャッター部材
１９ シャッター板
２０ エアシリンダー
２１ 吸い込み部材
２ 生コン車
３ 吹付け機
４ トンネル坑内
５ ホッパー
６ 圧送ポンプ
７ 温度管理制御装置
８ 管理ＰＣ
９ 練り上がり温度演算処理部
１０ 温水、冷却水供給制御部
１１ 配合、軽量制御部
１２ 送受信部
１３ 温度検出器
１４ 連続温度測定装置
１５ ミキサー
１６ 混練部
１７ 放射型温度計
１８ シャッター部材
１９ シャッター板
２０ エアシリンダー
２１ 吸い込み部材
Claims (3)
- コンクリートの各種材料の温度を測定し、前記測定した材料の温度を参考にコンクリート練り混ぜ温度の目標範囲とするための前記各種材料の熱容量値を求め、該熱容量値から練り上がり温度を推定する式を用いて、練り混ぜ水、骨材の加温温度あるいは冷却温度を設定し、材料の加温あるいは冷却によりコンクリートの練り混ぜ温度の制御を行い、
前記コンクリートの各種材料の温度の測定については、連続温度測定装置を用いてなり、連続温度測定装置は、現場バッチャープラントのミキサー内で練り上げられるコンクリートの練り上げ温度を測定する温度計と、該温度計とミキサー内との間を遮断するシャッター部材と、ミキサー内でのコンクリートの練上がり温度を測定可能とすべく前記シャッター部材のシャッター板を揺動させ、遮断を開放する揺動装置と、前記ミキサー内において練上がり中に生じる温度測定阻害物を除去する阻害物除去部材と、を有して構成された、
ことを特徴とした吹付けコンクリートの練り上がり温度の制御システム。
- コンクリートの各種材料の温度を測定し、前記測定したコンクリートの各種材料の温度を参考にして、コンクリート練り混ぜ温度の目標範囲とするための前記各種材料の熱容量値を求め、該熱容量値から練り上がり温度を推定する式を用いると共に、コンクリートミキサー内での練り上がり途中および練り上がり完了時点などの任意時点でのコンクリート温度を測定し、
前記測定したコンクリートミキサー内での練り上がり途中及び練り上がり完了時点などでのコンクリート温度を参考にして練り混ぜ水、骨材の加温温度あるいは冷却温度を設定し、練り混ぜ温度の制御を行う、
前記コンクリート練り混ぜ温度の目標範囲は１０℃乃至３０℃の範囲である、
ことを特徴とした請求項１記載の吹付けコンクリートの練り上がり温度の制御システム。
- 施工場所の坑内温度やコンクリート温度を取得して、吹付け時のコンクリートの目標温度を設定し、コンクリート練上がり完了時の目標温度を、運搬時や施工待機時の温度変化を考慮して修正して、練り混ぜ水、骨材の加熱温度あるいは冷却温度を設定し、練り混ぜ温度の制御を行う、
前記コンクリート練り混ぜ温度の目標範囲は１０℃乃至３０℃の範囲である、
ことを特徴とした、請求項１または請求項２に記載の吹付けコンクリートの練り上がり温度の制御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016015044A JP6504606B2 (ja) | 2016-01-29 | 2016-01-29 | コンクリートの練り上がり温度制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016015044A JP6504606B2 (ja) | 2016-01-29 | 2016-01-29 | コンクリートの練り上がり温度制御システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017132164A JP2017132164A (ja) | 2017-08-03 |
| JP6504606B2 true JP6504606B2 (ja) | 2019-04-24 |
Family
ID=59501968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016015044A Active JP6504606B2 (ja) | 2016-01-29 | 2016-01-29 | コンクリートの練り上がり温度制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6504606B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108756245B (zh) * | 2018-05-28 | 2020-05-22 | 河海大学 | 大级配骨料混凝土分步浇筑料斗浇筑混凝土的方法 |
| JP7319073B2 (ja) * | 2019-03-29 | 2023-08-01 | Ｕｂｅ三菱セメント株式会社 | 混練装置及び混練システム |
| JP7239922B2 (ja) * | 2019-06-04 | 2023-03-15 | 戸田建設株式会社 | 吹付けコンクリートの製造方法 |
| JP7326180B2 (ja) * | 2020-02-06 | 2023-08-15 | 株式会社熊谷組 | コンクリートの吹付方法及びコンクリート吹付装置 |
| CN115871109B (zh) * | 2022-12-15 | 2024-07-09 | 中铁大桥局集团有限公司 | 拌和站混凝土智能温度调节系统及方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0518101Y2 (ja) * | 1988-06-24 | 1993-05-14 | ||
| JPH02169205A (ja) * | 1988-12-22 | 1990-06-29 | Toda Constr Co Ltd | コンクリート配合成分の冷却装置 |
| JPH03246010A (ja) * | 1990-02-26 | 1991-11-01 | Tokyo Gas Co Ltd | コンクリート製造方法 |
| JP3198388B2 (ja) * | 1991-03-13 | 2001-08-13 | 大成建設株式会社 | コンクリートの製造方法 |
| JP3232492B2 (ja) * | 1993-06-21 | 2001-11-26 | 清水建設株式会社 | プレクーリング工法自動温度制御システム |
| JPH09177020A (ja) * | 1995-12-27 | 1997-07-08 | Nikko Co Ltd | アスファルト混合物の混合調整用ミキサ |
| JP5778890B2 (ja) * | 2010-01-07 | 2015-09-16 | 株式会社安藤・間 | コンクリート管理方法及びシステム |
-
2016
- 2016-01-29 JP JP2016015044A patent/JP6504606B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2017132164A (ja) | 2017-08-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6504606B2 (ja) | コンクリートの練り上がり温度制御システム | |
| US20210035036A1 (en) | Coordinating Concrete Delivery and Placement | |
| CN109653205B (zh) | 一种大体积混凝土养护方法及其自动化养护设备 | |
| US11541572B2 (en) | System and method for controlling a concrete mixture based on estimated concrete properties | |
| CN106844989B (zh) | 最高环境温度浇筑时段混凝土浇筑温度的快速计算方法 | |
| CN207051752U (zh) | 一种基于混凝土结构的智能温控系统 | |
| JP2012026734A (ja) | 覆工コンクリート脱型時期判定方法及び脱型時期判定システム | |
| CN107560701A (zh) | 一种配料计量方法及设备 | |
| EP3959054B1 (en) | Method maintaining fresh concrete temperatures | |
| JP5778890B2 (ja) | コンクリート管理方法及びシステム | |
| US20220213888A1 (en) | Computer-aided method and device for optimized control of the delivery rate of a concrete pump or the like | |
| CN106738350A (zh) | 混凝土搅拌站多模式温控方法、装置和系统 | |
| CN104057606B (zh) | 控制吹塑机的回火装置的设备和控制吹塑机的回火装置的方法 | |
| CN106345351A (zh) | 一种高分子环保材料的智能生产系统 | |
| US20110252660A1 (en) | Optimisation of a Drying Process in a Rotary Dryer for Mineral Materials | |
| KR101949394B1 (ko) | 레미콘 트럭 및 그의 통합 관리 시스템 | |
| CN105171908A (zh) | 一种蒸养方法及装置 | |
| CN108241389B (zh) | 一种隧道式微波加热温度自动控制系统及控制方法 | |
| CN116718629A (zh) | 一种预应力混凝土衬砌的监测系统 | |
| JP7113526B2 (ja) | 回収生型砂の粘結材含有率推定装置、回収生型砂調整装置および粘結材含有率推定方法 | |
| CN206131757U (zh) | 一种稳定和提高窑头aqc炉从冷却机取风温度的装置 | |
| JPH1158361A (ja) | 生コンの製造装置 | |
| JP7239922B2 (ja) | 吹付けコンクリートの製造方法 | |
| CN213645774U (zh) | 一种恒温保温混砂机 | |
| CN115302631A (zh) | 一种室内地热采暖填充层施工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180216 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181119 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181115 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181219 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190320 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190320 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6504606 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |