JP7393489B2 - コンクリートの製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、セメント、水及び骨材を含むコンクリート材料を混練してコンクリートを製造するためのコンクリートの製造方法に関する。

コンクリートの主な材料は、セメント、水、細骨材及び粗骨材である。また、コンクリートには、強度や耐久性の向上、流動性や凝結速度の調整などを目的として混和材料が混和されることがある。コンクリート（フレッシュコンクリート）は、セメントなどのコンクリート材料をミキサで練り混ぜることにより製造される。そして、製造後に品質検査を行い、製造されたコンクリートが要求品質を満たしているかが確認される。品質検査で確認されるコンクリートの性状としては、硬化後のコンクリートの強度に関する指標である２８日材齢強度、コンクリートの流動性に関する指標であるスランプ値、コンクリートの強度、耐久性及び流動性に関する指標である空気量、及び、塩害に対する耐久性に関する指標である塩化物イオン濃度などがある。

コンクリートが目的とする要求品質を満たすように、コンクリート材料の配合が決定される。より具体的には、コンクリートの製造工場において予め作成された配合設計モデル（配合設計基準）に基づいて配合計算が行われて、コンクリート材料の各々の１バッチ当たりの配合量である設計配合量が決定される。なお、特許文献１に記載されているように、細骨材の表面水率の実測値などに応じて設計配合量の修正が行われることもある。

特許文献１には、砂などの計量中に水分計により砂の表面水率を測定し、測定した表面水率により、当該バッチにおいて計量した砂及び混練水の標準配合値を補正して計量し、計量した材料をミキサに投入することが開示されている。また、特許文献１には、コンクリートを混練するミキサの負荷電力を検出することで、標準配合の混練水量に対する実混練水量を推定し、補正水量を追加投入することが開示されている。

特開平８－３３２６２５号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載の方法では、１バッチに相当する量のコンクリートが製造されるが、製造されたコンクリートについて品質検査を行い、コンクリートの品質を確認するまでは、コンクリートが要求品質を満たすかが判らないという問題がある。また、品質検査の結果、コンクリートが要求品質を満足しない場合には、製造したコンクリートを廃棄して、再度コンクリートを製造する必要があるので、コンクリートの製造に労力や時間、材料費などの費用がかかる。この際に産業廃棄物であるコンクリートを廃棄するので環境負荷の増加を招く虞がある。また、コンクリートの練り混ぜ中におけるコンクリートの性状を調整することができないので、良好な結果を得るまでにコンクリートの製造を複数回にわたり行う事態も発生する。

上述した事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、要求品質を満たすコンクリートを精度良く製造可能なコンクリートの製造方法を提供することにある。

（１）本発明の少なくとも一実施形態にかかるコンクリートの製造方法は、
セメント、水及び骨材を含むコンクリート材料を混練してコンクリートを製造するためのコンクリートの製造方法であって、
前記コンクリート材料の各々について、１バッチ当たりの設計配合量を決定する配合設計ステップと、
前記コンクリート材料の各々について、前記設計配合量よりも少量の投入量である１次投入量をミキサに投入する第１混練ステップと、
前記第１混練ステップ中に、前記第１混練ステップ中におけるコンクリートの混練状態に関する情報である第１混練状態情報を取得する第１混練状態情報取得ステップと、
前記第１混練状態情報に基づいて、前記第１混練ステップにおいて混練されたコンクリートの性状に関する情報である第１性状情報を取得する性状情報取得ステップと、
前記コンクリート材料の各々について、前記第１性状情報に基づいて、前記設計配合量を修正して修正設計配合量を決定する修正設計配合量決定ステップと、
前記コンクリート材料の各々について、前記修正設計配合量と前記１次投入量とに基づいて決定される２次投入量を前記ミキサに投入する第２混練ステップと、を備える。

上記（１）の方法によれば、コンクリートの製造方法は、コンクリート材料の各々について、１バッチ当たりの設計配合量を決定する配合設計ステップと、コンクリート材料の各々について、設計配合量よりも少量である１次投入量がミキサに投入される第１混練ステップと、第１混練ステップ中に第１混練状態情報を取得する第１混練状態情報取得ステップと、第１混練状態情報に基づいて第１性状情報を取得する第１性状情報取得ステップと、を備えている。このため、第１混練ステップでは、コンクリート材料の各々について、１バッチに相当する量よりも少ない量（１次投入量）がミキサに投入され、投入されたコンクリート材料はミキサにより混練される。この際、第１混練状態情報取得ステップ及び第１性状情報取得ステップにより、第１混練ステップにおいて混練中のコンクリートの性状に関する情報である第１性状情報を取得可能である。

そして、コンクリートの製造方法は、コンクリート材料の各々について、第１性状情報に基づいて設計配合量を修正した修正設計配合量を決定する修正設計配合量決定ステップと、コンクリート材料の各々について、修正設計配合量と１次投入量とに基づいて決定される量（２次投入量）をミキサに投入する第２混練ステップと、をさらに備えている。このため、修正設計配合量決定ステップでは、コンクリート材料の各々について、上述した第１性状情報に基づいて、上述した設計配合量よりも適切な１バッチ当たりの配合量である修正設計配合量を決定することができる。また、第２混練ステップでは、修正設計配合量及び１次投入量に基づいて、ミキサに追加投入されるコンクリート材料の各々の２次投入量が決定される。よって、コンクリートの製造方法は、ミキサに追加投入されるコンクリート材料を適切な量にすることで、要求品質を満たすコンクリートを精度良く製造可能である。

また、修正設計配合量及び１次投入量に基づいて、ミキサにコンクリート材料を追加投入することで、混練中におけるコンクリートの性状の調整が可能であるため、品質検査において良好ではない結果になることを抑制することができ、ひいてはコンクリートの製造にかかる労力や時間、費用を削減することができる。また、混練中におけるコンクリートの性状の調整が可能であるため、製造されるコンクリートのバッチ毎の品質のバラツキを抑制することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、
前記第１性状情報取得ステップでは、前記第１混練状態情報と前記コンクリートの性状に関する情報である性状情報とを関連付けた関連付け情報に基づいて、前記第１混練状態情報から前記第１性状情報が取得される。

上記（２）の方法によれば、第１混練状態情報と性状情報とを関連付けた関連付け情報は、第１混練状態情報と性状情報との関連性を表す情報である。このため、関連付け情報に基づくことにより、第１混練状態情報から第１性状情報を精度良く取得可能である。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の方法において、
前記関連付け情報は、前記第１混練状態情報と前記性状情報とを学習データとする機械学習により生成された。

上記（３）の方法によれば、第１混練状態情報と性状情報とを学習データとし、該学習データを蓄積することにより、関連付け情報における第１混練状態情報と性状情報との関連性の精度を向上させることができるので、上述した関連付け情報に基づいて、第１混練状態情報から第１性状情報を精度良く推定可能である。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）～（３）の方法において、
前記第１混練状態情報は、撮影装置により撮影された前記第１混練ステップにおけるコンクリートの撮影画像を含む。

上記（４）の方法によれば、第１混練状態情報には、第１混練ステップにおけるコンクリートの撮影画像が含まれる。ここで、コンクリートの撮影画像は、コンクリートの流動性や強度、空気量などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。このため、第１混練状態情報にコンクリートの撮影画像を含むことで、第１混練状態情報から第１性状情報を精度良く取得可能である。

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）～（４）の方法において、
前記第１混練ステップよりも前に、前記第１混練ステップにて混練される前記コンクリート材料の各々を計量する第１計量ステップと、
前記第１計量ステップ中における前記骨材に関する情報である第１骨材情報を取得する第１骨材情報取得ステップと、
前記コンクリート材料の各々について、前記第１骨材情報に基づいて前記１次投入量を修正する１次投入量修正ステップと、をさらに備える。

上記（５）の方法によれば、第１骨材情報取得ステップにおいて、第１混練ステップよりも前の第１計量ステップ中における骨材に関する情報である第１骨材情報を取得可能である。第１骨材情報は、コンクリートの流動性や強度、空気量などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。例えば、骨材（細骨材）の表面水率は、コンクリートの流動性や空気量などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。また、骨材（粗骨材）の粒度分布はコンクリートの流動性や強度などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。また、第１骨材情報は、第１混練ステップに実際に投入される骨材の情報であるので、第１骨材情報に基づいて、第１混練ステップにて投入される量である１次投入量を修正することにより、１次投入量を適切な量にすることができる。よって、要求品質を満たすコンクリートを精度良く製造可能である。

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）～（５）の方法において、
前記第２混練ステップよりも前に、前記第２混練ステップにて新たに混練される前記コンクリート材料の各々を計量する第２計量ステップと、
前記第２計量ステップ中における前記骨材に関する情報である第２骨材情報を取得する第２骨材情報取得ステップと、
前記コンクリート材料の各々について、前記第２骨材情報に基づいて前記２次投入量を修正する２次投入量修正ステップと、をさらに備える。

上記（６）の方法によれば、第２骨材情報取得ステップにおいて、第２混練ステップよりも前の第２計量ステップ中における骨材に関する情報である第２骨材情報を取得可能である。第２骨材情報は、第１骨材情報と同様に、コンクリートの流動性や強度、空気量などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。また、第２骨材情報は、第２混練ステップに実際に投入される骨材の情報であるので、第２骨材情報に基づいて、第２混練ステップにて投入される量である２次投入量を修正することにより、２次投入量を適切な量にすることができる。よって、要求品質を満たすコンクリートを精度良く製造可能である。

（７）幾つかの実施形態では、上記（５）又は（６）の方法において、
前記骨材に関する情報は、前記骨材の表面水率及び前記骨材の粒度分布の少なくとも一方を含む。
上述したように、骨材（細骨材）の表面水率は、コンクリートの流動性や空気量などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。また、骨材（粗骨材）の粒度分布はコンクリートの流動性や強度などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。上記（７）の方法によれば、骨材に関する情報として、骨材の表面水率や粒度分布を含むことにより、１次投入量や２次投入量を目的とするコンクリートの性状に対応するような適切な量にすることができるため、要求品質を満たすコンクリートを精度良く製造可能である。

（８）幾つかの実施形態では、上記（１）～（７）の方法において、
前記１次投入量は、前記設計配合量の２０％以上８０％以下の量である。
上記（８）の方法によれば、２次投入量は、設計配合量の２０～８０％程度の量になるので、第２混練ステップでミキサに追加投入される２次投入量のコンクリート材料により、第１混練ステップにおいて混練されたコンクリートの性状を広範囲に調整可能である。よって、要求品質を満たすコンクリートを精度良く製造可能である。

（９）幾つかの実施形態では、上記（１）～（８）の方法において、
前記第２混練ステップ中に、前記第２混練ステップ中におけるコンクリートの混練状態に関する情報である第２混練状態情報を取得する第２混練状態情報取得ステップと、
前記第２混練状態情報に基づいて、前記第２混練ステップにおいて混練されたコンクリートの性状に関する情報である第２性状情報を取得する第２性状情報取得ステップと、
前記第２性状情報に基づいて、前記第２混練ステップにおける混練時間を決定する混練時間決定ステップと、をさらに備える。

上記（９）の方法によれば、第２混練状態情報取得ステップ及び第２性状情報取得ステップにより、第２混練ステップにおいて混練中のコンクリートの性状に関する情報である第２性状情報を取得可能である。そして、第２性状情報に基づいて、第２混練ステップにおける混練時間を決定することで、該混練時間を要求されるコンクリートの性状に応じた適切な時間にできるので、要求品質を満たすコンクリートを精度良く製造可能である。

また、第２性状情報に基づいて、第２混練ステップにおける混練時間を決定することで、第２混練ステップ中におけるコンクリートの性状の調整が可能であるため、品質検査において良好ではない結果になることを抑制することができ、ひいてはコンクリートの製造にかかる労力や時間、費用を削減することができる。また、第２混練ステップ中におけるコンクリートの性状の調整が可能であるため、製造されるコンクリートのバッチ毎の品質のバラツキを抑制することができる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）～（８）の方法において、
前記第２混練ステップ中に、前記第２混練ステップ中におけるコンクリートの混練状態に関する情報である第２混練状態情報を取得する第２混練状態情報取得ステップと、
前記第２混練状態情報に基づいて、前記第２混練ステップにおいて混練されたコンクリートの性状に関する情報である第２性状情報を取得する第２性状情報取得ステップと、
前記第２性状情報に基づいて、前記第２混練ステップにおいて混練されたコンクリートの品質を判定する品質判定ステップと、
前記品質判定ステップにて前記第２混練ステップにおいて混練されたコンクリートが要求品質を満たさないと判定された場合に、前記第２混練ステップにおいて混練されたコンクリートに混和材料を添加する混和材料添加ステップと、をさらに備える。

上記（１０）の方法によれば、品質判定ステップでは、第２性状情報に基づいて、第２混練ステップにおいて混練されたコンクリートが要求品質を満たすかを判定することができる。また、混和材料添加ステップでは、品質判定ステップにおいて第２混練ステップにおいて混練されたコンクリートが要求品質を満たさないと判定された場合に、該コンクリートが要求品質を満たすように混和材料を添加することで、第２混練ステップ中におけるコンクリートの性状の調整が可能であるため、要求品質を満たすコンクリートを精度良く製造可能である。また、第２混練ステップ中におけるコンクリートの性状の調整が可能であるため、品質検査において良好ではない結果になることを抑制することができ、ひいてはコンクリートの製造にかかる労力や時間、費用を削減することができる。また、第２混練ステップ中におけるコンクリートの性状の調整が可能であるため、製造されるコンクリートのバッチ毎の品質のバラツキを抑制することができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、要求品質を満たすコンクリートを精度良く製造可能なコンクリートの製造方法が提供される。

本発明の一実施形態にかかるコンクリートの製造方法のフロー図である。 本発明の一実施形態にかかるコンクリートの製造方法を実施するための製造システムの構成を概略的に示す概略構成図である。 本発明の一実施形態にかかるコンクリートの製造方法を実施するための製造システムの電気的構成の一例を概略的に示す概略ブロック図である。 本発明にかかるコンクリートの製造方法の各ステップにおけるデータの流れを説明するための説明図であって、図４（ａ）は、配合設計ステップにおけるデータの流れを示す図であり、図４（ｂ）は、第１混練ステップにおけるデータの流れを示す図である。 本発明にかかるコンクリートの製造方法の各ステップにおけるデータの流れを説明するための説明図であって、図５（ａ）は、性状情報取得ステップにおけるデータの流れを示す図であり、図５（ｂ）は、修正設計配合量決定ステップにおけるデータの流れを示す図であり、図５（ｃ）は、第２混練ステップにおけるデータの流れを示す図である。 本発明にかかるコンクリートの製造方法における性状情報取得ステップを説明するためのグラフであって、混練状態情報と性状情報との関係の一例を示すグラフである。 本発明の他の一実施形態にかかるコンクリートの製造方法のフロー図であって、第１計量ステップや１次投入量修正ステップなどを備えるフロー図である。 本発明の他の一実施形態にかかるコンクリートの製造方法のフロー図であって、第２計量ステップや２次投入量修正ステップなどを備えるフロー図である。 本発明の他の一実施形態にかかるコンクリートの製造方法のフロー図であって、混練時間決定ステップなどを備えるフロー図である。 本発明の他の一実施形態にかかるコンクリートの製造方法のフロー図であって、品質判定ステップなどを備えるフロー図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。

図１は、本発明の一実施形態にかかるコンクリートの製造方法のフロー図である。図１に示されるように、コンクリートの製造方法１００は、セメント、水、粗骨材（骨材）及び細骨材（骨材）を含むコンクリート材料を混練してコンクリートを製造するための方法であって、配合設計ステップＳ１０１と、第１混練ステップＳ１０２と、第１混練状態情報取得ステップＳ１０３と、第１性状情報取得ステップＳ１０４と、修正設計配合量決定ステップＳ１０５と、第２混練ステップＳ１０６と、を備えている。

図２は、本発明の一実施形態にかかるコンクリートの製造方法を実施するための製造システムの構成を概略的に示す概略構成図である。図３は、本発明の一実施形態にかかるコンクリートの製造方法を実施するための製造システムの電気的構成の一例を概略的に示す概略ブロック図である。図２に示されるように、コンクリートの製造システム１は、ミキサ５を含むコンクリート製造装置２を備えている。コンクリート製造装置２は、図２に示されるように、コンクリート材料を貯蔵可能な貯蔵容器３（貯蔵ビン）と、貯蔵容器３から送られたコンクリート材料を計量可能な計量器４（計量ビン）と、計量器４から送られたコンクリート材料を混練可能なミキサ５と、を備えている。計量器４は、開閉可能な開閉弁などを有しており、ミキサ５に投入されるコンクリート材料の量である投入量を調整可能に構成されている。

図２に示されるように、コンクリート製造装置２は、コンクリート材料の種類ごとに異なる複数の貯蔵容器３及び計量器４を備えている。貯蔵容器３は、セメントを貯蔵可能なセメント貯蔵容器３１と、水を貯蔵可能な水貯蔵容器３２と、粗骨材を貯蔵可能な粗骨材貯蔵容器３３と、細骨材を貯蔵可能な細骨材貯蔵容器３４と、を含んでいる。また、計量器４は、セメントを計量可能なセメント計量器４１と、水を計量可能な水計量器４２と、粗骨材を計量可能な粗骨材計量器４３と、細骨材を計量可能な細骨材計量器４４と、を含んでいる。なお、コンクリート製造装置２は、コンクリート材料の各々の種類ごと（例えばセメントの種類ごと）に異なる複数の貯蔵容器３及び計量器４を備えていてもよい。また、計量器４は、粗骨材計量器４３と細骨材計量器４４の代わりに、粗骨材と細骨材が混合された骨材を貯蔵可能であり、且つ、骨材の投入量を調整可能な骨材計量器を含んでいてもよい。

ミキサ５（コンクリートミキサ）は、図２に示されるように、撹拌軸５１と、撹拌軸５１の径方向外側に設けられてコンクリートを撹拌する撹拌羽根５２と、撹拌軸５１を回転駆動させる電動モータを含む駆動源５３と、を含んでいる。

図２に示されるように、コンクリート材料の各々は、貯蔵容器３から計量器４に送られて計量される。そして、計量器４により計量されたコンクリート材料の各々が、ミキサ５に投入されて撹拌羽根５２により混練されることで、コンクリートが製造される。製造されたコンクリートは、コンクリートの性状を確認するための性状試験（品質検査）が行われて、要求品質を満たすかが確認される。

コンクリートの製造システム１は、図２に示されるように、ミキサ５により混練中のコンクリートの混練状態に関する情報である混練状態情報（混練状態情報ＩＫ、第２混練状態情報ＩＫ２）を取得可能な混練状態情報取得装置６と、コンクリート材料に関する情報である材料情報ＩＭを取得可能な材料情報取得装置７と、コンクリート製造装置２を制御可能な第１情報処理装置８と、第２情報処理装置９と、をさらに備えている。図３に示されるように、第１情報処理装置８は、コンクリート製造装置２、混練状態情報取得装置６、材料情報取得装置７及び第２情報処理装置９に電気的に接続されている。電気的に接続されているとは、有線による物理的な接続だけでなく、無線により通信を含んでおり、接続された装置間における信号やデータなどの送受信が可能に構成されていることをいう。

第１情報処理装置８は、図３に示されるように、入出力装置８１（入出力インターフェース、通信装置）、記憶装置８２（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、表示装置８３（ディスプレイ）、演算装置８４を含むマイクロコンピュータから構成されているが、一般的な構成および制御については適宜割愛することとする。第１情報処理装置８の入出力装置８１、記憶装置８２、表示装置８３及び演算装置８４のそれぞれは、バス８０に電気的に接続されている。

第１情報処理装置８の入出力装置８１は、コンクリートの製造システム１において用いられる各構成要素（ミキサ５など）からの各種情報が入力され、且つ、演算結果などに基づく各種情報を上述した各構成要素に出力する。また、入出力装置８１は、キーボードやマウス、無線通信装置などを含んでいる。記憶装置８２は、入力された各種情報や制御実施のために必要な各種プログラムや演算結果などを記憶可能に構成されている。演算装置８４は、上述した各種情報に基づいて演算処理を行う。表示装置８３は、入力された各種情報や上述した演算装置８４による演算結果などの情報を表示する。

第１情報処理装置８は、配合量決定装置８６と、性状情報推定装置８７と、関連付け情報作成装置８８と、画像処理装置８９と、をさらに備えている。配合量決定装置８６、性状情報推定装置８７、関連付け情報作成装置８８及び画像処理装置８９は、バス８０に電気的に接続されている。なお、配合量決定装置８６、性状情報推定装置８７、関連付け情報作成装置８８及び画像処理装置８９の各々は、記憶装置８２に記憶されて演算装置８４により動作するプログラムであってもよい。

また、第２情報処理装置９（データサーバ）は、第１情報処理装置８と同様に、記憶装置９１、不図示の入出力装置及び不図示の演算装置を含むマイクロコンピュータから構成されているが、一般的な構成および制御については適宜割愛することとする。第２情報処理装置９には、図３に示されるように、目標品質ＴＱ、配合情報ＩＦ、混練状態情報ＩＫ（第１混練状態情報ＩＫ１、第２混練状態情報ＩＫ２）、材料情報ＩＭ（第１骨材情報ＩＡ１、第２骨材情報ＩＡ２）、性状情報ＩＰ（第１性状情報ＩＰ１、第２性状情報ＩＰ２）、関連付け情報ＩＲ（第１関連付け情報ＩＲ１、第２関連付け情報ＩＲ２）及び配合設計モデルＭＤなどが記憶されるようになっている。記憶装置９１には、コンクリートの製造を繰り返すことにより、配合情報ＩＦ、混練状態情報ＩＫ、材料情報ＩＭ及び性状情報ＩＰが蓄積され、蓄積された配合情報ＩＦなどの情報に基づいて、関連付け情報ＩＲ及び配合設計モデルＭＤが適宜更新されるようになっている。

図４及び図５は、本発明にかかるコンクリートの製造方法の各ステップにおけるデータの流れを説明するための説明図である。図４（ａ）は、配合設計ステップにおけるデータの流れを示す図であり、図４（ｂ）は、第１混練ステップにおけるデータの流れを示す図である。また、図５（ａ）は、性状情報取得ステップにおけるデータの流れを示す図であり、図５（ｂ）は、修正設計配合量決定ステップにおけるデータの流れを示す図であり、図５（ｃ）は、第２混練ステップにおけるデータの流れを示す図である。

配合設計ステップＳ１０１では、コンクリート材料の各々について、１バッチ当たりの設計配合量ＱＤが決定される。設計配合量ＱＤは、目的とする要求品質を満たすコンクリートを１バッチ分製造するために必要なコンクリート材料の量である。図４（ａ）に示されるように、設計配合量ＱＤは、目標品質ＴＱに基づいて配合量決定装置８６により決定される。配合量決定装置８６は、予め作成されて記憶装置９１に記憶された配合設計モデルＭＤに基づいた配合設計を実行可能に構成されており、目標品質ＴＱに基づいて配合設計を行うことで、設計配合量ＱＤを決定する。ここで、目標品質ＴＱは、目標とするコンクリートの品質に関する情報であり、目標とする強度に関する指標である目標強度指標ＴＳ、及び目標とする流動性に関する指標である目標流動性指標ＴＦを含んでいる。目標品質ＴＱは、配合設計ステップＳ１０１よりも前に入力され、記憶装置９１に記憶されている。また、図４（ａ）におけるＱＤ１は、セメントの設計配合量であり、ＱＤ２は、水の設計配合量であり、ＱＤ３は、粗骨材の設計配合量であり、ＱＤ４は、細骨材の設計配合量である。

第１混練ステップＳ１０２では、コンクリート材料の各々について、設計配合量ＱＤよりも少量の投入量である１次投入量ＱＰがミキサ５に投入される。投入されたコンクリート材料はミキサ５により混練される（１次混練）。よって、１次投入量ＱＰは、ミキサ５に投入された際に、ミキサ５によりコンクリート材料を混ぜ合わせて練ることができる量であることを要する。第１混練ステップＳ１０２において、設計配合量ＱＤの全量を投入しないため、第２混練ステップＳ１０６で、コンクリート材料の各々についての追加投入が可能である。図４（ｂ）に示されるように、コンクリート材料の各々の１次投入量ＱＰは、演算装置８４によりコンクリート材料の各々の設計配合量ＱＤよりも少量に決定される。例えば、１次投入量ＱＰは、設計配合量ＱＤに対して所定割合に相当する量に決定される。図４（ｂ）におけるＱＰ１は、設計配合量ＱＤ１よりも少量のセメントの１次投入量であり、ＱＰ２は、設計配合量ＱＤ２よりも少量である水の１次投入量であり、ＱＰ３は、設計配合量ＱＤ３よりも少量である粗骨材の１次投入量であり、ＱＰ４は、設計配合量ＱＤ４よりも少量である細骨材の１次投入量である。

第１混練状態情報取得ステップＳ１０３では、第１混練ステップＳ１０２中に第１混練状態情報ＩＫ１を取得する。ここで、第１混練状態情報ＩＫ１は、第１混練ステップＳ１０２中におけるコンクリートの混練状態に関する情報（混練状態情報）であり、混練状態情報取得装置６により取得される。

混練状態情報取得装置６は、図２に示されるように、ミキサ５で混練されているコンクリートを撮影可能な第１撮影装置６１を含んでいる。第１撮影装置６１により、第１混練ステップＳ１０２中におけるコンクリートの画像（撮影画像ＣＩ）が撮影される。第１情報処理装置８が備える画像処理装置８９（図２参照）は、撮影画像ＣＩを二値化処理やエッジ検出などの画像処理することで、コンクリートの形状や挙動などの情報ＩＣを取得可能に構成されている。撮影画像ＣＩや撮影画像ＣＩから取得される情報ＩＣには、混練されているコンクリートの流動状態を表す情報が含まれ、該情報には、コンクリートの強度、流動性及び空気量などのコンクリートの性状に関する情報が含まれる。また、第１混練状態情報ＩＫ１には、撮影画像ＣＩや撮影画像ＣＩから取得される情報ＩＣが含まれる。

第１性状情報取得ステップＳ１０４では、第１混練状態情報ＩＫ１に基づいて、第１性状情報ＩＰ１を取得する。第１性状情報ＩＰ１は、第１混練ステップＳ１０２において混練されたコンクリートの性状に関する情報（性状情報ＩＰ）であり、コンクリートの強度に関する指標である強度指標値、及びコンクリートの流動性に関する指標である流動性指標値を含んでいる。図５（ａ）に示されるように、第１性状情報ＩＰ１は、第１混練状態情報ＩＫ１に基づいて性状情報推定装置８７により推定される。性状情報推定装置８７は、第１混練状態情報ＩＫ１と性状情報ＩＰとを予め関連付けた第１関連付け情報ＩＲ１に基づいて、第１混練状態情報ＩＫ１から第１性状情報ＩＰ１を推定する。ここで、性状情報ＩＰは、コンクリートの強度に関する指標である強度指標値ＶＩ、及び前記コンクリートの流動性に関する指標である流動性指標値ＶＦ、の少なくとも一方を含んでいる。性状情報ＩＰは、強度試験やスランプ試験などの品質検査（性状試験）により取得される強度指標値ＶＩや流動性指標値ＶＦの実測値を含んでいる。強度指標値ＶＩは、目標強度指標ＴＳに対応するものであり、圧縮強度試験により取得される７日材齢圧縮強度及び２８日材齢圧縮強度の少なくとも一方を含んでいる。流動性指標値ＶＦは、目標流動性指標ＴＦに対応するものであり、スランプ試験やスランプフロー試験で取得されるスランプ値及びスランプフロー値の少なくとも一方を含んでいる。第１関連付け情報ＩＲ１は、混練状態情報ＩＫと性状情報ＩＰとの相関関係を示す式やグラフ、表などを含んでいる。また、関連付け情報作成装置８８は、混練状態情報ＩＫや性状情報ＩＰが追加される度に第１関連付け情報ＩＲ１を更新する。

図６は、本発明にかかるコンクリートの製造方法における性状情報取得ステップを説明するためのグラフであって、混練状態情報と性状情報との関係の一例を示すグラフである。図６における横軸は、撮影画像ＣＩから取得される情報ＩＣであり、縦軸は、コンクリートの強度に関する指標であるＶＩである。また、図６におけるＩＣ２やＩＣ３は、撮影画像ＣＩから取得される情報であり、ＶＩ２やＶＩ３は、情報ＩＣ２やＩＣ３を取得したコンクリートの各々について、コンクリートの製造後に強度試験（性状検査）を行うことにより実測された強度指標値である。関連付け情報作成装置８８は、情報ＩＣ２、ＩＣ３及び強度指標値ＶＩ２、ＶＩ３に基づいて、図６において回帰直線で示されるような、撮影画像ＣＩから取得される情報ＩＣと強度指標値ＶＩとを関連付けた第１関連付け情報ＩＲ１を作成する。性状情報推定装置８７は、第１関連付け情報ＩＲ１に基づいて、ミキサ５により混練中のコンクリートの撮影画像ＣＩから取得した情報ＩＣ１から、混練中のコンクリートの強度指標値ＶＩ１を推定する。なお、コンクリートの撮影画像ＣＩから取得した情報について、パターンマッチングを行うことで、強度指標値ＶＩ１を推定してもよい。

関連付け情報ＩＲ（第１関連付け情報ＩＲ１、第２関連付け情報ＩＲ２）は、性状情報ＩＰを推定するための基礎となる情報（材料情報ＩＭ、混練状態情報ＩＫ）が複数ある場合には、基礎となる情報と性状情報ＩＰとの相関性の強弱を示す情報を含んでいてもよく、該相関性の強弱に基づいて、性状情報推定装置８７は複数の基礎となる情報のうちの、少なくとも一つから性状情報ＩＰを推定してもよい。

修正設計配合量決定ステップＳ１０５では、コンクリート材料の各々について、第１性状情報ＩＰ１に基づいて、設計配合量ＱＤを修正して修正設計配合量ＱＭを決定する。修正設計配合量ＱＭは、目的とする要求品質を満たすコンクリートを１バッチ分製造するために必要なコンクリート材料の量である。図５（ｂ）に示されるように、修正設計配合量ＱＭは、目標品質ＴＱ及び第１性状情報ＩＰ１に基づいて、配合量決定装置８６により決定される。配合量決定装置８６は、目標品質ＴＱ及び第１性状情報ＩＰ１に基づいて配合設計を行うことで、修正設計配合量ＱＭを決定する。配合量決定装置８６は、第１性状情報ＩＰ１が目標品質ＴＱに近づくように設計配合量ＱＤを修正すればよく、第１性状情報ＩＰ１のみに基づいて、修正設計配合量ＱＭを決定してもよい。また、図５（ｂ）におけるＱＭ１は、セメントの修正設計配合量であり、ＱＭ２は、水の修正設計配合量であり、ＱＭ３は、粗骨材の修正設計配合量であり、ＱＭ４は、細骨材の設計配合量である。修正設計配合量ＱＭの各々は、設計配合量ＱＤの各々より増量してもよいし、減量してもよい。

第２混練ステップＳ１０６では、コンクリート材料の各々について、修正設計配合量ＱＭと１次投入量ＱＰとに基づいて２次投入量ＱＳを決定し（ステップＳ１０６Ａ）、決定された２次投入量ＱＳのコンクリート材料をミキサ５に投入し混錬する（２次混練、ステップＳ１０６Ｂ）。図５（ｃ）に示されるように、ＱＳ１は、セメントの２次投入量であり、ＱＳ２は、水の２次投入量であり、ＱＳ３は、粗骨材の２次投入量であり、ＱＳ４は、細骨材の２次投入量である。図５（ｃ）に示されるように、コンクリート材料の各々について、演算装置８４により修正設計配合量ＱＭから１次投入量ＱＰを引くことで２次投入量ＱＳが算出される。例えば、セメントの２次投入量ＱＳ１は、セメントの修正設計配合量ＱＭ１から１次投入量ＱＰ１を引くことで算出される。

上述したように、幾つかの実施形態にかかるコンクリートの製造方法１００は、図１に示されるように、上述した配合設計ステップＳ１０１と、上述した第１混練ステップＳ１０２と、上述した第１混練状態情報取得ステップＳ１０３と、上述した第１性状情報取得ステップＳ１０４と、上述した修正設計配合量決定ステップＳ１０５と、上述した第２混練ステップＳ１０６と、を備えている。

上記の方法によれば、コンクリートの製造方法１００は、コンクリート材料の各々について、１バッチ当たりの設計配合量ＱＤを決定する配合設計ステップＳ１０１と、コンクリート材料の各々について、設計配合量ＱＤよりも少量である１次投入量ＱＰがミキサ５に投入される第１混練ステップＳ１０２と、第１混練ステップＳ１０２中に、第１混練ステップＳ１０２中におけるコンクリートの第１混練状態情報ＩＫ１を取得する第１混練状態情報取得ステップＳ１０３と、第１混練状態情報ＩＫ１から、第１混練ステップＳ１０２において混練されたコンクリートの性状に関する情報である第１性状情報ＩＰ１を取得する第１性状情報取得ステップＳ１０４と、を備えている。このため、第１混練ステップＳ１０２では、コンクリート材料の各々について、１バッチに相当する量よりも少ない量（１次投入量ＱＰ）がミキサ５に投入され、投入されたコンクリート材料はミキサ５により混練される。この際、第１混練状態情報取得ステップＳ１０３及び第１性状情報取得ステップＳ１０４により、第１混練ステップＳ１０２において混練中のコンクリートの性状に関する情報である第１性状情報ＩＰ１を取得可能である。

そして、コンクリートの製造方法１００は、コンクリート材料の各々について、第１性状情報ＩＰ１に基づいて設計配合量ＱＤを修正した修正設計配合量ＱＭを決定する修正設計配合量決定ステップＳ１０５と、コンクリート材料の各々について、修正設計配合量ＱＭと１次投入量ＱＰとに基づいて決定される量（２次投入量ＱＳ）をミキサ５に投入する第２混練ステップＳ１０６と、をさらに備えている。このため、修正設計配合量決定ステップＳ１０５では、コンクリート材料の各々について、上述した第１性状情報ＩＰ１に基づいて、上述した設計配合量ＱＤよりも適切な１バッチ当たりの配合量である修正設計配合量ＱＭを決定することができる。また、第２混練ステップＳ１０６では、修正設計配合量ＱＭ及び１次投入量ＱＰに基づいて、ミキサ５に追加投入されるコンクリート材料の各々の２次投入量ＱＳが決定される。よって、コンクリートの製造方法１００は、ミキサ５に追加投入されるコンクリート材料を適切な量にすることで、要求品質を満たすコンクリートを精度良く製造可能である。

また、修正設計配合量ＱＭ及び１次投入量ＱＰに基づいて、ミキサ５にコンクリート材料を追加投入することで、混練中におけるコンクリートの性状の調整が可能であるため、品質検査において良好ではない結果になることを抑制することができ、ひいてはコンクリートの製造にかかる労力や時間、費用を削減することができる。また、混練中におけるコンクリートの性状の調整が可能であるため、製造されるコンクリートのバッチ毎の品質のバラツキを抑制することができる。

上述したように、幾つかの実施形態では、上述した第１性状情報取得ステップＳ１０４において、第１混練状態情報ＩＫ１と性状情報ＩＰとを関連付けた第１関連付け情報ＩＲ１（関連付け情報ＩＲ）に基づいて、第１混練状態情報ＩＫ１から第１性状情報ＩＰ１が取得される。この場合には、第１混練状態情報ＩＫ１と性状情報ＩＰとを関連付けた第１関連付け情報ＩＲ１は、第１混練状態情報ＩＫ１と性状情報ＩＰとの関連性を表す情報である。このため、第１関連付け情報ＩＲ１に基づくことにより、第１混練状態情報ＩＫ１から第１性状情報ＩＰ１を精度良く取得可能である。

幾つかの実施形態では、上述した第１関連付け情報ＩＲ１は、上述した第１混練状態情報ＩＫ１と、性状情報ＩＰと、を学習データとする機械学習により生成されている。この場合には、第１混練状態情報ＩＫ１と性状情報ＩＰとを学習データとし、該学習データを蓄積することにより、第１関連付け情報ＩＲ１における第１混練状態情報ＩＫ１と性状情報ＩＰとの関連性の精度を向上させることができるので、上述した第１関連付け情報ＩＲ１に基づいて、第１混練状態情報ＩＫ１から第１性状情報ＩＰ１を精度良く推定可能である。

他の幾つかの実施形態では、上述した第１関連付け情報ＩＲ１は、上述した第１混練状態情報ＩＫ１を説明変数とし、且つ、上述した性状情報ＩＰを目的変数とする多変量解析により生成されている。多変量解析として、主成分回帰、クラスター分析、判別分析、ＳＩＭＣＡ、重回帰分析、ＰＬＳ回帰分析、ＰＬＳ判別、ＳＶＭ回帰、ＳＶＭ判別、ＲＦ回帰、及びＲＦ判別の少なくとも一つが行われる。この場合には、第１混練状態情報ＩＫ１と性状情報ＩＰとを多変量解析の変数として、多変量解析を行うことにより、第１関連付け情報ＩＲ１における第１混練状態情報ＩＫ１と性状情報ＩＰとの関連性の精度を向上させることができるので、上述した第１関連付け情報ＩＲ１に基づいて、第１混練状態情報ＩＫ１から第１性状情報ＩＰ１を精度良く推定可能である。

上述したように、幾つかの実施形態では、上述した第１混練状態情報ＩＫ１は、第１撮影装置６１により撮影された第１混練ステップＳ１０２におけるコンクリートの撮影画像ＣＩを含んでいる。この場合には、第１混練状態情報ＩＫ１には、第１混練ステップＳ１０２におけるコンクリートの撮影画像ＣＩが含まれる。ここで、コンクリートの撮影画像ＣＩは、コンクリートの流動性や強度、空気量などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。このため、第１混練状態情報ＩＫ１にコンクリートの撮影画像ＣＩを含むことで、第１混練状態情報ＩＫ１から第１性状情報ＩＰ１を精度良く取得可能である。

他の幾つかの実施形態では、上述した混練状態情報取得装置６は、図２に示されるような、混練中のミキサ５の電流値を計測可能な電流計６２を含んでいる。電流計６２により、第１混練ステップＳ１０２中におけるミキサ５の電流値が取得される。混練中におけるミキサ５の電流値は、第１混練ステップＳ１０２中に混練されているコンクリートの流動性（スランプ値）などのコンクリートの性状に関する情報が含まれる。このため、混練状態情報ＩＫに混練中におけるミキサ５の電流値を含むことで、コンクリートの性状を精度良く推定可能である。なお、混練状態情報取得装置６は、電流計６２の代わりに混練中のミキサ５のトルク値を検出可能なトルク検出器を含んでいてもよく、上述した混練状態情報ＩＫは、トルク検出器により取得される混練中のミキサ５のトルク値を含んでいてもよい。

なお、上述した混練状態情報取得装置６は、第１撮影装置６１及び電流計６２の両方を含んでいてもよいし、混練中のコンクリートの温度を検出可能な温度計や混練中のコンクリートの歪みを検出可能な歪み計などの第１撮影装置６１や電流計６２以外の装置（計測器）をさらに含んでいてもよい。また、混練状態情報ＩＫは、混練中のコンクリートの温度や歪みを含んでいてもよい。混練状態情報ＩＫが多種の情報を含むことで、コンクリートの性状の推定精度を向上させることができる。

図７は、本発明の他の一実施形態にかかるコンクリートの製造方法のフロー図であって、第１計量ステップや１次投入量修正ステップなどを備えるフロー図である。幾つかの実施形態では、上述したコンクリートの製造方法１００は、図７に示されるように、第１計量ステップＳ２０１と、第１骨材情報取得ステップＳ２０２と、１次投入量修正ステップＳ２０３と、をさらに備えている。

第１計量ステップＳ２０１では、第１混練ステップＳ１０２よりも前に、第１混練ステップＳ１０２にて混練されるコンクリート材料の各々について計量が行われる。より具体的には、第１計量ステップＳ２０１では、図２に示されるように、コンクリート材料の各々が貯蔵容器３から計量器４に送られて、コンクリート材料の各々について計量器４により１次投入量ＱＰの計量が行われる。

第１骨材情報取得ステップＳ２０２では、第１計量ステップＳ２０１中に第１骨材情報ＩＡ１を取得する。ここで、第１骨材情報ＩＡ１は、第１計量ステップＳ２０１中における骨材に関する情報であり、材料情報取得装置７により取得される。材料情報取得装置７は、図２に示されるように、貯蔵容器３から計量器４に送られる骨材を撮影可能な第２撮影装置７１を含んでいる。第２撮影装置７１により、第１計量ステップＳ２０１中における細骨材及び粗骨材の少なくとも一方の画像が撮影される。第１骨材情報ＩＡ１は、第２撮影装置７１により撮影された撮影画像から取得される第１計量ステップＳ２０１中における骨材の情報を含んでおり、該情報には、コンクリートの強度、流動性及び空気量などのコンクリートの性状に関する情報が含まれる。

第１骨材情報ＩＡ１は、骨材（細骨材）の表面水率、及び骨材（粗骨材）の粒度分布の少なくとも一方を含んでいる。骨材（細骨材）の表面水率は、コンクリートの流動性に影響を与えるコンクリート材料における水の割合や、コンクリートの強度や空気量に影響を与えるコンクリートの水セメント比に関連するパラメータである。換言すると、骨材（細骨材）の表面水率は、コンクリートの強度や流動性、空気量などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。また、骨材の粒度分布が大きい場合には、粗骨材の間に細骨材が入り込むので、骨材の粒度分布が小さい場合に比べて密な状態になり、骨材間の付着力が大きくなる。このため、骨材の粒度分布が大きい場合には、骨材の粒度分布が小さい場合に比べて、セメントや水の量が少なくてもコンクリートの強度を大きくすることができる。換言すると、骨材の粒度分布は、コンクリートの強度や流動性などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。

１次投入量修正ステップＳ２０３では、コンクリート材料の各々について、第１骨材情報ＩＡ１に基づいて１次投入量ＱＰを修正する。修正後の１次投入量ＱＰは、目標品質ＴＱに近づくように、上述した配合量決定装置８６により第１骨材情報ＩＡ１に基づいて配合設計を再度行うことで、修正後の１次投入量ＱＰが決定される。修正後の１次投入量ＱＰの各々は、修正前の１次投入量ＱＰよりも増量してもよいし、減量してもよい。１次投入量修正ステップＳ２０３は、第１計量ステップＳ２０１中に行われるので、上述した第１計量ステップＳ２０１では、コンクリート材料の各々について、１次投入量修正ステップＳ２０３にて修正後の１次投入量ＱＰの計量が行われる。

上記の方法によれば、第１骨材情報取得ステップＳ２０２において、第１混練ステップＳ１０２よりも前の第１計量ステップＳ２０１中における骨材に関する情報である第１骨材情報ＩＡ１を取得可能である。第１骨材情報ＩＡ１は、コンクリートの強度や流動性、空気量などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。例えば、骨材（細骨材）の表面水率は、コンクリートの強度や流動性、空気量などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。また、骨材の粒度分布はコンクリートの強度や流動性などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。また、第１骨材情報ＩＡ１は、第１混練ステップＳ１０２に実際に投入される骨材の情報であるので、第１骨材情報ＩＡ１に基づいて、第１混練ステップＳ１０２にて投入される量である１次投入量ＱＰを修正することで、１次投入量ＱＰを適切な量にすることができる。よって、上記の方法によれば、要求品質を満たすコンクリートを精度良く製造可能である。

図８は、本発明の他の一実施形態にかかるコンクリートの製造方法のフロー図であって、第２計量ステップや２次投入量修正ステップなどを備えるフロー図である。幾つかの実施形態では、上述したコンクリートの製造方法１００は、図８に示されるように、第２計量ステップＳ３０１と、第２骨材情報取得ステップＳ３０２と、２次投入量修正ステップＳ３０３と、をさらに備えている。

第２計量ステップＳ３０１では、第２混練ステップＳ１０６（ステップＳ１０６Ｂ）よりも前に、第２混練ステップＳ１０６にて新たに混練されるコンクリート材料の各々について計量が行われる。より具体的には、第２計量ステップＳ３０１では、図２に示されるように、コンクリート材料の各々が貯蔵容器３から計量器４に送られて、コンクリート材料の各々について計量器４により２次投入量ＱＳの計量が行われる。

第２骨材情報取得ステップＳ３０２では、第２計量ステップＳ３０１中に第２骨材情報ＩＡ２を取得する。ここで、第２骨材情報ＩＡ２は、第２計量ステップＳ３０１中における骨材に関する情報であり、上述した第１骨材情報ＩＡ１と同様に、第２撮影装置７１（材料情報取得装置７）により取得される。第２撮影装置７１により、第２計量ステップＳ３０１中における細骨材及び粗骨材の少なくとも一方の画像が撮影される。第２骨材情報ＩＡ２は、第２撮影装置７１により撮影された撮影画像から取得される第２計量ステップＳ３０１中における骨材の情報を含んでおり、該情報には、コンクリートの強度、流動性及び空気量などのコンクリートの性状に関する情報が含まれる。

また、第２骨材情報ＩＡ２は、骨材（細骨材）の表面水率、及び骨材（粗骨材）の粒度分布の少なくとも一方を含んでいる。上述したように、骨材（細骨材）の表面水率は、コンクリートの強度や流動性、空気量などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。また、上述したように、骨材の粒度分布は、コンクリートの強度や流動性などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。

２次投入量修正ステップＳ３０３では、コンクリート材料の各々について、第２骨材情報ＩＡ２に基づいて２次投入量ＱＳを修正する。修正後の２次投入量ＱＳは、目標品質ＴＱに近づくように、上述した配合量決定装置８６により第２骨材情報ＩＡ２に基づいて配合設計を再度行うことで、修正後の２次投入量ＱＳが決定される。修正後の２次投入量ＱＳの各々は、修正前の２次投入量ＱＳよりも増量してもよいし、減量してもよい。１次投入量修正ステップＳ３０３は、第２計量ステップＳ３０１中に行われるので、上述した第２計量ステップＳ３０１では、コンクリート材料の各々について、２次投入量修正ステップＳ３０３にて修正後の２次投入量ＱＳの計量が行われる。

上記の方法によれば、第２骨材情報取得ステップＳ３０２において、第２混練ステップＳ１０６（ステップＳ１０６Ｂ）よりも前の第２計量ステップＳ３０１中における骨材に関する情報である第２骨材情報ＩＡ２を取得可能である。第２骨材情報ＩＡ２は、コンクリートの強度や流動性、空気量などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。例えば、骨材（細骨材）の表面水率は、コンクリートの強度や流動性、空気量などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。また、骨材の粒度分布はコンクリートの強度や流動性などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。また、第２骨材情報ＩＡ２は、第２混練ステップＳ１０６に実際に投入される骨材の情報であるので、第２骨材情報ＩＡ２に基づいて、第２混練ステップＳ１０６にて新たに投入される量である２次投入量ＱＳを修正することで、２次投入量ＱＳを適切な量にすることができる。よって、上記の方法によれば、要求品質を満たすコンクリートを精度良く製造可能である。

上述したように、幾つかの実施形態では、上述した骨材に関する情報（第１骨材情報ＩＡ１、第２骨材情報ＩＡ２）は、骨材の表面水率及び骨材の粒度分布の少なくとも一方を含んでいる。上述したように、骨材（細骨材）の表面水率は、コンクリートの流動性や空気量などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。また、骨材（粗骨材）の粒度分布はコンクリートの流動性や強度などのコンクリートの性状に関する情報を含んでいる。上記の方法によれば、骨材に関する情報（第１骨材情報ＩＡ１、第２骨材情報ＩＡ２）として、骨材の表面水率や粒度分布を含むことにより、１次投入量ＱＰや２次投入量ＱＳを目的とするコンクリートの性状に対応するような適切な量にすることができるため、要求品質を満たすコンクリートを精度良く製造可能である。

幾つかの実施形態では、上述した１次投入量ＱＰは、設計配合量ＱＤの２０％以上８０％以下の量である。この場合には、２次投入量ＱＳは、設計配合量ＱＤの２０～８０％程度の量になるので、第２混練ステップＳ１０６でミキサ５に追加投入される２次投入量ＱＳのコンクリート材料により、第１混練ステップＳ１０２において混練されたコンクリートの性状を広範囲に調整可能である。よって、要求品質を満たすコンクリートを精度良く製造可能である。

また、幾つかの実施形態では、上述した１次投入量ＱＰの配合比は、設計配合量ＱＤの配合比と同一である。この場合には、設計配合量ＱＤの配合比に則した混練状態情報ＩＫから精度の高い性状情報ＩＰを取得できるので、修正設計配合量を適切な量にすることができる。

図９は、本発明の他の一実施形態にかかるコンクリートの製造方法のフロー図であって、混練時間決定ステップなどを備えるフロー図である。幾つかの実施形態では、図９に示されるように、第２混練状態情報取得ステップＳ４０１と、第２性状情報取得ステップＳ４０２と、混練時間決定ステップＳ４０３と、をさらに備えている。

第２混練状態情報取得ステップＳ４０１では、第２混練ステップＳ１０６中に第２混練状態情報ＩＫ２を取得する。ここで、第２混練状態情報ＩＫ２は、第２混練ステップＳ１０６中におけるコンクリートの混練状態に関する情報であり、上述した第１混練状態情報ＩＫ１と同様に、混練状態情報取得装置６により取得される。

第２性状情報取得ステップＳ４０２では、第２混練状態情報ＩＫ２に基づいて、第２性状情報ＩＰ２を取得する。第２性状情報ＩＰ２は、第２混練ステップＳ１０６において混練されたコンクリートの性状に関する情報（性状情報ＩＰ）であり、上述した第１性状情報ＩＰ１と同様に、コンクリートの強度に関する指標である強度指標値、及びコンクリートの流動性に関する指標である流動性指標値を含んでいる。第２性状情報ＩＰ２は、上述した第１性状情報ＩＰ１と同様に、第２混練状態情報ＩＫ２に基づいて性状情報推定装置８７により推定される。性状情報推定装置８７は、第２混練状態情報ＩＫ２と性状情報ＩＰとを予め関連付けた第２関連付け情報ＩＲ２に基づいて、第２混練状態情報ＩＫ２から第２性状情報ＩＰ２を推定する。

混練時間決定ステップＳ４０３では、第２性状情報ＩＰ２に基づいて、第２混練ステップＳ１０６における混練時間Ｔを決定する。

上記の方法によれば、第２混練状態情報取得ステップＳ４０１及び第２性状情報取得ステップＳ４０２により、第２混練ステップＳ１０６において混練中のコンクリートの性状に関する情報である第２性状情報ＩＰ２を取得可能である。そして、第２性状情報ＩＰ２に基づいて、第２混練ステップＳ１０６における混練時間Ｔを決定することで、該混練時間Ｔを要求されるコンクリートの性状に応じた適切な時間にできるので、要求品質を満たすコンクリートを精度良く製造可能である。

また、第２性状情報ＩＰ２に基づいて、第２混練ステップＳ１０６における混練時間Ｔを決定することで、第２混練ステップＳ１０６中におけるコンクリートの性状の調整が可能であるため、品質検査において良好ではない結果になることを抑制することができ、ひいてはコンクリートの製造にかかる労力や時間、費用を削減することができる。また、第２混練ステップＳ１０６中におけるコンクリートの性状の調整が可能であるため、製造されるコンクリートのバッチ毎の品質のバラツキを抑制することができる。

図１０は、本発明の他の一実施形態にかかるコンクリートの製造方法のフロー図であって、品質判定ステップなどを備えるフロー図である。他の幾つかの実施形態では、図１０に示されるように、上述した第２混練状態情報取得ステップＳ４０１と、上述した第２性状情報取得ステップＳ４０２と、品質判定ステップＳ５０１と、混和材料添加ステップＳ５０２と、をさらに備えている。

品質判定ステップＳ５０１では、第２性状情報ＩＰ２に基づいて、第２混練ステップＳ１０６において混練されたコンクリートの品質を判定する。より具体的には、品質判定ステップＳ５０１では、第２性状情報ＩＰ２が現時点において目標品質ＴＱを満足する、又は、第２混練ステップＳ１０６におけるコンクリートの混練を継続することで第２性状情報ＩＰ２が目標品質ＴＱを満足する、という何れかの条件を満たすかが判断され、何れかの条件を満たす場合には、第２混練ステップＳ１０６において混練されたコンクリートが要求品質を満たすと判定される（Ｓ５０１にて「ＹＥＳ」）。なお、第２混練ステップＳ１０６におけるコンクリートの混練を継続することで、第２性状情報ＩＰ２が目標品質ＴＱを満たすようになる範囲である調整可能範囲ＲＡを設定し、第２性状情報ＩＰ２が調整可能範囲ＲＡであるか否かを判断の基準にしてもよい。

第２混練ステップＳ１０６において混練されたコンクリートが要求品質を満たすと判定された場合には（Ｓ５０１にて「ＹＥＳ」）、即座に、又は所定の混練時間Ｔを経過後に、第２混練ステップＳ１０６におけるコンクリートの混練を終了し（ステップＳ５０３）、ミキサ５から製造されたコンクリートが排出される。

第２混練ステップＳ１０６において混練されたコンクリートが要求品質を満たさないと判定された場合には（Ｓ５０１にて「ＮＯ」）、第２混練ステップＳ１０６において混練されたコンクリートに混和材料を添加する（混和材料添加ステップＳ５０２）。図１に示されるように、計量器４は、混和材料の投入量を調整可能な混和材料計量器４５をさらに含んでいる。ここで、混和材料とは、コンクリートの性状の改善を目的としてコンクリートに混和される骨材、セメントおよび水以外の材料であり、減水剤や流動化剤などを含むものである。なお、混和材料は、減水剤や流動化剤などの混和剤だけでなく、減水材などの混和材を含んでいてもよく、混和材のみを含むものであってもよい。

上記の方法によれば、品質判定ステップＳ５０１では、第２性状情報ＩＰ２に基づいて、第２混練ステップＳ１０６において混練されたコンクリートが要求品質を満たすかを判定することができる。また、混和材料添加ステップＳ５０２では、品質判定ステップＳ５０１において第２混練ステップＳ１０６において混練されたコンクリートが要求品質を満たさないと判定された場合に（Ｓ５０１にて「ＮＯ」）、該コンクリートが要求品質を満たすように混和材料を添加することで、第２混練ステップＳ１０６中におけるコンクリートの性状の調整が可能であるため、要求品質を満たすコンクリートを精度良く製造可能である。また、第２混練ステップＳ１０６中におけるコンクリートの性状の調整が可能であるため、品質検査において良好ではない結果になることを抑制することができ、ひいてはコンクリートの製造にかかる労力や時間、費用を削減することができる。また、第２混練ステップＳ１０６中におけるコンクリートの性状の調整が可能であるため、製造されるコンクリートのバッチ毎の品質のバラツキを抑制することができる。

幾つかの実施形態では、配合量決定装置８６は、図４（ａ）及び図５（ｂ）に示されるような、設計配合量ＱＤや修正設計配合量ＱＭを決定する際に、記憶装置９１に記憶されている配合情報ＩＦを参照してもよい。ここで、配合情報ＩＦは、記憶装置９１にバッチ毎に材料情報ＩＭ、混練状態情報ＩＫ及び性状情報ＩＰに関連付けて記憶されている。配合情報ＩＦは、セメントに関する情報、水に関する情報、粗骨材や細骨材に関する情報、混和材料に関する情報及び配合設計に関する情報を含んでいる。この場合には、配合量決定装置８６は、配合情報ＩＦを参照することで、設計配合量ＱＤや修正設計配合量ＱＭの推定精度を向上させることができる。

幾つかの実施形態では、関連付け情報作成装置８８は、図５（ａ）に示されるような、関連付け情報ＩＲを作成する際に、記憶装置９１に記憶されている配合情報ＩＦを参照してもよい。この場合には、関連付け情報作成装置８８は、配合情報ＩＦを参照することで、関連付け情報ＩＲの精度を向上させることができる。

セメントに関する情報には、普通セメント、高炉セメント、早強セメント、低熱セメント、中庸熱セメントなどのセメントの種類、セメントの密度及びセメントの比表面積が含まれる。水に関する情報には、上水道水、工業用水、上澄水などの水の種類、水の密度、水のｐＨ値が含まれる。粗骨材や細骨材に関する情報には、岩の種類や性状、岩の産地、粗骨材や細骨材の密度、粒度分布、粗粒率、微粒分量、粒形、実積率、吸水率及び安定性が含まれる。混和材料に関する情報には、シリカフューム、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、石灰石微粉末、石こうなどの混和材の種類、混和材の密度、混和材の比表面積、ＡＥ減水剤、消泡剤、流動化剤、増粘剤などの混和剤の種類、混和剤の密度、混和剤の固形分量を含んでいる。配合設計に関する情報には、単位セメント量、単位水量、単位粗骨材量、単位細骨材量、単位結合材量、単位粉体量、水セメント比、水結合材比、水粉体比、セメント水比、結合材水比、粉体水比、細骨材率、粗骨材かさ容量、混和剤添加量、空気量などを含んでいる。ここで、結合材は、セメント及び混和材からなり、粉体は、セメント、鉱物質及びシリカフュームなどの微粉末からなる。

幾つかの実施形態では、上述したコンクリートの製造方法１００は、第２混練ステップＳ１０６で混練された後のコンクリートであって、ミキサ５から排出されたコンクリートを撮影する撮影ステップをさらに備えている。図２に示されるように、上述したコンクリートの製造システム１は、ミキサ５からホッパ１１に排出されたコンクリートを撮影可能な第３撮影装置１２をさらに備えている。第３撮影装置１２により、ミキサ５で混練されて製造されたコンクリートの画像（撮影画像）が撮影される。第３撮影装置１２により撮影された撮影画像や該撮影画像から画像処理装置８９により取得される情報には、コンクリートの強度、流動性及び空気量などのコンクリートの性状に関する情報が含まれる。この場合には、第３撮影装置１２により撮影された撮影画像や該撮影画像から取得される情報を、設計配合量ＱＤや修正設計配合量ＱＭを決定する際や、関連付け情報ＩＲを作成する際に参照することで、設計配合量ＱＤや修正設計配合量ＱＭの推定精度を向上させたり、関連付け情報ＩＲの精度を向上させたりすることができる。

なお、上述した幾つかの実施形態では、第１情報処理装置８と第２情報処理装置９とは別体で構成されていたが、一体的に構成されていてもよい。また、上述した第１情報処理装置８が備える構成や情報のうちの幾つかは第２情報処理装置９が備えていてもよく、上述した第２情報処理装置９が備える構成や情報のうちの幾つかは第１情報処理装置８が備えていてもよい。

また、上述した目標品質ＴＱ及び上述した性状情報ＩＰは、各種の強度試験により取得される引張強度、せん断強度及び曲げ強度、並びに空気量試験により取得される空気量などをさらに含んでいてもよい。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

１ コンクリートの製造システム
２ コンクリート製造装置
３ 貯蔵容器
３１ セメント貯蔵容器
３２ 水貯蔵容器
３３ 粗骨材貯蔵容器
３４ 細骨材貯蔵容器
４ 計量器
４１ セメント計量器
４２ 水計量器
４３ 粗骨材計量器
４４ 細骨材計量器
５ ミキサ
５１ 撹拌軸
５２ 撹拌羽根
５３ 駆動源
６ 混練状態情報取得装置
６１ 第１撮影装置
６２ 電流計
７ 材料情報取得装置
７１ 第２撮影装置
８ 第１情報処置装置
８０ バス
８１ 入出力装置
８２ 記憶装置
８３ 表示装置
８４ 演算装置
８６ 配合量決定装置
８７ 性状情報推定装置
８８ 関連付け情報作成装置
８９ 画像処理装置
９ 第２情報処理装置
１００ コンクリートの製造方法
ＣＩ 撮影画像
ＩＡ１ 第１骨材情報
ＩＡ２ 第２骨材情報
ＩＦ 配合情報
ＩＫ，ＩＫ１，ＩＫ２ 混練状態情報
ＩＭ 材料情報
ＩＰ，ＩＰ１，ＩＰ２ 性状情報
ＩＲ，ＩＲ１，ＩＲ２ 関連付け情報
ＱＤ，ＱＤ１～ＱＤ４ 設計配合量
ＱＭ，ＱＭ１～ＱＭ４ 修正設計配合量
ＱＰ，ＱＰ１～ＱＰ４ １次投入量
ＱＳ，ＱＳ１～ＱＳ４ ２次投入量
ＲＳ 調整可能範囲
Ｓ１０１ 配合設計ステップ
Ｓ１０２ 第１混練ステップ
Ｓ１０３ 第１混練状態情報取得ステップ
Ｓ１０４ 第１性状情報取得ステップ
Ｓ１０５ 修正設計配合量決定ステップ
Ｓ１０６ 第２混練ステップ
Ｓ２０１ 第１計量ステップ
Ｓ２０２ 第１骨材情報取得ステップ
Ｓ２０３ １次投入量調整ステップ
Ｓ３０１ 第２計量ステップ
Ｓ３０２ 第２骨材情報取得ステップ
Ｓ３０３ ２次投入量調整ステップ
Ｓ４０１ 第２混練状態情報取得ステップ
Ｓ４０２ 第２性状情報取得ステップ
Ｓ４０３ 混練時間決定ステップ
Ｓ５０１ 品質判定ステップ
Ｓ５０２ 混和材料添加ステップ
Ｔ 混練時間
ＴＦ 目標流動性指標
ＴＱ 目標品質
ＴＳ 目標強度指標

Claims (6)

1. セメント、水及び骨材を含むコンクリート材料を混練してコンクリートを製造するためのコンクリートの製造方法であって、
   前記コンクリート材料の各々について、１バッチ当たりの設計配合量を決定する配合設計ステップと、
   前記コンクリート材料の各々について、前記設計配合量よりも少量の投入量である１次投入量をミキサに投入する第１混練ステップと、
   前記第１混練ステップ中に、前記第１混練ステップ中におけるコンクリートの混練状態に関する情報である第１混練状態情報を取得する第１混練状態情報取得ステップと、
   前記第１混練状態情報に基づいて、前記第１混練ステップにおいて混練されたコンクリートの性状に関する情報である第１性状情報を取得する第１性状情報取得ステップと、
   前記コンクリート材料の各々について、前記第１性状情報に基づいて、前記設計配合量を修正して修正設計配合量を決定する修正設計配合量決定ステップと、
   前記コンクリート材料の各々について、前記修正設計配合量と前記１次投入量とに基づいて決定される２次投入量を前記ミキサに投入する第２混練ステップと、
   を備え、
   前記第１性状情報は、スランプ値またはスランプフロー値の少なくとも一方であり、
   前記第１性状情報取得ステップでは、前記第１混練状態情報と前記コンクリートの性状に関する情報である性状情報とを関連付けた第１関連付け情報に基づいて、前記第１混練状態情報から前記第１性状情報が取得され、
   前記第１関連付け情報は、前記第１混練状態情報と前記性状情報とを学習データとして前記第１混練状態情報と前記性状情報との関係性を学習する機械学習により生成され、
   前記第１混練状態情報は、撮影装置により撮影された前記第１混練ステップ中におけるコンクリートの撮影画像と、前記第１混練ステップ中における前記ミキサの電流値又はトルク値と、を含む、
   コンクリートの製造方法。
2. 前記第１混練ステップよりも前に、前記第１混練ステップにて混練される前記コンクリート材料の各々を計量する第１計量ステップと、
   前記第１計量ステップ中における前記骨材に関する情報である第１骨材情報を取得する第１骨材情報取得ステップと、
   前記コンクリート材料の各々について、前記第１骨材情報に基づいて前記１次投入量を修正する１次投入量修正ステップと、をさらに備える請求項１に記載のコンクリートの製造方法。
3. 前記第２混練ステップよりも前に、前記第２混練ステップにて新たに混練される前記コンクリート材料の各々を計量する第２計量ステップと、
   前記第２計量ステップ中における前記骨材に関する情報である第２骨材情報を取得する第２骨材情報取得ステップと、
   前記コンクリート材料の各々について、前記第２骨材情報に基づいて前記２次投入量を修正する２次投入量修正ステップと、をさらに備える請求項１又は２に記載のコンクリートの製造方法。
4. 前記骨材に関する情報は、前記骨材の表面水率及び前記骨材の粒度分布の少なくとも一方を含む請求項２又は３に記載のコンクリートの製造方法。
5. 前記１次投入量は、前記設計配合量の２０％以上８０％以下の量である請求項１乃至４の何れか１項に記載のコンクリートの製造方法。
6. 前記第２混練ステップ中に、前記第２混練ステップ中におけるコンクリートの混練状態に関する情報である第２混練状態情報を取得する第２混練状態情報取得ステップと、
   前記第２混練状態情報に基づいて、前記第２混練ステップにおいて混練されたコンクリートの性状に関する情報である第２性状情報を取得する第２性状情報取得ステップと、
   前記第２性状情報に基づいて、前記第２混練ステップにおいて混練されたコンクリートの品質を判定する品質判定ステップと、
   前記品質判定ステップにて前記第２混練ステップにおいて混練されたコンクリートが要求品質を満たさないと判定された場合に、前記第２混練ステップにおいて混練されたコンクリートに混和材料を添加する混和材料添加ステップと、をさらに備え、
   前記第２性状情報は、スランプ値またはスランプフロー値の少なくとも一方であり、
   前記第２混練状態情報は、前記撮影装置により撮影された前記第２混練ステップ中におけるコンクリートの撮影画像と、前記第２混練ステップ中における前記ミキサの電流値又はトルク値と、を含む、
   請求項１乃至５の何れか１項に記載のコンクリートの製造方法。

Images