JPH02502447A - 気泡含有材料の製造制御装置および製造制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発泡材料製造装置及び方法 この発明は発泡コンクリート等の発泡材料製造装置及び方法に関するものである 。

金型に注入される湿潤コンクリート混合物を膨張させて軽量コンクリートから成 る構築部材等の製品を製造することが知られている。

そのようなコンクリートは一般に大量のガス泡、例えば空気泡を含むから通常の コンクリートと比べて軽量である。そのような軽量コンクリートは比較的低い熱 伝導率、比較的低い弾性率及びその他好ましい特徴を有する。軽量コンクリート を製造する方法の１つは、湿潤コンクリート混合物に発泡剤を加え、調製コンク リート内に捕捉された泡を含むようにするものである。軽量コンクリートの密度 ７は泡を形成するガス量が増大するにつれて低下する。一方、例えば過剰発泡又 は膨張のためコンクリート内に余りにも多くのガスが存在したり、又は気泡が大 き過ぎたりもしくは不均一分布であると、硬化の際軽量コンクリート発泡その目 的に体して余りにも弱いものになってしまう。

軽量コンクリートの密度は所定コンクリート体積内の気泡量の関数とされ、コン クリート強度は気泡含量及びその分布の関数とされ、湿潤軽量コンクリートの密 度及びガス分布は当該コンクリートが硬化した際の強度の目安となる。

発泡コンクリートの密度を測定する装置及び方法が英国特許第２゜１６４．７５ ５号明細書に記載されている。該刊行物の方法を用いて密度、したがって発泡コ ンクリートのガス含量を測定することが出来る。しかしながら、該密度測定値は 当該測定が気泡サイズ及び分布の変化に対して感応しないため製品の品質を指示 するものではない。

発泡コンクリートの品質を決定する重要な要素は生コンクリートと一緒に混合す るように送給される泡の品質である。従来の発泡コンクリート製造装置において 、水と発泡溶液との混合物は一連のラビリンシン通路が画定されるチャンバから 成る発泡生器を通過させることにより状態調節される。上記チャンバは所定の生 成率に対し乱流が確立されて所要の泡特性が得られる°ように設計される。これ は従来形式の装置が限定されたコンクリート供給率、範囲内においてのみ製造を 行い、よって該装置は通常供給率範囲外で供給されるような条件下では使用出来 ないことを意味する。更に例えば発泡コンクリート製品の粘度変化又はコンクリ ート製品を輸送しようとする高さ変化によって背圧が大幅に変化することを意味 する。泡発生器を通過する泡容積は該泡発生器内の圧力変化にしたがって変化す ると考えられる。

本発明の目的は上述した種々の問題を解消し又は軽減することにある。

本発明によれば、ミキサーにそれぞれ予め定められた割合で材料及び泡を送給し て発泡材料の製造を制御する製造装置において、泡溶液と空気とを混合する手段 、及び該空気と泡溶液とし混合物の状態調節を行うとともに発生した泡をミキサ ーに送給する泡発生器を含み、上記泡発生器が並列接続された複数の発泡チャン バ、及び該各発泡チャンバを流通する空気と泡溶液との混合物の流動を制御する バルブを有し、上記各手段がミキサーに送給する容積流量を測定しかつ該容積流 量に応じて空気と泡溶液との混合物が１つ又は複数の発泡チャンバを流通するよ うに上記各バルブを制御し、該各チャンバ内の空気と泡溶液の混合物の流速を予 め定められた範囲内の大きさとする、製造装置が提供される。

また、本発明はミキサーに予め定められた割合で材料と泡とを送給して発泡材料 を調整して製造するにあたり、空気と泡溶液とを混合して泡を生成するとともに 該空気と泡溶液との混合物を泡発生器を通過させて上記ミキサーまで流通せしめ 、上記泡発生器が複数の並列接続した発泡チャンバを有し、該各発泡チャンバに 流通せしめられる空気と泡溶液の混合物の流動を制御するバルブを設け、該各バ ルブにおける上記ミキサーに送給する泡の容積流量を決定するとともに該バルブ により１つ又は複数の上記発泡チャンバに上記空気を泡溶液の混合物を流通せし めるように制御し、それらの発泡チャンバ内での空気と泡溶液の混合物の流速が 予め定められた制限内の大きさとする製造方法を提供するものである。

好ましくは、混合物に泡が送給される圧力が監視されるとともに発泡溶液及び空 気が予め定められた質量流量をもって泡発生器に送給される。混合物に送給され る泡容量は泡の質量流量及び送出圧力の両者の関数とされる。このようにして、 質量流量は監視圧力及び予め定められた流量から演算される。

それとも、泡が混合物に送出される圧力は一定に保持することが出来る。その場 合泡の容積流量は空気及び泡溶液の容積流量のみの関数となる。ミキサーの下流 に配置されかつ該ミキサーからの材料の流動抵抗を調節可能に制御されるバルブ を介して圧力が一定に保持される。圧力維持バルブは例えばピンチバルブであり 、該ピンチバルブは材料が通過する可撓性コンジットを有し、該コンジットの断 面積が該コンジット壁部を横切って加えられる差圧を印加することにより調節さ れるようになっている。

上記泡発生器と組み合わされた制御バルブは各発生器について１つのバルブから 成り、各バルブは流通する混合物に流動抵抗を付与しない開状態と流通する混合 物の流動を阻止する閉状態間の切換えが可能とされる。

本発明を、１実施例として示す添付図面とともに説明する。

第１図は本発明の発泡コンクリート製造装置の概略図を示す。

第２図は第１図の装置に使用できる適当なピンチ、＜ルブの変形例の概略図を示 す。

第３図は発泡コンクリート混合物のボイド含量及び密度を測定しかつ調整して行 う製造例を説明するフローチャートである。

第１図において、ニアコンプレッサー２、溶液ポンプ３及び液体ポンプ４を駆動 するディーゼルエンジン１を有する発泡コンクリート製造装置を示す。液体ポン プ４が貯留器５からコンクリートポンプ６に加圧液体を供給すると、該コンクリ ートポンプ６はホ、、）＜−７から生コンクリートを引き出すとともに該生コン クリートをノくイブ８を介してコンクリート供給制御バルブ９にポンプ輸送する 。エアーコンプレッサー２は制御バルブ１０に加圧空気を供給し、該制御バルブ １０は手動操作されて空気圧ライン１１に制御空気圧信号をコンクリート供給制 御バルブ９に向けて供給する。該ライン１１における圧力に応じて、バルブ９は 静止ミキサー１２に生コンクリートを供給するかもしくはバイブ１３を介してホ ッパーにコンクリートを戻す。

上記溶液ポンプはタンク１４から溶液計量器１５への発泡溶液の供給を制御する 。ポンプ１７によりタンク１４に貯留器１６から発泡溶液が供給される。該タン ク１４にポンプ１９により水タンク１８から水が供給される。溶液ポンプ３はラ イン２ｏに加圧溶液を供給し、該ライン２０は圧力解放バルブ２１を介して実質 的に一定の圧力に維持される。

上記エアーコンプレッサーは電動式エアバルブ２２を介して混合チャンバ２３に 加圧空気を供給する。該混合チャンバ２３はまた溶液計量器１５から逆止バルブ ２４を介して溶液を受は取る。供給空気量は電動式バルブ２２を整定することに より決定される。供給溶液量はそれぞれ全開又は全開のいずれかの状態とされる 並列配置された８つの直列バルブ２５により決定される。このようにして溶液供 給速度は選択的に上記１群のバルブ２５Ｑうちの１つ又は複数のバルブを開とす ることにより決定される声混合チャンバ２３の出力は５つの発泡チャンバ２６か ら成る発泡土器に供給される。各発泡チャンバ２６はそれぞれ共通出力チャンバ ２７に供給を行うように並列配置される。各発泡チャンバ２６は公知の技術にし たがってそこを流通する液体が適当な流量をもって調整された適当な泡出力とな るように設計される。５つのｓルフ２８がそれぞれチャンバ２６と直列接続され 、各バルブ２８は全開又は全開のいずれかの状態をもって配置される。このよう にして５つのバルブ２８を選択的に制御することにより、泡の全流体が発泡チャ ンバ２６の１つ、２つ、３つ、４つ、又は５つを流通させられる。

これは各チャンバ２３内で適当な状態を維持しながら許容される広範囲の泡発生 率とすることが出来る。

出力チャンバ２７がライン２９を介して静止ミキサー１２と接続される。この公 知設計に係る静止ミキサーは泡と生コンクリートとの良好な混合を確実に行い、 該混合物が秤量フィル３０を介して出口３１に送出される。秤量コイル３０はロ ードセル３２上に支持され、該ロー、ドセル３２は上述した英国特許第２，１６ ４．７５５号明細書に記載された方法にしたがってコイル３０内のコンクリート の密度算出値を出力する。

ライン２９内の圧力が圧力変換器３３により測定される。該圧力変換器３３は上 記コイル３０内のコンクリートに掛けられた背圧を測定する。

所定の実用例において発泡コンクリートを送出するとき、制御バルブ１０は所要 の生コンクリート供給速度が得られるようにコンク置は公知の計算方法を用いて 演算される所望の最終製品密度に応じた所望の泡供給速度を算出する。一方、実 行泡体積供給速度は背圧の関数でありかつこの背圧は変換器３３により感知され る。変換器３３からの入力を用いて泡発生器を流通する流体流量を簡単に計算す ることが出来る。この演算が行なわれると、バルブ２８が選択的に開とされてチ ャンバ２６を流通する流体が配送され、よって作動状態とされる各チャンバは結 果的に生じた泡が確実に所望の特性を有するような流動状態とされる。したがつ て高品質の泡を維持しつつ高範囲の発泡コンクリート供給速度が得られる。それ 故、種々の環境において高品質の発泡コンクリートを容易に得ることが出来る。

コイル３０内の圧力は発泡コンクリートの粘性及びそれをポンプ輸送すべき高さ に応じて大幅に変動するが、この背圧における変動は変換器３３の仕様事項及び 該変換器出力に対する当該装置の制御系応答を介して考慮しなければならない。

上述したようにコイル３０内の背圧の変動を補償する装置の変形例として、背圧 をようにしてもよい。これはフィル３０の出力部にピンチバルブを配置し、変換 器３３とリンクされた適当なフィードバック機構を介して該ピンチバルブを制御 し、該コイル３０内の圧力を安定化させるものである。背圧が安定化されると、 発泡チャンバ２６内の圧力もまた安定化され、よって各バルブ２８が発泡コンク リート製品のプリセット供給速度に基づいて簡単に制御することが出来る。仮に 発泡チャンバ２６内の圧力が常に実質的に一定であると、該泡発生器を流通する 流体流量は常に該泡発生器を流通する流体の質量速度に比例するものと考えられ る。

第２図において、上述したようにコイル３０の出口部３１に設置するのに適した ピンチバルブを説明する。このピンチバルブは出力バイブと接続可能とした末端 フランジ３４を有し、該フランジ３４はガス入口３６を設けた円筒チューブ３５ ０対向両端部に支持される。チ１−プ３５の内表面周囲に可撓性エラストマーチ ューブ３７が配置される。パイプ３６内の圧力がチューブ３７内の圧力より低い と、チューブ３７は図示するようにチューブ３５により支持される位置にあると 推定される。一方、チューブ３７の断面積を小さくしようとするならば、チュー ブ３７の壁部を横切って差圧が印加され、該チューブ３７は内方に付勢され、破 線で示すような位置とされる。チューブ３７の変形量は勿論該チ二−プ３７の壁 を横切って加わる差動圧力の関数である。チューブ３７の断面積を縮小すること により、ピンチバルブにより表される流動抵抗が精密に制御され、よって該ピン チバルブの上流部圧力は適当なフィードバックルーズにより実質的に一定に保持 することが出来る。

上記装置にピンチバルブを付加することにより該装置がボイド含量及びボイドを 含む発泡コンクリート等の発泡混合物の密度を測定しかつ制御して使用出来るよ うに適当なソフトウェアを導入することが出来る。

はまた当該装置の自動較正を可能にするものである。

ボイド推定フローチャート 閑ＩａｔＩｌ査報告 Ｓ＾　　　２１０４５

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．ミキサーにそれぞれ予め定められた割合で材料及び泡を送給して発泡材料の 製造を制御する製造装置において、泡溶液と空気とを混合する手段、及び該空気 と泡溶液とし混合物の状態調節を行うとともに発生した泡をミキサーに送給する 泡発生器を含み、 上記泡発生器が並列接続された複数の発泡チャンバ、及び該各発泡チャンバ寸を 流通する空気と泡溶液との混合物の流動を制御するパルプを有し、 上記各手段がミキサーに送給する容積流量を測定しかつ該容積流量に応じて空気 と泡溶液との混合物が１つ又は複数の発泡チャンバを流通するように上記各バル ブを制御し、該各チャンバ内の空気と泡溶液の混合物の流速を予め定められた範 囲内の大きさとする、製造装置。
2. ２．混合物に泡を送給する圧力を監視する手段、及び泡発生器に予め定められた 質量流量をもって泡溶液と空気の混合物を送給する手段を含み、 ミキサーに送給される泡容積が泡質量流量と送給圧力との両者の関数とされる、 第１項記載の装置。
3. ３．ミキサーに泡を送給する圧力を一定に保持する手段を含み、泡容積流量が空 気と泡溶液質量流量のみの関数とされろ、第１項記載の装置。
4. ４．ミキサーの下流に配置されかつ該ミキサーからの材料の流動抵抗を調節可能 としたパルプにより圧力を一定に維持する、第１項記載の装置。
5. ５．圧力維持パルプは材料が通過させられる可撓性コンジットを有しかつ該コン ジットの断面積が当該コンジット壁部を横切って差圧を印加することにより調節 可能とされるピンチバルブである、第４項記載の装置。
6. ６．制御パルプは各発泡チャンバについて１つのパルプを含む泡発生器と組み合 わされ、該各パルプがそこを流通する混合物に流動抵抗を付与する開位置とそこ を流通する混合物の流動を阻止する閉位置間を切り替え可能とされる、第４項又 は第５項記載の装置。
7. ７．ミキサーに予め定められた割合で材料と泡とを送給して発泡材料を調整して 製造するにあたり、 空気と泡溶液とを混合して泡を生成するとともに該空気と泡溶液との混合物を泡 発生器を通過させて上記ミキサーまで流通せしめ、 上記泡発生器が複数の並列接続した発泡チャンバを有し、該各発泡チャンバに流 通せしめられる空気と泡溶液の混合物の流動を制御するバルブを設け、該各バル ブにおける上記ミキサーに送給する泡の容積流量を決定するとともに該パルプに より１つ又は複数の上記発泡チャンバに上記空気を泡溶液の混合物を流通せしめ るように制御し、それらの発泡チャンバ内での空気と泡溶液の混合物の流速が予 め定められた制限内の大きさとする製造方法。