JPH03118114A

JPH03118114A - センサーとコンピュータを使って生コンクリートを製造する方法

Info

Publication number: JPH03118114A
Application number: JP25751989A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Sato; 佐藤　信弘
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-10-02
Filing date: 1989-10-02
Publication date: 1991-05-20

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】（産業上の利用分野）この発明は、生コンクリートの練り混ぜ時の品質管理に
関するものである。

（従来の技術）生コンクリートのバッチャ−プラントでの製造は、指示
された配合にもとづきセメント、細骨材、細骨材、混和
剤、水をそれぞれ計量した後、混練機に投入し、所定の
時間、練り混ぜて製造を行っている。

この練り混ぜされた生コンクリートの品質は、現状では
、多くの変動要因゛（注：生コンクリートの品質変動に
大きく影響を与える要因）によりバッチごとにバラツキ
を生じている。

このバラツキを最少限におさえるために、適時工程中で
原材料の試料採取を行い各種の試験（骨材の粒度、実積
率、表面水率なと）を実施してデータの収集を行い、こ
れに基づき配合の修正（注：使用材料の特性値が一時的
に大きく変動したものを正しい値に直すこと）または補
正（注：混練機で練り混ぜ直前に使用材料の特性値の微
少の変動を正しい値に直すこと）を行いながら製造して
いる。

しかし、こうした試験をしても、原材料の品質の極く僅
かな変動に即時応答することにはならず、練り上がった
各パッチごとの生コンクリートの品質にバラツキができ
ることは避は難いこととなっている。

この練り混ぜ時の生コンクリートの変動要因とは、主に
、次に挙げるものである。

ｌ、各材料（セメント、細骨材、粗骨材、混和剤水など
）の温度によるコンクリート温度の変動２、細骨材の粒度（ＦＭ）の変動３、粗骨材の実積率の変動４、ミキサー車の洗浄時及び残りコンクリート洗浄時に
発生する回収水（スラッジ）の濃度の変動５、細骨材、粗骨材の表面水車の変動（発明が解決しようとする課題）これまでは、これらの変動要因を適時、正確につかめな
いことや、または、変動要因に対応する時期が遅れたり
、不適切な処置などによって、生コンクリートのパッチ
ごとの品質のバラツキを増幅させているのが現状なので
ある。

（課題を解決するための手段）この発明は、これらの変動要因を各種のセンサーを使っ
て自動的に変動値を測定して、これをコンピュータに導
入、記憶させ、１じ正値または補正値を演算検出して、
これを即座に製造工程に反映させて、バッチを何回くり
かえしても均等良質な生コンクリートの製造することを
特徴とするものである。

（作用と実施例）次に発明の実施方法と実験計算を例として図面を参照し
ながら説明する。

第１図（Ａ）　　！り上がりコンクリートの温度推定による水
力配合の自動修正１、各原材料の実測温度検出温度センサー（放射温度計、白金抵抗温度計）によりセ
メント、水、細骨材、細骨材の実測温度を検出する。

注：（）内のセンサーは単数か、または、それ以上の数
で検知、検出に使用する。

（実験数値）骨材温度　　２７℃ 骨材表面水温度練り混ぜ水温度セメント温度　３５℃ ２７℃ ２８℃ ２、指示された配合番号より水力配合の内容の抽出配合内容はコンピュータに登録されているものを配合番
号により抽出する。

（実験数値）　　　配合番号＝１００Ｗ／Ｃｓ／ａ　　Ｗ　　ＣＳ　　　Ｇ　　ＡＤ６３．０
　４９．２　１７２　２７３　９００　９５８　０．６
８３Ｗ／Ｃｓ　／　ａＤ水セメント比細骨材率単位水量単位セメント量単位細骨材量単位粗骨材量単位混和剤量（χ）（％）（ｋｇ／ｍ”）（ｋｇ／！ｌ”）（ｋｇ／ｍ３）（ｋｇ／ｍ”）（ｋｇ／ｍ３）３、含水状態の骨材の比熱の演算含水状態の骨材の比熱を次式によりコンピュータで演算
する。

αａ：含水状態の骨材の比熱 μ＆：骨材の吸水率（χ）−コンピュータ登録済み実測
データ値ｆｌ：骨材の表面水車（％）−・表面水率センサー（実
験数値）　　　　　　　　　　　　実測値μ、：１．７
７％　　ｆａ：４．５％　　と測定するとα、　＝　０
．９４７　　となる。

注：センサーは（Ｇ）（）Ｉ）に記述のものを使用する
４、練り上がりコンクリート温度の推定値の演算練り上がりコンクリート温度の推定値をコンピュータで
演算する。

前記の３で算出した含水状態の骨材の比熱を次式に導入
してコンピュータで練り上がりコンクリートの温度の推
定値を演算する。

θ Ｗｃ　：Ｗａ　：Ｗｌ　：練り上がりコンクリート温度（”Ｃ）セメント重Ｘ＜ｋｇ）　　　同左温度θｃ（℃）練り混
ぜに用いる骨材の重量（ｋｇ）練り混ぜに用いる水の重量（ｋｇ）同左温度θ１（℃）同左温度θ、（℃）（実験数値） θ＝　２７．３℃　となる５、　コンクリート温度による配合修正値の自動選択練り上がりコンクリート温度を（ア）（イ）（つ）の３
区分とした場合、１じ正値を次の通りとすれば、（ア）０５２５℃ （イ）２５℃〉θ〉１０℃ （つ）０５１０℃ 修正値　　　　１じ正値　　　　　　１じ正値Ｗ＝＋５
ｋｇ７ｍ３　　なしの場合　　　　Ｗ＝−３ｋｇ／ｍ３
Ｗ／Ｃ＝−２％　　　（Ｂ）ニ移行　　　　Ｗ／Ｃ＝一
定Ｖｏ”一定（Ｒ／ｍ３）　　　　　　　Ｖａミニ−（
β／ｍ３）Ｗ：単位水量（ｋｇ／Ｉｆ３）Ｗ／Ｃ：水セメント比（χ）ｖｏ二単位粗骨材絶対容積（β／ｍ３）（実験数値）前記の４の場合、θ＝２７．３℃の時は（ア）を自動選
択して修正値をコンピュータで演算させる６、子方配合
の一次修正内容の演算前記の５の場合（ア）の１じ正値により２の子方配合の
内容をコンピュータで演算修正し、その配合の内容は次
の通りとなる。

（実験数値）Ｗ／Ｃｓ／ａ６１．０　４８．５Ｃ３ＧＡＤ１７７　　２９０　　８７４　　　９５８　　０．７２
５（Ｂ）細骨材の組粒率による子方配合の自動修正７、細骨材の
組粒率（ＦＭ）の検出細骨材を粒度センサー（レーザー回折式）で組粒率（Ｆ
Ｍ）の検出を行う。

（実験数値）ＦＭ＝２．８５　　を検出すると第２図８、　粗粒率（ＦＭ）の範囲と修正値の自動選択前記の
７で検出した粗粒率（ＦＭ）によって修正値の選択をす
る。粗粒率の範囲を（１）（オ）（力）の３区分とした
場合の修正値を次の通とする。

（１）　　　　　　　　　　（オ）　　　　　　　　　
（力）２．５７≦ＦＭ≦２．７６修正値　　　　修正値　　　　修正値Ｗ＝１．０４　　　なしの場合　　　Ｗ＝０．９８Ｖ、
　＝　１．０３　　　（Ｃ）ニ移行　　　Ｖ、＝０．９
９ＦＭ二粗粒率Ｗ　：単位水量（ｋｇ／ｍ３）の補正係数ｖａ二単位組
骨材絶対容積（β／！１１３）の補正係数（実験数値）前記の７で　ＦＭ＝２．８５の時は、（力）を自動選択
してｆで正値をコンピュータで演算する。

９、子方配合の第二次修正内容の演算前記の８の（力）の修正値により６の子方配合の第一次
修正内容をコンピュータで演算修正し、その配合内容は
次の通りとなる。

（実験数値）Ｗ／Ｃｓ／ａ　　Ｗ６１．０　４９．５　１７３ＣＳ　　　　　　Ｇ　　　　　　ＡＤ２８４　　９００　　　９４７　　０．７１０（Ｃ）粗骨材の実積率による水力配合の自動修正を行うｌＯ１密度と含水率をセンサーで検出細骨材の密度と含水率をセンサー（ガンマ線、中性子併
用）で検出する。

１１、粗骨材の比重から実積率を演算前記の１０の粗骨材の密度と含水率をコンピュータに登
録済みの細骨材の比重を使って、実積率を演算する。

（実験数値）実積率　６２χ　となる１２、実積率の判定前記の１１で演算した実積率を基準値と比較して許容差
内（ＹＥＳ）であれば１じ正しないで（Ｄ）に移行する
。許容差外（ＮＯ）であれば１３で修正のためにコンビ
エータで演算を行う。

（基準値上許容差）実積率　５９±２％　と設定すると１３、単位水量のｆじ正の演算前記の１１の実積率は６２％なので１２の基準値の許容
差を外れるためコンピュータで単位水量の修正を次式で
演算する。

■□　：修正後の単位水量（ｋｇ／ｍ３）Ｗ　：９の水
力配合の第二次修正内容の単位水量　　　　　　（ｋｇ
／ｍ３）Ａ　：基準値の細骨材の実績率（χ）Ｂ：１１の粗骨材の新しい実積率（％）Ｖａ：９の水力
配合の第二次修正内容の単位細骨材絶対容積（Ｌ／ｍ３
）（実験数値）Ｎ□＝１６８　ｋｇ／ｍ３　　となる第３図１４、単位細骨材量の修正の演算単位細骨材量の修正を次式で演算をする。

Ｇｌ　＝　ｖａ　ｘ　（Ｂ／Ａ）　ｘ　Ｇ。

Ｇ□：修正後の単位細骨材量（ｋｇ／ｍ３）Ｖａ：　９
の水力配合の第二次修正内容の単位細骨材絶対容積（氾
／ｍ３）Ｂ：１１の細骨材の新しい実績率（％）Ａ：基準値の粗
骨材の実績率（％）Ｇｐ：　コンピュータに登録済みの粗骨材の表乾比重（実験数値）Ｇｘ　”　９９５　ｋｇ　７ｍ３となる１５、水力配合
の第三次修正内容の演算前記の工３と１４の１じ正値か
ら９の水力配合の第二次１じ正内容をコンピュータで演
算１じ正し、その配合内容は次の通りとなる。

（実験数値）Ｗ／Ｃｓ／ａ　　　Ｗ　　　ＣＳ　　　　Ｇ　　　ＡＤ
６１．０　４７．５　１６８　２７５　　８７４　　９
９５０．８８８（Ｄ）回収水による水力配合の自動修正１６、回収水の使用の可否回収水の使用の可否はコンピュータに配合番号ごとに予
め登録しておく。回収水の使用が不可能（ＮＯ）の時は
（Ｇ）に移行し、可能（ＹＥＳ）の時は１７に移行する
。実験では、回収水は使用可能（ＹＥＳ）として１７に
移行する。

１７、細骨材、粗骨材の表面水率の検出細骨材、粗骨材
のそれぞれの表面水車をセンサー（電磁波と誘電率、赤
外線、中性子とガンマ線、超音波、静電容量、チャツプ
マン方式、導電率ンで検出する。

（実験数値）細骨材表面水平（ｐ）＝４　　％細骨材表面水車（Ｑ）＝０．５％を検出すると１８　　
希釈水にの演算希釈水量（細骨材、細骨材の表向水車と微計量水量）の
演ユを行う。

前記の１７で検出した表面水率を次式に導入してコンピ
ュータで演算する。

Ｗ、＝１／１００（ｐｘＳ　＋　ｑｘＧ）　＋ＷｒＷ５
：希釈水量（）ｃｇ／ｍ３）ｐ　：細骨材の表面水率（％）Ｓ　：１５の水力配合の第三次１じ正内容の単位細骨材
量（ｋｇ／ｍ３）ｑ　：細骨材表面水平（％）Ｇ　：１５の水力配合の第三次（じ正内容の単位細骨材
量（ｋｇ／ｍ３）Ｗｌ：微計量水量（ｋｇ／ｍ３）−３０ｋｇ／ｍ３と設
定（実験数値）　　Ｗｓ＝７０ｋｇ／ｍ３　　となる１
９、回収水の濃度の検出回収水の濃度をセンサー（超音波、ガンマ線光学式、比
重式）で検出する。

（実験数値）Ｃ，＝３．５％検出すればＣｓ：回収水の
濃度（％）第４図２０、スラッジ固形分量の演算前記の１８と１９の結果を次式に導入しコンビュＷｄ：
スラッジ固形分量（ｋｇ／ｍ３）Ｃ３：回収水濃度（％
）Ｗ　：１５の水力配合の第三次修正内容の単位水量（ｋｇ／ｍ３）ＷＢ：希釈水量（ｋｇ／ｍ３）（実験数値）Ｌ＝３．５５　ｋｇ／ｍ３　　となる２１、スラッジ固形分率の演算前記の２０の結果を次式に導入しコンピュータで演算す
る。

スラッジ固形分率＝Ｌ／ＣＸ１００　　（％）Ｗｄ：ス
ラッジ固形分量（ｋｇ／ｎ３）Ｃ：１５の水力配合の第
三次修正内容の単位セメント量（ｋｇ／ｍ３）（実験数値）スラッジ固形分率＝１．３％となる２２、
スラッジ固形分率とその（じ正値の自動選択前記の２１
の結果からスラッジ固形分率を自動選択する。

スラッジ固形分率の範囲を（キ）（り）（ケ）の３区分
とした場合修正値は次の通りとする。

（キ）　　　　　　　　　　（り）　　　　　　　　　
　　（ケ）３％を超える　　　２士１％　　　　　１％
未満修正値　　　　修正値　　　　１じ正値修正不可の
　　　Ｗ＝２％　　　　修正せずため（Ｇ）に移行　Ｗ
ｌＣ＝一定　　　（Ｇ）に移行Ｖｏ＝一定（β）Ｗ　：単位水量（ｋｇ／ｍ３）ＷｌＣ：水セメント比（％）ｖＧ：単位細骨材絶対容量（４２／ｍ３）前記の２１の
結果は（り）のスラッジ固形分率２±１％の範囲内とな
り修正をする。

２３、水力配合の第四次修正内容の演算前記の２２の（
り）の修正値により１５の水力配合の第三次修正内容を
コンピュータで演算修正し、配合内容は次の通りとなる
。

（実験数値）Ｗ／Ｃｓ／ａＷ　　　ＣＳ　　　Ｇ　　　　ＡＤ６１．
０　４７．１　１７１　２８０　８６１　９９５　　０
．７００２４、スラッジ固形分量の再演算とスラッジ固
形分率の再検討前記の２３で水力配合の第四次修正内容を演算したため
、１７から２１までを再度計算してスラッジ固形分量の
再演算とスラッジ固形分率の再検討をする。

（実験数値）スラッジ固形分量の再演算の結果３．７０　　ｋｇ／ｎ３となる従って、スラッジ固形分率は再検討の結果１．３％とな
り２２の固形分率２±１％の範囲にあるかどうかの判定
の結果は合格となる。（注：再計算後、固形分率の範囲
外になった場合は、１７から２４までを繰り返す）（Ｅ）回収水による現場配合の自動補正２５、スラッジ固形分量を単位水量に加算前記の２４で
求めた固形分量を２３の水力配合の第四次修正内容の単
位水量（Ｗ）に加算する。

（実験数値）１７１＋３．７０＝１７４．７斗１７５　ｋｇ／ｒｎ３
　　となる第５図２６、現場配合の第一次補正内容の演算前記の２５で求
めた数値により２３の水力配合の第四次修正内容を修正
し、コンピュータで演算すると配合内容は次の通りとな
る。

Ｃ３ＧＡＤ１７５　２８０　８６１　　９９５　　０．７００とな
る。

（Ｆ）現場配合の容積割増し２７、現場配合の容積割増し現場配合の容積を保証するための割増しを行う。　（実
験数値）割増し値を１．０１倍とする２８、現場配合の
第二次補正内容の演算前記の２６の現場配合の第一次補
正内容の各材料を２７の割増しをする。配合内容は次の
通りとなる。

（実験数値）Ｗ　　　　ＣＳ　　　　Ｇ　　　　　ＡＤ１７７　　２
８３　　８７０　　１００５　　　３．０２８注：ＡＤ
は希釈後の重量表示とする（Ｇ）　　細骨材表面水車よる現場配合の自動補正２９
、細骨材表面水車の検出細骨材表面水車をセンサー（電磁波と誘電率中性子とガ
ンマ線、静電容量、チャツプマン方式、導電率、赤外線
、超音波）で検出する。

（実験数値）細骨材（Ｓ）表面水車４％を検出すると３０、現場配合の第三次補正内容の演算前記の２８の現
場配合の第二次補正内容に２９の細骨材の表面水率の補
正を行い配合内容は次の通りになる。

（実験数値）Ｗ　　　　ＣＳ　　　　Ｇ　　　　　ＡＤ１４２　　２
８３　　９０５　１００５　　　３．０２８（旧粗骨材表面水率による現場配合の自動補正３１、１１骨
材の表面水平の検出粗骨材の表面水車をセンサー（赤外線、中性子とガンマ
線、電磁波と誘電率、超音波、静電容量、チャツプマン
方式、導電率）で検出する（実験数１１ｉ）粗骨材（Ｇ）表面水率０．５％を検出すると第６図３２、現場配合の第四次補正内容の演算前記の３０の現
場配合の第三次補正内容に３１の粗骨材の表面水車の補
正を行い配合内容は次の通りになる。

（実験数値）Ｗ　　　　ＣＳ　　　　Ｇ　　　　ＡＤ１３７　　２８
３　　９０５　　１ｏｉｎ　　　３．０２８３３、計量
操作盤へ表示前記３２の各原材料の配合数値を計量操作盤へ表示する３４、原材料の計量表示数値に従って各原材料を計量する３５゜混練混練機で練り混ぜを行う。

３６．製品混練機で練り上がり後、製品にする。

（発明の効果）以上のようにして、生コンクリートを練り混ぜて製造す
る時の品質に大きく影響を与える主な変動要因をほとん
ど正確に検知、検出して変動値を瞬時に（じ正または補
正して、これを配合に即時反映させることで、練り混ぜ
パッチごとの品質のバラツキをほとんど無くすことがで
きる。

さらに、硬化コンクリートの耐久性を今まで以上に向上
させることができる。

また、人工軽量骨材を使用するコンクリートにこの発明
を適用した場合にも、その品質についても同様の効果を
得ることができる。

加えて、この発明の一部を活用して原材料の受入検査を
する場合は、細骨材の組粒率や粗骨材の実積率、細組骨
材の表面水車などが即時に掌握することかできて、原材
料の受入管理に役たたせることができる。

なお、こり発明は、高強度コンクリートなど高品質コン
クリート製造方法への波及効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図までは、生コンクリートの製造工程を
示す工程図である。ブロック（四角形の枠、菱形の枠）は、一つ一つの工程
で総工程数は３６である。図　　　　　　面第１図（Ａ）練り上がりコンクリートの温度推定による水力配
合の自動１じ正（Ｂ）細骨材の粗粒率による水力配合の自動修正図面（Ｃ）細骨材の実積率による水力配合の自動（じ正図面第３図（Ｄ）回収水による水力配合の自動修正図面図面図面手続補正書事件の表示平成１年特許願第１−２５７５１９号２、発明の名称センサーとコンピュータを使って生コンクリートを製造
する方法３゜補正をする音１１件との関係

Claims

【特許請求の範囲】

生コンクリートの練り混ぜ時の変動要因を自動的に測定
し、その値を、コンピュータに導入し、配合の修正また
は補正を自動的に処理をして生コンクリートを製造する
方法。