JPH0759364B2

JPH0759364B2 - 生コンクリートの製造方法とその装置

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Publication number: JPH0759364B2
Application number: JP13945489A
Authority: JP
Inventors: 成保赤坂
Original assignee: 光洋機械産業株式会社
Priority date: 1989-06-01
Filing date: 1989-06-01
Publication date: 1995-06-28
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: JPH035102A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、生コンクリートの製造方法とその装置に関す
る。

〔従来の技術〕

生コンクリート（以下、生コンと略称する。）の製造に
際しては、材料の配合が決定され、生コンの呼称は、呼
び強度、スランプ、最大骨材寸法径、セメントの種類で
表示される。

従来、生コンの製造は、ミキサーによる混練時の生コン
のスランプ状態をオペレータが目視検査し、変動があれ
ば制御盤に取り付けてある表面水補正器をカンによって
操作し、施工現場での所望スランプ値となるよう調整し
て行われている。

しかし、この製造方法によれば、水分量が変化するので
所望スランプ値を得ることができるが、スランプ値の変
動原因が細骨材の水分変化でない場合があり、かかる場
合は、水セメント比（W/C）に変化を生じ強度が変動す
る。

このため、W/Cの変化により強度が変動したとしても、2
8日強度を保証するため、呼び強度に２〜３δ（δは28
日強度の標準偏差）を加算して配合決定がされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の生コンの製造方法において
は、オペレータによる表面水補正が不可欠であるため、
生コンの製造装置を自動運転できないと共に、施工現場
での所望スランプ値にバラツキを生じる問題がある。

又、28日強度を保証するため、必要以上のセメントが使
用され、ムダを生じている。

そこで、本発明は、生コンの製造を自動的になし得ると
共に、施工現場でのスランプ値を所望スランプ値に適合
し得、かつセメント使用量を低減し得る生コンクリート
の製造方法とその装置の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決するため、第１の発明は、配合材におけ
る細骨材の表面水率を計量前に測定し、この測定値に基
づいて細骨材と水の目安計量値を設定する一方、計量前
の配合材の温度を測定し、この配合材による生コンの熱
平衡したときの温度を求め、上記熱平衡温度でのスラン
プ値を予め求められた熱平衡温度とスランプとの経験式
から求め、熱平衡温度でのスランプ値と所望スランプ値
との差に相当する表面水率補正値を予め求められたスラ
ンプと表面水率との経験式から求める一方、この表面水
率補正値に相当する生コンの強度を予め求められた強度
と表面水率との経験式から求め、かつ表面水率補正値に
基づく補正後の強度が呼び強度を満足するか否かを判定
し、呼び強度を満足する場合は前記細骨材と水の目安計
量値を上記表面水率補正値に基づいて補正し、しかる後
に配合材を各々計量し、かつミキサーに投入して所要時
間混練する方法である。

第２の発明は、前記配合材における細骨材と水の計量に
際し、細骨材と水を各補正計量値の所要割合迄計量する
一方、この割合まで計量される細骨材の表面水率を連続
計測して平均表面水率を求め、該表面水率に基づいて上
記細骨材と水の各補正計量値を再補正した後、細骨材と
水の再補正計量値の残量を計量する方法である。

第３の発明は、前記ミキサーによる混練に際し、ミキサ
ーモータの負荷電力から生コンの粘性値を求め、この粘
性値に相当するスランプ値を予め求められた粘性とスラ
ンプとの経験式から求める一方、所望スランプ値と上記
混練によるスランプ値の差が予め求められたスランプと
前記表面水率補正値との経験式に照らして所望値に成っ
ているか否かを判定し、所望値に成っている場合はミキ
サーゲート開の操作をする方法である。

第４の発明は、第１の発明の方法の実施に供した装置
で、配合材における細骨材の表面水率を計量前に測定す
る水分計と、この表面水率を入力して細骨材と水の目安
計量値を設定する表面水補正器と、配合材の温度を測定
する温度センサーと、この温度と予め求められた配合材
の比熱及び計量値を入力して生コンの熱平衡温度を演算
する平衡温度演算器と、この熱平衡温度を入力してその
温度での生コンのスランプ値を予め求められた熱平衡温
度とスランプとの経験式から演算するスランプ演算器
と、この熱平衡温度でのスランプと所望スランプ値との
差を入力してこれに相当する表面水率補正値を予め求め
られたスランプと表面水率との経験式から演算する表面
水率補正値演算器と、この表面水率補正値を入力してこ
れに相当する生コンの強度を予め求められた強度と表面
水率との経験式から演算し、かつ表面水率補正値に基づ
く補正後の強度が呼び強度を満足するか否かを判定する
強度判定器と、その満足するとの信号を入力して前記表
面水補正器に設定された細骨材と水の目安計量値を上記
表面水補正値に基づいて補正する計量値補正手段と、上
記表面水補正器における補正終了信号を入力して配合材
を各々計算する計量装置と、計量装置から投入された配
合材を所要時間混練するミキサーとを備えたものであ
る。

第５の発明は、第２の発明の実施に供した装置で、前記
計量装置における細骨材と水の計量器に、各々の計量動
作を表面水補正器に設定された各補正計量値の所望割合
迄続行させる信号を出力する前段計量指令手段と、上記
割合迄計量される細骨材の表面水率を連続計測する連続
水分計と、この計測値を入力して平均表面水率を演算す
る平均表面水率演算器と、この平均表面水率を入力して
前記表面水補正器に設定された細骨材と水の補正計量値
を再補正する計量値再補正手段と、上記表面水補正器に
おける再補正終了信号を入力して細骨材と水の計量器
に、細骨材と水の再補正計量値の残量の計量動作を続行
させる信号を出力する後段計量指令手段とを備えたもの
である。

そして、第６の発明は、第３の発明の方法の実施に供し
た装置で、前記ミキサーにおけるミキサーモータの負荷
電力から生コンの粘性値を演算する粘性値演算器と、こ
の生コンの粘性値を入力してこれに相当するスランプ値
を予め求められた粘性とスランプとの経験式から演算
し、かつ所望スランプ値と上記混練によるスランプ値の
差が予め求められたスランプと前記表面水率補正値との
経験式に照らして所望値に成っているか否かを判定する
スランプ判定器と、その所望値に成っているとの信号を
入力してミキサーゲートに開信号を出力するゲート開指
令手段とを備えたものである。

〔作用〕

前記第１と第４の手段においては、配合を決定する際の
温度と同一条件でのスランプ値、すなわち混練後から逓
減して熱平衡温度で安定するスランプ値を基準にして所
望スランプ値とするための水分補正、水分補正に基づく
強度のチェックがなされると共に、これらが熱平衡温度
とスランプとの経験式、スランプと表面水率との経験式
その他の経験式から自動的になされる。

又、第２と第５の手段においては、細骨材と水の計量が
二段階に行われ、前段の細骨材の計量時に細骨材の正確
な表面水率が計測され、この計測結果と前記水分補正に
見合う細骨材と水の後段の計量が行われる。

更に、第３と第６の手段においては、混練後の生コンの
スランプ値が粘性とスランプとの経験式から自動的に求
められ、この混練によるスランプ値と所望スランプ値と
の差がスランプと表面水率補正値との経験式に照らして
所望値に成っている場合にのみミキサーから排出され
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面と共に説明する。呼称21
0-15-25（Ｎ）、ミキサー回転数＝25、混練量＝１m³、
（Ｎ）＝普通セメントの生コンクリートの、配合；粗骨
材＝1110kg、細骨材＝750kg、セメント＝290kg、水＝15
0kg、混合剤＝7kgでの製造に際し、まず、第１図に示す
ように、細骨材ストックビン１に収容された細骨材
（砂）の表面水率Ｍを細骨材ストックビン１のゲート付
近に取り付けた連続計測可能な水分計２により計測前に
測定したところ、6.4％であった。この表面水率Ｍを表
面水補正器（図示せず）に入力し、細骨材と後述する水
の目安計量値を設定した。

なお、水分計２は、細骨材に高周波数（50MHz）の電磁
波を照射し、細骨材の含水率に比例して流れる変位電流
によって表面水率を計測するものである。

又、表面水補正器による細骨材と水の設定計量値の演算
は、次式に基づいて行われる。

S:砂の表乾状態の計量値 M:砂の表面水率 W:水の計量値ついで、第２図、第１図、第３図及び第４図に示すよう
に、粗骨材ストックビン３、細骨材ストックビン１、セ
メントストックビン４及び水ストックビン５にそれぞれ
収容された粗骨材、細骨材、セメント及び水の計量前の
温度を各ストックビン3,1,4,5のゲート付近に取り付け
た温度センサー6,7,8,9により測定したところ、粗骨材
＝28℃、細骨材＝22℃、セメント＝35℃、水＝18℃であ
った。これらの各温度と、予め求められた粗骨材、細骨
材、セメント、水の比熱及び計量値を、第５図に示すよ
うに、平衡温度演算器10に入力し、上記配合材による生
コンの熱平均温度ntを演算したところ、27℃を得た。

なお、熱平衡温度ntを演算するには、粗骨材、細骨材、
セメント、水の比熱をC₁,C₂,C₃,C₄、温度T₁,T₂,T₃,T₄及
び計量値をW₁,W₂,W₃,W₄とすると、次式による。

又、回収水については、設備されていない工場もある
が、設備されている場合は、加えることが望ましく、か
つ細骨材を２種以上用いる場合も、個別に加えることが
望ましい。

上記熱平衡温度ntをスランプ演算器11に入力し、予め求
められた熱平衡温度ntとスランプS1との経験式、例えば
次式（第６図参照）、 S1＝−0.2nt＋19 （４）から熱平衡温度ntでのスランプ値S1を求めたところ、1
3.6cmと成った。

ついで、この熱平衡温度ntでのスランプ値S1と所望スラ
ンプ値S_H＝15cmの減算器12による差Ｓ（15−13.6＝1.4c
m）を表面水率補正値演算器13に入力し、予め求められ
たスランプＳと表面水率Ｍとの経験式、例えば次式（第
７図参照）、Ｓ＝3M （５）から熱平衡温度ntでのスランプ値S1と所望スランプ値S_H
との差Ｓに相当する表面水率補正値Mrを求めたことろ、
−0.5％を得た。

そして、この表面水率補正値Mrを強度演算器14に入力
し、予め求められた強度と表面水率Ｍとの経験式、例え
ば次式（第８図参照）、強度＝20M （６）から表面水率補正値Mrに相当する生コンの強度＝−1.0k
g/cm²を得ると共に、この表面水率補正値Mrに基づく補
正後の強度＝230（28日強度の標準偏差δ（15kg/cm²）
の２倍が呼び強度に加算（210＋２×15＝240kg/cm²）さ
れたものから減算）を強度判定器15に入力し、呼び強度
を満足するか否かを判定し、満足するとの信号を得た。

なお、満足しない場合は、警報が発せられ、配合変更等
が行われる。

強度判定器15からの満足するとの信号は、計量値補正手
段16に入力され、この計量値補正手段16によって前記表
面水補正器に設定された表面水率を上記表面水補正値Mr
に基づいて補正（6.4−0.5＝5.9％）としてこの表面水
補正器によって設定された細骨材と水の計量値を補正し
た。

上記表面水補正器における補正終了信号が計量装置にお
ける粗骨材とセメントの計量器（いずれも図示せず）に
入力されると、各々の計量器が計量値まで計量動作を続
行する一方、上記信号が前段計量手段に入力されると、
細骨材と水の計量器（いずれも図示せず）に、各々の計
量動作を表面水補正器に設定された各補正計量値の所要
割合（任意に設定でき、再水分補正設定可能な位置で装
置の性能によって決定される）迄続行させた。そして、
上記割合迄計量される細骨材の表面水率が前記水分計２
によって連続計測されると共に、この計測値が平均表面
水率演算器（図示せず）に入力されて細骨材の平均表面
水率が演算され、この平均表面水率は、計量値再補正手
段（図示せず）に入力された後、該計量再補正手段によ
って前記表面水補正器に設定された細骨材と水の補正計
量値を再補正した。

上記表面水補正器における再補正終了信号が後段計量指
令手段に入力されると、この手段によって細骨材と水の
計量器による細骨材と水の再補正計量値の残量の計量動
作を続行した。

各計量器による配合材の計量が終了した後、配合材は、
ミキサー（図示せず）に投入されて混練されるが、第９
図に示すように、この混練に伴うミキサーモータの負荷
電力Wmを粘性値演算器17に入力して生コンの粘性値（2
7.5）を得た。

なお、粘性値としては、混練量と回転数とを含めて扱う
ことが好ましい。

ついで、生コンの粘性値をスランプ演算器18に入力し、
予め求められた粘性とスランプの経験式、例えば次式
（第10図参照）、粘性＝−4.3S_M＋97.5 （７）から生コンの粘性値に相当するスランプ値S_Mを演算して
スランプ値Ｓ＝16.3cmを得、かつ所望スランプ値S_Hと上
記混練によるスランプ値S_Mとの差を減算器19により求
め、これをスランプ判定器20に入力して、予め求められ
たスランプＳと前記表面水率補正値Mrとの経験式、例え
ば次式（第11図参照）、Ｓ＝−3Mr （８）に照らして、所望値になっているか否かを判定したとこ
ろ、16.3−３×0.5＝14.8cm（これは、スランプ値の許
容差内（15±2.5cm）である）を得、所望値になってい
るとの判定を得た。

所望値になっているとの信号は、ゲート開指令手段21に
入力され、この手段によってミキサーゲートが開いて生
コンが排出された。

なお、所望値になっていないとの判定の場合は、ミキサ
ーゲートがロックされると共に警報が発せられる。

これを30分でＡ現場に納入し、現場でスランプ値を測定
したところ、14cmであった。これはスランプ値の許容差
内であった。なお、生コンの温度は、25℃であった。

同じものを60分でＢ現場に納入し、現場でスランプ値を
測定したところ、13cmであった。これはスランプ値の許
容差内であった。なお、生コンの温度は、27℃であっ
た。

〔発明の効果〕

以上のように第１と第４の発明によれば、配合を決定す
る際の温度と同一条件でのスランプ値、すなわち混練後
から逓減して熱平衡温度で安定するスランプを基準にし
て所望スランプ値とするための水分補正、水分補正に基
づく強度のチェックがなされると共に、これらが熱平衡
温度とスランプとの経験式、スランプと表面水率との経
験式その他の経験式から自動的になされるので、生コン
の製造を全自動でなすことができると共に、施工現場で
のスランプ値を所望スランプ値に適合させることがで
き、かつセメントの使用量を従来に比し大幅に低減する
ことができる。

又、第２と第５の発明によれば、上記第１と第４の発明
の効果に加え、細骨材と水の計量が二段に行われ、前段
の細骨材の計量時に細骨材の正確な表面水率が計測さ
れ、この計測結果と前記水分補正に見合う細骨材と水の
後段の計量が行われるので、生コンの強度を一層正確に
して、セメント使用量の一層の低減が図れる。

更に、第３と第６の発明によれば、第１と第４の発明又
は第２と第５の発明の効果に加え、混練後の生コンのス
ランプ値が粘性とスランプとの経験式から自動的に求め
られ、この混練によるスランプ値と所望スランプ値との
差がスランプと表面水率補正値との経験式に照らして所
望値に成っている場合にのみミキサーから排出されるの
で、特に施工現場での所望スランプ値の適合精度を一層
向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は細骨材ストックビンに対する水分計の取り付け
状態を示す概略図、第２図、第３図及び第４図はそれぞ
れ粗骨材ストックビン、セメントストックビン及び水ス
トックビンに対する温度センサーの取り付け状態を示す
概略図、第５図は熱平衡温度の演算から表面水補正器の
計量値の補正設定までのブロック図、第６図、第７図及
び第８図はそれぞれ熱平衡温度とスランプとの相関、ス
ランプと表面水率との相関及び強度と表面水率との相関
関係を示す説明図、第９図は混練された生コンの粘性値
の演算からミキサーゲート開までのブロック図、第10図
及び第11図はそれぞれ粘性とスランプとの相関及びスラ
ンプと表面水率補正値の相関関係を示す説明図である。１…細骨材ストックビン、２…水分計３…粗骨材ストックビン４…セメントストックビン５…水ストックビン 6,7,8,9…温度センサー 10…平衡温度演算器、11…スランプ演算器 13…表面水率補正値演算器 14…強度演算器、15…強度判定器 16…計量値補正手段、17…粘性値演算器 18…スランプ演算器、20…スランプ判定器 21…ゲート開指令手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配合材における細骨材の表面水率を計量前
に測定し、この測定値に基づいて細骨材と水の目安計量
値を設定する一方、計量前の配合材の温度を測定し、こ
の配合材による生コンクリートの熱平衡したときの温度
を求め、上記熱平衡温度でのスランプ値を予め求められ
た熱平衡温度とスランプとの経験式から求め、熱平衡温
度でのスランプ値と所望スランプ値との差に相当する表
面水率補正値を予め求められたスランプと表面水率との
経験式から求める一方、この表面水率補正値に相当する
生コンクリートの強度を予め求められた強度と表面水率
との経験式から求め、かつ表面水率補正値に基づく補正
後の強度が呼び強度を満足するか否かを判定し、呼び強
度を満足する場合は前記細骨材と水の目安計量値を上記
表面水率補正値に基づいて補正し、しかる後に配合材を
各々計量し、かつミキサーに投入して所要時間混練する
ことを特徴とする生コンクリートの製造方法。
【請求項２】前記配合材における細骨材と水の計量に際
し、細骨材と水を各補正計量値の所要割合迄計量する一
方、この割合迄計量される細骨材の表面水率を連続計測
して平均表面水率を求め、該平均表面水率に基づいて上
記細骨材と水の各補正計量値を再補正した後、細骨材と
水の再補正計量値の残量を計量することを特徴とする請
求項１記載の生コンクリートの製造方法。
【請求項３】前記ミキサーによる混練に際し、ミキサー
モータの負荷電力から生コンクリートの粘性値を求め、
この粘性値に相当するスランプ値を予め求められた粘性
とスランプとの経験式から求める一方、所望スランプ値
と上記混練によるスランプ値の差が予め求められたスラ
ンプと前記表面水率補正値との経験式に照らして所望値
に成っているか否かを判定し、所望値に成っている場合
はミキサーゲート開の操作をすることを特徴とする請求
項１又は２記載の生コンクリートの製造方法。
【請求項４】配合材における細骨材の表面水率を計量前
に測定する水分計と、この表面水率を入力して細骨材と
水の目安計量値を設定する表面水補正器と、配合材の温
度を測定する温度センサーと、この温度と予め求められ
た配合材の比熱及び計量値を入力して生コンクリートの
熱平衡温度を演算する平衡温度演算器と、この熱平衡温
度を入力してその温度での生コンクリートのスランプ値
を予め求められた熱平衡温度とスランプとの経験式から
演算するスランプ演算器と、この熱平衡温度でのスラン
プ値と所望スランプ値との差を入力してこれに相当する
表面水率補正値を予め求められたスランプと表面水率と
の経験式から演算する表面水率補正値演算器と、この表
面水率補正値を入力してこれに相当する生コンクリート
の強度を予め求められた強度と表面水率との経験式から
演算し、かつ表面水率補正値に基づく補正後の強度が呼
び強度を満足するか否かを判定する強度判定器と、その
満足するとの信号を入力して前記表面水補正器に設定さ
れた細骨材と水の目安計量値を上記表面水補正値に基づ
いて補正する計量値補正手段と、上記表面水補正器にお
ける補正終了信号を入力して配合材を各々計量する計量
装置と、計量装置から投入された配合材を所要時間混練
するミキサーとを備えたことを特徴とする生コンクリー
トの製造装置。
【請求項５】前記計量装置における細骨材と水の計量器
に、各々の計量動作を表面水補正器に設定された各補正
計量値の所要割合迄続行させる信号を出力する前段計量
指令手段と、上記割合迄計量される細骨材の表面水率を
連続計測する連続水分計と、この計測値を入力して平均
表面水率を演算する平均表面水率演算器と、この平均表
面水率を入力して前記表面水補正器に設定された細骨材
と水の補正計量値を再補正する計量値再補正手段と、上
記表面水補正器における再補正終了信号を入力して細骨
材と水の計量器に、細骨材と水の再補正計量値の残量の
計量動作を続行させる信号を出力する後段計量指令手段
とを備えたことを特徴とする請求項４記載の生コンクリ
ートの製造装置。
【請求項６】前記ミキサーにおけるミキサーモータの負
荷電力から生コンクリートの粘性値を演算する粘性値演
算器と、この生コンクリートの粘性値を入力してこれに
相当するスランプ値を予め求められた粘性とスランプと
の経験式から演算し、かつ所望スランプ値と上記混練に
よるスランプ値の差が予め求められたスランプと前記表
面水率補正値との経験式に照らして所望値に成っている
か否かを判定するスランプ判定器と、その所望値に成っ
ているとの信号を入力してミキサーゲートに開信号を出
力するゲート開指令手段とを備えたことを特徴とする請
求項４又は５記載の生コンクリートの製造装置。