JPS62263008A - コンクリ−トの練りまぜ方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はコンクリートの練りまぜ方法に関するものであ
る。

（従来技術） 一般にコンクリートプラント等においては、コンクリー
トの製造はセメント・、粗骨材、細骨材、水等をミキサ
に投入し、一定時間以上練りまぜる方法がとられている
。

コンクリート製造に使用する骨材のうち、とくに細骨材
はその採取四層、天候、貯蔵の状態により、表面水量が
大きく変動し、その結果、練り上り後のコンクリートの
品質にバラツキが生じる。

従って、細骨材の表面水量を正確に且つ短時間にとらえ
、表面水量の変動に合せて配合を修正することがコンク
リートの品質管理の垂要なポイントになる。

現在、細骨材の表面水量は、細骨材をミキサに投入する
前にその一部をサンプリングし、ＪＩＳ−Ａ−１１１１
にＱ隠して値を求めている。即ち、第９図に示すように
ストックヤード１からベルトコンベーア２で細骨材を貯
蔵ピン３に搬入し、計量ｉ、に、、準゛拠して表面水出
を測定し、その結果を配合修正部６に与えて計量ピン４
内の配合修正を行って、計量ピン４からミキサ７に細骨
材を投入している。

また、コンクリートの練りまぜ時間もコンクリートの品
質管理の重要なポイントになる。

従来、コンクリートの練りまぜ時間の決定手順は次のよ
うになっている。

（イ）　１バツチの練りまぜ容量を決める。

（０）　　練りまぜ時間を３点選び、あるスランプの配
合について３回試験を行う。

（ハ）　それぞれについて、モルタルの単位容積質量差
及び粗骨材量差を求める。

（ニ）　練りまぜ時間毎の試験値の標準偏差を求める。

（ホ）　９５％信頼限界線を画き、規格値との交点の練
りまぜ時間を求めて、長い時間の方に決める。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような１８骨材の表面水１の求め方
では、次のような問題点がある。

（ａ　Ｉ）　　試験により表面水ｍが求まるまでに、１
０分程度の時間がかかり、連袂的に棟り混ぜを行った場
合、全バッチの表面水量の測定が困難。

（ａ２）　計量ピン４への投入時にサンプリングを行う
ため、配合修正に使用された細骨材の表面水量と実際の
値が異なる。

（ａ３）　サンプリング員が少ないため、サンプリング
箇所の相違により表面水量のバラツキが生じる。

（ａ４）　表面水量の変動を配合にフィードバックする
ため、常時サンプリング、測定のための人員配置が必要
となる。

一方、前述したような練りまぜ時間の決定の仕方では、
次のような問題点がある。

（ｂｌ）　練りまぜ農及びスランプ値に応じて決定して
いくので、測定数量が莫大になり、全ての組合わぜにつ
いて行うのは不可能であり、また試験自体も煩雑となる
。

（ｂ２）　この方法によって決定される練りまぜ時間は
、材料の品質変化（骨材表面水壁など）は考慮されてい
ないため、実際の練りまぜでは表面水量などが変動する
と、品質は安定しない。

（ｂ３）　モルタルの単位容積質屋差及び単位相骨材母
の差だけでコンクリート材料の均等性を評価しているた
め、実際に必要なコンクリートの品質（スランプ、空気
層、７リージングなど）は保証されない。

本発明の目的は、安定した品質の確保と練りまぜ能率の
向上を図ることができるコンクリートの練りまぜ方法を
提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係るコンクリートの練りまぜ方法は、セメント
、粗骨材、ｔａ骨材等のコンクリ−１〜材料をミキサに
投入し、前記ミキサを回転して練りまぜを行う際に、練
りまぜ水の加水開始時より前記ミキサの消費電力を測定
し、加水中に測定電力値が予め設定した基準電力値に達
するまでのＷ４算電力値を篩定し、得られた積算電力値
を予め保管されているＪＪＩＩ電力値と細骨材表面水率
の対照データにあてはめて表面水準を推定し、得られた
推定表面水率をもとに修正加水固を算定して補正水を投
入し、且つ前記推定表面水率をもとに所要品質に応じた
適正練りまぜエネルギーを決定し、得られた適正練りま
ぜエネルギーになるまで前記ミキサを回転してそのエネ
ルギーに達した時点で練りまぜを終了することを特徴と
する。

（作用） コンクリート材料を練りまぜると、骨材に含まれる表面
水の表面張力の影響で、細骨材とセメントの小塊を形成
する。表面水量が増加すると小塊の数が増え、ミキサの
回転に影響を及ぼす抵抗が大きくなる。この抵抗力を電
力負荷で表わして積算し、そのｌａ算電電力値赫準電力
値に達した時の値を求め、この積ｎ電力値をもとに表面
水率を推定し、この推定表面水率をもとに適正練りまぜ
エネルギーを求め、それぞれの値に基いて加水量を補正
し、練りまぜ時間の決定を行うので、安定した品質のコ
ンクリートが待られるようになり、また練りまぜ能率を
向上させることができる。

（実ｍ例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。本発明者は、練りまぜ時の抵抗（換言すればミキサ消
費電力）が細骨材の表面水面に関係があると着目し、第
１図のような構成で、練りまぜ時の表面水量とミキサ消
費電力との関係を調べた。図において、８ＬＪ、８Ｖ、
８Ｗは三相Ｉｔ源からミキサ７のモータ７Ａに給電を行
う給電線、９は二電力計法でミキサ７の電力負荷値を求
める電力変換器、ｉ　ｏは三ｔｔｔのｔｏ電ａａｕ、ａ
ｖ、８Ｗから電力変換器８に電圧入力を与える電圧変換
器、１１は電力変換器９の出力を表示するＸ−Ｙレコー
ダ、１２は電力変換器９の出力をディジタル信号に変換
するアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）ボードである。

実験によれば、加水速度を遅＜　（２ｋ　Ｑ　／ｓｅａ
　）すると、加水時のミキサ消費電力の推移は第２図の
ようになり、表面水率による差が顕著となることが判明
した。

また、加水速度を遅くした場合について、加水中の水セ
メント比（Ｗ／Ｃ）の推移とミキサ消費電力の関係を調
べたところ、第３図に示すような関係が得られた。この
関係から、電力が降下する際に、成る一定電力値に達し
た時の水セメント比は表面水率によらず一定であること
がわかった。

このことから、表面水量が異なる場合、一定水量に達す
るまでに消費される電力エネルギーに通いが生じる。

そこで、加水時から基準電力値に達するまでの積算電力
値と表面水準の関係を求めたところ、第４図に示すよう
な結果が得られた。図から明らかなように、設定した３
１類の基準電力値のいずれにおいても良い相関が得られ
ている。この関係は、加水速度が異なる場合でも適用で
き、実験では加水速度が１〜４ｋｇ／ｓｅｃの範囲で有
効性が確認された。

更に、加水速度を任意に選択した場合、第５図に示すよ
うに積算電力値ＴＲに加水速度Ｖｌｌを乗じた積（ＴＲ
−Ｖｗ）と表面水準の関係は常に一定となることが確認
された。

以上の実験により、任意の加水速度において表面水率が
推定できることがわかった。

次に、適正練りまぜエネルギーによるコンクリートの品
質管理についても検討を行った。

錬り上ったコンクリートの品質は、練りまぜ時間、ミキ
サブレード回転数、細骨材の表面水石などによって変化
する。これらの要因によりコンクリート品質の変動を、
練りまぜ時にミキサ７がした仕事ＩＩ（以下、練りまぜ
エネルギーという。）の差としてとらえると、第６図（
Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように、練りまぜエネルギーと
コンクリートの品質（即ち、スランプ、空気量、プリー
ジング率）との関係は細骨材の表面水率をパラメータと
した１つの曲線で表わせることがわかった。

従って、コンクリートを一定品質とするためには、表面
水率に応じて適正な練りまぜエネルギーを決定してやれ
ばよい。例えば、ブリージングの許容−を設定した４８
＆、表面水率と適正練りまぜエネルギーの関係は第７図
に示すようになる。これにより必要に応じてプリージン
グ率を設定することによって、表面水率に対応した練り
まぜエネルギーが求まる。また、スランプの変動や空気
１１の変化は、ｒＡＧ図（Ａ）（Ｂ）より練りまぜエネ
ルギーが１．Ｏｗｈ／Ｑ以下で大きくなっていることか
ら、これらを安定したものどするために、管理値をｉ、
Ｑｖｈ／’悲以上に設定すれば、コンクリートの品質は
更に改Ｍされる。

このような結果をもとに本発明の本実施例では、次のよ
うにして練りまぜを行った。

（Ａ）　　指定配合により各コンクリート材料の計母を
行う。

（Ｂ）　　各コンクリ−“ト材料をミキサに投入する。

このとき、練りまぜ水の投入速ｒ１Ｋ（加水速度）はバ
ルブ等の操作により一定速度まで低下させる。練りまぜ
水の投入時用は、他の材料と同時か、成るいは空練り後
のどちらでもよい。

（Ｃ）　　加水開始時よりミキサ消費電力を測定し、記
録する。

（Ｄ）　　加水中に測定電力値が、予め設定した基準電
力値に運するまでの積鐸苛力値を算定する。

（Ｅ）　　コンピュータ等ににす、１ｑられた積ｎ′Ｉ
Ｒ力値を予めバックデータとして保管されているｇＩｒ
Ｊ′ＩＢ力値と細骨材表面水率のｒＯ係データにあては
めて、表面水率の推定を行う（第４図、第５図参照）。

（Ｆ）　　推定表面水準をもとに修正加水量を算定し、
加水終了後に連続して補正水の投入を行う。

（Ｇ）　　前述した（Ｆ）の作業に並行して、推定表面
水準をもとに所要品質に応じた適正練りまぜエネルギー
を決定する（第７図参照）。

なお、（Ｃ）〜（Ｇ）にわたる処理はリアルタイムで行
われる。

（Ｈ）　　そのバッチで練りまぜエネルギーが適正エネ
ルギーに達したかどうかを判定する。達した場合、練り
まぜを終了し、コンクリートをミキサ７から排出する。

以上のような本実施例の練りまぜ方法のフローチャート
図を示すと第８図に示すようになる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明では、ミキサ積ｔＪ電力崎を
測定し、これにもとづいて表面水率を推定し、この推定
表面水率をもとに適正練りまぜエネルギーを求め、それ
ぞれ・の値に基づいて加水量を補正し、練りまぜ時間の
決定を行うので次のような効果を得ることができる。

（ａ　）　　骨材表面水管理 （ａ−１＞　　連続的に練りまぜを行った場合でも、短
時間で表面水量を測定することができ、表面水量のバッ
チ間の変動をとらえることができる。

（ａ　−２）　　練りまぜ全農の表面水ｍが求まるため
、サンプリング箇所によるばらつきがない。

（ａ−３）　　加水速度を任意に選択してもあ定は可能
である。

（ａ　−４）　　練りまぜ作業のオペレータの一環とし
て行うことができ、表面水測定のための人目配置の必要
がない。

（ａ−５＞　　従来のｉ！２備に、加水速度を制御する
ための簡易な装置（ス１−〇−ク調整付シリンダ弁など
）、電力検出装置およびパソコン（市販されている程度
のもの）等を付設するだけで表面水の管理ができるので
、他のシステム（サンドコントローラ、水分針など）に
比べて非常に安いコストでシステム化ができる。

（ｂ）　　コンクリートの品質 （ｂ−１）　　細骨材の表面水分に応じて適正練りまぜ
エネルギーを決定していく方法であるため、表面水間の
変動による品質の変化がなく、安定したコンクリ−１−
を供給できる。

（ｂ−２）　　スランプ、空気畿などのばらつきの範囲
を練りまぜエネルギーの変化としてとらえることができ
るので、品質管理が容易となる。

（ｂ−３＞　　プリージングなどの許苔値を任意に設定
できるので、施工性（表面仕上げなど）を考慮したコン
クリートの製造が可能となる。

（ｂ−４）　　練りまぜエネルギーは、練りまぜ最およ
びミキサ容量が変化しても一定の指標値として扱うこと
ができるので、任意の練りまぜ畿で安定した品質が得ら
れる。

（Ｃ）　　練りまぜ能率の向上 （ｃ−１）　　従来のように一定時固練りまぜるのでは
なく、各バッチに適した独りまぜエネルギーを決定して
いくので、無駄な練りまぜ時間がなくなり、コンクリー
トの製造能率が向上する。

（ｄ）　　システム化 （ｄ−１）　　従来のように品質管理をオペレークの目
視や肋に頼るというものでなく、システムとし１品質の
自助管理が行えるので、熟練したオペレータを必要とせ
ず、また、小数の人員配置で対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法によるミキサの電力測定装置の一
例を示すブロック図、第２図は加水速度を遅くしたとき
の練りまぜ時間とミキサ８Ｍ費電力との関係を示す特性
図、第３図は加水中の水セメント比とミキサ消費電力と
の関係を示す特性図、第４図は加水時の積０電力値と１
８骨材表面水率の関係を示す特性図、第５図は積算電力
値と加水速度の積とＳ骨材表面水率の関係を示す特性図
、第６図（Ａ＞（Ｂ）（Ｃ）は練りまぜエネルギーとコ
ンクリートの各性状との関係を示す特性図、第７図は細
骨材表面水率と適正練りまぜエネルギーの関係を示す特
性図、第８図は本発明の方法の工程の一例を示すフロー
チャート図、第９図は従来の工程を示すブロック図であ
る。 ７・・・ミキサ、９・・・電力変換器。 第１図 ／　　　　　　　　］］　　　　　　　　　　　１ン第
２図 第３図　。 Ｗ　　Ｃ（′１０） 第６図 （Ａ） 第６図 （Ｂ）゛ 、も出ナトＴ↑のメｂ罰氷−！Ｐ（安 ＡＥヤｙヒｕ　−ｋＩＹ］　Ａ＜”Ｆ−（”１０）」負
正Ｓ里りＪでで１半）しＡ゛−（Ｗｈ／））ブリーヅン
７″−ｖ！（％） 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セメント、粗骨材、細骨材等のコンクリート材料をミキ
   サに投入し、前記ミキサを回転して練りまぜを行う際に
   、練りまぜ水の加水開始時より前記ミキサの消費電力を
   測定し、加水中に測定電力値が予め設定した基準電力値
   に達するまでの積算電力値を算定し、得られた積算電力
   値を予め保管されている積算電力値と細骨材表面水率の
   対照データにあてはめて表面水率を推定し、得られた推
   定表面水率をもとに修正加水量を算定して補正水を投入
   し、且つ前記推定表面水率をもとに所要品質に応じた適
   正練りまぜエネルギーを決定し、得られた適正練りまぜ
   エネルギーになるまで前記ミキサを回転してそのエネル
   ギーに達した時点で練りまぜを終了することを特徴とす
   るコンクリートの練りまぜ方法。