KR100199444B1 - 레미콘 양산중 슬럼프 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레미콘 양산중 슬럼프 측정 방법에 관한 것으로, 믹서기 모터에 토크감지수단을 구비하여 레미콘 생산시 원료가 혼합된 정도에 따라 이 믹서기 모터의 축에서 받는 토크 변화량을 감지하고, 이에 대한 아날로그 신호를 A/D변환기에서 디지탈 신호로 바꾸어 제어유니트에 제공하여, 생산공정 도중 일정 구간에 걸쳐 슬럼프를 계산한 다음 모니터에 출력할 수 있게 함으로써, 레미콘의 생산도중에 슬럼프를 측정하여 임의로 조절이 가능하게 되어, 레미콘의 품질을 보다 향상시킬 수 있는 레미콘 양산중 슬럼프 측정 방법를 제공하는데 있다.

Description

레미콘 양산중 슬럼프 측정 방법

본 발명은 레미콘 양산중 슬럼프를 측정하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레미콘 양산 도중에 믹서기 모터의 토크변화량을 이용하여 슬럼프를 측정함으로써, 콘크리트의 유동성 여부를 보다 정확하고 쉽게 알 수 있게 되어, 품질을 향상시킬 수 있는 레미콘 양산중 슬럼프 측정 방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축물에 이용되는 콘크리트는 콘크리트 제조설비를 갖춘 공장에서 직접 생산된 생 콘크리트를 트럭에 담아 공사현장까지 운반하면서 균일하게 조합하는 레미콘(ready mixed concrete)을 많이 이용하고 있다.

이러한 레미콘은 공장에 구비된 믹서기 내에 물, 시멘트, 잔골재, 굵은 골재, 혼화재료 등을 일정한 비율로 담은 다음, 믹서기 모터를 구동시켜서 각 원료가 균등하게 혼합되어 소정의 슬럼프(유동성)를 가지도록 섞은 후, 레미콘 트럭에 옮겨 담아 운반하는 동안에도 계속 섞어서 제조하게 된다.

특히, 상기 레미콘은 그 품질을 판단하는 중요한 요소로서 압축강도나 공기량, 슬럼프 등 여러가지 요소들을 측정하게 된다.

이때, 슬럼프(SLUMP)는 레미콘 공장에서 각 원료(물, 시멘트, 잔골재, 굵은 골재, 혼화재료 등)를 믹서기에 일정한 비율로 섞어 유동성을 가지도록 양산된 레미콘에서 샘플을 채취하여서 측정하게 된다.

기존의 슬럼프 측정방법은 이미 생산된 레미콘으로부터 채취된 샘플을 슬럼프 콘에 넣어 다짐대로 다진 다음, 슬럼프 콘을 벗겨내서 그 무너진 정도를 측정하여 유동성을 측정하게 된다.(한국공업규격 KS F 2402)

그러나, 이러한 슬럼프 측정 방법은 레미콘이 완전히 양산된 다음 측정이 가능하기 때문에 슬럼프가 부적절한 경우 이미 양산된 레미콘을 폐기해야 하고, 그 측정시간에 있어서도 믹서기에서 레미콘 양산에 소요되는 시간에 비하여 너무 길기 때문에 적당한 슬럼프를 갖는 레미콘의 양산이 어려워, 이에 대한 개선이 필요하게 되었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 믹서기 모터에 토크감지수단을 구비하여 레미콘 생산시 원료가 혼합된 정도에 따라 이 믹서기 모터의 축에서 받는 토크 변화량을 감지하고, 이에 대한 아날로그 신호를 A/D변환기에서 디지탈 신호로 바꾸어 제어유니트에 제공하여, 생산공정 도중 일정 구간에 걸쳐 슬럼프를 계산한 다음 모니터에 출력할 수 있게 함으로써, 레미콘의 생산도중에 슬럼프를 측정하여 임의로 조절이 가능하게 되어, 레미콘의 품질을 보다 향상시킬 수 있는 레미콘 양산중 슬럼프 측정 방법를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 레미콘 생산에 따라 시간변화에 대한 믹시기 모터의 토크 변화량을 나타내는 도표,

도 2는 본 발명에 따라 배합비를 달리한 레미콘의 토크미터 출력과 슬럼프에 대한 상관관계의 일부를 나타내는 도표,

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

A구간 : 원료투입구간B구간 : 믹싱구간

C구간 : 배출구간

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 물, 시멘트, 잔골재, 굵은 골재, 그리고 혼화재료를 각각 일정한 비율로 믹서기에 담아 모든 과정이 완료될때까지 원료를 골고루 교반시켜 주는 원료혼합과정과, 상기 믹서기 모터의 구동으로 그 축에 조합된 토크감지수단을 이용하여 원료가 섞이면서 달라지는 슬럼프에 대응되는 토크 변화량을 아날로그 신호로 인식하는 토크량 감지과정과, 연속적으로 변하는 이 아날로그 신호를 받아 A/D변환기에서 디지탈 신호로 바꾸어 제어유니트에 입력신호를 제공하는 신호입력과정과, 상기 제어유니트가 이 입력신호를 받아 노이즈 제거를 위한 필터링 과정을 거쳐서 슬럼프를 계산한 후 모니터로 출력하는 출력과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 토크감지수단은 믹서기 모터의 축이 받는 토크량을 측정할 수 있는 토크미터인 것을 특징으로 한다.

이를 첨부도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 믹서기 모터가 계속하여 구동되는 믹서기 내부에 계량된 각 원료( 물, 시멘트, 잔골재, 굵은 골재, 혼화재료 등)를 투입하여 원료를 섞는 원료혼합과정과, 이러한 원료혼합과정이 진행되는 동안 상기 믹서기 모터에 장착된 토크감지수단을 이용하여 시간에 따라 연속적으로 변하는 슬럼프의 변화에 따른 토크 변화량을 아날로그 신호로 감지하는 토크량 감지과정과, 이 아날로그 신호를 A/D변환기에서 디지탈 신호로 바꿔 제어유니트에 제공하는 신호입력과정과, 이러한 디지탈 신호를 받은 제어유니트에서 기준 슬럼프와 측정 슬럼프를 비교분석하여 모니터와 같은 출력수단에 출력하는 출력과정이 연속적으로 이루어지게 함으로써, 레미콘 양산이 계속되는 도중에 슬럼프를 측정할 수 있게 한 것이다.

여기서, 본 발명에 따른 각 과정별로 살펴보면, 먼저 원료혼합과정은 믹서기 모터를 포함하는 믹서기에 원료 즉, 물, 시멘트, 잔골재, 굵은 골재 등을 시멘트의 사용용도와 품질규격에 따라 일정한 비율로 담고, 여기에 특성물성치 등을 얻기 위해 혼화재료를 섞은 다음, 믹서기 모터를 구동시켜 각 원료가 균일하게 섞이도록 유도하는 과정으로, 일반적인 레미콘 양산과정에서 사용하고 있는 방법으로 진행되는데, 특히 이 원료혼합과정은 본 발명에 따른 전 과정이 끝날때까지 계속하여 진행하게 된다.

이렇게 믹서기 모터를 구동시키게 되면 각 원료가 서로 섞이는 정도에 따라 슬럼프(유동성)의 변화에 대한 토크미터 출력이 변하게 되는데, 본 발명의 일시예를 나타내는 첨부도면 1은 시간변화에 대한 이 토크미터 출력의 변화량을 나타내는 것으로, 그 전체적인 형상은 철자 형상의 분포곡선을 얻게 된다.

즉, 상기 믹서기 모터가 계속 구동되고 있는 믹서기에 계량된 각 원료를 투입하게 되면 원료가 제대로 섞이지 않은 상태에서 믹서기 모터가 구동되기 때문에 이 믹서기 모터가 받는 토크 변화량은 점차 증가하게 되고, 이와 같은 상태로 믹서기 모터가 계속 구동하여 각 원료가 균일하게 혼합됨에 따라 유동성이 커지면서 이 모터의 토크 변화량은 점차적으로 감소하게 되는 것이다.

토크량 감지과정에서는 믹서기 모터에 설치된 토크감지수단을 이용하여 토크 변화량을 아날로그 신호로 감지하게 되는데, 이 아날로그 신호는 레미콘의 슬럼프(유동성)와 비례하여 나타나게 된다.

특히, 상기 토크감지수단은 믹서기 모터에 공급되는 전원에 접속하여 슬럼프의 변화에 대한 이 모터의 구동력, 즉 토크변화량을 아날로그 신호로 연속하여 얻게 된다.

이러한 토크감지수단은 공지된 기술로 제작된 토크 미터를 이용하게 되는데, 본 발명의 실시예에서 이용하고 있는 토크 미터는 일반적으로 전기적인 방법을 으용하여 제작된 것을 이용하게 된다.

이와 같이 토크감지수단으로 얻어진 믹서기 모터의 토크량 변화는 첨부도면 1에서 보는 곡선과 같는 형태가 되는데, 본 발명에서는 슬럼프의 변화에 따른 토크변화량의 폭이 큰 믹싱구간(B)에서 토크 미터를 이용하여 토크를 측정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 슬럼프 측정방법에서는 이와 같이 나타내는 슬럼프 변화에 대한 토크 변화량을 여러가지 배합비에 따라 측정하여 도표 1에서와 같은 기준 슬럼프를 정하고 이 기준 슬럼프와 측정 슬럼프를 비교하게 되는데, 후술하는 측정방법에서 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

신호입력과정과 출력과정은 토크 미터에서 이러한 토크 변화량을 입력신호로 받아 들여 제어유니트 내에서 기준 슬럼프와 측정된 슬럼프를 비교하는 과정으로, 이러한 아날로그 신호를 받아 A/D변환기를 거치게 하여서 디지탈 신호로 바꾸어주고, 다시 이 디지탈 신호를 입력신호로 제어유니트에 공급하여 슬럼프를 계산한 다음 모니터출력을 얻게 되는 것이다.

이때, 상기 제어유니트에는 레미콘 품질 규격에 맞는 기준 슬럼프를 얻기 위해 반복하여 측정된 슬럼프의 평균값을 구한 실험식이 이미 입력되어 있으며, 이 식을 이용하여 기준 슬럼프와 측정 슬럼프를 비교하게 된다.

이렇게 비교된 측정 슬럼프는 모니터와 같은 출력수단에 의하여 믹서기를 작동시키는 운전자가 용이하게 알 수 있도록 비교값과 비교하여 출력되거나, 경고음 등을 발생시켜서 레미콘의 품질에 맞는 슬럼프를 유지할 수 있도록 후속조치를 취하게 된다.

만일, 측정된 슬럼프가 허용된 기준 슬럼프의 범위 내에 있게 되면 레미콘 양산을 계속하여 진행하게 되며, 기준 슬럼프의 범위를 벗어나게 되면 운전자가 다음 레미콘의 양산시 원료, 특히 물의 배합비를 달리하여 원하는 슬럼프를 얻을 수 있도록 조절하는 제어과정을 병행하게 된다.

첨부도면 2는 본 발명에 따라 배합비를 달리한 레미콘의 토크미터 출력과 슬럼프에 대한 상관관계의 일부를 나타내는 도표로서, 이러한 도표를 얻기 위한 측정장치 및 측정방법은 다음과 같다.

본 발명의 측정방법에서 믹서기는 37KW의 믹서기 모터(124A, 220V)가 구비된 2㎥/배치 용량을 갖는 2축 믹서기를 이용하게 되며, A/D변환기는 정도가 12bits이며 샘플링비가 100KS/s인 것을 이용하게 되고, 사용되는 골재는 잔골재(일반사)와 굵은 골재(25㎜이하 쇄석)를 사용하게 된다.

또한, 상기 토크 미터는 믹서기 모터에 공급되는 전원에 연결되어 이 모터의 축이 받는 토크 변화량을 감지하게 되고, 이 토크 미터는 A/D변환기에 접속되어 제어유니트에 입력신호를 제공하게 되며, 이 제어유니트는 모니터와 같은 출력수단과 접속설치되어 있다.

특히, 상기 제어유니트에는 도표 1에서 보는 것과 같은 기준 슬럼프가 이미 입력되어 있는데, 이는 본 발명의 측정장치에 각 원료를 다른 비율로 배합하여 슬럼프 및 토크미터 출력을 계산한 것이다.

즉, 도표 1은 상기 믹서기를 이용하여 레미콘 양산시 많이 이용되는 배합비인 5가지 종류로 원료를 배합하여 여러번에 걸쳐 슬럼프 및 토크미터 출력값을 측정하여 평균값을 계산한 것이다.

여기서, 기준 슬럼프를 측정하는 순서는 상기 믹서기 모터를 구동시키면서 양산하고자 하는 레미콘의 품질에 맞도록 물, 시멘트, 잔골재, 굵은 골재, 그리고 혼화재료를 계량한 다음 믹서기에 투입하게 되는데, 이 과정은 첨부도면 1의 원료투입구간(A)에서 이루어지게 된다.

특히, 각 원료는 레미콘 양산에 따라 가장 많이 이용되는 레미콘의 배합비를 이용하게 되나, 본 발명의 실시예에서는 도표 1에서와 같이 5가지의 배합비를 이용하고 있는 것을 보여주고 있는데, 이러한 배합비를 점차 달리하게 되면 첨부도면 2와 같은 선형의 토크미터 출력과 슬럼프의 비를 얻게 된다.

[표 1]

배합종류	물시멘트(W/C)비[%]	잔골재율(S/A)[%]	슬럼프(SLUMP)[㎝]	토크미터 출력[V]
배합 1	69.83	48.73	10	7.065
배합 2	67.35	48.83	13	6.727
배합 3	60.82	48.29	15	6.257
배합 4	57.17	48.44	19	5.630
배합 5	52.12	48.36	20	5.062

여기서, 레미콘의 배합비에 따른 종류는 일반적으로 건축업계에서 이용하는 물시멘트비와 잔골재율의 비로서 결정하게 되며, 본 발명의 기준 슬럼프 측정에서도 이러한 기존의 방법을 그대로 이용하게 된다.

이와 같이 여러가지 배합비를 달리하여 믹서기 모터를 구동시키게 되면, 상기 토크 미터는 믹서기 모터가 받는 토크 변화량을 연속적인 아날로그 신호로 받아들이게 되고, 이 아날로그 신호는 A/D변환기에 입력신호로 제공하게 된다.

이때, 각각의 슬럼프 및 토크미터 출력은 각 배합종류에 따라 여러번에 걸쳐 레미콘을 양산하면서 얻은 값들을 평균으로 계산하여 얻게 된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 토크 미터가 토크 변화량을 측정하는 시기는 각 원료가 어느 정도 균일하게 섞이기 시작하는 믹싱구간(B)이 시작하여 13초가 경과된 다음부터 약 7초간에 걸쳐 측정하는 것이 바람직하며, 이러한 구간의 제한은 운전자가 용이하게 슬럼프를 측정할 수 있는 구간을 임의로 정하여 슬럼프 측정을 할 수도 있다.

이어, 상기 A/D변환기는 이 입력신호를 디지탈 신호로 바꾸어서 다시 제어유니트에 입력신호로 제공하게 되는데, 각 배합비에 따라 여러번에 걸쳐 측정한 평균 슬럼프와 트크미터 출력은 도표 1과 같다.

이러한 토크미터 출력에 따른 슬럼프의 비는 첨부도면 2에서 도시되어 있으며, 이 기준슬럼프가 상기 제어유니트에 입력되어서 측정슬럼프와 비교를 하게 되는 것이다.

즉, 본 발명의 기준 슬럼프를 얻는 것과 같은 방법으로 레미콘의 양산시 토크감지수단을 이용하여 토크미터 출력을 얻은 값을 제어유니트에서 인식하여 첨부도면 2에 대응시켜 보게 되면, 이에 대한 슬럼프값을 바로 알 수 있게 되는데 이 측정 슬럼프와 기준 슬럼프의 값을 믹서기 운전자가 인식할 수 있도록 모니터에 출력하게 되는 것이다.

예를 들어, 기준 슬럼프가 15인 레미콘을 양산하려고 믹서기를 운전하고 있는데 이때의 믹서기 모터의 토크미터 출력이 6.727이었다면, 양산되는 이 레미콘의 측정 슬럼프는 15보다 작은 13인 것을 운전자가 쉽게 알 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 측정 슬럼프와 기준 슬럼프의 값을 비교한 다음 일반적으로 이용되어 온 종래의 방법으로 레미콘을 양산하게 되는 것이다.

한편, 상술한 것과 같은 토크미터 출력과 슬럼프의 비는 본 발명의 실시예에서 제시하고 있는 것으로 제한하는 것은 아니며, 믹서기 및 믹서기 모터의 용량이나 투입되는 골재에 따라서 토크미터 출력과 슬럼프가 다른 관계식을 얻어 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명은 물, 시멘트, 잔골재, 굵은 골재, 그리고 혼화재료를 일정한 비율로 믹서기에 담아 이를 균일하게 섞어주는 믹서기 모터의 축에 토크감지수단을 구비하여, 믹서기 모터의 구동으로 레미콘의 유동성에 대한 변화량을 아날로그 신호로 감지하고, 이 아날로그 신호를 다시 디지탈 신호로 바꾸어서 모니터에 출력가능하게 함으로써, 레미콘 생산이 진행되는 동안에 슬럼프의 변화를 쉽게 측정 및 조절할 수 있게 되어 레미콘의 품질을 향상시킬 수 있게 되고, 또한 폐레미콘을 줄여 이것의 처리에 따른 비용등을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 물, 시멘트, 잔골재, 굵은 골재, 그리고 혼화재료를 각각 일정한 비율로 믹서기에 담아 모든 과정이 완료될때까지 원료를 골고루 교반시켜 주는 원료혼합과정과,

   상기 믹서기 모터의 구동으로 그 축에 조합된 토크감지수단을 이용하여 원료가 섞이면서 달라지는 슬럼프에 대응되는 토크 변화량을 아날로그 신호로 인식하는 토크량 감지과정과,

   연속적으로 변하는 이 아날로그 신호를 받아 A/D변환기에서 디지탈 신호로 바꾸어 제어유니트에 입력신호를 제공하는 신호입력과정과,

   상기 제어유니트가 이 입력신호를 받아 노이즈 제거를 위한 필터링 과정을 거쳐서 슬럼프를 계산한 후 모니터로 출력하는 출력과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 레미콘 양산중 슬럼프 측정 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 토크감지수단은 믹서기 모터의 축이 받는 토크량을 측정할 수 있는 토크미터인 것을 특징으로 하는 레미콘 양산중 슬럼프 측정 방법.

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