KR100769870B1 - 콘크리트 재료 계량 장치 및 계량 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 수침 세골재 계량 장치(1)는, 세골재를 저장하는 저장병(2)과, 이 저장병 아래쪽에 배치된 세골재 공급 호퍼(3)와, 이 세골재 공급 호퍼의 토출구(4) 아래쪽에 설치된 진동 피더(5)와, 이 피더의 출구 근방에 배치된 체 기구(23)와, 이 체 기구 아래쪽에 설치된 계량조(6)와, 이 계량조 위쪽에 설치된 액위 계측 수단으로서의 전극식 변위 센서(7)와, 계량조(6)의 질량을 계측하는 질량 계측 수단으로서의 로드셀(8)로 개략적으로 구성되어 있다.

Description

콘크리트 재료 계량 장치 및 계량 방법 {DEVICE AND METHOD FOR WEIGHING CONCRETE MATERIAL}

도 1은 본 발명에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 장치의 전체 측면도.

도 2는 마찬가지로 본 발명에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 장치의 전체 측면도.

도 3은 도 2의 확대 측면도.

도 4는 진동 피더(5), 체 기구(23) 및 계량조(6)의 배치 상황을 도시한 분해 사시도.

도 5는 전극식 변위 센서(7) 및 계량조(6)의 배치 상황을 도시한 분해 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 장치를 이용하여 세골재를 계량조(6)에 투입하는 모습을 도시한 도면으로, (a)는 측면도, (b)는 A-A선 방향에서 본 화살 표시도.

도 7은 본 발명에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 장치를 이용하여 계량조(6)에 투입된 수침 세골재의 액위를 계측하고 있는 모습을 도시한 측면도.

도 8은 본 발명에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 장치의 전체도.

도 9는 도 8의 B-B선에 따른 계량조의 단면도.

도 10은 본 발명에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 방법을 도시한 흐름도.

도 11은 본 발명에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 장치의 작용을 도시한 도면.

도 12는 변형예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치를 도시한 전체도.

도 13은 도 12의 C-C선에 따른 계량조의 단면도.

도 14는 별도의 변형예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치를 도시한 전체도.

도 15는 도 14의 D-D선에 따른 계량조의 단면도.

도 16은 별도의 변형예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치를 도시한 단면도.

도 17은 별도의 변형예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치의 전체도.

도 18은 별도의 변형예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법을 도시한 흐름도.

도 19는 별도의 변형예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치의 전체도.

도 20은 도 19의 E-E선에 따른 계량조의 단면도.

도 21은 본 발명에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 방법을 도시한 흐름도.

도 22는 본 발명에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 장치의 작용을 도시한 도면,

도 23은 본 발명에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 장치의 전체도.

도 24는 도 23의 F-F선에 따른 수침 골재 용기의 단면도.

도 25는 본 발명에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 방법을 도시한 흐름 도.

도 26은 본 발명에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 장치의 작용을 도시한 도면.

도 27은 변형예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치를 도시한 전체도.

도 28은 도 27의 G-G선에 따른 수침 골재 용기의 단면도.

도 29는 또 다른 변형예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치를 도시한 전체도.

도 30은 도 29의 H-H선에 따른 수침 골재 용기의 단면도.

도 31은 또 다른 변형예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치를 도시한 단면도.

도 32는 본 발명에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 방법을 도시한 흐름도.

도 33은 본 발명에 따른 바람직한 또 다른 콘크리트 재료 계량 방법을 도시한 흐름도.

도 34 및 도 35는 본 발명에 따른 바람직한 또 다른 콘크리트 재료 계량 방법을 도시한 흐름도.

도 36 및 도 37은 본 발명에 따른 바람직한 또 다른 콘크리트 재료 계량 방법을 도시한 흐름도.

도 38은 본 발명에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 방법을 도시한 흐름도.

도 39는 변형예에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 방법을 도시한 흐름도.

도 40은 또 다른 변형예에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 방법을 도시한 흐름도.

도 41은 본 발명에 따른 바람직한 또 다른 콘크리트 재료 계량 방법을 도시한 흐름도.

도 42는 본 발명에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 방법을 도시한 흐름도.

도 43은 변형예에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 방법을 도시한 흐름도.

도 44 및 도 45는 본 발명에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 방법을 도시한 흐름도.

도 46 및 도 47은 변형예에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 방법을 도시한 흐름도.

도 48은 본 발명에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 방법을 도시한 흐름도.

도 49는 변형예에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 방법을 도시한 흐름도.

도 50 및 도 51은 본 발명에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 방법을 도시한 흐름도.

도 52 및 도 53은 본 발명에 따른 바람직한 또 다른 콘크리트 재료 계량 방법을 도시한 흐름도.

도 54 및 도 55는 본 발명에 따른 콘크리트 재료의 계량 연산을 실행시키기 위한 프로그램의 처리 절차를 도시한 흐름도.

도 56은 전술한 프로그램을 실행하기 위한 하드 구성을 도시한 블럭도.

도 57 및 도 58은 본 발명에 따른 바람직한 또 다른 콘크리트 재료의 계량 연산을 실행시키기 위한 프로그램의 처리 순서를 도시한 흐름도.

도 59는 본 발명에 따른 바람직한 계량 용기의 배출 기구 및 그것이 적용되는 계량 장치의 전체도.

도 60은 도 59의 I-I선에 따른 수직 단면도.

도 61은 본 발명에 따른 바람직한 계량 용기의 배출 기구의 작용을 도시한 도면.

도 62는 계량 장치(401)를 이용하여 수침 골재의 계량을 행하고 있는 모습을 도시한 도면.

도 63은 본 발명에 따른 바람직한 별도의 계량 용기의 배출 기구의 도면으로, (a)는 측면도, (b)는 J-J선에 따른 수평 단면도.

도 64는 본 발명에 따른 바람직한 또 다른 계량 용기의 배출 기구의 전체도.

도 65는 도 64에 도시한 계량 용기의 배출 기구의 작용을 도시한 도면.

도 66은 본 발명에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 장치의 전체도.

도 67은 각 계량 용기를 도시한 측면도.

도 68은 도 66의 K-K선에 따른 단면도.

도 69는 콘크리트 재료 계량 장치의 작용을 도시한 도면.

도 70은 본 발명에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 장치의 전체도.

도 71은 각 계량 용기를 도시한 측면도.

도 72는 도 70의 L-L선에 따른 단면도.

도 73은 콘크리트 재료 계량 장치의 작용을 도시한 도면.

도 74는 본 발명에 따른 바람직한 콘크리트 재료 계량 장치의 전체도.

도 75는 각 계량 용기를 도시한 측면도.

도 76은 도 74의 M-M선에 따른 단면도.

도 77은 콘크리트 재료 계량 장치의 작용을 도시한 도면.

본 발명은 함수 상태가 다른 골재 및 물을 계량하는 콘크리트 재료 계량 장치 및 계량 방법에 관한 것이다.

콘크리트를 현장 배합할 때에는, 수량이 콘크리트 강도 등에 큰 영향을 미치기 때문에 믹싱 시에 충분히 관리할 필요가 있지만, 배합 재료인 골재는 그 저장 상황이나 기후 조건 등에 의해서 함수 상태가 다르므로, 습윤 상태의 골재를 사용하면 콘크리트 중의 수량이 골재의 표면수의 양만큼 증가하고, 건조 상태의 골재를 사용하면 콘크리트 중의 수량이 유효 흡수량만큼 감소한다.

이 때문에, 골재의 건습 정도에 따라 믹싱 시의 수량을 보정하여 시방 배합대로 콘크리트를 제조하는 것이 콘크리트의 품질 유지에 있어서 매우 중요한 사항이 된다.

여기서, 습윤 상태에서의 표면수의 수량(골재의 표면에 부착되어 있는 수량)을 표면 건조 상태(표면은 건조하나 물을 포함하고 있는 상태)의 골재의 질량으로 나눈 비율을 표면수 비율이라고 부르고 있지만, 저장되어 있는 골재, 특히 세골재는 일반적으로 젖어 있는 것이 많기 때문에, 이러한 표면수 비율을 골재의 건습 정도의 지표로서 미리 측정하고, 그 측정값에 기초하여 믹싱 수량을 조정하는 것이 일반적이다.

그리고, 이러한 표면수 비율의 측정은, 종래에는 골재가 저장된 스톡 병이라고 부르는 저장 용기로부터 소량의 시료를 채취하여 그 질량 및 절대 건조 상태에서의 질량을 계측하고, 이어서 이들 계측값과 미리 측정된 표면 건조 상태의 흡수율을 이용하여 산출하였다.

그러나, 이러한 측정 방법에서는, 적은 시료로부터 전체의 표면수 비율을 추측하는 것에 지나지 않기 때문에, 정밀도의 면에서 뭐라 해도 한계가 있는 한편, 절대 건조 상태의 질량을 계측하기 위해서는 버너 등에 의한 가열 작업이 필요해지므로, 실제로 사용하는 양에 가까운 양을 채취하여 이것을 시료로 하는 것은 경제성이나 시간 면에서 비현실적이라고 하는 문제가 생겼다.

또한, 이러한 문제를 보완하기 위해, 믹싱 상황을 오퍼레이터가 눈으로 확인하거나, 믹서의 부하 전류를 참고함으로써 믹싱 수량을 조정하는 방법을 채용하는 경우가 있지만, 이러한 방법 자체가 정밀도가 낮아, 결국 강도 면에서 20%에 가까운 높은 안전 계수를 고려해 넣어야 하므로 비경제적인 배합이 된다고 하는 문제도 생겼다.

특히, 밀도, 입도 등의 종류가 다른 복수 골재를 혼합하는 경우에는 전술한 문제가 더욱 심각해진다.

본 발명은 전술한 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 골재의 표면수 비율을 계측하지 않더라도 골재 및 물의 질량을 정확히 계측하는 것이 가능한 콘크리트 재료 계량 장치 및 계량 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 복수 골재 및 물의 질량을 정확히 계측하는 것이 가능한 콘크리트 재료 계량 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 골재 및 물의 질량을 그 골재의 표면수 비율을 고려하면서 정확히 계측하는 것이 가능한 콘크리트 재료 계량 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 골재 및 물의 질량을 그 골재의 표면수 비율을 고려하면서 정확히 계측하는 것이 가능한 콘크리트 재료 계량 방법과 프로그램 및 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 골재 및 물을 수침 골재로서 계량하는 경우에 있어서 계량 용기 본체와 바닥 덮개 사이에 골재를 개재시킴으로써 수밀성의 저하나 시일의 손상을 방지하는 것이 가능한 계량 용기의 배출 기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 골재 및 물을 수침 골재로서 계량하는 경우에 정확히 계량된 물 및 골재를 반죽 믹서 내에 확실하게 투입하는 것이 가능한 계량 용기의 배출 기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 계량하여야 하는 골재의 양에 무관하게 골재 계량의 정밀도 를 일정하게 유지하는 것이 가능한 콘크리트 재료 계량 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

(수침 방식에 의한 계량)

본 발명에 따른 콘크리트 재료 계량 장치를 사용하여 골재 및 물을 계량하기 위해서는, 우선 임의의 습윤 상태로 있는 골재를 골재 공급 호퍼의 토출구로부터 토출하고, 이것을 물과 함께 계량조에 수용하여, 이것을 수침 골재로 한다. 수침 골재를 계량조에 수용할 때에는 골재가 완전히 수몰되도록 해 둔다.

다음에, 이러한 상태로 계량조에 수용된 수침 골재, 즉 골재 및 물의 전체 질량(M_f)을 질량 계측 수단으로 계측하는 동시에, 그 전체 용적(V_f)을 액위 계측 수단으로 계측한다. 질량 계측 수단으로서는, 예컨대 로드셀을, 액위 계측 수단으로서는 전극식 변위 센서를 비롯하여 초음파 센서, 광 센서 등 여러 가지 센서를 사용할 수 있다.

여기서, 전체 질량(M_f)을 계측하기 위해서는 질량 계측 수단으로 계측된 값으로부터 계량조만의 질량을 빼면 되고, 전체 용적(V_f)을 계측하기 위해서는 액위와 용량과의 관계를, 예컨대 1 mm 걸러서 미리 계측하는 동시에, 이것을 예컨대 컴퓨터의 기억 장치에 기억시켜 두고, 계측된 액위에 대응하는 용량을 그 기억 장치로부터 적절하게 읽어내면 된다.

다음으로, 전체 질량(M_f) 및 전체 용적(V_f)으로부터 물의 질량(M_w), 골재가 표면 건조 상태에 있을 때의 질량(M_a)을, ρ_a를 표면 건조 상태의 골재의 밀도, ρ_w를 물의 밀도, a를 전체 용적(V_f) 중에 포함되는 공기량(%)으로 하여,

M_a＋M_w＝M_f (1)

M_a/ρ_a＋M_w/ρ_w＝V_f·(1－a/100) (2-a)

의 두 식을 풀어서 산출한다.

또, 공기량을 무시할 수 있는 경우에는,

M_a＋M_w＝M_f (1)

M_a/ρ_a＋M_w/ρ_w＝V_f (2)

의 두 식을 풀어, 물의 질량(M_w) 및 골재가 표면 건조 상태에 있을 때의 질량(M_a)을 산출한다.

이와 같이 하여 물의 질량(M_w) 및 표면 건조 상태의 골재의 질량(M_a)을 계측 산출한 후에는, 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하고, 이어서 보충해야 하는 부족분을 계량한 후, 이것을 전술한 수침 골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 하면 좋다.

이와 같이, 골재의 표면수는 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출되는 동시에, 골재의 질량은 표면 건조 상태일 때의 질량(M_a)으로서 파악된다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 사용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

여기서, 골재의 보충이 필요해지는 경우, 그 골재의 표면수에 대해서는 고려하지 않게 되지만, 최초에 계량하는 계량조 내의 골재와 물의 양을 시방 배합의 비율 또는 그것에 가까운 비율로 해 두면, 골재의 보충이 필요하게 되었다고 해도 그 보충량은 많지 않다. 그리고, 이러한 보충분의 표면수에 이르러서는, 필요한 수량에 비교해서 무시할 수 있을 정도의 미소량이며, 콘크리트의 품질상 아무런 문제가 되지 않는다.

또, 계량조에 골재 및 물을 넣어 수침 골재로 할 때, 골재를 물을 섞어 굳히는 동시에, 그 골재를 그 상단이 물의 액면과 거의 일치하도록 투입하도록 하면, 계량조 내의 골재와 물과의 비율이 일반적인 시방 배합에 가까운 것이 되어 골재의 보충량을 대폭 줄일 수 있게 된다.

계량조의 용적은 임의적이며, 콘크리트 배합을 행하는 단위, 즉 1 배치(batch)에 필요한 전체량으로 해도 좋고, 몇 회로 나눠 계량하도록 하더라도 좋다.

골재는 그 입경에 있어서 임의적이며, 세골재 및 조골재가 포함되는 동시에, 계량조를 어떻게 구성할지도 임의적이지만, 골재를 특히 세골재로 한 경우에 계량조를 그 내경이 아래쪽으로 넓어지는 원뿔대 형상으로 형성한 경우에는 계량 종료 후에 수침 세골재를 쉽게 꺼낼 수 있게 된다.

계량조에 세골재와 물을 투입함에 있어서, 어느 것을 선행시킬 것인지는 임 의적이지만, 물을 선행 투입하고 그 후에 세골재를 투입하면, 수침 세골재로 기포가 혼입되는 것을 상당히 억제할 수 있게 된다.

또한, 세골재 공급 호퍼로부터 토출된 세골재에 있어서는, 이것을 계량조에 직접 투입하여도 상관없지만, 상기 세골재 공급 호퍼의 토출구 아래쪽에 배치되어 그 토출구로부터 토출된 세골재에 소정의 진동을 부여하면서 반송하는 진동 피더와, 이 진동 피더의 출구 근방으로서 상기 계량조의 위쪽에 배치된 체 기구를 구비하여, 이러한 진동 피더 및 체 기구를 통해 물이 선행 투입된 계량조에 세골재를 투입하면, 세골재의 단립화(團粒化)가 방지되고, 수침 세골재로의 기포 혼입을 거의 완전히 억제할 수 있게 되어, 사실상 기포의 영향을 무시할 수 있다.

이와 같이 진동 피더 및 체 기구를 사용함으로써 기포 혼입을 방지할 수 있는 경우에 있어서는 이하와 같이 계량을 행하면 좋다.

즉, 우선 계량조에 물을 선행 투입해 두고, 그 후 임의의 습윤 상태로 있는 세골재를 세골재 공급 호퍼의 토출구로부터 토출하며, 이것을 진동 피더로 단립화를 방지하면서 반송하고, 이어서 상기 진동 피더로부터 반송되어 온 세골재를 체 기구 위에서 진동시키면서 그 체 기구로부터 소정 입경의 세골재만을 낙하시켜 이것을 계량조에 투입하여 수침 세골재로 한다.

다음에, 이러한 상태로 계량조에 수용된 수침 세골재, 즉 세골재 및 물의 전체 질량(M_f) 및 전체 용적(V_f)을 전술한 바와 같이 질량 계측 수단 및 액위 계측 수단으로 각각 계측한다.

다음으로, 전체 질량(M_f) 및 전체 용적(V_f)으로부터 물의 질량(M_w), 세골재가 표면 건조 상태에 있을 때의 질량(M_a)을, ρ_a를 표면 건조 상태의 세골재의 밀도, ρ_w를 물의 밀도로 하여,

M_a＋M_w＝M_f (1)

M_a/ρ_a＋M_w/ρ_w＝V_f (2)

의 두 식을 풀어 산출한다.

이와 같이 하여 물의 질량(M_w) 및 표면 건조 상태의 세골재의 질량(M_a)을 계측 산출한 후에는, 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하고, 이어서 보충해야 하는 부족분을 계량한 후, 이것을 전술한 수침 세골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 하면 좋다.

(용량 계측이 불필요한 수침 방식에 의한 계량)

또한, 본 발명에 따른 콘크리트 재료 계량 장치 및 계량 방법에 있어서는, 우선 계량조의 저부 개구를 바닥 덮개로 막아 그 계량조 안을 수밀 상태로 하고, 이러한 상태로 급수 수단에 의해 계량조 내로 물을 투입하는 동시에, 골재 공급 수단에 의해서 골재를 수침 상태가 되도록 계량조 내에 투입하여, 계량조 안을 수침 골재로 채운다.

계량조에 골재와 물을 투입함에 있어서, 어느 것을 선행시킬 것인지는 임의적이지만, 물을 선행 투입하고 그 후에 골재를 투입하면, 특히 세골재의 경우에 수 침 골재로의 기포 혼입을 상당히 억제하는 것이 가능해진다.

여기서, 계량조의 소정 높이 위치에는 그 계량조 안의 물이 바깥쪽으로 넘쳐 나오도록 소정의 오버플로우용 개구를 그 계량조를 구성하는 벽체에 형성하며, 물 및 골재를 투입하여 계량조 안을 수침 골재로 채움에 있어서는, 골재가 수면으로부터 나오지 않도록, 또한 물이 오버플로우용 개구로부터 넘쳐 나오도록 한다.

이와 같이 하면, 오버플로우용 개구로부터 물이 넘쳐 나오는 수위 레벨은 미리 결정되어 있기 때문에, 전술한 바와 같이 수침 골재를 채우면 그 전체 용량(V_f)은 계량하지 않더라도 기지의 값이 된다.

따라서, 수침 골재의 전체 질량(M_f)만을 수침 골재 질량 계측 수단으로 계측하면, ρ_a를 상기 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도, ρ_w를 물의 밀도로 하여, 이하의 두 식, 즉

M_a＋M_w＝M_f (1)

M_a/ρ_a＋M_w/ρ_w＝V_f (2)

을 푸는 것에 의해, 상기 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a) 및 물의 질량(M_w)을 용이하게 구할 수 있다. 덧붙여서 말하면, 수침 골재의 전체 질량(M_f)을 계측하기 위해서는 수침 골재 질량 계측 수단으로 계측된 값으로부터 계량조만의 질량을 빼면 된다.

이와 같이 하여 물의 질량(M_w) 및 표면 건조 상태의 골재의 질량(M_a)을 계측 산출한 후에는, 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하고, 계속해서 보충하여야 하는 부족분을 계량한 후, 이것을 전술한 수침 골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 하면 좋다. 또, 물이 지나치게 많은 경우에는 그 잉여분을 진공 등으로 흡인하면 좋다.

이와 같이, 골재의 표면수는 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출되는 동시에, 골재의 질량은 표면 건조 상태일 때의 질량(M_a)으로서 파악된다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건에서 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 사용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

골재는 주로 세골재를 대상으로 하지만, 조골재에도 적용할 수 있음은 물론이다.

오버플로우용 개구를 어떻게 계량조에 형성할 것인지는 임의적이지만, 이것을 다른 높이에 복수 개 설치한 경우, 전체 용량(V_f)에 관해서 다른 용량마다 계량조를 개별적으로 준비할 필요가 없어진다. 이러한 구성에서는, 계량하고 싶은 전체 용량(V_f)에 대응하는 오버플로우용 개구만을 개방해 두고, 다른 오버플로우용 개구에 대해서는, 예컨대 밀봉 마개를 사용하여 전부 밀봉해 두면 좋다.

또한, 상기 오버플로우용 개구의 오버플로우 높이를 가변적으로 구성한 경우, 오버플로우용 개구를 복수 개 설치하지 않더라도, 전체 용량(V_f)에 관해서 다른 용량에 대한 전술한 바와 같은 필요성에 대응하는 것이 가능해진다. 오버플로우용 개구의 오버플로우 높이를 가변적으로 구성하기 위해서는, 예컨대 오버플로우용 개구를 막는 폐색판을 수밀 상태가 유지되도록 승강 가능하게 부착하고, 그 폐색판을 승강시킴으로써 원하는 오버플로우 높이보다 아래쪽에 존재하는 개구 부분을 폐색판으로 막는 것이 가능지므로, 이렇게 하여 계량조 내의 수침 골재의 물이 넘쳐 나오는 수위 레벨을 가변적으로 조정할 수 있게 된다.

계량조는, 수침 골재를 수용할 수 있는 한 어떠한 형상으로 할 것인지는 임의적으로, 예컨대 중공 원통형으로 해도 괜찮지만, 이것을 중공 원뿔대 형상으로 형성한 경우, 아래쪽으로 갈수록 내경이 커지기 때문에 수침 골재가 도중에서 폐색될 우려가 없어져, 계량이 종료되었을 때 바닥 덮개를 개방한 것만으로 수침 골재를 자유 낙하시켜 용이하게 꺼낼 수 있다.

또, 계량조 내면에의 골재 부착이나 골재의 컴팩션 등에 의해 수침 골재를 완전히 자유 낙하시킬 수 없는 경우에는, 바이브레이터, 노커 등의 진동 부여 기기를 계량조의 측방에 적절하게 부착하면 좋다.

여기서, 상기 계량조의 위쪽에 소정의 바이브레이터를 승강 가능하게, 또한 그 강하 위치에서 상기 수침 골재에 매몰되도록 설치한 경우에는, 골재의 투입 도중 또는 투입 후에 바이브레이터를 강하시켜, 이러한 상태로 바이브레이터를 작동시킨다.

이와 같이 하면, 계량조 내에 투입된 골재는 진동에 의해서 평탄하게 되어, 그 골재가 수면 위로 나올 우려가 없어진다.

계량조의 용적에 대해서는 임의적이며, 콘크리트 배합을 행하는 단위, 즉 1 배치에 필요한 전체량으로 해도 좋고, 몇 회로 나눠 계량하더라도 좋다.

골재 공급 수단은, 골재를 저류하여 필요에 따라 소요량을 토출할 수 있도록 되어 있으면 어떠한 구성이라도 좋고, 통상의 호퍼라도 괜찮지만, 이러한 골재 공급 수단 내의 골재의 질량을 계측하는 골재 질량 계측 수단을 설치하면, 표면 건조 상태의 골재의 질량(M_a) 및 물의 질량(M_w)을 용이하게 구할 수 있을 뿐만 아니라, 골재의 표면수 비율을 구하는 것도 가능해진다.

즉, 습윤 상태에서의 골재의 질량을 M_aw로 하면, 상기 골재의 표면수 비율은,

(M_aw－M_a)/M_a (3)

으로서 산출할 수 있다.

한편, 급수 수단에 대해서도, 물을 공급할 수 있는 것이면 어떠한 구성이라도 괜찮지만, 급수된 물의 질량을 계측하는 급수 계량 수단을 상기 급수 수단에 설치하는 동시에, 상기 오버플로우용 개구로부터 넘쳐 나온 물의 질량을 계측하는 오버플로우 물 계량 수단을 구비한 경우에도, 역시 표면 건조 상태의 골재의 질량(M_a) 및 물의 질량(M_w)을 용이하게 구할 수 있을 뿐만 아니라, 골재의 표면수 비율을 구할 수 있다. 즉, 급수량을 M_I, 오버플로우량을 M_o라고 하면,

M_aw＝M_f(M_I－M_o) (4)

가 되기 때문에, 이것을 (3)식에 대입하면 골재의 표면수 비율을 산출할 수 있다.

이와 같이, 표면수 비율을 산출해 두면 전술한 바와 같은 골재의 보충을 행하는 경우에, 그 보충분에도 골재의 표면수를 고려할 수 있게 된다.

또, 수침 골재 내의 공기량 a(%)를 고려하는 것이면, 기지인 전체 용량(V_f)에 (1-a/100)를 곱하고, 이것을 다시 전체 용량(V_f)으로 함으로써, 공기량을 제외한 실제의 전체 용량으로 더욱 정밀도가 높은 계량을 할 수 있게 된다.

(용량 및 질량 계측이 불필요한 수침 방식에 의한 계량)

또한, 본 발명에 따른 콘크리트 재료 계량 장치 및 계량 방법에 있어서는, 우선 골재 계량 용기에 저류된 골재의 질량(M_aw)을 골재 질량 계측 수단으로 계측한다.

다음에, 수침 골재 용기의 저부 개구를 바닥 덮개로 막아 그 수침 골재 용기 안을 수밀 상태로 하여, 이러한 상태로 수침 골재 용기 내에 물을 투입하는 동시에, 질량이 계측된 전술한 골재를 수침 상태가 되도록 수침 골재 용기 내에 투입하여 수침 골재 용기 안을 수침 골재로 채운다.

수침 골재 용기에 골재와 물을 투입함에 있어서, 어느 것을 선행시킬 것인지는 임의적이지만, 물을 선행 투입하고 그 후에 골재를 투입하면, 특히 세골재의 경우에 수침 골재로의 기포 혼입을 상당히 억제할 수 있게 된다.

여기서, 수침 골재 용기의 소정 높이 위치에는 그 수침 골재 용기 내의 물이 바깥쪽으로 넘쳐 나오도록 소정의 오버플로우용 개구를 그 수침 골재 용기를 구성하는 벽체에 형성하며, 물 및 골재를 투입하여 수침 골재 용기 안을 수침 골재로 채움에 있어서는, 골재가 수면으로부터 나오지 않도록, 또한 물이 오버플로우용 개구로부터 넘쳐 나오도록 하는 한편, 투입된 물의 급수량(M_I)을 누적값으로서 계측하는 동시에, 오버플로우용 개구로부터 넘쳐 나온 오버플로우량(M_o)을 오버플로우 물 계량 수단에 의해서 누적값으로서 계측한다.

이와 같이 하면, 오버플로우용 개구로부터 물이 넘쳐 나오는 수위 레벨은 미리 결정되어 있기 때문에, 전술한 바와 같이 수침 골재를 채우면 그 전체 용량(V_f)은 계량하지 않더라도 기지의 값이 된다.

다음에, ρ_a를 상기 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도, ρ_w를 물의 밀도로 하여, 상기 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a) 및 상기 수침 골재 중의 물의 질량(M_w)을 이하의 두 식, 즉

M_a＋M_w=M_aw＋(M_I－M_o) (5)

M_a/ρ_a＋M_w/ρ_w＝V_f (2)

로부터 구하는 동시에 상기 골재의 표면수 비율을 다음 식

(M_aw－M_a)/M_a (3)

에 의해 산출한다.

이와 같이 하여 물의 질량(M_w), 표면 건조 상태의 골재의 질량(M_a) 및 표면수 비율을 계측 산출했으면, 이어서 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하여 보충하여야 하는 부족분을 계량하고, 보충해야 하는 것이 물이면 그 부족분을, 보충해야 하는 것이 골재이면 산출된 표면수 비율을 이용하여 표면수를 고려하면서 그 부족분을 전술한 수침 골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 한다. 또, 물이 지나치게 많은 경우에는 그 잉여분을 진공 등으로 흡인하면 좋다.

이와 같이, 골재의 표면수는 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출되는 동시에, 골재의 질량은 표면 건조 상태일 때의 질량(M_a)으로서 파악된다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 사용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

골재는 주로 세골재를 대상으로 하지만, 조골재에도 적용할 수 있음은 물론이다.

수침 골재 용기에 투입된 물의 급수량(M_I)을 어떻게 계측할 것인지는 임의적이며, 예컨대 그 수침 골재 용기에 물을 흘러 넘치도록 선행 투입하면, 전술한 바와 같이 오버플로우용 개구로부터 물이 넘쳐 나오는 수위 레벨은 미리 결정되어 있기 때문에, 투입된 물의 급수량(M_I)은 계량하지 않더라도 기지의 값이 된다.

또, 이러한 경우에, 그 후의 골재 투입에 의해서 물이 흘러 넘치는 일은 있 어도 수위가 내려가는 일은 없기 때문에, 급수량(M_I)의 누적값은 계량 중에 일정해진다.

여기서, 급수 계량 수단이 마련된 급수 수단을 구비하고, 이러한 급수 수단으로부터 급수되는 물의 양을 누적값으로서 급수 계량 수단으로 계측하여, 이것을 급수량(M_I)으로 해도 좋다.

오버플로우용 개구를 어떻게 수침 골재 용기에 형성할 것인지는 임의적이지만, 이것을 상이한 높이에 복수 개 설치한 경우, 전체 용량(V_f)에 관해서 다른 용량마다 수침 골재 용기를 개별적으로 준비할 필요가 없어진다. 이러한 구성에서는, 계량하고 싶은 전체 용량(V_f)에 대응하는 오버플로우용 개구만을 열어 두고, 다른 오버플로우용 개구에 대해서는, 예컨대 밀봉 마개를 사용하여 전부 밀봉해 두면 좋다.

또한, 상기 오버플로우용 개구의 오버플로우 높이를 가변적으로 구성한 경우에는, 오버플로우용 개구를 복수 개 설치하지 않더라도, 전체 용량(V_f)에 관해서 다른 용량에 대한 전술한 바와 같은 필요성에 대응하는 것이 가능해진다. 오버플로우용 개구의 오버플로우 높이를 가변적으로 구성하기 위해서는, 예컨대 오버플로우용 개구를 막는 폐색판을 수밀 상태가 유지되도록 승강 가능하게 부착하여 그 폐색판을 승강시킴으로써, 원하는 오버플로우 높이보다도 아래쪽에 존재하는 개구 부분을 폐색판으로 막을 수 있게 되어, 이렇게 해서 수침 골재 용기 내의 수침 골재의 물이 넘쳐 나오는 수위 레벨을 가변적으로 조정하는 것이 가능해진다.

수침 골재 용기는, 수침 골재를 수용할 수 있는 한 어떠한 형상으로 할 것인지는 임의적이며, 예컨대 중공 원통형으로 하는 것도 괜찮지만, 이것을 중공 원뿔대 형상으로 형성한 경우에는, 아래쪽으로 갈수록 내경이 커지기 때문에 수침 골재가 도중에서 폐색될 우려가 없어져, 계량이 종료되었을 때 바닥 덮개를 여는 것만으로 수침 골재를 자유 낙하시켜 용이하게 꺼낼 수 있다.

또, 수침 골재 용기 내면에의 골재 부착이나 골재의 컴팩션 등에 의해 수침 골재를 완전히 자유 낙하시킬 수 없는 경우에는, 바이브레이터, 노커 등의 진동 부여 기기를 수침 골재 용기의 측방에 적절하게 부착하면 좋다.

여기서, 상기 수침 골재 용기의 위쪽에 소정의 바이브레이터를 승강 가능하게, 또한 그 강하 위치에서 상기 수침 골재에 매몰되도록 설치한 경우에는, 골재의 투입 도중 또는 투입 후에 바이브레이터를 강하시켜, 이러한 상태로 상기 바이브레이터를 작동시킨다.

이와 같이 하면, 수침 골재 용기 내에 투입된 골재는 진동에 의해서 평탄해지므로, 그 골재가 수면 위로 나올 우려가 없어진다.

수침 골재 용기의 용적에 대해서는 임의적이며, 콘크리트 배합을 행하는 단위, 즉 1 배치에 필요한 전체량으로 해도 좋고, 몇 회로 나눠 계량하더라도 좋다.

(수침 방식에 의한 복수 골재의 계량∼누가 투입)

또한, 본 발명에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 있어서는, 우선 제1 골재 및 물을 그 제1 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 소정의 계량 조에 투입한다.

계량조에 골재와 물을 투입함에 있어서, 어느 것을 선행시킬 것인지는 임의적이지만, 물을 선행 투입하고, 그 후에 골재를 투입하면, 특히 세골재의 경우에 수침 골재로의 기포 혼입을 상당히 억제할 수 있게 된다.

다음에, 상기 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측한다. 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측하기 위해서는, 수침 골재로 채웠을 때의 계량조의 질량으로부터 계량조만의 질량을 빼면 된다.

여기서, 수침 골재의 전체 용량(V_f1)에 대해서는, 예컨대 수침 골재의 액위를 계측하는 액위 계측 수단, 구체적으로는 전극식 변위 센서를 이용할 수 있다.

다음에, ρ_a1을 상기 제1 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도, ρ_w를 물의 밀도로 하여, 이하의 두 식, 즉

M_a1＋M_w＝M_f1 (7)

M_a1/ρ_a1＋M_w/ρ_w＝V_f1 (8)

을 풀어, 상기 제1 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a1)을 구한다.

다음에, 제2 골재 및 필요한 물을 그 제2 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 상기 계량조에 투입한다. 여기서, 제2 골재를 투입함에 있어서는, 수침 골재, 즉 수면으로부터 나오지 않는 상태가 유지되는 한, 물을 추가 투입할 필요는 없으며, 필요한 물이란 수침 골재의 상태를 유지하기 위해서 필요한 물을 의미한다.

다음에, 상기 수침 골재의 전체 질량(M_f2)을 계측하고, V_f2를 상기 수침 골재의 전체 용량, ρ_a2를 상기 제2 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도로 하여, 이하의 두 식, 즉

M_a1＋M_a2＋M_w＝M_f2 (9)

M_a1/ρ_a1＋M_a2/ρ_a2＋M_w/ρ_w＝V_f2 (10)

를 풀어, 상기 제2 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a2)을 구한다.

이하, 전술한 절차를 반복하여 제(N-1) 골재의 표면 건조 상태에서의 질량[M_a(N-1)]까지를 순차적으로 구하고, 마지막으로 제N 골재 및 필요한 물을 그 제N 골재가 수면에서 나오지 않는 수침 골재가 되도록 상기 계량조에 투입한다.

여기서도, 필요한 물이란 전술한 바와 같이 제i 골재가 수면으로부터 나오지 않는다면 물을 투입하지 않는 경우도 있을 수 있다는 의미이며, 이러한 경우에는 제i 골재만이 계량조에 투입된다.

다음에, 상기 수침 골재의 전체 질량(M_fN)을 계측하고, V_fN을 상기 수침 골재의 전체 용량, ρ_aN을 상기 제N 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도로 하여, 이하의 두 식, 즉

ΣM_ai(i=1,2,3,‥(N-1))＋M_aN＋M_w＝M_fN (11)

Σ(M_ai/ρ_ai)(i=1,2,3,‥(N-1))＋M_aN/ρ_aN＋M_w/ρ_w＝V_fN (12)

을 풀어, 상기 제N 골재의 표면 건조 상태에서의 질량(M_aN) 및 물의 질량(M_w)을 구한다.

물의 질량(M_w) 및 표면 건조 상태의 골재의 질량[M_ai(i=1,2,3,‥N)]을 계측 산출한 후에는, 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하고, 계속해서, 보충하여야 하는 부족분을 계량한 후, 이것을 전술한 수침 골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 하면 좋다. 또, 물이 지나치게 많은 경우에는 그 잉여분을 진공 등으로 흡인하면 좋다.

이와 같이, 골재의 표면수는 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출되는 동시에, 골재의 질량은 표면 건조 상태일 때의 질량[M_ai(i=1,2,3,‥N)]으로서 파악된다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 사용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조할 수 있게 된다.

또한, 그에 더하여, 밀도, 입도 등이 다른 복수 골재라도, 습윤 상태의 차이에 의한 표면수의 영향을 최종적인 수량의 일부로서 정확히 파악하면서, 하나의 계량조 내에서 효율적으로 그와 같이 높은 정밀도로 계량하는 것이 가능해진다.

여기서, 수침 골재의 전체 용량[V_fi(i=1,2,3,‥N)]을 전술한 바와 같이 전극식 변위 센서 등을 이용하여 골재 계량 중에 계측하더라도 괜찮지만, 상기 물 및 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재를 수침 골재로서 상기 계량조에 투입할 때, 상기 수침 골재의 전체 용량[V_fi(i=1,2,3,‥N)]을 일정값(V_f)으로 유지하도록 하면 수침 골재의 전체 용량(V_f)은 계량하지 않더라도 기지의 값이 된다.

수침 골재의 전체 용량(V_fi(i=1,2,3,‥N))을 일정값(V_f)으로 유지하는 방법으로는, 수침 골재 중의 물을 계량조로부터 흘러 넘치게 하거나, 수침 골재 중의 물을 계량조 내의 소정 깊이 위치에서 흡인하는 것 등을 생각할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이 적어도 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2,3,‥N)]을 계측하면, 제N 골재의 표면 건조 상태에서의 질량[M_ai(i=1,2,3,‥N)] 및 물의 질량(M_w)을 구할 수 있지만, 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 습윤 상태에서의 질량(M_awi)을 각각 계측하도록 하면, 다음 식

(M_awi－M_ai)/M_ai (13)

에 의해 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 표면수 비율을 산출할 수 있다.

또한, 마찬가지로 상기 계량조로의 급수량(M_I) 및 상기 계량조로부터의 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측하도록 하면, 다음 식

ΣM_awj(j=1,2,3,‥i)＝M_fi－(M_I－M_o) (14)

*에서 ΣM_awj(j=1,2,3,‥i)를 구하고, 다음으로

ΣM_awj(j=1,2,3,‥i)－ΣM_awj(j=1,2,3,‥(i-1)) (15)

에서 M_awi를 구하여, 그 M_awi를 다음 식

(M_awi－M_ai)/M_ai (13)

에 대입함으로써, 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 표면수 비율을 산출할 수 있다.

여기서, 계량조로의 급수량(M_I)의 누적값은 반드시 증가한다고는 한정되지 않으며, 최초에 투입한 수량이 그 누적값이 되는, 즉 누적값이 변동하지 않고서 일정해지는 경우를 생각할 수 있다. 또한, 계량조로부터의 배수량(M_o)은 반드시 배수된다고는 한정되지 않으며, 누적값이 영 그대로인 경우도 생각할 수 있다. 한편, 수침 골재의 전체 용적[V_fi(i=1,2,3,‥N)]을 일정값(V_f)으로 유지하기 위해 수침 골재 중의 물을 계량조로부터 흘러 넘치게 하거나, 수침 골재 중의 물을 계량조 내의 소정 깊이 위치에서 흡인하거나 하는 경우에는 배수량(M_o)의 누적값이 증가하게 된다.

또, 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 습윤 상태에서의 질량(M_awi)을 각각 구하기 위해서는, 우선 제1 골재의 습윤 상태의 질량을 구하고, 다음에 그 값을 이용하여 제2 골재의 습윤 상태의 질량을 산출하며, 다음으로 이들 2개의 값을 이용하여 제3 골재의 습윤 상태의 질량을 산출하는 것과 같이, 제1 골재로부터 순차적으로 구해 갈 필요가 있다.

여기서, 본 명세서 및 청구의 범위에서 말하는 골재에는, 전술한 바와 같이 세골재 뿐만 아니라 조골재도 포함되는 동시에, 콘크리트를 구성하는 재료로서는 세골재와 조골재의 양방이 실제로 필요하게 된다. 따라서, 밀도가 서로 다르거나 입도가 서로 다르거나 하는 세골재나 조골재를 복수 사용하는 경우를 상정할 수 있다. 특히, 입도가 서로 다른 복수 골재를 적당한 비율로 혼합함으로써 원하는 입도(입도 분포)를 갖는 골재를 새롭게 만들어 내는 것이 콘크리트의 배합상 중요해지는 경우가 많다.

본 발명에 따른 콘크리트 재료 계량 방법은, 이와 같이 주로 밀도 및 입도의 적어도 어느 하나가 서로 다른 복수 골재를 계량하는 경우에 매우 유효한 계량 방법이다. 또, 본 명세서 및 청구 범위에는 복수 골재에 적용되는 발명이 그 외에도 다수 기재되어 있지만, 이러한 발명에 대해서도 동일하다고 말할 수 있다.

본 명세서 및 청구 범위에서 복수 골재라고 할 때는, 전부가 세골재인 경우, 전부가 조골재인 경우 및 세골재와 조골재를 임의로 포함하는 경우의 전부를 포괄하는 것이다. 또한, 전술한 바와 같이 복수 골재란 밀도나 입도가 서로 다른 것을 비롯하여, 산지, 강도, 영계수, 내구성, 천연 골재인가 인공 골재인가 부산 골재인가 또는 천연 골재라도 바다 모래인가 산 모래인가라는 산출 상황, 그리고 그 외 골재에 관한 분류 지표가 서로 다른 것을 말하는 것이다.

또한, 예컨대 ΣM_i(i=1,2,3,‥N)으로 표기했을 때에는, 총합, 즉 M₁＋M₂＋‥‥＋M_N을 나타내는 것이다. 또한, 제i(i=1,2,3,‥N) 골재라 표기했을 때에는 제1 골재, 제2 골재, 제3 골재, ‥‥ 및 제N 골재를 의미하는 것이다.

(용적 및 질량 계측이 불필요한 수침 방식에 의한 복수 골재의 계량∼누가 투입)

또한, 본 발명에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 있어서는, 우선 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 습윤 상태에서의 질량[M_awi(i=1,2,3,‥N)]을 각각 계측한다.

다음에, 소정의 수침 골재 용기에 제1 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재로서, 또한 상기 수침 골재의 전체 용적이 일정값(V_f)으로 유지되도록 상기 물 및 상기 제1 골재를 투입한다.

수침 골재의 전체 용적을 일정값(V_f)으로 유지하기 위해서는, 수침 골재 중의 물을 계량조로부터 흘러 넘치게 하거나, 수침 골재 중의 물을 계량조 내의 소정 깊이 위치에서 흡인하는 것 등의 방법을 생각할 수 있다.

수침 골재 용기에 골재와 물을 투입함에 있어서, 어느 것을 선행시킬 것인지는 임의적이지만, 물을 선행 투입하고 그 후에 골재를 투입하면, 특히 세골재의 경우에 수침 골재로의 기포 혼입을 상당히 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 그 투입 시에 상기 수침 골재 용기로의 급수량(M_I) 및 상기 수침 골재 용기로부터의 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측한다.

다음에, ρ_a1을 상기 제1 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도, ρ_w를 물의 밀도로 하여, 상기 제1 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a1)을 이하의 두 식, 즉

M_a1＋M_w=M_aw1＋(M_I－M_o) (16)

M_a1/ρ_a＋M_w/ρ_w＝V_f (17)

로부터 구하는 동시에, 상기 제1 골재의 표면수 비율을 다음 식

(M_aw1－M_a1)/M_a1 (18)

에 의해 산출한다.

다음에, 제2 골재를 그 제2 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재로서, 또한 상기 수침 골재의 전체 용적이 일정값(V_f)으로 유지되도록 필요한 물 및 상기 제2 골재를 상기 수침 골재 용기에 투입하는 동시에, 상기 물의 급수량(M_I) 및 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측한다. 여기서, 필요한 물이란, 제2 골재가 수면으로부터 나오지 않는다면 물을 투입하지 않는 경우도 있을 수 있다고 하는 의미이며, 이러한 경우에는 제2 골재만이 수침 골재 용기에 투입된다.

다음에, ρ_a2를 상기 제2 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도로 하여, 상기 제2 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a2)을 이하의 두 식, 즉

M_a1＋M_a2＋M_w=M_aw1＋M_aw2＋(M_I-M_o) (19)

M_a1/ρ_a1＋M_a2/ρ_a2＋M_w/ρ_w=V_f (20)

으로부터 구하는 동시에, 상기 제2 골재의 표면수 비율을 다음 식

(M_aw2－M_a2)/M_a2 (21)

에 의해 산출한다.

이하, 전술한 절차를 반복하여 제(N-1) 골재의 표면 건조 상태에서의 질량(M_{a (N-1)}) 및 상기 제(N-1) 골재의 표면수 비율까지를 순차적으로 구하고, 마지막으로 제N 골재를 그 제N 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재로서, 또한 그 수침 골재의 전체 용적이 일정값(V_f)으로 유지되도록 필요한 물 및 상기 제N 골재를 상기 수침 골재 용기 내에 투입하는 동시에, 상기 물의 급수량(M_I) 및 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측한다.

*여기서도, 필요한 물이란, 전술한 바와 같이 제i 골재가 수면으로부터 나오지 않는다면 물을 투입하지 않는 경우도 있을 수 있다는 의미이며, 이러한 경우에는 제i 골재만이 수침 골재 용기에 투입된다.

다음에, ρ_aN을 상기 제N 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도로 하여, 상기 제N 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_aN) 및 상기 수침 골재중의 물의 질량(M_w)을 이하의 두 식, 즉,

ΣM_ai(i=1,2,3,‥(N-1))＋M_aN＋M_w

＝Σ(M_awi(i=1,2,3,‥(N-1))＋M_awN＋(M_I-M_o) (22)

Σ(M_ai/ρ_ai(i=1,2,3,‥(N-1))＋M_aN/ρ_aN＋M_w/ρ_w=V_f (23)

으로부터 구하는 동시에, 상기 제N 골재의 표면수 비율을 다음 식

(M_awN－M_aN)/M_aN (24)

에 의해 산출한다.

이와 같이 하여 물의 질량(M_w), 표면 건조 상태의 골재의 질량[M_ai(i=1,2,3,‥N)] 및 각 골재의 표면수 비율을 계측 산출한 후에는, 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하여 보충하여야 하는 부족분을 계량하고, 보충해야 하는 것이 물이면 그 부족분을, 보충해야 하는 것이 골재이면 산출된 표면수 비율을 이용하여 표면수를 고려하면서, 그 부족분을 전술한 수침 골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 한다. 또, 물이 지나치게 많은 경우에는 그 잉여분을 진공 등으로 흡인하면 좋다.

이와 같이, 골재의 표면수는 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출되는 동시에, 골재의 질량은 표면 건조 상태일 때의 질량[M_ai(i=1,2,3,‥N)]으로서 파악된다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 사용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 그에 더하여, 밀도, 입도 등이 다른 복수 골재라도, 습윤 상태의 차이 에 의한 표면수의 영향을 최종적인 수량의 일부로서 정확히 파악하면서, 하나의 계량조 내에서 효율적으로 그와 같이 높은 정밀도로 계량하는 것이 가능해진다.

계량조나 수침 골재 용기의 용적에 대해서는 임의적이며, 콘크리트 배합을 행하는 단위 즉, 1 배치에 필요한 전체량으로 해도 좋고, 몇 회로 나눠 계량하도록 하더라도 좋다.

또, 수침 골재 내의 공기량 a(%)를 고려하는 것이면, 상기 V_fi(i=1,2,3,‥N) 또는 상기 V_f 대신에 V_fi(i=1,2,3,‥N)·(1-a/100) 또는 V_f·(1-a/100)를 이용함으로써, 공기량을 제외한 실제의 전체 용량으로 더욱 정밀도가 높은 계량이 가능해진다. 단, 누가적으로 골재를 투입해 나가는 방식의 경우에는, 수침 골재 중의 골재 비율이 서서히 증가하여 가기 때문에 공기량에 대해서도 그 점을 고려한다.

(수침 방식에 의한 복수 골재의 계량∼동시 투입)

또한, 본 발명에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 있어서는, 우선 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 질량 혼합비와 상기 제i(i=1,2,3,‥N)의 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도[ρ_ai(i=1,2,3,‥N)]로부터 평균 골재 밀도(ρ_ave)를 구한다.

다음에, 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재 및 물을 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 소정의 계량조에 투입한다.

계량조에 골재와 물을 투입함에 있어서, 어느 것을 선행시킬 것인지는 임의적이지만, 물을 선행 투입하고 그 후에 골재를 투입하도록 하면, 특히 세골재의 경우에 수침 골재로의 기포 혼입을 상당히 억제하는 것이 가능해진다.

다음에, 상기 수침 골재의 전체 질량(M_f)을 계측한다. 수침 골재의 전체 질량(M_f)을 계측하기 위해서는, 수침 골재로 채웠을 때의 계량조의 질량으로부터 계량조만의 질량을 빼면 된다.

여기서, 수침 골재의 전체 용량(V_f)에 대해서는, 예컨대 수침 골재의 액위를 계측하는 액위 계측 수단, 구체적으로는 전극식 변위 센서를 이용하여 계측할 수 있다.

다음에, ρ_w를 물의 밀도로 하여, 이하의 두 식, 즉

ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)＋M_w＝M_f (25)

ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)/ρ_ave＋M_w/ρ_w＝V_f (26)

를 풀어, 표면 건조 상태에서의 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)] 및 물의 질량(M_w)을 구한다.

표면 건조 상태에서의 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)] 및 물의 질량(M_w)을 계측 산출한 후에는, 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하고, 계속해서, 보충하여야 하는 부족분을 계량한 후, 이것을 전술한 수침 골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 하면 좋다. 또, 물이 지나치게 많은 경우에는 그 잉여분을 진공 등으로 흡인 제거한다.

이와 같이, 골재의 표면수는 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상 태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출되는 동시에, 골재의 질량은 표면 건조 상태에서의 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)]으로서 파악된다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 사용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 그에 더하여, 밀도, 입도 등이 다른 복수 골재라도 습윤 상태의 차이에 의한 표면수의 영향을 최종적인 수량의 일부로서 정확히 파악하면서, 하나의 계량조 내에서 효율적으로 그와 같이 높은 정밀도로 계량하는 것이 가능해진다.

여기서, 수침 골재의 전체 용량(V_f)을 전술한 바와 같이 전극식 변위 센서 등으로 계측하더라도 괜찮지만, 상기 물 및 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재를 수침 골재로서 상기 계량조에 투입할 때, 상기 수침 골재의 전체 용적(V_f)을 일정값으로 유지하면, 수침 골재의 전체 용량(V_f)은 계량하지 않더라도 기지의 값이 된다.

수침 골재의 전체 용적(V_f)을 일정값으로 유지하는 방법으로는, 수침 골재 중의 물을 계량조로부터 흘러 넘치게 하거나, 수침 골재 중의 물을 계량조 내의 소정 깊이 위치에서 흡인하는 것 등을 생각할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이 적어도 수침 골재의 전체 질량(M_f)을 계측하면, 표면 건조 상태에서의 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)] 및 물의 질량(M_w)을 구할 수 있지만, 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 습윤 상태에서의 질량 총합[ΣM_awi(i=1,2,3,‥N)]을 계측해 두면, 다음 식

(ΣM_awi(i=1,2,3,‥N)－ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)/ΣM_ai(i=1,2,3,‥N) (27)

에 의해서 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 평균 표면수 비율을 산출할 수 있다.

또한, 마찬가지로 상기 계량조로의 급수량(M_I) 및 상기 계량조로부터의 배수량(M_o)을 계측해 두면, 다음 식

ΣM_awi(i=1,2,3,‥N)＝M_f－(M_I－M_o) (28)

에서 ΣM_awi(i=1,2,3,‥N)를 구하고, 이것을 다음 식

(ΣM_awi(i=1,2,3,‥N)－ΣM_ai(i=1,2,3,‥N))/ΣM_ai(i=1,2,3,‥N) (27)

에 대입하여 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 평균 표면수 비율을 산출할 수 있다.

여기서, 계량조로의 급수량(M_I)의 누적값은 반드시 증가한다고는 한정되지 않으며, 최초에 투입한 수량이 그 누적값이 되는, 즉 누적값이 변동하지 않고 일정해지는 경우를 생각할 수 있다. 또한, 계량조로부터의 배수량(M_o)은 반드시 배수된다고는 한정되지 않으며, 누적값이 영 그대로인 경우도 생각할 수 있다. 한편, 수침 골재의 전체 용적(V_f)을 일정값으로 유지하도록 수침 골재 중의 물을 계량조로부 터 흘러 넘치게 하거나, 수침 골재 중의 물을 계량조 내의 소정 깊이 위치에서 흡인하거나 하는 경우에는 배수량(M_o)의 누적값이 증가하게 된다.

(용적 및 질량 계측이 불필요한 수침 방식에 의한 복수 골재의 계량∼동시 투입)

또한, 본 발명에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 있어서는, 우선 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 습윤 상태에서의 질량 총합[ΣM_awi(i=1,2,3,‥N)]을 계측한다.

다음에, 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 질량 혼합비와 상기 제i(i=1,2,3,‥N)의 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도[ρ_ai(i=1,2,3,‥N)]로부터 평균 골재 밀도(ρ_ave)를 구한다.

다음에, 소정의 수침 골재 용기에 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재로서, 또한 상기 수침 골재의 전체 용적이 일정값(V_f)으로 유지되도록 상기 물 및 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재를 투입한다.

수침 골재의 전체 용적을 일정값(V_f)으로 유지하기 위해서는, 수침 골재 중의 물을 계량조로부터 흘러 넘치게 하거나, 수침 골재 중의 물을 계량조 내의 소정 깊이 위치에서 흡인하는 것 등의 방법을 생각할 수 있다.

수침 골재 용기에 골재와 물을 투입함에 있어서, 어느 것을 선행시킬 것인지는 임의적이지만, 물을 선행 투입하고 그 후에 골재를 투입하면, 특히 세골재의 경 우에 수침 골재로의 기포 혼입을 상당히 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 그 투입 시에, 상기 수침 골재 용기로의 급수량(M_I) 및 상기 수침 골재 용기로부터의 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측한다.

다음에, ρ_w를 물의 밀도로 하여, 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 표면 건조 상태에서의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)] 및 상기 수침 골재중의 물의 질량(M_w)을 이하의 두 식, 즉

ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)＋M_w＝ΣM_awi(i=1,2,3,‥N)＋(M_I－M_o) (29)

ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)/ρ_ave＋M_w/ρ_w＝V_f (30)

으로부터 구하는 동시에, 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 평균 표면수 비율을 다음 식

(ΣM_awi(i=1,2,‥N)－ΣM_ai(i=1,2,‥N))/ΣM_ai(i=1,2,‥N) (31)

으로부터 산출한다.

이와 같이 하여 물의 질량(M_w), 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 표면 건조 상태에서의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)] 및 평균 표면수 비율을 계측 산출했으면, 이어서, 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교해서 보충하여야 하는 부족분을 계량하고, 보충해야 하는 것이 물이면 그 부족분을, 보충해야 하는 것이 골재이면 산출된 평균 표면수 비율을 이용하여 표면수를 고려하면서, 그 부족분을 전 술한 수침 골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 한다. 또, 물이 지나치게 많은 경우에는 그 잉여분을 진공 등으로 흡인 제거한다.

이와 같이, 골재의 표면수는 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출되는 동시에, 골재의 질량은 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 표면 건조 상태에서의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)]으로서 파악된다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 이용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 그 외에도 밀도, 입도 등이 다른 복수 골재라도 습윤 상태의 차이에 의한 표면수의 영향을 최종적인 수량의 일부로서 정확히 파악하면서, 하나의 계량조 내에서 효율적으로 그와 같이 높은 정밀도로 계량하는 것이 가능해진다.

계량조나 수침 골재 용기의 용적에 대해서는 임의적이여, 콘크리트 배합을 행하는 단위, 즉 1 배치에 필요한 전체량으로 해도 좋고, 몇 회로 나눠 계량하도록 하더라도 좋다.

또, 수침 골재 내의 공기량 a(%)를 고려한다면, 전체 용량(V_f)에 (1-a/100)을 곱하고, 이것을 다시 전체 용량(V_f)으로 함으로써 공기량을 제외한 실제의 전체 용량으로 더욱 정밀도가 높은 계량이 가능해진다.

(수침 방식에 의한 계량∼실시간 계측)

본 발명에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 있어서는, 우선 골재 및 물을 그 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 소정의 계량조에 투입한다.

계량조에 골재와 물을 투입함에 있어서, 어느 것을 선행시킬 것인지는 임의적이지만, 물을 선행 투입하고 그 후에 골재를 투입하면, 특히 세골재의 경우에 수침 골재로의 기포 혼입을 상당히 억제하는 것이 가능해진다.

다음에, 상기 수침 골재의 전체 질량(M_f)을 계측한다. 수침 골재의 전체 질량(M_f)을 계측하기 위해서는, 수침 골재로 채웠을 때의 계량조의 질량으로부터 계량조만의 질량을 빼면 된다.

여기서, 수침 골재의 전체 용량(V_f)에 대해서는, 예컨대 수침 골재의 액위를 계측하는 액위 계측 수단, 구체적으로는 전극식 변위 센서를 이용하여 계측할 수 있다.

다음에, ρ_a를 상기 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도, ρ_w를 물의 밀도로 하여, 이하의 두 식, 즉

M_a＋M_w＝M_f (1)

M_a/ρ_a＋M_w/ρ_w＝V_f (2)

을 풀어, 상기 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a) 및 물의 질량(M_w)을 구한다.

여기서, 전술한 절차에 따라 상기 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a)을 산출함에 있어서는, 상기 계량조로의 상기 골재의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 상기 수침 골재의 전체 질량(M_f)의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하고, 상기 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a)이 예정 투입량에 이르렀을 때 상기 골재의 투입을 종료한다.

예정 투입량의 골재를 계량했으면, 다음에 골재 투입을 종료한 시점의 물의 질량(M_w)을 시방 배합으로 표시된 물의 배합량과 비교하여, 부족하면 그 부족분의 물을 보충하고, 지나치게 많은 경우에는 그 과잉분의 물을, 예컨대 진공 등으로 흡인 제거한 뒤, 이들 골재 및 물을 콘크리트 재료로 하면 좋다.

이와 같이, 골재의 표면수는 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출되는 동시에, 골재의 질량은 표면 건조 상태일 때의 질량(M_a)으로서 파악된다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 이용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 계량조로의 골재 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 수침 골재의 전체 질량(M_f)의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하여, 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a)이 예정 투입량에 이르렀을 때 골재의 투입을 종료하도록 했기 때문에, 골재의 계량에 과부족이 생길 우려가 없어져 골재 계량의 효율이 향상된다.

여기서, 수침 골재의 전체 용량(V_f)을 전술한 바와 같이 전극식 변위 센서 등을 이용하여 골재 계량 중에 계측하더라도 괜찮지만, 상기 물 및 상기 골재를 수침 골재로서 상기 계량조에 투입할 때, 상기 수침 골재의 전체 용적(V_f)을 일정값으로 유지하도록 하면, 수침 골재의 전체 용량(V_f)이 기지의 값이 되어 계측할 필요가 없어진다.

수침 골재의 전체 용적(V_f)을 일정값으로 유지하는 방법으로는, 수침 골재 중의 물을 계량조로부터 흘러 넘치게 하거나, 수침 골재 중의 물을 계량조 내의 소정 깊이 위치에서 흡인하는 것 등을 생각할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 적어도 수침 골재의 전체 질량(M_f)을 계측하면 골재의 표면 건조 상태에서의 질량(M_a) 및 물의 질량(M_w)을 구할 수 있지만, 상기 계량조로의 급수량(M_I) 및 상기 계량조로부터의 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측하여, 다음 식

M_aw＝M_f－(M_I－M_o) (4)

에서 M_aw를 구하여, 그 M_aw를 다음 식

(M_aw－M_a)/M_a (3)

에 대입함으로써 상기 골재의 표면수 비율을 산출할 수 있다.

여기서, 계량조로의 급수량(M_I)의 누적값은 반드시 증가한다고는 한정되지 않으며, 최초에 투입한 수량이 그 누적값이 되는, 즉 누적값이 변동하지 않고 일정 해지는 경우를 생각할 수 있다. 또한, 계량조로부터의 배수량(M_o)은 반드시 배수된다고는 한정되지 않으며, 누적값이 영 그대로인 경우도 생각할 수 있다. 한편, 수침 골재의 전체 용적(V_f)을 일정값으로 유지하도록 수침 골재 중의 물을 계량조로부터 흘러 넘치게 하거나, 수침 골재 중의 물을 계량조 내의 소정 깊이 위치에서 흡인하거나 하는 경우에는 배수량(M_o)의 누적값이 증가하게 된다.

계량조의 용적에 대해서는 임의적이며, 콘크리트 배합을 행하는 단위, 즉 1 배치에 필요한 전체량으로 해도 좋고, 몇 회로 나눠 계량하도록 하더라도 좋다.

(수침 방식에 의한 복수 골재의 계량∼실시간 계측·누가 투입)

또한, 본 발명에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 있어서는, 우선 제1 골재 및 물을 상기 제1 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 소정의 계량조에 투입한다.

계량조에 골재와 물을 투입함에 있어서 어느 것을 선행시킬 것인지는 임의적이지만, 물을 선행 투입하고 그 후에 골재를 투입하면, 특히 세골재의 경우에 수침 골재로의 기포 혼입을 상당히 억제하는 것이 가능해진다.

다음에, 상기 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측한다. 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측하기 위해서는,수침 골재로 채웠을 때의 계량조의 질량으로부터 계량조만의 질량을 빼면 된다.

여기서, 수침 골재의 전체 용량(V_f1)에 대해서는, 예컨대 수침 골재의 액위 를 계측하는 액위 계측 수단, 구체적으로는 전극식 변위 센서를 이용하여 계측할 수 있다.

다음에, ρ_a1을 상기 제1 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도, ρ_w를 물의 밀도로 하여, 이하의 두 식, 즉

M_a1＋M_w＝M_f1 (7)

M_a1/ρ_a1＋M_w/ρ_w＝V_f1 (8)

을 풀어 상기 제1 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a1)을 구한다.

다음에, 제2 골재 및 필요한 물을 상기 제2 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 상기 계량조에 투입한다. 여기서, 제2 골재를 투입함에 있어서는, 수침 골재, 즉 수면으로부터 나오지 않는 상태가 유지되는 한 물을 추가 투입할 필요는 없으며, 필요한 물이란 수침 골재의 상태를 유지하기 위해서 필요한 물을 의미한다.

다음에, 상기 수침 골재의 전체 질량(M_f2)을 계측하고, V_f2를 상기 수침 골재의 전체 용량, ρ_a2를 상기 제2 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도로 하여, 이하의 두 식, 즉

M_a1＋M_a2＋M_w＝M_f2 (9)

M_a1/ρ_a1＋M_a2/ρ_a2＋M_w/ρ_w＝V_f2 (10)

을 풀어 상기 제2 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a2)을 구한다.

이하, 전술한 절차를 반복하여 제(N-1) 골재의 표면 건조 상태에서의 질량(M_{a (N-1)})까지를 순차적으로 구하고, 마지막으로 제N 골재 및 필요한 물을 상기 제N 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 상기 계량조에 투입한다.

여기서도, 필요한 물이란 전술한 바와 같이 제i 골재가 수면으로부터 나오지 않는다면 물을 투입하지 않는 경우도 있을 수 있다고 하는 의미이며, 이러한 경우에는 제i 골재만이 계량조에 투입된다.

다음에, 상기 수침 골재의 전체 질량(M_fN)을 계측하고, V_fN을 상기 수침 골재의 전체 용량, ρ_aN을 상기 제N 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도로 하여, 이하의 두 식, 즉

ΣM_ai(i=1,2,3,‥(N-1))＋M_aN＋M_w＝M_fN (11)

Σ(M_ai/ρ_ai)(i=1,2,3,‥(N-1))＋M_aN/ρ_aN＋M_w/ρ_w＝V_fN (12)

을 풀어 상기 제N 골재의 표면 건조 상태에서의 질량(M_aN) 및 물의 질량(M_w)을 구한다.

여기서, 전술한 절차에 따라 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 표면 건조 상태의 질량[M_ai(i=1,2,3,‥N)]을 산출함에 있어서는, 상기 계량조로의 상기 제 i(i=1,2,3,‥N) 골재의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 상기 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2,3,‥N)]의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하고, 상기 골재의 표면 건조 상태의 질량[M_ai(i=1,2,3,‥N)]이 예정 투입량에 이르렀을 때 상기 제i 골재(i=1,2,3,‥N)의 투입을 도중에서 종료한다.

제i 골재(i=1,2,3,‥N)를 순차적으로 누가 투입해 가는 과정에서, 제j 골재 투입 도중 또는 그 투입 후에 예정 투입량의 골재를 계량했으면, 다음에 골재 투입을 종료한 시점의 물의 질량(M_w)을 시방 배합으로 표시된 물의 배합량과 비교하여, 부족하면 그 부족분의 물을 보충하고, 지나치게 많은 경우에는 그 과잉분의 물을 예컨대 진공 등으로 흡인 제거한 뒤, 이들 골재 및 물을 콘크리트 재료로 하면 좋다.

이와 같이, 골재의 표면수는 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출되는 동시에, 골재의 질량은 표면 건조 상태일 때의 질량[M_ai(i=1,2,3,‥N)]으로서 파악된다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 이용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

더욱이, 상기 계량조로의 상기 제i(i=1,2,3,‥N)의 골재의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 상기 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2,3,‥N)]의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하고, 상기 골재의 표면 건조 상태의 질량[M_ai(i=1,2,3,‥N)]이 예정 투입량에 이르렀을 때, 상기 제i 골재(i=1,2,3,‥N)의 투입을 도중에서 종료하도록 했기 때문에, 골재의 계량에 과부족이 생길 우려가 없어져 골재 계량의 효율이 향상된다.

또한, 그 외에도 밀도, 입도 등이 다른 복수의 골재라도 습윤 상태의 차이에 의한 표면수의 영향을 최종적인 수량의 일부로서 정확히 파악하면서, 하나의 계량조 내에서 효율적으로 그와 같이 높은 정밀도로 계량하는 것이 가능해진다.

여기서, 수침 골재의 전체 용량[V_fi(i=1,2,3,‥N)]을 전술한 바와 같이 전극식 변위 센서 등으로 계측하더라도 괜찮지만, 상기 물 및 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재를 수침 골재로서 상기 계량조에 투입할 때, 상기 수침 골재의 전체 용적[V_fi(i=1,2,3,‥N)]을 일정값(V_f)으로 유지하도록 하면, 수침 골재의 전체 용량(V_f)은 계량하지 않더라도 기지의 값이 된다.

수침 골재의 전체 용량[V_fi(i=1,2,3,‥N)]을 일정값(V_f)으로 유지하는 방법으로는, 수침 골재 중의 물을 계량조로부터 흘러 넘치게 하거나, 수침 골재 중의 물을 계량조 내의 소정 깊이 위치에서 흡인하는 것 등을 생각할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이 적어도 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2,3,‥N)]을 계측하면, 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 표면 건조 상태에서의 질량[M_ai(i=1,2,3,‥N)] 및 물의 질량(M_w)을 구할 수 있지만, 상기 계량조로의 급수량(M_I) 및 상기 계량조로부터의 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측하면, 다음 식

ΣM_awj(j=1,2,3,‥i)＝M_fi－(M_I－M_o) (14)

에서 ΣM_awj(j=1,2,3,‥i)를 구하고, 이어서

ΣM_awj(j=1,2,3,‥i)－ΣM_awj(j=1,2,3,‥(i-1)) (15)

에서 M_awi를 구하여, 이 M_awi를 다음 식

(M_awi－M_ai)/M_ai (13)

에 대입함으로써 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 표면수 비율을 산출할 수 있다.

여기서, 계량조로의 급수량(M_I)의 누적값은 반드시 증가한다고는 한정되지 않으며, 최초에 투입한 수량이 그 누적값이 되는, 즉 누적값이 변동하지 않고 일정해지는 경우를 생각할 수 있다. 또한, 계량조로부터의 배수량(M_o)은 반드시 배수된다고는 한정되지 않으며, 누적값이 영 그대로인 경우도 생각할 수 있다. 한편, 수침 골재의 전체 용적[V_fi(i=1,2,3,‥N)]을 일정값(V_f)으로 유지하도록 수침 골재 중의 물을 계량조로부터 흘러 넘치게 하거나, 수침 골재 중의 물을 계량조 내의 소정 깊이 위치에서 흡인하거나 하는 경우에는 배수량(M_o)의 누적값이 증가하게 된다.

또, 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 습윤 상태에서의 질량(M_awi)을 각각 구하기 위해서는, 우선 제1 골재의 습윤 상태의 질량을 구하고, 다음에 그 값을 이용하여 제2 골재의 습윤 상태의 질량을 산출하며, 다음으로 이들 2개의 값을 이용하여 제3 골재의 습윤 상태의 질량을 산출하는 것과 같이, 제1 골재로부터 순차적으로 구해 갈 필요가 있다.

계량조의 용적에 대해서는 임의적이며, 콘크리트 배합을 행하는 단위 즉 1 배치에 필요한 전체량으로 해도 좋고, 몇 회로 나눠 계량하도록 하더라도 좋다.

(수침 방식에 의한 복수 골재의 계량∼실시간 계측·동시 투입)

또한, 본 발명에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 있어서는, 우선 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 질량 혼합비와 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도[ρ_ai(i=1,2,3,‥N)]로부터 평균 골재 밀도(ρ_ave)를 구한다.

다음에, 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재 및 물을 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 소정의 계량조에 동시에 투입한다.

계량조에 골재와 물을 투입함에 있어서, 어느 것을 선행시킬 것인지는 임의적이지만, 물을 선행 투입하고 그 후에 골재를 투입하면, 특히 세골재의 경우에 수침 골재로의 기포 혼입을 상당히 억제하는 것이 가능해진다.

다음에, 상기 수침 골재의 전체 질량(M_f)을 계측한다. 수침 골재의 전체 질량(M_f)을 계측하기 위해서는 수침 골재로 채웠을 때의 계량조의 질량으로부터 계량조만의 질량을 빼면 된다.

여기서, 수침 골재의 전체 용량(V_f)에 대해서는, 예컨대 수침 골재의 액위를 계측하는 액위 계측 수단, 구체적으로는 전극식 변위 센서를 이용하여 계측할 수 있다.

다음에, ρ_w를 물의 밀도로 하여, 이하의 두 식, 즉

ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)＋M_w＝M_f (25)

ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)/ρ_ave＋M_w/ρ_w＝V_f (26)

을 풀어, 표면 건조 상태에서의 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)] 및 물의 질량(M_w)을 구한다.

여기서, 전술한 절차에 따라 표면 건조 상태에서의 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)]을 산출함에 있어서는, 상기 계량조로의 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 상기 수침 골재의 전체 질량(M_f)의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하고, 표면 건조 상태에서의 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)]이 예정 투입량에 이르렀을 때 상기 제i 골재(i=1,2,3,‥N) 투입을 도중에서 종료한다.

예정 투입량의 골재를 계량했으면, 다음에 골재 투입을 종료한 시점의 물의 질량(M_w)을 시방 배합으로 표시된 물의 배합량과 비교하여, 부족하면 그 부족분의 물을 보충하고, 지나치게 많은 경우에는 그 과잉분의 물을 예컨대 진공 등으로 흡인 제거한 뒤, 이들 골재 및 물을 콘크리트 재료로 하면 좋다.

이와 같이, 골재의 표면수는 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상 태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출되는 동시에, 골재의 질량은 표면 건조 상태에서의 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)]으로서 파악된다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 이용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 계량조로의 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 상기 수침 골재의 전체 질량(M_f)의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하고, 표면 건조 상태에서의 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)]이 예정 투입량에 이르렀을 때 상기 제i 골재(i=1,2,3,‥N)의 투입을 도중에서 종료하도록 했기 때문에, 골재의 계량에 과부족이 생길 우려가 없어져 골재 계량의 효율이 향상된다.

또한, 그 외에도 밀도, 입도 등이 다른 복수의 골재라도 습윤 상태의 차이에 의한 표면수의 영향을 최종적인 수량의 일부로서 정확히 파악하면서, 하나의 계량조 내에서 효율적으로 그와 같이 높은 정밀도로 계량하는 것이 가능해진다.

여기서, 수침 골재의 전체 용량(V_f)을 전술한 바와 같이 전극식 변위 센서 등으로 계측하더라도 괜찮지만, 상기 물 및 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재를 수침 골재로서 상기 계량조에 투입할 때 상기 수침 골재의 전체 용적(V_f)을 일정값으로 유지하도록 하면, 수침 골재의 전체 용량(V_f)은 계량하지 않더라도 기지의 값이 된다.

수침 골재의 전체 용적(V_f)을 일정값으로 유지하는 방법으로는, 수침 골재 중의 물을 계량조로부터 흘러 넘치게 하거나, 수침 골재 중의 물을 계량조 내의 소정 깊이 위치에서 흡인하는 것 등을 생각할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이 적어도 수침 골재의 전체 질량(M_f)을 계측하면, 표면 건조 상태에서의 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)] 및 물의 질량(M_w)을 구할 수 있지만, 상기 계량조로의 급수량(M_I) 및 상기 계량조로부터의 배수량(M_o)을 계측해 두면, 다음 식

ΣM_awi(i=1,2,3,‥N)＝M_f－(M_I－M_o) (28)

에서 ΣM_awi(i=1,2,3,‥N)을 구하여, 이것을 다음 식

(ΣM_awi(i=1,2,3,‥N)－ΣM_ai(i=1,2,3,‥N))/ΣM_ai(i=1,2,3,‥N) (27)

에 대입하여 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 평균 표면수 비율을 산출할 수 있다.

여기서, 계량조로의 급수량(M_I)의 누적값은 반드시 증가한다고는 한정되지 않으며, 최초에 투입한 수량이 그 누적값이 되는, 즉 누적값이 변동하지 않고 일정해지는 경우를 생각할 수 있다. 또한, 계량조로부터의 배수량(M_o)은 반드시 배수된다고는 한정되지 않으며, 누적값이 영 그대로인 경우도 생각할 수 있다. 한편, 수침 골재의 전체 용적(V_f)을 일정값으로 유지하기 위해 수침 골재 중의 물을 계량조 로부터 흘러 넘치게 하거나, 수침 골재 중의 물을 계량조 내의 소정 깊이 위치에서 흡인하거나 하는 경우에는 배수량(M_o)의 누적값이 증가하게 된다.

계량조의 용적에 대해서는 임의적이며, 콘크리트 배합을 행하는 단위, 즉 1 배치에 필요한 전체량으로 해도 좋고, 몇 회로 나눠 계량하도록 하더라도 좋다.

또, 수침 골재 내의 공기량 a(%)를 고려하는 것이면, 전체 용량(V_f)에 (1-a/100)를 곱하고, 이것을 다시 전체 용량(V_f)으로 함으로써 공기량을 제외한 실제의 전체 용량으로 더욱 정밀도가 높은 계량이 가능해진다.

(수침 방식에 의한 복수 골재의 계량∼보다 구체적인 적용 ①)

*또한, 본 발명에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 있어서는, 우선 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 투입이 종료된 시점에서의 수침 골재의 목표 질량[M_di(i=1,2,3,‥N)]을 설정한다.

다음에, 제1 골재 및 물을 그 제1 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 소정의 계량조에 투입한다.

계량조에 골재와 물을 투입함에 있어서 어느 것을 선행시킬 것인지는 임의적이지만, 물을 선행 투입하고 그 후에 골재를 투입하면, 특히 세골재의 경우에 수침 골재로의 기포 혼입을 상당히 억제하는 것이 가능해진다.

다음에, 상기 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측한다. 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측하기 위해서는 수침 골재로 채웠을 때의 계량조의 질량으로부터 계량조만의 질량을 빼면 된다.

다음에, 상기 수침 골재의 전체 용량(V_f1)을 계측한다. 수침 골재의 전체 용량(V_f1)에 대해서는, 예컨대 수침 골재의 액위를 계측하는 액위 계측 수단, 구체적으로는 전극식 변위 센서를 이용하여 계측하면 좋다.

다음에, 상기 제1 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1) 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 수침 골재의 상기 전체 질량(M_f1) 및 전체 용량(V_f1)과 함께 다음식

M_a1＝ρ_a1(M_f1－ρ_w·V_f1)/(ρ_a1－ρ_w) (32)

에 대입하여 상기 제1 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a1)을 구한다.

다음에, 제1 골재와 마찬가지로, 제2 골재를 그 제2 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 상기 계량조에 투입하고, 계속해서 상기 수침 골재의 전체 질량(M_f2)을 계측하며, 또 상기 수침 골재의 전체 용량(V_f2)을 계측한다.

다음에, 상기 제1 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1), 상기 제2 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a2) 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 전체 질량(M_f2) 및 상기 수침 골재의 전체 용량(V_f2)과 함께, 다음 식

M_a2＝ρ_a2((M_f2-M_a1)－ρ_w(V_f2－M_a1/ρ_a1))/(ρ_a2－ρ_w) (33)

에 대입하여 상기 제2 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a2)을 구한다.

이하, 전술한 절차를 반복하여 제(N-1) 골재의 표면 건조 상태에서의 질량(M_{a (N-1)})까지를 순차적으로 산출하고, 마지막으로 제N 골재를 상기 제N 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 상기 계량조에 투입한다.

다음에, 전술한 바와 같이 상기 수침 골재의 전체 질량(M_fN)을 계측하고, 또 상기 수침 골재의 전체 용량(V_fN)을 계측한다.

다음에, 상기 제i 골재(i=1,2,3,‥N)의 표면 건조 상태에서의 밀도[ρ_ai(i=1,2,3,‥N)] 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 전체 질량(M_fN) 및 상기 수침 골재의 전체 용량(V_fN)과 함께 다음 식

M_aN＝ρ_aN((M_fN－ΣM_ai(i=1,2,3,‥(N-1)))－ρ_w(V_fN－Σ(M_ai/ρ_ai(i=1,2,3,‥(N-1))))/(ρ_aN－ρ_w) (34)

M_w=ρ_w(ρ_aN(V_fN－Σ(M_ai/ρ_ai(i=1,2,3,‥(N-1)))－(M_fN－ΣM_ai(i=1,2,3,‥(N-1))))/(ρ_aN－ρ_w) (35)

에 대입하여 상기 제N 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_aN) 및 물의 질량(M_w)을 구한다.

여기서, 상기 계량조에 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재를 각각 누가 투입해 감에 있어서는, 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 상기 수침 골재 의 전체 질량[M_fi(i=1,2,3,‥N)]의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하고, 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재 가운데, 제j 골재 투입 중에 수침 골재의 전체 질량(M_fj)이 제j 골재의 투입이 종료된 시점에서의 수침 골재의 목표 질량(M_dj)에 이르렀을 때 상기 제j 골재 투입을 종료한다. 또, 계속해서 누가 투입하여야 하는 골재가 존재하는 경우, 즉 누가 투입하여야 하는 골재가 복수이고 최후의 골재가 아닌 경우에는, 전술한 바와 같이 제(j＋1) 골재의 투입을 계속 행한다.

이와 같이 제i(i=1,2,3,‥N) 골재 및 물을 계량했으면, 이러한 계량 결과를 시방 배합에 따라서 설정된 당초의 현장 배합과 비교하여, 필요에 따라 현장 배합을 수정한다. 즉, 계량된 골재 질량과 당초 설정된 현장 배합의 골재 질량을 비교하고, 그 비율에 따라서 1 배치의 믹싱량을 수정하는 동시에, 이러한 비율에 따라서 물의 부족분을 이차수로서 보충하거나, 또는 물의 과잉분을 배수하는 동시에, 시멘트나 혼화제와 같은 다른 콘크리트 재료에 대해서도 전술한 비율에 따라서 당초의 현장 배합을 수정하여 계량해서 이들을 반죽 믹서에 투입하여 믹싱한다.

이와 같이, 골재의 표면수는 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출되는 동시에, 골재의 질량은 표면 건조 상태일 때의 질량[M_ai(i=1,2,3,‥N)]으로서 파악된다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 사용하더라도 시방 배합대로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 계량조로의 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 상기 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2,3,‥N)]의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하고, 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재 가운데, 제j 골재 투입 중에 수침 골재의 전체 질량(M_fj)이 제j 골재의 투입이 종료된 시점에서의 수침 골재의 목표 질량(M_dj)에 이르렀을 때 상기 제j 골재 투입을 종료하도록 했기 때문에, 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 투입량을 정확히 관리하여 현장 배합을 수정하므로, 결과적으로 시방 배합대로의 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 그 외에도 밀도, 입도 등이 다른 복수의 골재라도 습윤 상태의 차이에 의한 표면수의 영향을 최종적인 수량의 일부로서 정확히 파악하면서, 하나의 계량조 내에서 효율적으로 그와 같이 높은 정밀도로 계량하는 것이 가능해진다.

*(수침 방식에 의한 복수 골재의 계량∼보다 구체적인 적용 ②)

또한, 본 발명에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 있어서는, 우선 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 투입이 종료된 시점에서의 수침 골재의 목표 질량[M_di(i=1,2,3,‥N)]을 설정한다.

다음에, 제1 골재 및 물을 그 제1 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 소정의 계량조에 투입한다.

계량조에 골재와 물을 투입함에 있어서, 어느 것을 선행시킬 것인지는 임의적이지만, 물을 선행 투입하고 그 후에 골재를 투입하도록 하면, 특히 세골재의 경 우에 수침 골재로의 기포 혼입을 상당히 억제하는 것이 가능해진다.

다음에, 상기 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측한다. 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측하기 위해서는 수침 골재로 채웠을 때의 계량조의 질량으로부터 계량조만의 질량을 빼면 된다.

다음에, 상기 제1 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1) 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 수침 골재의 상기 전체 질량(M_f1) 및 미리 설정된 제1 수위에 대하여 구해지는 수침 골재의 전체 용량(V_f1)과 함께 (32)식에 대입하여 상기 제1 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a1)을 구한다.

제1 수위는, 예컨대 소정 깊이 위치에서 수침 골재 중의 물을 계량조로부터 흘러 넘치게 하거나, 흡인 배수하거나 함으로써 미리 설정할 수 있다.

다음에, 제1 골재와 마찬가지로, 제2 골재를 그 제2 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 상기 계량조에 투입하고, 계속해서 상기 수침 골재의 전체 질량(M_f2)을 계측한다.

다음에, 상기 제1 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1), 상기 제2 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a2) 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 전체 질량(M_f2) 및 미리 설정된 제2 수위에 대하여 구해지는 수침 골재의 전체 용량(V_f2)과 함께 (33)식에 대입하여 상기 제2 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a2)을 구한다.

제2 수위에 대해서도, 소정 깊이 위치에서 수침 골재 중의 물을 계량조로부터 흘러 넘치게 하거나, 흡인 배수하거나 하는 것으로 미리 설정하는 것이 가능하다.

이하, 전술한 절차를 반복하여 제(N-1) 골재의 표면 건조 상태에서의 질량[M_a(N-1)]까지를 순차적으로 산출하고, 마지막으로 제N 골재를 그 제N 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 상기 계량조에 투입한다.

다음에, 전술한 바와 같이 상기 수침 골재의 전체 질량(M_fN)을 계측한다.

다음에, 상기 제i 골재(i=1,2,3,‥N)의 표면 건조 상태에서의 밀도[ρ_ai(i=1,2,3,‥N)] 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 전체 질량(M_fN) 및 미리 설정된 제N 수위에 대하여 구해지는 수침 골재의 전체 용량(V_fN)과 함께 (34)식 및 (35)식에 대입하여, 상기 제N 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_aN) 및 물의 질량(M_w)을 구한다. 제N 수위에 대해서는 전술한 제1, 제2 수위와 같이 설정할 수 있다.

여기서, 상기 계량조에 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재를 각각 누가 투입해 감에 있어서는, 상기 계량조에의 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 상기 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2,3,‥N)]의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하고, 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재 가운데, 제j 골재 투입 중에, 그 때의 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제j 수위를 넘지 않도록 잉여수를 배수하면서, 상기 수침 골재의 전체 질량(M_fj)이 수침 골재의 목표 질량(M_dj)에 이르렀을 때 상기 제j 골재 투입을 종료한다.

한편, 그 때의 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제j 수위에 이르지 않았을 때에는, 상기 제j 수위가 되도록 물을 보충한 뒤에 상기 수침 골재의 전체 질량(M_fj)의 재계측, 상기 제j 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_aj)의 재연산 및 상기 물의 질량(M_w)의 재연산을 행한다.

또, 계속해서 누가 투입하여야 하는 골재가 존재하는 경우, 즉 누가 투입하여야 하는 골재가 복수이고 최후의 골재가 아닌 경우에는, 전술한 바와 마찬가지로 제(j＋1) 골재의 투입을 계속 행한다.

이와 같이 제i(i=1,2,3,‥N) 골재 및 물을 계량했으면, 시멘트나 혼화제와 같은 다른 콘크리트 재료에 대해서도 적절하게 계량하여, 이들과 함께 반죽 믹서에 투입하여 믹싱하게 되지만, 여기서 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제j 수위를 넘지 않도록 잉여수를 배수하면서, 상기 수침 골재의 전체 질량(M_fj)이 수침 골재의 목표 질량(M_dj)에 이르렀을 때에는, 상기 제i 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_ai(i=1,2,3,‥N))은 당초 설정한 값과 같아지기 때문에 현장 배합을 수정할 필요는 없다.

한편, 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제j 수위에 이르지 않았을 때에는 상기 제j 수위가 되도록 물을 보충하기 때문에, 실측된 상기 제j 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_aj)은 당초 설정된 것과는 다른 값이 되므로, 계량 결과를 시방 배합 에 따라서 설정된 당초의 현장 배합과 비교하고, 필요에 따라서 현장 배합을 수정한다. 즉, 계량된 골재 질량과 당초 설정된 현장 배합의 골재 질량을 비교하여, 그 비율에 따라서 1 배치의 믹싱량을 수정하는 동시에, 이러한 비율에 따라서 물의 부족분을 이차수로서 보충하거나, 또는 물의 과잉분을 배수하는 동시에, 시멘트나 혼화제와 같은 다른 콘크리트 재료에 대해서도 전술한 비율에 따라서 당초의 현장 배합을 수정하여 계량하고, 이들을 반죽 믹서에 투입하여 믹싱한다.

이와 같이, 골재의 표면수는 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출되는 동시에, 골재의 질량은 표면 건조 상태일 때의 질량[M_ai(i=1,2,3,‥N)]으로서 파악된다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 이용하더라도 시방 배합대로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 수침 골재의 전체 질량(M_fj)이 수침 골재의 목표 질량(M_dj)에 이르렀을 때 상기 제j 골재 투입을 종료하는 동시에, 그 때의 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제j 수위에 이르지 않았을 때에는 그 제j 수위가 되도록 물을 보충한 뒤, 상기 수침 골재의 전체 질량(M_fj)의 재계측, 상기 제j 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_aj)의 재연산 및 상기 물의 질량(M_w)의 재연산을 행하도록 했기 때문에, 수침 골재의 전체 용량[(V_fi(i=1,2,3,‥N)]의 계측은 기지의 값이 되어 계측할 필요가 없어지는 동시에, 제i(i=1,2,3,‥N)의 골재의 투입량을 정확히 관리하여, 결과적으로 시방 배합대로 콘크리트를 제조할 수 있게 된다.

또한, 그 외에도 밀도, 입도 등이 다른 복수의 골재라도 습윤 상태의 차이에 의한 표면수의 영향을 최종적인 수량의 일부로서 정확히 파악하면서, 하나의 계량조 내에서 효율적으로 그와 같이 높은 정밀도로 계량하는 것이 가능해진다.

또, 상기 계량조로의 급수량(M_I) 및 상기 계량조로부터의 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측하여, 상기 계량조로의 급수량(M_I), 상기 계량조로부터의 배수량(M_o) 및 전체 질량[M_fi(i=1,2,3,‥N)]을 다음 식

ΣM_awj(i=1,2,3,‥i)＝M_fi－(M_I－M_o) (14)

에 대입하여 ΣM_awj(i=1,2,3,‥i)를 구하고,

ΣM_awj(j=1,2,3,‥i)－ΣM_awj(i=1,2,3,‥(i-1)) (15)

를 산출하여, 상기 M_awi를 다음 식

(M_awi－M_ai)/M_ai (13)

에 대입하면, 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 표면수 비율을 구할 수 있다.

여기서, 계량조로의 급수량(M_I)의 누적값은 반드시 증가한다고는 한정되지 않으며, 최초에 투입한 수량이 그 누적값이 되는, 즉 누적값이 변동하지 않고 일정해지는 경우를 생각할 수 있다. 또한, 계량조로부터의 배수량(M_o)은 반드시 배수된다고는 한정되지 않으며, 누적값이 영 그대로인 경우도 생각할 수 있다.

또한, 상기 수침 골재 내의 공기량을 a(%)로 하여, 상기 V_fi(i=1,2,3,‥N) 대신에,V_fi(i=1,2,3,‥N)·(1-a/100)을 이용하면, 공기량을 고려한 더욱 정밀도가 높은 계량이 가능해진다.

(수침 방식에 의한 복수 골재의 계량∼보다 구체적인 적용을 위한 프로그램 ①)

또한, 본 발명에 따른 콘크리트 재료의 계량 연산을 실행시키기 위한 프로그램에 있어서는, 예컨대 퍼스널 컴퓨터로 실행시키는 것이 가능하며, 우선 키보드, 마우스와 같은 소정 입력 수단을 통해 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도[ρ_ai(i=1,2,3,‥N)], 물의 밀도(ρ_w) 및 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 투입이 종료된 시점에서의 수침 골재의 목표 질량[M_di(i=1,2,3,‥N)]을 입력하고, 이들을 하드 디스크 등으로 구성된 기억 수단에 기억시킨다.

다음에, 제1 골재 및 물을 그 제1 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 소정의 계량조에 투입한다.

계량조에 골재와 물을 투입함에 있어서 어느 것을 선행시킬 것인지는 임의적이지만, 물을 선행 투입하고 그 후에 골재를 투입하도록 하면, 특히 세골재의 경우에 수침 골재로의 기포 혼입을 상당히 억제하는 것이 가능해진다.

다음에, 상기 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측한다. 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측하기 위해서는 수침 골재로 채웠을 때의 계량조의 질량으로부터 계 량조만의 질량을 빼면 된다.

다음에, 상기 수침 골재의 전체 용량(V_f1)을 계측한다. 수침 골재의 전체 용량(V_f1)에 대해서는, 예컨대 수침 골재의 액위를 계측하는 액위 계측 수단, 구체적으로는 전극식 변위 센서를 이용하여 계측하도록 하면 좋다.

다음에, 상기 기억 수단에 미리 기억된 상기 제1 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1) 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 기억 수단으로부터 읽어내어, 그 읽어낸 상기 제1 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1) 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 수침 골재의 상기 전체 질량(M_f1) 및 전체 용량(V_f1)과 함께 (32)식에 대입하여 상기 제1 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a1)을 구하는 연산을 연산 수단으로 행하는 동시에, 연산 결과를 상기 기억 수단에 기억시킨다.

다음에, 제1 골재와 마찬가지로 제2 골재를 그 제2 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 상기 계량조에 투입하고, 계속해서 상기 수침 골재의 전체 질량(M_f2)을 계측하며, 상기 수침 골재의 전체 용량(V_f2)을 계측한다.

다음에, 상기 기억 수단에 미리 기억된 상기 제1 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1), 상기 제2 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1) 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 기억 수단으로부터 읽어내어, 그 읽어낸 상기 제1 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1), 상기 제2 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a2) 및 물의 밀 도(ρ_w)를 상기 전체 질량(M_f2) 및 상기 수침 골재의 전체 용량(V_f2)과 함께 (33)식에 대입하여 상기 제2 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a2)을 구하는 연산을 연산 수단으로 행하는 동시에, 연산 결과를 상기 기억 수단에 기억시킨다.

이하, 전술한 절차를 반복하여 제(N-1) 골재의 표면 건조 상태에서의 질량[M_a(N-1)]까지를 상기 연산 수단으로 순차 연산하는 동시에 연산 결과를 상기 기억 수단에 기억시키고, 마지막으로 제N 골재를 그 제N 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 상기 계량조에 투입한다.

다음에, 전술한 바와 마찬가지로 상기 수침 골재의 전체 질량(M_fN)을 계측하고, 또한 상기 수침 골재의 전체 용량(V_fN)을 계측한다.

다음에, 상기 기억 수단에 미리 기억된 상기 제i 골재(i=1,2,3,‥N)의 표면 건조 상태에서의 밀도[ρ_ai(i=1,2,3,‥N)] 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 기억 수단으로부터 읽어내어, 읽어낸 상기 제i 골재(i=1,2,3,‥N)의 표면 건조 상태에서의 밀도[ρ_ai(i=1,2,3,‥N)] 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 전체 질량(M_fN) 및 상기 수침 골재의 전체 용량(V_fN)과 함께 (34)식 및 (35)식에 대입하여 상기 제N 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_aN) 및 물의 질량(M_w)을 구하는 연산을 상기 연산 수단으로 행한다.

여기서, 상기 계량조에 상기 제i(i=1,2,3,‥N)의 골재를 각각 누가 투입해 감에 있어서는, 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 상기 수침 골 재의 전체 질량[M_fi(i=1,2,3,‥N)]의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하여, 상기 제i(i=1,2,3,‥N)의 골재 가운데, 제j 골재 투입 중에 수침 골재의 전체 질량(M_fj)이 수침 골재의 목표 질량(M_dj)에 이르렀을 때 상기 제j 골재 투입을 종료한다.

또, 계속해서 누가 투입하여야 하는 골재가 존재하는 경우, 즉 누가 투입하여야 하는 골재가 복수이고 최후의 골재가 아닌 경우에는, 전술한 바와 마찬가지로 제(j＋1) 골재의 투입을 계속해서 행한다.

이와 같이 제i(i=1,2,3,‥N)의 골재 및 물을 계량했으면, 이러한 계량 결과를 시방 배합에 따라서 설정된 당초의 현장 배합과 비교하여, 필요에 따라 현장 배합을 수정한다. 즉, 계량된 골재 질량과 당초 설정된 현장 배합의 골재 질량을 비교하여, 그 비율을 기억 수단에 기억시키는 동시에, 상기 비율을 수시 기억 수단으로부터 읽어내어, 상기 비율에 따라서 1 배치의 믹싱량을 수정하는 동시에, 이러한 비율에 따라서 물의 부족분을 이차수로서 보충하거나, 또는 물의 과잉분을 배수하는 동시에, 시멘트나 혼화제와 같은 다른 콘크리트 재료에 대해서도 전술한 비율에 따라서 당초의 현장 배합을 수정하여 계량하고, 이들을 반죽 믹서에 투입하여 믹싱한다.

이와 같이, 골재의 표면수는 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출되는 동시에, 골재의 질량은 표면 건조 상태일 때의 질량[M_ai(i=1,2,3,‥N)]으로서 파악된다. 즉, 골재나 물의 질량 이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 이용하더라도 시방 배합대로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 계량조에의 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 상기 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2,3,‥N)]의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하여, 상기 제i(i=1,2,3,‥N)의 골재 가운데, 제j 골재 투입 중에 수침 골재의 전체 질량(M_fj)이 제j 골재의 투입이 종료한 시점에서의 수침 골재의 목표 질량(M_dj)에 이르렀을 때 상기 제j 골재 투입을 종료하도록 했기 때문에, 제i(i=1,2,3,‥N)의 골재의 투입량을 정확히 관리하여 현장 배합을 수정하여, 결과적으로 시방 배합대로의 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 그 외에도 밀도, 입도 등이 다른 복수의 골재라도 습윤 상태의 차이에 의한 표면수의 영향을 최종적인 수량의 일부로서 정확히 파악하면서, 하나의 계량조 내에서 효율적으로 그와 같이 높은 정밀도로 계량하는 것이 가능해진다.

(수침 방식에 의한 복수 골재의 계량∼보다 구체적인 적용을 위한 프로그램 ②)

또한, 본 발명에 따른 콘크리트 재료의 계량 연산을 실행시키기 위한 프로그램에 있어서는, 전술한 바와 같이 예컨대 퍼스널 컴퓨터로 실행시키는 것이 가능하며, 우선 키보드, 마우스와 같은 소정의 입력 수단을 통해 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도[ρ_ai(i=1,2,3,‥N)], 물의 밀도(ρ_w) 및 제 i(i=1,2,3,‥N)의 골재의 투입이 종료한 시점에서의 수침 골재의 목표 질량[M_di(i=1,2,3,‥N)]을 입력하여, 이들을 하드 디스크 등으로 구성된 기억 수단에 기억시킨다.

다음에, 제1 골재 및 물을 상기 제1 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 소정의 계량조에 투입한다.

계량조에 골재와 물을 투입함에 있어서 어느 것을 선행시킬 것인지는 임의적이지만, 물을 선행 투입하고 그 후에 골재를 투입하도록 하면, 특히 세골재의 경우에 수침 골재로의 기포 혼입을 상당히 억제하는 것이 가능해진다.

다음에, 상기 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측한다. 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측하기 위해서는 수침 골재로 채웠을 때의 계량조의 질량으로부터 계량조만의 질량을 빼면 된다.

다음에, 상기 기억 수단에 미리 기억된 상기 제1 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1) 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 기억 수단으로부터 읽어내어, 읽어낸 상기 제1 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1) 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 수침 골재의 상기 전체 질량(M_f1) 및 미리 설정된 제1 수위에 대하여 구해지 수침 골재의 전체 용량(V_f1)과 함께 (32)식에 대입하여 상기 제1 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a1)을 구하는 연산을 연산 수단으로 행하는 동시에, 연산 결과를 상기 기억 수단에 기억시킨다.

제1 수위는, 예컨대 소정 깊이 위치에서 수침 골재중의 물을 계량조로부터 흘러 넘치게 하거나, 흡인 배수하거나 함으로써 미리 설정할 수 있다.

다음에, 제1 골재와 마찬가지로 제2 골재를 그 제2 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 상기 계량조에 투입하고, 계속해서 상기 수침 골재의 전체 질량(M_f2)을 계측한다.

다음에, 상기 기억 수단에 미리 기억된 상기 제1 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1), 상기 제2 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a2) 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 기억 수단으로부터 읽어내어, 읽어낸 상기 제1 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1), 상기 제2 골재의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a2) 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 전체 질량(M_f2) 및 미리 설정된 제2 수위에 대하여 구해지는 수침 골재의 전체 용량(V_f2)과 함께 (33)식에 대입하여 상기 제2 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a2)을 구하는 연산을 연산 수단으로 행하는 동시에, 연산 결과를 상기 기억 수단에 기억시킨다.

이하, 전술한 절차를 반복하여 제(N-1) 골재의 표면 건조 상태에서의 질량[M_a(N-1)]까지를 상기 연산 수단에서 순차적으로 연산하는 동시에 연산 결과를 상기 기억 수단에 기억시키고, 마지막으로 제N 골재를 그 제N 골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 상기 계량조에 투입한다.

다음에, 전술한 바와 같이 상기 수침 골재의 전체 질량(M_fN)을 계측한다.

다음에, 상기 기억 수단에 미리 기억된 상기 제i 골재(i=1,2,3,‥N)의 표면 건조 상태에서의 밀도[ρ_ai(i=1,2,3,‥N)] 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 기억 수단으로부터 읽어내어, 읽어낸 상기 제i 골재(i=1,2,3,‥N)의 표면 건조 상태에서의 밀도[ρ_ai(i=1,2,3,‥N)] 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 전체 질량(M_fN) 및 미리 설정된 제N 수위에 대하여 구해지는 수침 골재의 전체 용량(V_fN)과 함께 (34)식 및 (35)식에 대입하여 상기 제N 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_aN) 및 물의 질량(M_w)을 구하는 연산을 상기 연산 수단으로 행한다.

여기서, 상기 계량조에 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재를 각각 누가 투입해 감에 있어서는, 상기 계량조에의 상기 제i(i=1,2,3,‥N)의 골재의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 상기 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2,3,‥N)]의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하고, 상기 제i(i=1,2,3,‥N)의 골재 가운데, 제j 골재 투입중에 있어서, 그 때의 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제j 수위를 넘지 않도록 잉여수를 배수하면서, 상기 수침 골재의 전체 질량(M_fj)이 수침 골재의 목표 질량(M_dj)에 이르렀을 때 상기 제j 골재 투입을 종료한다.

한편, 그 때의 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제j 수위에 이르지 않았을 때에는 상기 제j 수위가 되도록 물을 보충한 뒤에 상기 수침 골재의 전체 질량(M_fj) 의 재계측, 상기 제j 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_aj)의 재연산 및 상기 물의 질량(M_w)의 재연산을 행한다.

또, 계속해서 누가 투입하여야 하는 골재가 존재하는 경우, 즉 누가 투입하여야 하는 골재가 복수이고 최후의 골재가 아닌 경우에는, 전술한 바와 마찬가지로 제(j＋1) 골재의 투입을 계속해서 행한다.

이와 같이 제i(i=1,2,3,‥N) 골재 및 물을 계량했으면, 시멘트나 혼화제와 같은 다른 콘크리트 재료에 대해서도 적절하게 계량하여, 이들과 함께 반죽 믹서에 투입하여 믹싱하게 되지만, 여기서 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제j 수위를 넘지 않도록 잉여수를 배수하면서, 상기 수침 골재의 전체 질량(M_fj)이 수침 골재의 목표 질량(M_dj)에 이르렀을 때에는, 상기 제i 골재의 표면 건조 상태의 질량[M_ai(i=1,2,3,‥N)]이 당초 설정한 값과 같아지기 때문에 현장 배합을 수정할 필요가 없다.

한편, 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제j 수위에 이르지 않았을 때에는 상기 제j 수위가 되도록 물을 보충하기 때문에, 실측된 상기 제j 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_aj)은 당초 설정된 것과는 다른 값이 되므로, 청구항 5에 따른 발명과 마찬가지로 계량 결과를 시방 배합에 따라서 설정된 당초의 현장 배합과 비교하여, 필요에 따라 현장 배합을 수정한다. 즉, 계량된 골재 질량과 당초 설정된 현장 배합의 골재 질량을 비교하여, 그 비율에 따라서 1 배치의 믹싱량을 수정하는 동시 에, 이러한 비율에 따라서 물의 부족분을 이차수로서 보충하거나, 또는 물의 과잉분을 배수하는 동시에, 시멘트나 혼화제와 같은 다른 콘크리트 재료에 대해서도 전술한 비율에 따라서 당초의 현장 배합을 수정하여 계량하고 이들을 반죽 믹서에 투입하여 믹싱한다.

이와 같이, 골재의 표면수는 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출되는 동시에, 골재의 질량은 표면 건조 상태일 때의 질량[M_ai(i=1,2,3,‥N)]으로서 파악된다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 이용하더라도 시방 배합대로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 수침 골재의 전체 질량(M_fj)이 수침 골재의 목표 질량(M_dj)에 이르렀을 때 상기 제j 골재 투입을 종료하는 동시에, 그 때의 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제j 수위에 이르지 않았을 때에는 상기 제j 수위가 되도록 물을 보충한 뒤에 상기 수침 골재의 전체 질량(M_fj)의 재계측, 상기 제j 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_aj)의 재연산 및 상기 물의 질량(M_w)의 재연산을 행하도록 했기 때문에, 수침 골재의 전체 용량[V_fi(i=1,2,3,‥N)]의 계측은 기지의 값이 되어 계측할 필요가 없어지는 동시에, 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 투입량을 정확히 관리하여, 결과적으로 시방 배합대로 콘크리트를 제조할 수 있게 된다.

또한, 그 외에도 밀도, 입도 등이 다른 복수의 골재라도 습윤 상태의 차이에 의한 표면수의 영향을 최종적인 수량의 일부로서 정확히 파악하면서, 하나의 계량조 내에서 효율적으로 그와 같이 높은 정밀도로 계량하는 것이 가능해진다.

또, 상기 계량조로의 급수량(M_I) 및 상기 계량조로부터의 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측하는 동시에 계측 결과를 상기 기억 수단에 기억시켜, 상기 계량조로의 급수량(M_I), 상기 계량조로부터의 배수량(M_o) 및 전체 질량[M_fi(i=1,2,3,‥N)]을 상기 기억 수단으로부터 읽어내어, 다음 식

ΣM_awj(j=1,2,3,‥i)＝M_fi－(M_I－M_o) (14)

에 대입하여 ΣM_awj(j=1,2,3,‥i)를 구하는 연산을 상기 연산 수단으로 행하는 동시에 연산 결과를 상기 기억 수단에 기억시키고, 이어서

ΣM_awj(j=1,2,3,‥i)－ΣM_awj(j=1,2,3,‥(i-1)) (15)

를 상기 연산 수단으로 연산하여 M_awi를 구하고, 이 M_awi를 다음 식

(M_awi－M_ai)/M_ai (13)

에 대입하면, 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 표면수 비율을 구할 수 있다.

여기서, 계량조로의 급수량(M_I)의 누적값은 반드시 증가한다고는 한정되지 않으며, 최초에 투입한 수량이 그 누적값이 되는, 즉 누적값이 변동하지 않고 일정해지는 경우를 생각할 수 있다. 또한, 계량조로부터의 배수량(M_o)은 반드시 배수된다고는 한정되지 않으며, 누적값이 영 그대로인 경우도 생각할 수 있다.

또한, 상기 수침 골재 내의 공기량을 a(%)로 하여, 상기 V_fi(i=1,2,3,‥N) 대신에 V_fi(i=1,2,3,‥N)·(1-a/100)를 이용하면, 공기량을 고려한 더욱 정밀도가 높은 계량이 가능해진다.

또한, 본 발명에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 있어서, 이러한 기록 매체가 FD, CD-ROM, CDR, MO 등 매체의 종류와는 무관함은 물론이다.

(계량 용기의 배출 기구)

본 발명에 따른 계량 용기의 배출 기구에 있어서는, 수침 골재의 계량이 종료된 후 바닥 덮개를 열어 그 수침 골재를 아래쪽으로 낙하 배출시키지만, 그 후 바닥 덮개가 열린 상태로 바닥 덮개의 근방에 마련된 기체 분출 기구로부터 바닥 덮개의 상면에 기체류(氣體流)를 분출한다.

이와 같이 하면, 수침 골재의 배출 시에 바닥 덮개의 상면에 골재가 부착되어 있었다고 해도 그 골재는 기체류로 불어 날려지기 때문에, 다음 계량을 위해 바닥 덮개를 덮더라도 용기 본체와 바닥 덮개 사이에 골재가 끼이는 일은 없다.

그 때문에, 골재가 사이에 끼임으로써 생긴 간극으로부터 누수가 생겨 계량에 오차가 생기는 것을 미연에 방지할 수 있는 동시에, 용기 본체나 바닥 덮개에 마련된 시일 부재에 손상을 주는 일도 없다.

또한, 본 발명에 따른 계량 용기의 배출 기구에 있어서는, 수침 골재의 계량이 종료된 후 바닥 덮개를 열어 그 수침 골재를 아래쪽으로 낙하 배출시키지만, 바닥 덮개를 여는 데에 있어서는, 종래와 같이 수평 축선 둘레에 바닥 덮개를 회동시 키는 것이 아니라, 바닥 덮개를 수평면 내에서 병진 이동 또는 회전 이동시킴으로써 바닥 덮개를 개폐한다.

이와 같이, 종래의 개폐 형식에서는 바닥 덮개를 열면 그 바닥 덮개가 아래로 늘어지기 때문에 그 만큼 높이 방향으로 바닥 덮개의 개폐 공간을 확보할 필요가 있었지만, 본 발명에서는 높이 방향의 개폐 공간을 확보할 필요가 없어져, 수평면 내에서만 바닥 덮개의 개폐 공간을 확보하면 충분하다.

그 때문에, 종래에는 필요 불가결하였던 개폐를 위한 높이만큼, 용기 본체의 저부 개부를 내릴 수 있게 되어, 반죽 믹서에의 확실한 투입이 가능해진다.

바닥 덮개를 수평면 내에서 병진 이동 또는 회전 이동시키는 구성은 임의적이며, 예컨대 용기 본체의 하단에 서로 평행한 한 쌍의 가이드 레일을 부착해 두고, 이들 가이드 레일에 따라서 바닥 덮개를 병진 이동시키도록 구성하거나, 바닥 덮개의 주위 가장자리로부터 연장되도록 설치된 돌출 설치 부분에 회동축을 세워 설치하는 동시에 그 회동축을 용기 본체의 주위면에 부착한 힌지 부재의 중공 내부에 삽입하여 회동 가능하게 부착함으로써 바닥 덮개를 회전 이동시키도록 구성하는 것을 생각할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 계량 용기의 배출 기구에 있어서는, 수침 골재의 계량이 종료된 후 바닥 덮개를 열어 그 수침 골재를 아래쪽으로 낙하 배출시키지만, 그 후 바닥 덮개가 열린 상태로 바닥 덮개의 근방에 마련된 기체 분출 기구로부터 바닥 덮개의 상면에 기체류를 분출한다.

이와 같이 하면, 수침 골재의 배출 시에 바닥 덮개의 상면에 골재가 부착되 어 있었다고 해도 그 골재가 기체류로 불어 날려지기 때문에, 다음 계량을 위해 바닥 덮개를 덮더라도 용기 본체와 바닥 덮개 사이에 골재가 끼이는 일이 없다.

그 때문에, 골재가 사이에 끼임으로써 생긴 간극으로부터 누수가 생겨 계량에 오차가 생기는 것을 미연에 방지할 수 있는 동시에, 용기 본체나 바닥 덮개에 설치된 시일 부재에 손상을 주는 일도 없다.

여기서, 각 발명에 따른 계량 용기의 배출 기구에 있어서, 기체 분출 기구를 어떻게 구성할 것인지 또는 어디에 부착할 것인지는 임의적이며, 예컨대 이러한 기체 분출 기구를 공기 압축기에 연통 접속된 에어 분출 노즐로 구성하는 것을 생각할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 계량 용기의 배출 기구에 있어서는, 수침 골재의 계량이 종료된 후 바닥 덮개를 열어 그 수침 골재를 아래쪽으로 낙하 배출시키지만, 바닥 덮개를 여는 데에 있어서는 종래와 같이 수평 축선 둘레로 바닥 덮개를 회동시키는 것이 아니라, 바닥 덮개를 수평면 내에서 병진 이동 또는 회전 이동시킴으로써 그 바닥 덮개를 개폐한다.

이와 같이, 종래의 개폐 형식에서는 바닥 덮개를 열면 그 바닥 덮개가 아래로 늘어지기 때문에 그 만큼 높이 방향으로 바닥 덮개의 개폐 공간을 확보할 필요가 있었지만, 본 발명에 있어서는 높이 방향의 개폐 공간을 확보할 필요가 없어져, 수평면 내에서만 바닥 덮개의 개폐 공간을 확보하면 충분하다.

그 때문에, 종래에는 필요 불가결하였던 개폐를 위한 높이만큼 용기 본체의 저부 개구를 내릴 수 있게 되어, 반죽 믹서에의 확실한 투입이 가능해진다.

바닥 덮개를 수평면 내에서 병진 이동 또는 회전 이동시키는 구성은 임의적이며, 예컨대 용기 본체의 하단에 서로 평행한 한 쌍의 가이드 레일을 부착해 두고, 이들 가이드 레일을 따라서 바닥 덮개를 병진 이동시키도록 구성하거나, 바닥 덮개의 주위 가장자리로부터 연장하도록 설치된 돌출 설치 부분에 회동축을 세워 설치하는 동시에, 그 회동축을 용기 본체의 주위면에 부착한 힌지 부재의 중공 내부에 삽입하여 회동 가능하게 부착함으로써 바닥 덮개를 회전 이동시키도록 구성하는 것을 생각할 수 있다.

본 발명에 따른 콘크리트 재료 계량 장치에 있어서는, 복수의 계량 용기를 깊이가 동일해지는 기준 수위 이하의 용적이 서로 다르게 구성되어 있어, 계량 시에는 콘크리트의 믹싱에 필요한 골재량에 따른 계량 용기를 전술한 복수의 계량 용기로부터 선택하는 동시에, 수위 계측 수단으로 수위를 계측 감시하면서 계량 용기 내의 수침 골재의 수위가 기준 수위로 유지되도록 수위 조정 수단을 구동 제어한다.

이와 같이 하면, 어떤 계량 용기로 계량하는 경우라도 깊이가 동일한 기준 수위가 계측 수위로 되기 때문에, 수위 계측의 정밀도, 나아가서는 수침 골재의 전체 용량으로 환산되었을 때의 정밀도가 어느 계량 용기라도 같아진다.

따라서, 필요 골재량이 다른 경우라도 이들의 전체 용적의 정밀도, 나아가서는 골재 계량 정밀도를 일치하게 할 수 있게 된다.

수위 조정 수단은, 예컨대 물을 흡인 제거하는 흡인 장치로 구성하여, 계량 용기 내의 수침 골재의 수위가 기준 수위보다 상회했을 때, 수위 계측 수단으로부 터의 계측값을 제어량으로 해서 흡인 장치를 구동 제어하도록 하면 좋다.

콘크리트의 믹싱에 필요한 골재량은, 콘크리트의 시방 배합이나 반죽 믹서의 사양으로 정해지는 정량으로 다르고, 그 정량을 믹싱량으로 하거나 정량보다 적은 양을 믹싱량으로 하더라도 달라진다. 게다가, 예컨대 원하는 입도를 얻기 위해서 복수의 골재를 혼합하는 경우에도 각 골재의 양은 당연히 달라진다.

구체적인 예로 생각하면, 반죽 믹서의 정량을 1 배치로서 반죽하는 경우, 정량의 2/3을 1 배치로서 반죽하는 경우, 그리고 정량의 1/2를 1 배치로서 반죽하는 경우가 있는 상황에서는, 깊이가 동일해지는 수위 이하의 용적이 각각 정량, 정량 ×2/3, 정량 ×1/2이 되는 3 가지의 계량 용기로 계량을 행한다.

(복수의 계량 용기를 이용한 계량 장치)

본 발명에 따른 콘크리트 재료 계량 장치에 있어서는, 복수의 계량 용기 내의 수침 골재의 수위를 깊이가 동일해지는 기준 수위로 유지하는 수위 유지 수단을 구비하고 있고, 계량 시에는 콘크리트의 믹싱에 필요한 골재량에 따른 계량 용기를 복수의 계량 용기로부터 선택하는 동시에, 전술한 수위 유지 수단으로 수침 골재의 수위를 기준 수위으로 유지한다.

이와 같이 하면, 어떠한 계량 용기로 계량하는 경우라도, 수침 골재의 수위는 깊이가 동일한 기준 수위와 항상 일치하기 때문에, 수위 계측의 정밀도, 나아가서는 수침 골재의 전체 용량으로 환산되었을 때의 정밀도가 어떤 계량 용기라도 같아진다.

따라서, 필요 골재량이 다른 경우라도 이들의 전체 용적의 정밀도, 나아가서 는 골재 계량 정밀도를 일치하게 하는 것이 가능해진다.

콘크리트의 믹싱에 필요한 골재량은, 콘크리트의 시방 배합이나 반죽 믹서의 사양으로 정해지는 정량으로 달라지고, 그 정량을 믹싱량으로 하거나 정량보다 적은 양을 믹싱량으로 하더라도 달라진다. 게다가, 예컨대 원하는 입도를 얻기 위해서 복수의 골재를 혼합하는 경우에도 각 골재의 양은 당연히 달라진다.

구체적인 예로 생각하면, 반죽 믹서의 정량을 1 배치로서 반죽하는 경우, 정량의 2/3를 1 배치로서 반죽하는 경우, 그리고 정량의 1/2를 1 배치로서 반죽하는 경우가 있는 상황에서는, 깊이가 동일해지는 수위 이하의 용적이 각각 정량, 정량 ×2/3, 정량 ×1/2이 되는 3 가지의 계량 용기로 계량을 행한다.

또한, 본 발명에 따른 콘크리트 재료 계량 장치에 있어서는, 복수의 계량 용기 내의 수침 골재의 수위를 깊이가 동일해지는 기준 수위로 유지하는 수위 유지 수단을 구비하고 있고, 계량 시에는 콘크리트의 믹싱에 필요한 골재량에 따른 계량 용기를 복수의 계량 용기로부터 선택하는 동시에, 전술한 수위 유지 수단으로 수침 골재의 수위를 기준 수위로 유지한다.

이와 같이 하면, 어떤 계량 용기로 계량하는 경우라도 수침 골재의 수위는 깊이가 동일한 기준 수위로 항상 일치하기 때문에, 수위 계측의 정밀도, 나아가서는 수침 골재의 전체 용량으로 환산되었을 때의 정밀도가 어떤 계량 용기라도 같아진다.

따라서, 필요 골재량이 다른 경우라도 이들의 전체 용적의 정밀도, 나아가서는 골재 계량 정밀도를 일치하게 하는 것이 가능해진다.

여기서, 급배수량 계측 수단은 급수량 및 배수량을 개별 계측하는 수단이라는 의미가 아니라, 계량 용기에의 급수량으로부터 배수량을 뺀 수량을 누적값으로서 계측할 수 있는 수단이라는 의미이며, 예컨대 최초에 물을 투입한 후에는 급수를 행하지 않는 경우에는, 배수량만을 계측할 수 있으면 충분하다.

콘크리트의 믹싱에 필요한 골재량은 콘크리트의 시방 배합이나 반죽 믹서의 사양으로 정해지는 정량으로 달라지고, 그 정량을 믹싱량으로 하거나 정량보다 적은 양을 믹싱량으로 하더라도 달라진다. 게다가, 예컨대 원하는 입도를 얻기 위해서 복수의 골재를 혼합하는 경우에도 각 골재의 양은 당연히 달라진다.

구체적인 예로 생각하면, 반죽 믹서의 정량을 1 배치로서 반죽하는 경우, 정량의 2/3를 1 배치로서 반죽하는 경우, 그리고 정량의 1/2를 1 배치로서 반죽하는 경우가 있는 상황에서는, 깊이가 동일해지는 수위 이하의 용적이 각각 정량, 정량 ×2/3, 정량 ×1/2이 되는 3 가지의 계량 용기로 계량을 한다.

계량 용기 내에서 일정한 수위가 유지되는 한, 수위 유지 수단을 어떻게 구성할 것인지는 임의적이며, 예컨대 기준 수위를 넘는 수위 상승을 방지할 수 있는 흡인 장치로 구성하거나, 계량 용기 내의 물이 기준 수위에서 바깥쪽으로 넘쳐 나오도록 상기 계량 용기의 벽체에 형성된 오버플로우용 개구로 구성하는 것을 생각할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 콘크리트 재료 계량 장치 및 계량 방법의 실시예에 대해 첨부 도면을 참조로 설명한다.

(제1 실시예)

도 1 및 도 2는 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치를 직교하는 두 방향에서 본 전체 측면도이고, 도 3은 도 2의 확대 측면도이다. 이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(1)는, 세골재를 저장하는 저장병(2)과, 이 저장병의 아래쪽에 배치된 세골재 공급 호퍼(3)와, 이 세골재 공급 호퍼의 토출구(4)의 아래쪽에 설치된 진동 피더(5)와, 이 진동 피더의 출구 근방에 배치된 체 기구(23)와, 이 체 기구의 아래쪽에 설치된 계량조(6)와, 이 계량조의 위쪽에 설치된 액위 계측 수단으로서의 전극식 변위 센서(7)와, 계량조(6) 내에 수용된 수침 세골재의 질량을 계측하는 질량 계측 수단으로서의 로드셀(8)로 개략 구성되어 있다.

계량조(6)는, 도 3에서 잘 알 수 있듯이 높이 H의 대략 원통체로 구성되어 있어, 세골재 및 물로 이루어지는 수침 세골재를 내부에 수용할 수 있게 되어 있는 동시에, 계량 종료 후에 수침 세골재를 쉽게 꺼낼 수 있도록 내경이 아래쪽으로 약간 넓어지는 형상, 즉 원뿔대 형상으로 형성되어 있다.

계량조(6)의 하단에는, 핀(11)의 주위에 회동 가능하게 계량조(6)의 하단 개구에 부착된 개폐 덮개(12)와, 이 개폐 덮개에 연결재(14)를 통해 연결된 구동 모터(13)로 이루어지는 개폐 기구(15)가 설치되어 있고, 상기 구동 모터를 구동 조작함으로써 계량 중에는 개폐 덮개(12)를 닫아 두는 동시에, 계량 종료 후는 개폐 덮개(12)를 열어 내부의 수침 세골재를 믹서(9)에 낙하시킬 수 있게 되어 있다.

도 4는 진동 피더(5), 체 기구(23) 및 계량조(6)의 배치 상황을 도시한 분해 사시도이다. 이 도면에서 알 수 있듯이, 로드셀(8)은 계량조(6)의 중간 높이에 부착된 하중 지지용 브래킷(17)과 가대(16)의 상면과의 사이에 네 군데 설치되어 있다.

진동 피더(5)는 세골재 공급 호퍼(3)의 토출구(4)로부터 토출된 세골재를 반송하는 U자형의 반송체(21)와, 이 반송체를 진동시키는 전자식 진동체(22)로 이루어져, 상기 전자식 진동체를 작동시킴으로써 반송체(21) 상의 세골재를 단립화시키는 일 없이, 도 4에 화살표로 나타낸 방향으로 반송할 수 있게 되어 있다.

체 기구(23)는 진동 피더(5)의 출구 근방으로서 계량조(6) 위쪽에 배치되어 있어, 4개의 코일 스프링(25)을 통해 도시하지 않는 가대에 탄성 지지된 직사각형의 진동판(24)과, 이 진동판을 진동시키는 모터(26)와, 진동판(24)의 중앙에 설치된 원형 개구(27)에 끼워 넣는 깔때기형의 가이드 슈트(28)와, 이 가이드 슈트에 부착된 체(29)로 이루어지며, 진동 피더(5)로 반송되어 온 세골재를 체(29) 상에서 진동시킴으로써 미세한 입자 상태로 계량조(6)에 투입할 수 있게 되어 있다.

도 5는 전극식 변위 센서(7) 및 계량조(6)의 배치 상황을 도시한 분해 사시도이다. 이 도면에서 알 수 있듯이, 전극식 변위 센서(7)는, 도시하지 않는 가대에 부착되는 가이드체(31)와, 이 가이드체를 따라서 승강할 수 있는 승강체(32)와, 이 승강체의 하단에 현수되도록 설치된 검지용 전극(33)과, 이 검지용 전극에 통전하기 위한 전원(34)으로 이루어져 있으며, 검지용 전극(33)의 하단이 계량조(6) 내에 수용된 수침 세골재의 액면에 닿았을 때의 통전 상태의 변화를 감시함으로써 그 수침 세골재의 액위를 계측할 수 있게 되어 있다. 여기서, 전원(34)의 한쪽 전극 단자는 검지용 전극(33)에 전기 접속하고, 다른쪽의 전극 단자에 대해서는, 예컨대 동도면에 도시한 바와 같이 강제 계량조(6)에 전기 접속해 두면 좋다.

본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치로 수침 세골재를 계량하기 위해서는, 우선 계량조(6)에 물을 선행 투입해 둔다.

다음으로, 임의의 습윤 상태로 있는 세골재를 도 6에 도시한 바와 같이 세골재 공급 호퍼(3)의 토출구(4)로부터 토출하여, 이것을 진동 피더(5)로 단립화를 방지하면서 반송하고, 계속해서 상기 진동 피더로부터 반송되어 온 세골재를 가이드 슈트(28)에 투입하고 체(29)에 실어, 이러한 상태로 모터(26)를 구동하여 체(29)를 진동시킴으로써 상기 체로부터 소정 입자 지름의 세골재만을 낙하시켜 계량조(6)에 투입하여 수침 세골재로 한다.

다음에, 이러한 상태로 계량조(6)에 수용된 수침 세골재, 즉 세골재 및 물의 전체 질량(M_f)을 로드셀(8)로 계측하는 동시에, 그 전체 용적(V_f)을 도 7에 도시한 바와 같이 전극식 변위 센서(7)로 계측한다. 또, 전극식 변위 센서(7)에 의한 액면 계측을 행함에 있어서는, 지장이 되지 않도록 체 기구(23)에 대해서는 필요에 따라서 일단 떼내어 둔다. 예컨대, 세골재의 투입 후에, 체(29)가 부착된 가이드 슈트(28)를 원형 개구(27)로부터 떼내어 도 5에 도시한 상태로 해 두면 된다.

전체 질량(M_f)을 계측하기 위해서는, 수침 세골재의 계측에 앞서 계량조(6)만의 질량을 미리 계측해 두고, 이것을 수침 세골재가 수용된 상태에서의 계측값으로부터 빼면 된다.

또한, 전체 용적(V_f)을 계측하기 위해서는, 역시 수침 세골재의 계측에 앞서 액위와 용량과의 관계를, 예컨대 1 mm 걸러서 미리 계측해 두고, 이것을 예컨대 컴퓨터의 기억 장치에 기억시킨 후, 계측된 액위에 대응하는 용량을 상기 기억 장치로부터 읽어내면 된다.

여기서, 계량조(6) 내의 수침 세골재의 액위를 전극식 변위 센서(7)로 계측하기 위해서는, 검지용 전극(33)과 계량조(6)와의 통전 상황을 감시하면서, 예컨대 1 mm의 정지 정밀도가 확보되도록, 도 7에 도시한 바와 같이 승강체(32)를 가이드체(31)를 따라서 하강시킨다. 그리고, 검지용 전극(33)의 선단이 수침 세골재(41)의 수면(42)에 접촉한 순간에 통전이 확인되기 때문에, 상기 통전 상황을 제어량으로 해서 가이드체(31)의 하강 동작을 정지 제어하여, 수침 세골재(41)의 액위를 계측하면 된다.

다음에, 전체 질량(M_f) 및 전체 용적(V_f)로부터 ρ_a를 표면 건조 상태의 세골재의 밀도, ρ_w를 물의 밀도로 하여

M_a＋M_w＝M_f (1)

M_a/ρ_a＋M_w/ρ_w＝V_f (2)

의 두 식을 풀어 물의 질량(M_w) 및 세골재가 표면 건조 상태로 있을 때의 질량(M_a)을 산출한다.

이와 같이 하여 물의 질량(M_w) 및 표면 건조 상태의 세골재의 질량(M_a)을 계 측 산출한 후에는, 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하고, 계속해서 보충하여야 하는 부족분을 계량한 후, 이것을 전술한 수침 세골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 하면 좋다.

여기서, 세골재의 보충이 필요해지는 경우, 상기 세골재의 표면수에 대해서는 고려하지 않게 되지만, 최초에 계량하는 계량조(6) 내의 세골재와 물의 양을 시방 배합의 비율 또는 그것에 가까운 비율로 해 두면, 세골재의 보충이 필요하게 되었다고 해도 그 보충량은 많지 않다. 그리고, 이러한 보충분의 표면수는, 필요한 수량에 비교해서 무시할 수 있을 정도의 미소량이며, 콘크리트의 품질상 아무런 문제가 안 된다.

또, 계량조(6)에 세골재 및 물을 넣어 수침 세골재로 할 때, 세골재를 물을 섞어 굳히는 동시에, 그 세골재를 그 상단이 물의 액면과 거의 일치하도록 투입하면, 계량조(6) 내의 세골재와 물과의 비율은 일반적인 시방 배합에 가까운 것이 되어 세골재의 보충량을 대폭 줄일 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(1)에 따르면, 세골재의 표면수는 습윤 상태가 다른 세골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출되는 동시에, 세골재의 질량은 표면 건조 상태일 때의 질량(M_a)으로서 파악된다. 즉, 세골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 세골재를 사용하더라도 표면수 비율을 계측하지 않고 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(1)에 따르면, 진동 피더(5) 및 체 기구(23)를 설치했기 때문에, 세골재를 단립화시키는 일 없이 반송하는 동시에, 반송되어 온 세골재를 미세한 입자 상태로 계량조(6)에 투입하는 것이 가능해지므로, 수침 세골재에의 기포의 혼입이 거의 완전히 억제되어 사실상 기포의 영향을 무시할 수 있게 된다.

본 실시예에서는 전극식 변위 센서(7)를 구성하는 전원(34)의 한쪽 전극 단자에 검지용 전극(33)을, 다른쪽 전극 단자를 강제 계량조(6)에 각각 전기 접속하도록 구성했지만, 이것 대신에 검지용 전극(33)보다 긴 기준 전극을 상기 검지용 전극과 거의 평행하게 배치하더라도 좋다.

이러한 구성에 있어서는, 승강체(32)를 하강시켰을 때, 우선 최초에 기준 전극의 선단이 수침 세골재(41)에 관입되지만, 이 시점에서는 아직 통전하지 않고, 검지용 전극(33)의 선단이 수침 세골재(41)의 수면에 접촉했을 때에 처음으로 통전 상태가 된다.

또한, 승강체(32)의 하강 속도를 떨어뜨리지 않으면 충분한 정지 정밀도를 확보할 수 없어, 그 결과 계측에 시간이 걸릴 것 같으면 검지용 전극(33)보다 길고 기준 전극보다 짧은 속도 제한용 전극을 추가 설치하여도 좋다.

이러한 구성에 있어서는, 속도 제한용 전극과 기준 전극과의 통전 상황을 감시하도록 하여, 속도 제한용 전극이 수침 세골재(41)의 수면에 접촉했을 때에 기준 전극과의 사이에서 통전 상태가 되기 때문에, 이것을 이용하여 승강체(32)의 하강 속도를 제어하면 좋다.

이러한 구성에 따르면, 검지용 전극(33)이 수침 세골재(41)의 수면에 있는 정도까지 근접했을 때에 승강체(32)의 하강 속도를 미리 저하시킬 수 있기 때문에, 승강체(32)를 충분한 정밀도로 정지시키는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시예에서는 수침 세골재에의 기포 혼입을 방지하여 공기량 계측을 생략할 수 있도록 했지만, 공기량을 별도 계측하는 것이면 진동 피더(5) 및 체 기구(23)를 생략하더라도 좋다.

이러한 경우에 있어서 수침 세골재를 계량함에 있어서는, 우선 임의의 습윤 상태로 있는 세골재를 세골재 공급 호퍼(3)의 토출구(4)로부터 토출하여, 이것을 물과 함께 계량조(6)에 수용하여 이것을 수침 세골재로 한다. 수침 세골재를 계량조에 수용시킬 때에는 세골재가 완전히 수몰되도록 해 둔다.

다음에, 이러한 상태로 계량조(6)에 수용된 수침 세골재, 즉 세골재 및 물의 전체 질량(M_f)과 전체 용적(V_f)을 전술한 실시예와 마찬가지로 로드셀(8), 전극식 변위 센서(7)로 각각 계측한다.

다음에, 전체 질량(M_f) 및 전체 용적(V_f)으로부터 ρ_a를 표면 건조 상태의 세골재의 밀도, ρ_w를 물의 밀도, a를 전체 용적(V_f) 중에 포함되는 공기량(%)으로 하여

M_a＋M_w＝M_f (1)

M_a/ρ_a＋M_w/ρ_w＝V_f·(1-a/100) (2-a)

의 두 식을 풀어 물의 질량(M_w) 및 세골재가 표면 건조 상태로 있을 때의 질량(M_a)을 산출한다.

이와 같이 하여 물의 질량(M_w) 및 표면 건조 상태의 세골재의 질량(M_a)을 계측 산출한 후에는, 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하고, 계속해서 보충하여야 하는 부족분을 계량한 후, 이것을 전술한 수침 세골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 하면 좋다.

(제2 실시예)

도 8은 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치를 도시한 전체도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(101)는 물을 저류하는 물 저류 호퍼(102)와, 골재인 세골재를 저류하는 세골재 저류 호퍼(103)와, 물 저류 호퍼(102) 및 세골재 저류 호퍼(103)로부터 각각 공급된 물 및 세골재를 수침 골재로서 수용하는 계량조(104)와, 이 계량조 내의 수침 골재의 질량을 계측하는 수침 골재 질량 계측 수단로서의 로드셀(108)로 이루어져 있으며, 물 저류 호퍼(102)는 그 바닥 부분에 접속되어 토출구가 계량조(104) 위쪽에 위치 결정된 물 공급관(105)과, 이 물 공급관(105)의 소정 위치에 마련된 개폐 밸브(106)와 함께 급수 수단을 구성하고, 세골재 저류 호퍼(103)는 토출구가 계량조(104) 위쪽에 위치 결정된 세골재 공급관(107)과 함께 골재 공급 수단을 구성한다.

여기서, 물 저류 호퍼(102), 세골재 저류 호퍼(103) 및 로드셀(108)은 각각 도시하지 않는 가대에 부착되어 있는 동시에, 상기 로드셀의 위에 계량조(104)의 플랜지형 원환부(116)를 실어 계량조(104)를 매달아 둠으로써, 상기 계량조의 질량을 로드셀(108)로 계측할 수 있게 되어 있다. 로드셀(108)은 계량조(104)를 안정된 상태로 매달아 계측할 수 있도록, 예컨대 동일 수평면에 120°마다 세 군데 설치하는 것이 바람직하다.

도 9는 계량조(104)의 종단면도이다. 도 8 및 도 9에서 잘 알 수 있듯이, 계량조(104)의 저부 개구(115)에는 그 계량조 내의 수밀성을 유지할 수 있는 바닥 덮개(109)를 개폐 가능하게 부착할 수 있도록 되어 있다. 즉, 바닥 덮개(109)는 계량조(104)의 저부 개구의 외경과 거의 동등하거나 그것보다 약간 큰 외경을 갖는 원형 평판으로 구성되어 있어, 상기 원형 평판의 주위 가장자리로부터 연장되도록 설치된 L자형의 부착 아암(113)의 선단에 긴 구멍(114)을 형성하여, 도시하지 않는 가대에 고정된 핀(110)을 긴 구멍(114)에 삽입 관통함으로써, 바닥 덮개(109)를 핀(110)의 둘레로 회동시켜 계량조(104)의 저부 개구(115)를 개폐할 수 있게 되어 있는 동시에, 바닥 덮개(109)를 폐쇄한 상태에서는 긴 구멍(114)이 수직 방향이 되기 때문에, 계량조(104)로부터의 하중에 의한 반력이 핀(110)에서 생기는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다. 바닥 덮개(109)를 계량조(104)의 저부 개구(115)에 고정하기 위해서는, 볼트로 체결하거나, 클램프 부재로 체결하는 등 공지의 방법으로부터 적절하게 선택하면 된다.

계량조(104)는 아래쪽으로 갈수록 내경이 커지도록 중공 원뿔대 형상으로 형 성되어 있어, 바이브레이터 등의 진동 기구를 사용하지 않더라도, 계량이 끝난 수침 골재를 그 계량조 내에 폐색시키는 일 없이, 바닥 덮개(109)를 여는 것만으로 아래쪽으로 자유 낙하시켜, 이것을 별도 계량된 시멘트나 조골재와 함께 도시하지 않는 반죽 믹서에 투입할 수 있게 되어 있다.

계량조(104)의 소정 높이 위치에는, 도 9에 도시한 단면도에서 잘 알 수 있듯이, 내부에 수용된 수침 골재의 물이 바깥쪽으로 흘러 넘치도록 직사각형의 오버플로우용 개구(111)를 상기 계량조를 구성하는 벽체(112)에 형성해 두는 동시에, 오버플로우용 개구(111)의 하부 가장자리 위치를 따라서 홈형의 가이드 부재(117)를 수평 방향으로 돌출하도록 설치해 두고, 이 가이드 부재의 위를 오버플로우 물이 흘러 그 선단으로부터 흘러내림으로써, 계량조(104)의 주위면을 따라 이동하는 일 없이 오버플로우용 개구(111)로부터 원활하게 넘칠 수 있도록 되어 있다.

계량조(104)의 용적에 대해서는 임의적이며, 콘크리트 배합을 행하는 단위, 즉 1 배치에 필요한 전체량으로 해도 좋고, 몇 회로 나눠 계량하는 것을 전제로 한 용량이라도 상관없다.

본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(101)를 이용하여 물 및 세골재를 계량하는 경우의 계량 절차를 도 10의 흐름도에 도시하였다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 우선 계량조(104)의 저부 개구(115)를 바닥 덮개(109)로 막아 그 계량조 안을 수밀 상태로 하고, 이러한 상태로 개폐 밸브(106)를 열어 물 저류 호퍼(102)로부터 계량조(104) 내에 물을 투입하는 동시에, 세골재 저류 호퍼(103)에 저류되어 있는 세골재를 수침 상태가 되도록 계량조(104) 내에 투입하여, 도 11에 도시한 바와 같이 계량조(104) 내를 수침 골재(121)로 채운다(단계 1101).

계량조(104)에 세골재와 물을 투입함에 있어서는, 수침 골재(121)에의 기포 혼입을 억제하기 위해 물을 선행 투입하고, 그 후에 세골재를 투입하는 것이 바람직하다. 또한, 세골재를 세골재 저류 호퍼(103)로부터 계량조(104)에 직접 투입하는 것이 아니라, 예컨대 전자식 진동체를 구비한 진동 피더를 이용하여 세골재 저류 호퍼(103)의 바로 아래로부터 계량조(104)의 상부 개구까지 반송하도록 하면, 세골재의 단립화, 나아가서는 기포 혼입을 방지할 수 있다.

*여기서, 물 및 세골재를 투입하여 계량조(104) 안을 수침 골재(121)로 채움에 있어서는, 도 11에서 잘 알 수 있듯이, 세골재가 수면으로부터 나오지 않도록, 또한 물이 오버플로우용 개구(111)로부터 넘쳐 나오도록 한다.

이와 같이 하면, 오버플로우용 개구(111)로부터 물(122)이 넘쳐 나오는 수위 레벨은 미리 결정되어 있기 때문에, 전술한 바와 같이 수침 골재(121)를 채우면 그 전체 용량(V_f)은 계량하지 않더라도 기지의 값이 된다.

다음에, 수침 골재(121)의 전체 질량(M_f)을 로드셀(108)로 계측한다(단계 1102). 수침 골재(121)의 전체 질량(M_f)은 로드셀(108)에 의한 계측값으로부터 수침 골재(121)가 수용되어 있지 않은 빈 계량조(104)의 질량을 빼면 된다.

다음에, 계측된 수침 골재(121)의 전체 질량(M_f)에서 이하의 식을 이용하여 세골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a) 및 물의 질량(M_w)을 산출한다(단계 1103).

M_a＋M_w＝M_f (1)

M_a/ρ_a＋M_w/ρ_w＝V_f (2)

여기서, ρ_a는 세골재의 표면 건조 상태에서의 밀도를, ρ_w는 물의 밀도를 나타낸다.

이와 같이 하여 물의 질량(M_w) 및 표면 건조 상태의 세골재의 질량(M_a)을 계측 산출했으면, 다음으로, 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하여 보충하여야 하는 부족분을 계량하고, 이것을 전술한 수침 골재(121)에 첨가하여 콘크리트 재료로 한다(단계 1104). 또, 물이 지나치게 많은 경우에는 그 잉여분을 진공 등으로 흡인하면 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치 및 계량 방법에 따르면, 세골재의 표면수를 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출할 수 있는 동시에, 세골재의 질량을 표면 건조 상태일 때의 질량(M_a)으로서 파악할 수 있다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 이용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

*본 실시예에서는 로드셀(108)을 압축형으로 하여 설치 수를 3개로 했지만, 수침 골재 질량 계측 수단으로서 어떠한 로드셀을 이용할 것인지는 임의적이며, 예컨대 인장형을 사용해도 좋고, 4개 이상 설치하더라도 상관없다. 또한, 계량조(4)를 안정적으로 매달 수 있는 것이면 1개 또는 2개라도 상관없다.

또한, 본 실시예에서는 공기량 보정에 대해 특별히 언급하지는 않았지만, 수침 골재 내의 공기량 a(%)를 고려하는 것이면, 기지인 전체 용량(V_f)에 (1-a/100)를 곱하면 된다. 예컨대, (2)식 대신에

M_a/ρ_a＋M_w/ρ_w=V_f·(1-a/100) (2-a)

를 이용하면 된다.

이러한 구성에 의해, 공기량을 제외한 실제의 전체 용량으로 더욱 정밀도가 높은 계량이 가능해진다. 그 밖의 케이스에 대해서도, 필요에 따라서 마찬가지로 공기량 보정을 행하면 좋다.

또한, 본 실시예에서는 계량조(104)의 소정 높이 위치에 직사각형의 오버플로우용 개구(111)를 상기 계량조를 구성하는 벽체(112)에 형성하는 동시에, 상기 오버플로우용 개구의 하부 가장자리 위치를 따라서 가이드 부재(117)를 수평 방향으로 돌출하도록 설치했지만, 도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이 오버플로우용 개구(111)를 대신하여 상이한 높이에 설치된 3개의 오버플로우용 개구(131)를 계량조(104)의 벽체(112)에 형성하는 동시에, 상기 오버플로우용 개구(131) 가운데 최하단의 오버플로우용 개구(131)의 하부 가장자리 위치를 따라서 가이드 부재(117)를 수평 방향으로 돌출하도록 설치하여도 좋다.

이러한 구성에서는, 계량하고 싶은 전체 용량(V_f)에 대응하는 오버플로우용 개구(131)만을 열어 두고, 다른 오버플로우용 개구(131)에 대해서는 도 13에 도시한 바와 같이 밀봉 마개(132)나 밀봉 마개(133)를 이용하여 전부 밀봉하면 된다.

이러한 구성에 따르면, 전체 용량(V_f)에 대해 다른 용량마다 계량조를 개별적으로 제작할 필요가 없어진다.

또, 도 12 및 도 13에 도시한 콘크리트 재료 계량 장치는, 오버플로우용 개구(111)가 형성된 계량조(104) 대신에, 3개의 오버플로우용 개구(131)가 형성된 계량조(104a)를 채용한 것으로, 오버플로우용 개구의 차이를 제외한 다른 구성에 있어서는 계량조(104)와 계량조(104a) 사이에 상위점은 없는 동시에, 전체 구성에 있어서도 동일하기 때문에, 여기서는 그 설명을 생략한다.

또한, 본 실시예에서는 계량조(104)의 소정 높이 위치에 직사각형의 오버플로우용 개구(111)를 상기 계량조를 구성하는 벽체(112)에 형성하는 동시에, 상기 오버플로우용 개구의 하부 가장자리 위치를 따라서 가이드 부재(117)를 수평 방향으로 돌출하도록 설치했지만, 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이 오버플로우용 개구(111) 대신에 개구 높이를 높게 한 오버플로우용 개구(134)를 벽체(112)에 형성하는 동시에, 승강 가능한 브래킷형 폐색 부재(135)로 상기 오버플로우용 개구로 막도록 하여, 그 오버플로우 높이를 브래킷형 폐색 부재(135)의 승강 위치에서 가변적으로 구성하더라도 상관없다.

브래킷형 폐색 부재(135)는 계량조(104b)의 주위면을 따라서 승강하는 만곡 형 폐색판의 상부 가장자리로부터 가이드 부재(117)와 같은 가이드 부재를 수평으로 돌출하도록 설치하여 이루어지는 것이며, 나사(136)로 계량조(104b)의 벽체에 고정함으로써 원하는 높이에 위치 결정할 수 있도록 되어 있다. 만곡형 폐색판과 계량조(104b)의 벽체 사이는 소정의 수밀성이 확보되도록 고무 가스켓 등을 적절하게 사용하면 좋다.

이러한 구성에서는, 브래킷형 폐색 부재(135)의 가이드 부재가 원하는 높이 위치가 되도록 브래킷형 폐색 부재(135)를 승강시켜, 그 위치에서 나사(136)로 고정한다. 이와 같이 하면, 브래킷형 폐색 부재(135)의 만곡형 폐색판이 오버플로우용 개구(134) 가운데 가이드 부재보다 아래쪽의 개구를 막기 때문에, 계량조(104b) 내의 수침 골재의 물이 넘쳐 나오는 수위 레벨을 가변적으로 조정할 수 있게 되므로, 전체 용량(V_f)에 대해서 다른 용량마다 계량조를 개별적으로 제작할 필요가 없어진다.

또, 도 14 및 도 15에 도시한 콘크리트 재료 계량 장치는, 오버플로우용 개구(111)가 형성된 계량조(104) 대신에, 오버플로우용 개구(134)와 그 오버플로우 높이를 가변적으로 조정하기 위한 브래킷형 폐색 부재(135)를 설치한 계량조(104b)를 채용한 것이며, 오버플로우용 개구 및 그 관련 부재의 차이를 제외한 다른 구성에 있어서는 계량조(104)와 계량조(104b) 사이에 상위점은 없는 동시에, 전체 구성에 있어서도 전술한 실시예와 동일하기 때문에 여기서는 그 설명을 생략한다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 계량조(104) 내에 투입한 골재가 수면으로부터 나와 수침 골재로 되지 않을 우려가 있는 경우에는, 바이브레이터를 이용하여 골재 상단을 고르게 하면 좋다.

도 16은 이러한 변형예를 도시한 것으로, 이 도면에서는 계량조(104)의 위쪽에 로드형의 바이브레이터(137)를 승강 가능하게, 또한 그 강하 위치(도면 중에 일점 쇄선으로 도시함)에서 수침 골재(121)에 매몰되도록 설치되어 있다.

이러한 구성에서는, 세골재의 투입 도중 또는 투입 후에 바이브레이터(137)를 강하시켜, 그러한 상태로 상기 바이브레이터를 작동시킨다.

이와 같이 하면, 계량조(104) 내에 투입된 세골재는 바이브레이터(137)의 진동에 의해서 평탄하게 고르게 되어, 그 세골재가 수면 위로 나올 우려가 없어진다. 또, 수침 골재(121)의 질량을 계량할 때에는, 바이브레이터(137)를 끌어올려 상승 위치에서 다음 계량까지 후퇴시켜 두면 좋다.

(제3 실시예)

도 17은 제3 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치를 도시한 전체도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(141)는, 물을 저류하는 물 저류 호퍼(102)와, 골재인 세골재를 저류하는 세골재 저류 호퍼(103a)와, 물 저류 호퍼(102) 및 세골재 저류 호퍼(103a)로부터 각각 공급된 물 및 세골재를 수침 골재로서 수용하는 계량조(104)와, 이 계량조 내의 수침 골재의 질량을 계측하는 수침 골재 질량 계측 수단로서의 로드셀(108)로 이루어지며, 물 저류 호퍼(102)는 그 바닥 부분에 접속되어 토출구가 계량조(104)의 위쪽에 위치 결정된 물 공급관(105)과, 이 물 공급관(105)의 소정 위치에 설치된 개폐 밸 브(106)와 함께 급수 수단을 구성하고, 세골재 저류 호퍼(103a)는 토출구가 계량조(104)의 위쪽에 위치 결정된 세골재 공급관(107)과 함께 골재 공급 수단을 구성한다.

여기서, 물 저류 호퍼(102) 및 로드셀(108)은 각각 도시하지 않는 가대에 부착되어 있는 동시에, 상기 로드셀의 위에 계량조(104)의 플랜지형 원환부(116)를 실어 계량조(104)를 매달아 둠으로써 상기 계량조의 질량을 로드셀(108)로 계측할 수 있도록 되어 있다. 로드셀(108)은, 계량조(4)를 안정된 상태로 매달아 계측할 수 있도록, 예컨대 동일 수평면에 120°마다 세 군데 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시예에서는 골재 질량 계측 수단으로서의 로드셀(108a)을 도시하지 않는 가대에 부착하여, 상기 로드셀의 위에 세골재 저류 호퍼(103a)의 플랜지형 원환부(142)를 실어 세골재 저류 호퍼(103a)를 매달아 둠으로써, 상기 세골재 저류 호퍼의 질량을 로드셀(108a)로 계측할 수 있도록 되어 있다. 로드셀(108a)은 세골재 저류 호퍼(103a)를 안정된 상태로 매달아 계측할 수 있도록, 로드셀(108)과 마찬가지로 동일 수평면에 120°마다 세 군데 설치하는 것이 바람직하다.

또, 계량조(104), 바닥 덮개(109) 및 그 밖의 구성에 대해서는 제2 실시예와 동일하기 때문에 여기서는 그 설명을 생략한다.

본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(141)를 이용하여 물 및 세골재를 계량하는 경우의 계량 절차를 도 18의 흐름도에 도시하였다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 우선 세골재 저류 호퍼(103a)에 저류되어 있는 습윤 상태 세골재의 질 량(M_aw)을 로드셀(108a)로 계량해 둔다(단계 1131).

한편, 제2 실시예와 마찬가지로 계량조(104) 안을 수밀 상태로 하고, 이러한 상태로 개폐 밸브(106)를 열어 물 저류 호퍼(102)로부터 계량조(104) 내에 물을 투입하는 동시에, 세골재 저류 호퍼(103a)에 저류되어 있는 계량된 세골재가 수면으로부터 나오지 않도록, 또한 물이 오버플로우용 개구(111)로부터 넘쳐 나오도록 계량조(104) 내에 투입하여 계량조(104) 안을 수침 골재로 채운다(단계 1101).

이하, 제2 실시예와 마찬가지로 수침 골재의 전체 질량(M_f)을 로드셀(108)로 계측하고(단계 1102), 계측된 수침 골재(121)의 전체 질량(M_f)에서 (1)식 및 (2)식을 이용하여 세골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a) 및 물의 질량(M_w)을 산출한다(단계 1103).

다음에, 산출된 세골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a)과, 미리 계측된 습윤 상태에서의 세골재의 질량(M_aw)을 이용하여, 다음 식으로부터 세골재의 표면수 비율을 산출한다(단계 1132).

(M_aw－M_a)/M_a (3)

다음에, 산출된 물의 질량(M_w) 및 표면 건조 상태의 세골재의 질량(M_a)을 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하여 보충하여야 하는 부족분을 계량하여, 보충해야 하는 것이 물이면 그 부족분을, 보충해야 하는 것이 세골재이면 단계 1132에서 구한 표면수 비율을 이용하여 표면수를 고려하면서, 그 부족분을 전술한 수침 골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 한다(단계 1133). 또, 물이 지나치게 많은 경우에는 그 잉여분을 진공 등으로 흡인하면 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치 및 계량 방법에 따르면, 제2 실시예와 마찬가지로 세골재의 표면수를 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출할 수 있는 동시에, 세골재의 질량을 표면 건조 상태일 때의 질량(M_a)으로서 파악할 수 있다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 이용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치 및 계량 방법에 따르면, 전술한 작용 효과 외에도 표면수 비율도 동시에 계측할 수 있게 된다.

본 실시예에서는 로드셀(108)을 압축형으로 하여 설치 수를 3개로 했지만, 수침 골재 질량 계측 수단으로서 어떠한 로드셀을 사용할 것인지는 임의적이며, 예컨대 인장형을 이용하더라도 좋고, 4개 이상 설치하더라도 상관없다. 또한, 계량조(4)를 안정적으로 매달 수 있는 것이면 1개 또는 2개라도 상관없다.

또한, 본 실시예에서는 공기량 보정에 대해 특별히 언급하지 않았지만, 수침 골재 내의 공기량 a(%)를 고려하는 것이면, 기지인 전체 용량(V_f)에 (1-a/100)를 곱하면 좋다. 예컨대, (2)식 대신에

M_a/ρ_a＋ M_w/ρ_w＝V_f·(1-a/100) (2-a)

를 이용하면 좋다.

이러한 구성에 의해, 공기량을 제외한 실제의 전체 용량으로 더욱 정밀도가 높은 계량이 가능해진다.

또한, 도 12 내지 도 16을 참조하여 설명한 제2 실시예의 변형예는, 제3 실시예에서도 그대로 적용하는 것이 가능하지만, 그 구성 및 작용 효과에 대해서는 동일하기 때문에 여기서는 그 설명을 생략한다.

(제4 실시예)

도 19는 제4 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치를 도시한 전체도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(151)는 물을 저류하는 물 저류 호퍼(102)와, 골재인 세골재를 저류하는 세골재 저류 호퍼(103)와, 물 저류 호퍼(102) 및 세골재 저류 호퍼(103)로부터 각각 공급된 물 및 세골재를 수침 골재로서 수용하는 계량조(104)와, 이 계량조 내의 수침 골재의 질량을 계측하는 수침 골재 질량 계측 수단로서의 로드셀(108)로 이루어지며, 물 저류 호퍼(102)는 그 바닥 부분에 접속되어 토출구가 계량조(104)의 위쪽에 위치 결정된 물 공급관(105)과, 이 물 공급관(105)의 소정 위치에 설치된 개폐 밸브(106) 및 급수 계량 수단으로서의 유량계(152)와 함께 급수 수단을 구성하고, 세골재 저류 호퍼(103)는 토출구가 계량조(104)의 위쪽에 위치 결정된 세골재 공급관(107)과 함께 골재 공급 수단을 구성한다.

여기서, 물 저류 호퍼(102), 세골재 저류 호퍼(103) 및 로드셀(108)은 각각 도시하지 않는 가대에 부착되어 있는 동시에, 상기 로드셀의 위에 계량조(104)의 플랜지형 원환부(116)를 실어 계량조(104)를 매달아 둠으로써, 상기 계량조의 질량을 로드셀(108)로 계측할 수 있도록 되어 있다. 로드셀(108)은 계량조(104)를 안정된 상태로 매달아 계측할 수 있도록, 예컨대 동일 수평면으로 120°마다 세 군데 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시예에서는, 도 20의 단면도에서 잘 알 수 있듯이 오버플로우용 개구(111)로부터 넘쳐 나와 가이드 부재(117)의 선단으로부터 흘러내리는 오버플로우 물을 저류하는 저류 용기(153)와, 이 저류 용기와 함께 오버플로우 물의 질량을 계측하는 오버플로우 물 계량 수단으로서의 질량계(154)를 구비하고 있고, 전술한 유량계(152)에 의해서 계측조(104)에의 투입 수량을 계측하는 동시에, 질량계(154)에 의해서 계측조(104)로부터의 오버플로우 수량을 계측할 수 있도록 되어 있다.

또, 계량조(104), 바닥 덮개(109) 그 밖의 구성에 대해서는 제2 실시예와 동일하기 때문에 여기서는 그 설명을 생략한다.

본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(151)를 이용하여 물 및 세골재를 계량하는 경우의 계량 절차를 도 21의 흐름도에 도시하였다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 우선 제2 실시예와 마찬가지로 계량조(104) 안을 수밀 상태로 하고, 이러한 상태로 개폐 밸브(106)를 열어 물 저류 호퍼(102)로부터 계량조(104) 내에 물을 투입하는 동시에, 세골재 저류 호퍼(103)에 저류되어 있는 세골재가 수면으로부터 나오지 않도록, 또한 물이 오버플로우용 개구(111)로부터 넘쳐 나오도록 계량조(104) 내에 투입하여 계량조(104) 내를 수침 골재로 채우지만, 이러한 작업과 병 행하여 유량계(152)에 의한 계측조(104)에의 급수량(M_I)의 계측을 행하는 동시에, 도 22에 도시한 바와 같이 질량계(154)에 의한 계측조(104)로부터의 오버플로우 수량(M_o)의 계측을 행한다(단계 1161).

이하, 제2 실시예와 마찬가지로 수침 골재의 전체 질량(M_f)을 로드셀(108)로 계측하고(단계 1102), 계측된 수침 골재(121)의 전체 질량(M_f)으로부터 (1)식 및 (2)식을 이용하여 세골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a) 및 물의 질량(M_w)을 산출한다(단계 1103).

다음에, 산출된 세골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a), 미리 계측된 계측조(104)에의 급수량(M_I) 및 계측조(104)로부터의 오버플로우 수량(M_o)을 이용하여 다음 식

M_aw＝M_f－(M_I－M_o) (4)

로부터 M_aw를 산출하고, 이것을 다음 식에 대입하여 골재의 표면수 비율을 산출한다(단계 1162).

(M_aw－M_a)/M_a (3)

다음에, 산출된 물의 질량(M_w) 및 표면 건조 상태의 세골재의 질량(M_a)을 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하여 보충하여야 하는 부족분을 계량하고, 보충해야 하는 것이 물이면 그 부족분을, 보충해야 하는 것이 세골재이 면 단계 1162에서 구한 표면수 비율을 이용하여 표면수를 고려하면서, 그 부족분을 전술한 수침 골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 한다(단계 1163). 또, 물이 지나치게 많은 경우에는 그 잉여분을 진공 등으로 흡인하면 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치 및 계량 방법에 따르면, 제2 실시예와 같이 세골재의 표면수를 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출할 수 있는 동시에, 세골재의 질량을 표면 건조 상태일 때의 질량(M_a)으로서 파악할 수 있다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 이용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치 및 계량 방법에 따르면, 전술한 작용 효과 외에 표면수 비율도 동시에 계측할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예에서는 로드셀(108)을 압축형으로 하여 설치 수를 3개로 했지만, 수침 골재 질량 계측 수단으로서 어떠한 로드셀을 이용할 것인지는 임의적이며, 예컨대 인장형을 이용하더라도 좋고 4개 이상 설치하더라도 상관없다. 또한, 계량조(4)를 안정적으로 매달 수 있는 것이면 1개 또는 2개라도 상관없다.

또한, 본 실시예에서는 공기량 보정에 관해서 특별히 언급하지 않았지만, 수침 골재 내의 공기량 a(%)를 고려하는 것이면, 기지인 전체 용량(V_f)에 (1-a/100)를 곱하면 좋다. 예컨대, (2)식 대신에

M_a/ρ_a＋M_w/ρ_w＝V_f·(1-a/100) (2-a)

를 이용하면 좋다.

이러한 구성에 의해, 공기량을 제외한 실제의 전체 용량으로 더욱 정밀도가 높은 계량이 가능해진다.

또한, 도 12 내지 도 16을 참조하여 설명한 제2 실시예의 변형예는 제4 실시예에서도 그대로 적용하는 것이 가능하지만, 그 구성 및 작용 효과에 대해서는 동일하기 때문에 여기서는 그 설명을 생략한다.

*(제5 실시예)

도 23은 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치를 도시한 전체도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(201)는 물을 저류하는 물 저류 호퍼(102)와, 계량의 대상이 되는 골재로서의 세골재가 저류되는 골재 계량 용기로서의 세골재 계량 용기(203)와, 물 저류 호퍼(102) 및 세골재 계량 용기(203)로부터 각각 공급된 물 및 세골재를 수침 골재로서 수용하는 수침 골재 용기(204)와, 세골재 계량 용기(203) 내의 세골재의 질량을 계측하는 골재 질량 계측 수단으로서의 로드셀(108a)로 이루어지며, 물 저류 호퍼(102)는 그 바닥 부분에 접속되어 토출구가 수침 골재 용기(204)의 위쪽에 위치 결정된 물 공급관(105)과, 이 물 공급관(105)의 소정 위치에 설치된 개폐 밸브(106) 및 급수 계량 수단으로서의 유량계(152)와 함께 급수 수단을 구성한다.

또, 세골재 계량 용기(203)는 도시하지 않는 저류병으로부터 세골재를 수시 공급되도록 되어 있는 동시에, 그 바닥 부분에는 토출구가 수침 골재 용기(204)의 위쪽에 위치 결정된 세골재 공급관(107)이 접속되어 있다.

여기서, 물 저류 호퍼(102), 수침 골재 용기(204) 및 로드셀(108a)은 각각 도시하지 않는 가대에 부착되어 있는 동시에, 상기 로드셀의 위에 세골재 계량 용기(203)의 상단 개구 가장자리에 부착된 플랜지형 원환부(142)를 실어 세골재 계량 용기(203)를 매달아 둠으로써, 상기 세골재 계량 용기 내에 저류된 세골재의 질량을 로드셀(108a)로 계측할 수 있도록 되어 있다. 로드셀(108a)은 세골재 계량 용기(203)를 안정된 상태로 매달아 계측할 수 있도록, 예컨대 동일 수평면에 120°마다 세 군데 설치하는 것이 바람직하다.

도 24는 수침 골재 용기(204)의 종단면도이다. 도 23 및 도 24에서 잘 알 수 있듯이, 수침 골재 용기(204)의 저부 개구(115)에는, 그 수침 골재 용기 내의 수밀성을 유지할 수 있는 바닥 덮개(109)를 개폐 가능하게 부착할 수 있도록 되어 있다. 즉, 바닥 덮개(109)는 수침 골재 용기(204)의 저부 개구 외경과 거의 동등하거나 그것보다 약간 큰 외경을 갖는 원형 평판으로 구성되어 있으며, 이 원형 평판의 주위 가장자리로부터 연장하도록 설치된 L자형의 부착 아암(113)의 선단에 긴 구멍(114)을 형성하여, 도시하지 않는 가대에 고정된 핀(110)을 긴 구멍(114)에 삽입 관통시킴으로써, 바닥 덮개(109)를 핀(110)의 둘레로 회동시켜 수침 골재 용기(204)의 저부 개구(115)를 개폐할 수 있도록 되어 있다. 바닥 덮개(109)를 수침 골재 용기(204)의 저부 개구(115)에 고정하기 위해서는, 볼트로 체결하거나, 클램 프 부재로 체결하는 등 공지의 방법으로부터 적절하게 선택하면 된다.

수침 골재 용기(204)는, 아래쪽으로 갈수록 내경이 커지도록 중공 원뿔대 형상으로 형성되어 있어, 바이브레이터 등의 진동 기구를 사용하지 않더라도 계량이 끝난 수침 골재를 상기 수침 골재 용기 내에서 폐색시키는 일 없이, 바닥 덮개(109)를 여는 것만으로 아래쪽으로 자유 낙하시켜, 이것을 별도 계량된 시멘트나 조골재와 함께 도시하지 않는 반죽 믹서에 투입할 수 있도록 되어 있다.

수침 골재 용기(204)의 소정 높이 위치에는, 도 24에 도시한 단면도에서 잘 알 수 있듯이, 내부에 수용된 수침 골재의 물이 바깥쪽으로 넘쳐 나오도록 직사각형의 오버플로우용 개구(111)가 상기 수침 골재 용기를 구성하는 벽체(112)에 형성되어 있는 동시에, 오버플로우용 개구(111)의 하부 가장자리 위치를 따라서 홈형의 가이드 부재(117)가 수평 방향으로 돌출하도록 설치되어 있어, 그 가이드 부재의 위를 오버플로우 물이 흘러 그 선단으로부터 흘러내리는 것에 의해 수침 골재 용기(204)의 주위면을 따라 이동하는 일 없이 오버플로우용 개구(111)로부터 원활하게 넘칠 수 있도록 되어 있다.

수침 골재 용기(204)의 용적에 대해서는 임의적이며, 콘크리트 배합을 행하는 단위, 즉 1 배치에 필요한 전체량으로 해도 좋고, 몇 회로 나눠 계량하는 것을 전제로 한 용량이라도 상관없다.

*한편, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(201)는, 도 24의 단면도에서 잘 알 수 있듯이 오버플로우용 개구(111)로부터 넘쳐 나와 가이드 부재(117) 의 선단으로부터 흘러내리는 오버플로우 물을 저류하는 저류 용기(153)와, 이 저류 용기에 저류된 오버플로우 물의 질량을 계측하는 오버플로우 물 계량 수단으로서의 질량계(154)를 구비하고 있고, 전술한 유량계(152)에 의해서 수침 골재 용기(204)에의 투입 수량을 계측하는 동시에, 질량계(154)에 의해서 수침 골재 용기(204)로부터의 오버플로우 수량을 계측할 수 있도록 되어 있다.

본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(201)를 이용하여 물 및 세골재를 계량하는 경우의 계량 절차를 도 25의 흐름도에 도시하였다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 우선 세골재 계량 용기(203)에 저류된 습윤 상태에서의 세골재의 질량(M_aw)을 로드셀(108a)로 계측한다(단계 1201).

세골재 계량 용기(203) 내에 있는 세골재의 질량(M_aw)은 로드셀(108a)에 의한 계측값으로부터 세골재가 수용되어 있지 않은 빈 세골재 계량 용기(3)의 질량을 빼면 된다. 덧붙여서 말하면, 세골재는 통상 습윤 상태로 있는 경우가 많다.

다음에, 수침 골재 용기(204)의 저부 개구(115)를 바닥 덮개(109)로 막아 그 수침 골재 용기 안을 수밀 상태로 하고, 이러한 상태로 개폐 밸브(106)를 열어 물 저류 호퍼(102)로부터 수침 골재 용기(204) 내에 물을 투입한다(단계 1202).

다음에, 세골재 계량 용기(203)에 저류되어 있는 세골재를, 도 26에 도시한 바와 같이 그 세골재가 수면으로부터 나오지 않도록, 또한 물이 오버플로우용 개구(111)로부터 넘쳐 나오도록 수침 골재 용기(204) 내에 투입하여 그 수침 골재 용기 안을 수침 골재(121)로 채우는 동시에, 물 저류 호퍼(102)로부터 투입된 물의 급수량(M_I)을 누적값으로서 유량계(152)로 계측하는 한편, 오버플로우용 개구(111)로부터 넘쳐 나온 물을 저류 용기(153)에 일단 저장한 뒤, 그 오버플로우량(M_o)을 누적값으로서 질량계(154)로 계측한다(단계 1203).

이와 같이 수침 골재(121)가 오버플로우용 개구(111)로부터 흘러 넘치게 하면, 오버플로우용 개구(111)로부터 물(122)이 넘쳐 나오는 수위 레벨은 미리 결정되어 있기 때문에, 전술한 바와 같이 수침 골재(121)를 채우면 그 전체 용량(V_f)은 계량하지 않더라도 기지의 값이 된다.

또, 세골재를 세골재 계량 용기(203)로부터 수침 골재 용기(204)에 직접 투입하는 것이 아니라, 예컨대 전자식 진동체를 구비한 진동 피더를 이용하여 세골재 계량 용기(203)의 바로 아래로부터 수침 골재 용기(204)의 상부 개구까지 반송하면, 세골재의 단립화, 나아가서는 기포 혼입을 방지할 수 있다.

다음에, ρ_a를 세골재의 표면 건조 상태에서의 밀도, ρ_w를 물의 밀도로 하여, 세골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a) 및 수침 골재(121) 중의 물의 질량(M_w)을 이하의 두 식, 즉

M_a＋M_w＝M_aw＋(M_I－M_o) (5)

*M_a/ρ_a＋M_w/ρ_w＝V_f (2)

로부터 구하는 동시에, 세골재의 표면수 비율을 다음 식

(M_aw－M_a)/M_a (3)

에 의해 산출한다(단계 1204).

이와 같이 하여 물의 질량(M_w), 표면 건조 상태의 골재의 질량(M_a) 및 표면수 비율을 계측 산출했으면, 다음에 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하여 보충하여야 하는 부족분을 계량하고, 보충해야 하는 것이 물이면 그 부족분을, 보충해야 하는 것이 골재이면 산출된 표면수 비율을 이용하여 표면수를 고려하면서, 그 부족분을 전술한 수침 골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 한다(단계 1205). 또, 물이 지나치게 많은 경우에는, 그 잉여분을 진공 등으로 흡인하면 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치 및 계량 방법에 따르면, 세골재의 표면수를 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출할 수 있는 동시에, 세골재의 질량을 표면 건조 상태일 때의 질량(M_a)으로서 파악할 수 있다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 사용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시예에서는 로드셀(108a)을 압축형으로 하여 설치 수를 3개로 했지만, 골재 질량 계측 수단으로서 어떠한 로드셀을 이용할 것인지는 임의적이며, 예컨대 인장형을 이용하더라도 좋고 4개 이상 설치하더라도 상관없다. 또한, 수침 골재 용기(4)를 안정적으로 매달 수 있는 것이면 1개 또는 2개라도 상관없다.

또한, 본 실시예에서는 공기량 보정에 관해서 특별히 언급하지 않았지만, 수침 골재 내의 공기량 a(%)를 고려하는 것이면, 기지인 전체 용량(V_f)에 (1-a/100)를 곱하면 좋다. 예컨대, (2)식 대신에

M_a/ρ_a＋M_w/ρ_w＝V_f·(1-a/100) (2-a)

을 이용하면 좋다.

이러한 구성에 의해, 공기량을 제외한 실제의 전체 용량으로 더욱 정밀도가 높은 계량이 가능해진다. 그 밖의 케이스에 관해서도 필요에 따라서 마찬가지로 공기량 보정을 행하면 좋다.

또한, 본 실시예에서는 수침 골재 용기(204) 내에 투입된 물의 양(M_I)을 누적값으로서 유량계(152)로 계측하도록 했지만, 이것 대신에, 예컨대 상기 수침 골재 용기에 물을 흘러 넘치도록 선행 투입하면, 전술한 바와 같이 오버플로우용 개구로부터 물이 넘쳐 나오는 수위 레벨은 미리 결정되어 있기 때문에, 투입된 물의 급수량(M_I)은 계량하지 않더라도 기지의 값이 된다. 따라서, 이러한 구성에서는 급수 계량 수단으로서의 유량계(152)를 비롯하여, 물 저류 호퍼(102), 물 공급관(105) 및 개폐 밸브(106)로 이루어지는 급수 수단이 불필요해진다.

또, 이 경우, 그 후의 골재 투입에 의해서 물이 흘러 넘치는 일은 있더라도 수위가 내려가는 일은 없기 때문에, 급수량(M_I)의 누적값은 계량중 일정해진다.

또한, 본 실시예에서는 수침 골재 용기(204)의 소정 높이 위치에 직사각형의 오버플로우용 개구(111)를 상기 수침 골재 용기를 구성하는 벽체(112)에 형성하는 동시에, 상기 오버플로우용 개구의 하부 가장자리 위치를 따라서 가이드 부재(117)를 수평 방향으로 돌출하도록 설치했지만, 도 27 및 도 28에 도시한 바와 같이 오버플로우용 개구(111) 대신에 상이한 높이에 설치된 3개의 오버플로우용 개구(131)를 수침 골재 용기(204)의 벽체(112)에 형성하는 동시에, 상기 오버플로우용 개구(131) 가운데 최하단의 오버플로우용 개구(131)의 하부 가장자리 위치를 따라서 가이드 부재(117)를 수평 방향으로 돌출하도록 설치하도록 하더라도 좋다.

이러한 구성에 있어서는, 계량하고 싶은 전체 용량(V_f)에 대응하는 오버플로우용 개구(131)만을 열어 두고, 다른 오버플로우용 개구(131)에 대해서는 도 28에 도시한 바와 같이 밀봉 마개(132)나 밀봉 마개(133)를 이용하여 전부 밀봉해 두면 좋다.

이러한 구성에 따르면, 전체 용량(V_f)에 관해서 다른 용량마다 수침 골재 용기를 개별적으로 제작할 필요가 없어진다.

또, 도 27 및 도 28에 도시한 콘크리트 재료 계량 장치는, 오버플로우용 개구(111)가 형성된 수침 골재 용기(204) 대신에, 3개의 오버플로우용 개구(131)가 형성된 수침 골재 용기(204a)를 채용한 것이며, 오버플로우용 개구의 차이를 제외한 다른 구성에서는 수침 골재 용기(204)와 수침 골재 용기(204a) 사이에 상위점은 없는 동시에, 전체 구성에서도 동일하기 때문에 여기서는 그 설명을 생략한다.

또한, 본 실시예에서는 수침 골재 용기(204)의 소정 높이 위치에 직사각형의 오버플로우용 개구(111)를 상기 수침 골재 용기를 구성하는 벽체(112)에 형성하는 동시에, 상기 오버플로우용 개구의 하부 가장자리 위치를 따라서 가이드 부재(117)를 수평 방향으로 돌출하도록 설치했지만, 도 29 및 도 30에 도시한 바와 같이 오버플로우용 개구(111) 대신에, 개구 높이를 높게 한 오버플로우용 개구(134)를 벽체(112)에 형성하는 동시에, 승강 가능한 브래킷형 폐색 부재(135)로 상기 오버플로우용 개구로 막도록 하여, 그 오버플로우 높이를 브래킷형 폐색 부재(135)의 승강 위치에서 가변적으로 구성하더라도 상관없다.

브래킷형 폐색 부재(135)는 수침 골재 용기(204b)의 주위면을 따라서 승강하는 만곡형 폐색판의 상부 가장자리로부터 가이드 부재(117)와 같은 가이드 부재를 수평으로 돌출하도록 설치하여 이루어지는 것이며, 나사(136)로 수침 골재 용기(204b)의 벽체에 고정함으로써 원하는 높이에 위치 결정할 수 있도록 되어 있다. 만곡형 폐색판과 수침 골재 용기(204b)의 벽체 사이는 소정의 수밀성이 확보되도록 고무 가스켓 등을 적절하게 사용하면 좋다.

이러한 구성에서는, 브래킷형 폐색 부재(135)의 가이드 부재가 원하는 높이 위치가 되도록 브래킷형 폐색 부재(135)를 승강시켜 그 위치에서 나사(136)로 고정한다. 이와 같이 하면, 브래킷형 폐색 부재(135)의 만곡형 폐색판이 오버플로우용 개구(134) 가운데 가이드 부재보다 아래쪽의 개구를 막기 때문에, 수침 골재 용기(204b) 내의 수침 골재의 물이 넘쳐 나오는 수위 레벨을 가변적으로 조정할 수 있게 되므로, 전체 용량(V_f)에 관해서 다른 용량마다 수침 골재 용기를 개별적으로 제작할 필요가 없어진다.

또, 도 29 및 도 30에 도시한 콘크리트 재료 계량 장치는, 오버플로우용 개구(111)가 형성된 수침 골재 용기(204) 대신에, 오버플로우용 개구(134)와 그 오버플로우 높이를 가변적으로 조정하기 위한 브래킷형 폐색 부재(135)를 설치한 수침 골재 용기(204b)를 채용한 것이며, 오버플로우용 개구 및 그 관련 부재의 차이를 제외한 다른 구성에서는 수침 골재 용기(204)와 수침 골재 용기(204b) 사이에 상위점은 없는 동시에, 전체 구성에서도 동일하기 때문에 여기서는 그 설명을 생략한다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 수침 골재 용기(204) 내에 투입한 골재가 수면으로부터 나와 수침 골재로 되지 않을 우려가 있는 경우에는, 바이브레이터를 이용하여 골재 상단을 고르게 하면 좋다.

도 31은 이러한 변형예를 도시한 것으로, 이 도면에서는 수침 골재 용기(204) 위쪽에 로드형의 바이브레이터(137)가 승강 가능하게, 또한 그 강하 위치(도면중 일점 쇄선으로 도시함)에서 수침 골재(121)에 매몰되도록 설치되어 있다.

이러한 구성에서는, 세골재의 투입 도중 또는 투입 후에 바이브레이터(137)를 강하시켜, 이 상태로 그 바이브레이터를 작동시킨다.

이와 같이 하면, 수침 골재 용기(204) 내에 투입된 세골재는 바이브레이터(137)의 진동에 의해서 평탄하게 고르게 되어, 그 세골재가 수면 위로 나올 우려가 없어진다. 또, 수침 골재(121)의 질량을 계량할 때에는 바이브레이터(137)를 끌어올려 상승 위치에서 다음 계량까지 후퇴시켜 두면 좋다.

(제6 실시예)

도 32는 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법의 절차를 도시한 흐름도로서, 2종의 세골재(A, B)를 사용하는 경우를 예로서 설명한다. 또, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법은 전술한 각 계량 장치로부터 적절하게 선택하여 실시할 수 있다.

이 도면에서 알 수 있듯이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 있어서는, 우선 세골재(A)가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재로 되도록, 또한 물이 계량조로부터 흘러 넘치도록 물 및 세골재(A)를 계량조에 투입하여 계량조 안을 수침 골재로 채운다(단계 1301).

계량조는, 예컨대 아래쪽으로 갈수록 내경이 커지도록 중공 원뿔대 형상으로 형성되어 있는 것을 사용하는 것을 생각할 수 있다. 이와 같이 하면, 바이브레이터 등의 진동 기구를 사용하지 않더라도 계량이 끝난 수침 골재를 상기 계량조 내에서 폐색시키는 일 없이, 바닥 덮개를 여는 것만으로 아래쪽으로 자유 낙하시켜, 이것을 별도 계량된 시멘트나 조골재와 함께 반죽 믹서에 투입할 수 있다.

이와 같이 물 및 세골재(A)를 계량조에 투입하면, 계량조로부터 물이 넘쳐 나오는 수위 레벨은 미리 결정되어 있기 때문에, 전술한 바와 같이 수침 골재를 채우면 그 전체 용량(V_f)은 계량하지 않더라도 기지의 값이 된다.

다음에, 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측한다(단계 1302). 수침 골재의 전체 질량(M_f1)은 수침 골재로 채워진 계량조의 계측값으로부터 수침 골재가 수용되 어 있지 않은 빈 계량조의 계측값을 빼면 된다.

다음에, 계측된 수침 골재의 전체 질량(M_f1)으로부터 이하의 식을 이용하여 세골재(A)의 표면 건조 상태의 질량(M_a1)을 산출한다(단계 1303).

M_a1＋M_w＝M_f1 (7)

M_a1/ρ_a1＋M_w/ρ_w＝V_f (8)

여기서, ρ_a1은 세골재(A)의 표면 건조 상태에서의 밀도를, ρ_w는 물의 밀도를 나타낸다.

이와 같이 하여 표면 건조 상태의 세골재(A)의 질량(M_a1)을 계측 산출했으면, 다음에 제2 골재인 세골재(B)를 그 세골재(B)가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재로 되도록, 또한 물이 계량조로부터 흘러 넘치도록 계량조 내에 투입한다(단계 1304).

또, 계량조에 세골재(A, B)와 물을 투입함에 있어서는, 수침 골재로의 기포 혼입을 억제하도록 물을 선행 투입한 후 세골재(A, B)를 투입하는 것이 바람직하다. 또한, 세골재(A, B)를 계량조에 직접 투입하는 것이 아니라, 예컨대 전자식 진동체를 구비한 진동 피더를 이용하여 계량조까지 반송하도록 하면, 세골재의 단립화, 나아가서는 기포 혼입을 방지할 수 있다.

다음에, 수침 골재의 전체 질량(M_f2)을 계측한다(단계 1305).

다음에, 계측된 수침 골재의 전체 질량(M_f2)으로부터 이하의 식을 이용하여 세골재(B)의 표면 건조 상태의 질량(M_a2) 및 물의 질량(M_w)을 산출한다(단계 1306).

M_a1＋M_a2＋M_w＝M_f2 (9)

M_a1/ρ_a1＋M_a2/ρ_a2＋M_w/ρ_w＝V_f (10)

여기서, ρ_a2는 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 밀도를 나타낸다.

이와 같이 하여 물의 질량(M_w), 표면 건조 상태의 세골재(A)의 질량(M_a1) 및 표면 건조 상태의 세골재(B)의 질량(M_a2)을 계측 산출했으면, 다음에 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하여 보충하여야 하는 부족분을 계량하고, 이것을 전술의 수침 골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 한다. 또, 물이 지나치게 많은 경우에는 그 잉여분을 진공 등으로 흡인 제거한다(단계 1307).

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 따르면, 세골재(A, B)의 표면수를 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출할 수 있는 동시에, 세골재(A, B)의 질량을 표면 건조 상태일 때의 질량[M_ai(i=1,2)]으로서 파악할 수 있다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 사용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 밀도, 입도 등이 다른 세골재(A, B)라도 하나의 계량조 내에서 효율적으로 그와 같이 높은 정밀도로 계량하는 것도 가능해진다.

또한, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 따르면, 계량조로부터 물이 흘러 넘치도록 세골재(A, B)를 계량조 내에 투입하도록 했기 때문에, 수침 골재의 전체 용적[V_fi(i=1,2)]은 오버플로우 시의 계량조 내의 내용적인 일정값(V_f)으로 유지되게 되어, 수침 골재의 전체 용량[V_fi(i=1,2)]을 매번 계측할 필요가 없어진다.

본 실시예에서는 이와 같이 계량조로부터 물이 흘러 넘치게 함으로써 수침 골재의 전체 용적[V_fi(i=1,2)]을 일정값(V_f)으로 유지하도록 했지만, 이것 대신에 수침 골재의 전체 용량[V_fi(i=1,2)]을 전극식 변위 센서 등으로 계측하도록 하더라도 상관없다.

이러한 전극식 변위 센서로서는, 예컨대 검지용 전극의 하단이 계량조 내에 수용된 수침 골재의 액면에 닿았을 때의 통전 상태의 변화를 감시함으로써 상기 수침 골재의 액위를 계측할 수 있도록 구성한 것을 사용할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 2 종류의 세골재를 예로서 설명했지만, 골재 종류의 수는 임의적임은 물론이다. 또한, 조골재의 계량에도 적용할 수 있고, 세골재와 조골재의 조합에도 적용할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 공기량 보정에 관해서 특별히 언급하지 않았지만, 수침 골재 내의 공기량 a(%)를 고려하는 것이면, 기지인 전체 용량(V_f)에 (1-a/100)를 곱하면 좋다. 예컨대, (8)식 대신에 M_a1/ρ_a1＋M_w/ρ_w=＝V_f·(1-a/100)를 이용하면 좋다.

이러한 구성에 의해, 공기량을 제외한 실제의 전체 용량으로 더욱 정밀도가 높은 계량이 가능해진다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 계량조 내에 투입한 골재가 수면으로부터 나와 버려 수침 골재로 되지 않을 우려가 있는 경우에는, 세골재(A, B)의 투입 도중 또는 투입 후에 바이브레이터를 강하시키고, 이러한 상태로 그 바이브레이터를 작동시킴으로써 계량조 내에 투입된 세골재(A, B)를 바이브레이터의 진동에 의해서 평탄하게 고르게 하여, 상기 세골재가 수면 위로 나오지 않게 할 수 있다. 또, 수침 골재의 질량을 계량할 때에는 바이브레이터를 끌어올려 상승 위치에서 다음 계량까지 후퇴시켜 두면 좋다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 세골재(A, B)의 습윤 상태에서의 질량[M_awi(i=1,2)]을 미리 각각 계측하려면, 다음 식

(M_awi-M_ai)/M_ai (13)

에 의해서 세골재(A, B)의 표면수 비율을 산출할 수 있다.

도 33은 이러한 변형예에 따른 계측 방법의 절차를 도시한 흐름도이다.

이러한 변형예에서는, 전술한 실시예와 같이 2종의 세골재(A, B)를 사용하는 경우를 예로 하여, 우선 습윤 상태에서의 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량[M_awi(i=1,2)]을 계량해 둔다(단계 1311).

한편, 전술한 실시예와 마찬가지로 계량조 내에 물을 투입하는 동시에, 계량 된 세골재(A)가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재로 되도록, 또한 물이 계량조로부터 흘러 넘치도록 세골재(A)를 계량조에 투입한다(단계 1301).

이하, 전술한 실시예와 마찬가지로 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측하여(단계 1302), 계측된 수침 골재의 전체 질량(M_f1)으로부터 (7)식 및 (8)식을 이용하여 세골재(A)의 표면 건조 상태의 질량(M_a1)을 산출하고(단계 1303), 계속해서 계량이 끝난 세골재(B)를 그 세골재(B)가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재로 되도록, 또한 물이 계량조로부터 흘러 넘치도록 계량조 내에 투입하고(단계 1304), 수침 골재의 전체 질량(M_f2)을 계측하여(단계 1305), 계측된 수침 골재의 전체 질량(M_f2)으로부터 (9)식 및 (10)식을 이용하여 세골재(B)의 표면 건조 상태의 질량(M_a2) 및 물의 질량(M_w)을 산출한다(단계 1306).

다음에, 산출된 세골재(A) 및 세골재(B)의 표면 건조 상태의 질량[M_ai(i=1,2)]과, 미리 계측된 습윤 상태에서의 세골재의 질량[M_awi(i=1,2)]을 이용하여, 다음 식으로부터 세골재(A, B)의 표면수 비율을 산출한다(단계 1312).

(M_awi(i=1,2)－M_ai(i=1,2))/M_ai(i=1,2) (13)

다음에, 산출된 물의 질량(M_w) 및 표면 건조 상태의 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량[M_ai(i=1,2)]을 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하여 보충하여야 하는 부족분을 계량하고, 보충해야 하는 것이 물이면 그 부족분을, 보 충해야 하는 것이 세골재이면 단계 1312에서 구한 표면수 비율을 이용하여 표면수를 고려하면서, 그 부족분을 전술한 수침 골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 한다. 또, 물이 지나치게 많은 경우에는 그 잉여분을 진공 등으로 흡인 제거한다(단계 1313).

또한, 마찬가지로 계량조로의 급수량(M_I) 및 계량조로부터의 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측하도록 해 두면, 다음 식

ΣM_awj(j=1,2,3,‥i)＝M_fi－(M_I－M_o) (14)

에서 ΣM_awj(j=1,2,3,‥i)를 구하고, 이어서

ΣM_awj(j=1,2,3,‥i)－ΣM_awj(j=1,2,3,‥(i-1)) (15)

에서 M_awi를 구하고, 이 M_awi를 다음 식

(M_awi－M_ai)/M_ai (13)

에 대입함으로써, 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 표면수 비율을 산출할 수 있다.

도 34 및 도 35는 이러한 변형예에 따른 계측 방법의 절차를 도시한 흐름도이다. 이러한 계측 방법에서는 2종의 세골재(A, B)를 이용하는 경우를 예로 하여, 우선 전술한 실시예와 마찬가지로 계량조에 물을 투입하는 동시에, 세골재(A)가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재로 되도록, 또한 물이 계량조로부터 흘러 넘치도록 세골재(A)를 계량조에 투입하여 계량조 안을 수침 골재로 채우지만, 이러한 작 업과 병행하여 계량조로의 급수량(M_I)의 계측을 행하는 동시에, 계량조로부터 흘러 넘치는 배수량(M_o)을 계측한다(단계 1321).

이하, 전술한 실시예와 마찬가지로 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측하여(단계 1302), 계측된 수침 골재의 전체 질량(M_f1)으로부터 (7)식 및 (8)식을 이용하여 세골재(A)의 표면 건조 상태의 질량(M_a1)을 산출한다(단계 1303).

다음에, 물의 급수량(M_I) 및 배수량(M_o)을 이용하여 다음 식

ΣM_awj(j=1)＝M_f1－(M_I－M_o) (14)

에서 ΣM_awj(j=1), 즉 M_aw1을 구하고, 이어서 이 M_aw1을 다음 식

(M_aw1－M_a1)/M_a1 (13)

에 대입하여 세골재(A)의 표면수 비율을 산출한다(단계 1322).

다음에, 세골재(B)를 그 세골재(B)가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재로 되도록, 또한 물이 계량조로부터 흘러 넘치도록 계량조 내에 투입하면서, 계량조로의 급수량(M_I)의 계측 및 계량조로부터 흘러 넘치는 배수량(M_o)의 계측을 행하고(단계 1323), 수침 골재의 전체 질량(M_f2)을 계측하여(단계 1305), 계측된 수침 골재의 전체 질량(M_f2)으로부터 (9)식 및 (10)식을 이용하여 세골재(B)의 표면 건조 상태의 질량(M_a2) 및 물의 질량(M_w)을 산출한다(단계 1306).

다음에, 물의 급수량(M_I) 및 배수량(M_o)을 이용하여 다음 식

ΣM_awj(j=1,2)＝M_f2－(M_I－M_o) (14)

에서 ΣM_awj(j=1,2)를 구하고, 다음에

ΣM_awj(j=1,2)－ΣM_awj(j=1) (15)

에서 M_aw2를 구하여, 이 M_aw2를 다음 식

(M_aw2－M_a2)/M_a2 (13)

에 대입하여 세골재(B)의 표면수 비율을 산출한다(단계 1324).

다음에, 산출된 물의 질량(M_w), 표면 건조 상태의 세골재(A)의 질량(M_a1) 및 표면 건조 상태의 세골재(B)의 질량(M_a2)을 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하여 보충하여야 하는 부족분을 계량하고, 보충해야 하는 것이 물이면 그 부족분을, 보충해야 하는 것이 세골재이면 단계 1324에서 구한 표면수 비율을 이용하여 표면수를 고려하면서, 그 부족분을 전술한 수침 골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 한다. 또, 물이 지나치게 많은 경우에는 그 잉여분을 진공 등으로 흡인 제거한다(단계 1325).

(제7 실시예)

도 36 및 도 37은 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법의 순서를 도시한 흐름도이며, 2종의 세골재(A, B)를 각각 제1 골재, 제2 골재로서 이용하는 경우를 예로서 설명한다. 또, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법은 전술한 각 계량 장치로부터 적절하게 선택하여 실시할 수 있다.

상기 도면에서 알 수 있듯이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 있어서는, 우선 습윤 상태에서의 세골재(A)의 질량(M_aw1)을 계측한다(단계 1331).

다음에, 수침 골재 용기 내에 물을 투입한다(단계 1332).

수침 골재 용기는, 아래쪽으로 갈수록 내경이 커지도록 중공 원뿔대 형상으로 형성되어 있는 것을 이용할 수 있다. 이와 같이 하면, 바이브레이터 등의 진동 기구를 사용하지 않더라도, 계량이 끝난 수침 골재를 그 수침 골재 용기 내에서 폐색시키는 일 없이, 바닥 덮개를 개방한 것만으로 아래쪽으로 자유 낙하시켜, 이것을 별도 계량된 시멘트나 조골재와 함께 반죽 믹서에 투입할 수 있다.

다음에, 세골재(A)를 그 세골재가 수면으로부터 나오지 않도록, 또한 물이 수침 골재 용기로부터 넘쳐 나오도록 투입하여 그 수침 골재 용기 안을 수침 골재로 채우는 동시에, 투입된 물의 급수량(M_I)을 누적값으로서 계측하는 한편, 수침 골재 용기로부터 넘쳐 나온 물의 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측한다(단계 1333).

이와 같이 물 및 세골재(A)를 수침 골재 용기에 투입하면, 수침 골재 용기로부터 물이 넘쳐 나오는 수위 레벨은 미리 결정되어 있기 때문에, 전술한 바와 같이 수침 골재를 채우면 그 전체 용량(V_f)은 계량하지 않더라도 기지의 값이 된다.

또, 수침 골재 용기에 세골재(A)를 투입하거나 후속 공정에서 세골재(B)를 투입함에 있어서는, 예컨대 전자식 진동체를 구비한 진동 피더를 사용하여 세골재(A, B)를 수침 골재 용기까지 반송하도록 하는 것이 바람직하다.

다음에, ρ_a1을 세골재(A)의 표면 건조 상태에서의 밀도, ρ_w를 물의 밀도로 하여, 세골재(A)의 표면 건조 상태의 질량(M_a1)을 이하의 두 식, 즉

M_a1＋M_w＝M_aw1＋(M_I－M_o) (16)

M_a1/ρ_a1＋M_w/ρ_w＝V_f (17)

로부터 구하는 동시에 세골재(A)의 표면수 비율을 다음 식

(M_aw1－M_a1)/M_a1 (18)

에 의해 산출한다(단계 1334).

다음에, 습윤 상태에서의 세골재(B)의 질량(M_aw2)을 계측한다(단계 1335).

다음에, 세골재(B)를 그 세골재가 수면으로부터 나오지 않도록, 또한 물이 수침 골재 용기로부터 넘쳐 나오도록 수침 골재 용기 내에 투입하여 그 수침 골재 용기 안을 수침 골재로 채우는 동시에, 급수량(M_I)을 누적값으로서 계측하는 한편, 수침 골재 용기로부터 넘쳐 나온 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측한다(단계 1336).

다음에, ρ_a2를 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 밀도, ρ_w를 물의 밀도로 하여, 세골재(B)의 표면 건조 상태의 질량(M_aw) 및 수침 골재 중의 물의 질량(M_w)을 이하의 두 식, 즉

M_a1＋M_a2＋M_w＝M_aw1＋M_aw2＋(M_I－M_o) (19)

M_a1/ρ_a1＋M_a2/ρ_a2＋M_w/ρ_w＝V_f (20)

으로부터 구하는 동시에 세골재(B)의 표면수 비율을 다음식

(M_aw2－M_a2)/M_a2 (21)

에 의해 산출한다(단계 1337).

이와 같이 하여 물의 질량(M_w), 표면 건조 상태의 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량[M_ai(i=1,2)] 및 각 세골재의 표면수 비율을 계측 산출했으면, 다음으로 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하여 보충하여야 하는 부족분을 계량하고, 보충해야 하는 것이 물이면 그 부족분을, 보충해야 하는 것이 세골재이면 산출된 표면수 비율을 이용하여 표면수를 고려하면서, 그 부족분을 전술한 수침 골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 한다. 또, 물이 지나치게 많은 경우에는 그 잉여분을 진공 등으로 흡인 제거한다(단계 1338).

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 따르면, 세골재(A, B)의 표면수를 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출할 수 있는 동시에, 세골재(A, B)의 질량을 표면 건조 상태일 때의 질량[M_ai(i=1,2)]으로서 파악할 수 있다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 이용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 밀도, 입도 등이 다른 세골재(A, B)라도 하나의 계량조 내에서 효율적 으로 그와 같이 높은 정밀도로 계량하는 것도 가능해진다.

또한, 세골재(A, B)의 표면수 비율도 합쳐서 산출할 수 있기 때문에, 세골재를 보충할 때 산출된 표면수 비율을 이용하여 표면수를 고려하는 것이 가능해진다.

본 실시예에서는 2 종류의 세골재를 예로서 설명했지만, 골재 종류의 수는 임의적임은 물론이다. 또한, 조골재의 계량에도 적용할 수 있고, 세골재와 조골재의 조합에도 적용 가능하다.

또한, 본 실시예에서는 공기량 보정에 관해서 특별히 언급하지 않았지만, 수침 골재 내의 공기량 a(%)를 고려하는 것이면, 전술의 실시예와 같이 기지인 전체 용량(V_f)에 (1-a/100)를 곱하면 좋다.

이러한 구성에 의해, 공기량을 제외한 실제의 전체 용량으로 더욱 정밀도가 높은 계량이 가능해진다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 수침 골재 용기 내에 투입한 골재가 수면으로부터 나와 수침 골재로 되지 않을 우려가 있는 경우에는, 세골재(A, B)의 투입 도중 또는 투입 후에 바이브레이터를 강하시켜, 이러한 상태로 그 바이브레이터를 작동시킴으로써 계량조 내에 투입된 세골재(A, B)를 바이브레이터의 진동에 의해서 평탄하게 고르게 하여, 상기 세골재가 수면 위로 나오지 않도록 할 수 있다. 또, 수침 골재의 질량을 계량할 때에는 바이브레이터를 끌어올려, 상승 위치에서 다음 계량까지 후퇴시켜 두면 좋다.

(제8 실시예)

도 38은 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법의 순서를 도시한 흐름도이며, 2종의 세골재(A, B)를 사용하는 경우를 예로서 설명한다. 또, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법은 전술한 각 계량 장치로부터 적절하게 선택하여 실시할 수 있다.

상기 도면에서 알 수 있듯이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 있어서는, 우선 제1 골재인 세골재(A) 및 제2 골재인 세골재(B)의 질량 혼합비와 세골재(A) 및 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 밀도[ρ_ai(i=1,2)]로부터 평균 골재 밀도(ρ_ave)를 구한다(단계 1401).

세골재(A)와 세골재(B)는 질량 혼합비를 알고 있는 상태에서 통합하여 소정의 저류 호퍼에 저류해 두어도 좋고, 2개의 저류 호퍼를 개별적으로 준비하여 이들의 바로 아래로부터 계량조까지의 반송 속도로부터 질량 혼합비를 산출하더라도 좋다. 또한, 역으로 해서, 목표로 하는 질량 혼합비가 되도록 반송 속도를 조정하도록 하더라도 좋다.

다음에, 계량조 내에 물을 투입하는 동시에, 세골재(A, B)가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재로 되도록, 또한 물이 계량조로부터 흘러 넘치도록 세골재(A, B)를 계량조에 동시 투입하여 계량조를 수침 골재로 채운다(단계 1402).

계량조는, 예컨대 아래쪽으로 갈수록 내경이 커지도록 중공 원뿔대 형상으로 형성되어 있는 것을 사용하는 것을 생각할 수 있다. 이와 같이 하면, 바이브레이터 등의 진동 기구를 사용하지 않더라도, 계량이 끝난 수침 골재를 상기 계량조 내 에서 폐색시키는 일 없이, 바닥 덮개를 여는 것만으로 아래쪽으로 자유 낙하시켜, 이것을 별도 계량된 시멘트나 조골재와 함께 반죽 믹서에 투입할 수 있다.

또, 계량조에 세골재(A) 및 세골재(B)를 동시 투입함에 있어서는, 수침 골재로의 기포 혼입을 억제하도록 물을 선행 투입하고 그 후에 세골재(A) 및 세골재(B)를 동시 투입하는 것이 바람직하다. 또한, 예컨대 전자식 진동체를 구비한 진동 피더를 이용하여 세골재(A, B)를 계량조까지 반송하는 편이, 세골재의 단립화, 나아가서는 기포 혼입을 미연에 방지할 수 있다.

이와 같이 물 및 세골재(A)를 계량조에 투입하면, 계량조로부터 물이 넘쳐 나오는 수위 레벨은 미리 결정되어 있기 때문에, 전술한 바와 같이 수침 골재를 채우면 그 전체 용량(V_f)은 계량하지 않더라도 기지의 값이 된다.

다음에, 수침 골재의 전체 질량(M_f)을 계측한다(단계 1403). 수침 골재의 전체 질량(M_f)은 수침 골재로 채워진 계량조의 계측값으로부터 수침 골재가 수용되어 있지 않은 빈 계량조의 계측값을 빼면 된다.

다음에, 계측된 수침 골재의 전체 질량(M_f)으로부터 이하의 식을 이용하여 표면 건조 상태에서의 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)] 및 물의 질량(M_w)을 구한다(단계 1404).

ΣM_ai(i=1,2)＋M_w＝M_f (25)

ΣM_ai(i=1,2)/ρ_ave＋M_w/ρ_w＝V_f (26)

여기서, ρ_a1은 세골재(A)의 표면 건조 상태에서의 밀도를, ρ_a2는 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 밀도를, ρ_w는 물의 밀도를 나타낸다.

이와 같이 하여 물의 질량(M_w) 및 표면 건조 상태에서의 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)]을 계측 산출한 후에는, 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하고, 계속해서 보충하여야 하는 부족분을 계량한 후, 이것을 전술한 수침 골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 한다. 또, 물이 지나치게 많은 경우에는 그 잉여분을 진공 등으로 흡인 제거한다(단계 1405).

*이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 따르면, 세골재(A, B)의 표면수를 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출할 수 있는 동시에, 세골재(A, B)의 질량을 표면 건조 상태일 때의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)]으로서 파악할 수 있다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 이용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 밀도, 입도 등이 다른 세골재(A, B)라도 하나의 계량조 내에서 효율적으로 그와 같이 높은 정밀도로 계량하는 것도 가능해진다.

또한, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 따르면, 계량조로부터 물이 흘러 넘치도록 세골재(A, B)를 계량조 내에 동시 투입하도록 했기 때문에, 수침 골재의 전체 용적(V_f)은 오버플로우 시의 계량조 내의 내용적인 일정값으로 유지되어 수침 골재의 전체 용량(V_f)을 계측할 필요가 없어진다.

본 실시예에서는 이와 같이 계량조로부터 물이 흘러 넘치게 함으로써 수침 골재의 전체 용적(V_f)을 일정값으로 유지하도록 했지만, 이것 대신에 수침 골재의 전체 용량(V_f)을 전극식 변위 센서 등으로 계측하도록 하더라도 상관없다.

이러한 전극식 변위 센서로서는, 예컨대 검지용 전극의 하단이 계량조 내에 수용된 수침 골재의 액면에 닿았을 때의 통전 상태의 변화를 감시함으로써 상기 수침 골재의 액위를 계측할 수 있도록 구성된 것을 이용할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 2 종류의 세골재를 예로서 설명했지만, 골재 종류의 수는 임의적임은 물론이다. 또한, 조골재의 계량에도 적용할 수 있고, 세골재와 조골재의 조합에도 적용 가능하다.

또한, 본 실시예에서는 공기량 보정에 관해서 특별히 언급하지 않았지만, 수침 골재 내의 공기량 a(%)를 고려하는 것이면, 기지인 전체 용량(V_f)에 (1-a/100)를 곱하면 좋다. 예컨대, (26)식 대신에

ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)/ρ_ave＋M_w/ρ_w＝V_f·(1-a/100)

를 이용하면 좋다.

이러한 구성에 의해, 공기량을 제외한 실제의 전체 용량으로 더욱 정밀도가 높은 계량이 가능해진다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 계량조 내에 투입한 골재가 수면으로부터 나와 수침 골재로 되지 않을 우려가 있는 경우에는, 세골재(A, B)의 투입 도중 또는 투입 후에 바이브레이터를 강하시켜, 이러한 상태로 상기 바이브레이터를 작동시킴으로써 계량조 내에 투입된 세골재(A, B)를 바이브레이터의 진동에 의해서 평탄하게 고르게 하여, 상기 세골재가 수면 위로 나오지 않도록 할 수 있다. 또, 수침 골재의 질량을 계량할 때에는 바이브레이터를 끌어올려, 상승 위치에서 다음 계량까지 후퇴시켜 두면 좋다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 습윤 상태에서의 질량 총합[ΣM_awi(i=1,2,3,‥N)]을 계측해 두면, 다음 식

(ΣM_awi(i=1,2,3,‥N)－ΣM_ai(i=1,2,3,‥N))/ΣM_ai(i=1,2,3,‥N) (27)

에 의해서 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 평균 표면수 비율을 산출할 수 있다.

도 39는 이러한 변형예에 따른 계측 방법의 절차를 도시한 흐름도이다.

상기 도면에 도시한 변형예에서는, 전술한 실시예와 같이 2종의 세골재(A, B)를 사용하는 경우를 예로 하여, 우선 습윤 상태에서의 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량 총합[ΣM_awi(i=1,2)]을 계량해 둔다(단계 1411).

한편, 실시예와 마찬가지로 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량 혼합비와 세골재(A) 및 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 밀도[ρ_ai(i=1,2)]로부터 평균 골재 밀 도(ρ_ave)를 구한다(단계 1401).

다음에, 계량조 내에 물을 투입하는 동시에, 세골재(A) 및 세골재(B)가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재로 되도록, 또한 물이 계량조로부터 흘러 넘치도록 세골재(A) 및 세골재(B)를 계량조에 동시 투입한다(단계 1402).

이하, 전술한 바와 같이 수침 골재의 전체 질량(M_f)을 계측하여(단계 1403), 계측된 수침 골재의 전체 질량(M_f)으로부터 (25)식 및 (26)식을 이용하여 표면 건조 상태에서의 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)] 및 물의 질량(M_w)을 구한다(단계 1404).

다음에, 산출된 표면 건조 상태에서의 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)]과, 미리 계측된 습윤 상태에서의 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량 총합[ΣM_awi(i=1,2)]을 이용하여, 다음식으로부터 세골재(A) 및 세골재(B)의 평균 표면수 비율을 산출한다(단계 1412).

(ΣM_awi(i=1,2)－ΣM_ai(i=1,2))/ΣM_ai(i=1,2) (27)

다음에, 산출된 물의 질량(M_w) 및 표면 건조 상태에서의 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)]을 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하여 보충하여야 하는 부족분을 계량하여, 보충해야 하는 것이 물이면 그 부족분을, 보충해야 하는 것이 세골재(A 및 B)이면 단계 1412에서 구한 표면수 비 율을 이용하여 표면수를 고려하면서, 그 부족분을 전술한 수침 골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 한다. 또, 물이 지나치게 많은 경우에는 그 잉여분을 진공 등으로 흡인 제거한다(단계 1413).

또한, 마찬가지로 상기 계량조로의 급수량(M_I) 및 상기 계량조로부터의 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측해 두면, 다음 식

ΣM_awi(i=1,2,3,‥N)＝M_f－(M_I－M_o) (28)

에서 ΣM_awi(i=1,2,3,‥N)를 구하여, 이것을 다음 식

(ΣM_awi(i=1,2,3,‥N)－ΣM_ai(i=1,2,3,‥N))/ΣM_ai(i=1,2,3,‥N) (27)

에 대입하여 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 평균 표면수 비율을 산출할 수 있다.

도 40은 이러한 변형예에 따른 계측 방법의 절차를 도시한 흐름도이다. 이러한 계측 방법에서는 2종의 세골재(A, B)를 이용하는 경우를 예로 하여, 우선 전술한 실시예와 같이 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량 혼합비와 세골재(A) 및 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 밀도[ρ_ai(i=1,2)]로부터 평균 골재 밀도(ρ_ave)를 구한다(단계 1401).

다음에, 계량조 내에 물을 투입하는 동시에, 세골재(A) 및 세골재(B)가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재로 되도록, 또한 물이 계량조로부터 흘러 넘치도록 세골재(A) 및 세골재(B)를 계량조에 동시 투입하여 계량조 안을 수침 골재로 채우 지만, 이러한 작업과 병행하여 계량조로의 급수량(M_I)의 계측을 행하는 동시에, 계량조로부터 흘러 넘치는 물의 배수량(M_o)의 계측을 행한다.(단계 1421).

이하, 실시예와 마찬가지로 수침 골재의 전체 질량(M_f)을 계측하여(단계 1403), 계측된 수침 골재의 전체 질량(M_f)에서 (25)식 및 (26)식을 이용하여 표면 건조 상태에서의 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)] 및 물의 질량(M_w)을 구한다(단계 1404).

다음에, 계량조로의 급수량(M_I) 및 계량조로부터의 배수량(M_o)을 이용하여, 다음 식

ΣM_awi(i=1,2)＝M_f－(M_I－M_o) (28)

에서 ΣM_awi(i=1,2)를 구하여, 이것을 다음 식

(ΣM_awi(i=1,2)－ΣM_ai(i=1,2))/ΣM_ai(i=1,2) (27)

에 대입하여 세골재(A) 및 세골재(B)의 평균 표면수 비율을 산출한다(단계 1422).

다음에, 산출된 물의 질량(M_w) 및 표면 건조 상태에서의 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)]을 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하여 보충하여야 하는 부족분을 계량하여, 보충해야 하는 것이 물이면 그 부족분을, 보충해야 하는 것이 세골재이면 단계 1422에서 구한 표면수 비율을 이용하여 표면수를 고려하면서, 그 부족분을 전술한 수침 골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 한다. 또, 물이 지나치게 많은 경우에는 그 잉여분을 진공 등으로 흡인 제거한다(단계 1423).

(제9 실시예)

도 41은 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법의 절차를 도시한 흐름도로서, 2종의 세골재(A, B)를 사용하는 경우를 예로서 설명한다. 또, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법은 전술한 각 계량 장치로부터 적절하게 선택하여 실시할 수 있다.

상기 도면에서 알 수 있듯이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 있어서는, 우선 제1 골재인 세골재(A) 및 제2 골재인 세골재(B)를 습윤 상태에서 계측한다(단계 1431).

다음에, 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량 혼합비와 세골재(A) 및 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 밀도[ρ_ai(i=1,2)]로부터 평균 골재 밀도(ρ_ave)를 구한다(단계 1432).

세골재(A)와 세골재(B)는, 질량 혼합비를 알고 있는 상태에서 소정의 저류 호퍼에 함께 저류하여, 이들 질량을 다시 계측해도 좋고, 2개의 저류 호퍼를 준비하여 세골재(A) 및 세골재(B)를 개별적으로 계측하는 동시에, 그 때에 질량 혼합비를 산출하더라도 좋다.

다음에, 수침 골재 용기 내에 물을 투입한다(단계 1433).

수침 골재 용기는 아래쪽으로 갈수록 내경이 커지도록 중공 원뿔대 형상으로 형성되어 있는 것을 사용할 수 있다. 이와 같이 하면, 바이브레이터 등의 진동 기구를 사용하지 않더라도, 계량이 끝난 수침 골재를 상기 수침 골재 용기 내에서 폐색시키는 일 없이, 바닥 덮개를 여는 것만으로 아래쪽으로 자유 낙하시켜, 이것을 별도 계량된 시멘트나 조골재와 함께 반죽 믹서에 투입할 수 있다.

다음에, 세골재(A) 및 세골재(B)를 상기 세골재가 수면으로부터 나오지 않도록, 또한 물이 수침 골재 용기로부터 흘러 넘치도록 수침 골재 용기 내에 투입하여, 상기 수침 골재 용기 안을 수침 골재로 채우는 동시에, 수침 골재 용기로의 급수량(M_I)을 누적값으로서 계측하는 한편, 수침 골재 용기으로부터 흘러 넘친 오버플로우 물의 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측한다(단계 1434).

이와 같이 물 및 세골재(A, B)를 수침 골재 용기에 투입하면, 수침 골재 용기로부터 물이 흘러 넘치는 수위 레벨은 미리 결정되어 있기 때문에, 전술한 바와 같이 수침 골재를 채우면 그 전체 용량(V_f)은 계량하지 않더라도 기지의 값이 된다.

또, 수침 골재 용기에 세골재(A) 및 세골재(B)를 동시 투입함에 있어서는, 예컨대 전자식 진동체를 구비한 진동 피더를 이용하여 수침 골재 용기까지 반송하도록 하는 것이 바람직하다.

다음에, ρ_w를 물의 밀도로 하여, 세골재(A) 및 세골재(B)의 표면 건조 상태 에서의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)] 및 수침 골재 중의 물의 질량(M_w)을 이하의 두 식, 즉

ΣM_ai(i=1,2)＋M_w＝ΣM_awi(i=1,2)＋(M_I-M_o) (29)

ΣM_ai(i=1,2)/ρ_ave＋M_w/ρ_w＝V_f (30)

로부터 구하는 동시에 세골재(A) 및 세골재(B)의 평균 표면수 비율을 다음식

(ΣM_awi(i=1,2)－ΣM_ai(i=1,2))/ΣM_ai(i=1,2) (31)

으로부터 산출한다(단계 1435).

다음에, 산출된 물의 질량(M_w) 및 세골재(A) 및 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)]을 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하여 보충하여야 하는 부족분을 계량하여, 보충해야 하는 것이 물이면 그 부족분을, 보충해야 하는 것이 골재이면 산출된 평균 표면수 비율을 이용하여 표면수를 고려하면서, 그 부족분을 전술한 수침 골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 한다. 또, 물이 지나치게 많은 경우에는 그 잉여분을 진공 등으로 흡인 제거한다(단계 1436).

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 따르면, 세골재(A, B)의 표면수를 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출할 수 있는 동시에, 세골재(A, B)의 질량을 표면 건조 상태일 때의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)]으로서 파악할 수 있다. 즉, 골 재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 이용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 밀도, 입도 등이 다른 세골재(A, B)라도 하나의 계량조 내에서 효율적으로 그와 같이 높은 정밀도로 계량하는 것도 가능해진다.

또한, 세골재(A, B)의 표면수 비율도 합쳐서 산출할 수 있기 때문에, 세골재를 보충할 때 산출된 표면수 비율을 이용하여 표면수를 고려하는 것이 가능해진다.

본 실시예에서는 2 종류의 세골재를 예로서 설명했지만, 골재 종류의 수는 임의적임은 물론이다. 또한, 조골재의 계량에도 적용할 수 있고, 세골재와 조골재의 조합에도 적용 가능하다.

또한, 본 실시예에서는 공기량 보정에 관해서 특별히 언급하지 않았지만, 수침 골재 내의 공기량 a(%)를 고려하는 것이면, 기지인 전체 용량(V_f)에 (1-a/100)를 곱하면 좋다.

이러한 구성에 의해, 공기량을 제외한 실제의 전체 용량으로 더욱 정밀도가 높은 계량이 가능해진다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 수침 골재 용기 내에 투입한 골재가 수면으로부터 나와 수침 골재로 되지 않을 우려가 있는 경우에는, 세골재(A, B)의 투입 도중 또는 투입 후에 바이브레이터를 강하시켜, 이러한 상태로 상기 바이브레이터를 작동시킴으로써 수침 골재 용기 내에 투입된 세골재(A, B)를 바이브레이터의 진동에 의해서 평탄하게 고르게 하여, 상기 세골재가 수면 위로 나오지 않도록 할 수 있다. 또, 수침 골재의 질량을 계량할 때에는 바이브레이터를 끌어올려, 상승 위치에서 다음 계량까지 후퇴시켜 두면 좋다.

*(제10 실시예)

도 42는 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법의 절차를 도시한 흐름도이다. 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법은 전술한 각 계량 장치로부터 적절하게 선택하여 실시할 수 있다.

상기 도면에서 알 수 있듯이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 있어서는, 우선 골재인 세골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재로 되도록, 또한 물이 계량조로부터 흘러 넘치도록 물 및 세골재를 계량조에 투입하여 계량조 안을 수침 골재로 채운다(단계 1501).

또, 계량조에 세골재와 물을 투입함에 있어서는, 수침 골재로의 기포 혼입을 억제하도록 물을 선행 투입하고 그 후에 세골재를 투입하는 것이 바람직하다. 또한, 세골재를 계량조에 직접 투입하는 것이 아니라, 예컨대 전자식 진동체를 구비한 진동 피더를 이용하여 계량조까지 반송하도록 하면, 세골재의 단립화, 나아가서는 기포 혼입을 방지할 수 있다.

계량조는, 예컨대 아래쪽으로 갈수록 내경이 커지도록 중공 원뿔대 형상으로 형성되어 있는 것을 사용하는 것을 생각할 수 있다. 이와 같이 하면, 바이브레이터 등의 진동 기구를 사용하지 않더라도, 계량이 끝난 수침 골재를 상기 계량조 내 에서 폐색시키는 일 없이, 바닥 덮개를 여는 것만으로 아래쪽으로 자유 낙하시켜, 이것을 별도 계량된 시멘트나 조골재와 함께 반죽 믹서에 투입할 수 있다.

이와 같이 물 및 세골재를 계량조에 투입하면, 계량조로부터 물이 흘러 넘치는 수위 레벨은 미리 결정되어 있기 때문에, 전술한 바와 같이 수침 골재를 채우면, 그 전체 용량(V_f)은 계량하지 않더라도 기지의 값이 된다.

다음에, 수침 골재의 전체 질량(M_f)을 계측한다(단계 1502). 수침 골재의 전체 질량(M_f)은 수침 골재로 채워진 계량조의 계측값으로부터 수침 골재가 수용되어 있지 않은 빈 계량조의 계측값을 빼면 된다.

다음에, 계측된 수침 골재의 전체 질량(M_f)으로부터 이하의 식을 이용하여 세골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a) 및 물의 질량(M_w)을 산출한다. 여기서, ρ_a는 세골재의 표면 건조 상태에서의 밀도를, ρ_w는 물의 밀도를 나타낸다(단계 1503).

M_a＋M_w＝M_f (1)

M_a/ρ_a＋M_w/ρ_w＝V_f (2)

여기서, 전술한 절차대로 세골재를 계량함에 있어서는, 계량조에의 골재의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a)이 예정 투입량에 달할 때까지는(단계 1504, NO), 수침 골재의 전체 질량(M_f)의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 반복 행한다(단계 1501∼1503).

다음에, 세골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a)이 예정 투입량에 이르렀으면(단계 1504, YES), 세골재의 투입을 종료한다.

예정 투입량의 세골재를 계량했으면, 다음으로 세골재 투입을 종료한 시점의 물의 질량(M_w)을 시방 배합으로 표시된 물의 배합량과 비교하여, 모자라면 그 부족분의 물을 보충하고, 지나치게 많은 경우에는 그 과잉분의 물을, 예컨대 진공 등으로 흡인 제거한 뒤, 이들 골재 및 물을 콘크리트 재료로 한다(단계 1505).

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 따르면, 세골재의 표면수는 습윤 상태가 다른 세골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출되는 동시에, 세골재의 질량은 표면 건조 상태일 때의 질량(M_a)으로서 파악된다. 즉, 세골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 세골재를 이용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 계량조에의 세골재의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 수침 골재의 전체 질량(M_f)의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하여, 세골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a)이 예정 투입량에 이르렀을 때 세골재의 투입을 종료하도록 했기 때문에, 세골재의 계량에 과부족이 생길 우려가 없어져 골재 계량의 효율이 향상한다.

또한, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 따르면, 계량조로부터 물이 흘러 넘치도록 세골재를 계량조 내에 투입하도록 했기 때문에, 수침 골재의 전체 용적(V_f)은 오버플로우 시의 계량조 내의 내용적인 일정값으로 유지되게 되어, 수침 골재의 전체 용량(V_f)을 매번 계측할 필요가 없어진다.

본 실시예에서는 이와 같이 계량조로부터 물이 흘러 넘치게 함으로써 수침 골재의 전체 용적(V_f)을 일정값으로 유지하도록 했지만, 이것 대신에 수침 골재의 전체 용량(V_f)을 전극식 변위 센서 등으로 계측하도록 하더라도 상관없다.

이러한 전극식 변위 센서로서는, 예컨대 검지용 전극의 하단이 계량조 내에 수용된 수침 골재의 액면에 닿았을 때의 통전 상태의 변화를 감시함으로써 상기 수침 골재의 액위를 계측할 수 있도록 구성된 것을 사용할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 공기량 보정에 관해서 특별히 언급하지 않았지만, 수침 골재 내의 공기량 a(%)를 고려하는 것이면, 기지인 전체 용량(V_f)에 (1-a/100)를 곱하면 좋다. 예컨대, (2)식 대신에

M_a/ρ_a＋M_w/ρ_w＝V_f·(1-a/100)

을 이용하면 좋다.

이러한 구성에 의해, 공기량을 제외한 실제의 전체 용량으로 더욱 정밀도가 높은 계량이 가능해진다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 계량조 내에 투입한 세골재가 수면으로부터 나와 수침 골재로 되지 않을 우려가 있는 경우에는, 세골재의 투입 도중 또는 투입 후에 바이브레이터를 강하시켜, 이러한 상태로 상기 바이브레이터를 작동시킴으로써 계량조 내에 투입된 세골재를 바이브레이터의 진동에 의해서 평탄하게 고르게 하여, 상기 세골재가 수면 위로 나오지 않도록 할 수 있다. 또, 수침 골재의 질량을 계량할 때에는 바이브레이터를 끌어올려, 상승 위치에서 다음 계량까지 후퇴시켜 두면 좋다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 계량조로의 급수량(M_I) 및 계량조로부터의 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측함으로써 세골재의 표면수 비율을 산출하더라도 좋다.

도 43은 이러한 변형예에 따른 계측 방법의 절차를 도시한 흐름도이다. 이러한 계측 방법에서는, 우선 실시예와 마찬가지로 계량조에 물을 투입하는 동시에, 세골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재로 되도록, 또한 물이 계량조로부터 흘러 넘치도록 세골재를 계량조에 투입하여 계량조 안을 수침 골재로 채우지만, 이러한 작업과 병행하여 계량조로의 급수량(M_I) 및 계량조로부터 흘러 넘치는 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측한다(단계 1511).

이하, 실시예와 마찬가지로 수침 골재의 전체 질량(M_f)을 계측하여(단계 1502), 계측된 수침 골재의 전체 질량(M_f)에서 (1)식 및 (2)식을 이용하여 세골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a) 및 물의 질량(M_w)을 산출한다(단계 1503). 또, 여기에서도 전술한 절차대로 세골재를 계량함에 있어서는, 계량조에의 세골재의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a)이 예정 투입량에 달할 때까지는(단계 1512, NO), 수침 골재의 전체 질량(M_f)의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 반복 행한다(단계 1511, 1502, 1503).

다음에, 세골재의 표면 건조 상태의 질량(M_a)이 예정 투입량에 이르렀으면(단계 1512, YES) 세골재의 투입을 종료한다.

예정 투입량의 세골재를 계량했으면, 다음으로 세골재 투입을 종료한 시점의 물의 질량(M_w)을 시방 배합으로 표시된 물의 배합량과 비교하여, 모자라면 그 부족분의 물을 보충하고, 지나치게 많은 경우에는 그 과잉분의 물을 예컨대 진공 등으로 흡인 제거한 뒤, 이들 골재 및 물을 콘크리트 재료로 한다(단계 1505).

한편, 세골재 투입을 종료한 시점에서의 수침 골재의 전체 질량(M_f), 계량조로의 급수량(M_I) 및 계량조로부터의 배수량(M_o)을 이용하여, 다음 식

M_aw＝M_f－(M_I－M_o) (4)

에서 세골재의 습윤 상태에서의 질량(M_aw)을 구하여, 이 M_aw를 다음 식

(M_aw－M_a)/M_a (3)

에 대입하여 세골재의 표면수 비율을 산출한다(단계 1516).

이러한 구성에 따르면, 산출된 표면수 비율을 추후 계량을 할 때의 투입 수량의 목표로서 이용할 수 있다.

(제11 실시예)

도 44 및 도 45는 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법의 절차를 도시한 흐름도로서, 2종의 세골재(A), 세골재(B)를 누가 투입하는 동시에, 세골재(B)를 투입하고 있는 도중에 골재 투입량이 예정 투입량에 이른 경우를 상정하여 설명한다. 또, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법은 전술한 각 계량 장치로부터 적절하게 선택하여 실시할 수 있다.

상기 도면에서 알 수 있듯이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 있어서는, 우선 세골재(A)가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재로 되도록, 또한 물이 계량조로부터 흘러 넘치도록 물 및 세골재(A)를 계량조에 투입하여 계량조 안을 수침 골재로 채운다(단계 1521).

계량조는, 예컨대 아래쪽으로 갈수록 내경이 커지도록 중공 원뿔대 형상으로 형성되어 있는 것을 사용하는 것을 생각할 수 있다. 이와 같이 하면, 바이브레이터 등의 진동 기구를 사용하지 않더라도, 계량이 끝난 수침 골재를 상기 계량조 내에서 폐색시키는 일 없이, 바닥 덮개를 여는 것만으로 아래쪽으로 자유 낙하시켜, 이것을 별도 계량된 시멘트나 조골재와 함께 반죽 믹서에 투입할 수 있다.

이와 같이 물 및 세골재(A)를 계량조에 투입하면, 계량조로부터 물이 흘러 넘치는 수위 레벨은 미리 결정되어 있기 때문에, 전술한 바와 같이 수침 골재를 채우면 그 전체 용량(V_f1)은 계량하지 않더라도 기지의 값이 된다.

다음에, 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측한다(단계 1522). 수침 골재의 전체 질량(M_f1)은 수침 골재로 채워진 계량조의 계측값으로부터 수침 골재가 수용되 어 있지 않은 빈 계량조의 계측값을 빼면 된다.

다음에, 계측된 수침 골재의 전체 질량(M_f1)으로부터 이하의 식을 이용하여 세골재(A)의 표면 건조 상태의 질량(M_a1)을 산출한다(단계 1523).

M_a1＋M_w＝M_f1 (7)

M_a1/ρ_a1＋M_w/ρ_w＝V_f (8)

여기서, ρ_a1은 세골재(A)의 표면 건조 상태에서의 밀도를, ρ_w는 물의 밀도를 나타낸다.

전술한 절차대로 세골재(A)를 계량함에 있어서는, 계량조에의 세골재(A)의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 세골재(A)의 표면 건조 상태의 질량(M_a1)의 투입량이 예정 투입량에 달할 때까지는 수침 골재의 전체 질량(M_f1)의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 반복 행하지만, 본 실시예에서는 세골재(A)를 전부 투입하여 끝나더라도, 아직 예정 투입량에 이르지 않았다는 것을 상정하고 있기 때문에, 계속해서 제2 골재인 세골재(B)를 그 세골재(B)가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재로 되도록, 또한 물이 계량조로부터 흘러 넘치도록 계량조 내에 투입한다(단계 1524).

또, 계량조에 세골재(A, B)와 물을 투입함에 있어서는, 수침 골재로의 기포 혼입을 억제하도록 물을 선행 투입하고 그 후에 세골재(A, B)를 투입하는 것이 바람직하다. 또한, 세골재(A, B)를 계량조에 직접 투입하는 것이 아니라, 예컨대 전 자식 진동체를 구비한 진동 피더를 이용하여 계량조까지 반송하도록 하면, 세골재의 단립화, 나아가서는 기포 혼입을 방지할 수 있다.

다음에, 수침 골재의 전체 질량(M_f2)을 계측한다(단계 1525).

다음에, 계측된 수침 골재의 전체 질량(M_f2)으로부터 이하의 식을 이용하여 세골재(B)의 표면 건조 상태의 질량(M_a2) 및 물의 질량(M_w)을 산출한다. 또, ρ_a2는 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 밀도를 나타낸다(단계 1526).

M_a1＋M_a2＋M_w＝M_f2 (9)

M_a1/ρ_a1＋M_a2/ρ_a2＋M_w/ρ_w＝V_f (10)

여기서, 전술한 순서로 세골재(B)를 계량함에 있어서는, 계량조에의 세골재(B)의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 지금까지 투입한 세골재(A, B)의 표면 건조 상태에서의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)]이 예정 투입량에 이를 때까지는(단계 1527, NO), 수침 골재의 전체 질량(M_f2)의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 반복 행한다(단계 1524∼1526).

다음에, 투입한 세골재(A, B)의 표면 건조 상태에서의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)]이 예정 투입량에 이르렀으면(단계 1527, YES), 세골재(B)의 투입을 도중에서 종료한다.

이와 같이, 세골재(B)의 투입 중에 예정 투입량의 골재를 모두 계량했으면, 다음에 골재 투입을 종료한 시점의 물의 질량(M_w)을 시방 배합으로 표시된 물의 배합량과 비교하여, 모자라면 그 부족분의 물을 보충하고, 지나치게 많은 경우에는 그 과잉분의 물을 예컨대 진공 등으로 흡인 제거한 뒤, 이들 골재 및 물을 콘크리트 재료로 한다(단계 1528).

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 따르면, 세골재(A, B)의 표면수를 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출할 수 있는 동시에, 세골재(A, B)의 질량을 표면 건조 상태일 때의 질량(M_ai(i=1,2))으로서 파악할 수 있다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 이용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 계량조에의 세골재(A), 세골재(B)의 골재의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2)]의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하고, 세골재(A), 세골재(B)의 표면 건조 상태의 질량[M_ai(i=1,2)]이 예정 투입량에 이르렀을 때, 세골재(A), 세골재(B)의 투입을 도중에서 종료하도록 했기 때문에, 세골재의 계량에 과부족이 생길 우려가 없어져 골재 계량의 효율이 향상된다.

또한, 밀도, 입도 등이 다른 세골재(A, B)라도 하나의 계량조 내에서 효율적 으로 그와 같이 높은 정밀도로 계량하는 것도 가능해진다.

또한, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 따르면, 계량조로부터 물이 흘러 넘치도록 세골재(A, B)를 계량조 내에 투입하도록 했기 때문에, 수침 골재의 전체 용적(V_fi(i=1,2))은 오버플로우 시의 계량조 내의 내용적인 일정값(V_f)으로 유지되게 되어, 수침 골재의 전체 용량[V_fi(i=1,2)]을 매번 계측할 필요가 없어진다.

본 실시예에서는 이와 같이 계량조로부터 물이 흘러 넘치게 함으로써 수침 골재의 전체 용적[V_fi(i=1,2)]을 일정값(V_f)으로 유지하도록 했지만, 이것 대신에 수침 골재의 전체 용량[V_fi(i=1,2)]을 전극식 변위 센서 등으로 계측하도록 하더라도 상관없다.

이러한 전극식 변위 센서로서는, 예컨대 검지용 전극의 하단이 계량조 내에 수용된 수침 골재의 액면에 닿았을 때의 통전 상태의 변화를 감시함으로써 상기 수침 골재의 액위를 계측할 수 있도록 구성한 것을 이용할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 2 종류의 세골재를 예로서 설명했지만, 골재 종류의 수는 임의적임은 물론이다. 또한, 조골재의 계량에도 적용할 수 있고, 세골재와 조골재의 조합에서도 적용 가능하다.

또한, 본 실시예에서는 공기량 보정에 관해서 특별히 언급하지 않았지만, 수침 골재 내의 공기량 a(%)를 고려하는 것이면, 기지인 전체 용량(V_f)에 (1-a/100)를 곱하면 좋다. 예컨대, (8)식 대신에 M_a1/ρ_a1＋M_w/ρ_w＝V_f·(1-a/100)을 이용하면 좋다.

이러한 구성에 의해, 공기량을 제외한 실제의 전체 용량으로 더욱 정밀도가 높은 계량이 가능해진다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 계량조 내에 투입한 세골재가 수면으로부터 나와 수침 골재로 되지 않을 우려가 있는 경우에는, 세골재(A, B)의 투입 도중 또는 투입 후에 바이브레이터를 강하시켜, 이러한 상태로 상기 바이브레이터를 작동시킴으로써 계량조 내에 투입된 세골재(A, B)를 바이브레이터의 진동에 의해서 평탄하게 고르게 하여, 상기 세골재가 수면 위로 나오지 않도록 할 수 있다. 또, 수침 골재의 질량을 계량할 때에는 바이브레이터를 끌어올려, 상승 위치에서 다음 계량까지 후퇴시켜 두면 좋다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 계량조로의 급수량(M_I) 및 계량조로부터의 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측하도록 해 두면, 다음 식

ΣM_awj(j=1,2,3,‥)＝M_fi－(M_I－M_o) (14)

에서 ΣM_awj(i=1,2,3,‥i)를 구하여, 다음에

ΣM_awj(i=1,2,3,‥i)－ΣM_awj(j=1,2,3,‥(i-1)) (15)

에서 M_awi를 구하여, 이 M_awi를 다음 식

(M_awi－M_ai)/M_ai (13)

에 대입하여 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 표면수 비율을 산출할 수 있다.

도 46 및 도 47은 이러한 변형예에 따른 계측 방법의 절차를 도시한 흐름도이다. 이러한 계측 방법에서는, 2종의 세골재(A, B)를 이용하는 경우를 예로 하여, 실시예와 같이 세골재(B)의 투입 도중에 예정 투입량에 이른 경우를 상정하여 설명한다.

이러한 변형예에 있어서는, 우선 계량조에 물을 투입하는 동시에, 세골재(A)가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재로 되도록, 또한 물이 계량조로부터 흘러 넘치도록 세골재(A)를 계량조에 투입하여 계량조 안을 수침 골재로 채우지만, 이러한 작업과 병행하여 계량조로의 급수량(M_I)의 계측을 행하는 동시에, 계량조로부터 흘러 넘치는 배수량(M_o)의 계측을 행한다(단계 1531).

이하, 실시예와 같이 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측하여(단계 1522), 계측된 수침 골재의 전체 질량(M_f1)으로부터 (7)식 및 (8)식을 이용하여 세골재(A)의 표면 건조 상태의 질량(M_a1)을 산출한다(단계 1523).

다음에, 물의 급수량(M_I) 및 배수량(M_o)을 이용하여 다음 식

ΣM_awj(j=1)＝M_f1－(M_I－M_o) (14)

에서 ΣM_awj(j=1), 즉 M_aw1을 구하여, 다음에 이 M_aw1을 다음 식

(M_aw1－M_a1)/M_a1 (13)

에 대입하여 세골재(A)의 표면수 비율을 산출한다(단계 1532).

다음에, 실시예와 같이 세골재(B)를 그 세골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재로 되도록, 또한 물이 계량조로부터 흘러 넘치도록 계량조 내에 투입하여(단계 1524), 수침 골재의 전체 질량(M_f2)을 계측하고(단계 1525), 계측된 수침 골재의 전체 질량(M_f2)으로부터 (9)식 및 (10)식을 이용하여 세골재(B)의 표면 건조 상태의 질량(M_a2) 및 물의 질량(M_w)을 산출한다(단계 1526).

여기서, 전술한 절차대로 세골재(B)를 계량함에 있어서는, 계량조에의 세골재(B)의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 지금까지 투입한 세골재(A, B)의 표면 건조 상태에서의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)]이 예정 투입량에 이를 때까지는(단계 1527, NO), 수침 골재의 전체 질량(M_f2)의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 반복 행한다(단계 1524∼1526).

다음에, 투입한 세골재(A, B)의 표면 건조 상태에서의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)]이 예정 투입량에 이르렀으면(단계 1527, YES), 세골재(B)의 투입을 도중에서 종료한다.

다음에, 투입을 도중에서 종료한 시점에서의 물의 급수량(M_I) 및 배수량(M_o)을 이용하여, 다음 식

ΣM_awj(j=1,2)＝M_f2－(M_I－M_o) (14)

에서 ΣM_awj(j=1,2)를 구하여, 다음에

ΣM_awj(j=1,2)－ΣM_awj(j=1) (15)

에서 M_aw2를 구하여, 이 M_aw2를 다음 식

(M_aw2－M_a2)/M_a2 (13)

에 대입하여 세골재(B)의 표면수 비율을 산출한다(1533).

다음에, 산출된 물의 질량(M_w), 표면 건조 상태의 세골재(A)의 질량(M_a1) 및 표면 건조 상태의 세골재(B)의 질량(M_a2)을 시방 배합으로 표시된 이들의 배합량과 적절하게 비교하여 보충하여야 하는 부족분을 계량하여, 보충해야 하는 것이 물이면 그 부족분을, 보충해야 하는 것이 세골재이면 단계 1533에서 구한 표면수 비율을 이용하여 표면수를 고려하면서, 그 부족분을 전술의 수침 골재에 첨가하여 콘크리트 재료로 한다. 또, 물이 지나치게 많은 경우에는 그 잉여분을 진공 등으로 흡인 제거한다(단계 1534).

(제12 실시예)

도 48은 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법의 절차를 도시한 흐름도이다. 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법은 전술한 각 계량 장치로부터 적절하게 선택하여 실시할 수 있다.

상기 도면에서 알 수 있듯이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 있어서는, 2종의 세골재(A, B)를 이용하는 경우를 예로 하여, 우선 제1 골재인 세 골재(A) 및 제2 골재인 세골재(B)의 질량 혼합비와 세골재(A) 및 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 밀도[ρ_ai(i=1,2)]로부터 평균 골재 밀도( ρ_ave)를 구한다(단계 1541).

세골재(A)와 세골재(B)는 질량 혼합비를 알고 있는 상태에서 함께 소정의 저류 호퍼에 저류해 두어도 좋고, 2개의 저류 호퍼를 개별적으로 준비하여 이들의 바로 아래로부터 계량조까지의 반송 속도로부터 질량 혼합비를 산출하더라도 좋다. 또한, 역으로, 목표로 하는 질량 혼합비가 되도록 반송 속도를 조정하더라도 좋다.

다음에, 계량조 내에 물을 투입하는 동시에, 세골재(A, B)가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재로 되도록, 또한 물이 계량조로부터 흘러 넘치도록 세골재(A, B)를 계량조에 동시 투입하여 계량조를 수침 골재로 채운다(단계 1542).

계량조는, 예컨대 아래쪽으로 갈수록 내경이 커지도록 중공 원뿔대 형상으로 형성되어 있는 것을 사용하는 것을 생각할 수 있다. 이와 같이 하면, 바이브레이터 등의 진동 기구를 사용하지 않더라도, 계량이 끝난 수침 골재를 상기 계량조 내에서 폐색시키는 일 없이 바닥 덮개를 여는 것만으로 아래쪽으로 자유 낙하시켜, 이것을 별도 계량된 시멘트나 조골재와 함께 반죽 믹서에 투입할 수 있다.

또, 계량조에 세골재(A) 및 세골재(B)를 동시 투입함에 있어서는, 수침 골재로의 기포 혼입을 억제하도록 물을 선행 투입하고 그 후에 세골재(A) 및 세골재(B)를 동시 투입하는 것이 바람직하다. 또한, 예컨대 전자식 진동체를 구비한 진동 피더를 이용하여 세골재(A, B)를 계량조까지 반송한 쪽이, 세골재의 단립화, 나아 가서는 기포 혼입을 미연에 방지할 수 있다.

이와 같이 물 및 세골재(A, B)를 계량조에 투입하면, 계량조로부터 물이 흘러 넘치는 수위 레벨은 미리 결정되어 있기 때문에, 전술한 바와 같이 수침 골재를 채우면, 그 전체 용량(V_f)은 계량하지 않더라도 기지의 값이 된다.

다음에, 수침 골재의 전체 질량(M_f)을 계측한다(단계 1543). 수침 골재의 전체 질량(M_f)은 수침 골재로 채워진 계량조의 계측값으로부터 수침 골재가 수용되어 있지 않은 빈 계량조의 계측값을 빼면 된다.

다음에, 계측된 수침 골재의 전체 질량(M_f)으로부터 이하의 식을 이용하여 표면 건조 상태에서의 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)] 및 물의 질량(M_w)을 구한다(단계 1544).

ΣM_ai(i=1,2)＋M_w＝M_f (25)

ΣM_ai(i=1,2)/ρ_ave＋M_w/ρ_w＝V_f (26)

여기서, 전술한 순서로 세골재(A) 및 세골재(B)를 계량함에 있어서는, 계량조에의 세골재의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 표면 건조 상태에서의 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)]이 예정 투입량에 이를 때까지는(단계 1545, NO), 수침 골재의 전체 질량(M_f)의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 반복 행한다(단계 1542∼1544).

다음에, 표면 건조 상태에서의 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)]이 예정 투입량에 이르렀으면(단계 1545, YES) 세골재(A) 및 세골재(B)의 투입을 도중에서 종료한다.

예정 투입량의 세골재를 계량했으면, 다음에 세골재 투입을 종료한 시점의 물의 질량(M_w)을 시방 배합으로 표시된 물의 배합량과 비교하여, 모자라면 그 부족분의 물을 보충하고, 지나치게 많은 경우에는 그 과잉분의 물을 예컨대 진공 등으로 흡인 제거한 뒤, 이들 골재 및 물을 콘크리트 재료로 한다(단계 1546).

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 따르면, 세골재(A, B)의 표면수를 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태에서 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출할 수 있는 동시에, 세골재(A, B)의 질량을 표면 건조 상태일 때의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)]으로서 파악할 수 있다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 이용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 계량조에의 세골재(A), 세골재(B)의 골재의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 수침 골재의 전체 질량(M_f)의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하고, 표면 건조 상태일 때의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)]이 예정 투입량에 이르렀을 때 세골재(A), 세골재(B)의 투입을 도중에서 종료하도록 했기 때문에, 세골재의 계량에 과부족이 생길 우려가 없어져 골재 계량의 효율이 향상된다.

또한, 밀도, 입도 등이 다른 세골재(A, B)라도 하나의 계량조 내에서 효율적으로 그와 같이 높은 정밀도로 계량하는 것도 가능해진다.

또한, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 따르면, 계량조로부터 물이 흘러 넘치도록 세골재(A, B)를 계량조 내에 동시 투입하도록 했기 때문에, 수침 골재의 전체 용적(V_f)은 오버플로우 시의 계량조 내의 내용적인 일정값으로 유지되어, 수침 골재의 전체 용량(V_f)을 계측할 필요가 없어진다.

본 실시예에서는 이와 같이 계량조로부터 물이 흘러 넘치게 함으로써 수침 골재의 전체 용적(V_f)을 일정값으로 유지하도록 했지만, 이것 대신에 수침 골재의 전체 용량(V_f)을 전극식 변위 센서 등으로 계측하도록 하더라도 상관없다.

이러한 전극식 변위 센서로서는, 예컨대 검지용 전극의 하단이 계량조 내에 수용된 수침 골재의 액면에 닿았을 때의 통전 상태의 변화를 감시함으로써 상기 수침 골재의 액위를 계측할 수 있도록 구성한 것을 이용할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 2 종류의 세골재를 예로서 설명했지만, 골재 종류의 수는 임의적임은 물론이다. 또한, 조골재의 계량에도 적용할 수 있고, 세골재와 조골재의 조합에도 적용 가능하다.

또한, 본 실시예에서는 공기량 보정에 관해서 특별히 언급하지 않았지만, 수 침 골재 내의 공기량 a(%)를 고려하는 것이면, 기지인 전체 용량(V_f)에 (1-a/100)를 곱하면 좋다. 예컨대, (26)식 대신에

ΣM_ai(i=1,2,3,‥N)/ρ_ave＋M_w/ρ_w＝V_f·(1-a/100)

를 이용하면 좋다.

이러한 구성에 의해, 공기량을 제외한 실제의 전체 용량으로 더욱 정밀도가 높은 계량이 가능해진다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 계량조 내에 투입한 골재가 수면으로부터 나와 수침 골재로 되지 않을 우려가 있는 경우에는, 세골재(A, B)의 투입 도중 또는 투입 후에 바이브레이터를 강하시켜, 이러한 상태로 상기 바이브레이터를 작동시킴으로써 계량조 내에 투입된 세골재(A, B)를 바이브레이터의 진동에 의해서 평탄하게 고르게 하여, 상기 세골재가 수면 위로 나오지 않도록 할 수 있다. 또, 수침 골재의 질량을 계량할 때에는 바이브레이터를 끌어올려, 상승 위치에서 다음 계량까지 후퇴시켜 두면 좋다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 상기 계량조로의 급수량(M_I) 및 상기 계량조로부터의 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측함으로써 상기 제i(i=1,2,3,‥N) 골재의 평균 표면수 비율을 산출하더라도 좋다.

도 49는 변형예에 따른 계측 방법의 절차를 도시한 흐름도이다. 이러한 계측 방법에 있어서는, 2종의 세골재(A, B)를 이용하는 경우를 예로 하여, 우선 전술한 실시예와 같이 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량 혼합비와 세골재(A) 및 세골 재(B)의 표면 건조 상태에서의 밀도[ρ_ai(i=1,2)]로부터 평균 골재 밀도(ρ_ave)를 구한다(단계 1541).

다음에, 계량조 내에 물을 투입하는 동시에, 세골재(A) 및 세골재(B)가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재로 되도록, 또한 물이 계량조로부터 흘러 넘치도록 세골재(A) 및 세골재(B)를 계량조에 동시 투입하여 계량조 안을 수침 골재로 채우지만, 이러한 작업과 병행하여 계량조로의 급수량(M_I)의 계측을 행하는 동시에, 계량조로부터 흘러 넘치는 물의 배수량(M_o)의 계측을 행한다(단계 1551).

이하, 실시예와 마찬가지로 수침 골재의 전체 질량(M_f)을 계측하여(단계 1543), 계측된 수침 골재의 전체 질량(M_f)에서 (25)식 및 (26)식을 이용하여 표면 건조 상태에서의 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)] 및 물의 질량(M_w)을 구한다(단계 1544).

여기서, 전술한 절차대로 세골재(A) 및 세골재(B)를 계량함에 있어서는, 실시예와 같이 계량조에의 세골재의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 표면 건조 상태에서의 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)]이 예정 투입량에 이를 때까지는(단계 1545, NO), 수침 골재의 전체 질량(M_f)의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 반복 행한다(단계 1551, 1543, 1544).

다음에, 표면 건조 상태에서의 세골재(A) 및 세골재(B)의 질량 총합[ΣM_ai(i=1,2)]이 예정 투입량에 이르렀으면(단계 1545, YES), 세골재(A) 및 세골재(B)의 투입을 도중에서 종료한다.

예정 투입량의 세골재를 계량했으면, 다음에 세골재 투입을 종료한 시점의 물의 질량(M_w)을 시방 배합으로 표시된 물의 배합량과 비교하여, 모자라면 그 부족분의 물을 보충하고, 지나치게 많은 경우에는 그 과잉분의 물을 예컨대 진공 등으로 흡인 제거한 뒤, 이들 골재 및 물을 콘크리트 재료로 한다(단계 1546).

한편, 세골재 투입을 종료한 시점에서의 수침 골재의 전체 질량(M_f), 계량조로의 급수량(M_I) 및 계량조로부터의 배수량(M_o)을 이용하여, 다음 식

ΣM_awi(i=1,2)＝M_f－(M_I－M_o) (28)

에서 ΣM_awi(i=1,2)를 구하여, 이것을 다음 식

(ΣM_awi(i=1,2)－ΣM_ai(i=1,2))/ΣM_ai(i=1,2) (27)

에 대입하여 세골재의 평균 표면수 비율을 산출한다(단계 1552).

이러한 구성에 따르면, 산출된 표면수 비율을 추후 계량을 할 때의 투입 수량의 목표로서 이용할 수 있다.

(제13 실시예)

도 50 및 도 51은 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법의 처리 절차를 도시한 흐름도이다. 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법은 전술한 각 계량 장치로부터 적절하게 선택하여 실시할 수 있다.

상기 도면에서 알 수 있듯이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 있어서는, 우선 세골재(A), 세골재(B)의 투입이 종료한 시점에서의 수침 골재의 목표 질량[M_di(i=1,2)]을 설정한다(단계 1601).

목표 질량[M,di(i=1,2)]을 설정함에 있어서는, 우선 물과 세골재의 전체 용량에서 차지하는 세골재의 용량비인 수침 세골재 충전률(F)을 설정하는 동시에 1 배치의 믹싱량(N_O)을 설정하고, 이러한 수침 세골재 충전률(F) 및 1 배치의 믹싱량(No)에 기초하여 세골재의 용적을 설정하며, 이어서 세골재(A), 세골재(B)의 혼합 비율 및 이들의 표면 건조 상태에서의 밀도로부터 세골재(A), 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 목표 투입 질량을 정하고, 다음으로 최초에 투입되는 물(일차 계량수)에 세골재(A)가 투입된 상태의 질량을 수침 골재의 목표 질량(M_d1), 이러한 수침 골재에 추가로 세골재(B)가 투입된 상태의 질량을 수침 골재의 목표 질량(M_d2)로 하면 좋다. 또, 수침 골재의 목표 질량[M_di(i=1,2)]을 정함에 있어서, 될 수 있는 한 적절한 표면수 비율을 설정하여, 이것을 일차 계량수 중에 포함시키도록 해 두면 계량 후의 보정이 간단하게 끝난다.

다음에, 세골재(A) 및 물을 상기 세골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 소정의 계량조에 투입한다(단계 1602). 계량조에 세골재와 물을 투입함에 있어서는, 수침 골재로의 기포 혼입을 억제하도록 물을 선행 투입하고, 그 후에 세골재를 투입하는 것이 바람직하다. 또한, 세골재를 계량조에 직접 투입하는 것이 아니라, 예컨대 전자식 진동체를 구비한 진동 피더를 이용하여 계량조까지 반송하도록 하면, 세골재의 단립화, 나아가서는 기포 혼입을 방지할 수 있다.

계량조는, 예컨대 아래쪽으로 갈수록 내경이 커지도록 중공 원뿔대 형상으로 형성되어 있는 것을 사용하는 것을 생각할 수 있다. 이와 같이 하면, 바이브레이터 등의 진동 기구를 사용하지 않더라도, 계량이 끝난 수침 골재를 상기 계량조 내에서 폐색시키는 일 없이, 바닥 덮개를 여는 것만으로 아래쪽으로 자유 낙하시켜, 이것을 별도 계량된 시멘트나 조골재와 함께 반죽 믹서에 투입할 수 있다.

다음에, 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측한다(단계 1603). 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측하기 위해서는 수침 골재로 채웠을 때의 계량조의 질량으로부터 계량조만의 질량을 빼면 된다. 이러한 질량 계측은, 예컨대 인장형의 로드셀을 이용하여 행할 수 있다.

여기서, 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측함에 있어서는, 세골재(A)의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 수침 골재의 전체 질량(M_f1)의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하고, 세골재(A)의 투입 중에 수침 골재의 전체 질량(M_f1)이 세골재(A)의 투입이 종료된 시점에서의 수침 골재의 목표 질량(M_d1)에 이르렀을 때 세골재(A)의 투입을 종료한다.

다음에, 수침 골재의 전체 용량(V_f1)을 계측한다(단계 1604). 수침 골재의 전체 용량(V_f1)에 대해서는, 예컨대 수침 골재의 액위를 계측하는 액위 계측 수단, 구체적으로는 전극식 변위 센서를 이용하여 계측하면 좋다.

다음에, 세골재(A)의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1) 및 물의 밀도(ρ_w)를, 수침 골재의 상기 전체 질량(M_f1) 및 전체 용량(V_f1)과 함께 하기 식

M_a1＝ρ_a1(M_f1－ρ_w·V_f1)/(ρ_a1－ρ_w) (32)

에 대입하여 세골재(A)의 표면 건조 상태의 질량(M_a1)을 구한다(단계 1605).

다음에, 세골재(A)와 마찬가지로 세골재(B)를 이 세골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 계량조에 투입하여(단계 1606), 수침 골재의 전체 질량(M_f2)을 계측한다(단계 1607). 수침 골재의 전체 질량(M_f2)을 계측함에 있어서는, 세골재(A)와 마찬가지로 세골재(B)의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 수침 골재의 전체 질량(M_f2)의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하고, 세골재(B)의 투입 중에 수침 골재의 전체 질량(M_f2)이 세골재(B)의 투입이 종료된 시점에서의 수침 골재의 목표 질량(M_d2)에 이르렀을 때 세골재(B)의 투입을 종료한다.

다음에, 수침 골재의 전체 용량(V_f2)을 계측한다(단계 1608). 수침 골재의 전체 용량(V_f2)에 대해서는, 예컨대 수침 골재의 액위를 계측하는 액위 계측 수단, 구체적으로는 전극식 변위 센서를 이용하여 계측하면 좋다.

이러한 전극식 변위 센서는, 전형적으로는 예컨대 검지용 전극의 하단이 계량조 내에 수용된 수침 골재의 액면에 닿았을 때의 통전 상태의 변화를 감시함으로써 상기 수침 골재의 액위를 계측할 수 있도록 구성되어 있다.

다음에, 세골재(A)의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1), 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a2) 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 전체 질량(M_f2) 및 상기 수침 골재의 전체 용량(V_f2)과 함께 하기 식

M_a2＝ρ_a2((M_f2－ΣM_ai(i=1,2))－ρ_w(V_f2－Σ(M_ai/ρ_ai)(i=1,2)))/(ρ_a2－ρ_w)(34)

M_w＝ρ_w(ρ_a2(V_f2－Σ(M_ai/ρ_ai)(i=1,2))－(M_f2－ΣM_ai(i=1,2)))/(ρ_a2－ρ_w) (35)

에 대입하여 세골재(B)의 표면 건조 상태의 질량(M_a2) 및 물의 질량(M_w)을 구한다(단계 1609).

이와 같이 하여, 세골재(A), 세골재(B) 및 물을 계량했으면, 이러한 계량 결과를 시방 배합에 따라서 설정된 당초의 현장 배합과 비교하여 현장 배합을 수정한다(단계 1610).

즉, 계량된 골재 질량과 당초 설정된 현장 배합의 골재 질량을 비교하여, 설정된 세골재(A, B)의 표면 건조 상태의 질량 총합에 대한 실측된 세골재(A, B)의 표면 건조 상태의 질량 총합의 비율을 산출하고, 예컨대 이것이 0.9이면, 실측된 세골재(A, B)의 질량이 10% 적기 때문에, 1 배치의 믹싱량(N_O) 그 자체를 10% 줄여 0.9·N_O로 할 필요가 있으며, 그렇기 때문에 시멘트, 혼화재와 같은 다른 콘크리트 재료에 대해서도 그 비율을 이용하여 당초의 현장 배합을 수정하여 계량한다. 또한, 물에 대해서도 당초 설정된 수량과 실측 수량을 비교하여, 그 부족분을 이차수로서 보충하거나, 또는 물의 과잉분을 배수한다. 그리고, 이들 콘크리트 재료를 반죽 믹서에 투입하여 믹싱한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 따르면, 세골재(A), 세골재(B)의 표면수는 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출되는 동시에, 골재의 질량은 표면 건조 상태일 때의 질량[M_ai(i=1,2)]으로서 파악된다. 즉, 세골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 이용하더라도 시방 배합대로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또, 계량조에의 세골재(A), 세골재(B)의 누가 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2)]의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하고, 세골재(A), 세골재(B)의 투입 중에 수침 골재의 전체 질량(M_f1, M_f2)이 각각 수침 골재의 목표 질량(M_d1, M_d2)에 이르렀을 때 세골재(A), 세골재(B)의 투입을 각각 종료하도록 했기 때문에, 세골재(A), 세골재(B)의 투입량을 정확히 관리해서 현장 배합을 수정하여, 결과적으로 시방 배합대로의 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 그 외에도 밀도, 입도 등이 다른 복수의 골재라도 습윤 상태의 차이에 의한 표면수의 영향을 최종적인 수량의 일부로서 정확히 파악하면서, 하나의 계량 조 내에서 효율적으로 그와 같이 높은 정밀도로 계량하는 것이 가능해진다.

본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 계량조로의 급수량(M_I) 및 계량조로부터의 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측하여, 계량조로의 급수량(M_I), 계량조로부터의 배수량(M_o) 및 전체 질량[M_fi(i=1,2)]을 다음 식

ΣM_awj(j=1,‥i)＝M_fi-(M_I-M_o) (14)

에 대입하여 ΣM_awj(j=1,‥i)를 구하고

ΣM_awj(j=1,‥i)－ΣM_awj(j=1) (15)

을 산출하여, 상기 M_awi를 다음 식

(M_awi－M_ai)/M_ai (13)

에 대입하면 세골재(A), 세골재(B)의 표면수 비율을 구할 수 있게 되어, 추후 계량의 설정값으로서 활용하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 수침 골재 내의 공기량을 a(%)로 하여, V_fi(i=1,2) 대신에 V_fi(i=1,2)·(1-a/100)을 이용하면 공기량을 고려한 더욱 정밀도가 높은 계량이 가능해진다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 계량조 내에 투입한 세골재가 수면으로부터 나와 수침 골재로 되지 않을 우려가 있는 경우에는, 세골재(A, B)의 투입 도중 또는 투입 후에 바이브레이터를 강하시켜, 이러한 상태로 상기 바 이브레이터를 작동시킴으로써 계량조 내에 투입된 세골재(A, B)를 바이브레이터의 진동에 의해서 평탄하게 고르게 하여, 상기 세골재가 수면 위로 나오지 않도록 할 수 있다. 또, 수침 골재의 질량을 계량할 때에는 바이브레이터를 끌어올려, 상승 위치에서 다음 계량까지 후퇴시켜 두면 좋다.

(제14 실시예)

도 52 및 도 53은 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법의 처리 절차를 도시한 흐름도이다. 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법은 전술한 각 계량 장치로부터 적절하게 선택하여 실시할 수 있다.

상기 도면에서 알 수 있듯이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 있어서는, 우선 세골재(A), 세골재(B)의 투입이 종료된 시점에서의 수침 골재의 목표 질량[M_di(i=1,2)]을 설정한다(단계 1621).

목표 질량[M_di(i=1,2)]을 설정함에 있어서는, 우선 물과 세골재의 전체 용량에서 차지하는 세골재의 용량비인 수침 세골재 충전률(F)을 설정하는 동시에 1 배치의 믹싱량(No)을 설정하여, 이러한 수침 세골재 충전률(F) 및 1 배치의 믹싱량(No)에 기초하여 세골재의 용적을 설정하고, 이어서 세골재(A), 세골재(B)의 혼합 비율 및 이들의 표면 건조 상태에서의 밀도로부터 세골재(A), 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 목표 투입 질량을 정하고, 계속해서 최초에 투입되는 물(일차 계량수)에 세골재(A)가 투입된 상태의 질량을 수침 골재의 목표 질량(M_d1), 이러한 수침 골재에 추가로 세골재(B)가 투입된 상태의 질량을 수침 골재의 목표 질량(M_d2)으 로 하면 좋다. 또, 수침 골재의 목표 질량[M_di(i=1,2)]을 정함에 있어서 될 수 있는 한 적절한 표면수 비율을 설정하여, 이것을 일차 계량수 중에 포함시키도록 해 두면, 계량 후의 보정이 간단하게 끝난다.

다음에, 세골재(A) 및 물을 상기 세골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 소정의 계량조에 투입한다(단계 1622). 계량조에 세골재와 물을 투입함에 있어서는, 수침 골재로의 기포 혼입을 억제하도록 물을 선행 투입하고 그 후에 세골재를 투입하는 것이 바람직하다. 또한, 세골재를 계량조에 직접 투입하는 것이 아니라, 예컨대 전자식 진동체를 구비한 진동 피더를 이용하여 계량조까지 반송하도록 하면, 세골재의 단립화, 나아가서는 기포 혼입을 방지할 수 있다.

계량조는, 예컨대 아래쪽으로 갈수록 내경이 커지도록 중공 원뿔대 형상으로 형성되어 있는 것을 사용하는 것을 생각할 수 있다. 이와 같이 하면, 바이브레이터 등의 진동 기구를 사용하지 않더라도, 계량이 끝난 수침 골재를 상기 계량조 내에서 폐색시키는 일 없이, 바닥 덮개를 여는 것만으로 아래쪽으로 자유 낙하시켜, 이것을 별도 계량된 시멘트나 조골재와 함께 반죽 믹서에 투입할 수 있다.

다음에, 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측한다(단계 1623). 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측하기 위해서는 수침 골재로 채웠을 때의 계량조의 질량으로부터 계량조만의 질량을 빼면 된다. 이러한 질량 계측은 예컨대 인장형의 로드셀을 이용하여 행할 수 있다.

여기서, 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측함에 있어서는, 세골재(A)의 투 입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 수침 골재의 전체 질량(M_f1)의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하고, 세골재(A)의 투입 중에 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제1 수위를 넘지 않도록 잉여수를 배수하면서, 수침 골재의 전체 질량(M_f1)이 수침 골재의 목표 질량(M_d1)에 이르렀을 때 세골재(A)의 투입을 종료한다.

제1 수위는, 예컨대 소정 깊이 위치에서 수침 골재 중의 물을 계량조로부터 흘러 넘치게 하거나, 흡인 배수하거나 함으로써 미리 설정하는 것이 가능하다.

다음에, 세골재(A)의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1) 및 물의 밀도(ρ_w)를, 수침 골재의 상기 전체 질량(M_f1) 및 미리 설정된 제1 수위에 대하여 구해지는 수침 골재의 전체 용량(V_f1)과 함께 하기 식

M_a1＝ρ_a1(M_f1－ρ_w·V_f1)/(ρ_a1－ρ_w) (32)

에 대입하여 세골재(A)의 표면 건조 상태의 질량(M_a1)을 구한다(단계 1624).

한편, 수침 골재의 전체 질량(M_f1)이 수침 골재의 목표 질량(M_d1)에 이르렀을 때의 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제1 수위에 이르지 않았을 때에는, 상기 제1 수위가 되도록 물을 보충한 뒤에 수침 골재의 전체 질량(M_f1)의 재계측 및 세골재(A)의 표면 건조 상태의 질량(M_a1)의 재연산을 행한다(단계 1625).

다음에, 세골재(A)와 마찬가지로 세골재(B)를 이 세골재가 수면으로부터 나 오지 않는 수침 골재가 되도록 계량조에 투입하고(단계 1626), 계속해서 수침 골재의 전체 질량(M_f2)을 계측한다(단계 1627).

수침 골재의 전체 질량(M_f2)을 계측함에 있어서는, 세골재(B)와 같이 세골재(B)의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 수침 골재의 전체 질량(M_f2)의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하고, 세골재(B)의 투입 중에 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제2 수위를 넘지 않도록 잉여수를 배수하면서, 수침 골재의 전체 질량(M_f2)이 수침 골재의 목표 질량(M_d2)에 이르렀을 때 세골재(B)의 투입을 종료한다.

제2 수위에 대해서도, 소정 깊이 위치에서 수침 골재중의 물을 계량조로부터 흘러 넘치게 하거나, 흡인 배수하거나 함으로써 미리 설정하는 것이 가능하다.

다음에, 세골재(A)의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1), 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a2) 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 전체 질량(M_f2) 및 미리 설정된 제2 수위에 대하여 구해지는 수침 골재의 전체 용량(M_f2)과 함께 다음 식

M_a2＝ρ_a2((M_f2－ΣM_ai(i=1,2))－ρ_w(V_f2－Σ(M_ai/ρ_ai)(i=1,2)))/(ρ_a2－ρ_w)(34)

M_w＝ρ_w(ρ_a2(V_f2－Σ(M_ai/ρ_ai)(i=1,2))－(M_f2－ΣM_ai)(i=1,2)))/(ρ_a2－ρ_w)(35)

에 대입하여 세골재(B)의 표면 건조 상태의 질량(M_a2) 및 물의 질량(M_w)을 구한다(단계 1628).

한편, 수침 골재의 전체 질량(M_f2)이 수침 골재의 목표 질량(M_d2)에 이르렀을 때의 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제2 수위에 이르지 않았을 때에는, 상기 제2 수위가 되도록 물을 보충한 뒤에 수침 골재의 전체 질량(M_f2)의 재계측, 세골재(B)의 표면 건조 상태의 질량(M_a2) 및 물의 질량(M_w)의 재연산을 행한다(단계 1629).

이와 같이 하여 세골재(A), 세골재(B) 및 물을 계량했으면, 이러한 계량 결과를 시방 배합에 따라서 설정된 당초의 현장 배합과 비교하여, 필요에 따라서 현장 배합을 수정한다(단계 1630).

즉, 우선 제1 수위, 제2 수위를 넘지 않도록 잉여수를 배수하면서, 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2)]이 수침 골재의 목표 질량(M_d2)에 이른 경우에는 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2)] 및 수침 골재의 전체 용량[V_fi(i=1,2)]이 당초 설정한 값과 같기 때문에, 현장 배합을 수정할 필요는 없고, 그대로 다른 콘크리트 재료와 함께 반죽 믹서에 투입하여 믹싱한다.

한편, 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제1, 제2 수위에 이르지 안았을 때에는 상기 제1, 제2 수위가 되도록 물을 보충하기 때문에, 재계측된 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2)], 나아가서는 그것으로부터 유도되는 표면 건조 상태의 세골재(A), 세골재(B)의 질량도 당초의 설정값과는 다른 결과가 된다.

따라서, 이러한 경우에는 전술한 실시예와 마찬가지로 계량된 세골재(A), 세골재(B)의 질량과 당초 설정된 현장 배합의 세골재(A), 세골재(B)의 질량을 비교하 여, 설정된 세골재(A, B)의 표면 건조 상태의 질량 총합에 대한 실측된 세골재(A, B)의 표면 건조 상태의 질량 총합의 비율을 산출하고, 예컨대 이것이 0.9이면, 실측된 세골재(A, B)의 질량이 10% 적기 때문에, 1 배치의 믹싱량(N_O) 그 자체를 10% 줄여 0.9·N_O로 할 필요가 있으며, 그렇기 때문에 시멘트, 혼화재와 같은 다른 콘크리트 재료에 대해서도 그 비율을 이용하여 당초의 현장 배합을 수정하여 계량한다. 또한, 물에 대해서도 당초 설정된 수량과 실측 수량을 비교하여, 그 부족분을 이차수로서 보충하거나, 또는 물의 과잉분을 배수한다. 그리고, 이들 콘크리트 재료를 반죽 믹서에 투입하여 믹싱한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 따르면, 세골재(A), 세골재(B)의 표면수는 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출되는 동시에, 골재의 질량은 표면 건조 상태일 때의 질량[M_ai(i=1,2,3,‥N)]으로서 파악된다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 이용하더라도 시방 배합대로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 따르면, 제1 수위, 제2 수위를 넘지 않도록 잉여수를 배수하면서, 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2)]이 수침 골재의 목표 질량(M_d2)에 이른 경우에는, 수침 골재의 전체 용량[M_fi(i=1,2)]을 계측할 필요가 없어질 뿐만 아니라, 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2)] 및 수침 골 재의 전체 용량[V_fi(i=1,2)]이 당초 설정한 값과 같기 때문에 현장 배합을 수정할 필요가 없어져, 그대로 다른 콘크리트 재료와 함께 반죽 믹서에 투입하여 개어 섞는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 방법에 따르면, 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제1, 제2 수위에 이르지 않았을 때에는 상기 제1, 제2 수위가 되도록 물을 보충해야 하지만, 수침 골재의 수침 골재의 전체 용량[V_fi(i=1,2)]을 계측할 필요가 없는 점에 있어서는 전술한 경우와 동일하고, 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2)]을 재계측함으로써 세골재(A), 세골재(B)의 투입량을 정확히 관리하고 현장 배합을 수정하여, 결과적으로 시방 배합대로의 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 그 외에도 밀도, 입도 등이 다른 복수의 골재라도 습윤 상태의 차이에 의한 표면수의 영향을 최종적인 수량의 일부로서 정확히 파악하면서, 하나의 계량조 내에서 효율적으로 그와 같이 높은 정밀도로 계량하는 것이 가능해진다.

본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 계량조로의 급수량(M_I) 및 계량조로부터의 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측하여, 계량조로의 급수량(M_I), 계량조로부터의 배수량(M_o) 및 전체 질량[M_fi(i=1,2)]을 다음 식

ΣM_awj(j=1,‥i)＝M_fi－(M_I－M_o) (14)

에 대입해서 ΣM_awj(j=1,‥i)를 구하여

ΣM_awj(j=1,‥i)－ΣM_awj(j=1) (15)

를 산출하여, 상기 M_awi를 다음 식

(M_awi－M_ai)/M_ai (13)

에 대입하면 세골재(A), 세골재(B)의 표면수 비율을 구할 수 있게 되어 추후 계량의 설정값으로서 활용하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 수침 골재 내의 공기량을 a(%)로 하여, V_fi(i=1,2) 대신에 V_fi(i=1,2)·1-a/100)을 이용하면, 공기량을 고려한 더욱 정밀도가 높은 계량이 가능해진다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 계량조 내에 투입한 세골재가 수면으로부터 나와 수침 골재로 되지 않을 우려가 있는 경우에는, 세골재(A, B)의 투입 도중 또는 투입 후에 바이브레이터를 강하시켜, 이러한 상태로 상기 바이브레이터를 작동시킴으로써 계량조 내에 투입된 세골재(A, B)를 바이브레이터의 진동에 의해서 평탄하게 고르게 하여, 상기 세골재가 수면 위로 나오지 않도록 할 수 있다. 또, 수침 골재의 질량을 계량할 때에는 바이브레이터를 끌어올려, 상승 위치에서 다음 계량까지 후퇴시켜 두면 좋다.

(제15 실시예)

다음으로, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료의 계량 연산을 실행시키기 위한 프로그램 및 그것을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 대해 설명한다.

도 54 및 도 55는 본 실시예에 따른 콘크리트 재료의 계량 연산을 실행시키 기 위한 프로그램의 처리 절차를 도시한 흐름도, 도 56은 이러한 프로그램을 실행하기 위한 하드 구성을 도시한 블럭도이다. 도 56에서 알 수 있듯이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료의 계량 연산을 실행시키기 위한 프로그램을 처리하는 퍼스널 컴퓨터(301)는, 입력 수단인 키보드(302) 및 마우스(303)와, 퍼스널 컴퓨터 본체에 내장된 메모리(304), 여러 가지의 연산 처리를 하는 연산 처리부(305) 및 입력 데이터나 연산 결과를 기억하는 기억 수단으로서의 하드 디스크(306)와, 설정 입력 화면이나 연산 결과를 표시하는 디스플레이(307)와, 설정값이나 연산 결과를 인쇄하는 프린터(308)로 구성되어 있다.

본 실시예에 따른 콘크리트 재료의 계량 연산을 실행시키기 위한 프로그램은, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체, 예컨대 하드 디스크(306), 도시하지 않는 CD-ROM, MO 디스크, CDR 등에 미리 기록해 두고, 프로그램 실행시 이것을 퍼스널 컴퓨터(301)의 메모리(304)에 로드하면 된다.

본 실시예에 따른 콘크리트 재료의 계량 연산을 실행시키기 위한 프로그램에 있어서는, 우선 키보드(302)나 마우스(303)를 통해 세골재(A), 세골재(B)의 투입이 종료된 시점에서의 수침 골재의 목표 질량[M_di(i=1,2)], 세골재(A), 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1, ρ_a2) 및 물의 밀도(ρ_w)를 입력하여, 이들을 하드 디스크(306)에 기억시킨다(단계 1631).

목표 질량[M_di(i=1,2)]을 설정함에 있어서는, 우선 물과 세골재의 전체 용량에서 차지하는 세골재의 용량비인 수침 세골재 충전률(F)을 설정하는 동시에 1 배 치의 믹싱량(N_O)을 설정하여, 이러한 수침 세골재 충전률(F) 및 1 배치의 믹싱량(N_O)에 기초하여 세골재의 용적을 설정하고, 계속해서 세골재(A), 세골재(B)의 혼합 비율 및 이들의 표면 건조 상태에서의 밀도로부터 세골재(A), 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 목표 투입 질량을 정하고, 계속해서 최초에 투입되는 물(일차 계량수)에 세골재(A)가 투입된 상태의 질량을 수침 골재의 목표 질량(M_d1), 이러한 수침 골재에 추가로 세골재(B)가 투입된 상태의 질량을 수침 골재의 목표 질량(M_d2)으로 하면 된다.

입력에 있어서는, 전술한 것 이외에 전회의 계량 작업에서 얻어진 세골재의 표면수 비율이나 계량 시에서의 진동 컴팩션의 유무을 비롯하여, 각종 재료의 물성치, 1 배치의 믹싱량, 조골재의 표면수 비율, 그 외 시방 배합 및 현장 배합에 관한 데이터를 필요에 따라서 적절하게 입력한다. 이와 같이 전회의 계량으로 계측된 표면수 비율을 초기값으로서 입력하면, 계량 후의 보정이 간단하게 끝난다.

다음에, 세골재(A) 및 물을 그 세골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 소정의 계량조에 투입한다(단계 1632). 계량조에 세골재와 물을 투입함에 있어서는, 수침 골재로의 기포 혼입을 억제하도록 물을 선행 투입하고, 그 후에 세골재를 투입하는 것이 바람직하다. 또한, 세골재를 계량조에 직접 투입하는 것이 아니라, 예컨대 전자식 진동체를 구비한 진동 피더를 이용하여 계량조까지 반송하도록 하면, 세골재의 단립화, 나아가서는 기포 혼입을 방지할 수 있다.

계량조는, 예컨대 아래쪽로 갈수록 내경이 커지도록 중공 원뿔대 형상으로 형성되어 있는 것을 사용하는 것을 생각할 수 있다. 이와 같이 하면, 바이브레이터 등의 진동 기구를 사용하지 않더라도, 계량이 끝난 수침 골재를 상기 계량조 내에서 폐색시키는 일 없이, 바닥 덮개를 여는 것만으로 아래쪽으로 자유 낙하시켜, 이것을 별도 계량된 시멘트나 조골재와 함께 반죽 믹서에 투입할 수 있다.

다음에, 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측한다(단계 1633). 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측하기 위해서는 수침 골재로 채웠을 때의 계량조의 질량으로부터 계량조만의 질량을 빼면 된다. 이러한 질량 계측은 예컨대 인장형의 로드셀을 이용하여 행할 수 있다. 계측된 수침 골재의 전체 질량(M_f1)은 필요에 따라서 하드 디스크(306)에 기록해 두는 것이 바람직하다.

여기서, 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측함에 있어서는, 세골재(A)의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 수침 골재의 전체 질량(M_f1)의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하고, 세골재(A)의 투입 중에 수침 골재의 전체 질량(M_f1)이 세골재(A)의 투입이 종료된 시점에서의 수침 골재의 목표 질량(M_d1)에 이르렀을 때 세골재(A)의 투입을 종료한다.

다음에, 수침 골재의 전체 용량(V_f1)을 계측한다(단계 1634). 수침 골재의 전체 용량(V_f1)에 대해서는, 예컨대 전술한 전극식 변위 센서를 이용하여 계측하면 좋다. 계측된 수침 골재의 전체 용량(M_f1)에 대해서도 필요에 따라 하드 디스 크(306)에 기록해 두는 것이 바람직하다.

다음에, 하드 디스크(306)에 미리 기억된 세골재(A)의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1) 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 하드 디스크로부터 읽어낸다(단계 1635).

다음에, 판독된 세골재(A)의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1) 및 물의 밀도(ρ_w)를 수침 골재의 상기 전체 질량(M_f1) 및 전체 용량(V_f1)과 함께 하기 식

M_a1＝ρ_a1(M_f1－ρ_w·V_f1)/(ρ_a1－ρ_w) (32)

에 대입하여 세골재(A)의 표면 건조 상태의 질량(M_a1)을 구하는 연산을 연산 처리부(305)에서 행하는 동시에, 연산 결과를 하드 디스크(306)에 기억시킨다(단계 1636).

다음에, 세골재(A)와 마찬가지로 세골재(B)를 이 세골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 계량조에 투입하여(단계 1637), 수침 골재의 전체 질량(M_f2)을 계측한다(단계 1638). 수침 골재의 전체 질량(M_f2)을 계측함에 있어서는 세골재(A)와 같이 세골재(B)의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 수침 골재의 전체 질량(M_f2)의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하고, 세골재(B)의 투입 중에 수침 골재의 전체 질량(M_f2)이 세골재(B)의 투입이 종료된 시점에서의 수침 골재의 목표 질량(M_d2)에 이르렀을 때 세골재(B)의 투입을 종료한다. 계측된 수침 골재의 전체 질량(M_f2)은 필요에 따라서 하드 디스크(306) 에 기록해 두는 것이 바람직하다.

다음에, 수침 골재의 전체 용량(V_f2)을 계측한다(단계 1639). 수침 골재의 전체 용량(V_f2)에 대해서는, 예컨대 전술한 전극식 변위 센서를 이용하여 계측하면 좋다.

다음에, 하드 디스크(306)에 미리 기억된 세골재(A)의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1), 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a2) 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 하드 디스크로부터 읽어낸다(단계 1640).

다음에, 읽어낸 세골재(A)의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1), 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a2) 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 전체 질량(M_f2) 및 상기 수침 골재의 전체 용량(V_f2)과 함께 하기 식

M_a2＝ρ_a2((M_f2－ΣM_ai(i=1,2))－ρ_w(V_f2－Σ(M_ai/ρ_ai)(i=1,2)))/(ρ_a2－ρ_w)(34)

M_w＝ρ_W(ρ_a2(V_f2－Σ(M_ai/ρ_ai)(i=1,2))－(M_f2－ΣM_ai)(i=1,2)))/(ρ_a2－ρ_w)(35)

에 대입하여 세골재(B)의 표면 건조 상태의 질량(M_a2) 및 물의 질량(M_w)을 구하는 연산을 연산 처리부(305)에서 행하는 동시에, 연산 결과를 하드 디스크(306)에 기억시킨다(단계 1641).

이와 같이 하여 세골재(A), 세골재(B) 및 물을 계량했으면, 이러한 계량 결과를 시방 배합에 따라서 설정된 당초의 현장 배합과 비교하여 현장 배합을 수정한 다(단계 1642).

즉, 계량된 골재 질량과 당초 설정된 현장 배합의 골재 질량을 비교하여, 설정된 세골재(A, B)의 표면 건조 상태의 질량 총합에 대한 실측된 세골재(A, B)의 표면 건조 상태의 질량 총합의 비율을 산출하고, 예컨대 이것이 0.9이면 실측된 세골재(A, B)의 질량이 10% 적기 때문에, 1 배치의 믹싱량(N_O) 그 자체를 10% 줄여 0.9·No로 할 필요가 있으며, 그렇기 때문에 시멘트, 혼화재와 같은 다른 콘크리트 재료에 대해서도 그 비율을 이용하여 당초의 현장 배합을 수정하여 계량한다. 또한, 물에 대해서도 당초 설정된 수량과 실측 수량을 비교하여, 그 부족분을 이차수로서 보충하거나, 또는 물의 과잉분을 배수한다. 그리고, 이들 콘크리트 재료를 반죽 믹서에 투입하여 믹싱한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료의 계량 연산을 실행시키기 위한 프로그램에 따르면, 세골재(A), 세골재(B)의 표면수는 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출되는 동시에, 골재의 질량은 표면 건조 상태일 때의 질량[M_ai(i=1,2)]으로서 파악된다. 즉, 세골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 이용하더라도 시방 배합대로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 계량조에의 세골재(A), 세골재(B)의 누가 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2)]의 계측을 실시 간 또는 소정 시간 간격으로 행하고, 세골재(A), 세골재(B)의 투입 중에 수침 골재의 전체 질량(M_f1, M_f2)이 각각 수침 골재의 목표 질량(M_d1, M_d2)에 이르렀을 때 세골재(A), 세골재(B)의 투입을 각각 종료하도록 했기 때문에, 세골재(A), 세골재(B)의 투입량을 정확히 관리하여 현장 배합을 수정하여, 결과적으로 시방 배합대로의 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 그 외에도 밀도, 입도 등이 다른 복수의 골재라도 습윤 상태의 차이에 의한 표면수의 영향을 최종적인 수량의 일부로서 정확히 파악하면서, 하나의 계량조 내에서 효율적으로 그와 같이 높은 정밀도로 계량하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 계량조로의 급수량(M_I) 및 계량조로부터의 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측하는 동시에 계측 결과를 하드 디스크(306)에 기억시켜, 계량조로의 급수량(M_I), 계량조로부터의 배수량(M_o) 및 전체 질량[M_fi(i=1,2)]을 하드 디스크(306)로부터 읽어내어, 다음 식

ΣM_awj(j=1,2,3,‥i)＝M_fi－(M_I－M_o) (14)

에 대입하여 ΣM_awj(j=1,2,3,‥i)를 구하는 연산을 연산 처리부(305)에서 행하는 동시에 연산 결과를 하드 디스크(306)에 기억시키고, 다음에

ΣM_awj(j=1,2,3,‥i)－ΣM_awj(j=1,2,3,‥(i-1)) (15)

을 연산 처리부(305)에서 연산해서 M_awi를 구하여, 이 M_awi를 다음 식

(M_awi－M_ai)/M_ai (13)

에 대입하여 세골재(A), 세골재(B)의 표면수 비율을 구하는 연산을 연산 처리부(305)에서 행하면, 세골재(A), 세골재(B)의 표면수 비율을 산출할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 수침 골재 내의 공기량을 a(%)로 하여, V_fi(i=1,2)) 대신에 V_fi(i=1,2)·(1-a/100)을 이용하면, 공기량을 고려한 더욱 정밀도가 높은 계량이 가능해진다.

(제16 실시예)

다음에, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료의 계량 연산을 실행시키기 위한 프로그램 및 그것을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 대해 설명한다.

도 57 및 도 58은 본 실시예에 따른 콘크리트 재료의 계량 연산을 실행시키기 위한 프로그램의 처리 순서를 도시한 흐름도이다. 본 실시예에 따른 프로그램을 실행함에 있어서는 제15 실시예에서 설명한 퍼스널 컴퓨터(301)를 사용하는 것으로 하고, 그 설명에 대해서는 생략한다.

본 실시예에 따른 콘크리트 재료의 계량 연산을 실행시키기 위한 프로그램은, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체, 예컨대 하드 디스크(306), 도시하지 않는 CD-ROM, MO 디스크, CDR 등에 미리 기록해 두고, 프로그램 실행시 이것을 퍼스널 컴퓨터(301)의 메모리(304)에 로드하면 된다.

본 실시예에 따른 콘크리트 재료의 계량 연산을 실행시키기 위한 프로그램에 있어서는, 우선 키보드(302)나 마우스(303)를 통해 세골재(A), 세골재(B)의 투입이 종료된 시점에서의 수침 골재의 목표 질량[M_di(i=1,2)], 세골재(A), 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1, ρ_a2) 및 물의 밀도(ρ_w)를 입력하여, 이들을 하드 디스크(306)에 기억시킨다(단계 1641).

목표 질량[M_di(i=1,2)]을 설정함에 있어서는, 우선 물과 세골재의 전체 용량에서 차지하는 세골재의 용량비인 수침 세골재 충전률(F)을 설정하는 동시에 1 배치의 믹싱량(No)을 설정하고, 이러한 수침 세골재 충전률(F) 및 1 배치의 믹싱량(No)에 기초하여 세골재의 용적을 설정하며, 계속해서 세골재(A), 세골재(B)의 혼합 비율 및 이들의 표면 건조 상태에서의 밀도로부터 세골재(A), 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 목표 투입 질량을 정하고, 계속해서 최초에 투입되는 물(일차 계량수)에 세골재(A)가 투입된 상태의 질량을 수침 골재의 목표 질량(M_d1), 이러한 수침 골재에 더욱 세골재(B)가 투입된 상태의 질량을 수침 골재의 목표 질량(M_d2)으로 하면 된다.

입력에 있어서는, 전술한 것 이외에 전회의 계량 작업에서 얻어진 세골재의 표면수 비율이나 계량 시에서의 진동 컴팩션의 유무을 비롯하여, 각종 재료의 물성치, 1 배치의 믹싱량, 조골재의 표면수 비율, 그외 기타 시방 배합 및 현장 배합에 관한 데이터를 필요에 따라 적절하게 입력한다. 이와 같이 전회의 계량으로 계측된 표면수 비율을 초기값으로서 입력하면 계량 후의 보정이 간단하게 끝난다.

다음에, 세골재(A) 및 물을 그 세골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골 재가 되도록 소정의 계량조에 투입한다(단계 1642). 계량조에 세골재와 물을 투입함에 있어서는, 수침 골재로의 기포 혼입을 억제하도록 물을 선행 투입하고, 그 후에 세골재를 투입하는 것이 바람직하다. 또한, 세골재를 계량조에 직접 투입하는 것이 아니라, 예컨대 전자식 진동체를 구비한 진동 피더를 이용하여 계량조까지 반송하면, 세골재의 단립화, 나아가서는 기포 혼입을 방지할 수 있다.

계량조는, 예컨대 아래쪽으로 갈수록 내경이 커지도록 중공 원뿔대 형상으로 형성되어 있는 것을 사용하는 것을 생각할 수 있다. 이와 같이 하면, 바이브레이터 등의 진동 기구를 사용하지 않더라도, 계량이 끝난 수침 골재를 상기 계량조 내에서 폐색시키는 일 없이, 바닥 덮개를 여는 것만으로 아래쪽으로 자유 낙하시켜, 이것을 별도 계량된 시멘트나 조골재와 함께 반죽 믹서에 투입할 수 있다.

다음에, 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측한다(단계 1643). 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측하기 위해서는 수침 골재로 채웠을 때의 계량조의 질량으로부터 계량조만의 질량을 빼면 된다. 이러한 질량 계측은 예컨대 인장형의 로드셀을 이용하여 행할 수 있다. 계측된 수침 골재의 전체 질량(M_f1)은 필요에 따라서 하드 디스크(306)에 기록해 두는 것이 바람직하다.

여기서, 수침 골재의 전체 질량(M_f1)을 계측함에 있어서는, 세골재(A)의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 수침 골재의 전체 질량(M_f1)의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하고, 세골재(A)의 투입 중에 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제1 수위를 넘지 않도록 잉여수를 배수하면서, 수침 골재의 전체 질량(M_f1)이 수침 골재의 목표 질량(M_d1)에 이르렀을 때 세골재(A)의 투입을 종료한다.

제1 수위는, 예컨대 소정 깊이 위치에서 수침 골재 중의 물을 계량조로부터 흘러 넘치게 하거나, 흡인 배수하거나 함으로써 미리 설정하는 것이 가능하다.

다음에, 하드 디스크(306)에 미리 기억된 세골재(A)의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1) 및 물의 밀도((ρ_w)를 상기 하드 디스크로부터 읽어낸다(단계 1644).

다음에, 읽어낸 세골재(A)의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1) 및 물의 밀도(ρ_w)를 수침 골재의 상기 전체 질량(M_f1) 및 전체 용량(V_f1)과 함께 하기 식

M_a1＝ρ_a1(M_f1－ρ_w·V_f1)/(ρ_a1－ρ_w) (32)

에 대입하여 세골재(A)의 표면 건조 상태의 질량(M_a1)을 구하는 연산을 연산 처리부(305)에서 행하는 동시에, 연산 결과를 하드 디스크(306)에 기억시킨다(단계 1645).

한편, 수침 골재의 전체 질량(M_f1)이 수침 골재의 목표 질량(M_d1)에 이르렀을 때의 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제1 수위에 이르지 않았을 때에는 상기 제1 수위가 되도록 물을 보충한 뒤에 수침 골재의 전체 질량(M_f1)의 재계측, 세골재(A)의 표면 건조 상태의 질량(M_a1)의 재연산을 행한다(단계 1646).

다음에, 세골재(A)와 마찬가지로 세골재(B)를 이 세골재가 수면으로부터 나오지 않는 수침 골재가 되도록 계량조에 투입하여(단계 1647), 수침 골재의 전체 질량(M_f2)을 계측한다(단계 1648). 수침 골재의 전체 질량(M_f2)을 계측함에 있어서는, 세골재(A)와 같이 세골재(B)의 투입을 소정 속도로 연속적으로 또는 단속적으로 행하면서, 수침 골재의 전체 질량(M_f2)의 계측을 실시간 또는 소정 시간 간격으로 행하고, 세골재(B)의 투입 중에 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제2 수위를 넘지 않도록 잉여수를 배수하면서, 수침 골재의 전체 질량(M_f2)이 수침 골재의 목표 질량(M_d2)에 이르렀을 때 세골재(B)의 투입을 종료한다. 계측된 수침 골재의 전체 질량(M_f2)은 필요에 따라 하드 디스크(306)에 기록해 두는 것이 바람직하다.

제2 수위에 대해서도 소정 깊이 위치에서 수침 골재 중의 물을 계량조로부터 흘러 넘치게 하거나, 흡인 배수하거나 함으로써 미리 설정하는 것이 가능하다.

다음에, 하드 디스크(306)에 미리 기억된 세골재(A)의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1), 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a2) 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 하드 디스크로부터 읽어낸다(단계 1649).

다음에, 읽어낸 세골재(A)의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a1), 세골재(B)의 표면 건조 상태에서의 밀도(ρ_a2) 및 물의 밀도(ρ_w)를 상기 전체 질량(M_f2) 및 상기 수침 골재의 전체 용량(V_f2)과 함께 하기 식

M_a2＝ρ_a2((M_f2－ΣM_ai(i=1,2))－ρ_w(V_f2－Σ(M_ai/ρ_ai)(i=1,2)))/(ρ_a2－ρ_w)(34)

M_w＝ρ_w(ρ_a2(V_f2－ΣM_ai/ρ_ai)(i=1,2))－(M_f2－ΣM_ai(i=1,2)))/(ρ_a2－ρ_w) (35)

에 대입하여 세골재(B)의 표면 건조 상태의 질량(M_a2) 및 물의 질량(M_w)을 구하는 연산을 연산 처리부(305)에서 행하는 동시에 연산 결과를 하드 디스크(306)에 기억시킨다(단계 1650).

한편, 수침 골재의 전체 질량(M_f2)이 수침 골재의 목표 질량(M_d2)에 이르렀을 때의 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제2 수위에 이르지 않았을 때에는 상기 제2 수위가 되도록 물을 보충한 뒤에 수침 골재의 전체 질량(M_f2)의 재계측, 세골재(B)의 표면 건조 상태의 질량(M_a2) 및 물의 질량(M_w)의 재연산을 행한다(단계 1651).

이와 같이 하여 세골재(A), 세골재(B) 및 물을 계량했으면, 이러한 계량 결과를 시방 배합에 따라서 설정된 당초의 현장 배합과 비교하여, 필요에 따라서 현장 배합을 수정한다(단계 1652).

즉, 우선 제1 수위, 제2 수위를 넘지 않도록 잉여수를 배수하면서, 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2)]이 수침 골재의 목표 질량(M_d2)에 이른 경우에는, 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2)] 및 수침 골재의 전체 용량[V_fi(i=1,2)]이 당초 설정한 값과 같기 때문에 현장 배합을 수정할 필요는 없고, 그대로 다른 콘크리트 재료와 함께 반죽 믹서에 투입하여 믹싱한다.

한편, 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제1, 제2 수위에 이르지 않았을 때에 는 상기 제1, 제2 수위가 되도록 물을 보충하기 때문에, 재계측된 수침 골재의 전체 질량(M_fi(i=1,2)), 나아가서는 그것으로부터 유도되는 표면 건조 상태의 세골재(A), 세골재(B)의 질량도 당초의 설정값과는 다른 결과가 된다.

따라서, 이러한 경우에는, 전술한 바와 마찬가지로 계량된 세골재(A), 세골재(B)의 질량과 당초 설정된 현장 배합의 세골재(A), 세골재(B)의 질량을 비교하여, 설정된 세골재(A, B)의 표면 건조 상태의 질량 총합에 대한 실측된 세골재(A, B)의 표면 건조 상태의 질량 총합의 비율을 산출해서, 예컨대 이것이 0.9이면 실측된 세골재(A, B)의 질량이 10% 적기 때문에, 1 배치의 믹싱량(N_O) 그 자체를 10% 줄여 0.9·N_O로 할 필요가 있으므로, 그렇기 때문에 시멘트, 혼화재와 같은 다른 콘크리트 재료에 대해서도 그 비율을 이용하여 당초의 현장 배합을 수정하여 계량한다. 또한, 물에 대해서도 당초 설정된 수량과 실측 수량을 비교하여, 그 부족분을 이차수로서 보충하거나, 또는 물의 과잉분을 배수한다. 그리고, 이들 콘크리트 재료를 반죽 믹서에 투입하여 믹싱한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료의 계량 연산을 실행시키기 위한 프로그램에 따르면, 세골재(A), 세골재(B)의 표면수는 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출되는 동시에, 골재의 질량은 표면 건조 상태일 때의 질량[M_ai(i=1,2)]으로서 파악된다. 즉, 세골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문 에, 습윤 상태가 다른 골재를 이용하더라도 시방 배합대로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료의 계량 연산을 실행시키기 위한 프로그램에 따르면, 제1 수위, 제2 수위를 넘지 않도록 잉여수를 배수하면서, 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2)]이 수침 골재의 목표 질량(M_d2)에 이른 경우에는, 수침 골재의 수침 골재의 전체 용량[V_fi(i=1,2)]을 계측할 필요가 없어질 뿐만 아니라, 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2)] 및 수침 골재의 전체 용량[V_fi(i=1,2)]이 당초 설정한 값과 같기 때문에 현장 배합을 수정할 필요가 없어져, 그대로 다른 콘크리트 재료와 함께 반죽 믹서에 투입하여 개어 섞는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료의 계량 연산을 실행시키기 위한 프로그램에 따르면, 수침 골재의 수위가 미리 설정된 제1, 제2 수위에 이르지 않았을 때에는 상기 제1, 제2 수위가 되도록 물을 보충해야 하지만, 수침 골재의 수침 골재의 전체 용량[V_fi(i=1,2)]을 계측할 필요가 없는 점에 있어서는 전술한 경우와 동일하며, 수침 골재의 전체 질량[M_fi(i=1,2)]을 재계측함으로써 세골재(A), 세골재(B)의 투입량을 정확히 관리하여 현장 배합을 수정하므로, 결과적으로 시방 배합대로의 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 그 외에도 밀도, 입도 등이 다른 복수의 골재라도 습윤 상태의 차이에 의한 표면수의 영향을 최종적인 수량의 일부로서 정확히 파악하면서 하나의 계량조 내에서 효율적으로 그와 같이 높은 정밀도로 계량하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 계량조로의 급수량(M_I) 및 계량조로부터의 배수량(M_o)을 누적값으로서 계측하는 동시에 계측 결과를 하드 디스크(6)에 기억시켜, 계량조로의 급수량(M_I), 계량조로부터의 배수량(M_o) 및 전체 질량[M_fi(i=1,2)]을 하드 디스크(306)로부터 읽어내어 다음 식

ΣM_awj(j=1,2,3,‥i)＝M_fi－(M_I－M_o) (14)

에 대입하여 ΣM_awj(j=1,2,3,‥i)를 구하는 연산을 연산 처리부(305)에서 행하는 동시에 연산 결과를 하드 디스크(306)에 기억시키고, 다음에,

ΣM_awj(j=1,2,3,‥i)－ΣM_awj(j=1,2,3,‥(i-1)) (15)

을 연산 처리부(305)에서 연산해서 M_awi를 구하여, 이 M_awi를 다음 식

(M_awi－M_ai)/M_ai (13)

*에 대입하여 세골재(A), 세골재(B)의 표면수 비율을 구하는 연산을 연산 처리부(305)에서 행하도록 하면, 세골재(A), 세골재(B)의 표면수 비율을 산출할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 특별히 언급하지 않았지만, 수침 골재 내의 공기량을 a(%)로 하여, V_fi(i=1,2) 대신에 V_fi(i=1,2)·(1-a/100)를 이용하도록 하면, 공기량 을 고려한 더욱 정밀도가 높은 계량이 가능해진다.

(제17 실시예)

도 59는 계량 용기의 배출 기구(421)를 그것이 적용되는 계량 장치(401)와 함께 도시한 전체도이고, 도 60은 도 59의 I-I선에 따른 단면도이다.

우선, 본 실시예에 따른 계량 용기의 배출 기구(421)가 적용되는 계량 장치(401)는, 물을 저류하는 물 저류 호퍼(102)와, 골재인 세골재를 저류하는 세골재 저류 호퍼(103)와, 이들 물 저류 호퍼(102) 및 세골재 저류 호퍼(103)로부터 각각 공급된 물 및 세골재를 수침 골재로서 수용하는 계량 용기(111)와, 이 계량 용기 내의 수침 골재의 질량을 계측하는 로드셀(108)과, 계량 용기(111) 내의 액위를 계측하는 전극식 변위 센서(412)로 이루어져 있으며, 물 저류 호퍼(102)는 그 바닥 부분에 접속되어 토출구가 계량 용기(111)의 위쪽에 위치 결정된 물 공급관(105)과 그 물 공급관(105)의 소정 위치에 설치된 개폐 밸브(106)와 함께 급수 수단을 구성하고, 세골재 저류 호퍼(103)는 토출구가 계량 용기(111)의 위쪽에 위치 결정된 세골재 공급관(107)과 함께 골재 공급 수단을 구성한다.

계량 용기(111)는, 용기 본체(104)와 이 용기 본체의 저부 개구(115)에 개폐 가능하게 부착할 수 있는 바닥 덮개(109)로 이루어져 있으며, 용기 본체(104)는 아래쪽으로 갈수록 내경이 커지도록 중공 원뿔대 형상으로 형성되어 있어, 바이브레이터 등의 진동 기구를 사용하지 않더라도 계량이 끝난 수침 골재를 상기 용기 본체 내에서 폐색시키는 일 없이, 바닥 덮개(109)를 여는 것만으로 아래쪽으로 자유 낙하시켜, 이것을 별도 계량된 시멘트나 조골재와 함께 도시하지 않는 반죽 믹서에 투입할 수 있게 되어 있다. 또, 바닥 덮개(109) 및 용기 본체(104)의 저부 개구(115)의 각 접촉 개소에는, 바닥 덮개(109)를 닫은 상태로 용기 본체(104)와의 사이에서 수밀성을 유지할 수 있도록 도시하지 않는 시일 부재가 적절하게 부착되어 있다.

계량 용기(111)의 용적에 대해서는 임의적으로, 콘크리트 배합을 행하는 단위, 즉 1 배치에 필요한 전체량으로 해도 좋고, 몇 회로 나눠 계량하는 것을 전제로 한 용량이라도 상관없다.

전극식 변위 센서(412)는 검지용 전극의 하단이 계량 용기(111) 내에 수용된 수침 골재의 액면에 닿았을 때의 통전 상태의 변화를 감시함으로써 상기 수침 골재의 액위를 계측할 수 있도록 되어 있다.

물 저류 호퍼(112), 세골재 저류 호퍼(103) 및 로드셀(108)은 각각 도시하지 않는 가대에 부착되어 있는 동시에, 상기 로드셀 위에 계량 용기(111)의 플랜지형 원환부(116)를 실어 계량 용기(111)를 매달아 둠으로써, 상기 계량 용기의 질량을 로드셀(108)로 계측할 수 있게 되어 있다. 로드셀(108)은 계량 용기(111)를 안정된 상태로 매달아 계측할 수 있도록, 예컨대 동일 수평면에 120°마다 세 군데 설치하는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시예에 따른 계량 용기의 배출 기구(421)는, 계량 용기(111) 중에 바닥 덮개(109)를 닫은 상태로 세골재를 수침 골재로서 물과 함께 수용하여 이 수침 골재의 계량을 행하는 동시에, 계량이 끝난 수침 골재를 바닥 덮개(109)를 열어 아래쪽으로 배출하도록 구성되어 있다.

바닥 덮개(109)는 용기 본체(104)의 저부 개구 외경과 거의 동등하거나 그것보다 약간 큰 외경을 갖는 원형 평판으로 구성되어 있어, 이 원형 평판의 주위 가장자리로부터 연장되도록 설치된 L자형의 부착 아암(113)의 선단에 긴 구멍(114)을 형성하고, 도시하지 않는 가대에 고정된 핀(110)을 긴 구멍(114)에 삽입 관통함으로써, 바닥 덮개(109)를 핀(10)의 둘레로 회동시켜 용기 본체(104)의 저부 개구(115)를 개폐할 수 있게 되어 있는 동시에, 바닥 덮개(109)를 폐쇄한 상태에서는 긴 구멍(114)이 수직 방향으로 되기 때문에, 계량 용기(111)로부터의 하중에 의한 반력이 핀(110)에서 생기는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다. 바닥 덮개(109)를 용기 본체(104)의 저부 개구(115)에 고정하기 위해서는, 볼트로 체결하거나, 클램프 부재로 체결하는 등 공지의 방법으로부터 적절하게 선택할 수 있다.

계량 용기의 배출 기구(421)는, 호스(423)를 통해 공기 압축기(422)에 연통하도록 접속된 기체 분출 기구로서의 에어 분출 노즐(424)이 L자형의 부착 아암(113)에 바닥 덮개(109) 근방에 세워 설치한 노즐 고정부(425)에 고정되어 있어, 바닥 덮개(109)가 개방된 상태로 에어 분출 노즐(424)의 선단으로부터 바닥 덮개(109)의 상면에 공기류를 분출할 수 있도록 되어 있다.

본 실시예에 따른 계량 용기의 배출 기구(421)에 있어서는, 수침 골재의 계량이 종료된 후, 바닥 덮개(109)를 열어 상기 수침 골재를 아래쪽으로 낙하 배출시키지만, 그 후 도 61에 도시한 바와 같이 바닥 덮개(109)가 열린 상태로 공기 압축기(422)를 작동시켜, 에어 분출 노즐(424)의 선단으로부터 바닥 덮개(109)의 상면에 공기류를 분출한다.

이와 같이 하면, 수침 골재의 배출 시에 바닥 덮개(109)의 상면에 세골재가 부착하고 있었다고 해도 그 세골재가 공기류로 불어 날려지기 때문에, 추후 계량을 위해 바닥 덮개(109)를 막더라도 용기 본체(104)와 바닥 덮개(109) 사이에 세골재가 끼이는 일이 없다.

또, 본 실시예에 따른 계량 용기의 배출 기구(421)에 있어서는, 우선 용기 본체(104)의 저부 개구(115)를 바닥 덮개(109)로 막아 계량 용기(111) 내를 수밀 상태로 하고, 이러한 상태로 개폐 밸브(106)를 열어 물 저류 호퍼(102)로부터 계량 용기(111) 내에 물을 투입하는 동시에, 세골재 저류 호퍼(103)에 저류되어 있는 세골재를 수침 상태가 되도록 계량 용기(111) 내에 투입하여, 도 62에 도시한 바와 같이 계량 용기(111) 안을 수침 골재(431)로 채우고, 그 후 수침 골재(431)의 액위를 전극식 변위 센서(412)로 계측하며, 상기 액위로부터 수침 골재(431)의 전체 용량(V_f)을 계측하는 동시에 수침 골재(431)의 전체 질량(M_f)을 로드셀(108)로 계측하지만, 수침 골재의 계량 방법에 대해서는 전술한 바와 같은 여러 가지 계량 방법을 임의로 채용할 수 있기 때문에, 이하에서는 상세한 설명을 생략한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 계량 용기의 배출 기구(421)에 따르면, 바닥 덮개(109)가 열린 상태로 공기 압축기(422)를 작동시켜, 에어 분출 노즐(424)의 선단으로부터 바닥 덮개(109)의 상면에 공기류를 분출함으로써 수침 골재의 배출 시에 바닥 덮개(109)의 상면에 부착되어 있던 세골재를 공기류로 불어 날려버리도록 했기 때문에, 다음 계량을 위해 바닥 덮개(109)를 막을 때 용기 본 체(104)와 바닥 덮개(109) 사이에 세골재가 끼이게 될 우려가 없어진다.

그 때문에, 세골재가 사이에 끼임으로써 생긴 간극으로부터 누수가 생겨 계량에 오차가 생기는 것을 미연에 방지할 수 있는 동시에, 용기 본체(104)나 바닥 덮개(109)에 설치된 시일 부재에 손상을 주는 일도 없다.

본 실시예에서는 본 발명에 따른 계량 용기의 배출 기구를 일례로 해서 계량 장치(401)에 적용했지만, 본 발명에 따른 계량 용기의 배출 기구는, 바닥 덮개가 열린 상태로 기체 분출 기구로부터 바닥 덮개의 상면에 기체류를 분출하도록 구성된 것에 특징이 있으며, 용기 본체의 저부 개구에 바닥 덮개를 개폐 가능하게 부착하여 이루어지는 계량 용기 또는 수용 용기의 중에 수침 골재를 계량 또는 수용할 수 있는 장치이면, 전술한 각 계량 장치는 물론 모든 계량 장치에 적용할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 에어 분출 노즐(424)에 공기 압축기(422)를 연통 접속하여, 그 공기 압축기로부터 공기를 압송하여 에어 분출 노즐(424)의 선단으로부터 공기를 분출시키도록 했지만, 반드시 공기 압축기(422)에 한정되는 것이 아니라, 기체를 압송할 수 있는 것이면 어떠한 구성의 것이라도 좋다. 예컨대, 공기 압축기(422) 대신에 질소를 압축 충전한 봄베를 이용하여도 상관없다.

또한, 본 실시예에서는 골재로서 세골재를 채용했지만, 조골재에도 본 발명을 적용할 수 있음은 물론이다.

(제18 실시예)

다음으로, 본 발명에 따른 바람직한 또 다른 계량 용기의 배출 기구에 대해 설명한다. 여기서, 전술한 계량 용기의 배출 기구(421)나 계량 장치(401)와 실질 적으로 동일한 부품 등에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

도 63은 본 실시예에 따른 계량 용기의 배출 기구(441)를 도시한 도면이다. 이 도면에서 알 수 있듯이, 본 실시예에 따른 계량 용기의 배출 기구(441)는, 용기 본체(104)와 이 용기 본체의 저부 개구(115)에 개폐 가능하게 부착할 수 있는 바닥 덮개(442)로 이루어지는 계량 용기(443)를 이용하는 것을 전제로 하여, 상기 바닥 덮개를 닫은 상태로 계량 용기(443) 안에 골재인 세골재를 수침 골재로서 물과 함께 수용하여, 이 수침 골재의 계량을 하는 동시에, 계량이 끝난 수침 골재를 바닥 덮개(442)를 열어 아래쪽으로 배출하도록 구성되어 있다.

바닥 덮개(442)는, 용기 본체(104)의 저부 개구의 외경과 거의 동등하거나 그것보다 약간 큰 외경을 갖는 원형 평판으로 구성되어 있으며, 이 원형 평판의 주위 가장자리로부터는 돌출 설치 부분(444)이 연장되도록 설치되어 있다.

여기서, 돌출 설치 부분(444)에는 회동축(445)을 세워 설치하고, 이 회동축을 용기 본체(104)의 주위면에 수평 방향으로 돌출하도록 설치한 이단 구성의 힌지 부재(446, 446)의 중공 형상 내부에 삽입한 뒤, 회동축(445)의 상단 부분을 너트(447)로 체결하였으며, 이러한 구성에 의하여, 본 실시예에 따른 계량 용기의 배출 기구(441)는 너트(447)와 상단의 힌지 부재(446)의 맞물림 작용에 의해 바닥 덮개(442)의 자중을 지지하는 동시에, 상기 바닥 덮개를 수직 축선 둘레, 바꿔 말하면 수평면 내에서 회전 이동시켜 바닥 덮개(442)를 개폐시킬 수 있게 되어 있다.

본 실시예에 따른 계량 용기의 배출 기구(441)에서는, 수침 골재의 계량이 종료된 후 바닥 덮개(442)를 열어 그 수침 골재를 아래쪽으로 낙하 배출시키지만, 바닥 덮개(442)를 여는 데에 있어서는 수평 축선 둘레에 바닥 덮개를 회동시키는 것이 아니라, 바닥 덮개(442)를 수평면 내에서 회전 이동시키고, 이어서 계량 용기(443) 내의 수침 골재를 낙하 배출시킨다.

즉, 우선, 바닥 덮개(442)를 용기 본체(104)측에 수평면 내에서 회전 이동시키고, 그 후 상기 바닥 덮개로 용기 본체(104)의 저부 개구(115)를 막아 수밀 상태로 하여, 이러한 상태로 수침 골재의 계량을 행한 후 바닥 덮개(442)를 수평면 내에서 반대 방향으로 회전 이동시키고, 계속해서 계량 용기(443) 내의 수침 골재를 아래쪽으로 낙하시켜 반죽 믹서에 투입한다.

또, 수침 골재의 계량 방법에 대해서는 전술한 바와 같은 여러 가지 계량 방법을 임의로 채용하는 것이 가능하기 때문에, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 계량 용기의 배출 기구(441)에 따르면, 종래의 개폐 형식에서는 바닥 덮개를 열면 그 바닥 덮개가 아래로 늘어뜨려지기 때문에, 그 만큼 반죽 믹서와의 사이에 바닥 덮개의 개폐 공간을 확보할 필요가 있었음에 반하여, 본 실시예에서는 바닥 덮개(442)를 수평면 내에서 회전 이동시키기 때문에, 반죽 믹서와의 사이에 높이 방향의 개폐 공간을 확보할 필요가 없어져, 수평면 내에서만 바닥 덮개의 개폐 공간을 확보하면 충분하다.

그 때문에, 종래에는 필요 불가결하였던 개폐를 위한 높이만큼만 용기 본체(104)의 저부 개구(115)를 반죽 믹서의 투입구의 바로 위쪽까지 내리는 것이 가능해져, 계량이 종료된 수침 골재를 반죽 믹서에 확실하게 투입할 수 있다.

본 실시예에서는 본 발명에 따른 계량 용기의 배출 기구를 일례로 해서 계량 장치(401)에 적용했지만, 본 발명에 따른 계량 용기의 배출 기구는 바닥 덮개를 수평면 내에서 병진 이동 또는 회전 이동시킴으로써 그 바닥 덮개를 개폐하도록 구성된 것에 특징이 있으며, 용기 본체의 저부 개구에 바닥 덮개를 개폐 가능하게 부착하여 이루어지는 계량 용기 또는 수용 용기 안에 수침 골재를 계량 또는 수용할 수 있는 장치이면, 전술한 각 계량 장치는 물론 모든 계량 장치에 적용하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시예에서는 골재로서 세골재를 채용했지만, 조골재에도 본 발명을 적용할 수 있음은 물론이다.

(제19 실시예)

다음에, 본 발명에 따른 바람직한 또 다른 계량 용기의 배출 기구에 대해서 설명한다. 여기서, 전술한 계량 용기의 배출 기구(421)나 계량 장치(401)와 실질적으로 동일한 부품 등에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

도 64는 본 실시예에 따른 계량 용기의 배출 기구(451)를 도시한 도면이다. 이 도면에서 알 수 있듯이, 본 실시예에 따른 계량 용기의 배출 기구(451)는, 용기 본체(104)와 이 용기 본체의 저부 개구(115)에 개폐 가능하게 부착할 수 있는 바닥 덮개(442)로 이루어지는 계량 용기(443)를 이용하는 것을 전제로 하여, 상기 바닥 덮개를 닫은 상태로 계량 용기(443) 안에 골재인 세골재를 수침 골재로 해서 물과 함께 수용하여, 그 수침 골재의 계량을 행하는 동시에, 계량이 끝난 수침 골재를 바닥 덮개(442)를 열어 아래쪽으로 배출하도록 구성되어 있다.

바닥 덮개(442)는, 용기 본체(104)의 저부 개구 외경과 거의 동등하거나 그 것보다 약간 큰 외경을 갖는 원형 평판으로 구성되어 있으며, 이 원형 평판의 주위 가장자리로부터는 돌출 설치 부분(444)을 연장하도록 설치되어 있다.

여기서, 돌출 설치 부분(444)에는 회동축(445)을 세워 설치하여, 그 회동축을 용기 본체(104)4의 주위면에 수평 방향으로 돌출하도록 설치한 이단 구성의 힌지 부재(446, 446)의 중공 형상 내부에 삽입한 뒤, 회동축(445)의 상단 부분을 너트(447)로 체결하였으며, 이러한 구성에 의해, 본 실시예에 따른 계량 용기의 배출 기구(451)는 너트(447)와 상단의 힌지 부재(446)와의 맞물림 작용에 의해서 바닥 덮개(442)의 자중을 지지하는 동시에, 상기 바닥 덮개를 수직 축선 둘레, 바꿔 말하면 수평면 내에서 회전 이동시켜 바닥 덮개(442)를 개폐시킬 수 있게 되어 있다.

또한, 본 실시예에 따른 계량 용기의 배출 기구(451)는, 호스(423)를 통해 공기 압축기(422)에 연통 접속된 기체 분출 기구로서의 에어 분출 노즐(424)을 용기 본체(104)로부터 수평 돌출하도록 설치된 하단의 힌지 부재(446)의 측방에 바닥 덮개(442)의 근방 위치에서 고정하였으며, 바닥 덮개(442)가 열린 상태로 에어 분출 노즐(424)의 선단으로부터 바닥 덮개(442)의 상면에 공기류를 분출할 수 있게 되어 있다.

본 실시예에 따른 계량 용기의 배출 기구(451)에서는, 수침 골재의 계량이 종료된 후 바닥 덮개(442)를 열어 그 수침 골재를 아래쪽으로 낙하 배출시키지만, 바닥 덮개(442)를 여는 데에 있어서는 수평 축선 둘레로 바닥 덮개를 회동시키는 것이 아니라, 바닥 덮개(442)를 수평면 내에서 회전 이동시키고, 이어서 계량 용기(443) 내의 수침 골재를 낙하 배출시킨다.

즉, 우선 바닥 덮개(442)를 용기 본체(104)측에 수평면 내에서 회전 이동시키고, 그 후 상기 바닥 덮개로 용기 본체(104)의 저부 개구(115)를 막아 수밀 상태로 해서, 이러한 상태로 수침 골재를 계량한 후, 바닥 덮개(442)를 수평면 내에서 반대 방향으로 회전 이동시키고, 이어서 계량 용기(443) 내의 수침 골재를 아래쪽으로 낙하시켜 반죽 믹서에 투입한다.

다음에, 도 65에 도시한 바와 같이 바닥 덮개(442)가 열린 상태로 공기 압축기(422)를 작동시켜, 에어 분출 노즐(424)의 선단으로부터 바닥 덮개(442)의 상면에 공기류를 분출한다.

이와 같이 하면, 수침 골재의 배출 시에 바닥 덮개(442)의 상면에 세골재가 부착되어 있었다고 해도 그 세골재가 공기류로 불어 날려지기 때문에, 다음 계량을 위해 바닥 덮개(442)를 막더라도 용기 본체(104)와 바닥 덮개(442) 사이에 세골재가 끼이는 일은 없다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 계량 용기의 배출 기구(451)에 따르면, 종래의 개폐 형식에서는 바닥 덮개를 열면 그 바닥 덮개가 아래로 늘어뜨려지기 때문에, 그 만큼 반죽 믹서와의 사이에 바닥 덮개의 개폐 공간을 확보할 필요가 있었음에 반하여, 본 실시예에서는 바닥 덮개(442)를 수평면 내에서 회전 이동시키도록 했기 때문에, 반죽 믹서와의 사이에 높이 방향의 개폐 공간을 확보할 필요가 없어져, 수평면 내에서만 바닥 덮개의 개폐 공간을 확보하면 충분하다.

그 때문에, 종래에는 필요 불가결하였던 개폐를 위한 높이만큼, 용기 본체(104)의 저부 개구(115)를 반죽 믹서의 투입구의 바로 위쪽까지 내릴 수 있게 되 어, 계량이 종료된 수침 골재를 반죽 믹서에 확실하게 투입할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 계량 용기의 배출 기구(451)에 따르면, 바닥 덮개(442)가 열린 상태로 공기 압축기(422)를 작동시켜, 에어 분출 노즐(424)의 선단으로부터 바닥 덮개(442)의 상면에 공기류를 분출함으로써, 수침 골재의 배출 시에 바닥 덮개(442)의 상면에 부착되어 있던 세골재를 공기류로 불어 날려버리도록 되어 있기 때문에, 다음 계량을 위해 바닥 덮개(442)를 막을 때, 용기 본체(104)와 바닥 덮개(442) 사이에 세골재가 끼이게 될 우려가 없어진다.

그 때문에, 세골재가 사이에 끼임으로써 생긴 간극으로부터 누수가 생겨 계량에 오차가 생기는 것을 미연에 방지할 수 있는 동시에, 용기 본체(104)나 바닥 덮개(442)에 설치된 시일 부재에 손상을 주는 일도 없다.

본 실시예에서는 본 발명에 따른 계량 용기의 배출 기구를 일례로 해서 계량 장치(401)에 적용했지만, 본 발명에 따른 계량 용기의 배출 기구는 바닥 덮개를 수평면 내에서 병진 이동 또는 회전 이동시킴으로써 그 바닥 덮개를 개폐하도록 구성하는 동시에, 바닥 덮개의 근방에 기체 분출 기구를 설치하여, 상기 바닥 덮개가 열린 상태로 기체 분출 기구로부터 바닥 덮개의 상면에 기체류를 분출하도록 구성한 것에 특징이 있으며, 용기 본체의 저부 개구에 바닥 덮개를 개폐 가능하게 부착하여 이루어지는 계량 용기 또는 수용 용기의 안에 수침 골재를 계량 또는 수용할 수 있는 장치이면, 전술한 각 계량 장치는 물론 모든 계량 장치에 적용하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시예에서는 골재로서 세골재를 채용했지만, 조골재에도 본 발명 을 적용할 수 있음은 물론이다.

(제20 실시예)

도 66은 본 실시예에 따른 계량 장치(501)를 도시한 전체도이다. 이 도면에서 알 수 있듯이, 본 실시예에 따른 계량 장치(501)는, 물을 저류하는 물 저류 호퍼(102)와, 골재인 세골재를 저류하는 세골재 저류 호퍼(103)와, 이들 물 저류 호퍼(102) 및 세골재 저류 호퍼(103)로부터 각각 공급된 물 및 세골재를 수침 골재로서 수용하는 3개의 계량 용기(111a, 111b, 111c)와, 이들 계량 용기 내의 수침 골재의 질량을 계측하는 수침 골재 질량 계측 수단로서의 로드셀(108)과, 계량 용기(111a, 111b, 111c) 내의 수위를 계측하는 수위 계측 수단으로서의 전극식 변위 센서(512)와, 수침 골재의 수위를 조정하는 수위 조정 수단으로서의 흡인 장치(517)로 이루어지며, 물 저류 호퍼(102)는 그 바닥 부분에 접속되어 토출구가 계량 용기(111a, 111b, 111c)의 위쪽에 위치 결정된 물 공급관(105)과 이 물 공급관의 소정 위치에 설치된 개폐 밸브(106)와 함께 급수 수단을 구성하고, 세골재 저류 호퍼(103)는 토출구가 계량 용기(111a, 111b, 111c)의 위쪽에 위치 결정된 세골재 공급관(107)과 함께 골재 공급 수단을 구성한다. 또, 도 66에는 편의상 계량 용기(111a)만을 도시하고, 다른 계량 용기(111b, 111c)에 대해서는 계량 용기(111a)와 함께 도 67에 도시하였다.

계량 용기(111a)는, 도 68에 도시한 단면도에서 잘 알 수 있듯이, 용기 본체(104a)와 이 용기 본체의 저부 개구(115a)에 개폐 가능하게 부착할 수 있는 바닥 덮개(109a)로 이루어지며, 이 바닥 덮개를 막아 수밀성을 유지한 상태로 세골재를 수침 골재로서 물과 함께 수용하여 그 수침 골재를 계량하는 동시에, 계량이 끝난 수침 골재를 바닥 덮개(109a)를 열어 아래쪽으로 배출하도록 구성되어 있다. 계량 용기(111b, 111c)도, 계량 용기(111a)와 마찬가지로 용기 본체(104b, 104c)와 이 용기 본체의 저부 개구에 개폐 가능하게 부착할 수 있는 바닥 덮개(109b, 109c)로 이루어지며, 이 바닥 덮개를 닫은 상태로 세골재를 수침 골재로서 물과 함께 수용하여 그 수침 골재를 계량하는 동시에, 계량이 끝난 수침 골재를 바닥 덮개(109b, 109c)를 열어 아래쪽으로 배출하도록 구성되어 있다.

용기 본체(104a, 104b, 104c)는, 아래쪽으로 갈수록 내경이 커지도록 각각 중공 원뿔대 형상으로 형성되어 있으며, 바이브레이터 등의 진동 기구를 사용하지 않더라도 계량이 끝난 수침 골재를 상기 용기 본체 내에서 폐색시키는 일 없이 바닥 덮개(109a, 109b, 109c)를 여는 것만으로 아래쪽으로 자유 낙하시켜, 이것을 별도 계량된 시멘트나 조골재와 함께 도시하지 않는 반죽 믹서에 투입할 수 있게 되어 있다.

바닥 덮개(109a, 109b, 109c)는 용기 본체(104a, 104b, 104c)의 저부 개구 외경과 거의 동등하거나 그것보다 약간 큰 외경을 갖는 원형 평판으로 각각 구성되어 있으며, 이 원형 평판의 주위 가장자리로부터 각각 연장되도록 설치된 L자형의 부착 아암(113a, 113b, 113c)의 선단에 긴 구멍(114a, 114b, 114c)을 형성하고, 도시하지 않는 가대에 고정된 핀(110)을 긴 구멍(114a, 114b, 114c)에 삽입 관통함으로써, 바닥 덮개(109a, 109b, 109c)를 핀(110)의 둘레로 회동시키고 용기 본체(104a, 104b, 104c)의 저부 개구를 개폐할 수 있게 되어 있는 동시에, 바닥 덮 개(109a, 109b, 109c)를 닫은 상태에서는 긴 구멍(114a, 114b, 114c)이 수직 방향으로 되므로, 계량 용기(111a, 111b, 111c)로부터의 하중에 의한 반력이 핀(110)에서 생기는 것을 방지할 수 있게 되어 있다. 바닥 덮개(109a)를 용기 본체(104a)의 저부 개구(115a)에 고정하기 위해서는 볼트로 체결하거나, 클램프 부재로 체결하는 등 공지의 방법으로부터 적절하게 선택하면 된다. 바닥 덮개(109b, 109c)의 경우오 마찬가지이다.

전극식 변위 센서(512)는, 검지용 전극을 승강시켜 그 하단이 계량 용기(111a, 111b, 111c) 내에 수용된 수침 골재의 수면에 닿을 때의 통전 상태의 변화를 감시함으로써 상기 수침 골재의 수위를 계측할 수 있게 되어 있다.

물 저류 호퍼(112), 세골재 저류 호퍼(103) 및 로드셀(108)은 각각 도시하지 않는 가대에 부착되어 있는 동시에, 상기 로드셀 위에 계량 용기(111a, 111b, 111c)의 플랜지형 원환부(116a, 116b, 116c)를 실어 계량 용기(111a, 111b, 111c)를 각각 매달아 둠으로써 상기 각 계량 용기의 질량을 로드셀(108)로 계측할 수 있게 되어 있다. 로드셀(108)은 계량 용기(111a, 111b, 111c)를 안정된 상태로 매달아 계측할 수 있도록, 예컨대 동일 수평면에 120°마다 세 군데 설치하는 것이 바람직하다.

여기서, 계량 용기(111a, 111b, 111c)는 도 67에서 잘 알 수 있듯이 깊이가 동일한 h₁이 되는 기준 수위 이하의 용적이 서로 다르게 구성되어 있다. 구체적으로는, 계량 용기(111a)는 도시하지 않는 반죽 믹서의 사양으로 정해진 정량의 콘크 리트 재료를 개어 섞을 때에 필요하게 되는 수침 골재의 용적(이하, 기준 용적이라고 부름)에 전술한 기준 수위 이하의 용적이 일치하도록 구성되어 있다. 또한, 계량 용기(111b)는 기준 용적의 2/3에 해당하는 용적에 기준 수위 이하의 용적이 일치하도록 구성되어 있다. 마찬가지로, 계량 용기(111c)는 기준 용적의 1/2에 해당하는 용적에 기준 수위 이하의 용적이 일치하도록 구성되어 있다.

또, 이러한 동일 깊이(h₁)가 되는 수위에 대해서는, 전극식 변위 센서(512)를 구동 제어하는 제어 장치(도시하지 않음)에 미리 제어값으로서 입력해 둔다.

흡인 장치(517)는, 계량 용기(111a, 111b, 111c) 내의 물을 고무 호스(518)를 통해 흡인 제거할 수 있게 되어 있는 동시에, 전극식 변위 센서(512)의 제어 장치로부터 보내지는 수침 골재의 계측 수위와 기준 수위와의 차이가 항상 영이 되도록 물을 흡인 제거하도록 구성되어 있다.

본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(501)를 이용하여 수침 골재를 계량함에 있어서는, 반죽 믹서의 정량에 해당하는 콘크리트 재료를 개어 섞기 위해서 필요한 수침 골재[세골재(A)＋물(A)], 반죽 믹서의 정량의 2/3에 해당하는 콘크리트 재료를 개어 섞기 위해서 필요한 수침 골재[세골재(B)＋물(B)] 및 반죽 믹서의 정량의 1/2에 해당하는 콘크리트 재료를 개어 섞기 위한 수침 골재[세골재(C)＋물(C)]의 3 종류의 수침 골재를 계량하는 경우를 예로서 설명한다.

우선, 세골재(A) 및 물(A)를 계량하기 위해서는, 용기 본체(104a)의 저부 개구(115a)를 바닥 덮개(109a)로 막아 계량 용기(111a) 안을 수밀 상태로 하고, 이러 한 상태로 개폐 밸브(106)를 열어 물 저류 호퍼(102)로부터 계량 용기(111a) 내에 물(A)를 투입하는 동시에, 세골재 저류 호퍼(103)에 저류되어 있는 세골재(A)를 수침 상태가 되도록 계량 용기(111a) 내에 투입하여, 도 69에 도시한 바와 같이 계량 용기(111a) 안을 수침 골재(531)로 채운다.

계량 용기(111a)에 세골재(A) 및 물(A)를 투입함에 있어서는, 수침 골재(531)에의 기포 혼입을 억제하도록 물(A)를 선행 투입하고 그 후에 세골재(A)를 투입하는 것이 바람직하다. 또한, 세골재(A)를 세골재 저류 호퍼(103)로부터 계량 용기(111a)에 직접 투입하는 것이 아니라, 예컨대 전자식 진동체를 구비한 진동 피더를 이용하여 세골재 저류 호퍼(103)의 바로 아래로부터 계량 용기(111a)의 상부 개구까지 반송하도록 하면, 세골재의 단립화, 나아가서는 기포 혼입을 방지할 수 있다.

다음으로, 수침 골재(531)의 수위를 전극식 변위 센서(512)로 계측하여, 그 수위를 이용하여 수침 골재(531)의 전체 용량(V_f)을 구한다. 여기서, 전체 용량(V_f)을 구함에 있어서는, 전극식 변위 센서(512)의 제어 장치로부터 보내지는 수침 골재(531)의 계측 수위와 기준 수위와의 차이가 항상 영이 되도록 흡인 장치(517)를 수시 작동시켜, 고무 호스(518)를 통해 과잉분을 흡인 제거한다.

이와 같이 하면, 수침 골재(531)의 전체 용량(V_f)을 구하기 위해 이용하는 수위는 항상 기준 수위로 된다.

한편, 수침 골재(531)의 전체 질량(M_f)을 로드셀(108)로 계측한다. 수침 골 재(531)의 전체 질량(M_f)은 로드셀(108)에 의한 계측값으로부터 수침 골재(31)가 수용되어 있지 않은 빈 계량 용기(111a)의 질량을 빼면 된다.

이하, 진술한 계량 방법으로부터 적당한 계량 방법을 선택하고, 이어서 그 계량 방법을 이용하여 기준 용적에 해당하는 세골재(A) 및 물(A)를 계량한다.

세골재(A) 및 물(A)이 계량되었으면, 이들을 시멘트 등의 다른 콘크리트 재료와 함께 반죽 믹서에 투입하여 정량분의 믹싱을 행한다.

다음으로, 세골재(B) 및 물(B)를 계량하기 위해 계량 용기(111a)를 일단 제거하고, 대신 계량 용기(111b)를 로드셀(108)에 싣는다. 이어서, 세골재(A) 및 물(A)의 계량 방법과 마찬가지로, 기준 용적의 2/3에 해당하는 세골재(B) 및 물(B)의 계량을 행하고, 그 후 이들을 시멘트 등의 다른 콘크리트 재료와 함께 반죽 믹서에 투입하여 정량의 2/3에 해당하는 만큼의 믹싱을 행한다.

다음으로, 세골재(C) 및 물(C)를 계량하기 위해 계량 용기(111b)를 일단 제거하고, 대신 계량 용기(111c)를 로드셀(108)에 싣는다. 이어서, 세골재(A) 및 물(A)의 계량 방법과 마찬가지로, 기준 용적의 1/2에 해당하는 세골재(C) 및 물(C)의 계량을 행하고, 그 후 이들을 시멘트 등의 다른 콘크리트 재료와 함께 반죽 믹서에 투입하여 정량의 1/2에 해당하는 만큼의 믹싱을 행한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(501)에 따르면, 어떤 계량 용기(111a, 111b, 111c)에서 계량하는 경우라도 깊이가 동일한 기준 수위가 계측 수위로 되기 때문에, 수위 계측의 정밀도가 어느 계량 용 기(111a, 111b, 111c)라도 같아진다. 즉, 수위 계측은 깊이가 다르면 그 정밀도도 변동한다. 구체적으로 설명하면, 예컨대 ±1 mm의 오차로 수위를 계측하는 경우, 깊이가 1 m인 경우에는 정밀도가 1/1000이 되지만, 깊이가 50 cm인 경우에는 정밀도가 1/500이 된다.

한편, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(501)에 따르면, 전술한 바와 같이 어느 계량 용기(111a, 111b, 111c)로 계량하더라도 깊이가 동일한 기준 수위가 계측 수위로 되기 때문에, 계측 수위의 정밀도, 나아가서는 상기 계측 수위로부터 구해지는 수침 골재의 전체 용량의 정밀도를 동일하게 할 수 있게 되므로, 필요 골재량이 다른 경우라도 이들의 전체 용적의 정밀도, 나아가서는 골재 계량 정밀도를 일치시키는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(501)에 따르면, 세골재의 표면수를 습윤 상태가 다른 세골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출하는 동시에, 세골재의 질량을 표면 건조 상태일 때의 질량(M_a)으로서 파악하는 것이 가능해진다. 즉, 세골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 세골재를 이용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

본 실시예에서는 세골재의 계량에 본 발명을 적용했지만, 이것 대신에 조골재의 계량에 이용하더라도 좋고, 복수의 골재를 혼합하여 콘크리트 재료로 할 때에는 각 골재의 계량값이 다른 경우가 많지만, 이러한 경우에도 본 발명에 따른 계량 장치를 적용할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 설명의 편의상 동일 깊이가 되는 기준 수위 이하의 계량 용기 내의 용적을 각각 반죽 믹서의 정량, 정량 ×2/3, 정량 ×1/2로 했지만, 이러한 용적에 한정되지 않음은 물론이다.

*또한, 본 실시예에서는 복수의 계량 용기를 3개로 했지만, 이러한 개수에 한정되지 않음도 물론이다.

(제21 실시예)

도 70은 본 실시예에 따른 계량 장치(541)를 도시한 전체도이다. 이 도면에서 알 수 있듯이, 본 실시예에 따른 계량 장치(541)는, 물을 저류하는 물 저류 호퍼(102)와, 골재인 세골재를 저류하는 세골재 저류 호퍼(103)와, 이들 물 저류 호퍼(102) 및 세골재 저류 호퍼(103)로부터 각각 공급된 물 및 세골재를 수침 골재로서 수용하는 3개의 계량 용기(544a, 544b, 544c)와, 이들 계량 용기 내의 수침 골재의 질량을 계측하는 수침 골재 질량 계측 수단로서의 로드셀(108)로 개략적으로 구성되어 있으며, 물 저류 호퍼(102)는 그 바닥 부분에 접속되어 토출구가 계량 용기(544a, 544b, 544c)의 위쪽에 위치 결정된 물 공급관(105)과 이 물 공급관의 소정 위치에 설치된 개폐 밸브(106)와 함께 급수 수단을 구성하고, 세골재 저류 호퍼(103)는 토출구가 계량 용기(544a, 544b, 544c)의 위쪽에 위치 결정된 세골재 공급관(107)과 함께 골재 공급 수단을 구성한다. 또, 도 70에는 편의상 계량 용기(544a)만을 도시하고, 다른 계량 용기(544b, 544c)는 계량 용기(544a)와 함께 도 71에 도시하였다.

계량 용기(544a)는, 도 72에 도시한 단면도에서 잘 알 수 있듯이 용기 본체(552a)와 이 용기 본체의 저부 개구(115a)에 개폐 가능하게 부착할 수 있는 바닥 덮개(109a)로 이루어지며, 상기 바닥 덮개를 막아 수밀성을 유지한 상태로 세골재를 수침 골재로 해서 물과 함께 수용하여 상기 수침 골재를 계량하는 동시에, 계량이 끝난 수침 골재를 바닥 덮개(109a)를 열어 아래쪽으로 배출하도록 구성되어 있다. 계량 용기(544b, 544c)도, 계량 용기(544a)와 마찬가지로 용기 본체(552b, 552c)와 이들 용기 본체의 저부 개구에 개폐 가능하게 부착할 수 있는 바닥 덮개(109b, 109c)로 이루어지며, 상기 바닥 덮개를 닫은 상태로 세골재를 수침 골재로서 물과 함께 수용하여 상기 수침 골재를 계량하는 동시에, 계량이 끝난 수침 골재를 바닥 덮개(109b, 109c)를 열어 아래쪽으로 배출하도록 구성되어 있다.

용기 본체(552a, 552b, 552c)는 용기 본체(104a, 104b, 104c)와 마찬가지로 아래쪽으로 갈수록 내경이 커지도록 각각 중공 원뿔대 형상으로 형성되어 있어, 바이브레이터 등의 진동 기구를 사용하지 않더라도 계량이 끝난 수침 골재를 상기 용기 본체 내에서 폐색시키는 일 없이, 덮개(109a, 109b, 109c)를 여는 것만으로 아래쪽으로 자유 낙하시켜, 이것을 별도 계량된 시멘트나 조골재와 함께 도시하지 않는 반죽 믹서에 투입할 수 있게 되어 있다. 또, 바닥 덮개(109a, 109b, 109c)는 전술한 실시예와 동일하기 때문에 여기서는 그 설명을 생략한다.

물 저류 호퍼(112), 세골재 저류 호퍼(103) 및 로드셀(108)은 각각 도시하지 않는 가대에 부착되어 있는 동시에, 상기 로드셀 위에 계량 용기(544a, 544b, 544c)의 플랜지형 원환부(116a, 116b, 116c)를 실어 계량 용기(544a, 544b, 544c)를 각각 매달아 둠으로써, 상기 각 계량 용기의 질량을 로드셀(108)로 계측할 수 있게 되어 있다. 로드셀(108)은 계량 용기(544a, 544b, 544c)를 안정된 상태로 매달아 계측할 수 있도록, 예컨대 동일 수평면에 120°마다 세 군데 설치하는 것이 바람직하다.

여기서, 용기 본체(552a, 552b, 552c)를 구성하는 각 벽체에는, 도 70 내지 도 72에서 잘 알 수 있듯이 내부에 수용된 수침 골재의 물이 바깥쪽으로 넘쳐 나오도록 직사각형의 오버플로우용 개구(551)가 형성되어 있는 동시에, 오버플로우용 개구(551)의 하부 가장자리 위치를 따라서 홈형의 가이드 부재(557)가 수평 방향으로 돌출하도록 설치되어 있어, 상기 가이드 부재 위를 오버플로우 물이 흘러 그 선단으로부터 흘러내림으로써, 계량 용기(544a, 544b, 544c)의 주위면을 따라 이동하는 일 없이 오버플로우용 개구(551)로부터 원활하게 넘칠 수 있게 되어 있다.

오버플로우용 개구(551)는 그 하부 가장자리를 깊이(h₂)가 동일해지는 기준 수위에 일치시켜 두어, 상기 기준 수위에 계량 용기(544a, 544b, 544c) 내의 수침 골재의 수위를 유지하는 수위 유지 수단으로서 기능한다.

여기서, 계량 용기(544a, 544b, 544c)는 이러한 기준 수위 이하의 용적이 서로 다르게 구성되어 있다. 구체적으로는, 계량 용기(544a)는 도시하지 않는 반죽 믹서의 사양으로 결정된 정량의 콘크리트 재료를 개어 섞을 때에 필요하게 되는 수침 골재의 용적(이하, 기준 용적이라고 부름)에 전술한 기준 수위 이하의 용적이 일치하도록 구성되어 있다. 또한, 계량 용기(544b)는 기준 용적의 2/3에 해당하는 용적에 기준 수위 이하의 용적이 일치하도록 구성되어 있다. 마찬가지로, 계량 용기(544c)는 기준 용적의 1/2에 해당하는 용적에 기준 수위 이하의 용적이 일치하도록 구성되어 있다.

본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(541)를 이용하여 수침 골재를 계량함에 있어서는, 반죽 믹서의 정량에 해당하는 콘크리트 재료를 개어 섞기 위해서 필요한 수침 골재[세골재(A)＋물(A)], 반죽 믹서의 정량의 2/3에 해당하는 콘크리트 재료를 개어 섞기 위해서 필요한 수침 골재[세골재(B)＋물(B)] 및 반죽 믹서의 정량의 1/2에 해당하는 콘크리트 재료를 개어 섞기 위한 수침 골재[세골재(C)＋물(C)]의 세 종류의 수침 골재를 계량하는 경우를 예로서 설명한다.

우선, 세골재(A) 및 물(A)를 계량하기 위해서는, 용기 본체(552a)의 저부 개구(115a)를 바닥 덮개(109a)로 막아 계량 용기(544a) 안을 수밀 상태로 하고, 이러한 상태로 개폐 밸브(106)를 열어 물 저류 호퍼(102)로부터 계량 용기(544a) 내에 물(A)를 투입하는 동시에, 세골재 저류 호퍼(103)에 저류되어 있는 세골재(A)를 수침 상태가 되도록 계량 용기(544a) 내에 투입하여, 도 73에 도시한 바와 같이 계량 용기(544a) 안을 수침 골재(561)로 채운다.

계량 용기(544a)에 세골재(A) 및 물(A)를 투입함에 있어서는, 수침 골재(561)에의 기포 혼입을 억제하도록 물(A)를 선행 투입하고, 그 후에 세골재(A)를 투입하는 것이 바람직하다. 또한, 세골재(A)를 세골재 저류 호퍼(103)로부터 계량 용기(544a)에 직접 투입하는 것이 아니라, 예컨대 전자식 진동체를 구비한 진동 피 더를 이용하여 세골재 저류 호퍼(103)의 바로 아래로부터 계량 용기(544a)의 상부 개구까지 반송하면, 세골재의 단립화, 나아가서는 기포 혼입을 방지할 수 있다.

여기서, 물(A) 및 세골재(A)를 투입하여 계량 용기(544a) 안을 수침 골재(561)로 채움에 있어서는, 도 73에서 잘 알 수 있듯이 세골재가 수면으로부터 나오지, 않도록 또한 물이 오버플로우용 개구(551)로부터 넘쳐 나오도록 한다.

이와 같이 하면, 오버플로우용 개구(551)로부터 물(562)이 넘쳐 나오는 수위 레벨은 기준 수위로 되기 때문에, 전술한 바와 같이 수침 골재(561)를 채우면 수침 골재(561)의 전체 용량(V_f)을 구하는 데에 이용하는 수위는 항상 기준 수위로 된다. 또, 전체 용량(V_f)은 최초의 교정 시에 한번 계측해 둠으로써, 그 후의 계측을 생략할 수 있으므로 기지의 값으로서 취급할 수 있다.

한편, 수침 골재(561)의 전체 질량(M_f)을 로드셀(108)로 계측한다. 수침 골재(561)의 전체 질량(M_f)은 로드셀(108)에 의한 계측값으로부터 수침 골재(561)가 수용되어 있지 않은 빈 계량 용기(44a)의 질량을 빼면 된다.

이하, 진술한 계량 방법으로부터 적당한 계량 방법을 선택하고, 이어서 그 계량 방법을 이용하여 기준 용적에 해당하는 세골재(A) 및 물(A)를 계량한다.

세골재(A) 및 물(A)이 계량되었으면, 이들을 시멘트 등의 다른 콘크리트 재료와 함께 반죽 믹서에 투입하여 정량분의 믹싱을 행한다.

다음에, 세골재(B) 및 물(B)를 계량하기 위해 계량 용기(544a)를 일단 제거하고, 대신에 계량 용기(544b)를 로드셀(108)에 싣는다. 다음에, 세골재(A) 및 물(A)의 계량 방법과 마찬가지로, 기준 용적의 2/3에 해당하는 세골재(B) 및 물(B)을 계량하고, 그 후 이들을 시멘트 등의 다른 콘크리트 재료와 함께 반죽 믹서에 투입하여 정량의 2/3에 해당하는 만큼의 믹싱을 행한다.

다음에, 세골재(C) 및 물(C)를 계량하기 위해 계량 용기(544b)를 일단 제거하고, 대신에 계량 용기(544c)를 로드셀(108)에 싣는다. 다음에, 세골재(A) 및 물(A)의 계량 방법과 마찬가지로, 기준 용적의 1/2에 해당하는 세골재(C) 및 물(C)을 계량을 하고, 그 후 이들을 시멘트 등의 다른 콘크리트 재료와 함께 반죽 믹서에 투입하여 정량의 1/2에 해당하는 만큼의 믹싱을 행한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(541)에 따르면, 어느 계량 용기(544a, 544b, 544c)로 계량하는 경우라도 깊이가 동일한 기준 수위에서 오버플로우용 개구(551)로부터 물이 흘러 넘치기 때문에, 수위의 정밀도가 어느 계량 용기(544a, 544b, 544c)라도 같아진다.

따라서, 수위의 정밀도, 나아가서는 상기 수위로부터 구해지는 수침 골재의 전체 용량의 정밀도를 동일하게 할 수 있게 되므로, 필요 골재량이 다른 경우라도 이들의 전체 용적의 정밀도, 나아가서는 골재 계량 정밀도를 일치시킬 수 있게 된다.

또한, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(541)에 따르면, 세골재의 표면수를, 습윤 상태가 다른 세골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출하는 동시에, 세골재의 질량을 표면 건조 상태일 때의 질 량(M_a)으로서 파악하는 것이 가능해진다. 즉, 세골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 세골재를 이용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

본 실시예에서는 세골재의 계량에 본 발명을 적용했지만, 이것 대신에 조골재의 계량에 이용하더라도 좋고, 복수의 골재를 혼합하여 콘크리트 재료로 할 때에는 각 골재의 계량값이 다른 경우가 많지만, 이러한 경우에도 본 발명에 따른 계량 장치를 적용할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 설명의 편의상 동일 깊이가 되는 기준 수위 이하의 계량 용기 내의 용적을 각각 반죽 믹서의 정량, 정량 ×2/3, 정량 ×1/2로 했지만, 이러한 용적에 한정되는 것이 아님은 물론이다.

또한, 본 실시예에서는 복수의 계량 용기를 3개로 했지만, 이러한 개수에 한정되는 것이 아님도 물론이다.

(제22 실시예)

도 74는 본 실시예에 따른 계량 장치(571)를 도시한 전체도이다. 이 도면에서 알 수 있듯이, 본 실시예에 따른 계량 장치(571)는, 물을 저류하는 물 저류 호퍼(102)와, 계량의 대상이 되는 골재로서의 세골재가 저류되는 골재 계량 용기로서의 세골재 계량 용기(577)와, 이들 물 저류 호퍼(102) 및 세골재 계량 용기(577)로부터 각각 공급된 물 및 세골재를 수침 골재로서 수용하는 3개의 계량 용기(544a, 544b, 544c)와, 세골재 계량 용기(577) 내의 세골재의 질량을 계측하는 골재 질량 계측 수단으로서의 로드셀(578)로 이루어지며, 물 저류 호퍼(112)는 그 바닥 부분에 접속되어 토출구가 계량 용기(544a, 544b, 544c)의 위쪽에 위치 결정된 물 공급관(105)과 이 물 공급관의 소정 위치에 설치된 개폐 밸브(106) 및 급배수량 계측 수단으로서의 유량계(573)와 함께 급수 수단을 구성한다.

또, 세골재 계량 용기(577)는 도시하지 않는 저류병으로부터 세골재를 수시 공급받도록 되어 있는 동시에, 그 바닥 부분에는 토출구가 계량 용기(544a, 544b, 544c)의 위쪽에 위치 결정된 세골재 공급관(107)이 접속되어 있다.

또한, 도 74에는 편의상 계량 용기(544a)만을 도시하고, 다른 계량 용기(544b, 544c)에는 계량 용기(544a)와 함께 도 75에 도시하였다.

여기서, 물 저류 호퍼(102), 계량 용기(544a, 544b, 544c) 및 로드셀(578)은 각각 도시하지 않는 가대에 부착되어 있는 동시에, 상기 로드셀 위에 세골재 계량 용기(577)의 상단 개구 가장자리에 부착된 플랜지형 원환부(572)를 실어 세골재 계량 용기(577)를 매달아 둠으로써, 그 세골재 계량 용기 내에 저류된 세골재의 질량을 로드셀(578)로 계측할 수 있게 되어 있다. 로드셀(578)은 세골재 계량 용기(577)를 안정된 상태로 매달아 계측할 수 있도록, 예컨대 동일 수평면에 120°마다 세 군데 설치하는 것이 바람직하다.

계량 용기(544a)는, 도 76에 도시한 단면도에서 잘 알 수 있듯이, 용기 본체(552a)와 이 용기 본체의 저부 개구(115a)에 개폐 가능하게 부착할 수 있는 바닥 덮개(109a)로 이루어지며, 상기 바닥 덮개를 막아 수밀성을 유지한 상태로 세골재를 수침 골재로서 물과 함께 수용하여 그 수침 골재를 계량하는 동시에, 계량이 끝 난 수침 골재를 바닥 덮개(109a)를 열어 아래쪽으로 배출하도록 구성되어 있다. 계량 용기(544b, 544c)도 계량 용기(544a)와 마찬가지로 용기 본체(552b, 552c)와 이 용기 본체의 저부 개구에 개폐 가능하게 부착할 수 있는 바닥 덮개(109b, 109c)로 이루어지며, 상기 바닥 덮개를 폐쇄한 상태로 세골재를 수침 골재로서 물과 함께 수용하여 상기 수침 골재를 계량하는 동시에, 계량이 끝난 수침 골재를 바닥 덮개(109b, 109c)를 열어 아래쪽으로 배출하도록 구성되어 있다.

용기 본체(552a, 552b, 552c)는 아래쪽으로 갈수록 내경이 커지도록 각각 중공 원뿔대 형상으로 형성되어 있어, 바이브레이터 등의 진동 기구를 사용하지 않더라도 계량이 끝난 수침 골재를 상기 용기 본체 내에서 폐색시키는 일 없이 바닥 덮개(109a, 109b, 109c)를 여는 것만으로 아래쪽으로 자유 낙하시켜, 이것을 별도 계량된 시멘트나 조골재와 함께 도시하지 않는 반죽 믹서에 투입할 수 있게 되어 있다. 또, 바닥 덮개(109a, 109b, 109c)는 전술한 실시예와 동일하기 때문에 여기서는 그 설명을 생략한다.

여기서, 용기 본체(552a, 552b, 552c)를 구성하는 각 벽체에는, 도 74 내지 도 77에서 잘 알 수 있듯이 내부에 수용된 수침 골재의 물이 바깥쪽으로 넘쳐 나오도록 직사각형의 오버플로우용 개구(551)가 형성되어 있는 동시에, 오버플로우용 개구(551)의 하부 가장자리 위치를 따라서 홈형의 가이드 부재(557)가 수평 방향으로 돌출하도록 설치되어 있어, 상기 가이드 부재 위를 오버플로우 물이 흘러 그 선단에서 흘러내림으로써 계량 용기(544a, 544b, 544c)의 주위면을 따라 이동하는 일 없이 오버플로우용 개구(551)로부터 원활하게 넘칠 수 있게 되어 있다.

오버플로우용 개구(551)는 그 하부 가장자리를 깊이(h₃)가 동일해지는 기준 수위에 일치시켜 두어, 그 기준 수위에 계량 용기(544a, 544b, 544c) 내의 수침 골재의 수위를 유지하는 수위 유지 수단으로서 기능한다.

여기서, 계량 용기(544a, 544b, 544c)는 이러한 기준 수위 이하의 용적이 서로 다르게 구성되어 있다. 구체적으로는, 계량 용기(544a)는 도시하지 않는 반죽 믹서의 사양으로 정해진 정량의 콘크리트 재료를 개어 섞을 때에 필요하게 되는 수침 골재의 용적(이하, 기준 용적이라고 부름)에 전술한 기준 수위 이하의 용적이 일치하도록 구성되어 있다. 또한, 계량 용기(544b)는 기준 용적의 2/3에 해당하는 용적에 기준 수위 이하의 용적이 일치하도록 구성되어 있다. 마찬가지로, 계량 용기(544c)는 기준 용적의 1/2에 해당하는 용적에 기준 수위 이하의 용적이 일치하도록 구성되어 있다.

한편, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(571)는, 도 76의 단면도에서 잘 알 수 있듯이, 오버플로우용 개구(551)로부터 넘쳐 나와 가이드 부재(557)의 선단으로부터 흘러내리는 오버플로우 물을 저류하는 저류 용기(574)와, 이 저류 용기에 저류된 오버플로우 물의 질량을 계측하는 질량계(575)를 구비하고, 전술한 유량계(573)에 의해서 계량 용기(544a, 544b, 544c)에의 투입 수량을 계측하는 동시에, 질량계(575)에 의해서 계량 용기(544a, 544b, 544c)로부터의 오버플로우 수량을 계측할 수 있게 되어 있다.

본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(571)를 이용하여 수침 골재를 계 량함에 있어서는, 반죽 믹서의 정량에 해당하는 콘크리트 재료를 개어 섞기 위해서 필요한 수침 골재[세골재(A)＋물(A)], 반죽 믹서의 정량의 2/3에 해당하는 콘크리트 재료를 개어 섞기 위해서 필요한 수침 골재[세골재(B)＋물(B)] 및 반죽 믹서의 정량의 1/2에 해당하는 콘크리트 재료를 개어 섞기 위한 수침 골재[세골재(C)＋물(C)]의 세 종류의 수침 골재를 계량하는 경우를 예로서 설명한다.

세골재(A) 및 물(A)를 계량하기 위해서는, 우선 세골재 계량 용기(577)에 저류된 습윤 상태에서의 세골재의 질량(M_aw)을 로드셀(578)로 계측한다.

세골재 계량 용기(577) 내에 있는 습윤 상태에서의 세골재의 질량(M_aw)은 로드셀(578)에 의한 계측값으로부터 세골재가 수용되어 있지 않은 빈 세골재 계량 용기(577)의 질량을 빼면 된다.

다음에, 용기 본체(552a)의 저부 개구(115a)를 바닥 덮개(109a)로 막아 계량 용기(544a) 내를 수밀 상태로 하고, 이러한 상태로 개폐 밸브(106)를 열어 물 저류 호퍼(102)로부터 계량 용기(544a) 내에 물(A)를 투입하는 동시에, 세골재 계량 용기(577)에 저류되어 있는 세골재(A)를 수침 상태가 되도록 계량 용기(544a) 내에 투입하여 도 77에 도시한 바와 같이 계량 용기(544a) 내를 수침 골재(581)로 채우는 동시에, 물 저류 호퍼(102)로부터 투입된 물의 급수량(M_I)을 누적값으로서 유량계(573)로 계측하는 한편, 오버플로우용 개구(551)로부터 넘쳐 나온 물을 저류 용기(574)에 일단 저장한 뒤, 그 오버플로우량(M_o)을 누적값으로서 질량계(575)로 계측한다.

계량 용기(544a)에 세골재(A) 및 물(A)를 투입함에 있어서는, 수침 골재(581)에의 기포 혼입을 억제하도록 물(A)를 선행 투입하고, 그 후에 세골재(A)를 투입하는 것이 바람직하다. 또한, 세골재(A)를 세골재 계량 용기(577)로부터 계량 용기(544a)에 직접 투입하는 것이 아니라, 예컨대 전자식 진동체를 구비한 진동 피더를 이용하여 세골재 계량 용기(577)의 바로 아래로부터 계량 용기(544a)의 상부 개구까지 반송하도록 하면, 세골재의 단립화, 나아가서는 기포 혼입을 방지할 수 있다.

여기서, 물(A) 및 세골재(A)를 투입하여 계량 용기(544a) 내를 수침 골재(581)로 채움에 있어서는, 도 77에서 잘 알 수 있듯이 세골재가 수면으로부터 나오지 않도록, 또한 물이 오버플로우용 개구(551)로부터 넘쳐 나오도록 한다.

이와 같이 하면, 오버플로우용 개구(551)로부터 물(582)이 흘러 넘치는 수위 레벨은 기준 수위가 되기 때문에, 전술한 바와 같이 수침 골재(581)를 채우면 수침 골재(581)의 전체 용량(V_f)을 구하는 데에 이용하는 수위는 항상 기준 수위가 된다. 또, 전체 용량(V_f)은 최초의 교정 시에 한번 계측해 둠으로써 그 후의 계측을 생략할 수 있으므로 기지의 값으로서 취급할 수 있다.

이하, 이미 진술한 계량 방법으로부터 적당한 계량 방법을 선택하고, 이어서 그 계량 방법을 이용하여 기준 용적에 해당하는 세골재(A) 및 물(A)를 계량한다.

세골재(A) 및 물(A)이 계량되었으면, 이들을 시멘트 등의 다른 콘크리트 재료와 함께 반죽 믹서에 투입하여 정량분의 믹싱을 행한다.

다음에, 세골재(B) 및 물(B)을 계량하기 위해, 계량 용기(544a)를 일단 제거하고, 대신에 계량 용기(544b)를 가대에 설치한다. 다음에, 세골재(A) 및 물(A)의 계량 방법과 마찬가지로 기준 용적의 2/3에 해당하는 세골재(B) 및 물(B)의 계량을 하고, 그 후 이들을 시멘트 등의 다른 콘크리트 재료와 함께 반죽 믹서에 투입하여 정량의 2/3에 해당하는 만큼의 믹싱을 행한다.

다음에, 세골재(C) 및 물(C)를 계량하기 위해, 계량 용기(544b)를 일단 제거하고, 대신에 계량 용기(544c)를 가대에 설치한다. 다음에, 세골재(A) 및 물(A)의 계량 방법과 마찬가지로, 기준 용적의 1/2에 해당하는 세골재(C) 및 물(C)의 계량을 하고, 그 후 이들을 시멘트 등의 다른 콘크리트 재료와 함께 반죽 믹서에 투입하여 정량의 1/2에 해당하는 만큼의 믹싱을 행한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(571)에 따르면, 어느 계량 용기(544a, 544b, 544c)로 계량하는 경우라도 깊이가 동일한 기준 수위에서 오버플로우용 개구(551)로부터 물이 흘러 넘치기 때문에, 수위의 정밀도가 어느 계량 용기(544a, 544b, 544c)라도 같아진다.

따라서, 수위의 정밀도, 나아가서는 상기 수위로부터 구해지는 수침 골재의 전체 용량의 정밀도를 동일하게 할 수 있게 되므로, 필요 골재량이 다른 경우라도 이들의 전체 용적의 정밀도, 나아가서는 골재 계량 정밀도를 일치하게 하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시예에 따른 콘크리트 재료 계량 장치(571)에 따르면, 세골재의 표면수를 습윤 상태가 다른 세골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출하는 동시에, 세골재의 질량을 표면 건조 상태일 때의 질량(M_a)으로서 파악하는 것이 가능해진다. 즉, 세골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되게 되기 때문에, 습윤 상태가 다른 세골재를 사용하더라도 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

본 실시예에서는 세골재의 계량에 본 발명을 적용했지만, 이것 대신에 조골재의 계량에 이용하더라도 좋으며, 복수의 골재를 혼합하여 콘크리트 재료로 할 때에는 각 골재의 계량값이 다른 경우가 많지만, 이러한 경우에도 본 발명에 따른 계량 장치를 적용할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 설명의 편의상 동일 깊이가 되는 기준 수위 이하의 계량 용기 내의 용적을 각각 반죽 믹서의 정량, 정량 ×2/3, 정량 ×1/2로 했지만, 이러한 용적에 한정되는 것이 아님은 물론이다.

또한, 본 실시예에서는 복수의 계량 용기를 3개로 했지만, 이러한 개수에 한정되는 것이 아님도 물론이다.

또한, 본 실시예에서는 계량 용기(544a, 544b, 544c) 내에 투입된 물의 양(M_I)을 누적값으로서 유량계(573)로 계측했지만, 이것 대신에 예컨대 계량 용기(544a, 544b, 544c)에 물을 흘러 넘치도록 선행 투입하도록 하면, 전술한 바와 같이 오버플로우용 개구로부터 물이 넘쳐 나오는 수위 레벨은 기준 수위와 미리 결정되어 있기 때문에, 투입된 물의 급수량(M_I)은 계량하지 않더라도 기지의 값이 된 다. 따라서, 이러한 구성에서는 유량계(573)를 비롯하여 물 저류 호퍼(102), 물 공급관(105) 및 개폐 밸브(106)로 이루어지는 급수 수단이 불필요해진다.

또, 이 경우에는 그 후의 골재 투입에 의해서 물이 흘러 넘치는 일은 있어도 수위가 내려가는 일은 없기 때문에 급수량(M_I)의 누적값은 계량 내내 일정해진다.

골재의 표면수는 습윤 상태가 다른 골재마다의 편차가 고려된 상태로 물의 질량(M_w)의 일부로서 간접적으로 산출되는 동시에, 골재의 질량은 표면 건조 상태일 때의 질량(M_a)으로서 파악된다. 즉, 골재나 물의 질량이 시방 배합과 동등한 조건으로 파악되기 때문에, 습윤 상태가 다른 골재를 사용하더라도 표면수 비율을 계측하지 않고 시방 배합대로의 수량으로 콘크리트를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 콘크리트를 구성하는 재료에는, 실제로는 세골재도 조골재도 필요하고, 세골재나 조골재에 있어서도 밀도가 서로 다른 것이나 입도가 서로 다른 것을 복수 사용하는 경우가 상정된다. 특히, 입도가 서로 다른 복수의 골재를 적당한 비율로 혼합함으로써 원하는 입도를 갖는 골재를 새로이 만들어 내는 것이 콘크리트의 배합상 중요해지는 경우가 많다.

본 발명에 따른 콘크리트 재료 계량 방법은, 이와 같이 밀도 및 입도의 적어도 한쪽이 서로 다른 복수의 골재를 계량하는 경우에 매우 유효한 계량 방법이 된다.

Claims (4)

1. 용기 본체의 저부 개구에 소정의 바닥 덮개를 개폐 가능하게 부착하여 이루어지는 계량 용기 속에 상기 바닥 덮개를 닫은 상태로 골재를 수침 골재로서 물과 함께 수용하여 상기 수침 골재의 계량을 행하는 동시에, 계량이 끝난 수침 골재를 상기 바닥 덮개를 열어 아래쪽으로 배출하도록 구성된 계량 용기의 배출 기구로서, 상기 바닥 덮개의 근방에 기체 분출 기구를 설치하여, 상기 바닥 덮개가 열린 상태에서 상기 기체 분출 기구로부터 상기 바닥 덮개의 상면에 기체류를 분출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 계량 용기의 배출 기구.
2. 용기 본체의 저부 개구에 소정의 바닥 덮개를 개폐 가능하게 부착하여 이루어지는 계량 용기 속에 상기 바닥 덮개를 닫은 상태로 골재를 수침 골재로서 물과 함께 수용하여 상기 수침 골재의 계량을 행하는 동시에, 계량이 끝난 수침 골재를 상기 바닥 덮개를 열어 아래쪽으로 배출하도록 구성된 계량 용기의 배출 기구로서, 상기 바닥 덮개를 수평면 내에서 병진 이동 또는 회전 이동시킴으로써 상기 바닥 덮개를 개폐하도록 구성되는 동시에, 상기 바닥 덮개의 근방에 기체 분출 기구를 설치하여, 상기 바닥 덮개가 열린 상태로 상기 기체 분출 기구로부터 상기 바닥 덮개의 상면에 기체류를 분출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 계량 용기의 배출 기구.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기체 분출 기구는 공기 압축기에 연통하도록 접속된 에어 분출 노즐로 구성된 계량 용기의 배출 기구.
4. 용기 본체의 저부 개구에 소정의 바닥 덮개를 개폐 가능하게 부착하여 이루어지는 계량 용기 속에 상기 바닥 덮개를 닫은 상태로 골재를 수침 골재로서 물과 함께 수용하여 상기 수침 골재의 계량을 하는 동시에, 계량이 끝난 수침 골재를 상기 바닥 덮개를 열어 아래쪽으로 배출하도록 구성된 계량 용기의 배출 기구로서, 상기 바닥 덮개를 수평면 내에서 병진 이동 또는 회전 이동시킴으로써 상기 바닥 덮개를 개폐하도록 구성된 것을 특징으로 하는 계량 용기의 배출 기구.

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