JPH0716829A - 生コンクリートの品質制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 生コンクリートを混錬する際に、ミキサ１の
軸トルク値を検出する軸トルク演算器３０から出力され
る軸トルク信号３１が安定した状態になると、安定状態
判定器３２から演算開始信号３３が出力され、補充混和
剤量演算器４６が軸トルク値信号３１と混和剤補充量デ
ータ記憶器４４にメモリされた混和剤補充量データ４５
とに基づき生コンクリートに補充すべき二次混和剤量を
求める。補充混和剤供給制御器４８は補充混和剤量演算
器４６からの混和剤補充信号４７に基づき流量調整弁２
２を作動させて生コンクリートに二次混和剤４３を供給
し、生コンクリートのワーカビリティを適切な状態にす
る。 【効果】 生コンクリートに所定のワーカビリティを具
備させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は生コンクリートの品質制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、建設工事等に使用される生コンク
リートは、バッチャプラント等の生コンクリート製造設
備において、セメント、水、砂並びに砂利（骨材）等の
生コンクリート構成材料を混錬することにより製造され
ている。

【０００３】生コンクリートのワーカビリティ（流れ易
さ、打込み易さ）は、スランプ値、スランプフロー値、
ロートタイム値等により表わすことができるが、上記の
生コンクリート構成材料を所定の配合で混錬しても、骨
材の表面水量並びに粒度分布に起因してワーカビリティ
を表わす各値が設計値とは異なることがあり、これは、
生コンクリート構成材料の計量管理が行き届いた生コン
クリート製造設備においても発生する。

【０００４】このため従来は、生コンクリート製造設備
を操作する作業者が生コンクリートの混錬時に供給する
水の量を経験に基づいて適宜調整することにより、生コ
ンクリートに所定のワーカビリティを具備させるように
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
研究開発が行われている締固め不要コンクリートのよう
な流動性に優れた高級コンクリートでは、水の量が適切
でないと生コンクリートの流動が損われてしまう。

【０００６】一方、水分計等の手段によって砂利の表面
水量を検知するようにしても測定誤差があり、生コンク
リートのワーカビリティを常時適切な値にすることは難
しい。

【０００７】

【調査結果に基づく知見】上記の課題を解決するために
発明者らは鋭意調査を行った結果、下記のような知見を
得るに至った。

【０００８】（１）図６に示すように、水とセメントと
砂とをミキサにより混錬して生成したモルタルに対し、
更に砂利と水と混和剤とを投入して生コンクリートを製
造する際に、ミキサの回転速度を中速にし、生コンクリ
ートの練り上がり時におけるミキサの軸トルク（ミキサ
がモータ駆動の場合は電流値／回転数あるいは電力値／
回転数、ミキサが油圧駆動の場合は油圧力／回転数）の
経時変化を計測すると、軸トルクは混錬開始後一旦増大
し、生コンクリートが練り上がり状態に近付くのにつれ
減少して生コンクリートが練り上がると略安定した状態
となる傾向を呈し、このときの軸トルクが低いほど、生
コンクリートの水分率が高くなる傾向がある。

【０００９】（２）また、図４に示すように、生コンク
リートのワーカビリティを表わすスランプフロー値と生
コンクリートの練り上がり時におけるミキサの軸トルク
との関係は、軸トルクが高くなるほどスランプフロー値
が低くなる傾向を呈し、一方、図５に示すように、生コ
ンクリートのワーカビリティを表わすロートタイム値と
生コンクリートの練り上がり時におけるミキサの軸トル
クとの関係は、軸トルクが高くなるほどロートタイム値
も高くなる傾向を呈する。

【００１０】（３）そこで、予め水分率を実測により把
握したモルタルと表面水量を実測により把握した砂利と
を用いて、所定量のモルタルと砂利と所定量よりやや少
なめの混和剤（一次混和剤）に対し種々の量の水を混錬
するモデル混錬を行い、該モデル混錬により生成される
生コンクリートの練り上がり時におけるミキサの軸トル
クと生コンクリートのスランプフロー値あるいはロート
タイム値との関係を求めておけば、生コンクリートの練
り上がり時の軸トルクから練り上がった生コンクリート
のワーカビリティを把握することができる。

【００１１】（４）更に、上記の各モデル混錬により生
成される生コンクリートに所定のワーカビリティを具備
させるのに必要な混和剤の補充量を求めておけば、図２
に示すように、各モデル混錬における生コンクリートの
練り上がり時の軸トルクとこの練り上がった生コンクリ
ートに対して補充すべき混和剤（二次混和剤）の量を把
握することができる。

【００１２】（５）このように、練り上がった生コンク
リートに対し補充すべき二次混和剤の補充量が把握でき
れば、所定量のモルタルと表面水量が未知の砂利と砂利
の表面水量の変動に対応し得るように所定量よりも少な
めの一次混和剤とを混錬することにより生成される生コ
ンクリートの練り上がり時の軸トルクを計測することに
より、所定のワーカビリティを具備させるために、更に
生コンクリートに補充すべき混和剤（二次混和剤）の量
を算出することができる。

【００１３】

【発明の目的】本発明は生コンクリートに所定のワーカ
ビリティを具備させることができるようにすることを目
的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の生コンクリートの品質制御装置において
は、水分率を実測した所定量のモルタルと表面水量を実
測した所定量の砂利と所定量よりやや少なめの一次混和
剤並びに水とをミキサにより混錬して生成される生コン
クリートの練り上がり時のミキサの軸トルクと生コンク
リートに補充すべき二次混和剤量との関係を混和剤補充
量データとしてメモリした混和剤補充量データ記憶器
と、ミキサへの混和剤の供給系路に設けた流量調整弁
と、該流量調整弁を通過する混和剤の流量を検出する流
量計と、生コンクリートの混錬を行うミキサの軸トルク
を求める軸トルク演算器と、該軸トルク演算器より出力
される軸トルク値信号が安定した状態となったか否かを
判定するか、あるいは前記の軸トルク信号が出力されは
じめてから所定時間が経過したか否かを判定する安定状
態判定器と、該安定状態判定器より演算開始信号が出力
された際に前記の混和剤補充量データと軸トルク値信号
とに基づき生コンクリートに補充すべき二次混和剤の量
を求めて混和剤補充信号を出力する補充混和剤量演算器
と、補充混和剤量演算器より混和剤補充信号が出力され
た際に該混和剤補充信号と前記の流量計より出力される
流量検出信号とに基づき前記の流量調整弁に対し流量調
整信号を出力して流量調整弁の開度を調整する補充混和
剤供給制御器とを備えている。

【００１５】

【作用】本発明の生コンクリートの品質制御装置では、
軸トルク演算器から出力される軸トルク信号が安定した
状態になったことを安定状態判定器により判定させ、補
充混和剤量演算器により混和剤補充量データ記憶器にメ
モリされた混和剤補充量データと前記の軸トルク信号と
に基づき生コンクリートに補充すべき二次混和剤量を求
めさせ、補充混和剤供給制御器によって流量調整弁を作
動させることにより二次混和剤を生コンクリートに供給
させるので、生コンクリートのワーカビリティが適切な
状態になる。

【００１６】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。

【００１７】図１は本発明の生コンクリートの品質制御
装置の一実施例を適用した生コンクリート製造設備の一
例を示すもので、１はミキサであり、該ミキサ１はモー
タ２により駆動され、生コンクリートの混錬を行うよう
になっている。

【００１８】３は砂利貯蔵ホッパ、４は砂利計量ホッパ
であり、該砂利計量ホッパ４は砂利貯蔵ホッパ３から投
入される砂利５の計量を行い、計量した砂利５を前記の
ミキサ１へ供給するようになっている。

【００１９】６は砂貯蔵ホッパ、７は砂計量ホッパであ
り、該砂計量ホッパ７は貯蔵ホッパ６から投入される砂
８の計量を行い、計量した砂８を前記のミキサ１へ供給
するようになっている。

【００２０】９はセメント貯蔵ホッパ、１０はセメント
計量ホッパであり、該セメント計量ホッパ１０はセメン
ト貯蔵ホッパ９から投入されるセメント１１の計量を行
い、計量したセメント１１を前記のミキサ１へ供給する
ようになっている。

【００２１】１２は水貯蔵タンク、１３は水計量ホッパ
であり、該水計量ホッパ１３は水貯蔵タンク１２より開
閉弁１４を介して流入する水１５の計量を行い、計量し
た水１５を前記のミキサ１へ供給するようになってい
る。

【００２２】２０は混和剤貯蔵タンクであり、該混和剤
貯蔵タンク２０に貯蔵される混和剤２１は流量調整弁２
２を介して一次混和剤４２あるいは二次混和剤４３とし
て前記のミキサ１へ供給されるようになっており、ミキ
サ１へ供給される混和剤２１の流量は流量計２３によっ
て計測されるようになっている。

【００２３】２４はインバータ装置であり、該インバー
タ装置２４は前記のモータ２へ駆動電流２５を供給する
ようになっている。

【００２４】２６は回転数検出器であり、該回転数検出
器２６はミキサ１の回転数を検出して回転数検出信号２
７を出力するようになっている。

【００２５】２８は電力計であり、該電力計２８は前記
インバータ装置２４からモータ２へ供給される電力を計
測して電力値計測信号２９を出力するようになってい
る。

【００２６】３０は軸トルク演算器であり、該軸トルク
演算器３０は、前記の回転数検出信号２７と電力値計測
信号２９とに基づきミキサ１の軸トルクを求めて軸トル
ク信号３１を出力するようになっている。

【００２７】３２は安定状態判定器であり、該安定状態
判定器３２は、前記の軸トルク演算器３０より出力され
る軸トルク信号３１の信号値が一定時間以上安定した状
態になったか否かを判定し、軸トルク信号３１が安定し
た状態となった際に演算開始信号３３を出力するように
なっている。

【００２８】４４は混和剤補充量データ記憶器であり、
該混和剤補充量データ記憶器４４には、生コンクリート
が練り上がった際のミキサ１の軸トルクと生コンクリー
トに補充すべき二次混和剤４３の補充量の関係（図２参
照）が混和剤補充量データ４５としてメモリされてい
る。

【００２９】４６は補充混和剤量演算器であり、該補充
混和剤量演算器４６は、前記の安定状態判定器３２より
演算開始信号３３が出力された際に、混和剤補充量デー
タ記憶器４４にメモリされた混和剤補充量データ４５を
読み込み該混和剤補充量データ４５と前記の軸トルク演
算器３０より出力される軸トルク信号３１とに基づき補
充すべき二次混和剤４３の量を求め、混和剤補充信号４
７を出力するようになっている。

【００３０】４８は補充混和剤供給制御器であり、該補
充混和剤供給制御器４８は前記の補充混和剤量演算器４
６より混和剤補充信号４７が出力された際に、前記の流
量調整弁２２に対して流量調整弁２２が開くような流量
調整信号４９を出力し、前記の流量計２３より出力され
る流量検出信号５０と混和剤補充信号４７とに基づいて
該混和剤補充信号４７に相当する流量が計測された後、
流量調整弁２２に対して流量調整弁２２が閉じるような
流量調整信号４９を出力するようになっている。

【００３１】５１はワーカビリティデータ記憶器であ
り、該ワーカビリティデータ記憶器５１には、生コンク
リートが練り上がった際のミキサ１の軸トルクと生コン
クリートのスランプフロー値との関係（図４参照）並び
に生コンクリートが練り上がった際のミキサ１の軸トル
クと生コンクリートのロートタイム値との関係（図５参
照）が、ワーカビリティデータ５２としてメモリされて
いる。

【００３２】５３はワーカビリティ演算器であり、該ワ
ーカビリティ演算器５３は、ワーカビリティデータ記憶
器５１にメモリされたワーカビリティデータ５２と前記
の軸トルク演算器３０より出力される軸トルク信号３１
とに基づきミキサ１により混錬される生コンクリートの
スランプフロー値並びにロートタイム値を求め、ワーカ
ビリティ計測信号５４を出力するようになっている。

【００３３】５５はワーカビリティ表示装置であり、該
ワーカビリティ表示装置５５は、ワーカビリティ演算器
５３より出力されるワーカビリティ計測信号５４に基づ
いてミキサ１により混錬されている生コンクリートのス
ランプフロー値並びにロートタイム値を表示するように
なっている。

【００３４】以下、本実施例の作動を説明する。

【００３５】図１に示す生コンクリートの製造設備にお
いて、生コンクリートの製造を行う際には、セメント貯
蔵ホッパ９に貯蔵されているセメント１１をセメント計
量ホッパ１０により所定量計量し、砂貯蔵ホッパ６に貯
蔵されている砂８を砂計量ホッパ７により所定量計量す
る。

【００３６】また、水貯蔵タンク１２に貯蔵されている
水１５を水計量ホッパ１３により所定量計量し、水１５
とセメント１１と砂８とをミキサ１に投入したうえ、イ
ンバータ装置２４によりモータ２を作動させ、ミキサ１
を高速回転させてモルタルの混錬を行う。

【００３７】ミキサ１によりモルタルが練り上がったな
らば、砂利貯蔵ホッパ３に貯蔵されている砂利５を砂利
計量ホッパ４により所定量計量し、水貯蔵タンク１２に
貯蔵されている水１５を水計量ホッパ１３により所定量
計量し、水１５と砂利５とをミキサ１に投入するととも
に、混和剤貯蔵タンク２０に貯蔵されている混和剤２１
を流量計２３により流量を計測しながら、この混和剤２
１を一次混和剤４２としてその積算流量がモルタルに対
する所定量よりもやや少なくなるようにミキサ１へ供給
したうえ、インバータ装置２４によりモータ２を作動さ
せ、ミキサ１を中速回転させる。

【００３８】モータ２を作動させると、ミキサ１の回転
数が回転数検出器２６により検出され該回転数検出器２
６から回転数検出信号２７が出力されるとともに、イン
バータ装置２４よりモータ２へ供給される電力が電力計
２８により計測され、該電力計２８から電力値計測信号
２９が出力される。

【００３９】軸トルク演算器３０は前記の回転数検出信
号２７と電力値計測信号２９とに基づいてミキサ１の軸
トルクを求め、軸トルク信号３１を出力する。

【００４０】このとき、ミキサ１の軸トルクの経時変化
は、図３に示すように、生コンクリート混錬開始後一旦
増大し、モルタルが練り上がり状態に近付くのにつれ減
少してモルタルが練り上がると略安定した状態となる傾
向を呈する。

【００４１】このようにして、モルタルに対し水１５と
砂利５と一次混和剤４２とを混錬することにより生成さ
れる生コンクリートが練り上がり状態となり、前記の軸
トルク信号３１の信号値が一定時間以上安定した状態に
なると、安定状態判定器３２から演算開始信号３３が出
力される。

【００４２】演算開始信号３３が出力されると、補充混
和剤量演算器４６は、混和剤補充量データ記憶器４４に
メモリされた混和剤補充量データ４５（図２参照）と前
記の軸トルク信号３１とに基づいて、現在、ミキサ１に
より混錬されている生コンクリートに対して補充すべき
二次混和剤４３の量を求めて混和剤補充信号４７を出力
する。

【００４３】混和剤補充信号４７が出力されると、補充
混和剤供給制御器４８は、流量調整信号４９を流量調整
弁２２に対し出力して該流量調整弁２２を開かせ、混和
剤貯蔵タンク２０に貯蔵されている混和剤２１を流量計
２３を介し二次混和剤４３として前記のミキサ１へ供給
する。

【００４４】このとき、流量計２３は該流量計２３を通
過する二次混和剤４３の流量を計測して流量検出信号５
０を出力する。

【００４５】更に、補充混和剤供給制御器４８は、流量
検出信号５０と混和剤補充信号４７とに基づいて該混和
剤補充信号４７に相当する流量が計測された後、流量調
整信号４９を流量調整弁２２に対し出力して該流量調整
弁２２を閉じさせる。

【００４６】このようにして生コンクリートに更に二次
混和剤４３が混錬されると、生コンクリートのワーカビ
リティが所定の値に調整される。

【００４７】このように、本実施例においては、所定量
のモルタル並びに水１５と表面水量が未知の所定量の砂
利５と所定量以下の一次混和剤４２とをミキサ１により
混錬することにより生成される生コンクリートの練り上
がり時におけるミキサ１の軸トルクを把握したうえ、所
定のワーカビリティを具備させるための二次混和剤４３
を更に生コンクリートに補充するので、砂利５の表面水
率に左右されることなく生コンクリートに所定のワーカ
ビリティを具備させることができる。

【００４８】また、ミキサ１が運転されているとき、ワ
ーカビリティ演算器５３は、ワーカビリティデータ記憶
器５１にメモリされたワーカビリティデータ５２と前記
の軸トルク信号３１とに基づきミキサ１により混錬され
る生コンクリートのスランプフロー値並びにロートタイ
ム値を求め、ワーカビリティ計測信号５４を出力する。

【００４９】更に、ワーカビリティ表示装置５５には前
記のワーカビリティ計測信号５４に基づいてミキサ１に
より混錬されている生コンクリートのスランプフロー値
並びにロートタイム値が表示される。

【００５０】なお、本発明の生コンクリートの品質制御
装置は、上述した実施例のみに限定されるものではな
く、安定状態判定器を軸トルク信号が出力されはじめて
から所定時間が経過したか否かを判定させるような構造
として時間経過により軸トルクが安定したか否かをミキ
サの軸トルクを把握する値として電力値に変えて電流値
あるいは油圧力をパラメータとして用いるようにするこ
と、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において
種々変更を加え得ることは勿論である。

【００５１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の生コンクリ
ートの品質制御装置によれば、ミキサの軸トルクと混和
剤補充量データとに基づき生コンクリートの補充すべき
二次混和剤量を求め、生コンクリートに対し自動的に二
次混和剤を供給するので、生コンクリートのワーカビリ
ティを適切な値にすることができるとともに、生コンク
リートの製造工程における省力化を図ることができる、
という優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の生コンクリートの品質制御装置の一実
施例を適用した生コンクリート製造設備の一例を示す概
念図である。

【図２】生コンクリート練り上がり時のミキサの軸トル
クと生コンクリートに補充すべき二次混和剤量との関係
を示すグラフである。

【図３】図１に示す生コンクリートの製造設備により生
コンクリートを製造する際のミキサの軸トルクの経時変
化の一例を示すグラフである。

【図４】生コンクリートが練り上がった際のミキサの軸
トルクと生コンクリートのスランプフロー値との関係を
示すグラフである。

【図５】生コンクリートが練り上がった際のミキサの軸
トルクと生コンクリートのロートタイム値との関係を示
すグラフである。

【図６】生コンクリート混錬時におけるミキサの軸トル
クの経時変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１ ミキサ ５ 砂利 １５ 水 ２２ 流量調整弁 ２３ 流量計 ３０ 軸トルク演算器 ３１ 軸トルク信号 ３２ 安定状態判定器 ３３ 演算開始信号 ４２ 一次混和剤 ４３ 二次混和剤 ４４ 混和剤補充量データ記憶器 ４５ 混和剤補充量データ ４６ 補充混和剤量演算器 ４７ 混和剤補充信号 ４８ 補充混和剤供給制御装置 ４９ 流量調整信号 ５０ 流量検出信号

フロントページの続き (72)発明者 田村 真 神奈川県横浜市金沢区昭和町3174番地 石 川島建機株式会社本社内 (72)発明者 増田 浩明 神奈川県横浜市金沢区昭和町3174番地 石 川島建機株式会社本社内 (72)発明者 藤沢 淳彦 神奈川県横浜市金沢区昭和町3174番地 石 川島建機株式会社本社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水分率を実測した所定量のモルタルと表
   面水量を実測した所定量の砂利と所定量よりやや少なめ
   の一次混和剤並びに水とをミキサにより混錬して生成さ
   れる生コンクリートの練り上がり時のミキサの軸トルク
   と生コンクリートに補充すべき二次混和剤量との関係を
   混和剤補充量データとしてメモリした混和剤補充量デー
   タ記憶器と、ミキサへの混和剤の供給系路に設けた流量
   調整弁と、該流量調整弁を通過する混和剤の流量を検出
   する流量計と、生コンクリートの混錬を行うミキサの軸
   トルクを求める軸トルク演算器と、該軸トルク演算器よ
   り出力される軸トルク値信号が安定した状態となったか
   否かを判定するか、あるいは前記の軸トルク信号が出力
   されはじめてから所定時間が経過したか否かを判定する
   安定状態判定器と、該安定状態判定器より演算開始信号
   が出力された際に前記の混和剤補充量データと軸トルク
   値信号とに基づき生コンクリートに補充すべき二次混和
   剤の量を求めて混和剤補充信号を出力する補充混和剤量
   演算器と、補充混和剤量演算器より混和剤補充信号が出
   力された際に該混和剤補充信号と前記の流量計より出力
   される流量検出信号とに基づき前記の流量調整弁に対し
   流量調整信号を出力して流量調整弁の開度を調整する補
   充混和剤供給制御器とを備えてなることを特徴とする生
   コンクリートの品質制御装置。