JP2019010739A

JP2019010739A - 生コンクリートの混練状態監視装置

Info

Publication number: JP2019010739A
Application number: JP2017126901A
Authority: JP
Inventors: 隆福本; Takashi Fukumoto
Original assignee: Kitagawa Iron Works Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Corp
Priority date: 2017-06-29
Filing date: 2017-06-29
Publication date: 2019-01-24

Abstract

【課題】ミキサーにかかる最大負荷や、練り上がり時までの混練時間を考慮して、生コンクリートの材料を投入するタイミングを制御することにより、生コンクリートの混練状態を最適化できる監視装置を提供する。【解決手段】生コンクリートの混練中に、ミキサー１４の負荷曲線を表示する表示手段１１と、混練中におけるミキサー１４の負荷曲線と、生コンクリートの各材料をミキサー１４に投入したタイミングとからなるデータが、混練条件毎に記憶された記憶手段１２とを備え、表示手段１１は、記憶手段１２に記憶されたデータから、所定の混練条件におけるミキサー１４の負荷曲線に加えて、生コンクリートの各材料をミキサー１４に投入したタイミングを同時に表示する。【選択図】図２

Description

本発明は、生コンクリートの混練中に、生コンクリートの混練状態を監視する生コンクリートの混練状態監視装置に関する。

生コンクリートの製造工程において、生コンクリートの混練状態を評価する基準の一つに、練り上がり時のスランプ値がある。

従来、混練中の生コンクリートのスランプ値は、オペレータが目視によりチェックしていたが、スランプ値の予測が、オペレータの経験に依存するため、生コンクリートの混練状態を精度よく監視することが難しかった。

そこで、混練中におけるミキサーの負荷が、スランプ値に対応することを利用して、混練中のミキサーの負荷を検知して、スランプ値を予測することが行われている。例えば、混練中にミキサーにかかる負荷の時間変化（以下、負荷曲線という）と、このときの練り上がり時のスランプ値とを、混練条件毎に予め求めておき、実際の混練中の負荷曲線を、予め求めておいた負荷曲線（基準波形）と比較することにより、スランプ値を予測することが行われている。

しかしながら、配合種類や混練量が同一の混練条件で混練を行った場合でも、例えば、骨材の表面に含まれる水分（表面水率）や骨材の粒形等にバラツキが生じると、スランプ値が変動することがある。

特許文献１には、水分計で骨材の表面水率を測定し、測定した表面水率から、水、セメント、骨材の少なくとも１種の投入量を制御することによって、スランプ値を目標値に調整する方法が開示されている。

特開平８−４７９２０号公報

特許文献１には、骨材の表面水率を考慮して、生コンクリートの各材料の投入量を制御することにより、スランプ値を目標値に調整するものであり、生コンクリートの各材料を投入するタイミングについては、全く考慮されていない。また、従来、生コンクリートの混練中に、ミキサーにかかる最大負荷や、練り上がり時までの混練時間を考慮して、生コンクリートの各材料を投入するタイミングを制御することは困難であった。

本発明は、このような課題に鑑みなされたもので、その主な目的は、ミキサーにかかる最大負荷や、練り上がり時までの混練時間を考慮して、生コンクリートの材料を投入するタイミングを制御することにより、生コンクリートの混練状態を最適化できる監視装置を提供することにある。

本発明に係る生コンクリートの混練状態監視装置は、生コンクリートの混練中に、ミキサーにかかる負荷の時間変化を示す負荷曲線を表示する表示手段と、予め測定された、生コンクリートの混練中におけるミキサーの負荷曲線と、生コンクリートの各材料をミキサーに投入したタイミングとからなるデータが、混練条件毎に記憶された記憶手段とを備え、表示手段は、記憶手段に記憶されたデータから、所定の混練条件におけるミキサーの負荷曲線に加えて、生コンクリートの各材料をミキサーに投入したタイミングを同時に表示することを特徴とする。

本発明によれば、ミキサーにかかる最大負荷や、練り上がり時までの混練時間を考慮して、生コンクリートの材料を投入するタイミングを制御することにより、生コンクリートの混練工程を最適化できる監視装置を提供することができる。

本発明の一実施形態における生コンクリートの混練状態監視装置の構成を示したブロック図である。表示手段に、所定の混練条件で混練を行った生コンクリートの混練状態の一例を表示した図で、（ａ）は、ミキサーの負荷曲線を表示した図、（ｂ）は、生コンクリートの各材料における投入タイミングを表示した図、（ｃ）は、生コンクリートの各材料における投入量を表示した図である。表示手段に、生コンクリートの各材料の投入タイミングを変更したときの混練状態の一例を表示した図で、（ａ）は、ミキサーの負荷曲線を表示した図、（ｂ）は、生コンクリートの各材料における投入タイミングを表示した図である。表示手段に、ミキサーの負荷曲線と、生コンクリートの各材料における投入タイミングを重ねて表示した図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。

図１は、本発明の一実施形態における生コンクリートの混練状態監視装置の構成を示したブロック図である。

図１に示すように、本実施形態における生コンクリートの混練状態監視装置１０は、生コンクリートの混練中に、生コンクリートの混練状態を監視する装置であって、表示手段１１と記憶手段１２とを備えている。ここで、表示手段１１には、生コンクリートの混練中に、ミキサー１４にかかる負荷の時間変化を示す負荷曲線が表示される。また、記憶手段１２には、予め測定された、生コンクリートの混練中におけるミキサー１４の負荷曲線と、生コンクリートの各材料をミキサー１４に投入したタイミング及び投入量とからなるデータが、混練条件毎に記憶されている。

生コンクリートの混練は、練り上がり時の目標スランプ値に対して設定された混練条件（配合種類や混練量等）を制御装置１５で制御しながら、ミキサー１４で行われる。

また、ミキサー１４にかかる負荷は、ミキサー１４を回転駆動させるモータの負荷電力をセンサーで検出することにより求められる。検出された負荷電力の信号は、生コンクリートの混練状態監視装置１０内にある制御部１３に入力される。また、生コンクリートの各材料をミキサー１４に投入するタイミング及び投入量は、制御装置１５で制御される。そして、混練が終わると、各材料の投入タイミングや投入量のデータは、生コンクリートの混練状態監視装置１０内にある制御部１３に入力される。そして、制御部１３に入力されたデータ（ミキサー１４の負荷曲線、生コンクリートの各材料を投入したタイミング及び投入量）が、記憶手段１２に記憶される。

図２は、表示手段１１に、所定の混練条件で混練を行った生コンクリートの混練状態の一例を表示した図である。ここで、図２（ａ）は、記憶手段１２に記憶されたデータから、所定の混練条件で混練された生コンクリートにおけるミキサー１４の負荷曲線Ａを表示したものである。

また、図２（ｂ）は、生コンクリートの各材料をミキサー１４に投入したタイミングを表示したものである。ここでは、材料（砂利、砂、セメント、水）毎に、投入開始から投入終了までの時間を、図２（ａ）に示した負荷曲線Ａの混練時間に合わせて、棒グラフで表示している。

また、図２（ｃ）は、生コンクリートの各材料をミキサー１４に投入した投入量を表示したものである。ここでは、材料（砂利、砂、セメント、水）毎に、投入量の設定値と計量値とを、表で表示している。

通常、生コンクリートの混練中において、ミキサー１４にかかる負荷は、図２（ａ）に示した負荷曲線Ａのように、混練開始後、生コンクリート材料の投入により一旦上昇し、生コンクリート材料が練り混ぜられて、ある程度の流動性を有するようになるに従い低下していく。そして、生コンクリートが練り上がると、ほぼ一定の値に収束して安定する。生コンクリートは、このように、ミキサー１４の負荷がほぼ一定の値に安定した時点で、練り上がったと判断される。

しかしながら、ミキサー１４にかかる負荷曲線は、配合種類や混練量等が同一の混練条件で混練を行った場合でも、生コンクリートの各材料がミキサー１４に投入されるタイミングを変えると変動する。

図３は、表示手段１１に、図２（ａ）に示したのと同一の混練条件で、生コンクリートの各材料の投入タイミングを変更した場合の、生コンクリートの混練中における混練状態の一例を表示した図である。

ここで、図３（ａ）は、図２に示したのと同一の混練条件で、生コンクリートの各材料の投入タイミングだけ変更した場合の、生コンクリートの混練中におけるミキサー１４の負荷曲線Ｂを示した図である。なお、表示手段１１には、図２（ａ）に示した混練曲線Ａも同時に表示している。

また、図３（ｂ）は、生コンクリートの各材料をミキサー１４に投入したタイミングを示した図である。ここでは、図２（ｂ）に示した投入タイミングに対して、砂利の投入タイミングを、１回から２回に分けて行うように変更し、他の材料の投入タイミングは変更していない。なお、生コンクリートの各材料における投入量は変わらないので、図２（ｃ）に示した投入量の表示は省略している。

図３（ｂ）に示すように、砂利の投入タイミングを変更することによって、変更後の負荷曲線Ｂは、変更前の負荷曲線Ａに比べて、ミキサー１４の最大負荷が減少している。加えて、変更後の負荷曲線Ｂにおいて、ミキサー１４の負荷が一定の値に収束するまでの時間ｔ_２が、変更前の負荷曲線Ａにおいて、ミキサー１４の負荷が一定の値に収束するまでの時間ｔ_１に比べて、短くなっている。すなわち、生コンクリートの練り上がり時までの混練時間が短くなっている。

このように、表示手段１１に、所定の混練条件におけるミキサー１４の負荷曲線Ｂに加えて、生コンクリートの各材料をミキサー１４に投入したタイミングを同時に表示することによって、各材料の投入タイミングと負荷曲線との関係を、容易に把握することができる。

図３（ｂ）には、砂利の投入タイミングだけを変更した例を示したが、複数の材料の投入タイミングを変更した場合、従来は、負荷曲線がどのように変動するか予測するのが難しかったが、各材料の投入タイミングと負荷曲線とを、表示手段１１に同時に表示することによって、両者の関係を、目視により容易に把握することが可能になる。

また、図３（ａ）に示すように、表示手段１１に、所定の混練条件におけるミキサー１４の負荷曲線Ａに加えて、同一の混練条件において、生コンクリートの材料を投入するタイミングを変えて混練したときのミキサー１４の負荷曲線Ｂを重ねて表示することによって、ミキサー１４にかかる最大負荷や、ミキサー１４の負荷が一定の値に収束するまでの時間（生コンクリートの練り上がり時までの混練時間）の差が、目視により容易に把握することができる。これにより、ミキサー１４にかかる最大負荷を低減したり、練り上がり時までの混練時間を短縮するための最適な投入タイミングを、容易に把握することができる。

また、図４に示すように、表示手段１１に、生コンクリートの混練中におけるミキサー１４の負荷曲線Ａに、生コンクリートの各材料をミキサー１４に投入したタイミングＣを重ねて表示することによって、どの材料の投入タイミングが、負荷曲線Ａに影響を与えているかを、目視により容易に把握することができる。

本実施形態によれば、表示手段１１に、所定の混練条件におけるミキサー１４の負荷曲線Ａに加えて、生コンクリートの各材料をミキサー１４に投入したタイミングを同時に表示することによって、各材料の投入タイミングと負荷曲線との関係を、目視により容易に把握することができる。

また、表示手段１１に、所定の混練条件におけるミキサー１４の負荷曲線Ａに加えて、同一の混練条件において、生コンクリートの材料のうち、少なくとも一つの材料を投入するタイミングを変えて、各材料をミキサー１４に投入したときの負極曲線を重ねて表示することによって、ミキサー１４にかかる最大負荷を低減したり、練り上がり時までの混練時間を短縮するための最適な投入タイミングを、目視により容易に把握することができる。

このように、本実施形態によれば、ミキサー１４にかかる最大負荷や、練り上がり時までの混練時間を考慮して、生コンクリートの材料を投入するタイミングを制御することによって、生コンクリートの混練工程を最適化できる監視装置を提供することができる。

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん、種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態では、表示手段１１に、混練中におけるミキサー１４の負荷曲線に加えて、生コンクリートの各材料の投入タイミングを同時に表示したが、各材料の投入速度も調整可能であれば、投入タイミングの代わりに、投入速度を同時に表示してもよい。各材料の投入量が同じでも、各材料の投入速度が変われば、負荷曲線も変わるため、各材料の投入速度を制御することにより、ミキサー１４にかかる最大負荷や、練り上がり時までの混練時間の最適化を図ることができる。勿論、投入タイミングと投入速度の両方を同時に表示してもよい。

また、上記実施形態では、生コンクリートの混練中におけるミキサー１４にかかる負荷として、ミキサー１４を回転駆動させるモータの負荷電力を検出したが、これに限定されず、例えば、ミキサー１４を油圧モータで回転駆動される場合は、油圧ポンプの油圧を検出してもよい。

また、上記実施形態では、記憶手段１２に記憶されたデータから、ミキサー１４の負荷曲線を表示手段１１に表示させたが、生コンクリートの混練中に、逐次検出される負荷曲線を表示させても、勿論、構わない。

また、上記実施形態では、生コンクリートの混練状態監視装置１０を、図１に示したように、表示手段１１と記憶手段１２とが空間的に一体となった装置として説明したが、記憶手段１２に記憶されたデータが、表示手段１１に表示されるよう制御されたものであれば、その形態は特に限定されない。

１０生コンクリートの混練状態監視装置
１１表示手段
１２記憶手段
１３制御部
１４ミキサー
１５制御装置

Claims

生コンクリートの混練状態を監視する監視装置であって、
生コンクリートの混練中に、ミキサーにかかる負荷の時間変化を示す負荷曲線を表示する表示手段と、
予め測定された、生コンクリートの混練中におけるミキサーの負荷曲線と、生コンクリートの各材料をミキサーに投入したタイミングとからなるデータが、混練条件毎に記憶された記憶手段と
を備え、
前記表示手段は、前記記憶手段に記憶されたデータから、所定の混練条件におけるミキサーの負荷曲線に加えて、生コンクリートの各材料をミキサーに投入したタイミングを同時に表示する、生コンクリートの混練状態監視装置。
前記表示手段には、前記所定の混練条件におけるミキサーの負荷曲線に加えて、前記記憶手段から、前記混練条件と同一の混練条件において、生コンクリートの材料のうち、少なくとも一つの材料を投入するタイミングを変えて混練したときのデータを抽出し、該データにおけるミキサーの負荷曲線を重ねて表示する、請求項１に記載の生コンクリートの混練状態監視装置。
前記表示手段は、前記所定の混練条件におけるミキサーの負荷曲線に、生コンクリートの各材料をミキサーに投入したタイミングを重ねて表示する、請求項１に記載の生コンクリートの混練状態監視装置。
前記記憶手段に記憶されたデータには、生コンクリートの各材料をミキサーに投入したタイミングに加えて、生コンクリートの各材料をミキサーに投入した投入量がさらに含まれており、
前記表示手段には、生コンクリートの各材料をミキサーに投入した投入量が同時に表示される、請求項１に記載の生コンクリートの混練状態監視装置。