JP3199421B2 - コンクリートの製造方法 - Google Patents

コンクリートの製造方法

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    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28CPREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C5/00Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
    • B28C5/46Arrangements for applying super- or sub-atmospheric pressure during mixing; Arrangements for cooling or heating during mixing, e.g. by introducing vapour
    • B28C5/468Cooling, e.g. using ice

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マスコンクリートや暑
中コンクリートに発生する温度ひび割れを低減すること
が出来るコンクリートの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、マスコンクリートや暑中コンクリ
ートにおいて発生する温度ひび割れを低減するには、コ
ンクリートの混練に際して、氷(所謂フレークアイス)
や液体窒素を用いてコンクリートや骨材を冷却する方法
が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、氷を用いる方
法は、大規模な製氷プラントが混練装置と別途に必要で
あり乍ら、氷点迄しか温度が下がらない氷をコンクリー
トのW/C(水セメント比)を増加させないようにコン
クリート中に混合しなければならないので、その冷却能
力はごく限定されている。また、液体窒素を用いる方法
では通常、練り上がり後のコンクリートが充填されたミ
キサ車内全体に噴射する形でこれを用いるために冷却に
非常な時間がかかると共に、液体窒素が−196度と極
めて低温であり乍らその冷熱を十分有効に活用させるこ
とが出来ず、即ちこの方法における冷却効率は30〜4
0%と非常に効率が悪い。そこで、砂や砂利等の骨材を
混練前に予め液体窒素を用いた冷却設備で冷却しておく
ように生コンプラントを改造する方法が提案されたこと
もある。しかし、こういった骨材冷却設備は液体窒素専
用の大規模且つ複雑な装置が必要とされるので、スペー
スや経済性に制約がある既存の生コンプラント内にこう
した骨材冷却設備を付設する案は、採用され難い。本発
明は、上記事情に鑑み、生コンプラントの大幅な改良を
必要とせずに、軽微な設備で効率良くコンクリートを冷
却することが出来る、コンクリートの製造方法を提供す
ることを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、貯槽
(15)内に圧力付加された形で貯留される液化ガスか
らなる冷媒(13)を混練装置(2)の圧力開放域(5
A)中に放出して断熱膨張させることにより粉体化冷媒
(13’)を生成し、前記粉体化冷媒(13’)と骨材
(19)とを混練装置(2)の混練領域(5B)中で空
練りして、粉体化冷媒(13’)を吸熱昇華させること
により骨材(19)の温度を低下させて空練り状態の冷
却骨材(19’)を生成すると共に、吸熱昇華すること
により気化した粉体化冷媒(13’)を混練装置の混練
領域(5B)から排出し、前記混練装置(2)の混練領
域(5B)において、前記空練り状態の冷却骨材(1
9’)にセメント(20)と水(25)を投入して再び
混練することによりコンクリート(26)を製造するよ
うにして、構成される。なお、( )内の番号等は、図
面における対応する要素を示す、便宜的なものであり、
従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるもので
はない。以下の
【作用】の欄についても同様である。
【0005】
【作用】上記した構成により、本発明は、空練り状態の
冷却骨材(19’)がセメント(20)と水(25)を
冷却するように作用する。
【0006】
【実施例】図1は本発明によるコンクリートの製造方法
に使用する混練プラントの一例を示す図、図2は本発明
によるコンクリートの製造方法の一例を示す流れ図であ
る。
【0007】コンクリートを混練するための混練プラン
ト1は、図1に示すように、強制2軸練りミキサによる
ミキサ本体2を有しており、ミキサ本体2は脚部21を
介してコンクリートプラントのフレーム3等に固定支持
されている。ミキサ本体2の内部にはコンクリートを貯
留し得る形で双洞状に形成された混練空間5が設けられ
ており、ミキサ本体2の上端部にはコンクリートを構成
する材料を投入するための投入口22が、例えば混練空
間5が図中上側に向かって開口し得る形で開閉自在に設
けられている。混練空間5には、図中左右一対に示すミ
キシングロータ6、6が、該混練空間5の双洞状に形成
された左右の洞部5B、5Bにそれぞれ配置される形で
設けられており、各ミキシングロータ6には、2ヶの混
練翼61が、回転軸62を中心として図中紙面に沿って
回転駆動自在な形でそれぞれ設けられている。各ミキシ
ングロータ6を回転駆動するための駆動源(図示せず)
はミキサ本体2の外側に固定されており、また、ミキサ
本体2の下部には練り上がりコンクリートを吐出するた
めの吐出口(図示せず)が、開閉自在に設けられてい
る。また、ミキサ本体2の上部には、図中左右一対に示
す形の点検窓7、7が、混練空間5が開口する形で設け
られており、点検窓7には例えば板状に形成された窓部
材が蝶番等を介して開閉自在な形で装着されており、該
窓部材を開くことにより混練空間5内の様子を目視確認
し得るようになっている。
【0008】ところで、ミキサ本体2の上部には、混練
空間5に冷媒を投下するための冷媒供給口9が、例えば
図中投入口22の中央部に示すように設けられており、
冷媒供給口9には冷媒供給機構11の送給管16がシー
ル(図示せず)等を介して気密な形で挿通されている。
冷媒供給機構11には内部に液化炭酸(LCO2)13
が所定の圧力Pをもって、即ち該液化炭酸13が所定の
温度、例えば−20度Cをもって液状に保持されるよう
に貯留されたタンク15が、前記コンクリートプラント
のフレーム3等の適宜箇所に固定される形で設けられて
おり、タンク15には、該タンク15に貯留された液化
炭酸13を給送し得る形で前記送給管16が接続されて
いる。送給管16の先端部分にはノズル12が、バルブ
17を介して前記タンク15に貯留された液化炭酸13
を吐出し得る形で装着されており、ノズル12は混練空
間5の上部5Aに配置されている。
【0009】混練プラント1は以上のような構成を有し
ているので、該混練プラント1を用いてコンクリートを
製造する際には、図2に示す流れ図に沿って、1バッチ
ずつコンクリート材料を練り上げる形で、コンクリート
を製造する。即ち、まず第1に、図2中ST1におい
て、コンクリートプラントのホッパ等を介して軽量され
た砂、砂利等の骨材19を投入口22から混練空間5に
投入しておいて、ST2により、骨材19を冷却するた
めの冷媒を混練空間5に投下する。即ち、ST2におい
て、冷媒供給機構11のバルブ17を所定の量だけ開放
すると、バルブ17の開放量に対応する分だけ液化炭酸
13がタンク15から圧力開放される形で送給管16に
送り出されてくる。そして、タンク15から圧力開放さ
れる形で送り出されてきた液化炭酸13は送給管16内
を圧送されて、ノズル12の先端部分から図中下側に向
かって噴出する形で、混練空間5の上部5Aに放出され
る。すると、タンク15内において所定の圧力Pを付加
されることにより約−20度Cで液状に保持されていた
液化炭酸13は、こうして混練空間5に放出されること
により断熱膨張して固化し、即ち約−80度Cの温度状
態を呈するドライアイス13’になる。そしてドライア
イス13’は、図中下側に向かう形のノズル12先端か
ら噴出する形で混練空間5の上部5Aに放出されると、
その噴出勢と該ドライアイス13’の自重により速やか
に落下する形で、混練空間5の左右の洞部5B、5Bに
ある骨材19上に投下される。こうして混練空間5に骨
材19とその冷媒であるドライアイス13’を投下した
ところで、ST3により、該骨材19とドライアイス1
3’を、ミキシングロータ6を介して空練りする。する
と、実施例においてはミキサ本体2が強制2軸練りミキ
サであるところから、該空練り時には、ミキサ本体2は
フレーム3等に固定された侭、混練空間5の左右の洞部
5B、5Bにおいて混練翼61のみが回転軸62を中心
として図中紙面と平行方向に回転して、骨材19とドラ
イアイス13’を空練りする。すると、ST3における
空練り工程中に、−80度Cを呈しているドライアイス
13’が吸熱昇華することにより、骨材19の温度を大
幅に低下させる。即ち、ドライアイス13’は固体状を
呈していることから、混練空間5中に浮遊することなく
ミキシングロータ6を介して回転中の骨材19中に満遍
なく混ざり、該骨材19を効率良く冷却して、十分なる
低温状態を付与することが出来る。なお、ドライアイス
13’の投下量は単にバルブ17の開閉状態を適宜調整
するだけで、当該投下量を任意に設定することが出来る
ので、骨材19を最も経済的な温度状態まで冷却して混
練を行うようにすることが簡単に出来る。即ちドライア
イス13’は吸熱昇華することにより炭酸ガスとなるた
めに練り上がり後のフレッシュコンクリート26中には
残留しないので、コンクリートのW/C(水セメント
比)に拘らず任意の量だけ混練空間5に投下することが
出来る。当該ドライアイス13’の投下量は、予め仕様
等に規定された練り上がりコンクリート温度とセメント
温度と骨材粒径等に基づいて、骨材19が所定の温度状
態(例えば−10度Cとか、また例えば0度C以下等の
所定の温度状態)になるように任意に調整され得る。
【0010】こうして、ST1からST3により骨材1
9の温度を所定の値まで低下させると、該骨材19は砂
や砂利等の粒径大なるものにより構成されて、セメント
20や混和材23等の粉体に比して大きな蓄熱容量を有
していることから、混練空間5内において、大きな冷却
熱を保有している冷却骨材19’が生成配置される。そ
こで次に、図2中ST4に入り、コンクリートプラント
を介して予め配合計量されたセメント20及び混和材2
3と水25とを投入口22から混練空間5に投入する。
なお、ST4におけるセメント20及び混和材23と水
25の投入工程時には、ST3におけるミキシングロー
タ6の回転駆動動作は依然として継続した侭でこれが行
われる。こうして、コンクリートを構成する1バッチ分
の材料の全てを混練空間5に投下したところで、次に図
2中ST5に入り、これらの材料の本練りを行う。即
ち、いま混練空間5の左右の同部5B、5Bにおいては
ミキシングロータ6の回転駆動動作が継続したまま、ド
ライアイス13’を介して十分冷却された空練り済の冷
却骨材19’中に、ST4によりセメント20及び混和
材23と水25が投下されたので、そこで、これらの材
料に所定の性状が得られるまでミキシングロータ6の回
転駆動を継続することにより、フレッシュコンクリート
26を練り上げる。すると、ST4により投下されたセ
メント20は投下前にセメントサイロ等に貯留されてい
たために外気温乃至場合によっては40度〜50度Cの
温度状態を呈しており、また、水25は略外気温に近
く、従って前記仕様等により規定された練り上がりコン
クリート温度に対して相対的に高い温度状態を呈してい
る。そこで、ST5により本練りを行うと、前述したよ
うに大きな冷却熱を保有している冷却骨材19’が、こ
れらの相対的に高い温度状態下にあり粉体又は流体であ
るセメント20及び混和材23と水25を短時間のうち
に効率的に冷却して、これらの材料が均一に練り混ぜら
れることによりフレッシュコンクリート26が生成され
る。こうしてフレッシュコンクリート26に所定の性状
が得られるまで本練りを行って後、次に、ST6により
本練り済のフレッシュコンクリート26を吐出する。す
ると、ミキサ本体2の吐出口からは、十分冷却された良
質なフレッシュコンクリート26が吐出されて、これに
より1バッチ分のフレッシュコンクリート26の製造工
程が完了する。
【0011】従って、ST2において混練空間5に投下
された液化炭酸13(ドライアイス13’)の冷却潜熱
により蓄熱容量の大きな骨材19から冷却骨材19’を
得て、該冷却骨材19’によりセメント20及び混和材
23と水25とを冷却することにより、該液化炭酸13
の冷熱がミキサ本体2外等へ熱放出されて無駄になるこ
となく、その70〜80%(実験値)がフレッシュコン
クリート26を冷却するために有効に利用される。従っ
て、こうして混練吐出された低温状態のフレッシュコン
クリート26によりマスコンクリートや暑中コンクリー
トを成型すると、温度ひび割れの可能性が非常に低減さ
れた堅固な構造体が出来る。なお、ドライアイス13’
は昇華することにより炭酸ガスとなるが、当該炭酸ガス
は、前記ST3における骨材19の空練り工程中乃至そ
の後に投入口22又はその他の排気口を介してミキサ本
体2外へ排出すれば、炭酸ガスがフレッシュコンクリー
ト26に混入して、ST5における本練り工程の際の障
害となったり、コンクリート硬化後にその中性化を助長
させる要因となるような危険性を回避することが出来
る。この際、ドライアイス13’は十分短時間のうちに
昇華してその全てが炭酸ガスになるので、ミキシングロ
ータ6を回転駆動させつつ排気するだけでごく容易にこ
れを混練空間5から排出することが出来る。また、冷媒
供給機構11はミキサ本体2の冷媒供給口9を介して送
給管16を抜去することにより、該ミキサ本体2から自
在に取り外すことが出来るので、混練プラント1は、上
述したように冷却コンクリートを混練するためだけでは
なく、普通コンクリートやその他のコンクリート等を混
練するのに用いることも当然可能である。また、送給管
16及びノズル12に劣化乃至破損等が生じた場合に
は、ミキサ本体2を交換することなく、該送給管16及
びノズル12のみを交換して、再び混練プラント1を冷
却コンクリートの混練に用いることが出来るので、装置
の維持管理が容易であり、即ち簡便な装置を用いて経済
的なコンクリート混練が行われ得る。さらに、上述した
実施例においては骨材19を冷却するための冷媒として
液化炭酸13を用いた例を述べたが、冷媒供給機構11
により混練空間5に投下される冷媒はこれに限定される
ものではなく、他の液化ガスであっても良い。また、こ
ういった液化ガスからなる冷媒を骨材19と空練りする
ために混練空間5に投下する時期は、上述したように骨
材19を混練空間5に投下して後でなくとも構わず、例
えば骨材19を混練空間5に投下する前に、又は骨材1
9を投下すると同時に、又は骨材19がミキシングロー
タ6を介して回転中に等、何れにおいて冷媒が投下され
ても何等差し支えない
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
タンク15等の貯槽内に圧力付加された形で貯留される
液化炭酸13等の液化ガスからなる冷媒をミキサ本体2
等の混練装置の混練空間上部5A等の圧力開放域中に放
出して断熱膨張させることによりドライアイス13’等
の粉体化冷媒を生成し、前記粉体化冷媒と骨材19とを
混練装置の混練装置洞部5B等の混練領域中で空練りし
て、粉体化冷媒を吸熱昇華させることにより骨材19の
温度を低下させて空練り状態の冷却骨材19’を生成す
ると共に、吸熱昇華することにより気化した粉体化冷媒
を混練装置の混練領域から排出し、前記混練装置の混練
領域において、前記空練り状態の冷却骨材19’にセメ
ント20と水25を投入して再び混練することによりフ
レッシュコンクリート26等のコンクリートを製造する
ようにして構成したので、空練り状態の冷却骨材19’
がセメント20と水25を冷却することが出来る。この
際、骨材19はセメント20や水25等に比してその粒
径が大きいことから蓄熱容量が大きく、従って、冷媒に
より冷却された空練り済の冷却骨材19’は大きな冷却
熱を保有しているので、当該冷却骨材19’中に粉体又
は流体であるセメント20と水25を投入すると、該セ
メント20と水25とは短時間のうちに効率的に冷却さ
れ得る。そしてこうして十分に冷却されたコンクリート
を用いて暑中コンクリートやマスコンクリートを打設す
ると、温度ひび割れが発生する危険性の少ない、堅固な
構造体が構築され得る。そして、骨材19と空練りする
粉体化冷媒は液化ガスを断熱膨張させたものであること
により、当該粉体化冷媒は混練中に昇華して、即ちその
冷熱のみが利用されてガス体は最終的にコンクリート中
から排出されてしまう。従って、冷媒は氷等を用いてコ
ンクリート冷却する場合には勘案しなければならないコ
ンクリートW/C(水セメント比)に影響を及ぼすこと
が全くないので、任意の量だけ、即ち最も経済効率が良
くなるようにこれを用いることが自在に出来る。また、
本発明は、既存の適当なるミキサを利用して、該ミキサ
内に冷媒を骨材19と共に投入するようにするだけで、
大規模な設備や複雑な装置を必要とすることなく経済的
に冷却コンクリートを製造することが出来るので、生コ
ンプラントが既存である場合にもこれに大幅な改良を施
す必要がない。従って、生コンプラントを、冷却コンク
リート製造用とその他例えば普通コンクリート製造用等
の両方に転用して、効率的に稼働させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるコンクリートの製造方法に使用す
る混練プラントの一例を示す図である。
【図2】本発明によるコンクリートの製造方法の一例を
示す流れ図である。
【符号の説明】
2……ミキサ本体(混練装置) 5A……混練空間上部(混練装置の圧力開放域) 5B……混練空間洞部(混練装置の混練領域) 13……液化炭酸(冷媒) 13’……ドライアイス(粉体化冷媒) 15……タンク(貯槽) 19……骨材 19’……冷却骨材 20……セメント 25……水 26……フレッシュコンクリート(コンクリート)
フロントページの続き 審査官 寺本 光生 (56)参考文献 特開 平2−292003(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B28C 1/00 - 9/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】貯槽内に圧力付加された形で貯留される液
    化ガスからなる冷媒を混練装置の圧力開放域中に放出し
    て断熱膨張させることにより粉体化冷媒を生成し、 前記粉体化冷媒と骨材とを混練装置の混練領域中で空練
    りして、粉体化冷媒を吸熱昇華させることにより骨材の
    温度を低下させて空練り状態の冷却骨材を生成すると共
    に、吸熱昇華することにより気化した粉体化冷媒を混練
    装置の混練領域から排出し、 前記混練装置の混練領域において、前記空練り状態の冷
    却骨材にセメントと水を投入して再び混練することによ
    りコンクリートを製造するようにして構成した、コンク
    リートの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1079849C (zh) * 1991-11-13 2002-02-27 纳幕尔杜邦公司 聚酰胺的复丝纱线

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1079849C (zh) * 1991-11-13 2002-02-27 纳幕尔杜邦公司 聚酰胺的复丝纱线

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