JPH02243302A - セメント混練物の調整方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の目的」 本発明はセメント混練物の調整方法およびその装置に係
り、モルタルまたはコンクリートのようなセメント混練
物を効率的に撹拌混練せしめ、比較的短時間内に優賞の
混練物を調整することのできる方法およびその装置を提
供しようとするものである。

（産業上の利用分野） セメントなどの水硬性物質粉末を用いたモルタルまたは
コンクリートのような混練物の調整技術。

（従来の技術） セメントのような水硬性物質粉末を用いたモルタルまた
はコンクリートを混練調整することは古くから種々に実
施されて来たところであって、それなりに大量を必要と
し、又均質性が要求される今日においてはミキサーによ
って混練することが主体となっている。

又このような混練物を得るに当って、砂などの細骨材に
関し、その表面に所定の水（１次水ニー、）を均等状態
に耐着せしめた状態を形成し、この状態でセメント粉を
添加混練することにより前記細骨材の表面に安定な造殻
を形成し得ることが本発明者等によって確認され、斯う
した造殻混練物に対し残部の水（２次水）を添加して再
び混練する（分割混練法という）ことにより、同じ配合
水を用いて単に混練した従来一般法（普通混練法という
）によるものよりも、ブリージングが少く、しかもワー
カビリティが良好で、該混練物により得られる製品の強
度その他の特性を向上し得ることについては特開昭５５
−１０４９５８　（特公昭６３−１３９５６）などに発
表されている。

更に最近、斯うした混練物の調整に関し、充分な練りま
ぜが行われることが必要であることが指摘され、特に負
配合コンクリート（低セメント量）になればなる程十分
な練りまぜが行われることが必要で、通常の練りまぜ時
間では十分な強度発現が生じにくいことが「コンクリー
ト工学年次論文報告集９−ＩＪ　　（昭和６２年６月１
２日発行）の１２１〜１２６真に発表され、例えばその
１２２頁における図−２においては強制練りミキサーの
練り混ぜ特性として約３００秒以上の練りまぜ時間を採
ることにより圧縮強度やブリージング率を低め、それら
の標準偏差を小となし得るとされている。

（発明が解決しようとする課題） この種セメント類を用いた混練物は土木または建築用の
如きに使用されるものであることから大量に必要とし、
その混練設備も次第に大型化しつつあるとしてもそうし
た大量の混練物調整に関し例えば特殊化学製品などを製
造する場合におけるが如く、長時間の混合ないし混練操
作を加えることが採用し難いことは明かである。従って
ＪＩＳＡ１１１９の試験により性能上せいぜい６０秒程
度の短時間の混練を実用上しているが、そのように実施
されているこの種混練物においては、ばらつきが大であ
り、ブリージング、スランプ値あるいはそれによって得
られる製品の圧縮強度などの品質において必ずしも好ま
しいものでないことは前記コンクリート工字詰などにお
いて各種多様な練りまぜ機器に関する実地的検討結果が
発表されている通りである。

然してこのような不利を避けるため混練時間を相当に長
くすることが考えられるが、そうして混練時間を長大と
してもその混練効果が飽和状態となり、それ以上の改質
向上が得られないようなこととなって混練時間およびコ
ストの上昇を来すに過ぎないことは一般的な混合ないし
混練におけると同然の傾向がある。

父上記のような長時間に亘る連続混練はそれなりの効果
が認められるとしても運転操業費が嵩み、しかも機器の
損耗も大である。

更に前記した分割線り混ぜの場合において、その好まし
い１次練り混ぜ条件の管理、あるいは２次練り混ぜによ
るスランプ値その他の特性管理、ないし適正練り混ぜ時
間などの管理が必ずしも容易でない。

「発明の構成Ｊ （課題を解決するための手段） １、　セメントと細骨材、粗骨材の何れか一方または双
方および水より成る配合材料を用いて混練操作し混練物
を得るに当って、上記配合材料を攪拌羽根が多段に配設
されたミキサーに装入し、しかもこの多段攪拌羽根を逆
方向に回転せしめた混練操作を行うことを特徴とするセ
メント混練物の調整方法。

２、セメントと細骨材、粗骨材の何れか一方または双方
および水より成る配合材料を用いて混操作し混練物を得
るに当たって、前記水を分割し、この分割された一部の
水を前記材料に添加した１次混線を攪拌羽根が多段に配
設されたミキサーに装入し、しかもこの多段攪拌羽根を
逆方向に回転せしめた混練操作を行い、この１次混練時
における混練物の容積増大部を混練調整することを特徴
とするセメント混練物の調整方法。

３、配合材料を装入し混練操作するために混練室に上下
方向において多段の攪拌羽根を段設し、これらの攪拌羽
根を夫々対称的にすると共に、それらの各段攪拌羽根に
対し反対方向に回転を与えるための回転駆動手段を設け
たことを特徴とするセメント混線物の調整装置。

４、上下方向において多段に配設された攪拌羽根の間隔
を変更調整する調整手段を設けた請求項３に記載のセメ
ント混練物の調整装置。

（作用） 逆方向に回転する多段の攪拌羽根によってセメントと細
骨材、粗骨材の何れか一方または双方および水より成る
配合材料は相対的に反対方向に移動せしめられ、それら
反対方向に移動する配合材料の間において効率的な混捏
作用が得られる。

又このように相対的に反対方向に移動する配合材料にお
ける骨材粒子はそれらの配合材料中にあって効果的に転
動作用しセメント分および水との接触耐着が効率的に得
られると共にその耐着状態が安定化される。

上記したような結果として短時間内に良好な混線状態を
形成し、良好な線上り状態を得しめる。

（実施例） 上記したような本発明によるものの具体的実施態様につ
いて説明すると、本発明者等は前記したような従来技術
における問題点を解消することについて検討を重ねた結
果、前記したようなセメント混練物においてはモルタル
またはコンクリートの何れであるにしろ砂または砂利の
ような骨材が配合されるものであることに鑑み、このよ
うな配合骨材の逆方向強制転勤ないし強力な剪断力作用
条件下の混練をなすことにより効率的な混練をなし得る
ことを確認した。

即ち攪拌羽根の１方向回転による一般的な攪拌混線によ
っても被混練物たるモルタルまたはコンクリート中の骨
材が移動せしめられ、それなりの転がりをなし又剪断力
の作用条件において混練されることは明かであるが、こ
の場合においては静止しようとする被混練物が集合物と
して攪拌羽根により単に一方向に移動操作される傾向が
大であって僅かに攪拌羽根回転域の両側において溢れ出
した被混練物と静止状態の被混練物との間で剪断力ない
し骨材の被混練物移動に伴う若干の転がりが得られるに
止まり、方向としては木質的に一方向である。これに対
し本発明においては複数段の攪拌羽根を用い、しかもそ
の傾斜方向を各段間において反対としたものとなし、又
それら各段の攪拌羽根を相対的に逆方向として回転させ
るものであって、そうした各段攪拌羽根の回転によって
移動される被混練物の移動方向は相対的に反対方向とな
り、各段間の境界部近傍においては被混線物に対し著し
く大きい剪断力が作用することとなり、又そうした境界
部近傍の骨材粒子においては上下に反対方向の作用力が
与えられる結果、それら作用力が得られる骨材の転がり
作用も的確に得られることとなるので被混練物に対する
捏和作用が高度に与えられることとなる。そうした作用
の結果として骨材粒子表面におけるセメントないしペー
ストの付着状態は強力且つ安定化したものとなり、斯う
してセメントないしペースト付着状態の安定化した被混
練物による製品ないし造形物は圧縮強度その他の特性に
おいて優れたものとなる。

上記したような本発明による装置の概要は第１図と第２
図に示す如くであって、機構１０上に設けられた混練室
８には上下の攪拌羽根３．４が同軸上に設けられ、これ
らの攪拌羽根３．４はその傾斜方向が反対とされ、上段
の撹拌羽根３が下向きに傾斜しているのに対し、下段の
攪拌羽根４は上向きに傾斜している。これらの攪拌羽根
３．４に対する駆動は機構１０に設けられたモータのよ
うな駆動機構５で行われるが、その駆動系は別に第３図
に示す如くであって、駆動機構５で作動される傘歯車１
５に対し中心軸１１に設けられた傘歯車１６と、該中心
軸１１に対し同軸且つ軸受１９を介して回転自在に組付
けられた回転筒１８の傘歯車１７とが上下に対向して係
合せしめられ、中心軸１１と逆方向に夫々矢印で示すよ
うに駆動され、これらの中心軸１１および回転筒１８の
取付部１３．１４に前記攪拌羽根３．４が取付けられて
いる。

なおそれなりの大きさを有する混練室８においては前記
したような上下の攪拌羽根３．４は前記中心軸１１から
の半径方向位相を異にして設けられ、混練室８における
中心側のものと外周側のものとが交互に位置せしめられ
、場合によってはそれら中心側と外周側との中間に位置
したものを採用し、それらの攪拌羽根３．４としては半
径方向において比較的短小なものを用いることにより上
述したような構成による回転攪拌時の抵抗を小とし、し
かも混練室８の全般において均等な攪拌効果を与えるよ
うに成っている。混練室８の一側には混練物を排出する
ためのゲート１が設けられ、該ゲート１にはハンドル２
が取付けられていて所定の混練を経た混練物は該ゲート
１を開くことにより排出シュート６から取出されるよう
に成っている。

上記したような上下攪拌羽根３．４の駆動については第
３図に示すようにモータ駆動軸５ａに多段の傘歯車１５
ａ、１５ｂを取付け、これらの傘歯車１５ａ、１５ｂに
前記傘歯車１６．１７を係合させることにより上述した
ような攪拌羽根３．４の回転速度ないしトルクを異った
ものとしてよい。又場合によっては攪拌羽根３．４を各
別のモータで駆動し、それら各別のモータによる駆動速
度を各個に可変せしめることにより夫々の被混練物にお
ける混線条件に即応せしめ効率的な混練を行わせ得る。

更に第４図に示すように上部の攪拌羽根３に関して中心
軸１１に取付けた昇降筒２１に取付部１３を介した取付
けをなし、該昇降筒２１を中心軸１１に対し別に取付け
た調整圧２２との間に弾性材２３およびガイド手段２４
を介して支持させることにより攪拌羽根３が前述した攪
拌羽根４に対して採る間隔が弾性的に可変されるように
し、粗骨材などの粒度変化によっても攪拌羽根を損傷せ
しめ、あるいは大きなトルク変化を与えることなしに混
練し得るようにしてよい。特に上下の攪拌羽根３．４の
間隔と被混練物中における骨材の最大径との間には実用
上大きな関係があり、即ち攪拌羽根３．４の間隔は骨材
最大径の少くとも２．５倍以上、好ましくは３倍以上に
することが損耗の少い混練を得る上において枢要であっ
て、一方混練効率を高めるには攪拌羽根３．４の間隔が
過大になることは好ましくなく、−船釣に骨材最大径の
１０倍以下、好ましくは５倍以下とすべきであるからこ
のような被混練物中骨材最大径の如何により両攪拌羽根
３．４間の間隔調整設定を夫々の場合に応じて適宜に選
ばしめる。

前記したように本発明者等の開発した分割線り方式に従
った場合においては、骨材に１次水を耐着せしめた条件
下でセメントを添加して行う１次混練に当っては混練室
内における混練物の見掛は容積が相当に嵩高いものとな
り、−船釣に表乾状態の細骨材、粗骨材に単にセメント
を添加した混合物容積の２倍前後、場合によっては２．
５倍の見掛は容積を示すこととなる。即ちセメント粉が
骨材粒子の周面に吸着被覆されて増径状態となり、しか
もそうした増径骨材間に空隙が大きく形成された状態と
なることによるものと推定されるが、このような状態と
なる被混練物の混純に対し前記したような攪拌羽根３．
４による混捏は頗る有効であって、前記したような転勤
を効率的に得しめ、骨材粒子に対するセメント粉の全周
面覆着を有利に促進し、又覆着層を安定強化する。又こ
のような１次混練に当っては混練トルクが混純の進行に
伴って増加するが、最適１・次水量（Ｗ　Ｉ／　Ｃ）と
なった場合においてトルク値（具体的にはミキサーの電
力値）が最大となり、これよりＷ、／Ｃが低い場合およ
び高い場合は何れもこの電力値が低いもので、これは最
適Ｗ、／Ｃ状態のときに湿潤した骨材（主として細骨材
）にセメントが最も効率よく吸着され、練り込まれた状
態であることを示すものであるが、このような最大トル
クピーク点が上記のような攪拌羽根３．４を用いること
により明確に顕われ、この１次練り時における最適Ｗ、
／Ｃの管理を容易とする。

更に上記のような１次練り後における２次水（Ｗ２）を
用いた２次練りに当っては前記のように嵩高い状態の被
混練物の容積が漸次小となり混練トルクも低下し、電力
値が低下するが、このようにして得られる２次練り電力
値の安定域は得られた混練物のフロー値やスランプ値と
有意な関係があり、この２次練り電力値の安定域で練り
上った混練物の流動性ないし成形性を管理できるが、こ
のようなスランプ値やフロー値の管理に関しても前記し
たような攪拌羽根３．４を用いることにより好ましい的
確性をもたらすことができる。何れにしても好ましい１
次練りおよび２次練りを実現し、又適正な練り混ぜ時間
の管理を可能として、合理的に分割線り混ぜを行わしめ
、その効果を適切に得しめる。

上記したような設備を用いて実施した具体混練例につい
て従来法による比較例と共に説明すると以下の如くであ
る。

混練例１ セメント２８４ｋｇ／ｒｒｒ、砂９０５ｋｇ／ｍ、砂利
９１５ｋｇ／ｒｒ？、水１７７ｋｇ／ｎ？、混和剤（ホ
ゾリス１１ｋＬ１０）　２．８４ｋｇ／ｒｒｒの割合に
配合した混練物（水セメント比６２．５％、砂粗骨材比
（ｓ／ａ）が５０．２％）を得るに当り、これらの材料
を第１図に示した本発明装置に装入しその混純時間を４
５゜５０および５５秒の３段階とした本発明方法による
もの（ｌｌｋｔｌ−Ｎ［Ｌ３）と、従来の強制式パシ型
ミキサーによる混練時間９０秒の混練物（隘４）とを得
た。

これらの混練物についての練り上り状態を試験測定した
結果は次の第１表の如くである。

第　　１ 表 即ち本発明によるものは混練時間４５秒の１ＩＩｌｌＬ
１のものであっても従来の強制式ミキサーによる混練時
間９０秒のものと同等の線上り状態であることが確認さ
れ、混練時間を５０秒程度とすることにより何れにして
も胤４の比較例以上の線上り特性を得しめることが確認
された。

混練例２ 本発明によるものと、比較例について、分割線り混ぜに
よる混練物を得た。用いたミキサーは混練例１で述べた
ものと同様であり、混練物の配合関係についても前記し
た混練例１におけると同じとしたが、本発明者等の開発
した分割線り混ぜ手法に従い、１次水（Ｗ＋　）として
８５．５７！／　ｍを用いた混練をなしてから残部の２
次水（Ｗ２）を加えた２次混練して練り上げた。

本発明によるもの（阻１〜Ｎ［１４）と比較例のもの（
ＩＩ＆１５　）　は、何れも砂、砂利と１次水を用いて
１５秒間の一定混合操作を行ってからセメントを添加し
て１次混練し、次いで２次水と混和剤（混練例１におけ
ると同じホゾリス患７０）を加えて２次混練したもので
、１次混練および２次混練時間は次の第２表の如くで、
１次混練の造殻時間を変え、２次混練は一定時間とした
。

第 表 得られた多湿Ｍ＊　（コンクリート）についての線上り
状態を測定した結果は次の第３表の如くであった・ 第　　３ 表 即ち造殻混練（１次混練）時間を１５秒とした本発明の
隘１のものは空気量が若干高目でブリージング率も高目
であるとしても全般的には比較例患５の１次混練に３５
秒を必要としたものと実質的に同じレベルの練り上り状
態となっていることが明かであり、それより１次混練時
間を大とした隘２〜５のものは何れも比較例隘５より優
れた線上り状態となっている。１次混練時間を２５秒と
した１ｌｈ３のものにおいては既に最高状態の練り上り
に達しているものと言うことができ、それより１次混練
時間を１０秒多くし３５秒の１次混練を行った隘４のも
のにおいてもそれ以上の線上り状態向上が少い。

然して患１および黒２のものは１次混練時間が比較例磁
５のものに対して２分の１程度であることは明かで、こ
の１次混純における必要電力値は前述したような事情か
らしてスタート時において既に２次混純における必要電
力値より高く、−船釣に２次混練における必要電力値の
２倍以上であって（ピーク点ではより高い）、この１次
混練時間を前記したように半減し得ることは頗る有意義
である。勿論比較例以上の練り上り状態を短時間に得し
めることは上記の通りで、工業的に頗る有用である。な
おこの実施例においては２次混練時間を一定としたが、
本発明によるものは混練効果が大であることから、この
２次混練時間に関してもそれなりの短縮を得しめること
は言うまでもない。

「発明の効果」 以上説明したような本発明によるときは比較的短時間内
に効率的な混練を行わしめることができて好ましい練り
上り状態を形成せしめ、特に有利な混練物を得ることの
できる分割線りの如きに関してそれらの効果を得しめる
だけでなしに、その各工程について的確な管理を可能と
し、適切な操業を行わしめるなどの効果を有しており、
工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を示すものであって、第１図は
本発明における混練物調整装置の１例を示した平面図、
第２図はその部分切欠側面図、第３図はその攪拌羽根駆
動機構部分の側面図、第４図は上下攪拌羽根の間隔調整
機構の断面図、第５図はその調整操作状態についての第
４図と同様な断面図である。 然してこれらの図面において、ｌはゲート、２は操作手
段、３は上段攪拌羽根、４は下段攪拌羽根、５は駆動機
構たるモータ、６は排出口、８は混練室、１０は機構、
１１は中心軸、１３．１４は取付部、１５．１５ａ、１
５ｂ、１６および１７はそれぞれ傘歯車、１８は回転筒
、２１は昇降筒、２２は調整装、２３は弾性材、２４は
ガイド手段を夫々示すものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セメントと細骨材、粗骨材の何れか一方または双方
   および水より成る配合材料を用いて混練操作し混練物を
   得るに当って、上記配合材料を攪拌羽根が多段に配設さ
   れたミキサーに装入し、しかもこの多段攪拌羽根を逆方
   向に回転せしめた混練操作を行うことを特徴とするセメ
   ント混練物の調整方法。 ２、セメントと細骨材、粗骨材の何れか一方または双方
   および水より成る配合材料を用いて混操作し混練物を得
   るに当たって、前記水を分割し、この分割された一部の
   水を前記材料に添加した１次混練を攪拌羽根が多段に配
   設されたミキサーに装入し、しかもこの多段攪拌羽根を
   逆方向に回転せしめた混練操作を行い、この１次混練時
   における混練物の容積増大部を混練調整することを特徴
   とするセメント混練物の調整方法。 ３、配合材料を装入し混練操作するために混練室に上下
   方向において多段の攪拌羽根を段設し、これらの撹拌羽
   根を夫々対称的にすると共に、それらの各段攪拌羽根に
   対し反対方向に回転を与えるための回転駆動手段を設け
   たことを特徴とするセメント混練物の調整装置。 ４、上下方向において多段に配設された攪拌羽根の間隔
   を変更調整する調整手段を設けた請求項３に記載のセメ
   ント混練物の調整装置。