JPH0339802B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は生コンクリート製造方法に係り、特に
コンクリートの品質を決定するうえで必要な原材
料の配合割合を、生コンクリート製造条件と原材
料の計量時ならびにミキサによる練り混ぜ時にお
ける種々のセンサ情報との情報処理により修正制
御した生コンクリート製造方法に関する。

コンクリートはその原材料の配合割合を変える
ことでその用途等に応じた異なる品質のものが得
られる。いいかえれば、経済的に安く均等質なも
のを得るという前提に立ち、コンクリートを組成
するセメント、骨材、水、混和材料等の原材料の
配合割合を種々変化させることで、コンクリート
が使われる構造物の種類、気象等の施工条件、施
工方法などの違いを総合的に勘案した所望の品質
のコンクリートを選定する必要がある。この場
合、品質というのは未硬化のコンクリートにあつ
ては作業のしやすさの程度すなわちワーカビリチ
を指し、硬化したコンクリートにあつては圧縮強
度、耐久性、水密性などの性質を指す。そして、
前者のワーカビリチはコンクリートに用いる水量
と密接な関係にあるコンクリートの施工軟度すな
わちスランプ値に代表され、後者の圧縮強度等に
あつては、コンクリート中の水量および水量とセ
メント量との割合（水セメント比）に最も大きく
影響されることが判明している。したがつて、所
望の品質のコンクリートを得るに当つてはまずコ
ンクリートに係る水量の的確な把握が重要な事項
となつてくる。

従来、生コンクリート製造方法では生コンクリ
ートの需要者である納入先からの注文の仕様に基
づき、またコンクリート製品製造工場ではその製
品の用途等に基づき、多くの場合指定強度指定ス
ランプ、指定空気量にて決められる注文を目差
し、生コンクリートの製造に当つて所望の圧縮強
度、耐久性、水密性等とスランプ値に応じた品質
が得られるような原材料の配合割合を予め試験練
りにて選定し（示方配合割合を選定し）、この選
定した配合を多種類備えておきバツチプラントに
適用し、配合割合に応じた１練りの原材料を計量
ビンに供給して１練りごとに生コンクリートを製
造していた。この場合、試験練りにて選定した配
合割合にあつては、骨材なら骨材のみ、水なら水
だけ、セメントのみという具合に明確に区別され
た略純粋な単一種類のみにより決められ、例えば
水を含んだ骨材等の如き二種以上を含む原材料を
取扱つてはいない。

ところが、この場合上述の水量が的確に把握で
きないという問題がまず生じている。コンクリー
トの原材料のうち、骨材としては５mm以上の大き
さの粗骨材および５mm以下の大きさの細骨材があ
つて、これら骨材の表面は水分が付着せずいわゆ
る表面乾燥飽水状態であるとして定められ表示さ
れる（いわゆる示方配合を指す）。しかし、実際
にはこの骨材の表面には、骨材受材時やストツク
ヤード保管中などに、骨材の洗浄水あるいは雨水
が付着し、その後計量ビンにて計量される骨材は
付着水を含む重量で到底示方配合の表面乾燥飽水
状態にはない。このため、所定の品質を持つコン
クリートを製造するためにはこの付着水量を練り
混ぜ水量の一部として算定する必要がある。すな
わち、骨材の付着水量を練り混ぜ水量の一部とし
て補正する必要があり、この補正を行つた後、計
量を実施しなければ所定の配合割合とはならない
（以下、標準配合すなわち示方配合を目差す変更
を補正といい、ここでは骨材付着水量及び混和剤
水溶液中の希釈水量について、これを練り混ぜ水
量の一部として算定し、原材料の計量割合に反映
する操作を骨材の付着水量及び混和剤水溶液中の
希釈水量による配合補正あるいは単に補正と称
す）。この付着水量の補正に対処するため、従来
トツクヤード保管中、又は貯蔵ビンもしくは計量
ビンの一部骨材を１日数回採取し、乾燥などの手
段で骨材の表面水率を測定し原材料の計量配合の
補正を行つている。ところが、付着水は骨材中に
一様に分布せず、また搬送中気温、湿度などの気
象条件などで時間の経過とともに変化するので、
１日数回の表面水率測定では付着水を正確に把握
することはとてもできない。そのため１練りごと
の使用骨材の表面水率を測定することが望まし
く、バツチヤプラントにおける生コンクリート製
造過程を勘案すれば数秒ないし数十秒の測定時間
で済む迅速かつ連続的な測定が必要となる。結
局、骨材を乾燥させて減量することで表面水率を
測定する方法では、付着水を正確に把握して連続
かつ迅速な測定を行なおうとすれば、多大な労力
を要しかつ時間を要することになり、現実問題と
して測定不可能である。こうして、コンクリート
の配合に係る水量（この場合骨材の付着水による
補正）が的確に把握できないので、スランプ値や
圧縮強度等の品質を所望のものに特定できないこ
とになる。

仮に骨材の表面水率を的確に把握できたとして
コンクリートの所望の品質を得べく相当の補正を
行なつた後、さらにコンクリートが所望の品質を
有するか否かを考えたとき、前述したように骨材
には粗骨材と細骨材とがあるものの最近の骨材事
情からその粒度や粒形などの物理的性質も短期的
に変動しているので、この物理的性質の変動に影
響されるスランプ値や圧縮強度などの品質も不確
実になりやすく、骨材の粒度や粒形を勘案した現
場配合がさらに必要となる。

ここでコンクリートの品質に影響を及ぼす骨材
の粒度、とくに細骨材の粒度について述べる。細
骨材の粒度は所要の品質を有するコンクリートの
配合割合を決定する場合にきわめて重要な要素で
あることはすべに述べたとおりである。コンクリ
ートに用いる細骨材の粒度は一般にふるい目の開
き0.15mm，0.3mm，0.6mm，1.2mm，2.5mm，５mm，10
mmのふるいにそれぞれ残留する重量割合の総和
（粗粒率）で示され、この粗粒率はコンクリート
に用いられる原材料のうち細骨材と粗骨材との配
合割合（一般に細骨材体積と粗骨材体積の合計体
積に対する細骨材体積の百分率で示され細骨材率
と呼ばれる）を決定する上に重要な要素であり生
コンクリート製造プラントで用いられる細骨材の
粗粒率が示方配合を決まる際に用いた細骨材の粗
粒率と異なる場合にはコンクリートの細骨材率を
適切に選定し直して、当初、試験練りによつて定
めた示方配合を変えねばならない。

一方ここで、コンクリートの品質であるスラン
プ値について述べる。スランプ値は前述の如く施
工軟度を示すものであるが、この測定は切頭円錘
筒形の型枠に練り混ぜたコンクリートを詰め、型
枠を外したときコンクリートの自重による高さの
低下量を測定して行なわれる。しかし、生コンク
リート製造過程でこの測定を製造時間帯を通して
連続実施することは労力と時間の関係上到底でき
ないので、熟練者による目視検査が行なわれる
が、判断に主観が入りやすく担当員の負担も非常
に大きい。このようにスランプ値の判断に正確を
期することはなかなか大変なのであるが、更にス
ランプ値自体を左右する要因も正確に把握できに
くく、把握してもその要因を勘案したコンクリー
トは作りにくい。すなわち、前述した骨材の表面
水率、骨材の粒度などの物理的性質の外、スラン
プ値に多大な影響を及ぼすものとして貯蔵時の顕
熟や気温がバツチヤープラントに持ち込まれる関
係で原材料の温度や練り上りコンクリートの温
度、あるいは公害防止対策上コンクリートの練り
混ぜ水として使用されるミキサ車洗車後の回収水
のスラツジ濃度、などがあつて、これらの要因が
複雑に作用するのでスランプ値の正確な把握がで
きにくく、ひいては所望の品質が得られにくい。
上述の要因に基づきたとえ試験練りによつて定め
た示方配合を変える操作を人力で頻繁に行なつた
としても、多大の労力と時間を要し現場では実際
不可能である。

コンクリートの品質としては生コンクリートの
製造工程において判断できまた必要なもののみな
らず、硬化したコンクリートの圧縮強度なども保
証しなければならない。ところが、生コンクリー
トの製造中にあつてはたとえば材令28日のコンク
リート強度を経験的に推定し又は過度の割増し強
度を見込んで作るしかなく、きわめて不経済であ
る。そのうえ前述の如くコンクリート中の水量、
骨材、スランプ値などに不確実性を含んでいるた
め、所定の材令を経たコンクリートにつき所望の
圧縮強度などを求めるのは不安要因を多く含むこ
ととなり、コンクリート構造物が所定の品質を有
ささない場合重大な瑕疵を招く場合もある。

こうして、所要の適正なコンクリートを得るべ
くスランプ値、圧縮強度などの品質を所要のもの
に特定したくとも、付着水量、粒度、温度、など
の要因をコンクリート配合割合に精度よく反映さ
せることは現実に不可能であつた。すなわち、従
来の試験練りで定めた示方配合をそのまま用いた
場合には所要の品質を有するコンクリートが得ら
れない。

そこで、本発明は前述の欠点に鑑み、所要の品
質のコンクリートを得るようにした生コンクリー
トの製造方法の提供を目的とする。

試験練りによつて定められたコンクリートの示
方配合に示された各原材料の配合割合を、所要の
品質を得るべく、修正するために（以下、所定の
品質のコンクリートを得るために、示方配合
（表）に示された各原材料の配合割合を変更する
操作を配合修正あるいは単に修正と称す。

したがつて、前述した示方配合を目差す補正と
異なり修正は現場における実際の配合（現場配
合）を目差すものである。）、予め設定された生コ
ンクリート製造条件にセンサからの情報を加味し
てコンピユータにより情報処理・制御することを
基礎とする。

上述の目的を達成するに当り、計量ビンで計量
した後原材料をミキサに放出して練り混ぜる場
合、原材料からの情報、練り混ぜた生コンクリー
トからの情報、および製造条件からの情報を処理
して原材料の示方配合割合を修正したことを基本
思想とするものである。

ここで、本発明の実施例を説明する。第１図は
連続的に生コンクリートを製造している生コンク
リート製造工場のバツチヤプラントにおいて、２
基のミキサ（No.１，No.２）にリンクした複数基の
計量機が、センサ情報に基づき作動するタイミン
グの関係を、１つの計量機に着目して例示したも
のである。生コンクリート製造工場にて納入先か
らの注文仕様に基づき、予め準備された標準的な
原材料の配合割合がオペレータによつて入力され
る。この入力により１練りあたりの原材料計量設
定値に応じて貯蔵ビンの原材料を計量ビンに供給
しつつ計量を開始する。この原材料計量開始時刻
を第１図のT₁に示す。原材料計量設定値の60％
〜80％位の粗計量が行なわれた時点T₂にて計量
ビン内に備えたセンサにて粗骨材および細骨材の
表面水率、セメント温度、および練り混ぜ水の一
部として用いられる回収水のスラツジ濃度が検出
される。また、２バツチ前の計量によりミキサNo.
１にて練り混ぜられたコンクリートのスランプ値
およびコンクリートの温度もセンサにて検出、記
憶される。この表面水率等の測定時刻は前記粗計
量の大略完了時点T₂より前でミキサNo.１による
練り混ぜが完了した時点T₃である。

T₂，T₃時点において検出された骨材の表面水
率、セメント温度、スラツジ濃度により、コンク
リートを注文仕様に適合した品質にすべく、オペ
レータが設定した標準的配合割合の補正または修
正を行なう。この補正・修正は、センサー情報及
びコンクピユータ処理によるため、計量中に余裕
をもつて実行できる。計量値の修正・補正の後ひ
き続き原材料の微量計を実行して練り混ぜ量の計
量を時点T₄にて完了する。この後、ミキサNo.１
内の練り混ぜコンクリートがウエツトバツチホツ
パへ排出された（時刻T₅）ことを確認して、ミ
キサNo.１へ計量が完了した原材料が放出される。
ミキサNo.１へ放出された原材料は直ちに練り混ぜ
が開始され（時刻T₆）、この練り混ぜにおいて前
述したスランプ値およびコンクリート温度の検出
が繰り返される。ミキサNo.１へ原材料が放出され
た計量装置では再び次の粗計量が開始される。

こうして、計量装置において粗計量が大略完了
したとき表面水率、セメント温度、スラツジ濃度
の検出とこの検出に基づく配合割合の補正・修正
をこの計量中直ちに行なうとともに、２バツチ前
の計量に基づくミキサ内の練り混ぜコンクリート
からスランプ値とコンクリート温度が検出でき、
この検出に基づく配合割合の補正・修正もこの計
量中直ちに行なえる。この場合、ミキサで練り混
ぜられたコンクリートのスランプ値やコンクリー
ト温度を採るのは、ミキサにおける練り混ぜ結果
を次の練り混ぜに反映させるためである。上述の
例では１組の計量装置に対して２基のミキサを用
いており、練り混ぜに比較的長時間を必要とする
たとえば可傾式ミキサを用いたものであるが、練
り混ぜ時間が比較的短かい強制練り式ミキサの場
合には計量装置１組につきミキサ１基を備えれば
よい。この後者の強制練り式ミキサの場合には、
直前バツチの練り混ぜコンクリートからのスラン
プ値やコンクリート温度を検出することになる。
また、上述の強制練りミキサを備えた生コンクリ
ート工場の場合などで、原材料の粗計量および微
量計が生コンクリートの製造工程に時間的な余裕
が無いために不可能な場合には、貯蔵ビン下部に
おいて骨材の表面水率を測定し、次に練り混ぜら
れるコンクリートの原材料の計量割合の資料とす
ることも可能である。

以上は本実施例の概略方法を述べたが、以下コ
ンピユータによる演算とともに詳細に説明する。
生コンクリートの製造設備は複数の工程より成る
連続した製造システムとしてとらえることができ
る。従来オペレータによる原材料の配合入力に際
しては、まず、原材料であるセメント、骨材、
水、混和剤などの配合割合を種々変えた場合のコ
ンクリートの品質を、試し練り及びプラントにお
ける実証試験により確認した上で、相当長期間に
わたつて変えることのない示方配合（以下、標準
配合または標準配合表）を予め作成する。次に、
納入先からの指定スランプ値、指定強度、粗骨材
の最大寸法等の注文事項と標準配合表を照合し、
適合配合を選択して入力している。

バツチヤプラントにコンピユータを連設する工
場においては、この標準配合をコンピユータに記
憶させ、出荷の要請に応じ、オペレータが注文事
項を入力すればコンピユータが自動的に所定の標
準配合を抽出することができる。

コンピユータの入力情報としては、更に配合表
や、スランプ値、強度、粗骨材の最大寸法などの
情報をたとえば生コンクリートの納入先の情報と
ともに対応させて、番号により記憶させることが
でき、更に、ミキサ車への生コンクリートの積載
量、およびミキサ車番号とも関連させて記憶させ
ることができる。また、納入先への生コンクリー
トの納入総量の算出、製造時刻の明示および１練
りの生コンクリート練り混ぜ量の内訳なども自動
記録できる。こうして、納入先の予め定まつてい
る情報の全てを関連づけて記憶させれば、生コン
クリートの製造時および納入時の集中管理が可能
となる。

さて、オペレータの配合指示により貯蔵ビンか
ら計量ビンに原材料が供給されて粗計量も開始さ
れる。そして、粗計量が大略完了した時点で第２
図に示すブロツクに基づき演算が開始される。

第２図はコンピユータによる演算ブロツクであ
る。この演算ブロツクは、一組の計量装置に対し
ミキサ２基を設置した場合である。オペレータが
操作盤７において設定番号を入力すると、コンク
リートの配合条件および生コンクリートの納入先
が照合され、さらに配合条件によつてあらかじめ
記憶してある標準配合表を参照して初期設定値８
を呼び出す。この初期設定値８は生コン１m³当り
の各材料の標準配合量を示すもので、セメント量
C1（Kg）、粗骨材量G1（Kg）、細骨材量S1（Kg）、水
量W1（Kg）が決まり、指定強度１に関係する水セ
メント比Ｆ＝W1／C1も決まる。実際の計量段階
においてはこの単位量に１練りの練り混ぜ量を乗
じて原材料の計量が行われる。計量ビン内に滞留
された粗計量における原材料の情報および２バツ
チ前の練り混ぜコンクリートの情報により、コン
ピユータ内では単位量の修正計算８′及び補正・
修正計算９が行なわれる。この単位量の修正計算
８′の内容は、細骨材の粗粒率による細骨材率の
修正９７であり、また９の内容は、骨材表面水率
による骨材量補正９１、セメント量修正９２、骨
材表面水率による水量補正９３、スランプ差によ
る水量修正９４、回収水のスラツジ濃度差による
水量修正９５、および練り上りコンクリートの温
度差およびセメントの温度差による水量修正９６
である。この単位量の補正・修正計算９はコンピ
ユータ内の演算であり初期設定値８から加減算が
可能であるが、実際の計量では粗計量まで進行し
た時点でコンピユータによる迅速な補正・修正計
算結果が出て、これに基づき残部の計量が続いて
進行し、完了することになる。

まず、細骨材の粗粒率による細骨材率修正９７
につき説明する。

初期設定値８の細骨材量および粗骨材量を夫々
G1（Kg）およびS1（Kg）とし、後述する細骨材の
粗粒率FMM、標準配合を決定したときの細骨材
の基準粗粒率FMP、粗粒率1.00の増加に対する
細骨材率の変化率Ｅ（％）、細骨材の比重SSG、細
骨材の比重GSG、修正後の細骨材および粗骨材
の単位量を夫々S11（Kg）およびG11（Kg）とする。

初期設定値８による細骨材率SA1（％）は、 SA1＝S1／SSG／S1／SSG＋G1／GSG×100＝（100）（S1）
（GSG）／（S1）（GSG）＋（G1）（SSG） で表わされる。また、配合修正後の細骨材率SA2
（％）は、 SA2＝SA1＋（Ｅ）（FMM−FMP） で表わされる。

したがつて、修正後の細骨材単位量S11（Kg）
および粗骨材単位量G11（Kg）は夫々次式で決定
される。

S11＝（SA2／100）（S1／SSG＋G1／GSG）（SSG）＝（１
／100）｛(E)（FMM−FMP） ＋（100）（S1）（GSG）／（S1）（GSG）＋（G1）（S
SG）｝｛S1＋（SSG／GSG）（G1）｝ G11＝（１−SA2／100）（S1／SSG＋G1／GSG）（GSG）＝
｛１−（S1）（GSG）／（S1）（GSG）＋（G1）（SSG） −(E)（FMM−FMP／100｝｛G1＋（GSG／SSG）
（S1）｝ この場合、使用細骨材の粗粒率を得る手段とし
ては、ストツクヤード保管中または貯蔵ビン内も
しくは計量ビン内の細骨材を１日適当回数採取
し、JISに規定された試験方法により測定して得
る方法のほか、搬送ベルトコンベア等から落下す
る細骨材に対して画像解析方法等を応用して連続
的に粗粒率測定結果を得る等の方法もある。

こうして得た使用細骨材の粗粒率の値は、その
測定結果が判明した都度、粗粒率入力装置２１に
入力する。この場合、標準配合表作成時に用いた
細骨材の基準粗粒率FMP、細骨材の比重SSG、
および粗骨材の比重GSGは、その他の特性値と
共に予めコンピユータに記憶させてある。

前掲の式における細骨材粗粒率の変化に対応す
る細骨材率の変化率Ｅ（％）は、コンクリートの
種類、使用する骨材の粒形等に応じて相違するの
で、これらの条件に応じた数種の値をコンピユー
タに記憶させておき、条件に合わせ選択して用い
る。

次に、骨材の単位量補正９１につき説明する。
粗骨材にあつては、細骨材粗粒率による細骨材率
の修正に基づき標準配合を修正した結果の粗骨材
の単位量G11（Kg）、後述する骨材表面水率自動測
定装置により求めた粗骨材の表面水率MG（％）、
表面水率による粗骨材の補正量G6（Kg）、補正後
の粗骨材の重量G2（Kg）より、 G6＝G1×（MG／100） G2＝G1＋G6＝G1× ｛１＋（MG／100）｝となる。

同様に細骨材にあつては、初期設定値８の細骨
材量S1（Kg）、後述する骨材表面水率自動測定装
置により求めた細骨材の表面水率MS（％）、表面
水率による細骨材の補正量S6（Kg）、補正後の細
骨材量S2（Kg）とすれば、 S6＝S1×（MS／100） S2＝S1＋S6＝S1× ｛１＋（MS／100）｝となる。

ここで、骨材表面水率自動測定装置を第３図に
て述べる。第３図は、計量ビンにおいて骨材の表
面水率を測定する場合を例示したものであり、貯
蔵ビンにおいても可能である。第３図は全体とし
て計量ビン２２を示し、この中には貯蔵ビンより
放出され粗計量される骨材２１が滞留される。計
量完了以前で計量ビン２２の下部に形成された検
出部挿入孔２７が骨材２１で満たされた時点を適
宜なレベル計で検知し、このレレベル計による信
号を検出部挿入用エアシリンダ２６に入力し、エ
アシリンダ２６を作動させて表面水率測定装置の
針状検出部２５を検出部挿入孔２７から挿入検出
部の保護管２４内に進ませ骨材２１内に挿入す
る。針状検出部２５では測定電極間にある骨材の
静電容量を測定し、この静電容量と一定の関係に
ある表面水率をコンピユータ内に記憶する。この
静電容量と表面水率との関係は、骨材の粒度に応
じて変る場合があり、骨材の粗粒率に応じた数種
のものをコンピユータに記憶させておき、選択し
て用いる。静電容量の測定後、骨材２１が計量ビ
ン２２から放出される前、エアシリンダ２６を作
動させて針状検出部２５を復帰させ、次回の測定
に備える。計量完了後はゲート開閉用エアシリン
ダ２９を作動して放出ゲート２８を開放して計量
ビン２２内の骨材をミキサーに放出する。なお、
第３図中２３は落下供給される骨材の緩衝板であ
る。静電容量として針状検出部２５で得られた電
気信号を変換して得た表面水率は第２図のブロツ
ク１６にて前述のMG（％）、MS（％）として骨材
の補正量に関与する。ブロツク１６は骨材表面水
率の自動測定装置であり、１６１，１６２は計量
ビン内の粗・細骨材の供給、１６３，１６４は水
分計による表面水率の測定、１６５，１６６は測
定に基づき得られた表面水率をそれぞれ示す。

第４図は生コンクリート製造工場にて製造され
る生コンクリートについて計量される細骨材の表
面水率を、第３図で示した測定手段によつて１練
りごとに測定した結果の一例である。同時に従来
の絶対乾燥法により20回測定して得た表面水率も
記載した。この第４図で横軸は時刻を示し、縦軸
は水分計による表面水率である。この結果、第３
図による場合は絶対乾燥法と比較して±0.4％程
度の差であつて正確であり、更に本例では一練り
ごと連続かつ迅速に測定することができる。第４
図に示すように細骨材の表面水率は時間の経過と
ともに著しく変化し、従来の１日数回の測定では
不正確であることが明確となつている。こうし
て、１練りごとの骨材の表面水率測定はきわめて
正確な表面水率補正に利用できる。

第３図および第４図の説明の結果、骨材の補正
後の重量G2（Kg）、S2（Kg）を求めるための表面水
率MG（％）、MS（％）は正確な値を採り、補正後
の重量G2（Kg）、S2（Kg）は極めて信頼が置ける。

つぎに、練り混ぜ水の単位量補正及び修正につ
いて述べる。練り混ぜ量の補正及び修正について
は、コンピユータにおける計算において、骨材表
面水率による水量補正９３、スランプ差による水
量修正９４、回収水のスラツジ濃度差による水量
修正９５、練り上りコンクリートの温度差および
セメントの温度差による水量修正９６を実施す
る。

骨材表面水率による水量補正量W6（Kg）は前述
した表面水率MG、MS（％）に骨材の初期設定値
G1（Kg）、S11（Kg）を掛けたものであつて、表面
水率による骨材補正量G6（Kg）、S6（Kg）を加えた
ものに該当する。すなわち、 W6＝S1×（MS／100） ＋G1×（MG／100）となる。

スランプによる単位水量修正量W7（Kg）は、前
バツチにおけるスランプ自動測定結果等を当バツ
チにフイードバツクし、コンピユータが記憶、演
算処理して算定するもので、これについて説明す
る。

以下の説明においては、ミキサーが２基あるう
ち、片側のミキサーに限定して述べる。

前バツチのスランプ関係データをフイードバツ
クして算定された当バツチの単位水量修正量W7
（Kg）の内訳けは W7＝W71＋W72 として構成する。

ここで、W71（Kg）は、前バツチにおける目標
スランプ値と自動測定スランプ値との差に基づい
て算定される当バツチの単位水量修正量であつ
て、 W71＝Ａ×（SLM₂−SLP）×W1 の算式を用い、Ａ（１／cm）はスランプ１cm増加
に対する単位水量変化率、SLP（cm）は前バツチ
における目標スランプ値SLM₂（cm）は前バツチ
における自動測定スランプ値、W1（Kg）は当バツ
チの単位水量である。ここで、目標スランプ値と
は指定スランプ値（第２図２参照）と異なり指定
スランプ値に運搬等による水量の損失分を加味し
た値である。

W72（Kg）は、前バツチの計量で実行されたス
ランプ関連の単位水量修正量を当バツチの計量に
スライドさせるべく、当バツチの単位水量の大き
さに比例させて修正したものであつて、 W72＝W71′×W1／W1′ の算式を用い、W71′（Kg）は前バツチの計量で実
行されたスランプ関連の単位水量修正量、W1
（Kg）は当バツチの単位水量、W1′（Kg）は前バツ
チの単位水量である。

ここで、スランプ値の自動測定装置につき第５
図を参照して説明する。コンクリート練り混ぜ時
の撹拌抵抗はコンクリートのスランプ値と一定の
相関関係にあるので、練り混ぜに要するミキサ駆
動用電動機の通電電流値又は消費電力値を検出し
てスランプ値を求めることができる。この場合、
実用に供し得る測定手段としては、生コンクリー
トの製造過程に支障を生じさせない程度の速さで
測定でき、かつ測定した情報を電気信号として得
ることができること、実用に供する程度の測定精
度を有すること、生コンクリートの製造に伴う連
続運転が可能で測定環境において耐久性があるこ
とを充足するものであればよい。第５図の例で
は、ミキサ駆動用電動機３０から電動機負荷に相
応する電流を変流器で取り出し、ついで電圧変換
装置３１で電圧に変換し、電圧フイルタ３２を介
して検出電圧信号を予め作成した電圧とスランプ
値との相関に基づきスランプ値変換装置３３にて
スランプ値に変換し、表示する構造を採る。ミキ
サの駆動用電動機の電流を測定した場合、ミキサ
内に原材料の放出が開始してから消費電流は急激
に上昇し放出完了時最大となる。ついで、コンク
リートの練り混ぜが進行するのに伴い電流値は降
下し、略一定の値に到達して安定したところでコ
ンクリートの錬り混ぜが完了する。このような電
流変化は重力式や強制式などのミキサの形式変化
があつてもその変化パターンは差異がない。こう
して、消費電流値が安定したときのスランプ値変
換装置３３の出力が求めるスランプ値である。第
６図は第５図に示すスランプ値測定装置により測
定したスランプ値と前述の従来方法のJISに規定
された試験方法により測定したスランプ値との関
係を求めた一例である。この図から判明するよう
に第５図による測定方式のスランプ値はJISの試
験方法のスランプ値に対して±8.4％程度の変動
を有するのみで、すなわち、スランプ値８cmおよ
び18cmのコンクリートに対し±0.7cmおよび±1.5
cm程度の変動を有するので、ミキサ駆動用電動機
の電流測定により充分正確なスランプ値を得るこ
とができる。

第２図に示すスランプ値自動測定装置１７はミ
キサによる原材料の練り混ぜ１７１、この錬り混
ぜの安定した電流値を得たときのスランプ値変換
装置３３（第５図参照）による測定１７２、測定
に基づき得られたスランプ値１７３（SLM₂）の
各ブロツクを有する。この場合、指定されたコン
クリートの種類４すなわち普通コンクリート、あ
るいは軽量コンクリートなど単位容積重量の異な
るコンクリートの種類KCにより、撹拌抵抗が変
化するのでこの差異をスランプ値の測定に加味す
る必要があり、またコンクリートの練り混ぜ量Ｖ
（m³）についても指定された練り混ぜ量５により
かつ１基のミキサを使うか複数基のミキサを使う
かにより撹拌抵抗の違いによる調整およびミキサ
間の調整をスランプ値に対して行なう必要があ
り、さらに指定された粗骨材の最大寸法６により
この寸法GS（mm）の違いがスランプ値の違いに表
われるためその差違を加味する必要がある。これ
ら加味し調整する事項は予め試験又は試験によつ
て得られた情報をコンピユータ内に記憶し必要に
応じて使えばよい。

こうして、スランプ値自動測定装置１７ではス
ランプ値SLM₂（cm）が求められる。今までの説
明では２バツチ前の原材料の練り混ぜにつき、ス
ランプ値SLM₂（cm）を求めているが、計量装置
１基に対してミキサ１基を装備するバツチヤプラ
ントにおいては直前バツチの計量による練り混ぜ
コンクリートのスランプ値SLM₁（cm）を採用で
きる。前掲の式W71＝Ａ×（SLM₂−SLP₂）×W1
において、水量変化率Ａ（１／cm）はコンクリー
トの軟度に応じて相違する場合もあり、コンクリ
ートのスランプ値に応じて数種のものをコンピユ
ータに記憶しておき、指定スランプ値２（SLP）
を照合させて選定させてもよい。この場合、水量
修正W7（Kg）は一層正確に行なうことができる。

回収水のスラツジ濃度差による水量修正95にあ
つて、回収水のスラツジ濃度差による水の修正量
W8（Kg）はスラツジ濃度１％の増加に対する水量
変化率Ｂ（１／％）、スラツジ濃度測定装置によつ
て求めたスラツジ濃度BM（％）、示方配合を決定
した時に用いた回収水の基準スラツジ濃度BP
（％）、初期設定値８における水量配合分W1（Kg）
によつて表され、次式となる。

W8＝Ｂ×（BM−BP）×W1 この場合、スラツジ濃度を得る手段としてスラ
ツジ濃度測定装置１９が存在するが、この装置１
９は１バツチごとのコンクリートを製造する練り
混ぜ水として計量ビンから供給される回収水に対
して、たとえば超音波、散乱光−透過光特性など
を利用してスラツジ濃度BM（％）を測定するも
のである。また、基準スラツジ濃度BP（％）は示
方配合を決定する際に練り混ぜ水として水道水な
どの清浄水を用いた場合には零の値となる。

練り上りコンクリートまたはセメントの温度差
による水量修正９６にあつて、修正量W9（Kg）は
練り上りコンクリート温度測定装置によつて求め
た２バツチ前のコンクリート温度CM₂（℃）、セ
メント温度自動測定装置によつて求めた当バツチ
のセメント温度DM（℃）、示方配合を決定した時
の基準コンクリート温度CP（℃）、示方配合を決
定した時の基準セメント温度DP（℃）、練り上り
コンクリート温度１℃の増加に対する水量変化率
Ｃ（１／℃）、セメント温度１℃の増加に対する水
量変化率Ｄ（１／℃）、および初期設定値８の水量
配合分W1（Kg／m³）によつて表され、次式を得
る。

W9＝｛Ｃ×（CM₂−CP） ＋Ｄ×（DM−DP）｝×W1 上式において、Ｃ×（CM₂−CP）×W1はコンク
リート練り上り温度に応じて水量修正を行なう目
的であり、Ｄ×（DM−DP）×W1はコンクリート
練り上り温度に対し使用セメント温度が高い場合
に練り上りコンクリートに若干のスランドロツプ
を生じるので、これに対処するための水量修正で
ある。

この場合、コンクリート温度CM₂（℃）は前述
のスランプ値と同様２バツチ前の練り混ぜコンク
リートに対して測定する。計量装置１基に対して
ミキサ１基を装備するバツチヤプラントにおいて
は練り上りコンクリート温度は直前バツチのコン
クリートの温度CM₁（℃）を採用することができ
る。温度測定装置２０としては、１練りごとのコ
ンクリートを製造するための計量ビンに供給され
るセメントおよび練り上りコンクリートに対し、
熱電対、電気抵抗、サーミスタ等を利用して測定
を行なう。また、セメント温度１℃あたりの水量
変化率Ｄ（１／℃）はセメント温度に応じて相違
する場合もあり、セメントの温度範囲に応じて数
種のものをコンピユータに記憶しておき、セメン
ト温度測定結果に応じて選定すればよい。

こうして、練り混ぜ水の単位量補正及び修正に
つき、骨材表面水率による単位量補正９３、スラ
ンプ差による水量修正９４、回収水のスラツジ濃
度による水量修正９５、練り上りコンクリート温
度およびセメント温度による水量修正９６を行な
つた後、補正−修正後の水の重量W2（Kg）は次式
となる。

W2＝W1−（W6＋W7＋W8＋W9） ＝W1×｛Ａ×（SLM₂−SLP₂） ＋Ｂ×（BM−BP）＋Ｃ× （CM₂B−CP）＋Ｄ×（DM−DP）｝ −S1×MS−G1×MG 単位量の補正・修正計算は更にセメント量の修
正に関しても行なわれる。初期設定値８において
は、セメントの単位量C1（Kg）とコンクリートの
圧縮強度に関係する水セメント比Ｆ＝W1／C1と
が定まつている。そこで、所定の圧縮強度を有す
るコンクリートを得るためには水セメント比を一
定に保つ必要があり、この点水量との関係からセ
メント重量を修正する必要がある。すなわち、セ
メント量の単位量修正９２につき、セメントの初
期設定値８の単位量C1（Kg）に対し、指定された
水セメント比Ｆを前提として、水量修正分を加味
する必要がある。すなわち、スランプ差による修
正水量W7（Kg）、回収水のスラツジ濃度差による
修正水量W8（Kg）、練り上りコンクリートおよび
セメントの温度による修正水量W9（Kg）である。
こうして、セメント修正９２のセメント修正量
C6は次式となる。

C6＝（W7＋W8＋W9）×C1／W1 したがつて、修正後のセメント重量C2（Kg）は
次式である。

C2＝C1＋C6 ＝C1×｛１＋（W7＋W8＋W9）／W1｝ 今まで、単位量の補正・修正計算において、骨
材の単位量補正９１、練り混ぜ水の単位量補正及
び修正９３，９４，９５，９６、セメントの単位
量修正９２での計算において、Ａ（１／cm）であ
るスランプ値１cm増加あたりの水量変化率、Ｂ
（１／％）であるスラツジ濃度１％増加あたりの
水量変化率、Ｃ（１／℃）である練り上りコンク
リート温度１℃増加あたりの水量変化率、Ｄ
（１／℃）であるセメント温度１℃増加あたりの
水量変化率、Ｅである粗粒率1.00の増加に対する
細骨材変化率はそれぞれ実験的に求められる数値
で正または負の符号を含む数値となる。また、粗
骨材の表面水率MG（％）および細骨材の表面水
率MS（％）にも正または負の符号が含まれる。
この場合、負の場合とは骨材が表面乾燥飽水状態
を過ぎ吸水できる状態、すなわち気中乾燥状態
で、このときには表面乾燥飽水状態に達するまで
過剰の水量を加える必要がある。

以上の結果、コンピユータ内にて単位量の補
正・修正計算９の後、単位修正設定値１０にて修
正後のセメントの重量Ｃ２（Kg）、補正後の粗骨
材の重量G2（Kg）、補正後の細骨材の重量S2（Kg）、
補正・修正後の水量W2（Kg）が得られる。この場
合、初期設定値８においては生コンクリート１m³
当りの原材料の配合割合を示しているにもかわら
ず、単位量修正設定値１０では補正・修正後であ
り必ずしも原材料の総体積は１m³となつていな
い。練り混ぜ量が決められている以上、単位量修
正設定値１０を再修正して１m³の総体積の体積修
正設定値１１を算出する必要がある。

体積修正設定値１１の算出に当り必要な量とし
ては、セメントの比重SG、体積修正係数Ｋ、体
積修正後のセメントの重量C3（Kg）、体積修正後
の粗骨材の重量G3（Kg）、体積修正後の細骨材の
重量S3（Kg）、体積修正後の水の重量W3（Kg）、指
定空気量AI（％）である。この場合、指定空気量
AI（％）予め指定された量で、コンクリート内に
あつて耐久性等の品質に関与するコンクリート内
の空気含有量である。体積修正設定値１１として
は、次式となる。

C3＝Ｋ×C2 G3＝Ｋ×G2 S3＝Ｋ×S2 W3＝Ｋ×W2 Ｋ＝1000｛１−（AI／100）｝／ 〔1000｛１−（AI／100）｝ ＋｛（C6／SG）＋W7＋W8＋W9｝〕 ついで、オペレータの操作盤７において指示さ
れた１練りの練り混ぜ量５を乗じて実際の練り混
ぜ設定値である計量設定値１２を算出する。計量
設定値１２の算出に当り必要な量として、１練り
のコンクリートの練り混ぜ量Ｖ（m³）、練り混ぜ量
変更後のセメントの重量C4（Kg）、練り混ぜ量変
更後の粗骨材の重量G4（Kg）、練り混ぜ量変更後
の細骨材の重量S4（Kg）、練り混ぜ量変更後の水
の重量W4（Kg）とする。計量設定値１２として
は、次式となる。

C4＝Ｖ×C3 G4＝Ｖ×G3 S4＝Ｖ×S3 W4＝Ｖ×W3 この計量設定値１２により単位量の補正・修正
計算９の実施後の適正な原材料の練り混ぜ量が決
められ、計量信号として各計量装置に出力されて
この信号により引き続き粗計量、微計量が行なわ
れて実計量値C5（Kg）、G5（Kg）、S5（Kg）、W5
（Kg）が実施され完了する。この時点が第１図に
示す時刻T₄である。そして、各計量ビンから実
計量値１３の情報がコンピユータに記憶される。

コンクリートの品質は前述の原材料の配合割合
の適正な設定で確保されるものの、本実施例では
更に所定材令の強度を推定するものである。コン
クリートの強度とセメント水比とはコンクリート
が所要の施工性を有する範囲で比例関係にある。
この比例関係にあることを利用してコンクリート
の強度推定１８を行なう。すなわち、予め実験室
等で作成したコンクリートのセメント水比と28日
等所定の材令におけるコンクリートの強度との関
係に、実計量値１３等から求めたセメント量およ
び水量などを照合し、所定材令における強度を生
コンクリート製造時に推定するものである。今、
材令推定に必要な量を挙げると、Ｈ，Ｊ（Kg／cm²）
はコンクリートのセメント水比と所定の材令にお
ける強度との関係において定まる定数、ST（Kg／
cm）は推定強度、C5（Kg）はセメントの実計量
値、W5（Kg）は水の実計量値、S5（Kg）は細骨材
の実計量値、G5（Kg）は粗骨材の実計量値、MS
（％）は細骨材の表面水率、MG（％）は粗骨材の
表面水率、WCRは実計量値から求めた水セメン
ト比である。水セメント比WCRおよび推定強度
は次式となる。

WCR＝〔｛MS×S5／（100＋MS）｝ ＋｛MG×G5／（100＋MG）｝ ＋W5〕／C5 ST＝（Ｈ／WCR）＋Ｊ この場合、コンクリートの水セメント比と所定
の材令におけるコンクリートの強度との関係にお
いて定まる定数Ｈ，Ｊは使用する骨材の種類別、
たとえば軽量コンクリート、川砂利コンクリー
ト、砕石コンクリート等の違い別、使用混和材
別、使用セメント種類別などに応じて予めコンピ
ユータに記憶され得る。こうして、生コンクリー
ト工場において製造されるコンクリートに対し、
納入先に搬入する前、所定材令におけるコンクリ
ート強度を推定できることは、生コンクリート製
造者の品質管理、早期強度判定、生コンクリート
購入者に対する品質保証に対し極めて有効であ
る。また、実測量値から求めた水セメント比
WCRと予めコンピユータに記憶された初期設定
値８から算出した水セメント比とを比較した結
果、両者の差異が所定の範囲外となつたとき、こ
の異常に応じて計量ビンや原材料のチエツクによ
る異常早期発見および原因究明、異常に対する早
期対処などが可能となつて、バツチヤプラントに
おける誤動作防止、生コンクリートの品質管理強
化に多大な偉力を発揮する。粗骨材および細骨材
の表面水率MG（％）、MS（％）はこの強度推定に
も利用されるが、この表面水率の自動測定１６は
製造されるコンクリートについて所定の配合割合
に応じた粗骨材および細骨材が計量ビンに給送さ
れるたび生コンクリートの製造行程に支障を生じ
ない速さで測定可能であり、しかも測定結果を電
気信号として得られ、また測定精度は表面水率補
正ができる程度であり、装置は生コンクリート製
造の連続運転が可能であり、しかも測定環境にて
耐久性があるなどの条件を充たすものであれば
種々の測定手段に応用できる。

第２図における実施例は混和材料を含まないコ
ンクリートにつき示したものであるが、混和材料
を混入したコンクリートについても同様の処理が
可能であり、たとえば混和材料の混入量がセメン
ト量等に対し定まつている場合、練り混ぜ量変更
後のセメントの計量設定値C4（Kg）、１練りのコ
ンクリート練り混ぜ量Ｖ（m³）などにより算出が
可能である。

さらに、上記実施例では計量ビンからの情報を
正確を期するため採用して演算処理を行なつたの
であるが、計量ビンではなくこの計量ビンに原材
料を供給する貯蔵ビンから情報を採用しても修正
計算は可能である。

本実施例では１練りの原材料の修正配合を述べ
たが、演算処理によるこの配合結果を引き続く１
練り分の原材料の配合割合に利用することももち
ろんできる。

以上説明したように本発明によれば、原材料か
ら得られた情報、練り混ぜられた生コンクリート
から得られる情報、および生コンクリートの製造
条件から得られる情報にり、１練りごとの原材料
の配合割合を情報の演算処理にて自動的に演算制
御したため、水量、スランプ値、水セメント比な
ど所要の品質を有する生コンクリートを得ること
ができ、また、コンピユータによる演算処理によ
つたため生コンクリート製造の際の省力化、配合
割合の自動修正、生コンクリートの品質管理、品
質保証に対して効果が極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は生コンクリートを製造するバツチヤプ
ラントの計量装置およびミキサの稼動状況の一例
を示す説明図、第２図は本発明による生コンクリ
ートの製造方法の実施例を示すブロツク図、第３
図は計量ビンで骨材表面水率測定装置の一例の構
成図、第４図は１日の表面水率の比較例を示した
グラフ、第５図はスランプ値を測定するための装
置を示す構成図、第６図は第５図による装置と従
来のスランプ値の測定結果を示すグラフである。 図面中、１は指定強度、２は指定スランプ値、
３は指定空気量、４はコンクリートの種類、５は
練り混ぜ量、６は粗骨材の最大寸法、７は操作
盤、８は初期設定値、９は単位量の補正・修正計
算、９１は骨材表面水率による骨材量補正、９２
はセメント量修正、９３，９４，９５，９６は水
量補正、１０は単位量修正設定値、１１は体積修
正設定値、１２は計量設定値、１３は実計量値、
１６は骨材表面水率の自動測定、１７はスランプ
値の自動設定、１８は強度設定、１９はスラツジ
濃度の自動設定、２０はコンクリート及びセメン
ト温度自動測定である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 貯蔵ビン内のセメント・骨材・水を有する原
   材料を計量ビンに供給して計量した後、この計量
   ビン内の原材料をミキサに放出して１練りごとに
   練り混ぜる生コンクリートの製造方法において、
   上記計量中又は計量以前の原材料から得られる骨
   材の表面水率に基づき、計量される骨材及び水量
   を示方配合割合になるよう補正する一方、示方配
   合割合に基づいて製造された生コンクリートの測
   定スランプ値のうち最新の測定スランプ値と目標
   スランプ値との差の演算に基づき、目標スランプ
   値の生コンクリートを得るよう計量される水量の
   修正演算を行ない、この修正演算がされた水量に
   基づき所定の水セメント比を得るよう計量される
   セメント量の修正演算を行ない、これら修正演算
   により計量される水量及びセメント量につき示方
   配合割合を修正したことを特徴とする生コンクリ
   ートの製造方法。