JPH0365309A - 冷却生コンクリートの製造装置 - 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】 【産業上の利用分野】

この発明は、冷却された生コンクリートを製造する装置
に関する。

【従来の技術ならびにその課題】

生コンクリートは、温度が低いことが望ましい。 特に、日中気温が２５℃を超える暑中コンクリートは、
冷却することによって、特性が改善される。 暑中コンクリートは、 ■　スランプが低くなり、 ■　ひび割れが発生し、 ■　強度が低下する欠点がある。 スランプの低下は、水の蒸発が原因である。例えば、線
上がり温度が３０℃で、スランプ１８ｃｍである生コン
クリートを、トラックアジテータで１時間程度運搬ず”
る辷、スランプは約６ｃｍ低下すると言われている。ス
ランプが低下するヒ、打ち込みが回能となる。この生コ
ンクリートは、セメントペーストを添加して練り直す必
要がある。さらに、生コンクリートは、水の添加量を同
じに調整しても、温度が高くなるにしたが・ノて、スラ
ンプが低下する特性がある。 硬化時に発生するひび割れは、内部での発熱が原因であ
る。コンクリートが硬化するときの反応である水和反応
は、発熱反応である。内部で発熱すると、コンクリート
の内部ご外表面とで温度差ができる。暖められた内部は
、熱膨し、冷却された外表面は、収縮してひび割れを発
生ずる。 コンクリートのひび割れは、あらゆる用途に弊害をもた
らす。特に、ダム、海中に設置きれる橋の橋脚、原子炉
の隔壁等の場合、致命的な欠点となる。 さらに、暑中コンクリートは、硬化時の強度も低下する
。 生コンクリートを冷却することによって、これ等の弊害
を解消できる。 冷却生コンクリートの製造装置ヒして、添加する水を冷
却する装置が開発きれている。ＩノかＩｙながら、添加
する水を冷却しても、生コンクリートの温度をそれはご
低くできない。それは、生コンクリートに添加する水量
が、全体量の檀＝−６％に過ぎないことが理由である。 まｋ、生コンクリートに添加するセメントを冷却する装
置も開発きれている。この装置は、セメントに液化窒素
ガスを吹き込んで、セメントを強制冷却している。この
装置は、セメントζ、二水を添加しないで冷却できる特
長はあるが、ランニングコストが著しく高い欠点がある
。高価な液化窒素ガスの消費型が多いここが理由である
。このため、この装置は、特別な生コンクリートに

【ノ
か使用で含ない欠点がある。 コンクリートに添加される材料で、最も重量比の多いも
のは、骨材である。このため、骨材を冷却することは、
生コンクリートの温度を低下するのに品も効果がある。 このことを実現するために、骨材を冷却する装置が開発
きれている。 骨材を冷がする装置ヒして、骨材を表面水の気化熱で冷
却する装置が開発きれている（特開昭５７−１８８３１
７号公報）。この装置は、骨材を密閉タンクに入れ、密
閉タンクを真空にして水分を強制的に蒸発させ、水分の
気化熱で骨材を冷却している。この装置は、大きな圧力
タンクこ、大容量の真空ポンプを必要とし、設備コスト
が高くなる欠点がある。また、骨材を連続的に冷却でき
ない欠点もある。 更に、骨材に、液化窒素ガスを吹送付けて冷却する装置
も開発きれでいる（特開昭６３　１５６０４５号公報、
特開平１−２６４０７号公報、特開平１　２６ＡＯＢ号
公報）。これ等の装置は、骨材に水を添加することなく
冷却できる特長がある。また、骨材を低温に冷却できる
特長もある。 しかしながら、これ等の装置は、砂を液化窒素ガスで冷
却する装置と同様に、ランニングコストが高く、特別の
用途にしか使用できない欠点がある。 この発明は、従来のこれ等の欠点を解決することを目的
に開発されたもので、この発明の重要な目的は、安いラ
ンニングコストで生コンクリートを低温に冷却平きる冷
却生コンクリートの製造装置を提供することにある。 【従来の課題を解決する為の手段】 この発明の冷却生コンクリートの製造装置は、従来の課
題を解決するために、下記の構成を備えている。 （ａ）　　冷却生コンクリートの製造装置は、骨相とセ
メントと砂こ水ヒを混練りするミキザーＩＬ、骨材を冷
却する冷却水槽２ヒ、冷却水槽２に骨材を供給して駆出
する供給排出手段３と、冷却水槽２の冷水を冷却する冷
却用熱交換器４と、冷却用熱交換器４に冷媒を供給する
強制冷却機５と、冷水を冷却用熱交換器４と冷却水槽２
とに循環させる循環ポンプ６とを備えている。 （ｂ）　　骨材の冷却水槽２には、骨材を強制冷却する
冷水が充填されている。 （ｃ）　　供給排出手段３は、冷却水槽２に設けられて
おって、骨材を冷水に接触させる。 （ｄ）　　冷却用熱交換器４は冷媒が循環される冷媒路
７と、冷水が循環される冷水路８とに区画されている。 （ｅ）　　冷却用熱交換器４の冷水路８は、冷水を循環
して冷却するもので、循環管９と循環ポンプ６とを介し
て冷却水槽２に連結されている。 （ｆ）　　冷却用熱交換器４の冷媒路７は、強制冷却機
５に連結されており、強制冷却機５から液化された冷媒
が供給される。 （ｇ）　　骨材は、冷却水槽２の冷水で冷却されてミキ
サーｌに供給されるように構成されている。

【作用】

この発明の冷却生コンクリートの製造装置は、骨材を冷
却してミキサーで混合する。この発明の好ましい実施例
を示す第１図に基づいて、この装置の動作を説明する。 冷却されていない骨材は、供給排出手段３でもって冷却
水槽２に供給される。ここに送られた骨材は、冷却水槽
２の冷水に接触して冷却される。 冷却水槽２において、骨材は、冷水中に浸漬され、ある
いは、冷水が散水され、あるいはまた、散水されたのち
、浸漬されて冷却される。冷却された骨材は、供給排出
手段３で取り出されて、ミキサー１に供給される。 冷却水槽２には、循環ポンプ６で冷水が供給される。冷
水は、循環ポンプ６でもって、冷却水槽２→冷却用熱交
換器の冷水路８→循環ポンプ６→冷却水槽２に循環され
る。循環する冷水は、冷却用熱交換器４で冷却された後
、骨材に散水されて、これを冷却する。 冷却用熱交換器４の冷媒路７には、強制冷却機５から液
化された冷媒が供給される。液化した冷媒は、冷却用熱
交換器４の冷媒路７で蒸発し、蒸発熱で冷水を冷却する
。 この装置は、骨材の冷却温度を調整して、生コンクリー
トの練り上がり温度を制御できる。たとえば、外気温が
２５℃以上の環境で使用して、骨材の冷却温度を８℃と
すると、生コンクリートの練り上がり温度は、約１７〜
１８℃と著しく低温にできる。 第１表〜第３表に、混合する骨材やセメントの温度に対
する、生コンクリートの練り上がり温度を示している。 これ等の表において、第１表は、この発明の冷却生コン
クリートの製造Ｈ置を使用した例を示し、第２表は混合
材を冷却しない例を示し、第３表は水にかわって氷を添
加した例を示している。 第１表に示すように、この発明の装置は、骨材を８℃に
冷却して、生コンクリートの温度を１７℃にできる。こ
のように、この発明の装置が、生コンクリートを著しく
低温に冷却できるのは、保第１表　　　　肴士。 第２表 有熱量が極めて大きい骨相の納置を著しく低減できるこ
とが理由である。第３表ζこ示ずように、添加する水に
氷を使用しても、骨材の練り上がり温度は２２°Ｃｔコ
冷却されるにすぎない。大きな融解熱の氷を添加して、
生コンクリート温度を低下できないのは、水の添加量が
少ないことが理由である。 このように、この発明の装置は、簡単に生コンクリート
温度を低温に冷却でき、極めて良い環境でコンクリート
を硬化できる特長がある。 さらに、この発明の冷却生コンクリート製造装置の特筆
すべき特長ζよ、生コンクリ・−１・温度を低温に冷却
できるにもかかわらず、ランニングコストを著（）＜低
減できることにある。それ乙よ、骨材に接触して強制冷
却する冷水を循環して再使用１八また、骨材に冷水を直
接接触させて冷却することが理由である。 循環して再使用される冷水は、冷却水槽ε、二供給する
温度を、可能な限り０″ｃに近付げるのがよい。 低温の冷水は１、短時ｒＡｔ９″、、骨材を低い温度に
冷却するからである。ただ、０℃以下の水は凍結して循
環できないの甲、Ｏ’Ｃ以−Ｌの水、好ましくは、１〜
Ｆ５’Ｔ：の冷水を循環させる。骨材を冷却した冷水は
、骨材から熱歪ネルギ・−を奪って多少温度が土：昇す
る。例えば、骨材を９でに冷却した冷水は、５〜７℃に
温度が上昇する。骨材を冷却した冷水温度は、常温の水
に比較する？ご温度が低い。このため、冷却用熱交換器
で多少冷却すると、再び骨材を冷却できる温度となる。 したがって、骨材を冷却した冷水を捨てで、新

【ノい水を冷却する方式に比較すると、冷却効率を高くできる。 このため、強制冷却機を電力で運転する場合、消費電力を少なくＬ／で、骨材を能率よく冷却できる。電力の使用効率がよく、しかも、従来のように、高価な液化窒素ガスを使用しないこの発明の装置は、極めて経済的に使用できて、多くの用途に利用できる特長がある。 【好ましい実施例】

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。 但し、以下に示す実施例は、この発明の技術思想を具体
化する為の装置を例示すものであって、この発明の装置
は、構成部品の材質、形状、構造、配置を下記の構造に
特定するものでない。この発明の装置は、特許請求の範
囲に記載の範囲に於て、種々の変更が加えられる。 更ζこ、この明細書は、特許請求の範１用が理解シ！易
いように、実施例に示される部材に対応する番号を、特
許請求の範囲に示される部材に例記している。ただ、特
許請求の範囲に記述される部材を、実施例に示す部材に
特定するものでは決してない。 第１図に示す冷却生コンクリートの製造装置は、骨材と
セメントと砂こ水とを混練りするミキサー１ヒ、骨材を
ミキサー供給前に冷却する冷却水槽２と、冷却水槽２に
骨材を供給して搬出する供給排出手段３こ、冷却水槽２
の冷水を冷却する冷却用熱交換器４と、冷却用熱交換器
４に冷媒を供給する強制冷却機５と、冷水を冷却用熱交
換器４と冷却水槽２とに循環させる循環ポンプ６とを備
えている。 ミキサー１には、冷却された骨材と、砂と、セメントと
、水とを混練りできる全てのミキサーが使用できる。 冷却水槽２は、上方が開口された細長い樋状をしている
。冷却水槽２は、内部で移送される骨材を冷却する。冷
却水槽２の大きさは、単位時間当りの骨材の冷却量で決
定される。骨材の冷却処理量が、２５０トンの場合、冷
却水槽２の大きさは、好ましくは、幅２〜３．５ｍ、高
さ０．６〜１゜５ｍ、長さ５〜１５１Ｔｌの範囲に調整
される。 骨材は、大きさによって、冷却時間が異なる。 大きい骨材は、小さいものに比較して、内部まで冷却さ
れるのに、時間がかかる。したがって、大粒の骨材は、
冷水浸漬時間を長くする必要がある。 冷却水槽２の全長を長くして、骨材の冷水浸漬時間を長
くできる。したがって、大粒の骨材を、冷却する冷却水
槽２は、全長を長くする。例えば、５〜１５０ｍｍφの
骨材を、時間当り２５０トン冷却する冷却水槽２は、全
長を、１０〜１５ｍとし、５〜４０ｍｍφの骨材を冷却
する冷却水槽２は、全長を５〜８ｍとする。 冷却水槽２は使用するに従って底に土砂が堆積する。骨
材の表面に付着する土砂が、冷水で洗い落とされて底に
沈降するからである。冷却水槽２の底部には、底に堆積
する土砂等を排出する掃除口１０が設けられている。掃
除口１０は、脱着板１１で水密に閉塞されている。脱着
板１１を外して、底に堆積する土砂を排出できる。 冷却水槽２の右端には、冷水の排出口が開口される。排
水口には、フィルター１２が連結されている。フィルタ
ー１２は、冷水に含まれる土砂を濾過して、清澄な清水
を冷却用熱交換器４に供給する。 第１図と第２図とに示す装置は、供給排出手段３にベル
トコンベアを使用している。ベルトコンベアは、骨材を
移送しながら連続的に冷却する。 すなわち、ベルトコンベアは、骨材をベルトに載せて、
冷却水槽２の冷水中に浸漬して移送する。 第２図において、ベル）１３は、冷却水槽２の右から左
に骨材を移送して冷却する。 供給排出手段３であるベルトコンベアは、ベルト１３と
、ベルト１３の両側が連結されているチェーン１４と、
チェーン１４を回転駆動するスプロケット１５と、この
スプロケット１５を回転駆動するモーター１６と、チェ
ーンガイド１７とを備えている。 ベルトは、互いに折曲自在に連結された細幅の載板１８
で構成されている。載板１８の両端には、垂直に側板１
９が固定されている。側板１９は、ベルトに載せられた
骨材が横から落下するのを防止する。側板１９は、上の
幅が下の幅よりも広くなる逆台形状をしている。逆台形
状の側板１９は、隣接する側板１９との間で、所定の幅
でラップする。ラップする側板１９は、第３図に示すよ
うに、ラップ部分で互いに摺動できるように、内側と外
側とに多少位置ずれして、連結されている。 逆台形状の側板１９は、底辺の両端に位置して、チェー
ン１４のビン２０に連結される孔が開口されている。こ
の孔にチェーン１４のビン２０が挿入されて、側板１９
を介して載板１８が平面状に連結されている。進行方向
において、前後の両端をチェーン１４のビン２０に連結
する載板１８は、上に骨材が載せられても回転すること
なく、水平に保持して、骨材を運搬する。 載板１８の横断面形状を第４図に示す。この形状の載板
１８は、進行方向の前縁を山伏に折曲している。この載
板１８を連結したベルトは、骨材を前後に位置ずれなく
移送できる特長がある。 チェーン１４は、載板１８の両端が連結され、ベルト状
に連結された載板１８を移動させる。第１図と第２図と
において、チェーン１４は載板１８を骨材を載せて右か
ら左に移送する。 チェーンガイド１７は、骨材を載せて移送する上側のチ
ェーン１４の下面に設げられている。チェーンガイド１
７は、骨材が載って移動するチェーン１４の移動軌跡を
決定ずろ。チェーン１４は、骨材が載せられたベルトを
、冷却水槽２の冷水中ここ移動させる。したがって、チ
ェーン１４は、第２図に示すように、骨材を冷却する中
間部分が、両側部分よりも低い位置を移動する。すなわ
ち、上側のベルト１３は、右のスプロケット１５から次
第に降下し、中間部は冷水中を水平に移動し、さらに、
左のスプロケット１５に向かって上り勾配に上昇して移
動する。したがって、チェーンガイド１７は、第２図に
おいて、両側ζこ向かって上り勾配に傾斜し、中間は水
平に配設されている。 チェーン１４が掛けられた左のスプロケット１５は、減
速機を介してモーター１６に連結されて、モーター１６
で回転駆動される。 この構造の供給排出手段３は、ベルトの右端部に供給さ
れた骨材を、左に向かって移送する。骨材は、移送途中
で冷水に浸漬して冷却され、左端から排出される。 移送途中で、冷水に浸漬ｊノで冷却された骨材は、好ま
しくは、水切りしてミキサーに供給される。 骨材は、供給排出手段の排出側で水切りし、あるいは、
供給排出手段とミキサーとの間に、別に水切装置を接続
すで水切りする。 供給排出手段の排出側で骨材の水切りをするζ、乙は、
供給排出手段のベルトを振動させるここで実現できる。 また、供給排出手段ヒミキザーとの間に接続する水切装
置には、遠心力で骨材に付着する水分を除去する装置、
あるいは、網打の上ζこ骨材を載せて振動で水分を除去
する装置等が使用できる。 冷却用熱交換器４は、冷媒と冷水この間で熱エネルギー
を会換して冷水を冷却する。この用途に使用する冷却用
熱交換器４には、土砂で汚れた冷水が循環される。した
がって、土砂で汚れた冷水通路を簡単に清掃できる構造
が要求される。冷水の通路に上砂が堆積すると、熱交換
効率が低下す第５図、第６同、第７図に、冷水路である
冷水管２１を簡単に清掃で吉る冷却用熱交換器４を示す
。この冷却用熱交換器ｄは、円筒状のケーシング２２両
端の隔壁を気畜に貫通する複数本の冷水管２１ヒ、複数
本の冷水管２１の端部な連結する連通室とを備えている
。 ケーシング２２は内部で冷媒が気化されて熱を奪うよう
に、両端が隔壁２３で気密に密閉されて内部に冷媒室２
４が設けられている。冷媒室２４には、冷媒の流入口２
５と、排出口２６とが開目されている。流入口２５は、
膨張弁２７を介してコンデンサー２８に、排出口２６が
コンプレッサ２９の吸入側に連結される。 冷水管２１は、全長がケーシング２２よりも多少長く形
成され、両端がケーシング２２の隔壁２３を気密に貫通
し、隔壁２３から更に突出している。 冷水管２１には、好ましくは、チタン合金やステン１ノ
ス等の銅腐食性金属バイブが使用される。 隔壁２３の外側で、冷水管２１の外周に、金属への接着
力が強く、しかも硬く硬化して、耐寒性があり、膨張の
少ないコーキング材を１４着する。 更に、第５図に示すように、隔壁２３の外表面全体にコ
ーキング材を付着ず゛ることも可能である。 冷水管２１には、ステンレスやチタンに代わって、簡単
に隔駅２３に溶接できる＋Ａ利、例えは１、鉄、銅、真
ちゅう、アルミニウム等の金属バイブを使用するここが
できる。 冷水管２１の端は、ケーシング２２の両端にある冷水室
３０に水密に連結される。冷水室３のは、複数本の冷水
管２１を、直列に、あるいは並列に、あるいは又、何本
かを並列にしたものを直列乞こ連結して、冷水管２１に
冷水等の液体を流すつ第６図および第７図は、第５図（
こ示す冷水管２１の左右に位置する冷水室を示すもので
、３木の冷水Ｖ２１を並列に接続し、これを直列に連結
する区隔壁３１を備えている。 区隔壁３１は、開閉蓋３２を閉じた状態で冷水室３０を
区画するように、開閉蓋３２の内面と同一平面まで延長
されている。このように区画壁３１を備える冷却用熱交
換器４は、複数の冷水管２１を直列に接続して、冷水路
を長くできる特長がある。 冷水室３０の両側、即ち、冷水管２１の延長線上は、冷
水管２１内が簡単に清掃できるように、開閉蓋３２で水
密に閉塞されている。開閉蓋３２は、第５図に示すよう
に、上縁が蝶番３３を介して冷水室３０の上縁に装着さ
れている。この開閉蓋３２は、冷水室３０を水密に密閉
できるように、周囲にフランジ３４が設けられている。 フランジ３４は、ナツト３５で挟着される。開くときに
は、ナツト３５を外し、これの下部を持ち上げて開き、
この状態で冷水管２１に清掃具等を押し込んで内部を清
掃する。 冷水室３０には、冷水の流入口３６と流出口３７とが開
口されている。 冷却用熱交換器４に冷媒を供給する強制冷却機５は、コ
ンプレッサー２９と、コンデンサー２８と、コンデンサ
ー２８を冷却する放熱器３８と、膨張弁２７とを備えて
いる。コンプレッサー２９は、冷却用熱交換器４から気
化した冷媒を吸入して、加圧してコンデンサー２８に送
る。 コンデンサー２８は、加圧された冷媒を冷却して液化さ
せる。 放熱器３８は、コンデンサー２８を冷却して、冷媒を液
化させる。放熱器には、クーリングタワーや空冷の熱交
換器が使用できる。 膨張弁２７は、冷却用熱交換器４への冷媒供給量を調整
する。膨張弁２′？、を通って冷却用熱交換器４に送り
込まれた冷媒は、冷却用熱交換器４で膨張気化されて、
周囲から気化熱を奪い、冷水管２１を冷却する。 循環ポンプ６は、冷却用熱交換器４で冷却された冷水を
、冷却水槽２に供給して、骨材を冷却する。循環ポンプ
６の排出側には、散水管３９が連結されている。散水管
３９は、冷却水槽２の上方に配管されて、冷却水槽２に
冷水を散水して、骨材を冷却する。 散水管３９は必ずしも冷却水槽２の上方に配設する必要
はない。図示しないが、冷却水槽２に連結して、冷却水
槽２に冷水を循環させることもできる。 第１図に示す装置は、骨材を冷却水槽２の冷水中に浸漬
して冷却している。ただ、この発明は、骨材の冷却状態
を第１図に示す方式に特定しない。 図示しないが、骨材を冷水に浸漬することなく、これに
散水して冷却することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す冷却生コンクリート
の製造装置の概略断面図、第２図は冷却水槽の一例を示
す断面図、第３図は第２図に示す冷却水槽の平面図、第
４図は供給排出手段の載板を示す横断面図、第５図は第
１図に示す装置の冷却用熱交換器の一例を示す断面図、
第６図および第７図は第５図に示す冷却用熱交換器の端
部を示す断面図である。 ｌ・・・・・・ミキサー　　　２・・・・・・冷却水槽
、３・・・・・・供給排出手段、４・・・・・・冷却用
熱交換器、５・・・・・・強制冷却機、　　６・・・・
・・循環ポンプ、７・・・・・・冷媒°路、　　　　８
・・・・・・冷水路、９・・・・・・循環管、　　　１
０・・・・・・掃除口、１１・・・・・・脱着板、　　
　１２・・・・・・フィルター１３・・・・・・ベルト
、　　　１４・・・・・・チェーン、１５・・・・・・
スプロケット、 １６・・・・・・モーター　　１７・・・・・・チェー
ンガイド、１８・・・・・・載板、　　　　１９・・・
・・・側板、２０・・・・・・ビン、　　　　２１・・
・・・・冷水管、２２・・・・・・ケーシング、２３・
・・・・・隔壁、２４・・・・・・冷媒室、　　　２５
・・・・・・流入口、２６・・・・・・排出口、　　　
２７・・・・・・膨張弁、２８・・・・・・コンデンサ
ー ２９・・・・・・コンプレッサー ３０・・・・・・冷水室、　　　３１・・・・・・区隔
壁、３２・・−・・・開閉蓋、 ３７１・・・・・・フランジ、 ３６・・・・・・流入口、 ３８・・・・・・放熱器、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記の構成を備える冷却生コンクリートの製造装置。 （ａ）冷却生コンクリートの製造装置は、ミキサー１と
   、骨材の冷却水槽２と、冷却水槽２に骨材を供給して搬
   出する供給排出手段３と、冷却用熱交換器４と、強制冷
   却機５と、循環ポンプ６とを備えている。 （ｂ）骨材の冷却水槽２には、冷水が充填されている。 （ｃ）供給排出手段３は、冷却水槽２に設けられておっ
   て、骨材を冷水に接触させる。 （ｄ）冷却用熱交換器４は冷媒路７と、冷水路８とに区
   画されている。 （ｅ）冷却用熱交換器４の冷水路８は、循環管９と循環
   ポンプ６とを介して冷却水槽２に連結されている。 （ｆ）冷却用熱交換器４の冷媒路７は、強制冷却機５に
   連結されており、強制冷却機５から液化された冷媒が供
   給される。 （ｇ）骨材は、冷却水槽２の冷水で冷却されてミキサー
   １に供給されるように構成されている。