JPH0737021B2 - コンクリート製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷却下でスラリー（セメント成分を含む水溶
液）を生成することにより、練り上がり温度の低いコン
クリートを製造するコンクリート製造方法に関するもの
である。

〔従来の技術〕

例えば、ダムコンクリートなどでは、コンクリート打設
後の内部温度を抑えて、ひび割れを防止するためには、
コンクリートの打込温度を25℃以下にする必要がある。
このため、従来から、液化窒素などの低温液化ガスを用
いてコンクリートの製造段階での温度を低く抑える技術
が提供されている。

かかる技術として、（イ）ミキサーやトラックミキサー
で混練中のコンクリートへ低温液化ガスを噴射するも
の、（ロ）骨材びんに貯蔵した骨材に低温液化ガスを噴
射し、冷却したこの骨材をミキサーに投入するもの、
（ハ）砂を攪拌しながら、これに低温液化ガスを噴射
し、冷却したこの砂をミキサーに投入するもの、（ニ）
練り混ぜ水中に低温液化ガスを噴射し、この冷却した練
り混ぜ水をミキサーに投入するものなどが提案されてい
る。

しかしながら、かかる従来のコンクリートの冷却技術に
あっては、上記（イ）のコンクリートの冷却では、低温
液化ガスの噴射面とコンクリートの接触面が限定され、
大半が未使用のガスとして放出されてしまい、熱の伝達
効率が著しく悪く、結果的に40〜50％の利用効率しか得
られず、不経済となり、上記（ロ）の骨材の冷却では、
槽内および骨材表面の水が凝結するために、槽内で骨材
どうしが結合して、ゲートからの引き出しが困難になる
などの課題があった。また、上記（ハ）の砂の攪拌冷却
では、砂を攪拌槽で攪拌冷却するためのバッチャープラ
ント内に設備する必要があるため設備の改造が必要とな
り、上記（ニ）の練り混ぜ水の冷却では、RCDコンクリ
ートのように練り混ぜ水を少量しか使わないコンクリー
トの場合、所要の冷却カロリーを得るのには不十分であ
り、他の混合材の冷却と併用する補助的な冷却を必要と
するという課題があった。さらに、氷を製造して冷却し
た練り混ぜ水を作り、これを用いる方法もあるが、別途
氷の貯蔵、運搬手段が必要となり、設備の改造が必要に
なるなどの課題があった。

一方、上述の方法に対して、水槽中の水への低温液化ガ
スの吹き込みにより水と氷の混合物を作り、これをコン
クリートの冷却に用いる技術について、本出願人は先に
出願し（実願平１−129039号）、上記各課題を解決でき
るようになった。この方法では、低温液化ガスの温度や
氷の生成量から使用効率を90％以上に高めることができ
るという利点がある。また、かかる氷水混合物は０℃で
も流動性が高いシャーベット状物質であり、ポンプなど
により管路輸送が容易に行えるという利点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、かかる氷水混合物を用いるものでは、こ
れらを槽内にある時間放置しておくと、氷は浮き上がっ
て上層部に集中し、ここで固結する傾向を示すほか、低
温液化ガスの上記水中への吹き込み中において、氷の生
成量が増加するにつれて対流が滞るようになり、上記氷
水混合物中に低温液化ガスの通路が生じて、吹き込んだ
低温液化ガスが直接外へ吹き抜けてしまい（トンネル現
象）、低温液化ガスの使用効率が著しく悪化するなどの
課題があった。

本発明は、上記従来の課題に着目してなされたものであ
り、水または氷に混和剤を混入した混合物からなる練り
混ぜ水と、セメント又はセメントと混和材の混合物とを
混合、攪拌、循環させるとともに低温液化ガスと効率よ
く接触させて低温のスラリーを生成し、上記低温のスラ
リーをミキサーにおいて他のコンクリート材料と混合し
て、練り上がり温度の低いコンクリートを製造すること
ができるコンクリート製造方法を提供することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明にかかるコンクリート製造方法は上記目的を鑑み
たものであり、その要旨は、水計量槽において水または
水に混和剤を混入した混合物からなる練り混ぜ水の投入
量を計量し、セメント計量槽においてセメント又はセメ
ントと混和材の混合物のいずれかの投入量を計量し、攪
拌槽において上記各計量槽で計量した計量物を攪拌して
スラリー状の攪拌物とし、低温ガス供給部から低温液化
ガスを上記攪拌槽の攪拌物に噴入し、上記攪拌槽で生成
した低温の攪拌物をミキサーに供給することにより生成
するコンクリート製造方法において、上記低温液化ガス
の噴入を、上記攪拌槽の下部から上方に向けて、噴入す
ると同時に、上記攪拌槽の上下部をパイプで連結し、ポ
ンプにより上記攪拌槽内の攪拌物を上記低温液化ガスの
噴入方向とは逆方向に循環させるようにしたことを特徴
とするコンクリート製造方法にある。

ここで混和剤とは、コンクリートの性質を改良すること
を目的に、コンクリートの成分として加えるセメント・
水・骨材以外の材料のうち、使用量が少なく薬品的な使
い方をするものであり、AE剤、減水剤、急結剤、着色剤
等を含むものをいう。

また、上記混和材には、上記セメント・水・骨材以外の
材料のうち、使用量が多くその容積がコンクリートの配
合の計算に関係するものをいい、フライアッシュ、鉱炉
スラグ、石粉等を含むものがある。

〔作用〕

本発明では、攪拌槽において、生成したスラリー状の攪
拌物に低温液化ガスを噴入して氷晶を生成する。上記攪
拌物中に含まれるセメント又はセメントと混和材は水に
比べて比熱が小さいので、低温液化ガスによる冷却が水
よりも進むことになり、したがってセメント粒子または
混和材粒子の表面に氷が生成しやすい。また、セメント
又はセメントと混和材は、水よりも比重が大きいので、
セメント粒子や混和材粒子を内包する氷晶は、その比重
が氷のみによる氷晶の比重よりも大きい。したがって氷
晶は浮力によって容易に上昇しないので分散性が良く、
流動性の高いシャーベット状の低温のスラリー状の攪拌
物を生成する。生成した低温の攪拌物を、ポンプ等を用
いて容易にミキサーに搬送し、他のコンクリート材料と
混練して、練り上がり温度の低いコンクリートを製造す
る。

さらに、低温液化ガスを攪拌槽の下部から上方に向けて
噴入すると同時に、噴入を続けていくことによる低温液
化ガスの通路としてのトンネル現象が生じることによる
槽内への冷媒の拡散を妨げるために、攪拌槽の上下部を
パイプで連結し、ポンプによって攪拌槽の底部から攪拌
物を引き込んで攪拌槽上部へ送出されることにより、上
記低温液化ガスの噴入方向とは逆方向の攪拌物の流れが
生じ、これによって槽内での低温ガスの熱移動を行なわ
せる。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の概略構成を示すブロック接続図であ
り、１は水計量槽で、これには外部から混和剤２および
水３が投入され、予め設定した計量値の練り混ぜ水４を
排出できるようになっている。５はセメント計量槽で、
外部からセメント６又は混和材７が投入され、設定した
計量値のセメント、混和材又はこれらの混合物のいずれ
かを排出できるようになっている。８は攪拌槽であり、
上記各計量槽において計量された練り混ぜ水と、セメン
ト又はセメントと混和材の混合物のいずれかとを混合、
攪拌してスラリー状の攪拌物を生成する。また、この攪
拌槽８には、攪拌物に低温液化ガスを噴入する低温ガス
供給部９がガス供給パイプ16を経て接続される。10は上
記攪拌槽８で生成し、パイプ15を介して送られる低温の
攪拌物と、別に投入される骨材とを混練するミキサーで
ある。

第２図は第１図に示した攪拌槽８におけるスラリーの循
環系統を示す構成図である。12は攪拌槽８の上下部に連
通する循環パイプで、この循環パイプ12の途中にはモー
タポンプ13および三方バルブ14が図示のように接続され
ている。三方バルブ14の一方の出力端は、上記コンクリ
ート混練用のミキサー10に一端を開口しているパイプ15
に接続されている。16は上記攪拌槽８の下部に一端を接
続したガス供給パイプで、このガス供給パイプ16を介し
て攪拌槽８内に、低温ガス供給部９から低温液化ガスが
供給される。また、17はガス供給弁である。

次に作用について説明する。第１図に示すように、水３
と混和剤２が所定の割合で水計量槽１内に供給され、練
り混ぜ水４を生成する。一方、所定の割合のセメント６
又はセメント６と混和材７との混合物がセメント計量槽
５内に供給される。次に予め計算された量の練り混ぜ水
４およびセメント６または上記混合物のいずれかが計量
されて攪拌槽８内に投入される。この攪拌槽８内では、
第２図に示すモータポンプ13および循環パイプ12による
強制循環によって、攪拌および混練され、スラリー状の
攪拌物を生成する。また、上記攪拌中の攪拌物には、ガ
ス供給パイプ16を介して低温液化ガスが噴入される。低
温液化ガスは攪拌物に接触して、例えば−196℃から平
衡点温度までの熱移動によって、低温のスラリーを生成
する。実験によれば、このときの伝熱効率は90％以上で
ある。上記攪拌物の攪拌中に、モータポンプ13を駆動
し、かつ循環パイプ12が連通するように三方バルブ14を
切り換えておけば、モータポンプ13の作動によって攪拌
槽８の底部から引き込んだ攪拌物が攪拌槽８の上部へ送
出され、攪拌物は強制循環される。さらに、この流れに
抗するように低温液化ガスが上方に向けて噴入されるの
で熱移動が十分行われる。練り混ぜ水４、セメント６又
はセメント６と混和材７の量は予め計量されるので、ス
ラリーを所定の温度に冷却するための低温液化ガスの量
を容易に算出することができる。また、上記攪拌槽８内
でスラリー中の練り混ぜ水が、上記低温液化ガスによっ
て冷却、氷晶化し、スラリー全体として氷晶混じりの０
℃の液状物となる。セメントと混和材の比熱は水よりも
低く、約0.25である。ゆえに低温液化ガスによる冷却が
水よりも早く進むのでセメント粒子又は混和材粒子の表
面において水の凝結が行われやすい。

また、セメントと混和材の比重（約3.1）は水の比重よ
り大きいので、セメント粒子あるいは混和材粒子を内包
する氷晶は、氷のみの氷晶よりも比重が大きい。したが
って浮力によって上昇し、上層部で凝集する傾向が少な
く、また、分散性もよいため、低温液化ガスの通路が生
じて熱移動が一部の氷晶に偏ることがない。さらにスラ
リー全体がポンプ13によって強制循環されるとともに、
ポンプ13内の羽根によって氷晶が破砕されるため、流動
性の高いシャーベット状のスラリーが効率の良い低温液
化ガスの使用において得られる。かかるシャーベット状
のスラリーは、三方バルブ14を切り換えれば、ポンプ13
によりパイプ15を経てミキサー10に容易に搬送される。
ミキサー10で搬送されたシャーベット状のスラリーを骨
材及び必要により他のコンクリート材料と混練すれば、
練り上がり温度が低く流動性のあるコンクリートが得ら
れる。また混和材を混入した場合は、混和材の作用によ
って、コンクリートの流動性がさらに増加する。

第３図は、第２図に示すバッチ処理式とは異なり、攪拌
槽８、循環パイプ12およびモータポンプ13を２組並設し
た連続処理式のものを示す。これによれば、一方の攪拌
槽８でスラリーの攪拌、冷却を行っている間に、三方バ
ルブ14の切り換えによって他方の攪拌槽８から生成した
低温のスラリーを搬送パイプ15を介してミキサー10に搬
送することができる。従って、かかる２つの攪拌槽８か
らミキサー10に対して、連続的または間欠的に低温のス
ラリーを供給することができる。

また本発明のコンクリート製造法は、水のみでなく、セ
メントや混和材をも冷却するので、RCDコンクリートに
おいても充分な冷却カロリーを与えることができるほ
か、製造後のフレッシュセメントを60℃に達することか
ら、セメント冷却方法としても有効である。

〔発明の効果〕

本発明のコンクリート製造方法によれば、単に低温液化
ガスを攪拌槽に噴入して攪拌物を混合したものをミキサ
ーに投入するといった流れ作業だけではなく、低温液化
ガスを攪拌槽の下部から上方に向けて噴入すると同時
に、攪拌槽の上下部をパイプで連結し、ポンプにより攪
拌槽内の攪拌物を、上記低温液化ガスとは逆方向に循環
させて効率よくこれらを接触できるようにしたので、低
温液化ガスによる攪拌槽内の攪拌物中に一定の通路が生
じていわゆるトンネル現象を防止して十分な攪拌混合を
確保し、低温液化ガスの使用効率を向上させるといった
効果を奏する。

また、本発明では攪拌槽の下部から低温液化ガスを噴入
し、攪拌槽の上下部をパイプで連結して上記ガスとは逆
方向に攪拌物を循環させることで、設備そのものも単純
にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるコンクリート製造方法の概略構
成を示すブロック接続図、第２図は攪拌槽を中心とし
て、攪拌物の循環系を示す構成図、第３図は攪拌物の循
環系の他の実施例を示す構成図である。 １……水計量槽、５……セメント計量槽、８……攪拌
槽、９……低温ガス供給部、10……ミキサー、12……循
環パイプ、13……モーターポンプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 麻生 公裕 東京都港区北青山２丁目５番８号 株式会 社間組内 (72)発明者 石黒 信雄 東京都江東区東雲１丁目９番１号 テイサ ン株式会社内 (72)発明者 芳賀 朗 東京都江東区東雲１丁目９番１号 テイサ ン株式会社内 (72)発明者 高木 明 神奈川県横浜市神奈川区子安通り２―234 株式会社渡商会内 (56)参考文献 特開 昭63−39303（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−68409（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水計量槽において水または水に混和剤を混
   入した混合物からなる練り混ぜ水の投入量を計量し、セ
   メント計量槽においてセメント又はセメントと混和材の
   混合物のいずれかの投入量を計量し、攪拌槽において上
   記各計量槽で計量した計量物を攪拌してスラリー状の攪
   拌物とし、低温ガス供給部から低温液化ガスを上記攪拌
   槽の攪拌物に噴入し、上記攪拌槽で生成した低温の攪拌
   物をミキサーに供給することにより生成するコンクリー
   ト製造方法において、 上記低温液化ガスの噴入を、上記攪拌槽の下部から上方
   に向けて、噴入すると同時に、 上記攪拌槽の上下部をパイプで連結し、ポンプにより上
   記攪拌槽内の攪拌物を上記低温液化ガスの噴入方向とは
   逆方向に循環させるようにしたことを特徴とするコンク
   リート製造方法。