JPH09277246A - 高流動コンクリート製造時の品質制御装置 - Google Patents

高流動コンクリート製造時の品質制御装置

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JPH09277246A
JPH09277246A JP8114197A JP11419796A JPH09277246A JP H09277246 A JPH09277246 A JP H09277246A JP 8114197 A JP8114197 A JP 8114197A JP 11419796 A JP11419796 A JP 11419796A JP H09277246 A JPH09277246 A JP H09277246A
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JP
Japan
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admixture
kneading
water
value
fluidity concrete
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Application number
JP8114197A
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English (en)
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Kazumasa Ozawa
一雅 小澤
Toshiaki Saito
俊明 斉藤
Shigeki Murayama
茂樹 村山
Tetsuo Hamaguchi
鉄男 浜口
Hiroyuki Arai
廣行 新井
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IHI Corp
Ishikawajima Kenzai Kogyo Co Ltd
Ishikawajima Construction Materials Co Ltd
Kato Heavy Industries Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Ishikawajima Kenzai Kogyo Co Ltd
Ishikawajima Construction Materials Co Ltd
Ishikawajima Construction Machinery Co Ltd
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ishikawajima Kenzai Kogyo Co Ltd, Ishikawajima Construction Materials Co Ltd, Ishikawajima Construction Machinery Co Ltd, Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd filed Critical Ishikawajima Kenzai Kogyo Co Ltd
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    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C7/00—Controlling the operation of apparatus for producing mixtures of clay or cement with other substances; Supplying or proportioning the ingredients for mixing clay or cement with other substances; Discharging the mixture
    • B28C7/04—Supplying or proportioning the ingredients
    • B28C7/0404—Proportioning
    • B28C7/0418—Proportioning control systems therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B28C7/00—Controlling the operation of apparatus for producing mixtures of clay or cement with other substances; Supplying or proportioning the ingredients for mixing clay or cement with other substances; Discharging the mixture
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
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    • B28C9/002—Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams; Making slurries; Involving methodical aspects; Involving pretreatment of ingredients; Involving packaging
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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    • G16C—COMPUTATIONAL CHEMISTRY; CHEMOINFORMATICS; COMPUTATIONAL MATERIALS SCIENCE
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高流動コンクリートに所要の流動性を具備さ
せ得るようにする。 【解決手段】 ミキサ１の軸トルクを軸トルク演算器３
５によって求め、軸トルク演算器３５からの軸トルク信
号３６及び設定器３７からの設定信号３８に基づき、混
練シミュレータ３９によってモルタルに添加すべき補正
水１９の量並びに高流動コンクリートに添加すべき補正
混和剤２５の量を求め、水補充制御器４５により所定量
の補正水１９をモルタルに添加し且つ混和剤補充制御器
４８により所定量の補正混和剤２５を高流動コンクリー
トに添加して、高流動コンクリートのスランプフロー値
ＳＦ並びにロートタイム値ＲＴを予め設定した値にす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高流動コンクリート
製造時の品質制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】フレッシュコンクリートは、予め設定さ
れた配合比のセメント、水、砂（細骨材）、砂利（粗骨
材）、混和剤をミキサにより混練することによって製造
される。
【０００３】フレッシュコンクリートのワーカビリティ
（流れやすさ、打込みやすさ）は、スランプ値、スラン
プフロー値、ロートタイム値等によって表すことができ
るが、上記のセメント、水、砂、砂利等の構成原料を所
定の配合で混練しても、骨材の表面水量並びに粒度分布
に起因して、ワーカビリティが設計値とは異なる値を呈
することがあり、このようなことは、構成原料の計量管
理が行き届いたコンクリート製造設備においても生じ
る。
【０００４】このため、従来は、コンクリート製造設備
を操作する作業者が、フレッシュコンクリートの構成材
料となる水の量を経験に基づいて適宜調整し、フレッシ
ュコンクリートに所定のワーカビリティを具備させるよ
うにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
研究開発が実施されている締固め作業が不要な高流動コ
ンクリートの流動性は、水の量だけで決定されるのでは
なく、骨材粒度、材料温度、混和剤量にも起因して変化
するので、従来のコンクリートのように経験に基づき単
に水の量を調整しただけでは、高流動コンクリートに所
要の流動性を具備させることができない場合がある。
【０００６】
【調査結果に基づく知見】上記の課題を解決するために
発明者は、鋭意研究を行った結果、以下述べるような知
見を得るに至った。
【０００７】（１）図９に示すように、所定量のセメン
ト、水、骨材をミキサに投入して高流動コンクリートを
製造する際に、セメント、水、砂を混練するモルタル混
練段階においてミキサの回転速度を高速にし、ミキサの
軸トルク値（ミキサが電気駆動の場合は、電流値／回転
数、あるいは電力値／回転数、ミキサが油圧駆動である
場合には、油圧力）の経時変化を計測すると、軸トルク
値は、混練開始後一旦増加し、モルタルが練り上がり状
態に近付くのにつれ減少し、モルタルが練り上がると略
安定した状態となる傾向を呈する。
【０００８】（２）また、図１０に示すように、練り上
がったモルタルの水分率とモルタル練り上がり時におけ
るミキサの軸トルク値との関係は、略２次関数的な傾向
を呈する。
【０００９】（３）また、モルタルを構成するセメン
ト、砂等の特性の違いにより、補充すべき補正水の量も
違ってくる。
【００１０】（４）そこで、ニューラルネットワークの
学習機能を用いて材料特性と補正水量の関係を学習させ
ると、材料特性が変化した場合であっても、所望のモル
タル水分量が得られる補正水量が求められることが確認
された。
【００１１】（５）図１１に示すように、セメント、
水、砂をミキサにより混練することにより生成されたモ
ルタルに対し、更に、砂利、水、混和剤を加えて混練す
る高流動コンクリート混練時においてミキサの回転速度
を中速にし、ミキサの軸トルク値（ミキサが電気駆動の
場合は、電流値／回転数、あるいは電力値／回転数、ミ
キサが油圧駆動である場合には、油圧力）の経時変化を
計測すると、軸トルク値は、混練開始後一旦増加し、高
流動コンクリートが練り上がり状態に近付くのにつれ減
少し、高流動コンクリートが練り上がると略安定した状
態となる傾向を呈し、このときの軸トルク値が低いほ
ど、高流動コンクリートの水分率が高い状態、あるいは
混和剤量が多い状態となる。
【００１２】（６）また、図１２に示すように、高流動
コンクリートのワーカビリティを表わすスランプフロー
値と高流動コンクリートの練り上がり時におけるミキサ
の軸トルク値との関係は、軸トルク値が高くなるほどス
ランプフロー値が低くなる傾向を呈し、一方、図１３に
示すように、高流動コンクリートのワーカビリティを表
わすロートタイム値と高流動コンクリートの練り上がり
時におけるミキサの軸トルク値との関係は、軸トルク値
が高くなるほどロートタイム値も高くなる傾向を呈す
る。
【００１３】（７）また、高流動コンクリートを構成す
るセメント、砂、砂利等の特性の違いにより、補充すべ
き補正混和剤の量も違ってくる。
【００１４】（８）そこで、ニューラルネットワークの
学習機能を用いて材料特性と補正混和剤量の関係を学習
させると、材料特性が変化した場合であっても、所望の
ワーカビリティが得られる補正混和剤量が求められるこ
とが確認された。
【００１５】
【発明の目的】本発明は高流動コンクリートに所要の流
動性を具備させ得るようにすることを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の高流動コンクリート製造時の品質制御装置に
おいては、セメント１１、細骨材８、一次水１６、補正
水１９を混練することによりモルタルを生成させ且つ該
モルタル、粗骨材５、混和剤２４、補正混和剤２５を混
練することにより高流動コンクリートを生成させるミキ
サ１の軸トルクを求める軸トルク演算器３５と、作動モ
ードの選択、配合比、材料物性値、気温、混練量等のデ
ータ、目標スランプフロー値ＳＦｒ並びに目標ロートタ
イム値ＲＴｒ、実測したスランプフローＳＦ値並びにロ
ートタイム値ＲＴ、混練により得られるデータを学習デ
ータとして扱うか否かの選択を設定信号３８として出力
する設定器３７と、軸トルク演算器３５からの軸トルク
信号３６、設定器３７からの設定信号３８に基づきモル
タルに添加すべき補正水１９の量、高流動コンクリート
に添加すべき補正混和剤２５の量、高流動コンクリート
のスランプフロー値ＳＦ並びにロートタイム値ＲＴ、モ
ルタルに補正水１９を添加混練した後にミキサ１が呈す
べき目標軸トルク値Ｔ２．１ｒ、高流動コンクリートに
補正混和剤２５を添加混練した後にミキサ１が呈すべき
目標軸トルク値Ｔ２．２ｒを、ニューラルネットワーク
により求める補正水用ニューロ機能４０、補正混和剤用
ニューロ機能４１、スランプフロー・ロートタイム推定
ニューロ機能４２を有し且つニューロ学習したデータを
記録するメモリ機能４３を有する混練シミュレータ３９
と、該混練シミュレータ３９からのデータ信号４４に基
づきモルタルに添加すべき補正水１９の量を調整する水
補充制御器４５と、前記の混練シミュレータ３９からの
データ信号４４に基づき高流動コンクリートに添加すべ
き補正混和剤２５の量を調整する混和剤補充制御器４８
とを備えている。
【００１７】本発明の高流動コンクリート製造時の品質
制御装置では、軸トルク演算器３５からの軸トルク信号
３６及び設定器３７からの設定信号３８に基づき、混練
シミュレータ３９によってモルタルに添加すべき補正水
１９の量及び高流動コンクリートに添加すべき補正混和
剤２５の量を求め、水補充制御器４５により所定量の補
正水１９をモルタルに添加し且つ混和剤補充制御器４８
により所定量の補正混和剤２５を高流動コンクリートに
添加する。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。
【００１９】図１は本発明の高流動コンクリート製造時
の品質制御装置の実施の形態の一例を適用した高流動コ
ンクリート製造設備を示すものである。
【００２０】１はミキサであり、該ミキサ１は、モータ
２により駆動されるようになっている。
【００２１】３は砂利貯蔵槽、４は砂利計量ホッパであ
り、該砂利計量ホッパ４は、砂利貯蔵槽３から切り出さ
れる砂利（粗骨材）５の計量を行い、計量が完了した砂
利５を前記のミキサ１へ供給するように構成されてい
る。
【００２２】６は砂貯蔵槽、７は砂計量ホッパであり、
該砂計量ホッパ７は、砂貯蔵槽６から切り出される砂
（細骨材）８の計量を行い、計量が完了した砂８を前記
のミキサ１へ供給するように構成されている。
【００２３】９はセメント貯蔵槽、１０はセメント計量
ホッパであり、該セメント計量ホッパ１０は、セメント
貯蔵槽９から切り出されるセメント１１の計量を行い、
計量が完了したセメント１１を前記のミキサ１へ供給す
るようになっている。
【００２４】１２は水貯蔵槽、１３は水計量ホッパであ
り、該水計量ホッパ１３は、水貯蔵槽１２から開閉弁１
４を介して流入する水１５の計量を行い、計量した水１
５を一次水１６として前記のミキサ１へ供給するように
なっている。
【００２５】１７は流量調整弁であり、該流量調整弁１
７は、前記の水貯蔵槽１２に貯蔵されている水１５を外
部へ流出させ得るようになっている。
【００２６】１８は流量計であり、該流量計１８は、前
記の流量調整弁１７を経て水貯蔵槽１２から流出する水
１５の流量を計測し、その水１５を補正水１９として前
記のミキサ１に供給するようになっている。
【００２７】２０は混和剤貯蔵槽であり、該混和剤貯蔵
槽２０には液状の混和剤２１が貯蔵されている。
【００２８】２２は流量調整弁であり、該流量調整弁２
２は、混和剤貯蔵槽２０に貯蔵されている混和剤２１を
外部へ流出させ得るようになっている。
【００２９】２３は流量計であり、該流量計２３は、前
記の流量調整弁２２を経て混和剤貯蔵槽２０から流出す
る混和剤２１の流量を計測し、その混和剤２１を混和剤
２４あるいは補正混和剤２５として前記のミキサ１に供
給するようになっている。
【００３０】２６は混和材貯蔵槽、２７は混和材計量ホ
ッパであり、該混和材計量ホッパ２７は、混和材貯蔵槽
２６から切り出されるフライアッシュ、高炉スラグ微粉
末、石灰石微粉末等よりなる粉体の混和材２８の計量を
行い、計量が完了した混和材２８を前記のミキサ１へ供
給するようになっている。
【００３１】２９はインバータ装置であり、該インバー
タ装置２９は、前記のミキサ１を駆動するモータ２に対
して電流３０を供給するように構成されている。
【００３２】３１は回転数検出器であり、該回転数検出
器３１は、ミキサ１を駆動するモータ２の回転数を検出
して回転数検出信号３２を出力するように構成されてい
る。
【００３３】３３は電力計であり、該電力計３３は、前
記のインバータ装置２９からモータ２へ供給される電力
を計測して電力計測信号３４を出力するように構成され
ている。
【００３４】３５は軸トルク演算器であり、該軸トルク
演算器３５は、前記の回転数検出器３１より出力される
回転数検出信号３２の値と電力計３３より出力される電
力計測信号３４の値とに基づきミキサ１の軸トルクを求
めて軸トルク信号３６を出力するように構成されてい
る。
【００３５】３７は設定器であり、該設定器３７は、作
動モードの選択、配合比、材料物性値（細骨材粗粒率、
細骨材微粒分率、粗骨材粗粒率、セメント、骨材等の粉
粒体よりなる結合材に対する混和材の比率）、気温、混
練量等のデータと、目標スランプフロー値ＳＦｒ並びに
目標ロートタイム値ＲＴｒと、実測したスランプフロー
値ＳＦ並びにロートタイム値ＲＴと、混練により得られ
るデータを学習データとして扱うか否かの選択とを、設
定信号３８として出力するように構成されている。
【００３６】３９は混練シミュレータであり、該混練シ
ミュレータ３９は、補正水用ニューロ機能４０と、補正
混和剤用ニューロ機能４１と、スランプフロー・ロート
タイム推定ニューロ機能４２と、メモリ機能４３とを有
している。
【００３７】この混練シミュレータ３９は、軸トルク演
算器３５からの軸トルク信号３６、設定器３７からの設
定信号３８に基づいて、下記の値を求め、また、ニュー
ロ学習したデータをメモリ機能に記録し且つ必要に応じ
てデータ信号４４を出力するように構成されている。
【００３８】（１）高流動コンクリートに目標スランプ
フロー値ＳＦｒ並びに目標ロートタイム値ＲＴｒを具備
させるために、一次水１６、砂８、セメント１１、混和
材２８を混練することにより生成されるモルタルに対し
て添加すべき補正水１９の量（補正水量Ｗ１’）
【００３９】（２）高流動コンクリートに目標スランプ
フロー値ＳＦｒ並びに目標ロートタイム値ＲＴｒを具備
させるために、混和剤２４、砂利５、上記のモルタルを
混練することにより生成される高流動コンクリートに対
して添加すべき補正混和剤２５の量（補正混和剤量Ａ
ｄ’）
【００４０】（３）上記の補正混和剤２５を添加混練し
た高流動コンクリートのスランプフロー値ＳＦ並びにロ
ートタイム値ＲＴ
【００４１】（４）モルタルに補正水１９を添加混練し
た後、軸トルクが安定状態となった際にミキサ１が呈す
べき目標軸トルク値Ｔ２．１ｒ
【００４２】（５）高流動コンクリートに補正混和剤２
５を添加混練した後、軸トルクが安定した際にミキサ１
が呈すべき目標軸トルク値Ｔ２．２ｒ
【００４３】これらの値のうち、補正水量Ｗ１’は、補
正水用ニューロ機能４０により求められ、また、補正混
和剤量Ａｄ’及び目標軸トルク値Ｔ２．１ｒは、補正混
和剤用ニューロ機能４１により求められ、スランプフロ
ー値ＳＦ、ロートタイム値ＲＴ及び目標軸トルク値Ｔ
２．１ｒは、スランプフロー及びロートタイム推定ニュ
ーロ機能４２により求められるようになっている。
【００４４】４５は水補充制御器であり、該水補充制御
器４５は、設定器３７からの設定信号３８、混練シミュ
レータ３９からのデータ信号４４、流量計１８からの流
量検出信号４６に基づいて、流量調整弁１７を作動させ
る弁作動信号４７を出力するように構成されている。
【００４５】４８は混和剤補充制御器であり、該混和剤
補充制御器４８は、設定器３７からの設定信号３８、混
練シミュレータ３９からのデータ信号４４、流量計２３
からの流量検出信号４９に基づいて、流量調整弁２２を
作動させる弁作動信号５０を出力するように構成されて
いる。
【００４６】以下、図１に示す高流動コンクリート製造
設備の作動を、図２から図７に示すフローチャート及び
図８に示すグラフとともに説明する。
【００４７】図１に示す高流動コンクリートの製造設備
において、高流動コンクリートの製造に先立ち、データ
ベースを作成する際には、設定器３７の作動モードをデ
ータ採取モードに設定する。
【００４８】また、製造すべき高流動コンクリートの配
合比、材料物性値、気温、混練量等のデータと、目標ス
ランプフロー値ＳＦｒ並びに目標ロートタイム値ＲＴｒ
と、想定される補正水量Ｗ１’並びに補正混和剤量Ａ
ｄ’とを設定器３７に入力設定すると、上記のデータ、
目標値、想定量に応じた設定信号３８が、設定器３７か
ら混練シミュレータ３９、水補充制御器４５、混和剤補
充制御器４８に対して出力される。
【００４９】次いで、砂貯蔵槽６に貯蔵されている砂
８、セメント貯蔵槽９に貯蔵されているセメント１１、
混和材貯蔵槽２６に貯蔵されている混和材２８を、砂計
量ホッパ７、セメント計量ホッパ１０、混和材計量ホッ
パ２７により配合比及び混練量に応じて計量し、また、
水貯蔵槽１２に貯蔵されている水１５を一次水１６とし
て水計量ホッパ１３により配合比及び混練量に応じて計
量し、ミキサ１に上記の砂８、セメント１１、一次水１
６、混和材２８を投入したうえ、インバータ装置２９に
よりモータ２を作動させてミキサ１を高速回転させる。
【００５０】モータ２を作動させると、ミキサ１の回転
数が回転数検出器３１により検出され、該回転数検出器
３１から回転数検出信号３２が出力されるとともに、イ
ンバータ装置２９よりモータ２へ供給される電力が電力
計３３により計測され、該電力計３３から電力計測信号
３４が出力される。
【００５１】軸トルク演算器３５は、前記の回転数検出
信号３２と電力計測信号３４とに基づいてミキサ１の軸
トルクを求め、軸トルク信号３６を出力する。
【００５２】このとき、ミキサ１の軸トルクの経時変化
は、図８に示すように、混練を開始すると一旦増大した
後、モルタルが練り上がり状態に近付くのにつれて減少
し、更に、モルタルが練り上がると略安定した軸トルク
値Ｔ１を呈する。
【００５３】混練開始からモルタルが練り上がるのに要
する時間が経過しようとすると、設定器３７からの設定
信号３８に基づく弁作動信号４７が水補充制御器４５よ
り流量調整弁１７へ出力され、これにより、水貯蔵槽１
２から補正水量Ｗ１’に応じた量の水１５が、補正水１
９としてミキサ１により混練されるモルタルに添加され
る。
【００５４】モルタルが練り上がったならば、砂利貯蔵
槽３に貯蔵されている砂利５を砂利計量ホッパ４により
配合比及び混練量に応じて計量し、この砂利５をミキサ
１に投入するとともに、混和剤貯蔵槽２０に貯蔵されて
いる混和剤２１を流量計２３により計量しながらこの混
和剤２１を混和剤２４としてその積算流量が配合比及び
混練量に応じたものとなるようにミキサ１へ供給したう
え、インバータ装置２９によりモータ２を作動させ、ミ
キサ１を中速回転させる。
【００５５】このとき、ミキサ１の軸トルクの経時変化
は、図８に示すように、砂利５を投入すると一旦増大し
た後、高流動コンクリートが練り上がり状態に近付くの
につれて減少し、更に、高流動コンクリートが練り上が
ると略安定した軸トルク値Ｔ２．１を呈する。
【００５６】砂利５を投入してから高流動コンクリート
が練り上がるのに要する時間が経過しようとすると、設
定器３７からの設定信号３８に基づく弁作動信号５０が
混和剤補充制御器４８より流量調整弁２２へ出力され、
これにより、混和剤貯蔵槽２０から補正混和剤量Ａｄ’
に応じた量の混和剤２１が、補正混和剤２５としてミキ
サ１により混練される高流動コンクリートに添加され
る。
【００５７】高流動コンクリートに補正混和剤２５が添
加されると、ミキサ１の軸トルクは、図８に示すように
若干低下して略安定した軸トルク値Ｔ２．２を呈し、高
流動コンクリートの混練が完了する。
【００５８】高流動コンクリートの混練が完了したなら
ば、高流動コンクリートのスランプフロー値ＳＦ並びロ
ートタイム値ＲＴを従来周知の計測器具により実測し、
この実測により求めたスランプフロー値ＳＦ、ロートタ
イム値ＲＴを設定器３７に設定入力する。
【００５９】更に、混練により得られたデータを学習デ
ータとして扱うように設定器３７を設定すると、混練シ
ミュレータ３９の補正水用ニューロ機能４０、補正混和
剤用ニューロ機能４１、スランプフロー・ロートタイム
推定ニューロ機能４２により、混練開始前において設定
器３７に入力設定された高流動コンクリートの配合比、
材料物性値、気温、混練量、目標スランプフロー値ＳＦ
ｒ、目標ロートタイム値ＲＴｒ、想定される補正水量Ｗ
１’及び補正混和剤量Ａｄ’、モルタルの練り上がり時
における軸トルク値Ｔ１、高流動コンクリートに補正水
１９を添加した後の軸トルク値Ｔ２．１、高流動コンク
リートに補正混和剤２５を添加した後の軸トルク値Ｔ
２．２、実測により求めた高流動コンクリートの混練完
了後のスランプフロー値ＳＦ並びにロートタイム値ＲＴ
についてのニューロ学習が行われ、このニューロ学習の
結果がデータベースとしてメモリ機能４３に記録され
る。
【００６０】なお、高流動コンクリートの混練が完了し
た後、混練により得られたデータを学習データとして扱
わないように設定器３７を設定した場合には、上述した
ようなニューロ学習は行われない。
【００６１】図１に示す高流動コンクリートの製造設備
において、高流動コンクリートの製造を行う際には、設
定器３７の作動モードを自動運転モードに設定する。
【００６２】また、製造すべき高流動コンクリートの配
合比、材料物性値、気温、混練量等のデータと、目標ス
ランプフロー値ＳＦｒ並びに目標ロートタイム値ＲＴｒ
とを設定器３７に入力設定すると、上記のデータ、目標
値に応じた設定信号３８が、設定器３７から混練シミュ
レータ３９、水補充制御器４５、混和剤補充制御器４８
に対して出力される。
【００６３】このとき、混練シミュレータ３９のスラン
プフロー・ロートタイム推定ニューロ機能４２において
は、図６に示すようなニューラルネットワークにより、
高流動コンクリートに補正混和剤２５を添加混練して軸
トルクが安定した際にミキサ１が呈すべき目標軸トルク
値Ｔ２．２ｒが、設定器３７に入力された目標スランプ
フロー値ＳＦｒ並びに目標ロートタイム値ＲＴｒ、配合
比、材料物性値、気温、混練量等のデータに基づいて誤
差Ｑを評価されつつ求められる。
【００６４】また、混練用シミュレータ３９の補正混和
剤用ニューロ機能４１においては、図７に示すようなニ
ューラルネットワークにより、モルタルに補正水１９を
添加混練して軸トルクが安定状態となった際にミキサ１
が呈すべき目標軸トルク値Ｔ２．１ｒが、スランプフロ
ー・ロートタイム推定ニューロ機能４２により求められ
た目標軸トルク値Ｔ２．２ｒ、設定器３７に入力された
配合比、材料物性値、気温、混練量等のデータに基づき
誤差Ｑを評価されつつ求められる。
【００６５】次いで、砂貯蔵槽６、セメント貯蔵槽９、
混和材貯蔵槽２６から配合比及び混練量に応じた量の砂
８、セメント１１、混和材２８をミキサ１に投入すると
ともに、水貯蔵槽１２から配合比及び混練量に応じた量
の水１５である一次水１６をミキサ１に供給したうえ、
インバータ装置２９によりモータ２を作動させてミキサ
１を高速回転させる。
【００６６】モータ２を作動させると、ミキサ１の回転
数が回転数検出器３１により検出され、該回転数検出器
３１から回転数検出信号３２が出力されるとともに、イ
ンバータ装置２９よりモータ２へ供給される電力が電力
計３３により計測され、該電力計３３から電力計測信号
３４が出力される。
【００６７】軸トルク演算器３５は、前記の回転数検出
信号３２と電力計測信号３４とに基づいてミキサ１の軸
トルクを求め、軸トルク信号３６を出力する。
【００６８】このミキサ１の軸トルクは、図８に示すよ
うに、モルタルが練り上がり状態に近付くのにつれて減
少し、更に、モルタルが練り上がると略安定した軸トル
ク値Ｔ１を呈する。
【００６９】一方、混練シミュレータ３９の補正水用ニ
ューロ機能４０においては、図３に示すようなニューラ
ルネットワークにより、モルタルに添加すべき補正水１
９の量（補正水量Ｗ１’）が、軸トルク演算器３５から
の軸トルク信号３６、設定器３７に入力された配合比、
材料物性値、気温、混練量等のデータに基づき誤差Ｑを
評価されつつ求められる。
【００７０】混練開始からモルタルが練り上がるのに要
する時間が経過しようとすると、混練シミュレータ３９
からのデータ信号４４に基づく弁作動信号４７が水補充
制御器４５より流量調整弁１７へ出力され、これによ
り、水貯蔵槽１２から補正水量Ｗ１’に応じた量の水１
５が、補正水１９としてミキサ１により混練されるモル
タルに添加される。
【００７１】モルタルが練り上がったならば、砂利貯蔵
槽３から配合比及び混練量に応じた量の砂利５をミキサ
１に投入するとともに、混和剤貯蔵槽２０から配合比及
び混練量に応じた量の混和剤２１を混和剤２４としてミ
キサ１へ供給したうえ、インバータ装置２９によりモー
タ２を作動させ、ミキサ１を中速回転させる。
【００７２】このとき、ミキサ１の軸トルクの経時変化
は、図８に示すように、高流動コンクリートが練り上が
り状態に近付くのにつれて減少し、更に、高流動コンク
リートが練り上がると略安定した軸トルク値Ｔ２．１を
呈する。
【００７３】一方、混練用シミュレータ３９の補正混和
剤用ニューロ機能４１においては、図４に示すようなニ
ューラルネットワークにより、高流動コンクリートに添
加すべき補正混和剤２５の量（補正混和剤量Ａｄ’）
が、軸トルク演算器３５からの軸トルク信号３６、設定
器３７に入力された配合比、材料物性値、気温、混練量
等のデータに基づき誤差Ｑを評価されつつ求められる。
【００７４】砂利５を投入してから高流動コンクリート
が練り上がるのに要する時間が経過しようとすると、混
練シミュレータ３９からのデータ信号４４に基づく弁作
動信号５０が混和剤補充制御器４８より流量調整弁２２
へ出力され、これにより、混和剤貯蔵槽２０から補正混
和剤量Ａｄ’に応じた量の混和剤２１が、補正混和剤２
５としてミキサ１により混練される高流動コンクリート
に添加される。
【００７５】高流動コンクリートに補正混和剤２５が添
加されると、ミキサ１の軸トルクは、図８に示すように
若干低下して略安定した軸トルク値Ｔ２．２を呈し、高
流動コンクリートの混練が完了する。
【００７６】一方、混練用シミュレータ３９のスランプ
フロー・ロートタイム推定ニューロ機能４２において
は、図５に示すようなニューラルネットワークにより、
混練が完了した高流動コンクリートのスランプフロー値
ＳＦ並びにロートタイム値ＲＴが、軸トルク演算器３５
からの軸トルク信号３６、設定器３７に入力された配合
比、材料物性値、気温、混練量等のデータに基づき求め
られる。
【００７７】高流動コンクリートの混練が完了したなら
ば、高流動コンクリートのスランプフロー値ＳＦ並びロ
ートタイム値ＲＴを従来周知の計測器具により実測し、
この実測により求めたスランプフロー値ＳＦ、ロートタ
イム値ＲＴを設定器３７に設定入力する。
【００７８】更に、混練により得られたデータを学習デ
ータとして扱うように設定器３７を設定すると、混練シ
ミュレータ３９の補正水用ニューロ機能４０、補正混和
剤用ニューロ機能４１、スランプフロー・ロートタイム
推定ニューロ機能４２により、混練開始前において設定
器３７に入力設定された高流動コンクリートの配合比、
材料物性値、気温、混練量、目標スランプフロー値ＳＦ
ｒ、目標ロートタイム値ＲＴｒ、混練にあたって求めら
れた想定される補正水量Ｗ１’及び補正混和剤量Ａ
ｄ’、モルタルの練り上がり時における軸トルク値Ｔ
１、高流動コンクリートに補正水１９を添加した後の軸
トルク値Ｔ２．１、高流動コンクリートに補正混和剤２
５を添加した後の軸トルク値Ｔ２．２、実測により求め
た高流動コンクリートの混練完了後のスランプフロー値
ＳＦ並びにロートタイム値ＲＴについてのニューロ学習
が行われ、このニューロ学習の結果がデータベースとし
てメモリ機能４３に記録される。
【００７９】なお、高流動コンクリートの混練が完了し
た後、混練により得られたデータを学習データとして扱
わないように設定器３７を設定した場合には、上述した
ようなニューロ学習は行われない。
【００８０】このように図１に示す高流動コンクリート
製造設備においては、軸トルク演算器３５からの軸トル
ク信号３６及び設定器３７からの設定信号３８に基づ
き、混練シミュレータ３９により補正水量Ｗ１’、補正
混和剤量Ａｄ’が求められ、水補充制御器４５により補
正水量Ｗ１’に応じた補正水１９がモルタルに添加され
且つ混和剤補充制御器４８により補正混和剤量Ａｄ’に
応じた補正混和剤２５が高流動コンクリートに添加され
るので、高流動コンクリートのスランプフロー値ＳＦ並
びにロートタイム値ＲＴを、予め設定した値にすること
が可能となり、よって、流動コンクリートが適切な高流
動コンクリートに所要の流動性を具備させることができ
る。
【００８１】なお、本発明の高流動コンクリート製造時
の品質制御装置は上述した実施の形態例のみに限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更を加え得ることは勿論である。
【００８２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の高流動コン
クリート製造時の品質制御装置によれば、軸トルク演算
器３５からの軸トルク信号３６及び設定器３７からの設
定信号３８に基づき、混練シミュレータ３９によってモ
ルタルに添加すべき補正水１９の量並びに高流動コンク
リートに添加すべき補正混和剤２５の量を求め、水補充
制御器４５により所定量の補正水１９をモルタルに添加
し且つ混和剤補充制御器４８により所定量の補正混和剤
２５を高流動コンクリートに添加するので、高流動コン
クリートのスランプフロー値ＳＦ並びにロートタイム値
ＲＴを予め設定した値にすることが可能となり、よっ
て、流動コンクリートが適切な高流動コンクリートに所
要の流動性を具備させることができる、という優れた作
用効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高流動コンクリート製造時の品質制御
装置の実施の形態の一例を適用した高流動コンクリート
製造設備の一例を示す概念図である。
【図２】本発明の高流動コンクリート製造時の品質制御
装置のデータ処理手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の高流動コンクリート製造時の品質制御
装置における補正水用ニューロ機能によって補正水量を
求める場合のフローチャートである。
【図４】本発明の高流動コンクリート製造時の品質制御
装置における補正混和剤用ニューロ機能によって補正混
和剤量を求める場合のフローチャートである。
【図５】本発明の高流動コンクリート製造時の品質制御
装置におけるスランプフロー・ロートタイム推定ニュー
ロ機能によってスランプフロー値並びにロートタイム値
を求める場合のフローチャートである。
【図６】本発明の高流動コンクリート製造時の品質制御
装置におけるスランプフロー・ロートタイム推定ニュー
ロ機能によって高流動コンクリートに補正混和剤を添加
混練した後にミキサが呈すべき目標軸トルク値を求める
場合のフローチャートである。
【図７】本発明の高流動コンクリート製造時の品質制御
装置における補正混和剤用ニューロ機能によってモルタ
ルに補正水を添加混練した後にミキサが呈すべき目標軸
トルク値を求める場合のフローチャートである。
【図８】図１に示す高流動コンクリート製造設備により
高流動コンクリートを製造する際のミキサの軸トルク値
の経時変化の一例を示すグラフである。
【図９】モルタル混練時におけるミキサの軸トルク値の
経時変化を示すグラフである。
【図１０】練り上がったモルタル中の水分率とミキサの
軸トルク値との関係を示すグラフである。
【図１１】高流動コンクリート混練時におけるミキサの
軸トルク値の経時変化を示すグラフである。
【図１２】高流動コンクリートが練り上がった際のミキ
サの軸トルク値と高流動コンクリートのスランプフロー
値との関係を示すグラフである。
【図１３】高流動コンクリートが練り上がった際のミキ
サの軸トルク値と高流動コンクリートのロートタイム値
との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ ミキサ ５ 砂利（粗骨材） ８ 砂（細骨材） １１ セメント １６ 一次水 １９ 補正水 ２４ 混和剤 ２５ 補正混和剤 ３５ 軸トルク演算器 ３６ 軸トルク信号 ３７ 設定器 ３８ 設定信号 ３９ 混練シミュレータ ４０ 補正水用ニューロ機能 ４１ 補正混和剤用ニューロ機能 ４２ スランプフロー・ロートタイム推定ニューロ機能 ４３ メモリ機能 ４４ データ信号 ４５ 水補充制御器 ４８ 混和剤補充制御器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小澤 一雅 千葉県松戸市久保平賀377−１−308 (72)発明者 斉藤 俊明 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 村山 茂樹 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 浜口 鉄男 神奈川県横浜市金沢区昭和町3174番地 石 川島建機株式会社横浜工場内 (72)発明者 新井 廣行 東京都中央区八重洲二丁目６番21号 石川 島建材工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 セメント（１１）、細骨材（８）、一次
    水（１６）、補正水（１９）を混練することによりモル
    タルを生成させ且つ該モルタル、粗骨材（５）、混和剤
    （２４）、補正混和剤（２５）を混練することにより高
    流動コンクリートを生成させるミキサ（１）の軸トルク
    を求める軸トルク演算器（３５）と、作動モードの選
    択、配合比、材料物性値、気温、混練量等のデータ、目
    標スランプフロー値（ＳＦｒ）並びに目標ロートタイム
    値（ＲＴｒ）、実測したスランプフロー（ＳＦ）値並び
    にロートタイム値（ＲＴ）、混練により得られるデータ
    を学習データとして扱うか否かの選択を設定信号（３
    ８）として出力する設定器（３７）と、軸トルク演算器
    （３５）からの軸トルク信号（３６）、設定器（３７）
    からの設定信号（３８）に基づきモルタルに添加すべき
    補正水（１９）の量、高流動コンクリートに添加すべき
    補正混和剤（２５）の量、高流動コンクリートのスラン
    プフロー値（ＳＦ）並びにロートタイム値（ＲＴ）、モ
    ルタルに補正水（１９）を添加混練した後にミキサ
    （１）が呈すべき目標軸トルク値（Ｔ２．１ｒ）、高流
    動コンクリートに補正混和剤（２５）を添加混練した後
    にミキサ１が呈すべき目標軸トルク値（Ｔ２．２ｒ）
    を、ニューラルネットワークにより求める補正水用ニュ
    ーロ機能（４０）、補正混和剤用ニューロ機能（４
    １）、スランプフロー・ロートタイム推定ニューロ機能
    （４２）を有し且つニューロ学習したデータを記録する
    メモリ機能（４３）を有する混練シミュレータ（３９）
    と、該混練シミュレータ（３９）からのデータ信号（４
    ４）に基づきモルタルに添加すべき補正水（１９）の量
    を調整する水補充制御器（４５）と、前記の混練シミュ
    レータ（３９）からのデータ信号（４４）に基づき高流
    動コンクリートに添加すべき補正混和剤（２５）の量を
    調整する混和剤補充制御器（４８）とを備えてなること
    を特徴とする高流動コンクリート製造時の品質制御装
    置。
JP8114197A 1996-04-11 1996-04-11 高流動コンクリート製造時の品質制御装置 Pending JPH09277246A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003103514A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Nikko Co Ltd 生コンクリートの配合値補正方法
JP2005111929A (ja) * 2003-10-10 2005-04-28 Ohbayashi Corp コンクリートのコンシステンシー管理方法
JP2006239942A (ja) * 2005-03-01 2006-09-14 Kayaba Ind Co Ltd ドラム洗浄装置
JP2006272591A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Kayaba Ind Co Ltd 流動化剤添加量演算装置、流動化剤添加量演算方法およびミキサ車
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JPWO2025057959A1 (ja) * 2023-09-11 2025-03-20

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