JPS6087011A - 強制練りミキサ及びコンクリ−ト混練方法 - 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】 た強制練リミキサ及び該ミキサを使用したコンクリート
混練方法に関するものである。

ンクリートを混練する場合には、例えば２軸強制練リミ
キサやパン型強制練すミキサが使用されている。

従来の２軸強制練リミキサの一例を第１図及び第２図に
より説明すると、ミキシングパン１内には２本の平行な
軸２，２′が回転自在に取付けられ、該軸２，２′には
混線用の羽ｍ３．３′が装着されている。又ミキシング
パンｌの側板外側には、誘導型の電動モータ４，４′及
び減速機５、５′が配設され、電動モータ４，Ｚの出力
軸に取付けた■プーリ６，６′と減速ｍ　５　、　５’
の入力軸に取（１けた■プーリ７，７′間には、■ベル
ト８，８′が掛は渡され、減速機５，５′の出力軸は前
記軸２，２′と連結され、左右の減速機５。

５′間には軸２，２′を同調駆動するため同調カップリ
ング９が配設され、電動モータ４，４′を駆動すること
により軸２，２′を同調回転させ、羽根３，３′により
コンクリートを混練し得る桟になっている。

４／Ｊ４ｍＭ．＃＋．ｍ：ＭＭｆｒｈ１１ＳＪ＝ＪＪ−
／７’ｌ−イシ１１ｌ十第３図に示され、ミキシングパ
ン１１内には減速機１２の出力軸を介して羽根１３が取
イリけられ、ミキシングパン１１の外部所要位置に配設
した電動モータ１４の出力軸と中間軸１５には夫々■プ
ーリ１６．１７が取付けられ、該■ブー５１６．１フ間
には■ベルト１８が掛は渡され、中間軸１５は減速ＪＩ
Ａ１２の入力軸と連結され、誘導型の電動モータ１４に
よって羽根１３を回転し、コンクリートを混練し得る様
になっている。

上記各強制練すミキサによりコンクリートを混練する場
合の、出力と時間との関係は第４図に示され、砂、水、
セメントを供給し、混練している間は出力はそれ程大き
くなく、砂利投入時に大きな出力を必要とすることが明
らかとなった。この様に、砂利投入時に、大きな出力を
必要とするのは、誘導型電動モータの動力をＫＷ、トル
クをＴ、回転数をＮ、係数をαとすると、ＫＷ＝αＮＴ
の関係があり、且誘導型電動モータでは回転数が一定で
あってトルク（負荷）増大時にも電動モータの回転数が
変化しないためである。従って、モータの馬力は第４図
に示すグラフの出力のピークの部分によって決定しなけ
ればならず、電動モータが大型化し、設備費、運転維持
費が高価となる。又、水、セメント、砂混練時には後述
する様に回転数（ブレードの周辺速度）が早い方がコン
クリート強度が安定し且混練時間が短縮できるが、回転
数は砂利混線時に抑えられ、混線時間を短縮できないと
いう問題がある。

本発明は斯かる問題を解決すべくなしたものであり、強
制練すミキサの駆動装置の回転数を負荷に対応し且混線
条件に応じ変え得る様にすることを目自勺とするもので
ある。

本発明では第５図に示す様な定出力領域を有する油圧モ
ータ、直流モータ等の回転速度の制御が可能な駆動源を
用い、該駆動源を制御装置によって所望の状態で駆動さ
せるものである。

先ず駆動様式の１として能方向上型があり、この場合駆
動源の出力特性は第６図で示される。

即ち、駆動源の能力を常時１００％近く迄発押させるも
のである。

水、セメント、砂混練時（以下モルタル混線時と称す）
には混線に要するトルクは小さくてよい。従って、第５
図に示した定トルク特性の駆動源を用いた時には、低ト
ルクの状態で駆動させる場合は回転数を大きくすること
ができる。

又、砂利を投入して混練する時には、トルクが増大する
ので回転数は小−さくなる。ここで砂利混練時に高速度
で混練すると、砂利とモルタルの分離が起るので良質の
コンクリートを得る為には砂利混練時には所要の速度以
下で混練しなければならない。即ち、トルクを増大させ
回転数を低下させる制御を積極的に行えば、駆動源の能
力を充分引出せると共に良質のコンクリートを得ること
ができる。

而して、モルタル混線時間を短縮させ、駆動源の能力を
略１００％引出せ得るので、混線効率を向上させ且ａｉ
４Ａ効率を向上させ得る。又、駆動源の容量も従来のも
のに比べ小さくし得る。

更に、本発明では他の駆動様式が行え、以下に示す第２
の駆動様式ではコンクリートの品質つ安定が回れる。

この駆動様式は第７図で示される様にモルタル混線時に
は、高速回転させ砂利混練時には低速回転させるもので
ある。斯かる駆動様式によってコンクリートの品質を安
定させることができる。

ここでモルタル混線時にミキサの回転数（ブレード周辺
速度）を変化させた場合のコンクリート圧縮強度σ、　
、　（ｋｓ／Ｌｉ）バラツキの結果を以下に示す。

試験内容としては表１に示した２種類の配合で、ブレー
ド周辺速度Ｒを Ｒ６＝１鉗／５ｅｃ Ｒ♂２１１１／ＳＣＣ とし、混線時間ｔを ｔに３０ｓｅｃ とし、試験回数を各同一条件で３回行い、強度測定用試
料は１回毎にミキサ内から６本採取してσ２．を測定し
た。この測定結果は表２で示す。

表１（配合） 注　Ｗ・水 Ｃ９首通ポルトランドセメント Ｓ：砂　吸水率１，４２％ 化量　２，６５ 粗粒率２．６８ Ｇ：砂利 Ａｄ′減水剤、ホゾリスｌ＆＋、　５　Ｌ表２（試験デ
ータ） 上記表２の試験データから明らかな様に混練時間を同一
とした場合でブレード周辺速度を変化させると、軟、硬
モルタルのいずれも高速のブレード周辺速度Ｒ２の条件
で平均強度が高く平均標準偏差の少ない、良品質のコン
クリートが得られた。

斯かる傾向は混線時間を５Ｑｓｅｃとした場合でも間柱
であり、コンクリートの品質がモルタル混線時のブレー
ド周辺速度に左右されることが分る。

尚、砂利混線時のブレード周辺速度、混線時間について
はモルタルと骨材との分離が起らず、且モルタルが骨材
の周囲に均一に付着する速度、時間であればよい。

又、第３の駆動様式としてコンクリート品質向上型があ
る。

これはモルタル混線時にモルタルの品質が最も向上した
時点を検出し、この時期に砂利を投入してコンクリート
を混練するものである。

モルタルについて、配合条件が同一であっでも、砂の表
面水率が変化すると物性、流動性が大幅に変動する。前
記したモルタルの品質が最も向上する時点とは、砂の周
囲に硬いセメントペースト（キャピラリーペースト）の
外皮殻が形成され、残空間が軟いセメントペースト（ス
ラリーペースト）で充填された状態Ｃ以下キャピラリー
状と称する）となった時をいい、このキャピラリー状と
なるとコンクリート強度及びコンクリートのポンプ圧送
性能が大幅に改善される。

本発明者はモルタル混線時にモルタルがキャピラリー状
となった場合に混線に要するトルクが極大となることを
見出し、混練時に於けるミキサ駆動トルクを監視し、ト
ルクが極大となった時点を検出、そして砂利を投入して
コンクリートの混線を行う様にしたものであり、この場
合の駆動源の出力特性が第８図に示される。

トルク極大を検知する駆動源の駆動方法は種種考えられ
るが、その−例として駆動源にトルク検出器を設は駆動
源を最大回転数より低い回転数で且定回転で駆動し、ト
ルク検出器でトルクの極大ｆ１ムをめる方法が挙げられ
る。而して、該トルク検出器からの極大値検出信号によ
って砂利をミキサに投入してコンクリート混線を行えば
、良質のコンクリートを得ることができる。

尚、キャピラリー状の検出は駆動源の消費電力の極大値
をめても行うことができる。

又、第８図に於いて、砂利投入以後は能率を重視した駆
動であって、駆動源の能力を充分に発揮させている。

以上駆動源の制御によって種々の駆動様式が得られるが
、予め制御装置に種々の駆動様式のプログラムを入力し
ておき、作業者が状況に応じ適宜最適の駆動様式を選択
すればよい。

次に上記種々の駆動を行わせる為の駆動装置について第
９図により説明する。

第９図中２０は入力装置、２１はプラント用コンピュー
タ、２２はミキサ制御用コンピュータ、２３はミキサを
示しており、前記プラント用コンピュータ２１は主にイ
ンターフェース２４　、２５　、２６、プロセッサ２７
、記憶装置２８から成り、インターフェース２４を介し
表示装置２９、プリンタ等の記録器３０が接続され、又
インターフェース２５を介して砂、セメント等が収納さ
れるビンのそれぞれの開閉装置３２、計量器３３．４量
ホッパのゲート開閉装置３４がプロセッサ２７に接続さ
れている。

又、ミキサ制御用コンピュータ２２は主にインターフェ
ース３５．３６、プロセッサ３７、記憶装置３８から成
り、該プロセッサ３７にはインターフェース３６を介し
てミキサのゲート開閉−装置３９、ミキサ駆動装置４０
、トルク検出器４１、回転数検出器４２が接続されてい
る。尚、４３はミキサ本体である。

ｎ＋１記プラント用コンピユータの記憶装置２８にはミ
キサ２３へ材料を投入する為の種々のデータが予め入力
されている。

該データの１つとしては配合データ、即ち表３に示す様
な各材料の配分条Ｐ１が要求されるコンクリートの品質
に応じ作成され、各配合データ毎に配合Ｎｏを付された
ものがあり、又その他のものとしては各配合データ（配
合Ｎｏ）にそれぞれ対応させた材料投入データ即ち材料
投入順序、投入間隔等のデモタが挙げられる。

表３ 而して、入力装置２０より配合Ｎｏ、出荷量（コンクリ
ート混線量）を入力すれば、プロセッサ２７により記憶
装置２８より配合Ｎｏに合致する諸データを検索し、該
諸データより出荷量に見合った各材料の投入量等を演算
し、計量器３３による計測結果が前記演算した投入量等
に合致した時ビンゲートの開閉装置３２、ホッパのゲー
ト開閉装置３４の開閉の為の駆動信号を発して、所要の
条件でミキサ２３に材料を所定の時期に投入する様にな
っている。

又、前記ミキサ制御用コンピュータの記憶装置行３８に
は前記各配合データに応じたミキサの駆動条件即ち混線
時間、混練回転数、最終段回転数（コンクリートυ［出
直前のミキサ回転数）、混練回転数を変化させた場合の
各回転数毎の混線時間、更に前記第６図、第７図、第８
図に示した駆動種火が配合）ｉｏを符されて入力されて
おり、ｎｔＪ記入力装置２０からの配合Ｎｏの指定、出
荷量の指定により前記記憶装置３８より配合Ｎｏに対応
する駆動条件が検索され更に出荷量に見合う様に演算さ
れ、ミキサ駆動装置４０に起動停止信号４４、回転数設
定信号４５が入力され演算した駆動条件、更に選択され
た駆動様式に従ってミキサの駆動源が制御される。

この時、回転数検出器４２からはミキサ駆動線（或はミ
キサブレード回転軸）の回転数がプロセッサ３７にフィ
ードバックされ、ミキサ駆動源の回転数は設定した回転
数に維持される。

所定の混練時間が経過するとミキサは最終段の回転速度
となりミキサゲート開閉装置３９によってゲートが開か
れ混線の完了したコンクリートが排出される。

又、前記第８図で示される駆動様式で混線を行う場合は
、トルク検出器４１より負荷トルク信号４６がプロセッ
サ３７に入力され、プロセッサ３７に於いて負荷トルク
の極大値即ちモルタルのキャピラリー状態が検出され、
極大値検出の信号はプラント用のコンピュータ２１に入
力され、該信号に基づきミキサ２２への砂利の投入が行
われる。

而して、回転数を制御可能な駆動源を用い、上記した如
く予め設定した駆動条件、駆動様式を適宜選択してコン
クリートの混線を行えば、高効率のコンクリートの混線
が行えると共に良品質のコンクリートを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の２軸強制練リミキサの説明図、第２図は
第１図の平面図、第３図は従来のパン型強制練すミキサ
の一部破断の説明図、第４図は従来の強制練すミキサで
混線を行う場合の出力と時間との関係を表わす線図、第
５図は本発明で用いられた駆動源の特性を示す線図、第
６図、第７図、第８図は本発明に於ける種々の駆動様式
の駆動源の出力特性を示す線図、第９図は本発明の装置
を示すブロック図である。 ２０は入力装置、２２はミキサ制御用コンピュータ、２
３はミキサ、３７はプロセッサ、３８は記憶装置、４０
はミキサ駆動装置、４２は回転数検出器、４３はミキサ
本体を示す。 特許出願人 石川島播磨重工業株式会社 特許出願人 石川島建機株式会社 第７図 第８図 ｖｔ開　− 第９図 第１頁の続き ＠発明者大寺　歌合 東京都中央区八重洲二丁目９番７号　石川島播磨重工業
株式会社京橋事務所内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）回転数を制御可能な駆動源を有するミキサ本体と各
   種駆動条件を設定人力した記憶装置とを価え、駆動条件
   選択信号及び出荷量指定信号の入力によりｍｌ記紀ｆｎ
   　：ＪＩｃＦｆより所要の駆動条件を選択し、該駆動条
   件を基に出荷量に見合う様ｌｌ１Ｉ記駆動源を駆動する
   ４！椙成したことを特徴とする強制線リミキサ。 ２）定速でモルタルを混練しつつ、負荷トルクを検出し
   、負荷トルクが所要の（＋Ｉｒより大きくなった時点で
   砂利を投入し混練することを特徴とするコンクリート混
   練方法。