JPS63257609A - 生コンクリ−トの水分制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は生コンクリート工場における、水量の調節によ
るコンクリートのスランプ値の制御方法に関するもので
あり、コンクリートのスランプ値を出荷指示配合どおり
正確に、かつ迅速に制御するための方法に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

定置式のセメントコンクリートバッチャ−プラント、い
わゆる生コンクリート工場においては。

需要者の要求に応じて種々の配合のコンクリートを製造
している。配合は目的とするコンクリート工事の内容に
より異なり、主としてコンクリート打設の際の作業性お
よび構造物が必要とするコンクリートの強度によって定
まるものである。

コンクリートの強度や作業性を支配するスランプ値は、
セメント、水、細骨材、粗骨材等の配合比により決定さ
れるが、その中でも特に水の量の影響が大きく、コンク
リート中の水分の量の多少は、スランプ値の大小として
表われる。従って逆にスランプ値を制御することにより
水分の量を管理することが可能である。

コンクリートの材料の中では骨材の含水分の量が変動し
易く、その他の材料の配合量や材質の管理を十分に行っ
ても、骨材、特に細骨材の含水分の変動によりスランプ
値が変動する。

予め混練機に供給する骨材の含水分を測定することは可
能ではあるが、実際には代表試料の採取が困難であり、
測定値の信頼性が低く、また測定に長時間を要するので
、骨材の含水分の変動を十分に捕捉できないことが多い
、連続骨材水分測定装置もあるが、これらもいまだに信
頼性に乏しいものである。

また、コンクリートのスランプ値の測定は熟練を要し、
かつ測定に時間がかかるため、実際には常時測定を行っ
ている訳ではなく、生コンクリート工場における水分の
調節によるスランプ値の制御は、オペレータの目視や勘
に基づいて行われている。しかし目視や勘に頼る方法は
、オペレータの体調による変動が避けられず、またオペ
レータの交代によって個人差に基づく誤差が生じ易く、
コンクリートの強度や作業性に大きな影響を与えるスラ
ンプ値の制御手段としては、必ずしも適切ではなかった
。

スランプ値はコンクリートの作業性すなわち流動性を示
す指標であり、コンクリートを混練する際の混練機の負
荷動力と負の相関関係があることが知られている。そこ
で上記問題点を解決する方法としてこの相関関係を利用
し、混練機の負荷動力をパラメータとして水量を調節す
ることによってコンクリートのスランプ値を制御する方
法が考えられており、例えば特開昭５７−３９９１４、
特開昭５９−１７９３０．特開昭６０−６４１２、特開
昭６１−２１７２１５等に関連技術が開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

コンクリート混練機の負荷動力を検出し、これに基づい
てコンクリートの水分を調節することによってスランプ
値を制御する従来の方法は、混練機の負荷動力が安定し
た時点すなわち混練が十分に行われた時点において負荷
動力を測定しその測定値をもとに水量の調節を行うため
、時間的に遅れが生じることが避けられない。

最近は技術の進歩により、混練機の性能が向上しコンク
リートの混練に要する時間が著しく短縮されている。従
ってその効果を発揮させるには。

スランプ値の制御による従来のような時間の遅れを、極
力無くする必要がある。

本発明はこのような課題を解決した生コンクリートの水
分制御方法を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明においては混練が十
分に行われた時点で水量補正をするのではなく、コンク
リートの混練初期より、その混練過程において断続的に
水量の補正を行い、短時間で混練を終了させようとする
ものである。

すなわち、本発明方法は、 （１）まず前段階として、予め、スランプ値ごとに、基
準配合を決定し、 ｉ）　この基準配合のコンクリートを混練し、混練中の
混練機の負荷動力の経時変化パターンを把えこれを記憶
させておく。

ｉｉ）　　基準配合より所定の割合の水量を減じた配合
のコンクリートを、数種の異なった水量について配合混
練し、その時の混練負荷動力の経時変化を記憶させてお
く。

１ｉｉ）　　上記基準配合のコンクリートを混練中の混
練負荷動力と、水量を減じたコンクリートを混練中の混
練負荷動力とを比較し、混練開始後の時間毎に、両混練
負荷動力の差と混練水量の差との関係を算出し、これを
記憶させておく。

（２）出荷コンクリート仕様指示の入力により、目標ス
ランプ値を得べきコンクリートの基準配合を導出し、導
出された基準配合より一定の割合の水分量を減じた配合
を、材料供給装置に指示する。

（３）指示された配合により材料を混練機に供給する。

材料の供給が終了した後、混練を開始する。この際材料
供給の直後あるいは中途よりの混練開始も可能である。

（４）混練開始より経過時間毎の混練負荷動力を検出し
、これを基準配合のコンクリート混練時の負荷動力と比
較照合し、その偏差を算出する。

（５）算出された混練負荷動力の偏差を水量に換算する
。この水量のうちの所定の割合を補正の水量として材料
供給装置に指示する。

（６）実混練負荷動力を検出し、基準配合のコンクリー
トの混練負荷動力との比較照合を引き続き行い、補給水
量の補正を数段階に分けて鰻り返して混練負荷動力の偏
差を零に収れんさせ、スランプ値を出荷目標値に合致さ
せる。

〔作用〕

本発明は以上の手順により、コンクリートのスランプ値
を目標値に合致させるものである。

この手順によると、従来の一旦混練が終了した時点にお
いて混練負荷動力を検出し、これに基づいて水量を補正
する方法よりも速く混練が終了するとともに、断続的に
実混練負荷動力を基準配合のコンクリートの混練負荷動
力と比較照合しながら水量の補正を行うために、精度の
高い補正が可能である。

基準配合はスランプ値の刻み毎に定められた配合であり
、同一スランプ値のコンクリート群の中で、最も出荷量
の多いコンクリートに対応する配合で代表させることが
できる。

基準配合を作成する時の材料は、予め水分の分った粗骨
材、細骨材を使用して行う。

スランプ値の刻みとしては、生コンクリート工場で製造
されるコンクリートのスランプ値の範囲内であって、１
ｃｍ刻みの整数値で代表されるものが適用し易い。

スランプ値の範囲は５ｃｍ〜２２ｃｍとし、１ｃｍ刻み
で求めておけばよく、スランプ値ごとの許容範囲は０．
３ｃｍ程度とし、同一の配合で数回測定し、平均値を求
めることもできる。

スランプ値と混練負荷動力は、負の相関関係が成立する
。この関係は特殊な配合を除き、水セメント比が異なっ
ていても近似的に成立する。

混練負荷動力は混練機の負荷を表す電力値あるいは電流
値をもって示すことが可能で、全電力あるいは全電流値
より無負荷時の電力または電流値を差し引いた値をもっ
て示すこともできる。

補正水量は次の一般式によって計算することができる。

ただし、 ΔＨ：補正水量 Ｈａ二基準配合の水量 Ｈｂ：基準配合より減量したときの水量Ｗａ：基準配合
を混練中の負荷動力 Ｗｂ：基準配合より減量したときの負荷動力ＷＣ：出荷
コンクリートを混練したときの負荷動力 Ｆ　：補正割合 へ− である。

本発明方法では混練機の翼の状態やコンクリートの付着
状態の変化に対して対応する必要がある。この点につい
ては、変化に応じてスランプ値の刻み毎に、混練負荷動
力の経時変化を測定し。

その値により基準配合のコンクリートを混練した時の混
練負荷動力の経時変化を補正することが好ましい。

例えば、スランプ値の高、中、低の代表的なもの３段階
の測定を行い、それにより補正を行うことが可能である
。

補正の水量の増減の調節は、電磁バルブの開時間を変化
させることにより行う。

補正の補給水が供給されると、混練機の実測混練負荷動
力と基準配合のコンクリート混練中の混練負荷動力との
偏差が小さくなってくるが、これには時間遅れがでるの
で、予め基準配合のコンクリートより一定の割合で水量
を減じた配合のコンクリートを混練し、模擬の補正を行
って時間遅れを把握しておく。

以上の操作を数回繰り返し行い、混練負荷動力を、基準
配合のコンクリートを混練中の混練負荷動力に一致させ
ることにより、コンクリートの水量を目標とする水量に
合致させる。

基準配合の混練負荷動力を測定する時の測定開始時間と
、実際のコンクリートのスランプ値を制御する時の時間
は一致させる必要があるが、補正の開始時間の選択につ
いてはコンクリートの配合に応じて任意の時刻から補正
を開始することが可能である。

本発明によれば、合計補正水量より、骨材の含水分を推
定することが可能であり、この推定された含水分により
次回以降の配合の修正をすることができる。

本発明の技術手段を第１図によってさらに詳細に説明す
る。第１図は混練負荷動力の経時変化を示している。

第１図において、縦軸は混練負荷動力、横軸は混練開始
よりの時間である。

混練負荷動力は混練開始により上昇し、混練が進むと逆
に低下し、十分な混練状態になると、一定値に達しそれ
以降の変化はなくなるという経過をたどる。

第１図において曲線ａは基準配合のコンクリート混練時
の混練負荷動力の経時変化を示すものである０曲線すは
水量の補正を行わないで混練を行ったと仮定した時の混
練負荷動力の推定経時変化である０曲線Ｃは出荷コンク
リートに対して、３段階にわたり水量の補正を行った時
の混練負荷動力の経時変化である。

次に曲線Ｃの変化を説明する０曲線Ｃは当初曲線すと一
致し、水量補正により順次曲線ａに近づくものである。

混練開始により、混練負荷動力の測定を開始する（Ａ点
）、Ｒ練開始後ｌＯ〜１２秒の２秒間（Ａ点〜Ｂ点）の
電力を平均し、同一測定レベルの基準配合の負荷動力の
経時変化（曲線ａ）と比較照合する。比較照合の結果の
偏差を水分量に換算し、そのうちのある比率の水量（例
えば７０％）を補正の添加水量として、水供給装置に指
示する。

図中１２〜１４秒の間（Ｂ点〜Ｃ点）は、測定結果の照
合、演算、補正の指示に要する待ち時間である。

補正開始（０点）で水供給装置の電磁弁を開き、１４〜
１６秒の２秒間（Ｃ点〜Ｄ点）に水量添加補正を行う、
補正により負荷電力値は低下し、１６秒後（Ｄ点）にお
いて補正は終了するが、混練負荷動力は引き続き低下す
る。

１６〜１８秒の間（Ｄ点〜Ｅ点）は、水分の添加による
電力の低下の遅れ時間である。この時間の間に電力の低
下が終了し、曲線Ｃは曲線ａに平行になっている（Ｅ点
〜Ｆ点）。これで第１段階の補正が終了する。

同様の手順で第２段階（Ｆ点〜Ｊ点）で例えば補正水量
の２０％に対応する補正、第３段階（Ｊ点〜Ｎ点）で例
えば補正水量の１０％に対応する補正を行い、曲線Ｃを
曲ｉ１ａに近似させる。その後、混練負荷動力の変化が
なくなるまで混練を継続し、混練を終了する。

〔実施例〕

以下本発明を実施例により詳細に説明する。

本発明を好適に実施することのできる装置のブロック図
を第２図に示す。

混練機ｌには水供給袋Ｎ４およびセメント、細骨材、粗
骨材等の供給装置５が付属しこれらから原料が供給され
る。混練機１は駆動モータ２によって駆動され、駆動モ
ータ２の動力は電力値測定装置３によって実測される。

この実測値はマイクロコンピュータ６に入力される。

マイクロコンピュータ６には基本配合の記憶装置７、前
段階測定値記憶装置８が付属している。

記憶装置７．８はマイクロコンピュータ６に内蔵するこ
ともできる。マイクロコンピュータ６には細骨材や粗骨
材の水分値が与えられ、またコンクリートの注文仕様に
応じて出荷指示が入力される。

次に本発明による、生コンクリートのスランプ値制御方
法の動作を第３図を参照して順を追って説明する０本発
明方法は前段階と操作段階の２段階から成っている・ 本発明の前段階は、次の（ａ）〜（ｆ）の手順により実
施される。

前段階 （ａ）　　当該工場において、比較的出荷量の多いスラ
ンプ値の範囲において、スランプ値の刻み毎にコンクリ
ートの仮の基準配合を決定する。

（ｂ）　　この仮の基準配合で試験練りを行いその結果
より、水分の調整をして基準配合を決定する。

（Ｃ）　　基準配合のコンクリートを混練中の混練負荷
動力の経時変化を記憶装置に記憶させる。実施例ではマ
イクロコンピュータに内蔵した記憶装置に記憶させた。

（ｄ）　　基準配合より一定の割合水量を減じた配合の
コンクリートを混練し、混練負荷動力を記憶装置に記憶
させる。実施例ではマイクロコンピュータに内蔵した記
憶装置に記憶させた。この配合は複数の配合について行
った。

（ｅ）　　上記（ｅ）、（ｄ）で記憶した混練負荷動力
の経時変化を比較して、混練開始経過時間毎の混練負荷
動力の差を求め、混練負荷動力の差と補正に必要な水量
との関係を導出する。

（ｆ）　　上記（ｅ）の関係を補正に必要な水量の算出
式として記憶装置に記憶させる。実施例ではマイクロコ
ンピュータに内蔵した記憶装置に記憶させた。

以上の（ａ）〜（ｆ）の手順により前段階の手順を終了
し、次に操業時の操作段階の手順について以下（ｇ）〜
（ｒ）の手順を説明する。

操作段階 （ｇ）出荷の指示に従い、予め記憶されているマイクロ
コンピュータのファイルより、混練すべきコンクリート
の仮の配合を抽出する。

例えば出荷指示によりセメントの銘柄、スランプ値、呼
び強度等を包括するコンクリートの品種が入力される。

この出荷指示によりマイクロコンピュータに、予め記憶
されているコンクリートの品種リストより混練すべきセ
メント、水、砂、砕石の配合が呼び出される。その−例
を次に示す。

スランプ値：１５ｃｍ 水セメント比：５５％ 配合：　　セメント：３１８ｋｇ／ゴ 水：１７８ｋｇ／ｌｎ’ 砂ニア４０ｋｇ／ｍ’ 砂利：１０７２ｋｇ／ｒｎ’ スランプ値１０ｃｍに対する水量差：２７ｆＬ／ｒｎ”
水量１０ｆｌに対するスランプ値差；３．７ｃｍ 水量の７％偵：１２．３ＩＬ／ｒｎ’ 砂の２％値（水量換算）：１４．８Ｊ１／ｍ″（ｈ）こ
の配合より一定の割合水量を減じた配合を算出する。

上記の呼び出された配合より、所定の割合、例えば２〜
５％水の配合量を減じた配合が算出される。

、（ｊ）算出した水量を材料供給装置に指示する。

（ｋ）指示に従い材料を提供する。

セメント、細骨材、粗骨材の供給装置の運転時間、およ
び水供給装置の電磁弁の開時間が定められ操作される。

（！ｌ）混練を開始する 混練開始により、混練機駆動モータの混練負荷動力測定
が開始される。測定された混練負荷動力はマイクロコン
ピュータ６に入力され、時定ａ２秒（２秒毎に平均され
た値）の信号として処理される。

（ｍ）混練開始より、経過時間毎の混練負荷動力を上記
（Ｃ）の対応するスランプ値の混練負荷動力と照合し、
混練負荷動力の偏差を算出する。

上記処理された信号の平均値と、予め同様に入力しであ
る基準配合のコンクリートの混練負荷動力の経時変化と
を比較照合する。

（ｎ）所定の時間帯の混練負荷動力の偏差より、補正に
必要な水量を算出する。

補正の開始はコンクリートの配合に応じて、任意の時間
よりの補正開始が可能である。

（ｐ）補正に必要な水量に、一定の割合を乗じた水量の
供給を水供給装置に指示する。

混練負荷動力の比較照合の結果判明した混練開始一定時
間後の混練負荷動力の偏差を水量の差として算出し、こ
の水量に所定の係数を乗じて、第１次の補正の水量とし
、水供給装置に指示し水量添加を行う、補正終了後一定
時間後の混練負荷動力の比較照合の結果に基づいてさら
に第２次の補正の水量を算出し、この補正水量をコンク
リートに補給する。

（ｑ）以上の（ｎ）、（ｐ）の操作を所定の回数行い混
練負荷動力の偏差を零に収れんさせ、スランプ値を目標
値に合致させる。

添加水量の補正は数段階で行う、各段階毎に補正の比率
を変えて、負荷動力を基準に正確に合致させる１例えば
第１段階７０％、第２段階２０％、第３段階ｌＯ％とし
、目標値に収れんさせることが好ましい、また補正比率
のスランプ値ごとの変化割合はスランプ値の大小に応じ
て、補正の比率を変更することができる。

（ｒ）負荷動力の変化がなくなった時点において混練を
終了する。

〔発明の効果〕

本発明方法によれば、生コンクリートの混練時間遅れを
生じることなく所望のスランプのコンクリートを精度よ
く混練製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は混練負荷動力の経時変化を示すグラフ、第２図
は本発明方法の適用される装置のブロック図、第３図は
本発明の詳細な説明するフローチャートである。 １・・・混練機　　　　　２・・・モータ３・・・電力
測定袋２１　４・・・水供給装置５・・・セメント等の
供給装置 ６・・・マイクロコンピュータ ７．８・・・記憶装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　生コンクリートの混練に当り、基準配合のコンクリ
   ートおよび該基準配合より水分を減じたコンクリートの
   混練負荷動力の経時変化をスランプ値ごとに予め記憶さ
   せておき、目標スランプ値を得る基準配合より水分量を
   減じた配合で混練を開始し、混練負荷動力の経時変化を
   基準配合の混練負荷動力の経時変化と比較してその偏差
   を求め、該偏差を複数に分割し、該分割偏差に対応する
   補給水を供給し、混練負荷動力を実測し、該実測値に基
   づいて前記補給水量を補正しつつ前記偏差を零に収れん
   させることを特徴とする生コンク リートの水分制御方法。