(57)【要約】【課題】練り混ぜ中におけるコンクリートの流動性を精度良く推定可能なコンクリートの流動性の推定方法を提供する。【解決手段】コンクリートの流動性の推定方法は、コンクリートミキサの混練部に収納されたコンクリートを練り混ぜる練り混ぜステップと、練り混ぜステップ中に、混練部に設けられるとともにコンクリートを流下させるための傾斜を有する少なくとも一つの凹部に入り込んだコンクリートの画像を撮影する撮影ステップと、コンクリートの撮影画像から取得される情報とコンクリートの流動性指標の実績値である流動性指標実績値とを予め関連付けた関連付け情報に基づいて、撮影ステップにて撮影されたコンクリートの撮影画像から、練り混ぜステップにおけるコンクリートの流動性指標の推定値である流動性指標推定値を取得する流動性推定ステップと、を備える。【選択図】  図１
2019124650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートミキサの混練部に収納されたコンクリートを練り混ぜる練り混ぜステップと、
前記練り混ぜステップ中に、前記混練部に設けられるとともに前記コンクリートを流下させるための傾斜を有する少なくとも一つの凹部に入り込んだ前記コンクリートの画像を撮影する撮影ステップと、
前記コンクリートの撮影画像から取得される情報と前記コンクリートの流動性指標の実績値である流動性指標実績値とを予め関連付けた関連付け情報に基づいて、前記撮影ステップにて撮影されたコンクリートの撮影画像から、前記練り混ぜステップにおける前記コンクリートの流動性指標の推定値である流動性指標推定値を取得する流動性推定ステップと、を備えるコンクリートの流動性の推定方法。
【請求項２】
前記撮影画像から取得される情報は、前記凹部に入り込んだ前記コンクリートの形状を含み、
前記コンクリートの流動性の推定方法は、前記撮影ステップで撮影された撮影画像を画像処理することで前記コンクリートの形状を取得する画像処理ステップをさらに備える請求項１に記載のコンクリートの流動性の推定方法。
【請求項３】
前記流動性指標は、前記コンクリートのスランプ値、前記コンクリートのスランプフロー値、又は前記コンクリートのロート試験値、の少なくとも何れか一つを含む請求項１又は２に記載のコンクリートの流動性の推定方法。
【請求項４】
前記流動性指標実績値は、前記コンクリートのスランプ試験、前記コンクリートのスランプフロー試験、又は前記コンクリートのロート試験の少なくとも何れかにより取得される試験値である請求項３に記載のコンクリートの流動性の推定方法。
【請求項５】
前記コンクリートの流動性の推定方法は、
前記混練部の隅部における前記コンクリートの動画を撮影する隅部撮影ステップと、
前記コンクリートの撮影動画から取得される情報と前記コンクリートの流動性指標の実績値である第２流動性指標実績値とを予め関連付けた第２関連付け情報に基づいて、前記隅部撮影ステップにて撮影されたコンクリートの撮影動画から、前記練り混ぜステップにおける前記コンクリートの流動性指標の推定値である第２流動性指標推定値を取得する第２流動性推定ステップと、をさらに備える請求項１又は２に記載のコンクリートの流動性の推定方法。
【請求項６】
前記流動性指標は、前記コンクリートのせん断応力降伏値と、前記コンクリートの速度勾配と、前記コンクリートの粘性係数と、を含み、
前記コンクリートのせん断応力降伏値、および前記コンクリートの速度勾配は、前記流動性推定ステップにおいて取得され、
前記コンクリートの粘性係数は、前記第２流動性推定ステップにおいて取得される請求項５に記載のコンクリートの流動性の推定方法。
【請求項７】
前記コンクリートの流動性の推定方法は、
下記式（１）によりコンクリートのせん断応力を算出するせん断応力算出ステップをさらに備える請求項６に記載のコンクリートの流動性の推定方法。
τ＝τｙ＋ηγ  ・・・（１）
ただし、式（１）におけるτは前記せん断応力であり、τｙは前記せん断応力降伏値であり、γは前記速度勾配であり、ηは前記粘性係数である。
【請求項８】
前記少なくとも一つの凹部は、前記混練部の壁面からの深さ寸法又は前記壁面に対する前記傾斜の傾斜角の少なくとも何れか一方が互いに異なる複数の凹部を含む請求項１乃至７の何れか１項に記載のコンクリートの流動性の推定方法。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項に記載のコンクリートの流動性の推定方法が備えるステップと、
前記流動性推定ステップにより推定される前記コンクリートの流動性に基づいて、前記練り混ぜステップ中に前記コンクリートに骨材、セメント、水および混和材料の少なくとも何れか一つを追加する材料追加ステップと、を備えるコンクリートの製造方法。
【請求項１０】
コンクリートを流下させるための傾斜を有する少なくとも一つの凹部が設けられた混練部および前記混練部に収納されたコンクリートを練り混ぜる練り混ぜ装置を含むコンクリートミキサと、
前記少なくとも一つの凹部に入り込んだ前記コンクリートの画像を撮影する撮影装置と、
前記コンクリートの撮影画像から取得される情報と前記コンクリートの流動性指標の実績値である流動性指標実績値を予め関連付けた関連付け情報を記憶する記憶装置と、
前記記憶装置に記憶された前記関連付け情報に基づいて、前記撮影装置により撮影されたコンクリートの撮影画像から、前記混練部に収納された前記コンクリートの流動性指標の推定値である流動性指標推定値を取得可能な流動性推定装置と、を備えるコンクリートの流動性の推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、コンクリートの流動性を推定するための推定方法、該推定方法を備えるコンクリートの製造方法、およびコンクリートの流動性の推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートの配合設計や品質管理のために、コンクリートの流動性を評価する必要がある。コンクリートの流動性を評価する方法としては、スランプ試験やスランプフロー試験、Ｖロート試験などの流動性を評価する試験がある。また、研究室レベルの研究としては、コンクリートの流動性の評価方法としてレオロジーを導入したものがあり、例えばレオロジー特性やレオロジー定数によりコンクリートの流動性の評価が行われることがある。レオロジー特性やレオロジー定数は、上述したスランプ試験などの他に回転式粘度計や振動式粘度計などを用いることで取得される。
【０００３】
特許文献１には、スランプ試験においてスプラコーンにより成形される生コンクリートの試験体を撮像する撮像ステップと、生コンクリートの施工性に関する評価を示す情報と生コンクリートのスランプ試験における試験体の画像とを関連付けて予め機械学習させた基準情報と、撮像ステップにおいて撮像した画像とを用いて、試験体を形成する生コンクリートの施工性を評価し、施工性に関する情報を出力する評価ステップと、をコンピュータに実行させる施工性評価プログラムが開示されている。また、特許文献１には、上述した生コンクリートの施工性に関する評価を示す情報には、試験体のスランプ値やスランプフロー値が含まれることも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１４２５３２号公報
【特許文献２】実開平５−９２６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、スランプ試験などの流動性を評価する試験は、コンクリートミキサで練り混ぜ中のコンクリートの流動性を評価することができないため以下のような問題がある。例えばスランプ試験などの流動性を評価する試験を行うためには、コンクリートをコンクリートミキサから排出する必要があり、流動性を評価する試験において良好な結果が得られなかった場合には、コンクリートを廃棄し新たなコンクリートを製造する必要があるので、コンクリートの製造および廃棄に労力や時間、材料費などの費用がかかる。また、コンクリートの練り混ぜ中における流動性を調整することもできず、良好な結果を得るためにコンクリートの製造を複数回にわたり行う事態も発生する。
【０００６】
上述した問題を解消するために、コンクリートの練り混ぜ中における流動性を推定する試みが行われているが（例えば、特許文献２）、現時点ではコンクリートの流動性の推定精度が低く実用化には至っていない。なお、特許文献２には、コンクリートが混練される混練部内のコンクリートの表面にスリット状のレーザ光を照射するレーザ光源と、混練部内のコンクリートの挙動形状を撮影するカメラと、該カメラからの撮像信号を処理する画像処理部とで構成し、該画像処理部において撮像信号を通じて得られるコンクリートの表面のスリット光像の形状に基づいてコンクリートの流動特性を判定するコンクリートの流動特性検出装置が開示されている。
【０００７】
上述した事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、練り混ぜ中におけるコンクリートの流動性を精度良く推定可能なコンクリートの流動性の推定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の少なくとも一実施形態にかかるコンクリートの流動性の推定方法は、
コンクリートミキサの混練部に収納されたコンクリートを練り混ぜる練り混ぜステップと、
前記練り混ぜステップ中に、前記混練部に設けられるとともに前記コンクリートを流下させるための傾斜を有する少なくとも一つの凹部に入り込んだ前記コンクリートの画像を撮影する撮影ステップと、
前記コンクリートの撮影画像から取得される情報と前記コンクリートの流動性指標の実績値である流動性指標実績値とを予め関連付けた関連付け情報に基づいて、前記撮影ステップにて撮影されたコンクリートの撮影画像から、前記練り混ぜステップにおける前記コンクリートの流動性指標の推定値である流動性指標推定値を取得する流動性推定ステップと、を備える。
【０００９】
上記（１）の方法によれば、コンクリートの流動性の推定方法は、コンクリートミキサの混練部に収納されたコンクリートを練り混ぜる練り混ぜステップと、練り混ぜステップ中に、混練部に設けられるとともにコンクリートを流下させるための傾斜を有する少なくとも一つの凹部に入り込んだコンクリートの画像を撮影する撮影ステップと、を備えている。このため、コンクリートミキサの混練部に設けられた凹部は、コンクリートを流下させるための傾斜を有するので、撮影ステップにて撮影されるコンクリートの撮影画像には、練り混ぜステップ中に凹部に入り込んだコンクリートの流動状態を表す情報が含まれる。また、凹部に入り込んだコンクリートは、コンクリートの流動方向が制限されるので、コンクリートの流動状態の観測が容易である。
【００１０】
そして、コンクリートの流動性の推定方法は、コンクリートの撮影画像から取得される情報とコンクリートの流動性指標の実績値である流動性指標実績値とを予め関連付けた関連付け情報に基づいて、撮影ステップにて撮影されたコンクリートの撮影画像から、練り混ぜステップにおけるコンクリートの流動性指標の推定値である流動性指標推定値を取得する流動性推定ステップをさらに備えている。このため、流動性推定ステップでコンクリートの撮影画像と上述した関連付け情報とによりコンクリートの流動性を定量的に表す流動性指標推定値が推定されるので、練り混ぜステップにおけるコンクリートの流動性を精度良く推定可能である。
【００１１】
また、練り混ぜ中におけるコンクリートの流動性を精度よく推定し、該推定に基づいて練り混ぜ中のコンクリートに材料を追加投入することにより、コンクリートの流動性の調整が可能であるため、流動性を評価する試験において良好ではない結果になることを抑制することができ、ひいてはコンクリートの製造にかかる労力や時間、費用を削減することができる。
【００１２】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、
前記撮影画像から取得される情報は、前記凹部に入り込んだ前記コンクリートの形状を含み、
前記コンクリートの流動性の推定方法は、前記撮影ステップで撮影された撮影画像を画像処理することで前記コンクリートの形状を取得する画像処理ステップをさらに備える。
【００１３】
上記（２）の方法によれば、画像処理ステップにて、撮影ステップで撮影された撮影画像からコンクリートの形状が取得される。そして、撮影画像から取得される情報に、凹部に入り込んだコンクリートの形状を含む。ここで、凹部に入り込んだコンクリートの形状は、凹部を滑り落ちる際にコンクリートの流動性により変化する。例えば、コンクリートの流動性が高い場合には、凹部を滑り落ちるコンクリートの高さ寸法が小さくなる傾向がある。このため、凹部に入り込んだコンクリートの形状を関連付け情報の基礎データとして用いることで、コンクリートの流動性を精度良く推定可能である。
【００１４】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の方法において、
前記流動性指標は、前記コンクリートのスランプ値、前記コンクリートのスランプフロー値、又は前記コンクリートのロート試験値、の少なくとも何れか一つを含む。
【００１５】
コンクリートのスランプ値やスランプフロー値、ロート試験値のそれぞれは、コンクリートの流動性を表す重要な指標の一つである。上記（３）の方法によれば、流動性指標として、コンクリートのスランプ値、スランプフロー値、又はロート試験値を用いることで、コンクリートの流動性を精度良く推定可能である。
【００１６】
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の方法において、
前記流動性指標実績値は、前記コンクリートのスランプ試験、前記コンクリートのスランプフロー試験、又は前記コンクリートのロート試験の少なくとも何れかにより取得される試験値である。
【００１７】
上記（４）の方法によれば、流動性指標実績値は、実際に試験を行うことにより取得される試験値であるので、データとしての信頼性が高いものである。このような信頼性の高い流動性指標実績値を用いることで、コンクリートの流動性を精度良く推定可能である。
【００１８】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の方法において、
前記コンクリートの流動性の推定方法は、
前記混練部の隅部における前記コンクリートの動画を撮影する隅部撮影ステップと、
前記コンクリートの撮影動画から取得される情報と前記コンクリートの流動性指標の実績値である第２流動性指標実績値とを予め関連付けた第２関連付け情報に基づいて、前記隅部撮影ステップにて撮影されたコンクリートの撮影動画から、前記練り混ぜステップにおける前記コンクリートの流動性指標の推定値である第２流動性指標推定値を取得する第２流動性推定ステップと、をさらに備える。
【００１９】
上記（５）の方法によれば、練り混ぜステップにおけるコンクリートの流動性指標の推定値として、撮影ステップにて撮影されたコンクリートの撮影画像から取得される流動性指標推定値と、隅部撮影ステップにて撮影されたコンクリートの撮影動画から取得される第２流動性指標推定値と、を取得することができる。このため、流動性指標推定値と第２流動性指標推定値とによりコンクリートの流動性を推定できるので、より精度良く推定可能である。
【００２０】
（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の方法において、
前記流動性指標は、前記コンクリートのせん断応力降伏値と、前記コンクリートの速度勾配と、前記コンクリートの粘性係数と、を含み、
前記コンクリートのせん断応力降伏値、および前記コンクリートの速度勾配は、前記流動性推定ステップにおいて取得され、
前記コンクリートの粘性係数は、前記第２流動性推定ステップにおいて取得される。
【００２１】
レオロジー定数であるせん断応力降伏値や粘性係数と、速度勾配とは、コンクリートの流動性を表す重要な指標の一つである。上記（６）の方法によれば、流動性指標として、コンクリートのせん断応力降伏値、粘性係数および速度勾配を用いることで、コンクリートの流動性を精度良く推定可能である。
【００２２】
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の方法において、
前記コンクリートの流動性の推定方法は、
下記式（１−１）によりコンクリートのせん断応力を算出するせん断応力算出ステップをさらに備える。
τ＝τｙ＋ηγ  ・・・（１−１）
ただし、式（１−１）におけるτは前記せん断応力であり、τｙは前記せん断応力降伏値であり、γは前記速度勾配であり、ηは前記粘性係数である。
【００２３】
上記（７）の方法によれば、せん断応力算出ステップにてコンクリートのせん断応力を算出することができる。このため、せん断応力および流動性指標の推定値であるせん断応力降伏値、速度勾配および粘性係数により、練り混ぜ中におけるコンクリートのレオロジー特性を把握することができるので、コンクリートの流動性を精度良く推定可能である。
【００２４】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（７）の方法において、
前記少なくとも一つの凹部は、前記混練部の壁面からの深さ寸法又は前記壁面に対する前記傾斜の傾斜角の少なくとも何れか一方が互いに異なる複数の凹部を含む。
【００２５】
上記（８）の方法によれば、複数の凹部の各々におけるコンクリートの情報を取得できるので、個々の凹部におけるバラツキを抑制することができる。また、複数の凹部は壁面からの深さ寸法や壁面に対する傾斜の傾斜角を互いに異ならせるので、コンクリートの情報を多面的に取得することができる。したがって、コンクリートの流動性をより精度良く推定可能である。
【００２６】
（９）本発明の少なくとも一実施形態にかかるコンクリートの製造方法は、
上記（１）〜（８）に記載のコンクリートの流動性の推定方法が備えるステップと、
前記流動性推定ステップにより推定される前記コンクリートの流動性に基づいて、前記練り混ぜステップ中に前記コンクリートに骨材、セメント、水および混和材料の少なくとも何れか一つを追加する材料追加ステップと、を備える。
【００２７】
上記（９）の方法によれば、流動性推定ステップにより推定される練り混ぜ中におけるコンクリートの流動性に基づいて、材料追加ステップにてコンクリートの骨材などを追加することで、コンクリートの流動性の調整が可能であるため、コンクリートの製造にかかる労力や時間、費用を削減することができる。
【００２８】
（１０）本発明の少なくとも一実施形態にかかるコンクリートの流動性の推定装置は、
コンクリートを流下させるための傾斜を有する少なくとも一つの凹部が設けられた混練部および前記混練部に収納されたコンクリートを練り混ぜる練り混ぜ装置を含むコンクリートミキサと、
前記少なくとも一つの凹部に入り込んだ前記コンクリートの画像を撮影する撮影装置と、
前記コンクリートの撮影画像から取得される情報と前記コンクリートの流動性指標の実績値である流動性指標実績値を予め関連付けた関連付け情報を記憶する記憶装置と、
前記記憶装置に記憶された前記関連付け情報に基づいて、前記撮影装置により撮影されたコンクリートの撮影画像から、前記混練部に収納された前記コンクリートの流動性指標の推定値である流動性指標推定値を取得可能な流動性推定装置と、を備える。
【００２９】
上記（１０）の構成によれば、コンクリートの流動性の推定装置は、コンクリートを流下させるための傾斜を有する少なくとも一つの凹部が設けられた混練部および混練部に収納されたコンクリートを練り混ぜる練り混ぜ装置を含むコンクリートミキサと、少なくとも一つの凹部に入り込んだコンクリートの画像を撮影する撮影装置と、を備えている。このため、コンクリートミキサの混練部に設けられた凹部は、コンクリートを流下させるための傾斜を有するので、撮影装置により撮影されるコンクリートの撮影画像には、凹部に入り込んだコンクリートの流動状態を表す情報が含まれる。また、凹部に入り込んだコンクリートは、コンクリートの流動方向が制限されるので、コンクリートの流動状態の観測が容易である。
【００３０】
そして、コンクリートの流動性の推定装置は、コンクリートの撮影画像から取得される情報とコンクリートの流動性指標の実績値である流動性指標実績値を予め関連付けた関連付け情報を記憶する記憶装置と、記憶装置に記憶された関連付け情報に基づいて、撮影装置により撮影されたコンクリートの撮影画像から、混練部に収納されたコンクリートの流動性指標の推定値である流動性指標推定値を取得可能な流動性推定装置と、をさらに備えている。このため、流動性推定装置は、コンクリートの撮影画像と上述した関連付け情報とによりコンクリートの流動性を定量的に表す流動性指標推定値を推定できるので、混練部に収納されたコンクリートの流動性を精度良く推定可能である。
【００３１】
また、混練部に収納されたコンクリートの流動性を精度良く推定し、該推定に基づいてコンクリートミキサに材料を追加投入することにより、コンクリートの流動性の調整が可能であるため、流動性を評価する試験において良好ではない結果になることを抑制することができ、ひいてはコンクリートの製造にかかる労力や時間、費用を削減することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、練り混ぜ中におけるコンクリートの流動性を精度良く推定可能なコンクリートの流動性の推定方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態にかかるコンクリートの流動性の推定方法のフロー図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるコンクリートの流動性の推定方法に用いられるコンクリートミキサを説明するための概略斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるコンクリートの流動性の推定方法を実施するための推定装置の構成を概略的に示す概略構成図である。
【図４】コンクリートミキサの混練部に設けられた凹部を説明するための図であって、凹部にコンクリートが入り込んだ状態を示す概略断面図である。
【図５】コンクリートミキサの混練部に設けられた凹部を説明するための図であって、凹部に入り込んだコンクリートが流下する状態を示す概略断面図である。
【図６】図１に示すコンクリートの流動性の推定方法における流動性推定ステップを説明するためのグラフであって、撮影画像から取得される情報と流動性指標との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の他の一実施形態にかかるコンクリートの流動性の推定方法のフロー図である。
【図８】コンクリートミキサの混練部における隅部を説明するための図であって、混練部を概略的に示す概略上面図である。
【図９】図７に示すコンクリートの流動性の推定方法における第２流動性推定ステップを説明するためのグラフであって、撮影動画から取得される情報と流動性指標との関係を示すグラフである。
【図１０】図８に示す隅部におけるコンクリートの挙動を説明するための概略部分拡大図である。
【図１１】ビンガム流体のレオロジー特性を説明するためのグラフである。
【図１２】互いに形状が異なる複数の凹部を説明するための図であって、（ａ）は第１凹部の概略断面図であり、（ｂ）は第２凹部の概略断面図であり、（ｃ）は第３凹部の概略断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態にかかるコンクリートの製造方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
【００３５】
図１は、本発明の一実施形態にかかるコンクリートの流動性の推定方法のフロー図である。図２は、本発明の一実施形態にかかるコンクリートの流動性の推定方法に用いられるコンクリートミキサを説明するための概略斜視図である。図３は、本発明の一実施形態にかかるコンクリートの流動性の推定方法を実施するための推定装置の構成を概略的に示す概略構成図である。コンクリートの流動性の推定方法１０は、図１に示されるように、練り混ぜステップＳ１０１と、撮影ステップＳ１０２と、流動性推定ステップＳ１０３と、を備えている。また、コンクリートの流動性の推定装置１は、図２、３に示されるように、コンクリートミキサ２と、撮影装置６と、情報処理装置７と、を備えている。
【００３６】
練り混ぜステップＳ１０１では、上述したコンクリートミキサ２の混練部３に収納されたコンクリート１１を練り混ぜる。図２に示されるように、コンクリートミキサ２は、動力で回転させる撹拌羽根５２により混練部３におけるコンクリート１１を強制的に練り混ぜて、コンクリート１１を製造する強制撹拌型のコンクリートミキサである。
【００３７】
図２に示されるように、コンクリートミキサ２は、コンクリート１１を収納可能な混練部３（ドラム）と、混練部３に収納されたコンクリート１１を練り混ぜ可能に構成されている練り混ぜ装置５と、を備えている。コンクリートミキサ２の混練部３は、図２に示されるように、混練部３の四方を囲む内壁面３１（壁面）および曲面状に形成された底面３２により、上方が開口した有底箱状に形成されており、混練部３の内部にはコンクリートを収納するための内部空間３３が形成されている。
【００３８】
コンクリートミキサ２の練り混ぜ装置５は、図２に示されるように、水平方向に沿って延在して混練部３の互いに対向する内壁面３１を貫通する少なくとも一つの撹拌軸５１と、撹拌軸５１の外周に取り付けられた撹拌羽根５２と、撹拌羽根５２を回転駆動させるための回転駆動装置５３であって、不図示のプーリやＶベルトなどを含む回転駆動装置５３と、回転駆動装置５３を動作させるための電動モータを含む駆動源５４と、を含んでいる。なお、図２に示される実施形態では、練り混ぜ装置５は互いに同一水平方向に並んで配置される２本の撹拌軸５１を含んでいるが、撹拌軸５１は１本又は３本以上の複数本であってもよい。
【００３９】
図４は、コンクリートミキサの混練部に設けられた凹部を説明するための図であって、凹部にコンクリートが入り込んだ状態を示す概略断面図である。図５は、コンクリートミキサの混練部に設けられた凹部を説明するための図であって、凹部に入り込んだコンクリートが流下する状態を示す概略断面図である。図４、５に示されるように、上述したコンクリートミキサ２には、混練部３の内壁面３１より凹んで形成されている少なくとも一つの凹部４が設けられている。
【００４０】
凹部４は、コンクリート１１を流下させるための傾斜４０を有している。より具体的には、凹部４は、図４、５に示されるように、凹部底面４２と、凹部底面４２に向かうにつれて徐々に外形寸法が小さくなるように形成されている凹部壁面４１と、を有する円錐台形状に形成されている。そして、凹部壁面４１には、コンクリート１１を凹部４の外部に流下させる傾斜４０が設けられている。凹部４は、図４、５に示されるように、凹部壁面４１と凹部底面４２とにより凹部４の内部に混練部３の内部空間３３に連通される内部空間４３が形成されている。このため、図４に示されるように、練り混ぜステップＳ１０１中に、コンクリート１１の一部は撹拌羽根５２に撹拌されることにより、凹部４の内部空間４３に入り込む。
【００４１】
撮影ステップＳ１０２では、練り混ぜステップＳ１０１中に凹部４に入り込んだコンクリート１１の画像を上述した撮影装置６により撮影する。撮影装置６（カメラ）は、混練部３の上方に配置されるとともに、少なくとも一つの凹部４に入り込んだコンクリート１１の画像（撮影画像ＣＩ）を撮影する。図５に示されるように、凹部４に入り込んだコンクリート１１は、コンクリート１１の自重やコンクリートミキサ２に生じる振動などにより、凹部４の傾斜４０を伝って流動して、図５中点線で囲んで示すように凹部４から外部に流下する。このため、撮影ステップＳ１０２において撮影装置６により撮影された撮影画像ＣＩには、練り混ぜステップＳ１０１中に凹部４に入り込んだコンクリートの流動状態を表す情報が含まれる。
【００４２】
流動性推定ステップＳ１０３では、図１に示されるように、流動性推定ステップＳ１０３より前にコンクリートの撮影画像（事前撮影画像ＣＡ）から取得される情報ＩＣと、コンクリートの流動性指標Ｌの実績値である流動性指標実績値ＬＡと、を予め関連付けた関連付け情報ＩＡに基づいて、撮影ステップＳ１０２にて撮影されたコンクリートの撮影画像ＣＩから、練り混ぜステップＳ１０１におけるコンクリート１１の流動性指標Ｌの推定値である流動性指標推定値ＬＥを取得する。
【００４３】
ここで、コンクリートの流動性を評価するための指標である流動性指標Ｌには、スランプ試験により取得されるスランプ値、スランプフロー試験により取得されるスランプフロー値やスランプフロー速度、又は、ロート試験により取得されるロート試験値（流下速度や流下性状指数）が含まれる。
【００４４】
また、コンクリートの撮影画像から取得される情報ＩＣには、撮影画像の画像データが含まれる。より具体的には、撮影ステップＳ１０２にてコンクリートを撮影する撮影装置６が二次元画像を撮影する一台のカメラである場合には、上述した情報ＩＣには二次元画像（平面画像）データが含まれる。なお、撮影ステップＳ１０２にてコンクリートを撮影する撮影装置６が二次元画像を撮影する複数台のカメラまたは三次元画像を撮影する一台以上のカメラである場合には、上述した情報ＩＣは三次元画像（立体画像）データを含んでいてもよい。また、撮影ステップＳ１０２にてコンクリートを撮影する撮影装置６が所定間隔毎に複数の画像を連続して撮影する場合や撮影装置６が動画を撮影する場合には、上述した情報ＩＣは時系列に並ぶ複数の画像データや画像データを差分した差分データ、動画データを含んでいてもよい。
【００４５】
撮影装置６は、図３に示されるように、コンクリートの流動性の推定装置１を構成する構成要素を制御可能な情報処理装置７に電気的に接続されており、装置間における信号や
画像データなどの送受信が可能に構成されている。電気的に接続されているとは、有線による接続だけでなく、無線による接続を含んでいる。撮影装置６により撮影された撮影画像ＣＩの画像データは情報処理装置７に送られる。
【００４６】
情報処理装置７は、図３に示されるように、コンクリート１１の撮影画像ＣＩから取得される情報ＩＣとコンクリート１１の流動性指標Ｌの実績値である流動性指標実績値ＬＡを予め関連付けた関連付け情報ＩＡを記憶する記憶装置８と、記憶装置８に記憶された関連付け情報ＩＡに基づいて、撮影装置６により撮影されたコンクリート１１の撮影画像ＣＩから、混練部３に収納されたコンクリート１１の流動性指標Ｌの推定値である流動性指標推定値ＬＥを取得する流動性推定装置９と、を含んでいる。
【００４７】
より具体的には、情報処理装置７は、図３に示されるように、入出力装置７１（入出力インターフェース）、記憶装置７２（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、表示装置７３（ディスプレイ）、演算装置７４および流動性推定装置７５を含むマイクロコンピュータから構成されているが、一般的な構成および制御については適宜割愛することとする。入出力装置７１、記憶装置７２、表示装置７３、演算装置７４および流動性推定装置７５のそれぞれは、バス７６に電気的に接続されており、装置間における信号や画像データなどの送受信が可能に構成されている。
【００４８】
そして、情報処理装置７の入出力装置７１は、コンクリートの流動性の推定装置１において用いられる各構成要素（撮影装置６）などからの各種情報が入力され、且つ、演算結果などに基づく各種情報を上述した各構成要素に出力する。また、入出力装置７１は、キーボードやマウスなどを含んでいる。記憶装置７２は、入力された各種情報や制御実施のために必要な各種プログラムや演算結果などを記憶可能に構成されている。演算装置７４は、上述した各種情報に基づいて演算処理を行う。表示装置７３は、入力された各種情報や上述した演算装置７４による演算結果などの情報を表示する。図３に示されるように、上述した記憶装置８は、情報処理装置７の記憶装置７２であり、上述した流動性推定装置９は、情報処理装置７の流動性推定装置７５である。記憶装置７２には、図３に示されるように、撮影画像ＣＩ、事前撮影画像ＣＡ、撮影画像から取得される情報ＩＣ、関連付け情報ＩＡ、並びに、流動性指標Ｌである流動性指標実績値ＬＡおよび流動性指標推定値ＬＥなどが記憶されて蓄積されるようになっている。なお、事前撮影画像ＣＡなどの記憶装置７２に記憶されるデータは、上述した流動性推定ステップＳ１０３より前に予め記憶装置７２に記憶されていてもよい。また、記憶装置８や流動性推定装置９は、情報処理装置７の外部に設けられて、情報処理装置７に電気的に接続されていてもよい。また、関連付け情報ＩＡは、記憶装置８に蓄積された撮影画像ＣＩなどの情報に基づいて更新されるようになっていてもよい。
【００４９】
図６は、図１に示すコンクリートの流動性の推定方法における流動性推定ステップを説明するためのグラフであって、撮影画像から取得される情報と流動性指標との関係を示すグラフである。そして、関連付け情報ＩＡは、上述した撮影画像の画像データ又は画像データの特徴点と、流動性指標実績値ＬＡ（流動性指標Ｌ）と、を関連付けるものであり、図６に示すような、撮影画像から取得される情報ＩＣと流動性指標Ｌとの相関関係を示す式やグラフ、表などを含んでいる。
【００５０】
上述した流動性推定ステップＳ１０３では、パターンマッチングが行われることで、流動性指標推定値ＬＥが取得される。より具体的には、図６に示されるように、上述した流動性推定ステップＳ１０３では、撮影ステップＳ１０２にて撮影されたコンクリート１１の撮影画像ＣＩと、二以上の複数の事前撮影画像ＣＡ（第１事前撮影画像ＣＡ１や第２事前撮影画像ＣＡ２を含む）と、を比較して、コンクリート１１の撮影画像ＣＩに最も類似する事前撮影画像ＣＡが特定される。そして、上述した最も類似する事前撮影画像ＣＡに関連付けられた流動性指標実績値ＬＡが、コンクリート１１の流動性指標推定値ＬＥであると推定される。
【００５１】
上述したように、幾つかの実施形態にかかるコンクリートの流動性の推定方法１０は、図１に示されるように、上述した練り混ぜステップＳ１０１と、上述した撮影ステップＳ１０２と、上述した流動性推定ステップＳ１０３と、を備えている。
【００５２】
上記の方法によれば、コンクリートの流動性の推定方法１０は、コンクリートミキサ２の混練部３に収納されたコンクリート１１を練り混ぜる練り混ぜステップＳ１０１と、練り混ぜステップＳ１０１中に、混練部３に設けられるとともにコンクリート１１を流下させるための傾斜４０を有する少なくとも一つの凹部４に入り込んだコンクリート１１の画像を撮影する撮影ステップＳ１０２と、を備えている。このため、コンクリートミキサ２の混練部３に設けられた凹部４は、コンクリート１１を流下させるための傾斜４０を有するので、撮影ステップＳ１０２にて撮影されるコンクリートの撮影画像ＣＩには、練り混ぜステップＳ１０１中に凹部４に入り込んだコンクリート１１の流動状態を表す情報が含まれる。また、凹部４に入り込んだコンクリート１１は、コンクリート１１の流動方向が制限されるので、コンクリート１１の流動状態の観測が容易である。
【００５３】
そして、コンクリートの流動性の推定方法１０は、コンクリート１１の撮影画像から取得される情報ＩＣとコンクリート１１の流動性指標Ｌの実績値である流動性指標実績値ＬＡとを予め関連付けた関連付け情報ＩＡに基づいて、撮影ステップＳ１０２にて撮影されたコンクリート１１の撮影画像ＣＩから、練り混ぜステップＳ１０１におけるコンクリート１１の流動性指標Ｌの推定値である流動性指標推定値ＬＥを取得する流動性推定ステップＳ１０３をさらに備えている。このため、流動性推定ステップＳ１０３にてコンクリート１１の撮影画像ＣＩと上述した関連付け情報ＩＡとによりコンクリート１１の流動性を定量的に表す流動性指標推定値ＬＥが推定されるので、練り混ぜステップＳ１０１におけるコンクリート１１の流動性を精度良く推定可能である。
【００５４】
また、練り混ぜ中におけるコンクリート１１の流動性を精度よく推定し、該推定に基づいて練り混ぜ中のコンクリート１１に材料を追加投入することにより、コンクリート１１の流動性の調整が可能であるため、流動性を評価する試験において良好ではない結果になることを抑制することができ、ひいてはコンクリート１１の製造にかかる労力や時間、費用を削減することができる。
【００５５】
幾つかの実施形態では、上述した撮影画像ＣＩから取得される情報ＩＣは、凹部４に入り込んだコンクリート１１の形状を含んでいる。そして、上述したコンクリートの流動性の推定方法１０は、図１に示されるように、撮影ステップＳ１０２で撮影された撮影画像ＣＩを画像処理することでコンクリート１１の形状を取得する画像処理ステップＳ２０１をさらに備えている。また、上述した情報処理装置７は、図３に示されるように、バス７６に電気的に接続されるとともに撮影画像ＣＩを画像処理するための画像処理装置７７を含んでいる。
【００５６】
画像処理ステップＳ２０１では、画像処理装置７７により撮影画像ＣＩを二値化処理やエッジ検出などの画像処理によりコンクリート１１と混練部３や凹部４との境界が検出されて、該境界を凹部４に入り込んだコンクリート１１の形状（外形輪郭）とするようになっている。ここで、凹部４に入り込んだコンクリート１１の形状としては、傾斜４０により流動する流動状態における形状であってもよいし、傾斜４０から混練部３に流れ落ちる流下状態における形状であってもよい。
【００５７】
そして、コンクリート１１の撮影画像から取得される情報ＩＣには、凹部４に入り込んだコンクリート１１の形状（外形輪郭）が含まれる。なお、上述した情報ＩＣに含まれる凹部４に入り込んだコンクリート１１の形状は、二次元画像データを画像処理することで取得される二次元形状であってもよいし、三次元画像データを画像処理することで取得される三次元形状であってもよい。また、上述した情報ＩＣは、動画データを画像処理することで取得されるコンクリートの形状および挙動（時間毎の形状変化）を含んでもよい。
【００５８】
また、上述した関連付け情報ＩＡは、上述した凹部４に入り込んだコンクリート１１の形状と流動性指標実績値ＬＡとを関連付ける情報を含んでいる。なお、関連付け情報ＩＡは、上述したコンクリート１１の挙動と流動性指標実績値ＬＡとを関連付ける情報を含んでいてもよい。また、関連付け情報ＩＡに含まれる相関関係の一例としては、撮影画像から取得される情報ＩＣが凹部４から混練部３に流下するコンクリート１１の形状や流下量であり、流動性指標Ｌがスランプ値である例が挙げられる。また、関連付け情報ＩＡに含まれる相関関係の他の一例としては、撮影画像から取得される情報ＩＣが凹部４から混練部３に流下するコンクリート１１の流下速度であり、流動性指標ＬがＶロート試験値である例が挙げられる。
【００５９】
また、上述した流動性推定ステップＳ１０３では、撮影ステップＳ１０２で撮影された撮影画像ＣＩを画像処理することで取得されるコンクリート１１の形状から、流動性指標推定値ＬＥが取得される。より具体的には、図６に示されるように、上述した流動性推定ステップＳ１０３では、撮影ステップＳ１０２にて撮影されたコンクリートの撮影画像ＣＩから取得されるコンクリート１１の形状と、二以上の複数の事前撮影画像ＣＡ（第１事前撮影画像ＣＡ１や第２事前撮影画像ＣＡ２を含む）から取得されるコンクリート１１の形状と、を比較して、コンクリート１１の撮影画像ＣＩにおける形状に、最も類似する形状が取得される事前撮影画像ＣＡが特定される。図６に示される実施形態では、上述した関連付け情報ＩＡは、第１事前撮影画像ＣＡ１や第２事前撮影画像ＣＡ２から取得されるコンクリート１１の形状と、該コンクリート１１の形状に対応する流動性指標実績値ＬＡ１、ＬＡ２と、から取得される近似直線である。なお、他の実施形態では、上述した関連付け情報ＩＡは、複数の事前撮影画像ＣＡから取得されるコンクリート１１の形状と、該コンクリート１１の形状に対応する流動性指標実績値ＬＡから取得される近似曲線であってもよい。そして、上述した関連付け情報ＩＡに基づいて、上述した最も類似する事前撮影画像ＣＡから取得される形状に関連付けられた流動性指標実績値ＬＡが、コンクリート１１の流動性指標推定値ＬＥであると推定される。
【００６０】
上記の方法によれば、画像処理ステップＳ２０１にて撮影ステップＳ１０２で撮影された撮影画像ＣＩからコンクリート１１の形状が取得される。そして、撮影画像ＣＩから取得される情報ＩＣには、凹部４から入り込んだコンクリート１１の形状が含まれる。ここで、凹部４に入り込んだコンクリート１１の形状は、凹部４を滑り落ちる際にコンクリート１１の流動性により変化する。例えば、コンクリート１１の流動性が高い場合には、凹部４を滑り落ちるコンクリート１１の高さ寸法が小さくなる傾向がある。このため、凹部４に入り込んだコンクリート１１の形状を関連付け情報ＩＡの基礎データとして用いることで、コンクリートの流動性を精度良く推定可能である。
【００６１】
上述したように、幾つかの実施形態では、上述した流動性指標Ｌは、コンクリート１１のスランプ値、コンクリート１１のスランプフロー値、又はコンクリート１１のロート試験値、の少なくとも何れか一つを含んでいる。ここで、コンクリート１１のスランプ値やスランプフロー値、ロート試験値のそれぞれは、コンクリート１１の流動性を表す重要な指標の一つである。この場合には、流動性指標Ｌとして、コンクリート１１のスランプ値、スランプフロー値、又はロート試験値を用いることで、コンクリート１１の流動性を精度良く推定可能である。
【００６２】
また、幾つかの実施形態では、上述した流動性指標実績値ＬＡは、コンクリート１１のスランプ試験、コンクリート１１のスランプフロー試験、又はコンクリート１１のロート試験の少なくとも何れかにより取得される試験値である。この場合には、流動性指標実績値ＬＡは、実際に試験を行うことにより取得される試験値であるので、データとしての信頼性が高いものである。このような信頼性の高い流動性指標実績値ＬＡを用いることで、コンクリート１１の流動性を精度良く推定可能である。
【００６３】
図７は、本発明の他の一実施形態にかかるコンクリートの流動性の推定方法のフロー図である。図８は、コンクリートミキサの混練部における隅部を説明するための図であって、混練部を概略的に示す概略上面図である。図９は、図７に示すコンクリートの流動性の推定方法における第２流動性推定ステップを説明するためのグラフであって、撮影動画から取得される情報と流動性指標との関係を示すグラフである。図７に示されるように、上述した幾つかの実施形態にかかるコンクリートの流動性の推定方法１０は、隅部撮影ステップＳ３０１と、第２画像処理ステップＳ３０２と、第２流動性推定ステップＳ３０３と、をさらに備えている。
【００６４】
上述した撮影装置６は、凹部４に入り込んだコンクリート１１の画像だけでなく、混練部３の隅部３４におけるコンクリート１１の動画を撮影可能である。隅部撮影ステップＳ３０１では、練り混ぜステップＳ１０１中に図８中点線で示されるような混練部３の隅部３４におけるコンクリート１１の動画（撮影動画ＣＶ）を上述した撮影装置６により撮影する。
【００６５】
第２画像処理ステップＳ３０２では、隅部撮影ステップＳ３０１にて取得されるコンクリート１１の撮影動画ＣＶを画像処理することにより、隅部３４におけるコンクリート１１の形状および挙動が取得される。より具体的には、第２画像処理ステップＳ３０２では、コンクリート１１の撮影動画ＣＶを複数の撮影画像に分割する。そして、画像処理装置７７により分割された撮影画像を二値化処理やエッジ検出などの画像処理によりコンクリート１１と隅部３４との境界を検出して、該境界を隅部３４におけるコンクリート１１の形状（外形輪郭）とするようになっている。分割された撮影画像は画像処理後に結合して動画にしてもよい。
【００６６】
そして、コンクリート１１の撮影動画から取得される第２情報ＩＶには、隅部３４におけるコンクリート１１の形状や挙動が含まれる。また、第２関連付け情報ＩＢは、上述した隅部３４におけるコンクリート１１の形状や挙動と第２流動性指標実績値ＬＢとを関連付ける情報を含んでいる。
【００６７】
第２流動性推定ステップＳ３０３では、図７に示されるように、上述した流動性推定ステップＳ１０３と同様に、コンクリートの撮影動画ＣＶから取得される第２情報ＩＶとコンクリートの流動性指標Ｌの実績値である第２流動性指標実績値ＬＢとを予め関連付けた第２関連付け情報ＩＢに基づいて、隅部撮影ステップＳ３０１にて撮影されたコンクリート１１の撮影動画ＣＶから、練り混ぜステップＳ１０１におけるコンクリート１１の流動性指標Ｌの推定値である第２流動性指標推定値ＬＦを取得するようになっている。
【００６８】
第２流動性推定ステップＳ３０３では、隅部撮影ステップＳ３０１で撮影された撮影動画ＣＶを画像処理することで取得されるコンクリート１１の形状や挙動から、第２流動性指標推定値ＬＦが取得される。より具体的には、図９に示されるように、上述した第２流動性推定ステップＳ３０３では、隅部撮影ステップＳ３０１にて撮影されたコンクリート１１の撮影動画ＣＶから取得されるコンクリート１１の形状や挙動と、二以上の複数の事前撮影動画ＣＢ（第１事前撮影動画ＣＢ１や第２事前撮影動画ＣＢ２を含む）から取得されるコンクリート１１の形状や挙動と、を比較して、コンクリート１１の撮影動画ＣＶにおける形状や挙動に、最も類似する形状や挙動を有する事前撮影動画が特定される。そして、上述した最も類似する形状や挙動を有する事前撮影動画から取得される形状や挙動に関連付けられた第２流動性指標実績値ＬＢが、コンクリート１１の第２流動性指標推定値ＬＦであると推定される。
【００６９】
なお、図７に示される実施形態では、隅部撮影ステップＳ３０１、第２画像処理ステップＳ３０２、および第２流動性推定ステップＳ３０３は、練り混ぜステップＳ１０１、撮影ステップＳ１０２および流動性推定ステップＳ１０３よりも後に行われるようになっているが、練り混ぜステップＳ１０１、撮影ステップＳ１０２および流動性推定ステップＳ１０３よりも先や並列的に行われてもよい。
【００７０】
上記の方法によれば、練り混ぜステップＳ１０１におけるコンクリート１１の流動性指標Ｌの推定値として、撮影ステップＳ１０２にて撮影されたコンクリートの撮影画像ＣＩから取得される流動性指標推定値ＬＥと、隅部撮影ステップＳ３０１にて撮影されたコンクリート１１の撮影動画ＣＶから取得される第２流動性指標推定値ＬＦと、を取得することができる。このため、流動性指標推定値ＬＥと第２流動性指標推定値ＬＦとによりコンクリート１１の流動性を推定できるので、より精度良く推定可能である。例えば、流動性指標推定値ＬＥと第２流動性指標推定値ＬＦとが所定以上の差を有する場合には、このような流動性指標推定値ＬＥや第２流動性指標推定値ＬＦはコンクリート１１の流動性の評価に用いないようにしてもよい。
【００７１】
上述した幾つかの実施形態では、流動性指標Ｌは、コンクリート１１のスランプ値、スランプフロー値およびロート試験値などを含んでいたが、幾つかの実施形態では、上述した流動性指標Ｌは、コンクリート１１のせん断応力降伏値τｙ（見掛けのせん断応力降伏値）と、コンクリート１１の速度勾配γと、コンクリート１１の粘性係数ηと、を含んでいる。そして、コンクリート１１のせん断応力降伏値τｙ、およびコンクリート１１の速度勾配γは、上述した流動性推定ステップＳ１０３において取得され、コンクリート１１の粘性係数ηは、上述した第２流動性推定ステップＳ３０３において取得される。
【００７２】
コンクリート１１のせん断応力降伏値τｙは、スランプ値やスランプフロー値と相関関係があり、上述したスランプ値やスランプフロー値と同様に流動性指標推定値ＬＥが取得可能である。すなわち、上述した流動性推定ステップＳ１０３では、凹部４に入り込んだコンクリート１１の形状や挙動から、せん断応力降伏値τｙの流動性指標推定値ＬＥが取得される。また、上述した流動性推定ステップＳ１０３では、凹部４から混練部３に流下するコンクリート１１の流下速度から、コンクリート１１の速度勾配γの流動性指標推定値ＬＥが取得される。なお、コンクリート１１の流下速度は、凹部４に入り込んだコンクリート１１の挙動や差分データなどから取得可能である。
【００７３】
図１０は、図８に示す隅部におけるコンクリートの挙動を説明するための概略部分拡大図である。図１０に示されるように、練り混ぜ装置５の撹拌羽根５２により混練部３の隅部３４より掻き出されたコンクリート１１が、隅部３４に戻ってくるときの長さ寸法をＲとした場合に、該長さ寸法Ｒは、せん断応力降伏値τｙと降伏応力ηとを変数とする多変数関数により求められる。換言すると、降伏応力ηは、せん断応力降伏値τｙと、長さ寸法Ｒとから求められる。上述した第２流動性推定ステップＳ３０３では、隅部３４におけるコンクリート１１の形状や挙動から求められる長さ寸法Ｒと、上述した流動性推定ステップＳ１０３で取得したせん断応力降伏値τｙの流動性指標推定値ＬＥと、から降伏応力ηの流動性指標推定値ＬＥが取得される。
【００７４】
レオロジー定数であるせん断応力降伏値τｙや粘性係数ηと、速度勾配γとは、コンクリート１１の流動性を表す重要な指標の一つである。上記の方法によれば、流動性指標Ｌとして、コンクリート１１のせん断応力降伏値τｙ、粘性係数ηおよび速度勾配γを用いることで、コンクリート１１の流動性を精度良く推定可能である。
【００７５】
図１１は、ビンガム流体のレオロジー特性を説明するためのグラフである。図１１に示されるように、横軸をせん断応力τにして縦軸を速度勾配γにした場合におけるビンガム流体式を示している。幾つかの実施形態では、図７に示されるように、上述したコンクリートの流動性の推定方法１０は、流動性推定ステップＳ１０３や第２流動性推定ステップＳ３０３よりも後に下記式（１−１）によりコンクリート１１のせん断応力τを算出するせん断応力算出ステップＳ４０１をさらに備えている。
τ＝τｙ＋ηγ  ・・・（１−１）
ここで、式（１−１）におけるτはせん断応力であり、τｙは上述したせん断応力降伏値であり、γは上述した速度勾配であり、ηは上述した粘性係数である。
【００７６】
上記の方法によれば、せん断応力算出ステップＳ４０１にてコンクリート１１のせん断応力τを算出することができる。このため、せん断応力τおよび流動性指標Ｌの推定値であるせん断応力降伏値τｙ、速度勾配γおよび粘性係数ηにより、練り混ぜ中におけるコンクリート１１のレオロジー特性を把握することができるので、コンクリート１１の流動性を精度良く推定可能である。
【００７７】
図１２は、互いに形状が異なる複数の凹部を説明するための図であって、（ａ）は第１凹部の概略断面図であり、（ｂ）は第２凹部の概略断面図であり、（ｃ）は第３凹部の概略断面図である。幾つかの実施形態では、図２、１２に示されるように、上述した少なくとも一つの凹部４は、混練部３の内壁面３１からの深さ寸法Ｄ又は内壁面３１に対する傾斜４０の傾斜角θの少なくとも何れか一方が互いに異なる複数の凹部（第１凹部４Ａ、第２凹部４Ｂ、第３凹部４Ｃ）を含んでいる。図１２に示されるように、第２凹部４Ｂは、第１凹部４Ａや第３凹部４Ｃに比べて、傾斜４０が急であり、内壁面３１に対する傾斜４０の傾斜角θが大きく形成されている。また、図１２に示されるように、第３凹部４Ｃは、第１凹部４Ａや第２凹部４Ｂに比べて、内壁面３１から凹部底面４２までの深さ寸法Ｄが大きく形成されている。
【００７８】
上記の方法によれば、複数の凹部４の各々におけるコンクリート１１の情報を取得できるので、個々の凹部４におけるバラツキを抑制することができる。また、複数の凹部４は内壁面３１からの深さ寸法Ｄや内壁面３１に対する傾斜４０の傾斜角θが互いに異ならせるので、コンクリート１１の情報を多面的に取得することができる。したがって、コンクリート１１の流動性をより精度良く推定可能である。
【００７９】
図１３は、本発明の一実施形態にかかるコンクリートの製造方法のフロー図である。幾つかの実施形態にかかるコンクリートの製造方法２０は、図１３に示されるように、上述した幾つかの実施形態にかかるコンクリートの流動性の推定方法１０が備えるステップ（練り混ぜステップＳ１０１、撮影ステップＳ１０２および流動性推定ステップＳ１０３など）と、流動性推定ステップＳ１０３よりも後に、流動性推定ステップＳ１０３により推定されるコンクリートの流動性に基づいて、練り混ぜステップＳ１０１中にコンクリート１１に骨材、セメント、水および混和材料の少なくとも何れか一つを追加する材料追加ステップＳ５０１をさらに備えている。ここで、混和材料とは、コンクリート１１の流動性などの改善を目的としてコンクリート１１に混和される骨材、セメントおよび水以外の材料であり、減水剤や流動化剤などを含むものである。なお、混和材料は、減水剤や流動化剤などの混和剤だけでなく、減水材などの混和材を含んでいてもよく、混和材のみを含むものであってもよい。
【００８０】
骨材、セメント、水および混和材料などを含むコンクリート１１の材料は、コンクリートミキサ２の混練部３の上方に設けられる材料投入装置１２（フィーダー）から混練部３に投入される。材料投入装置１２は、不図示のバルブなどにより混練部３に投入されるコンクリート１１の材料の投入量を調整可能に構成されている。また、図２、３に示されるように、材料投入装置１２は、情報処理装置７に電気的に接続されており、装置間における信号の送受信が可能に構成されている。また、上述した情報処理装置７は、図３に示されるように、バス７６に電気的に接続されるとともに材料投入装置１２より混練部３に投入されるコンクリート１１の材料の投入量を決定して、材料投入装置１２に投入量を指示する投入量決定装置７８を含んでいる。
【００８１】
上記の方法によれば、流動性推定ステップＳ１０３により推定される練り混ぜ中におけるコンクリート１１の流動性に基づいて、材料追加ステップＳ５０１にてコンクリート１１の材料である骨材などを追加することで、コンクリート１１の流動性の調整が可能であるため、コンクリート１１の製造にかかる労力や時間、費用を削減することができる。
【００８２】
幾つかの実施形態にかかるコンクリートの流動性の推定装置１は、上述した混練部３および練り混ぜ装置５を含むコンクリートミキサ２と、上述した撮影装置６と、上述した記憶装置８と、上述した流動性推定装置９と、を備えている。
【００８３】
上記の構成によれば、コンクリートの流動性の推定装置１は、コンクリート１１を流下させるための傾斜４０を有する少なくとも一つの凹部４が設けられた混練部３および混練部３に収納されたコンクリート１１を練り混ぜる練り混ぜ装置５を含むコンクリートミキサ２と、少なくとも一つの凹部４に入り込んだコンクリート１１の画像を撮影する撮影装置６と、を備えている。このため、コンクリートミキサ２の混練部３に設けられた凹部４は、コンクリート１１を流下させるための傾斜４０を有するので、撮影装置６により撮影されるコンクリート１１の撮影画像ＣＩには、凹部４に入り込んだコンクリート１１の流動状態を表す情報が含まれる。また、凹部４に入り込んだコンクリート１１は、コンクリート１１の流動方向が制限されるので、コンクリート１１の流動状態の観測が容易である。
【００８４】
そして、コンクリートの流動性の推定装置１は、コンクリート１１の撮影画像から取得される情報ＩＣとコンクリート１１の流動性指標Ｌの実績値である流動性指標実績値ＬＡを予め関連付けた関連付け情報ＩＡを記憶する記憶装置８と、記憶装置８に記憶された関連付け情報ＩＡに基づいて、撮影装置６により撮影されたコンクリート１１の撮影画像ＣＩから、混練部３に収納されたコンクリート１１の流動性指標Ｌの推定値である流動性指標推定値ＬＥを取得可能な流動性推定装置９と、をさらに備えている。このため、流動性推定装置９は、コンクリート１１の撮影画像ＣＩと上述した関連付け情報ＩＡとによりコンクリート１１の流動性を定量的に表す流動性指標推定値ＬＥを推定できるので、混練部３に収納されたコンクリート１１の流動性を精度良く推定可能である。
【００８５】
また、混練部３に収納されたコンクリート１１の流動性を精度良く推定し、該推定に基づいてコンクリートミキサ２に材料を追加投入することにより、コンクリート１１の流動性の調整が可能であるため、流動性を評価する試験において良好ではない結果になることを抑制することができ、ひいてはコンクリート１１の製造にかかる労力や時間、費用を削減することができる。
【００８６】
幾つかの実施形態では、上述したコンクリートの流動性の推定装置１は、図２に示されるように、上述した材料投入装置１２をさらに備えている。この場合には、材料投入装置１２により、練り混ぜ中におけるコンクリート１１の流動性に基づいてコンクリート１１の材料である骨材などを追加することで、コンクリート１１の流動性の調整が可能であるため、コンクリート１１の製造にかかる労力や時間、費用を削減することができる。
【００８７】
また、幾つかの実施形態では、上述した撮影装置６は、図４に示されるように、凹部４の外側に配置されるとともに凹部４の凹部壁面４１に形成された貫通孔４４を通じて、凹部４におけるコンクリート１１の画像を撮影する撮影装置６Ａを含んでいる。この場合には、撮影装置６Ａは、コンクリートミキサ２の混練部３の上方に配置される場合に比べて、凹部４におけるコンクリート１１の撮影精度を向上させることができるので、混練部３に収納されたコンクリート１１の流動性を精度良く推定可能である。
【００８８】
また、幾つかの実施形態では、上述した関連付け情報ＩＡは、コンクリート１１の撮影画像から取得される情報ＩＣと流動性指標実績値ＬＡとを学習データとして、コンクリート１１の撮影画像から取得される情報ＩＣと流動性指標実績値ＬＡとの関連性を機械学習により算出されるようになっていてもよい。この場合には、学習データを蓄積することによりコンクリート１１の撮影画像から取得される情報ＩＣと流動性指標実績値ＬＡとの関連性の精度を向上させることができるので、上述した関連付け情報ＩＡに基づいて、混練部３に収納されたコンクリート１１の流動性を精度良く推定可能である。
【００８９】
なお、上述した幾つかの実施形態では、コンクリートミキサ２は強制撹拌型のコンクリートミキサであったが、強制撹拌型以外のコンクリートミキサに本発明を適用してもよい。
【００９０】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【符号の説明】
【００９１】
１      コンクリートの流動性の推定装置
２      コンクリートミキサ
３      混練部
４      凹部
４Ａ    第１凹部
４Ｂ    第２凹部
４Ｃ    第３凹部
５      練り混ぜ装置
６，６Ａ  撮影装置
７      情報処理装置
８      記憶装置
９      流動性推定装置
１０    コンクリートの流動性の推定方法
１１    コンクリート
１２    材料投入装置
２０    コンクリートの製造方法
３１    内壁面
３２    底面
３３    内部空間
３４    隅部
４０    傾斜
４１    凹部壁面
４２    凹部底面
４３    内部空間
４４    貫通孔
５１    撹拌軸
５２    撹拌羽根
５３    回転駆動装置
５４    駆動源
７１    入出力装置
７２    記憶装置
７３    表示装置
７４    演算装置
７５    流動性推定装置
７６    バス
７７    画像処理装置
７８    投入量決定装置
ＣＡ    事前撮影画像
ＣＢ    事前撮影動画
ＣＩ    撮影画像
ＣＶ    撮影動画
Ｄ      深さ寸法
ＩＡ    関連付け情報
ＩＢ    第２関連付け情報
ＩＣ    情報
ＩＶ    第２情報
Ｌ      流動性指標
ＬＡ    流動性指標実績値
ＬＥ    流動性指標推定値
ＬＦ    第２流動性指標推定値
Ｒ      長さ寸法
Ｓ１０１  練り混ぜステップ
Ｓ１０２  撮影ステップ
Ｓ１０３  流動性推定ステップ
Ｓ２０１  画像処理ステップ
Ｓ３０１  隅部撮影ステップ
Ｓ３０２  第２画像処理ステップ
Ｓ３０３  第２流動性推定ステップ
Ｓ４０１  せん断応力算出ステップ
Ｓ５０１  材料追加ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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