(57)【要約】【課題】練り混ぜ方法において、ブリーディング率を改善すると共にセメントのダマをなくしてコンクリートやモルタルの強度を改善できるようにした。【解決手段】本発明による練り混ぜ方法は、細骨材と粗骨材からなる骨材を所定量ミキサーに投入すると共に、配合水をミキサーに加えて第一練り混ぜを行う。その後、セメント等を含む水硬性物質粉体をミキサーに加えて第二練り混ぜを行うことで、コンクリートまたはモルタルを製造する。これによって、従来例よりもブリーディング率が小さくセメントのダマのないコンクリートまたはモルタルを製造できる。【選択図】図１
2015150880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材とセメント等の水硬性物質粉体と配合水とをそれぞれ加えて練り混ぜてモルタルまたはコンクリートを製造する練り混ぜ方法において、
前記骨材に配合水を加えて練り混ぜする第一練り混ぜ工程と、
その後、前記水硬性物質粉体を加えて練り混ぜする第二練り混ぜ工程と
を備えたことを特徴とする練り混ぜ方法。
【請求項２】
骨材とセメント等の水硬性物質粉体と配合水とをそれぞれミキサーに加えて練り混ぜてモルタルまたはコンクリートを製造する練り混ぜ装置において、
前記骨材と配合水をミキサーに加える第一供給手段と、
前記水硬性物質粉体をミキサーに加える第二供給手段と
を備えたことを特徴とする練り混ぜ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートやモルタルを製造するために必要な配合水を水硬性物質粉体の投入前に供給する練り混ぜ方法と練り混ぜ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリートまたはモルタルの製造方法は、骨材にセメントと水を加えて、一括で練り混ぜをする一括練り混ぜ方法が一般に採用されている。一括練り混ぜ方法は、特許文献１に示すような、配合水を一次水と二次水とに分けて供給と練り混ぜを行うようにした分割練り混ぜ工法と比較して、製造が簡単でしかも短時間で製造できる。しかしながら、一括練り混ぜ方法は、ブリーディング率及び強度のバラツキが比較的大きく、しかも強度が比較的小さいモルタルまたはコンクリートになることが知られている。なお、セメントに配合水を加えて練り混ぜしたスラリー状のセメントをセメントペーストという。
【０００３】
このような一括練り混ぜ方法によるコンクリートの製造方法では、コンクリートの強度を改善するために種々の製造方法が提案されている。例えば、特許文献２に記載されたコンクリートでは、セメントに、ポゾランあるいは潜在的水硬性物質のうち少なくとも一種からなる混和剤と、石灰石粗骨材とが混合されていることによってコンクリートの強度を高めることが提案されている。
【０００４】
また、製造されるコンクリートやモルタルの強度を向上させる他の手段として、セメントペーストのブリーディング特性に着目した考え方がある。コンクリートやモルタルのブリーディングはセメントペーストの水が分離して発生するので、セメントペーストのブリーディング特性にコンクリートやモルタルの強度が影響される。即ち、セメントペーストのブリーディング率が小さいほどコンクリートやモルタルの強度に良い影響を与える。
練り混ぜ後に発生したブリーディング水はコンクリートやモルタルの骨材の間を水道（みずみち）を作りながら上昇する。この一部が頂部表面に行き着く前に骨材下面で拘束されて留まり、硬化後に骨材下面界面の欠陥（マイクロクラック等）の原因となり圧縮強度を低下させている。そのため、セメントペーストのブリーディング率が小さいほどコンクリートやモルタルの強度を向上させることができる。
【０００５】
コンクリートやモルタルを製造する一般的な方法では、骨材とセメント等の水硬性物質粉体と必要な配合水とをほぼ同時に時間当たり均等に供給して練り混ぜを行うようにしている。このような一括練り混ぜ方法における練り混ぜと同じようにセメントＣと配合水Ｗを例えばＷ／Ｃ＝５０％となるよう練り混ぜたセメントペーストのブリーディング率（セメントペーストの場合には、ブリーディング水の体積に対する混練物であるセメントペースト体積の割合をいう）は約８％であることが本発明者らの研究によって確認されている。
【０００６】
通常、一括練り混ぜ方法でコンクリートを製造する場合、練り混ぜ手順として、投入時間が長くかかる骨材を最初に投入し、ミキサーで撹拌しながら引き続いてセメントと配合水の全量を投入するようにしている。ここで、セメントと水に着目すれば、その投入直後に混練物の局部のセメントに過剰な水が遭遇して練り混ぜが開始される。撹拌されながら、配合の水セメント比より水が過剰なセメントペースト部分から隣接する水が過少なセメント部分に移動して広がり、更に混練することによって配合の水セメント比に次第に近づきながら濃度は次第に均一化され、フレッシュコンクリートとして必要な流動性が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４２４９１７６号公報
【特許文献２】特開２００２−８７８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、このような一括練り混ぜ方法によるコンクリートでは、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が５５％の場合にブリーディング率（コンクリートの場合には、ブリーディング水に対する全配合水の割合をいう）は２．７％、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が６５％の場合にはブリーディング率は３．４％となり、ブリーディング率が比較的大きかった。このような一括練り混ぜ方法ではブリーディング率が大きいだけでなく、練り混ぜ初期において、セメントに対して水の割合が偏り、セメントのダマが多く発生するなどの好ましくない状態になることがあった。そのため、大きなブリーディング率とセメントのダマの発生によってコンクリートの強度がバラつき、しかも十分発現しないという欠点があった。
【０００９】
本発明は、このような実情に鑑みて、ブリーディング率を改善すると共にセメントのダマをなくしてコンクリートやモルタルの強度を改善できるようにした練り混ぜ方法と練り混ぜ装置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】
【００１０】
本発明による練り混ぜ方法は、骨材とセメント等の水硬性物質粉体と必要な配合水とをそれぞれ加えて練り混ぜてモルタルまたはコンクリートを製造する練り混ぜ方法において、骨材に配合水を加えて練り混ぜする第一練り混ぜ工程と、その後、水硬性物質粉体を加えて練り混ぜする第二練り混ぜ工程とを備えたことを特徴とする。
本発明による練り混ぜ方法によれば、予め骨材に配合水を加えて第一練り混ぜすることで、骨材の表面全体を水で均等に且つ万遍なく分布させて濡らすことができ、その後にセメント等の水硬性物質粉体を供給して第二練り混ぜすると、骨材表面の均一な水とセメント粉体の塊とが混ざることで、水セメント比がキャピラリー状態より小さいフェニキュラー状態の部分が多く発生すると推測でき、更にこれらを練り混ぜすることでセメント混練物がセメントのない骨材表面と接触して水セメント比を次第に大きくしながらセメント粉体が広がってゆき、水セメント比が均一化していく（図１参照）。そして、この過程でセメント混練物がフェニキュラー状態からキャピラリー状態になる練り混ぜが行われる部分が増加することで、ブリーディング率を改善することができる。
【００１１】
ここで、本発明による練り混ぜ方法において、コンクリートやモルタルのブリーディング発生の主要因となるセメントペーストがフェニキュラー状態からキャピラリー状態になる練り混ぜ方法がブリーディング率を減少させることについて説明する。
セメントと水のペーストにおいて、配合水の一部（初期水）を供給して練り混ぜた混練物に残りの配合水を加えて練り混ぜた練り混ぜ方法における、ブリーディング率と一部の配合水（初期水）との関係を図２に示す。図２に示すグラフにおいて、一部の配合水（初期水）とセメントとの比Ｗ1／Ｃが約２５％付近でブリーディング率が極小値をとる。この約２５％の水セメント比（Ｗ1／Ｃ）で練られた混練物をキャピラリー状態という。
このことから、一度、キャピラリー状態の練り混ぜを経たスラリー状のペーストはブリーディング率が極小値をとることが分かる。
【００１２】
そして、最初にペーストの水セメント比Ｗ／Ｃが２５％未満のフェニキュラー状態で練り混ぜを行い、さらに練り混ぜながら水を加えていくことで水セメント比Ｗ／Ｃが増大し、Ｗ／Ｃ＝２５％でのキャピラリー練り混ぜを行うと例えばＷ／Ｃ＝５０％としたスラリー状のペーストのブリーディング率は極小値を維持し、最初の配合水（初期水）が水セメント比Ｗ／Ｃが２５％を超えたキャピラリー状態でないスラリー状態に設定して練り混ぜを行ったペーストよりブリーディング率が小さい、という現象を呈する。
【００１３】
このことを確認するために試験を行った結果を示す図３に基づいて説明する。
図３には配合水の一部を加えて練り混ぜを行い、さらに何度かに分けて水を追加して練り混ぜた混練物の累積した配合水セメント比（Ｗｎ／Ｃ）と水とセメントの比がＷ／Ｃ＝５０％となるよう最後に水を加え練り混ぜたペーストのブリーディング率を示している。
例えば、図３の凡例で示すように、初めに加えた一部の配合水（初期水）とセメントの比Ｗ/Ｃを１０％、３０％、３５％の３種に設定した場合について説明する。この場合、図３において、Ｗ／Ｃ＝１０％の場合では、最初に配合水の一部（Ｗｎとする）をセメントに対して水セメント比がＷｎ／Ｃ ＝１０％となるよう加えて一次練り混ぜを行った。そして、このＷｎ／Ｃ ＝１０％の混練り物の一部を取り出して、これに残りの水（Ｗ−Ｗｎ）を何度かに分けてまたは連続して加えて二次練り混ぜを行い、得られたＷ／Ｃ＝５０％のセメントペーストのブリーディング率は７．１％であった。
【００１４】
次に、残余の水セメント比Ｗｎ／Ｃ ＝１０％のセメントペーストに、さらにセメント量の５％の配合水を追加して練り混ぜを行った。そして、このＷｎ／Ｃ＝１５％の混練り物の一部を取り出して、これに残りの配合水（Ｗ−Ｗｎ）を加えて練り混ぜを行い、得られたＷ／Ｃ＝５０％のセメントペーストのブリーディング率は３．５％であった。
このような手順で混練り物に順次配合水を追加して練り混ぜ、その都度、混練り物の一部を取り出して残りの配合水を加えて練り混ぜを行い、最終的に得られた各Ｗ／Ｃ＝５０％のセメントペーストのブリーディング率を求めてそれぞれを図３に示すグラフにプロットした。なお、図の横軸は５％ずつ加水した累積の一次水量（Ｗｎ）とセメント（Ｃ）の比（Ｗｎ／Ｃ）であり、縦軸は配合水を全て加えて得られたセメントペーストのブリーディング率である。
【００１５】
また、図３において、同様の手順で最初に加えた配合水の水セメント比Ｗｎ／Ｃ＝３０％と３５％の場合におけるセメントペーストのブリーディング率との関係を示す。
最初に加えた配合水の量がＷｎ／Ｃ＝２５％の場合（キャピラリー状態）より小さいと、徐々に配合水を加えて練り混ぜることによりブリーディング率は低減し、Ｗｎ／Ｃ＝２５％のキャピラリー状態を過ぎて増大してもブリーディング率は極小値より増加しないで極小値を維持する。
一方、最初の水の量がＷｎ／Ｃ＝３０％や３５％のようにＷ/Ｃ＝２５％（キャピラリー状態）より大きいと、ブリーディング率はＷ/Ｃ＝２５％の極小値より大きくなるという現象を呈する。
【００１６】
そのため、セメント等の水硬性物質粉体は水と練り混ぜられてペーストになるとき、水硬性物質粉体と最初に供給される配合水との割合Ｗ/Ｃの値が２５％以下か、２５％を超えているかによって、その後さらに水を加えて得られたセメントペーストのブリーディング率(量)が決定されるといえる。
即ち、Ｗ/Ｃ＝２５％（キャピラリー状態）かこれより少ない配合水を加えたフェニキュラー状態から、これらの骨材と配合水を練り混ぜながら徐々に残りの配合水を加えると、Ｗ／Ｃ＝２５％（キャピラリー状態）より累積の配合水の量が多くなっても（この状態をスラリー状態という）ブリーディング率はキャピラリー状態より増加しない。
【００１７】
図２および図３に示す結果から、従来の一括練り混ぜ方法のように、全量の配合水とセメントを同時にミキサーに投入すると水塊とセメントが遭遇して、スラリー状態で練り混ぜられる部分が多くなり、この部分のブリーディングは減少できない。
一方、配合水を骨材の表面に均等に分布させて、その骨材の一部にセメントを団塊状で遭遇させると、水セメント比Ｗ／Ｃが２５％より小さいフェニキュラー状態の部分が多くできる。さらに練り混ぜて残りの配合水を加えることにより、配合水が均一に分散する過程でブリーディング率の小さいモルタルやコンクリートを製造できる。
【００１８】
そのため、セメント等の水硬性物質粉体は水と練り混ぜられてペーストになるとき、水硬性物質粉体と最初に供給される配合水との割合Ｗ/Ｃの値が２５％以下か、２５％を超えているかによって、その後さらに練り混ぜながら残りの配合水を加えて得られたセメントペーストのブリーディング率(量)が決定されるといえる。
【００１９】
また、本発明による練り混ぜ装置は、骨材とセメント等の水硬性物質粉体と必要な配合水とをそれぞれミキサーに加えて練り混ぜてモルタルまたはコンクリートを製造する練り混ぜ装置において、骨材と配合水をミキサーに加える第一供給手段と、水硬性物質粉体をミキサーに加える第二供給手段とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、第一供給手段によってミキサー内に骨材と配合水を加えて第一練り混ぜすることで、骨材の表面全体に水を均等に分布させることができ、その後にセメントを含む水硬性物質粉体を第二供給手段によってミキサーに加えて、第二練り混ぜすることで、骨材表面の均一な水とセメント粉体の塊とが混ざり水セメント比がキャピラリー状態より小さいフェニキュラー状態の部分が多く発生し、更にセメント混練物がセメントのない水に濡れた骨材表面と接触して水セメント比を次第に大きくしながらセメント粉体が広がってゆき、水セメント比が均一化していくためにブリーディング率を改善することができる。
【００２０】
なお、本発明による練り混ぜ方法と練り混ぜ装置において、第一練り混ぜと第二練り混ぜは連続して行ってもよく、その練り混ぜ工程の途中で水硬性物質粉体を供給してもよい。或いは、第一練り混ぜと第二練り混ぜとの間で練り混ぜ処理を中断させ、その間で水硬性物質粉体をミキサーに投入するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による練り混ぜ方法と練り混ぜ装置によれば、先に骨材と配合水を第一練り混ぜして骨材の表面全体に水を均等に分布させた後でセメント等の水硬性物質を投入して更に第二練り混ぜすることで、ブリーディング率を低減させた高強度なコンクリートやモルタルを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態による練り混ぜ方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の原理を示すものであり、初期の水セメント比と水セメント比５０％でのペーストのブリーディング率との関係を示す図である。
【図３】本発明の原理を示すものであり、累積の水セメント比と水セメント比５０％でのペーストのブリーディング率との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施形態による練り混ぜ装置を示す概略構成図である。
【図５】図４に示す練り混ぜ装置において練り混ぜを行う制御部のブロック図である。
【図６】本発明の実施形態と従来例による一括練り混ぜ方法における、コンクリートでのブリーディング率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
まず、本発明の実施形態による練り混ぜ方法の原理について説明する。
ブリーディング率の小さいモルタルやコンクリートは、振動時の流動性に優れると共に分離しにくい等の優れた特性を呈するため強度が高いことが知られている。そのため、ブリーディング率はモルタル及びコンクリートの品質の指標として重要な要素になっている。特に一般的な一括練り混ぜ方法において、骨材とセメントと配合水の全量Ｗを一度に投与して練り混ぜして得られるモルタルやコンクリートは、分割練り混ぜ工法と比較して、製造が簡単でしかも短時間で製造できるが、ブリーディング率は比較的大きく強度が比較的小さいことが知られている。
【００２４】
このような一般的に用いられているモルタルまたはコンクリートの一括練り混ぜ方法であっても、本発明による練り混ぜ方法によれば、ブリーディング率が小さくセメントのダマが少ないモルタルまたはコンクリートが得られる。
即ち、本発明による練り混ぜ方法では、図１のフローチャートに示すように、まず最初に投入時間が長くかかる骨材を投入し、骨材に配合水の全量を投入して第一練り混ぜを行う。これによって骨材の表面全体に満遍なく均一に水が付着する。
【００２５】
次にセメント等の水硬性物質粉体Ｃをミキサーに投入して第二練り混ぜを行うと、骨材表面に均一に付着した水とセメントを含む水硬性物質粉体とが混ざることで、水セメント比Ｗ／Ｃがキャピラリー状態より小さい部分が発生すると考えられ、これらが攪拌されることでセメント混練物がセメントのないまたは少ない骨材表面と接触して、水セメント比を大きくしながらセメント粉体が広がり、水セメント比Ｗ／Ｃが均一化する。そして、この過程で、キャピラリー状態となる練り混ぜが行われる部分が増大することでブリーディング率が改善し、しかもセメントのダマがなくなる。
なお、このような練り混ぜ方法を骨材・水先練り法というものとする。
【００２６】
本発明による練り混ぜ方法では、セメント等の水硬性物質粉体を骨材に投入する前に骨材と水を良く練り混ぜることで、骨材表面全体に水が均一に付着するため、水と水硬性物質粉体との練り混ぜが良く行われて、ブリーディング率が改善し、しかもセメントのダマを減少させることができて、有効にセメントが水和反応してモルタルまたはコンクリートの特性を改善できる。
第一練り混ぜ工程における配合水の量は供給する全量でなくてもよく、得られる効果の状態や骨材の状況などによって適宜変更してもよい。残りの配合水は他の工程で供給してもよく、上述した実施形態などに限定されない。
【００２７】
ここで、本明細書で用いる用語について説明すると、水硬性物質の粉体とは、水と水和反応により硬化して水に溶けない物質となる粉体をいうものである。水硬性物質としてセメントが代表的であるが、他にも採用され得るものがある。即ち、水硬性物質粉体のうち、水硬性反応が早いものとしてセメント、水硬性反応が比較的遅いものとして高炉スラグ、フライアッシュ、シリカフューム等がある。水硬性反応がないものとして石灰石微粉末等がある。これらは混和剤である。これらセメント以外の適宜の水硬性物質をセメントに混ぜて全体を水硬性物質として用いることができる。
本実施形態における水硬性物質粉体は、セメント単独からなるもの、或いはセメントに加えて、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカフューム、石灰石微粉末のうちの少なくとも１または複数の種類を添加して混合させた混合粉体からなるもののいずれかを用いるものとする。そのため、混和剤粉末サイロにはセメントに代えて混合材料からなる水硬性物質粉体が貯留されていてもよく、本明細書ではセメントのみの場合を含めて水硬性物質粉体という。
【００２８】
なお、キャピラリー状態とは、骨材表面に付着した水とセメントの水粉体比が小さいペーストの粒子間が水で満たされ、粒子間の結合力が最も強くなり、練り混ぜエネルギーが最大になる状態をいう。そのため、ミキサーによる練り混ぜトルクも大きくなる。
また、フェニキュラー状態とは、キャピラリー状態より粉体粒子間に含まれる水分が少なく気泡等が残留可能であり、粒子間の結合力がキャピラリー状態より小さい状態をいう。
【００２９】
次に上述した本発明の原理に基づく、実施の形態による練り混ぜ装置１と練り混ぜ方法について添付図面を参照して説明する。
図４は本発明の実施形態による練り混ぜ装置１を示すものである。
図４に示す練り混ぜ装置１は、コンクリートまたはモルタルを本発明による練り混ぜ方法によって製造するためのバッチャープラントであり、例えばタンクローリー車から供給される水硬性物質粉体としてのセメントを貯留するセメントサイロ２と、同じく水硬性物質粉体に含まれる混和剤粉末を貯留する混和剤粉末サイロ３とを備えている。セメントサイロ２のホッパと混和剤粉末サイロ３のホッパから供給されるセメントと混和剤粉末をスクリュウフィーダ４を介して水硬性物質粉体計量ホッパ５に供給することになる。
【００３０】
また、天井クレーン７等で搬送される細骨材である砂を細骨材貯留ホッパ８に貯留し、更にベルトコンベアを介して細骨材計量ホッパ９に供給する。更に、天井クレーン７等で搬送される粗骨材である砂利を粗骨材貯留ホッパ１０に貯留し、ベルトコンベアを介して粗骨材計量ホッパ１１に供給する。また、水タンク１３に貯留された水は水計量ホッパ１４(水計量手段)に貯留する。混和剤タンク１６に貯留された混和剤は計量タンク１７を介して水計量ホッパ１４に供給することになる。
これら水硬性物質粉体計量ホッパ５、細骨材計量ホッパ９、粗骨材計量ホッパ１１、水計量ホッパ１４では、計量された各材料を制御手段１８によって選択的にミキサー２０に供給してミキシングを行うようになっている。ミキサー２０は例えば二軸強制練りミキサーを備えている。
【００３１】
水計量ホッパ１４には、例えばモルタルまたはコンクリートの練り混ぜのための総量である配合水(全水)Ｗが貯留されており、配合水Ｗは、供給される骨材とセメント等の水硬性物質の各量に対応する配合水の量Ｗを決定してミキサー２０に供給するように、図示しないロードセル等で計量してバルブを開閉制御する。
【００３２】
また、図５において、制御手段１８には、骨材供給手段２２と水硬性物質粉体供給手段２３と水供給手段２４とを備えている。骨材供給手段２２は、調整練り混ぜのために、細骨材計量ホッパ９において所定量の砂を計量してミキサー２０に供給させる細骨材供給手段２６と、所定量の砂利を計量してミキサー２０に供給させる粗骨材供給手段２７とを備えている。また、水硬性物質粉体供給手段２３では、練り混ぜの際に水硬性物質粉体計量ホッパ５でセメントや混和剤粉末等を計量してミキサー２０に供給させる。
【００３３】
そして、水供給手段２４において、水量設定手段２９では、予め決定された骨材とセメントを含む水硬性物質粉体とに応じて設定された配合水の全量Ｗを予め決定しておくものとする。水量設定手段２９で設定された配合水Ｗの指示信号を配合水供給手段３０によって水計量ホッパ１４に送信して配合水Ｗを計量してミキサー２０に供給させる。
また、骨材供給手段２２と配合水供給手段３０によって骨材と配合水Ｗをミキサー２０に供給した状態で、ミキサー２０を第一練り混ぜするミキサー作動手段３１を備えている。ミキサー作動手段３１では、水硬性物質粉体供給手段２３から水硬性物質粉体Ｃをミキサー２０に供給した状態で、ミキサー２０を第二練り混ぜすることでモルタルまたはコンクリートを製造するようにしている。
【００３４】
本実施形態による練り混ぜ装置１は上述の構成を備えており、図１に示すフローチャートに沿って本実施形態による練り混ぜ方法について説明する。
本実施形態による練り混ぜ装置１によって例えばコンクリートを製造する場合、骨材の供給に時間がかかるため、所要量の砂と砂利の供給量を決定して細骨材供給手段２６と粗骨材供給手段２７からの指示信号によって、細骨材計量ホッパ９と粗骨材計量ホッパ１１で所要量の砂と砂利を計量してミキサー２０に投入する（ステップ１０１）。
【００３５】
そして、骨材供給手段２２と水硬性物質粉体供給手段２３でそれぞれ決定した骨材と水硬性物質粉体Ｃの量に対応する配合水の量Ｗを水量設定手段２９で決定する。水量設定手段２９で決定された配合水Ｗを配合水供給手段３０の指示信号によって水計量ホッパ１４で計量してミキサー２０に供給する（ステップ１０２）。ミキサー２０では、これらの骨材と配合水Ｗを第一練り混ぜする(ステップ１０３)。
第一練り混ぜによって、セメント等の水硬性物質粉体の投入前に、配合水Ｗを細骨材や粗骨材の表面全体にそれぞれ均一に付着させることができる。
【００３６】
次に、第一練り混ぜ工程が終了した後、水硬性物質粉体供給手段２３によって投与量が設定されたセメントに混和剤等を含む水硬性物質粉体を水硬性物質粉体計量ホッパ５で計量して、ミキサー２０に供給し（ステップ１０４）、第二練り混ぜを行う(ステップ１０５)。
骨材に水を加えて練り混ぜた上で水硬性物質粉体を投入すると、骨材表面に均等に水が付着しているため、キャピラリー状態の練り混ぜ部分を多くすることができる。
【００３７】
即ち、セメント等の水硬性物質粉体をミキサー２０に投入した時、骨材表面に均一に付着した水とセメント粉体の塊とが混ざると水セメント比がキャピラリー状態より小さい、例えばフェニキュラー状態の部分が発生すると考えられる。これらが撹拌されて、セメント混練物がセメントのない骨材表面と接触して、水セメント比Ｗ／Ｃを大きくしながらセメント粉体が広がり、次第に水セメント比Ｗ／Ｃが均一化する。そしてこの過程でキャピラリー練り混ぜが行われる部分が増加することで、製造されるモルタルやコンクリートのブリーディング率の改善が行われる。
【実施例】
【００３８】
次に、本実施形態による練り混ぜ方法の試験例について説明する。
まず、セメントを含む水硬性物質粉体の量Ｃと配合水Ｗの比である水セメント比Ｗ／Ｃを５５％と６５％の２種類製造するものとした。
従来例として、骨材にセメントを含む水硬性物質粉体Ｃと全配合水Ｗとを同時にミキサー２０に投入して、これらを一括して練り混ぜした。この場合、図６に示すように、コンクリートのブリーディング率は、水セメント比Ｗ／Ｃが５５％の場合には２．８％、６５％の場合には３．４％であった。
【００３９】
これに対し、本実施例(骨材・水先練り方法)では、まず最初に骨材を投入すると共に全配合水Ｗをミキサー２０に投入して第一練り混ぜを所定時間行った。次に、セメントＣをミキサー２０に投入して第二練り混ぜを所定時間行った。各材料の配合量は従来例と実施例とで同一である。得られたコンクリートのブリーディング率は、水セメント比Ｗ／Ｃが５５％の場合には１．３％、水セメント比Ｗ／Ｃが６５％の場合には１．８％であった。
なお、上述の実施形態や実施例では、コンクリートの製造方法について説明したが、粗骨材を含まないモルタルの場合でも同様にブリーディング率の低いモルタルを製造することができる。
【００４０】
上述したように、本実施形態による練り混ぜ装置１と練り混ぜ方法によれば、セメントを骨材に投入する前に骨材と水を練り混ぜすることで、ブリーディングが減少するだけでなくセメントのダマも減少させることができ、有効にセメントが水和反応してモルタルまたはコンクリートの特性を改善して高強度のモルタルまたはコンクリートを製造できる。
また、ブリーディング率を極小に維持してモルタルまたはコンクリートの振動時における流動性が高く且つ分離せず、セメントのダマを減少させて、もったり感のある高強度のモルタルまたはコンクリートが得られる。
【００４１】
なお、本発明による練り混ぜ方法と練り混ぜ装置１は、上述した実施形態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で適宜の変更や置換等を行うことができ、これらはいずれも本発明の範囲に含まれる。
【００４２】
例えば、上述した実施形態による水計量ホッパ１４と水量設定手段２９は、水計量ホッパ１４として一体の容器と計量手段を設置し、水量設定手段２９で演算した配合水Ｗを水計量ホッパ１４のロードセルで水量を計量してミキサー２０に供給するようにしたが、本発明はこのような手段に限定されない。
例えば、予め計量した配合水Ｗを水タンク１３に投入しておいて、配合水供給手段３０によってミキサー２０に全量を投入するようにしてもよい。
また、本発明による練り混ぜ装置１において、第一供給手段は骨材供給手段２２と水供給手段２４とを含み、第二供給手段は水硬性物質粉体供給手段２３を含むものとする。
【００４３】
なお、上述した実施形態による練り混ぜ方法においては、骨材をミキサー２０に投入して、その後に配合水を供給するようにしたが、これに代えて骨材と配合水を同時にミキサー２０に投入してもよいし、或いは配合水をミキサー２０に供給した後に骨材を投入することで、その後に第一練り混ぜを行うようにしてもよい。
また、本発明による練り混ぜ方法と装置１において、第一練り混ぜと第二練り混ぜは連続して行ってもよく、その練り混ぜ工程の途中で水硬性物質粉体を供給してもよい。或いは、第一練り混ぜと第二練り混ぜとの間で練り混ぜ処理を中断させてもよく、その間で水硬性物質粉体をミキサー２０に投入するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１  練り混ぜ装置
２  セメントサイロ
３  混和材粉末サイロ
５  水硬性物質粉体計量ホッパ
９  細骨材計量ホッパ
１１  粗骨材計量ホッパ
１４  水計量ホッパ
１８  制御手段
２０  ミキサー
２２  骨材供給手段
２３  水硬性物質粉体供給手段
２４  水供給手段
２９  水量設定手段
３０  配合水供給手段
３１  ミキサー作動手段
【図１】
2015150880.tif 000003
【図２】
2015150880.tif 000004
【図３】
2015150880.tif 000005
【図４】
2015150880.tif 000006
【図５】
2015150880.tif 000007
【図６】
2015150880.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月23日(2014.5.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材とセメント等の水硬性物質粉体と配合水とをそれぞれ加えて練り混ぜてモルタルまたはコンクリートを製造する一括練り混ぜ方法において、
前記骨材に配合水を加えて練り混ぜする第一練り混ぜ工程と、
その後、前記水硬性物質粉体を加えて練り混ぜする第二練り混ぜ工程と
を備え、前記第二練り混ぜによって骨材表面の均一な水と前記水硬性物質粉体とが次第に練り混ぜられ、水セメント比がフェニキュラー状態からキャピラリー状態に移行することでブリーディング率を低減させるようにしたことを特徴とする一括練り混ぜ方法。
【請求項２】
骨材とセメント等の水硬性物質粉体と配合水とをそれぞれミキサーに加えて練り混ぜてモルタルまたはコンクリートを製造する一括練り混ぜ装置において、
前記骨材と配合水をミキサーに加える第一供給手段と、
前記水硬性物質粉体をミキサーに加える第二供給手段と
を備え、前記第一供給手段で骨材と配合水をミキサーに加えて練り混ぜた後、前記第二供給手段で骨材表面の均一な水と前記水硬性物質粉体とを次第に練り混ぜ、水セメント比がフェニキュラー状態からキャピラリー状態に移行することでブリーディング率を低減させるようにしたことを特徴とする一括練り混ぜ装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、コンクリートやモルタルを製造するために必要な配合水を水硬性物質粉体の投入前に供給する一括練り混ぜ方法と一括練り混ぜ装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は、このような実情に鑑みて、ブリーディング率を改善すると共にセメントのダマをなくしてコンクリートやモルタルの強度を改善できるようにした一括練り混ぜ方法と一括練り混ぜ装置を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明による一括練り混ぜ方法は、骨材とセメント等の水硬性物質粉体と必要な配合水とをそれぞれ加えて練り混ぜてモルタルまたはコンクリートを製造する一括練り混ぜ方法において、骨材に配合水を加えて練り混ぜする第一練り混ぜ工程と、その後、水硬性物質粉体を加えて練り混ぜする第二練り混ぜ工程とを備え、前記第二練り混ぜによって骨材表面の均一な水と前記水硬性物質粉体とが次第に練り混ぜられ、水セメント比がフェニキュラー状態からキャピラリー状態に移行することでブリーディング率を低減させるようにしたことを特徴とする。
本発明による一括練り混ぜ方法によれば、予め骨材に配合水を加えて第一練り混ぜすることで、骨材の表面全体を水で均等に且つ万遍なく分布させて濡らすことができ、その後にセメント等の水硬性物質粉体を供給して第二練り混ぜすると、骨材表面の均一な水とセメント粉体の塊とが混ざることで、水セメント比がキャピラリー状態より小さいフェニキュラー状態の部分が多く発生すると推測でき、更にこれらを練り混ぜすることでセメント混練物がセメントのない骨材表面と接触して水セメント比を次第に大きくしながらセメント粉体が広がってゆき、水セメント比が均一化していく（図１参照）。そして、この過程でセメント混練物がフェニキュラー状態からキャピラリー状態になる練り混ぜが行われる部分が増加することで、ブリーディング率を改善することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、本発明による一括練り混ぜ装置は、骨材とセメント等の水硬性物質粉体と必要な配合水とをそれぞれミキサーに加えて練り混ぜてモルタルまたはコンクリートを製造する一括練り混ぜ装置において、骨材と配合水をミキサーに加える第一供給手段と、水硬性物質粉体をミキサーに加える第二供給手段とを備え、第一供給手段で骨材と配合水をミキサーに加えて練り混ぜた後、第二供給手段で骨材表面の均一な水と水硬性物質粉体とを次第に練り混ぜ、水セメント比がフェニキュラー状態からキャピラリー状態に移行することでブリーディング率を低減させるようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、第一供給手段によってミキサー内に骨材と配合水を加えて第一練り混ぜすることで、骨材の表面全体に水を均等に分布させることができ、その後にセメントを含む水硬性物質粉体を第二供給手段によってミキサーに加えて、第二練り混ぜすることで、骨材表面の均一な水とセメント粉体の塊とが混ざり水セメント比がキャピラリー状態より小さいフェニキュラー状態の部分が多く発生し、更にセメント混練物がセメントのない水に濡れた骨材表面と接触して水セメント比を次第に大きくしながらセメント粉体が広がってゆき、水セメント比が均一化していくためにブリーディング率を改善することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明による一括練り混ぜ方法と一括練り混ぜ装置によれば、先に骨材と配合水を第一練り混ぜして骨材の表面全体に水を均等に分布させた後でセメント等の水硬性物質を投入して更に第二練り混ぜすることで、ブリーディング率を低減させた高強度なコンクリートやモルタルを製造することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本発明による一括練り混ぜ方法では、セメント等の水硬性物質粉体を骨材に投入する前に骨材と水を良く練り混ぜることで、骨材表面全体に水が均一に付着するため、水と水硬性物質粉体との練り混ぜが良く行われて、ブリーディング率が改善し、しかもセメントのダマを減少させることができて、有効にセメントが水和反応してモルタルまたはコンクリートの特性を改善できる。
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月16日(2014.9.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材（木片を除く）とセメント等の水硬性物質粉体（急硬性セメントを除く）と配合水とをそれぞれ加えて練り混ぜてモルタルまたはコンクリートを固定式のミキサーを用いて製造する一括練り混ぜ方法において、
前記骨材に配合水を加えて練り混ぜする第一練り混ぜ工程と、
その後、前記水硬性物質粉体を加えて練り混ぜする第二練り混ぜ工程と
を備え、前記第二練り混ぜによって骨材表面の均一な水と前記水硬性物質粉体とが次第に練り混ぜられ、水セメント比がフェニキュラー状態から増大してブリーディング率が極小値となるキャピラリー状態に移行し、その後、更に水セメント比を大きくすることでブリーディング率を低減させるようにしたことを特徴とする一括練り混ぜ方法。
【請求項２】
骨材（木片を除く）とセメント等の水硬性物質粉体（急硬性セメントを除く）と配合水とをそれぞれミキサーに加えて練り混ぜてモルタルまたはコンクリートを固定式のミキサーを用いて製造する一括練り混ぜ装置において、
前記骨材と配合水をミキサーに加える第一供給手段と、
前記水硬性物質粉体をミキサーに加える第二供給手段と
を備え、前記第一供給手段で骨材と配合水をミキサーに加えて練り混ぜた後、前記第二供給手段で骨材表面の均一な水と前記水硬性物質粉体とを次第に練り混ぜ、水セメント比がフェニキュラー状態から増大してブリーディング率が極小値となるキャピラリー状態に移行し、その後、更に水セメント比を大きくすることでブリーディング率を低減させるようにしたことを特徴とする一括練り混ぜ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明による一括練り混ぜ方法は、骨材（木片を除く）とセメント等の水硬性物質粉体（急硬性セメントを除く）と必要な配合水とをそれぞれ加えて練り混ぜてモルタルまたはコンクリートを固定式のミキサーを用いて製造する一括練り混ぜ方法において、骨材に配合水を加えて練り混ぜする第一練り混ぜ工程と、その後、水硬性物質粉体を加えて練り混ぜする第二練り混ぜ工程とを備え、前記第二練り混ぜによって骨材表面の均一な水と前記水硬性物質粉体とが次第に練り混ぜられ、水セメント比がフェニキュラー状態から増大してブリーディング率が極小値となるキャピラリー状態に移行し、その後、更に水セメント比を大きくすることでブリーディング率を低減させるようにしたことを特徴とする。
本発明による一括練り混ぜ方法によれば、予め骨材に配合水を加えて第一練り混ぜすることで、骨材の表面全体を水で均等に且つ万遍なく分布させて濡らすことができ、その後にセメント等の水硬性物質粉体を供給して第二練り混ぜすると、骨材表面の均一な水とセメント粉体の塊とが混ざることで、水セメント比がキャピラリー状態より小さいフェニキュラー状態の部分が多く発生でき、更にこれらを練り混ぜすることでセメント混練物がセメントのない骨材表面と接触して水セメント比を次第に大きくしながらセメント粉体が広がってゆき、水セメント比が均一化していく（図１参照）。そして、この過程でセメント混練物がフェニキュラー状態からキャピラリー状態になる練り混ぜが行われる部分が増加することで、ブリーディング率を改善することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、本発明による一括練り混ぜ装置は、骨材（木片を除く）とセメント等の水硬性物質粉体（急硬性セメントを除く）と必要な配合水とをそれぞれミキサーに加えて練り混ぜてモルタルまたはコンクリートを固定式のミキサーを用いて製造する一括練り混ぜ装置において、骨材と配合水をミキサーに加える第一供給手段と、水硬性物質粉体をミキサーに加える第二供給手段とを備え、第一供給手段で骨材と配合水をミキサーに加えて練り混ぜた後、第二供給手段で骨材表面の均一な水と水硬性物質粉体とを次第に練り混ぜ、水セメント比がフェニキュラー状態から増大してブリーディング率が極小値となるキャピラリー状態に移行し、その後、更に水セメント比を大きくすることでブリーディング率を低減させるようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、第一供給手段によってミキサー内に骨材と配合水を加えて第一練り混ぜすることで、骨材の表面全体に水を均等に分布させることができ、その後にセメントを含む水硬性物質粉体を第二供給手段によってミキサーに加えて、第二練り混ぜすることで、骨材表面の均一な水とセメント粉体の塊とが混ざり水セメント比がキャピラリー状態より小さいフェニキュラー状態の部分が多く発生し、更にセメント混練物がセメントのない水に濡れた骨材表面と接触して水セメント比を次第に大きくしながらセメント粉体が広がってゆき、水セメント比が均一化していくためにブリーディング率を改善することができる。