(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材を供給する骨材供給手段と、給水手段と、前記骨材供給手段から供給された骨材を前記給水手段から供給された水とともに水浸骨材として収容する計量槽と、該計量槽内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段とからなり、前記計量槽の底部開口には該計量槽内の水密性を保持可能な底蓋を開閉自在に取り付けるとともに、前記計量槽の所定高さ位置には該計量槽内の水が外側に溢れ出るように所定のオーバーフロー用開口を該計量槽を構成する壁体に形成してなることを特徴とするコンクリート材料の計量装置。
【請求項２】
前記オーバーフロー用開口を異なる高さに複数設けた請求項１記載のコンクリート材料の計量装置。
【請求項３】
前記オーバーフロー用開口のオーバーフロー高さを可変に構成した請求項１記載のコンクリート材料の計量装置。
【請求項４】
前記計量槽を中空円錐台状に形成した請求項１記載のコンクリート材料の計量装置。
【請求項５】
前記計量槽の上方に所定のバイブレータを昇降自在にかつその降下位置にて前記水浸骨材に埋没するように設置した請求項１記載のコンクリート材料の計量装置。
【請求項６】
前記骨材供給手段内の骨材の質量を計測する骨材質量計測手段を設けた請求項１記載のコンクリート材料の計量装置。
【請求項７】
給水された水の質量を計測する給水計量手段を前記給水手段に設けるとともに、前記オーバーフロー用開口から溢れ出た水の質量を計測するオーバーフロー水計量手段を備えた請求項１記載のコンクリート材料の計量装置。
【請求項８】
オーバーフロー用開口が形成された計量槽に骨材が水面から出ない水浸骨材としてかつ水が前記オーバーフロー用開口からオーバーフローするように前記水及び骨材を投入し、前記水浸骨材の全質量Ｍfを計測し、次に、前記計量槽内のオーバーフロー時の内容積が前記水浸骨材の全容積Ｖfに等しいことを利用し、ρaを前記骨材の表乾状態における密度、ρwを水の密度として、以下の２式、すなわち、
Ｍa＋Ｍw＝Ｍf            （１）
Ｍa／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf    （２）
を解くことによって、前記骨材の表乾状態の質量Ｍa及び水の質量Ｍwを求めることを特徴とするコンクリート材料の計量方法。
【請求項９】
前記骨材の湿潤状態における質量Ｍawを計測し、次式、
（Ｍaw―Ｍa）／Ｍa        （３）
によって前記骨材の表面水率を算出する請求項８記載のコンクリート材料の計量方法。
【請求項１０】
前記水の給水量ＭI及びオーバーフロー量ＭOを計測し、次式、
Ｍaw＝Ｍf―（ＭI―ＭO）    （４）
でＭawを求め、該Ｍawを、次式、
（Ｍaw―Ｍa）／Ｍa        （３）
に代入して前記骨材の表面水率を算出する請求項８記載のコンクリート材料の計量方法。
【請求項１１】
前記計量槽への前記骨材の投入を所定速度で連続的に又は断続的に行いつつ、前記水浸骨材の全質量Ｍfの計測をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該水浸骨材の全質量Ｍfが予定量に達したときに前記骨材の投入を終了する請求項８記載のコンクリート材料の計量方法。
【請求項１２】
オーバーフロー用開口が形成された計量槽に第１の骨材が水面から出ない水浸骨材としてかつ水が前記オーバーフロー用開口からオーバーフローするように前記水及び前記第１の骨材を投入し、前記水浸骨材の全質量Ｍf1を計測し、次に、前記計量槽内のオーバーフロー時の内容積が前記水浸骨材の全容積Ｖfに等しいことを利用し、ρa1を前記第１の骨材の表乾状態における密度、ρwを水の密度として、以下の２式、すなわち、
Ｍa1＋Ｍw＝Ｍf1            （５）
Ｍa1／ρa1＋Ｍw／ρw＝Ｖf  （６）
を解くことによって、前記第１の骨材の表乾状態の質量Ｍa1を求め、次に、第２の骨材を該第２の骨材が水面から出ない水浸骨材としてかつ水が前記オーバーフロー用開口からオーバーフローするように前記計量槽内に投入し、前記水浸骨材の全質量Ｍf2を計測し、次に、ρa2を前記第２の骨材の表乾状態における密度として、以下の２式、すなわち、
Ｍa1＋Ｍa2＋Ｍw＝Ｍf2                      （７）
Ｍa1／ρa1＋Ｍa2／ρa2＋Ｍw／ρw＝Ｖf        （８）
を解くことによって、前記第２の骨材の表乾状態の質量Ｍa2を求め、以下、上述の手順を繰り返して第（Ｎ―１）の骨材までの表乾状態の質量Ｍa(N-1)を求め、最後に、第Ｎの骨材を該第Ｎの骨材が水面から出ない水浸骨材としてかつ水が前記オーバーフロー用開口からオーバーフローするように前記計量槽内に投入し、前記水浸骨材の全質量ＭfNを計測し、次に、ρaNを前記第Ｎの骨材の表乾状態における密度として、以下の２式、すなわち、
ΣＭai(i=1,2,3,・・(N-1))＋ＭaN＋Ｍw＝ＭfN              （９）
Σ(Ｍai／ρai)(i=1,2,3,・・(N-1))＋ＭaN／ρaN＋Ｍw／ρw＝Ｖf        （１０）
を解くことによって、前記第Ｎの骨材の表乾状態の質量ＭaN及び水の質量Ｍwを求めることを特徴とするコンクリート材料の計量方法。
【請求項１３】
前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の湿潤状態における質量Ｍawiをそれぞれ計測し、次式、
（Ｍawi―Ｍai）／Ｍai      （１１）
によって前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の表面水率を算出する請求項１２記載のコンクリート材料の計量方法。
【請求項１４】
前記水の給水量ＭI及びオーバーフロー量ＭOを累積値として計測し、次式、
ΣＭawj(j=1,2,3,・・i)＝Ｍfi―（ＭI―ＭO）                （１２）
でΣＭawj(j=1,2,3,・・i)を求め、次に、
ΣＭawj(j=1,2,3,・・i)―ΣＭawj(j=1,2,3,・・(i-1))        （１３）
でＭawiを求め、該Ｍawiを、次式、
（Ｍawi―Ｍai）／Ｍai      （１１）
に代入して前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の表面水率を算出する請求項１２記載のコンクリート材料の計量方法。
【請求項１５】
前記計量槽への前記第i(i=1,2,3,・・N)の骨材の投入を所定速度で連続的に又は断続的に行いつつ、前記水浸骨材の全質量Ｍfi(i=1,2,3,・・N)の計測をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該水浸骨材の全質量Ｍfiが予定量に達したときに前記第i(i=1,2,3,・・N)の骨材の投入を途中で終了する請求項１２記載のコンクリート材料の計量方法。
【請求項１６】
第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の質量混合比と前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の表乾状態における密度ρai(i=1,2,3,・・N)とから平均骨材密度ρaveを求め、オーバーフロー用開口が形成された計量槽に前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材が水面から出ない水浸骨材としてかつ水が前記オーバーフロー用開口からオーバーフローするように前記水及び前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材を投入し、前記水浸骨材の全質量Ｍfを計測し、次に、前記計量槽内のオーバーフロー時の内容積が前記水浸骨材の全容積Ｖfに等しいことを利用し、ρwを水の密度として、
以下の２式、すなわち、
ΣＭai(i=1,2,3,・・N)＋Ｍw＝Ｍf                      （１４）
ΣＭai(i=1,2,3,・・N)／ρave＋Ｍw／ρw＝Ｖf            （１５）
を解くことによって、前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の表乾状態における骨材の質量総和ΣＭai(i=1,2,3,・・N)及び水の質量Ｍwを求めることを特徴とするコンクリート材料の計量方法。
【請求項１７】
前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の湿潤状態における質量総和ΣＭawi(i=1,2,3,・・N)を計測し、次式、
0004662096.tif 000006
によって前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の平均表面水率を算出する請求項１６記載のコンクリート材料の計量方法。
【請求項１８】
前記水の給水量ＭI及びオーバーフロー量ＭOを計測し、次式、
ΣＭawi(i=1,2,3,・・N)＝Ｍf―（ＭI―ＭO）      （１７）
でΣＭawi(i=1,2,3,・・N)を求め、これを、次式、
0004662096.tif 000007
に代入して前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の平均表面水率を算出する請求項１６記載のコンクリート材料の計量方法。
【請求項１９】
前記計量槽への前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の投入を所定速度で連続的に又は断続的に行いつつ、前記水浸骨材の全質量Ｍfの計測をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該水浸骨材の全質量Ｍfが予定量に達したときに前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の投入を途中で終了する請求項１６記載のコンクリート材料の計量方法。
【請求項２０】
前記水浸骨材内の空気量をａ（％）とし、前記Ｖfに代えて、Ｖf・（１―ａ／１００）を用いる請求項８乃至請求項１９のいずれか一記載のコンクリート材料の計量方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面水の状態が異なる骨材及び水を計量するコンクリート材料の計量装置及び計量方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリートを現場配合する際、水量がコンクリート強度等に大きな影響を及ぼすため、練混ぜ時に十分管理する必要があるが、配合材料である骨材は、その貯蔵状況や気候条件等によって含水状態が異なり、湿潤状態の骨材を用いるとコンクリート中の水量が骨材の表面水の量だけ増加し、乾燥状態の骨材を用いるとコンクリート中の水量は有効吸水量だけ減少する。
【０００３】
そのため、骨材の乾湿程度に応じて練混ぜ時の水量を補正し示方配合通りのコンクリートを製造することが、コンクリートの品質を維持する上できわめて重要な事項となる。
【０００４】
ここで、湿潤状態における表面水の水量（細骨材の表面に付着している水量）を表乾状態（表面乾燥飽水状態）の細骨材の質量で除した比率を表面水率と呼んでいるが、貯蔵されている骨材、特に細骨材は一般に濡れていることが多いため、かかる表面水率を骨材の乾湿程度の指標として予め測定し、その測定値に基づいて練混ぜ水量を調整するのが一般的である。
【０００５】
そして、このような表面水率の測定は、従来、細骨材が貯蔵されたストックビンと呼ばれる貯蔵容器から少量の試料を採取してその質量及び絶乾状態での質量を計測し、次いで、これらの計測値と予め測定された表乾状態の吸水率とを用いて算出していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような測定方法では、わずかな試料から全体の表面水率を推測しているにすぎないため、精度の面でどうしても限界がある一方、絶乾状態の質量を計測するにはバーナー等による加熱作業が必要となるため、実際に使用する量に近い量を採取してこれを試料とすることは、経済性や時間の面で非現実的であるという問題を生じていた。
【０００７】
また、このような問題を補うべく、練混ぜ状況をオペレータが目視で確認したり、ミキサの負荷電流を参考にすることによって練混ぜ水量の調整を行うといった方法を採用することがあるが、かかる方法自体が精度の低いものであり、結局、強度面で２０％近い大きな安全率を見込まざるを得なくなり、不経済な配合となるという問題も生じていた。
【０００８】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、骨材及び水の質量を正確に計測することが可能なコンクリート材料の計量装置及び計量方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るコンクリート材料の計量装置は請求項１に記載したように、骨材を供給する骨材供給手段と、給水手段と、前記骨材供給手段から供給された骨材を前記給水手段から供給された水とともに水浸骨材として収容する計量槽と、該計量槽内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段とからなり、前記計量槽の底部開口には該計量槽内の水密性を保持可能な底蓋を開閉自在に取り付けるとともに、前記計量槽の所定高さ位置には該計量槽内の水が外側に溢れ出るように所定のオーバーフロー用開口を該計量槽を構成する壁体に形成してなるものである。
【００１０】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量装置は、前記オーバーフロー用開口を異なる高さに複数設けたものである。
【００１１】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量装置は、前記オーバーフロー用開口のオーバーフロー高さを可変に構成したものである。
【００１２】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量装置は、前記計量槽を中空円錐台状に形成したものである。
【００１３】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量装置は、前記計量槽の上方に所定のバイブレータを昇降自在にかつその降下位置にて前記水浸骨材に埋没するように設置したものである。
【００１４】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量装置は、前記骨材供給手段内の骨材の質量を計測する骨材質量計測手段を設けたものである。
【００１５】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量装置は、給水された水の質量を計測する給水計量手段を前記給水手段に設けるとともに、前記オーバーフロー用開口から溢れ出た水の質量を計測するオーバーフロー水計量手段を備えたものである。
【００１６】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量方法は請求項８に記載したように、オーバーフロー用開口が形成された計量槽に骨材が水面から出ない水浸骨材としてかつ水が前記オーバーフロー用開口からオーバーフローするように前記水及び骨材を投入し、前記水浸骨材の全質量Ｍfを計測し、次に、前記計量槽内のオーバーフロー時の内容積が前記水浸骨材の全容積Ｖfに等しいことを利用し、ρaを前記骨材の表乾状態における密度、ρwを水の密度として、以下の２式、すなわち、
【００１７】
Ｍa＋Ｍw＝Ｍf            （１）
【００１８】
Ｍa／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf    （２）
【００１９】
を解くことによって、前記骨材の表乾状態の質量Ｍa及び水の質量Ｍwを求めるものである。
【００２０】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量方法は、前記骨材の湿潤状態における質量Ｍawを計測し、次式、
【００２１】
（Ｍaw―Ｍa）／Ｍa        （３）
【００２２】
によって前記骨材の表面水率を算出するものである。
【００２３】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量方法は、前記水の給水量ＭI及びオーバーフロー量ＭOを計測し、次式、
【００２４】
Ｍaw＝Ｍf―（ＭI―ＭO）    （４）
【００２５】
でＭawを求め、該Ｍawを、次式、
【００２６】
（Ｍaw―Ｍa）／Ｍa        （３）
【００２７】
に代入して前記骨材の表面水率を算出するものである。
【００２８】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量方法は、前記計量槽への前記骨材の投入を所定速度で連続的に又は断続的に行いつつ、前記水浸骨材の全質量Ｍfの計測をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該水浸骨材の全質量Ｍfが予定量に達したときに前記骨材の投入を終了するものである。
【００２９】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量方法は請求項１２に記載したように、オーバーフロー用開口が形成された計量槽に第１の骨材が水面から出ない水浸骨材としてかつ水が前記オーバーフロー用開口からオーバーフローするように前記水及び前記第１の骨材を投入し、前記水浸骨材の全質量Ｍf1を計測し、次に、前記計量槽内のオーバーフロー時の内容積が前記水浸骨材の全容積Ｖfに等しいことを利用し、ρa1を前記第１の骨材の表乾状態における密度、ρwを水の密度として、以下の２式、すなわち、
【００３０】
Ｍa1＋Ｍw＝Ｍf1            （５）
【００３１】
Ｍa1／ρa1＋Ｍw／ρw＝Ｖf  （６）
【００３２】
を解くことによって、前記第１の骨材の表乾状態の質量Ｍa1を求め、次に、第２の骨材を該第２の骨材が水面から出ない水浸骨材としてかつ水が前記オーバーフロー用開口からオーバーフローするように前記計量槽内に投入し、前記水浸骨材の全質量Ｍf2を計測し、次に、ρa2を前記第２の骨材の表乾状態における密度として、以下の２式、すなわち、
【００３３】
Ｍa1＋Ｍa2＋Ｍw＝Ｍf2                      （７）
【００３４】
Ｍa1／ρa1＋Ｍa2／ρa2＋Ｍw／ρw＝Ｖf        （８）
【００３５】
を解くことによって、前記第２の骨材の表乾状態の質量Ｍa2を求め、以下、上述の手順を繰り返して第（Ｎ―１）の骨材までの表乾状態の質量Ｍa(N-1)を求め、最後に、第Ｎの骨材を該第Ｎの骨材が水面から出ない水浸骨材としてかつ水が前記オーバーフロー用開口からオーバーフローするように前記計量槽内に投入し、前記水浸骨材の全質量ＭfNを計測し、次に、ρaNを前記第Ｎの骨材の表乾状態における密度として、以下の２式、すなわち、
【００３６】
ΣＭai(i=1,2,3,・・(N-1))＋ＭaN＋Ｍw＝ＭfN              （９）
【００３７】
Σ(Ｍai／ρai)(i=1,2,3,・・(N-1))＋ＭaN／ρaN＋Ｍw／ρw＝Ｖf        （１０）
【００３８】
を解くことによって、前記第Ｎの骨材の表乾状態の質量ＭaN及び水の質量Ｍwを求めるものである。
【００３９】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量方法は、前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の湿潤状態における質量Ｍawiをそれぞれ計測し、次式、
【００４０】
（Ｍawi―Ｍai）／Ｍai      （１１）
【００４１】
によって前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の表面水率を算出するものである。
【００４２】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量方法は、前記水の給水量ＭI及びオーバーフロー量ＭOを累積値として計測し、次式、
【００４３】
ΣＭawj(j=1,2,3,・・i)＝Ｍfi―（ＭI―ＭO）                （１２）
【００４４】
でΣＭawj(j=1,2,3,・・i)を求め、次に、
【００４５】
ΣＭawj(j=1,2,3,・・i)―ΣＭawj(j=1,2,3,・・(i-1))        （１３）
【００４６】
でＭawiを求め、該Ｍawiを、次式、
【００４７】
（Ｍawi―Ｍai）／Ｍai      （１１）
【００４８】
に代入して前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の表面水率を算出するものである。
【００４９】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量方法は、前記計量槽への前記第i(i=1,2,3,・・N)の骨材の投入を所定速度で連続的に又は断続的に行いつつ、前記水浸骨材の全質量Ｍfi(i=1,2,3,・・N)の計測をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該水浸骨材の全質量Ｍfiが予定量に達したときに前記第i(i=1,2,3,・・N)の骨材の投入を途中で終了するものである。
【００５０】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量方法は請求項１６に記載したように、第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の質量混合比と前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の表乾状態における密度ρai(i=1,2,3,・・N)とから平均骨材密度ρaveを求め、オーバーフロー用開口が形成された計量槽に前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材が水面から出ない水浸骨材としてかつ水が前記オーバーフロー用開口からオーバーフローするように前記水及び前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材を投入し、前記水浸骨材の全質量Ｍfを計測し、次に、前記計量槽内のオーバーフロー時の内容積が前記水浸骨材の全容積Ｖfに等しいことを利用し、ρwを水の密度として、
【００５１】
以下の２式、すなわち、
【００５２】
ΣＭai(i=1,2,3,・・N)＋Ｍw＝Ｍf                      （１４）
【００５３】
ΣＭai(i=1,2,3,・・N)／ρave＋Ｍw／ρw＝Ｖf            （１５）
【００５４】
を解くことによって、前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の表乾状態における骨材の質量総和ΣＭai(i=1,2,3,・・N)及び水の質量Ｍwを求めるものである。
【００５５】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量方法は、前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の湿潤状態における質量総和ΣＭawi(i=1,2,3,・・N)を計測し、次式、
【００５６】
0004662096.tif 000002
【００５７】
によって前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の平均表面水率を算出するものである。
【００５８】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量方法は、前記水の給水量ＭI及びオーバーフロー量ＭOを計測し、次式、
【００５９】
ΣＭawi(i=1,2,3,・・N)＝Ｍf―（ＭI―ＭO）      （１７）
【００６０】
でΣＭawi(i=1,2,3,・・N)を求め、これを、次式、
【００６１】
0004662096.tif 000003
【００６２】
に代入して前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の平均表面水率を算出するものである。
【００６３】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量方法は、前記計量槽への前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の投入を所定速度で連続的に又は断続的に行いつつ、前記水浸骨材の全質量Ｍfの計測をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該水浸骨材の全質量Ｍfが予定量に達したときに前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の投入を途中で終了するものである。
【００６４】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量方法は、前記水浸骨材内の空気量をａ（％）とし、前記Ｖfに代えて、Ｖf・（１―ａ／１００）を用いるものである。
【００６５】
本発明に係るコンクリート材料の計量装置及び計量方法においては、まず、計量槽の底部開口を底蓋で閉じて該計量槽内を水密状態とし、かかる状態にて給水手段によって計量槽内に水を投入するとともに、骨材供給手段によって骨材を水浸状態となるように計量槽内に投入し、計量槽内を水浸骨材で満たす。
【００６６】
計量槽に骨材と水を投入するにあたり、いずれを先行させるかは任意であるが、水を先行投入し、しかる後に骨材を投入するようにすれば、特に細骨材の場合に水浸骨材への気泡混入をかなり抑制することが可能となる。
【００６７】
ここで、計量槽の所定高さ位置には該計量槽内の水が外側に溢れ出るように所定のオーバーフロー用開口を該計量槽を構成する壁体に形成してあり、水及び骨材を投入して計量槽内を水浸骨材で満たすにあたっては、骨材が水面から出ないようにかつ水がオーバーフロー用開口から溢れ出るようにする。
【００６８】
このようにすると、オーバーフロー用開口から水が溢れ出る水位レベルは予め決まっているから、上述したように水浸骨材を満たせば、その全容量Ｖfは、計量せずとも既知の値となる。
【００６９】
したがって、水浸骨材の全質量Ｍfだけを水浸骨材質量計測手段で計測すれば、ρaを前記骨材の表乾状態における密度、ρwを水の密度として、以下の２式、すなわち、
【００７０】
Ｍa＋Ｍw＝Ｍf                    （１）
【００７１】
Ｍa／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf            （２）
【００７２】
を解くことによって、前記骨材の表乾状態の質量Ｍa及び水の質量Ｍwを容易に求めることができる。ちなみに、水浸骨材の全質量Ｍfを計測するには、水浸骨材質量計測手段で計測された値から計量槽のみの質量を差し引けばよい。
【００７３】
このようにして水の質量Ｍw及び表乾状態の骨材の質量Ｍaを計測算出した後については、示方配合で示されたそれらの配合量と適宜比較し、次いで、補充すべき不足分を計量した後、これを上述の水浸骨材に加えてコンクリート材料とすればよい。なお、水が多すぎた場合には、その余剰分をバキューム等で吸引すればよい。
【００７４】
このように、骨材の表面水は、湿潤状態が異なる骨材ごとのばらつきが考慮された状態で水の質量Ｍwの一部として間接的に算出されるとともに、骨材の質量は、表乾状態のときの質量Ｍaとして把握される。すなわち、骨材や水の質量が示方配合と同等の条件で把握されることとなるので、湿潤状態が異なる骨材を用いても、示方配合通りの水量でコンクリートを製造することが可能となる。
【００７５】
骨材は、主として細骨材を対象とするが、粗骨材にも適用することができることは言うまでもない。
【００７６】
オーバーフロー用開口をどのように計量槽に形成するかは任意であるが、これを異なる高さに複数設けた場合、全容量Ｖfに関して異なる容量ごとに計量槽を個別に準備する必要がなくなる。かかる構成においては、計量したい全容量Ｖfに対応するオーバーフロー用開口だけを開いておき、他のオーバーフロー用開口については、例えば密封栓を用いることによって、すべて密封しておけばよい。
【００７７】
また、前記オーバーフロー用開口のオーバーフロー高さを可変に構成した場合、オーバーフロー用開口を複数設けずとも、全容量Ｖfに関して異なる容量に対する上述と同様のニーズに対応することが可能となる。オーバーフロー用開口のオーバーフロー高さを可変に構成するには、例えば、オーバーフロー用開口を塞ぐ塞ぎ板を水密状態が保持されるように昇降自在に取り付け、該塞ぎ板を昇降させることで、所望のオーバーフロー高さよりも下方に存在する開口部分を塞ぎ板で塞ぐことが可能となり、かくして計量槽内の水浸骨材の水が溢れ出る水位レベルを可変に調整することが可能となる。
【００７８】
計量槽は、水浸骨材を収容できる限り、どのような形状とするかは任意であって、例えば中空円筒状としてもかまわないが、これを中空円錐台状に形成した場合、下方に行くほど内径が大きくなるため、水浸骨材が途中で閉塞するおそれがなくなり、計量が終了したとき、底蓋を開いただけで水浸骨材を自由落下させて容易に取り出すことができる。
【００７９】
なお、計量槽内面への骨材付着や骨材の締め固め等により水浸骨材を完全に自由落下させることができない場合には、バイブレータ、ノッカー等の振動付与機器を計量槽の側方に適宜取り付けるようにすればよい。
【００８０】
ここで、前記計量槽の上方に所定のバイブレータを昇降自在にかつその降下位置にて前記水浸骨材に埋没するように設置した場合においては、骨材の投入中又は投入後にバイブレータを降下させ、かかる状態にて該バイブレータを作動させる。
【００８１】
このようにすると、計量槽内に投入された骨材は振動によって平坦になり、該骨材が水面上に出るおそれがなくなる。
【００８２】
計量槽の容積については任意であって、コンクリート配合を行う単位すなわち１バッチに必要な全量としてもよいし、何回かに分けて計量するようにしてもよい。
【００８３】
骨材供給手段は、骨材を貯留し、必要に応じて所要量を吐出できるようになっていればどのような構成でもよく、通常のホッパーでもかまわないが、かかる骨材供給手段内の骨材の質量を計測する骨材質量計測手段を設けたならば、表乾状態の骨材の質量Ｍa及び水の質量Ｍwを容易に求めることができるのみならず、骨材の表面水率を求めることも可能となる。
【００８４】
すなわち、湿潤状態における骨材の質量をＭawとすると、該骨材の表面水率は、
【００８５】
（Ｍaw―Ｍa）／Ｍa        （３）
【００８６】
として算出することができる。
【００８７】
一方、給水手段についても、水を供給できるのであればどのような構成でもかまわないが、給水された水の質量を計測する給水計量手段を前記給水手段に設けるとともに、前記オーバーフロー用開口から溢れ出た水の質量を計測するオーバーフロー水計量手段を備えた場合においても、やはり、表乾状態の骨材の質量Ｍa及び水の質量Ｍwを容易に求めることができるのみならず、骨材の表面水率を求めることができる。すなわち、給水量をＭI、オーバーフロー量をＭOとすると、
【００８８】
Ｍaw＝Ｍf―（ＭI―ＭO）      （４）
【００８９】
となるから、これを（３）式に代入すれば、骨材の表面水率を算出することができる。
【００９０】
このように、表面水率を算出しておけば、上述したような骨材の補充を行う場合、該補充分にも骨材の表面水を考慮することが可能となる。
【００９１】
ここで、計量槽内に骨材を投入する際、適当な量の骨材を投入し、しかる後、上述したように不足分の骨材を補充するようにしてもかまわないが、前記計量槽への前記骨材の投入を所定速度で連続的に又は断続的に行いつつ、前記水浸骨材の全質量Ｍfの計測をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該水浸骨材の全質量Ｍfが予定量に達したときに前記骨材の投入を終了するようにすれば、後で骨材補充を行う必要がなくなる。
【００９２】
一方、骨材は、上述したように細骨材でも粗骨材でもかまわないが、コンクリートを構成する材料は、実際には細骨材も粗骨材も必要であるし、細骨材や粗骨材についても、密度が互いに異なるものや粒度が互いに異なるものを複数使う場合が想定される。特に、粒度が互いに異なる複数の骨材を適当な割合で混ぜ合わせることによって、所望の粒度をもつ骨材をあらたに作り出すことがコンクリートの配合上、重要となることが多い。
【００９３】
このように主として密度及び粒度の少なくともいずれかが互いに異なる複数の骨材を本発明のコンクリート材料の計量装置で計量する方法として、累加計量方式と同時投入計量方式の二つが考えられる。
【００９４】
なお、本発明で複数の骨材と言うときは、すべてが細骨材である場合、すべてが粗骨材である場合及び細骨材と粗骨材とを任意に含む場合のすべてを包摂するものとする。また、上述したように、複数の骨材とは、密度や粒度が互いに異なるものをはじめ、産地、強度、ヤング係数、耐久性、天然骨材か人工骨材か副産骨材かあるいは天然骨材でも海砂か山砂かという産出状況その他骨材に関する分類指標が互いに異なるものを言うものとする。
【００９５】
また、例えば、ΣＭi(i=1,2,3,・・N)と表記したときには、総和、すなわち、Ｍ1＋Ｍ2+・・・・＋ＭNを表すものとする。また、第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材と標記したときには、第１の骨材、第２の骨材、第３の骨材、・・・・及び第Ｎの骨材を意味するものとする。
【００９６】
累加計量方式の計量方法においては、まず、オーバーフロー用開口が形成された計量槽に第１の骨材が水面から出ない水浸骨材としてかつ水が前記オーバーフロー用開口からオーバーフローするように前記水及び前記第１の骨材を投入し、前記水浸骨材の全質量Ｍf1を計測し、次に、前記計量槽内のオーバーフロー時における内容積が前記水浸骨材の全容積Ｖfに等しいことを利用し、ρa1を前記第１の骨材の表乾状態における密度、ρwを水の密度として、以下の２式、すなわち、
【００９７】
Ｍa1＋Ｍw＝Ｍf1                    （５）
【００９８】
Ｍa1／ρa1＋Ｍw／ρw＝Ｖf            （６）
【００９９】
を解くことによって、表乾状態の骨材の質量Ｍa1を求め、次に、第２の骨材を該第２の骨材が水面から出ない水浸骨材としてかつ水が前記オーバーフロー用開口からオーバーフローするように前記計量槽内に投入し、前記水浸骨材の全質量Ｍf2を計測し、次に、ρa2を前記第２の骨材の表乾状態における密度として、以下の２式、すなわち、
【０１００】
Ｍa1＋Ｍa2＋Ｍw＝Ｍf2                    （７）
【０１０１】
Ｍa1／ρa1＋Ｍa2／ρa2＋Ｍw／ρw＝Ｖf        （８）
【０１０２】
を解くことによって、第２の骨材の表乾状態における質量Ｍa2を求め、以下、上述の手順を繰り返して第（Ｎ―１）の骨材までの表乾状態の質量Ｍa(N-1)を求め、最後に、第Ｎの骨材を該第Ｎの骨材が水面から出ない水浸骨材としてかつ水が前記オーバーフロー用開口からオーバーフローするように前記計量槽内に投入し、前記水浸骨材の全質量ＭfNを計測し、次に、ρaNを前記第Ｎの骨材の表乾状態における密度として、以下の２式、すなわち、
【０１０３】
ΣＭai(i=1,2,3,・・(N-1))＋ＭaN＋Ｍw＝ＭfN              （９）
【０１０４】
Σ(Ｍai／ρai)(i=1,2,3,・・(N-1))＋ＭaN／ρaN＋Ｍw／ρw＝Ｖf        （１０）
【０１０５】
を解くことによって、表乾状態における骨材の質量ＭaN及び水の質量Ｍwを求める。
【０１０６】
このようにすれば、密度、粒度等が異なる骨材であっても、一つの計量槽内で効率よくしかも高い精度で計量することが可能となる。また、湿潤状態の違いによる表面水の影響についても、最終的な水量の一部として正確に把握することができる。
【０１０７】
このようにして水の質量Ｍw及び表乾状態の骨材の質量Ｍai(i=1,2,3,・・N)を計測算出した後については、示方配合で示されたそれらの配合量と適宜比較し、次いで、補充すべき不足分を計量した後、これを上述の水浸骨材に加えてコンクリート材料とすればよい。なお、水が多すぎた場合には、その余剰分をバキューム等で吸引すればよい。
【０１０８】
なお、骨材の表面水が湿潤状態が異なる骨材ごとのばらつきが考慮された状態で水の質量Ｍwの一部として間接的に算出されるとともに、骨材の質量が表乾状態のときの質量Ｍai(i=1,2,3,・・N)として把握される点については、単一種類の骨材の計量方法と同様であり、累加計量方式においても、骨材や水の質量が示方配合と同等の条件で把握されることとなるので、湿潤状態が異なる骨材を用いても、示方配合通りの水量でコンクリートを製造することが可能となる。
【０１０９】
なお、累加計量方式においても、表面水率算出、水浸骨材の全質量の計測をリアルタイム又は所定時刻おきに行う構成については、単一骨材の場合と同様である。
【０１１０】
すなわち、前記第ｉの骨材の湿潤状態における質量Ｍawiを計測しておけば、次式、
【０１１１】
（Ｍawi―Ｍai）／Ｍai      （１１）
【０１１２】
によって、前記第ｉの骨材の表面水率を算出することができる。
【０１１３】
また、前記水の給水量ＭI及びオーバーフロー量ＭOを累積値として計測しておけば、次式、
【０１１４】
ΣＭawj(j=1,2,3,・・i)＝Ｍfi―（ＭI―ＭO）              （１２）
【０１１５】
でΣＭawj(j=1,2,3,・・i)を求め、次に、
【０１１６】
ΣＭawj(j=1,2,3,・・i)―ΣＭawj(j=1,2,3,・・(i-1))        （１３）
【０１１７】
でＭawiを求め、該Ｍawiを、次式、
【０１１８】
（Ｍawi―Ｍai）／Ｍai      （１１）
【０１１９】
に代入して前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の表面水率を算出することができる。なお、上述した式でもわかるように、第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の湿潤状態における質量Ｍawiをそれぞれ求めるには、まず、第１の骨材の湿潤状態の質量を求め、次に、その値を用いて第２の骨材の湿潤状態の質量を算出し、次に、それら２つの値を用いて第３の骨材の湿潤状態の質量を算出するというように、第１の骨材から順次求めていく必要がある。
【０１２０】
また、計量槽内に骨材を投入する際、適当な量の骨材を投入し、しかる後、上述したように不足分の骨材を補充するようにしてもかまわないが、前記計量槽への前記第i(i=1,2,3,・・N)の骨材の投入を所定速度で連続的に又は断続的に行いつつ、前記水浸骨材の全質量Ｍfi(i=1,2,3,・・N)の計測をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該水浸骨材の全質量Ｍfiが予定量に達したときに前記第i(i=1,2,3,・・N)の骨材の投入を途中で終了するようにすれば、後で骨材補充を行う必要がなくなる。なお、この場合、骨材投入は、例えば第ｊの骨材の投入をもって、あるいはその骨材自体の投入途中で終了し、それ以降、第Ｎの骨材までは、実際には投入されない場合があり得る。
【０１２１】
次に、同時投入計量方式では、まず、第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の質量混合比と前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の表乾状態における密度ρai(i=1,2,3,・・N)とから平均骨材密度ρaveを求め、オーバーフロー用開口が形成された計量槽に前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材が水面から出ない水浸骨材としてかつ水が前記オーバーフロー用開口からオーバーフローするように前記水及び前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材を投入し、前記水浸骨材の全質量Ｍfを計測し、次に、前記計量槽内のオーバーフロー時の内容積が前記水浸骨材の全容積Ｖfに等しいことを利用し、ρwを水の密度として、
【０１２２】
以下の２式、すなわち、
【０１２３】
ΣＭai(i=1,2,3,・・N)＋Ｍw＝Ｍf                    （１４）
【０１２４】
ΣＭai(i=1,2,3,・・N)／ρave＋Ｍw／ρw＝Ｖf            （１５）
【０１２５】
を解くことによって、表乾状態における前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の質量総和ΣＭai(i=1,2,3,・・N)及び水の質量Ｍwを求める。
【０１２６】
このようにすれば、密度、粒度等が異なる骨材であっても、一つの計量槽内で効率よくしかも高い精度で計量することが可能となる。また、湿潤状態の違いによる表面水の影響についても、最終的な水量の一部として正確に把握することができる。
【０１２７】
このようにして水の質量Ｍw及び表乾状態における第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の質量総和ΣＭai(i=1,2,3,・・N)を計測算出した後については、示方配合で示されたそれらの配合量と適宜比較し、次いで、補充すべき不足分を計量した後、これを上述の水浸骨材に加えてコンクリート材料とすればよい。なお、水が多すぎた場合には、その余剰分をバキューム等で吸引すればよい。
【０１２８】
なお、骨材の表面水が湿潤状態が異なる骨材ごとのばらつきが考慮された状態で水の質量Ｍwの一部として間接的に算出される点については、単一種類の骨材の計量方法と同様であり、同時投入計量方式においても、骨材や水の質量が示方配合と同等の条件で把握されることとなるので、湿潤状態が異なる骨材を用いても、示方配合通りの水量でコンクリートを製造することが可能となる。
【０１２９】
なお、同時投入計量方式においても、表面水率算出、水浸骨材の全質量の計測をリアルタイム又は所定時刻おきに行う構成については、単一骨材の場合と同様である。
【０１３０】
すなわち、前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の湿潤状態における質量Ｍawi(i=1,2,3,・・N)をそれぞれ計測しておけば、次式、
【０１３１】
0004662096.tif 000004
【０１３２】
によって前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の平均表面水率を算出することができる。
【０１３３】
また、前記水の給水量ＭI及びオーバーフロー量ＭOを計測しておけば、次式、
【０１３４】
ΣＭawi(i=1,2,3,・・N)＝Ｍf―（ＭI―ＭO）      （１７）
【０１３５】
でΣＭawi(i=1,2,3,・・N)を求め、これを、次式、
【０１３６】
0004662096.tif 000005
【０１３７】
に代入して前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の平均表面水率を算出することができる。
【０１３８】
また、計量槽内に骨材を投入する際、適当な量の骨材を投入し、しかる後、上述したように不足分の骨材を補充するようにしてもかまわないが、前記計量槽への前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の投入を所定速度で連続的に又は断続的に行いつつ、前記水浸骨材の全質量Ｍfの計測をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該水浸骨材の全質量Ｍfが予定量に達したときに骨材投入を途中で終了するようにすれば、後で骨材補充を行う必要がなくなる。
【０１３９】
なお、水浸骨材内の空気量ａ（％）を考慮するのであれば、既知である全容量Ｖfに（１―ａ／１００）を乗じ、これをあらためて全容量Ｖfとすることで、空気量を除いた実際の全容量でさらに精度の高い計量が可能となる。但し、累加的に骨材を投入していく方式の場合には、水浸骨材中の骨材割合は徐々に増えていくため、空気量についてもその点を考慮する。
【０１４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコンクリート材料の計量装置及び計量方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１４１】
（第１実施形態）
【０１４２】
図１は、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置を示した全体図である。同図に示すように、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置１は、水を貯留する水貯留ホッパー２と、骨材である細骨材を貯留する細骨材貯留ホッパー３と、水貯留ホッパー２及び細骨材貯留ホッパー３からそれぞれ供給された水及び細骨材を水浸骨材として収容する計量槽４と、該計量槽内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段としてのロードセル８とからなり、水貯留ホッパー２は、その底部に接続され吐出口が計量槽４の上方に位置決めされた水供給管５と該水供給管５の所定位置に設けられた開閉弁６とともに給水手段を構成し、細骨材貯留ホッパー３は、吐出口が計量槽４の上方に位置決めされた細骨材供給管７とともに骨材供給手段を構成する。
【０１４３】
ここで、水貯留ホッパー２、細骨材貯留ホッパー３及びロードセル８は、それぞれ図示しない架台に取り付けてあるとともに、該ロードセルの上に計量槽４の鍔状円環部１６を載せて計量槽４を吊持することで、該計量槽の質量をロードセル８で計測できるようになっている。ロードセル８は、計量槽４を安定した状態で吊持計測できるよう、例えば、同一水平面に１２０゜ごとに３箇所設けるようにするのが望ましい。
【０１４４】
図２は、計量槽４の縦断面図である。図１及び図２でよくわかるように、計量槽４の底部開口１５には、該計量槽内の水密性を保持可能な底蓋９を開閉自在に取り付けることができるようになっている。すなわち、底蓋９は、計量槽４の底部開口外径とほぼ同等かそれより若干大きめの外径を有する円形状平板で構成してあり、該円形状平板の周縁から延設されたＬ字状の取付けアーム１３の先端に長孔１４を形成し、図示しない架台に固定されたピン１０を長孔１４に挿通することにより、底蓋９をピン１０の廻りに回動させて計量槽４の底部開口１５を開閉できるようになっているとともに、底蓋９を閉じた状態では、長孔１４が鉛直方向となるため、計量槽４からの荷重による反力がピン１０で生じるのを防止することができるようになっている。底蓋９を計量槽４の底部開口１５に固定するには、ボルトで締め付ける、クランプ部材で締め付けるなど、公知の方法から適宜選択すればよい。
【０１４５】
計量槽４は、下方に行くほど内径が大きくなるよう、中空円錐台状に形成してあり、バイブレータ等の振動器具を使用せずとも、計量が終わった水浸骨材を該計量槽内で閉塞させることなく、底蓋９を開いただけで下方に自然落下させ、これを、別途計量されたセメントや粗骨材とともに、図示しない混練ミキサーに投入することができるようになっている。
【０１４６】
計量槽４の所定高さ位置には、図２に示した断面図でよくわかるように、内部に収容された水浸骨材の水が外側に溢れ出るよう、矩形状のオーバーフロー用開口１１を該計量槽を構成する壁体１２に形成してあるとともに、オーバーフロー用開口１１の下縁位置に沿って溝状のガイド部材１７を水平方向に突設してあり、該ガイド部材の上をオーバーフロー水が流れてその先端から流れ落ちることにより、計量槽４の周面をつたうことなく、オーバーフロー用開口１１からスムーズに溢れさせることができるようになっている。
【０１４７】
計量槽４の容積については任意であって、コンクリート配合を行う単位すなわち１バッチに必要な全量としてもよいし、何回かに分けて計量することを前提とした容量でもかまわない。
【０１４８】
本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置１を用いて水及び細骨材を計量するにあたっては、単一種類の細骨材だけを計量する場合（ケース１）、複数の細骨材を累加計量方式で計量する場合（ケース２）及び同じく複数の細骨材を同時投入計量方式で計量する場合（ケース３）の３つが考えられるので、以下、順に説明する。
【０１４９】
（ケース１）
【０１５０】
単一種類の細骨材だけを計量する場合の計量手順を図３のフローチャートに示す。同図に示すように、ケース１に係る計量方法においては、まず、計量槽４の底部開口１５を底蓋９で閉じて該計量槽内を水密状態とし、かかる状態にて開閉弁６を開いて水貯留ホッパー２から計量槽４内に水を投入するとともに、細骨材貯留ホッパー３に貯留されている細骨材を水浸状態となるように計量槽４内に投入し、図４に示すように計量槽４内を水浸骨材２１で満たす（ステップ１０１）。
【０１５１】
計量槽４に細骨材と水を投入するにあたっては、水浸骨材２１への気泡混入を抑制すべく、水を先行投入し、しかる後に細骨材を投入するのが望ましい。また、細骨材を細骨材貯留ホッパー３から計量槽４に直接投入するのではなく、例えば電磁式振動体を備えた振動フィーダを用いて細骨材貯留ホッパー３の直下から計量槽４の上部開口まで搬送するようにすれば、細骨材の団粒化、ひいては気泡混入を防止することができる。
【０１５２】
ここで、水及び細骨材を投入して計量槽４内を水浸骨材２１で満たすにあたっては、図４でよくわかるように、細骨材が水面から出ないようにかつ水がオーバーフロー用開口１１から溢れ出るようにする。
【０１５３】
このようにすると、オーバーフロー用開口１１から水２２が溢れ出る水位レベルは予め決まっているから、上述したように水浸骨材２１を満たせば、その全容量Ｖfは、計量せずとも既知の値となる。
【０１５４】
次に、水浸骨材２１の全質量Ｍfをロードセル８で計測する（ステップ１０２）。水浸骨材２１の全質量Ｍfは、ロードセル８による計測値から、水浸骨材２１が収容されていない空の計量槽４の質量を差し引けばよい。
【０１５５】
次に、計測された水浸骨材２１の全質量Ｍfから以下の式を用いて細骨材の表乾状態の質量Ｍa及び水の質量Ｍwを算出する（ステップ１０３）。
【０１５６】
Ｍa＋Ｍw＝Ｍf                    （１）
【０１５７】
Ｍa／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf            （２）
【０１５８】
ここで、ρaは細骨材の表乾状態における密度を、ρwは水の密度を表す。
【０１５９】
このようにして水の質量Ｍw及び表乾状態の細骨材の質量Ｍaを計測算出したならば、次に、示方配合で示されたそれらの配合量と適宜比較して補充すべき不足分を計量し、これを上述の水浸骨材２１に加えてコンクリート材料とする（ステップ１０４）。なお、水が多すぎた場合には、その余剰分をバキューム等で吸引すればよい。
【０１６０】
（ケース２）
【０１６１】
複数の細骨材を累加計量方式で計量する場合の計量手順を図５のフローチャートに示す。同図に示すように、ケース２に係る計量方法においては、２つの細骨材Ａ，Ｂを用いる場合を例とし、ケース１と同様、計量槽４の底部開口１５を底蓋９で閉じて該計量槽内を水密状態とし、かかる状態にて開閉弁６を開いて水貯留ホッパー２から計量槽４内に水を投入するとともに、細骨材貯留ホッパー３に貯留されている第１の骨材である細骨材Ａを計量槽４内に投入するが、ケース２では、まず、細骨材Ａが水面から出ない水浸骨材としてかつ水がオーバーフロー用開口１１からオーバーフローするように水及び細骨材Ａを計量槽４に投入する（ステップ１１１）。
【０１６２】
このようにすると、オーバーフロー用開口１１から水が溢れ出る水位レベルは予め決まっているから、上述したように水浸骨材を満たせば、その全容量Ｖfは、計量せずとも既知の値となる。
【０１６３】
次に、ケース１と同様、水浸骨材の全質量Ｍf1をロードセル８で計測する（ステップ１１２）。
【０１６４】
次に、計測された水浸骨材の全質量Ｍf1から以下の式を用いて細骨材Ａの表乾状態の質量Ｍa1を算出する（ステップ１１３）。
【０１６５】
Ｍa1＋Ｍw＝Ｍf1                    （５）
【０１６６】
Ｍa1／ρa1＋Ｍw／ρw＝Ｖf            （６）
【０１６７】
ここで、ρa1は細骨材Ａの表乾状態における密度を、ρwは水の密度を表す。
【０１６８】
このようにして表乾状態の細骨材Ａの質量Ｍa1を計測算出したならば、次に、細骨材貯留ホッパー３に貯留されている第２の骨材である細骨材Ｂを該細骨材Ｂが水面から出ない水浸骨材としてかつ水がオーバーフロー用開口１１からオーバーフローするように計量槽４内に投入する（ステップ１１４）。
【０１６９】
なお、計量槽４に細骨材Ａや細骨材Ｂを投入するにあたっては、水浸骨材への気泡混入を抑制すべく、水を先行投入し、しかる後に細骨材Ａ，Ｂを投入するのが望ましいことや、例えば電磁式振動体を備えた振動フィーダを用いて細骨材貯留ホッパー３の直下から計量槽４の上部開口まで搬送するようにするのが望ましいことはケース１と同様である。
【０１７０】
次に、水浸骨材の全質量Ｍf2をロードセル８で計測する（ステップ１１５）。
【０１７１】
次に、計測された水浸骨材の全質量Ｍf2から以下の式を用いて細骨材Ｂの表乾状態の質量Ｍa2及び水の質量Ｍwを算出する（ステップ１１６）。
【０１７２】
Ｍa1＋Ｍa2＋Ｍw＝Ｍf2                    （７）
【０１７３】
Ｍa1／ρa1＋Ｍa2／ρa2＋Ｍw／ρw＝Ｖf        （８）
【０１７４】
ここで、ρa2は細骨材Ｂの表乾状態における密度を表す。
【０１７５】
このようにして水の質量Ｍw、表乾状態の細骨材Ａの質量Ｍa1及び表乾状態の細骨材Ｂの質量Ｍa2を計測算出したならば、次に、示方配合で示されたそれらの配合量と適宜比較して補充すべき不足分を計量し、これを上述の水浸骨材に加えてコンクリート材料とする（ステップ１１７）。なお、水が多すぎた場合には、その余剰分をバキューム等で吸引すればよい。
【０１７６】
（ケース３）
【０１７７】
複数の細骨材を同時投入計量方式で計量する場合の計量手順を図６のフローチャートに示す。同図に示すように、ケース３に係る計量方法においては、２つの細骨材Ａ，Ｂを用いる場合を例とし、まず、第１の骨材である細骨材Ａ及び第２の骨材である細骨材Ｂの質量混合比と細骨材Ａ及び細骨材Ｂの表乾状態における密度ρai(i=1,2)とから平均骨材密度ρaveを求める（ステップ１２１）。
【０１７８】
細骨材Ａと細骨材Ｂは、質量混合比がわかっている状態で細骨材貯留ホッパー３にまとめて貯留しておいてもよいし、２つの細骨材貯留ホッパー３，３を個別に用意し、それらの直下から計量槽４の上部開口までの搬送速度から質量混合比を算出してもよい。また、逆に、目標とする質量混合比となるように搬送速度を調整するようにしてもよい。
【０１７９】
次に、ケース１、２と同様、計量槽４の底部開口１５を底蓋９で閉じて該計量槽内を水密状態とし、かかる状態にて開閉弁６を開いて水貯留ホッパー２から計量槽４内に水を投入するとともに、細骨材Ａ、Ｂが水面から出ない水浸骨材としてかつ水がオーバーフロー用開口１１からオーバーフローするように細骨材Ａ、Ｂを計量槽４に同時投入する（ステップ１２２）。
【０１８０】
このようにすると、オーバーフロー用開口１１から水が溢れ出る水位レベルは予め決まっているから、上述したように水浸骨材を満たせば、その全容量Ｖfは、計量せずとも既知の値となる。
【０１８１】
なお、計量槽４に細骨材Ａ及び細骨材Ｂを同時投入するにあたっては、水浸骨材への気泡混入を抑制すべく、水を先行投入し、しかる後に細骨材Ａ及び細骨材Ｂを同時投入するのが望ましいことや、例えば電磁式振動体を備えた振動フィーダを用いて細骨材貯留ホッパー３の直下から計量槽４の上部開口まで搬送するようにするのが望ましいことはケース１、２と同様である。
【０１８２】
次に、ケース１と同様、水浸骨材の全質量Ｍfをロードセル８で計測する（ステップ１２３）。
【０１８３】
次に、計測された水浸骨材の全質量Ｍfから以下の式を用いて表乾状態における細骨材Ａ及び細骨材Ｂの質量総和ΣＭai(i=1,2)及び水の質量Ｍwを求める（ステップ１２４）。
【０１８４】
ΣＭai(i=1,2)＋Ｍw＝Ｍf                    （１４）
【０１８５】
ΣＭai(i=1,2)／ρave＋Ｍw／ρw＝Ｖf            （１５）
【０１８６】
ここで、ρa1は細骨材Ａの表乾状態における密度を、ρa2は細骨材Ｂの表乾状態における密度を、ρwは水の密度を表す。
【０１８７】
このようにして水の質量Ｍw及び表乾状態における細骨材Ａ及び細骨材Ｂの質量総和ΣＭai(i=1,2)を計測算出した後については、示方配合で示されたそれらの配合量と適宜比較し、次いで、補充すべき不足分を計量した後、これを上述の水浸骨材に加えてコンクリート材料とする（ステップ１２５）。なお、水が多すぎた場合には、その余剰分をバキューム等で吸引すればよい。
【０１８８】
以上説明したように、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置及び計量方法によれば、細骨材の表面水を、湿潤状態が異なる骨材ごとのばらつきが考慮された状態で水の質量Ｍwの一部として間接的に算出することができるとともに、細骨材の質量を表乾状態のときの質量Ｍaとして把握することができる。すなわち、骨材や水の質量が示方配合と同等の条件で把握されることとなるので、湿潤状態が異なる骨材を用いても、示方配合通りの水量でコンクリートを製造することが可能となる。
【０１８９】
特に、ケース２、ケース３に係る計量方法によれば、上述した作用効果に加えて、密度、粒度等が異なる細骨材Ａ，Ｂであっても、一つの計量槽４内で効率よくしかも高い精度で計量することが可能となる。
【０１９０】
本実施形態では、ケース２及びケース３において２種類の細骨材を例として説明したが、骨材の種類の数は任意であることは言うまでもない。また、粗骨材の計量にも適用することができるし、細骨材と粗骨材との組み合わせについても適用可能である。
【０１９１】
また、本実施形態ではロードセル８を圧縮型とし、設置数を３個としたが、水浸骨材質量計測手段としてどのようなロードセルを用いるかは任意であり、例えば引張型を用いてもよいし、４個以上設置してもかまわない。また、計量槽４を安定吊持できるのであれば、１個又は２個でもかまわない。
【０１９２】
また、本実施形態では、空気量補正に関して特に言及しなかったが、水浸骨材内の空気量ａ（％）を考慮するのであれば、既知である全容量Ｖfに（１―ａ／１００）を乗じればよい。例えば、ケース１であれば、（２）式に代えて、
【０１９３】
Ｍa／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf・（１―ａ／１００）            （２′）
【０１９４】
を用いればよい。
【０１９５】
かかる構成により、空気量を除いた実際の全容量でさらに精度の高い計量が可能となる。その他のケースについても、必要に応じて同様に空気量補正を行えばよい。
【０１９６】
また、本実施形態では、計量槽４内に細骨材を投入する際、適当な量を投入し、しかる後、上述したように不足分を補充するようにしたが、これに代えて、計量槽４への細骨材の投入を所定速度で連続的に又は断続的に行いつつ、水浸骨材の全質量Ｍfの計測をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該水浸骨材の全質量Ｍfが予定量に達したときに細骨材の投入を終了するようにしてもよい。かかる構成によれば、後で骨材補充を行う必要がなくなる。
【０１９７】
かかる変形例は、ケース２やケース３にもそのままあてはまる。
【０１９８】
すなわち、ケース２においては、計量槽４への細骨材Ａ及びそれに続く細骨材Ｂの投入を所定速度で連続的に又は断続的に行いつつ、水浸骨材の全質量Ｍfi(i=1,2)の計測をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該水浸骨材の全質量Ｍfiが予定量に達したときに細骨材の投入を途中で終了するようにすれば、後で骨材補充を行う必要がなくなる。なお、この場合、骨材投入は、例えば細骨材Ａの投入をもって、あるいは細骨材Ａ自体の投入途中で終了し、細骨材Ｂについては、実際には投入されない場合があり得る。
【０１９９】
また、ケース３においては、計量槽４への細骨材Ａ及び細骨材Ｂの投入を所定速度で連続的に又は断続的に行いつつ、水浸骨材の全質量Ｍfの計測をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該水浸骨材の全質量Ｍfが予定量に達したときに骨材投入を途中で終了するようにすれば、後で骨材補充を行う必要がなくなる。
【０２００】
また、本実施形態では、計量槽４の所定高さ位置に矩形状のオーバーフロー用開口１１を該計量槽を構成する壁体１２に形成するとともに、該オーバーフロー用開口の下縁位置に沿ってガイド部材１７を水平方向に突設したが、図７及び図８に示すように、オーバーフロー用開口１１に代えて、異なる高さに設けられた３つのオーバーフロー用開口３１を計量槽４の壁体１２に形成するとともに、該オーバーフロー用開口３１のうち、最下段のオーバーフロー用開口３１の下縁位置に沿ってガイド部材１７を水平方向に突設するようにしてもよい。
【０２０１】
かかる構成においては、計量したい全容量Ｖfに対応するオーバーフロー用開口３１だけを開いておき、他のオーバーフロー用開口３１については、図８に示すように密封栓３２や密封栓３３を用いて全て密封しておけばよい。
【０２０２】
かかる構成によれば、全容量Ｖfに関して異なる容量ごとに計量槽を個別に製作する必要がなくなる。
【０２０３】
なお、図７及び図８に示したコンクリート材料の計量装置は、オーバーフロー用開口１１が形成された計量槽４に代えて、３つのオーバーフロー用開口３１が形成された計量槽４ａを採用したものであり、オーバーフロー用開口の相違を除く他の構成については、計量槽４と計量槽４ａとの間に相違点はないとともに、全体構成についても同一であるので、ここではその説明を省略する。
【０２０４】
また、本実施形態では、計量槽４の所定高さ位置に矩形状のオーバーフロー用開口１１を該計量槽を構成する壁体１２に形成するとともに、該オーバーフロー用開口の下縁位置に沿ってガイド部材１７を水平方向に突設したが、図９及び図１０に示すように、オーバーフロー用開口１１に代えて、開口高さを大きくしたオーバーフロー用開口３４を壁体１２に形成するとともに、昇降自在なブラケット状塞ぎ部材３５で該オーバーフロー用開口で塞ぐようにし、そのオーバーフロー高さをブラケット状塞ぎ部材３５の昇降位置で可変に構成してもかまわない。
【０２０５】
ブラケット状塞ぎ部材３５は、計量槽４ｂの周面に沿って昇降する湾曲状塞ぎ板の上縁からガイド部材１７と同様のガイド部材を水平に突設してなるものであり、ネジ３６で計量槽４ｂの壁体に固定することで所望の高さに位置決めすることができるようになっている。湾曲状塞ぎ板と計量槽４ｂの壁体との間は所定の水密性が確保されるよう、ゴムガスケット等を適宜使用すればよい。
【０２０６】
かかる構成においては、ブラケット状塞ぎ部材３５のガイド部材が所望の高さ位置となるようにブラケット状塞ぎ部材３５を昇降させ、該位置にてネジ３６で固定する。このようにすると、ブラケット状塞ぎ部材３５の湾曲状塞ぎ板がオーバーフロー用開口３４のうち、ガイド部材より下方の開口を塞ぐので、計量槽４ｂ内の水浸骨材の水が溢れ出る水位レベルを可変に調整することが可能となり、かくして、全容量Ｖfに関して異なる容量ごとに計量槽を個別に製作する必要がなくなる。
【０２０７】
なお、図９及び図１０に示したコンクリート材料の計量装置は、オーバーフロー用開口１１が形成された計量槽４に代えて、オーバーフロー用開口３４とそのオーバーフロー高さを可変に調整するためのブラケット状塞ぎ部材３５を設けた計量槽４ｂを採用したものであり、オーバーフロー用開口及びその関連部材の相違を除く他の構成については、計量槽４と計量槽４ｂとの間に相違点はないとともに、全体構成についても同一であるので、ここではその説明を省略する。
【０２０８】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、計量槽４内に投入した骨材が水面から出てしまい水浸骨材とならないおそれがある場合には、バイブレータを用いて骨材天端を均すようにすればよい。
【０２０９】
図１１は、かかる変形例を示したものであり、同図では、計量槽４の上方にロッド状のバイブレータ３７を昇降自在にかつ、その降下位置（図中、一点鎖線で示す）にて水浸骨材２１に埋没するように設置してある。
【０２１０】
かかる構成においては、細骨材の投入中又は投入後にバイブレータ３７を降下させ、かかる状態にて該バイバイブレータを作動させる。
【０２１１】
このようにすると、計量槽４内に投入された細骨材は、バイブレータ３７の振動によって平坦に均され、該細骨材が水面上に出るおそれがなくなる。なお、水浸骨材２１の質量を計量する際には、バイブレータ３７を引き上げ、上昇位置にて次の計量まで退避させておけばよい。
【０２１２】
（第２実施形態）
【０２１３】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【０２１４】
図１２は、第２実施形態に係るコンクリート材料の計量装置を示した全体図である。同図に示すように、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置４１は、水を貯留する水貯留ホッパー２と、骨材である細骨材を貯留する細骨材貯留ホッパー３ａと、水貯留ホッパー２及び細骨材貯留ホッパー３ａからそれぞれ供給された水及び細骨材を水浸骨材として収容する計量槽４と、該計量槽内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段としてのロードセル８とからなり、水貯留ホッパー２は、その底部に接続され吐出口が計量槽４の上方に位置決めされた水供給管５と該水供給管５の所定位置に設けられた開閉弁６とともに給水手段を構成し、細骨材貯留ホッパー３ａは、吐出口が計量槽４の上方に位置決めされた細骨材供給管７とともに骨材供給手段を構成する。
【０２１５】
ここで、水貯留ホッパー２及びロードセル８は、それぞれ図示しない架台に取り付けてあるとともに、該ロードセルの上に計量槽４の鍔状円環部１６を載せて計量槽４を吊持することで、該計量槽の質量をロードセル８で計測できるようになっている。ロードセル８は、計量槽４を安定した状態で吊持計測できるよう、例えば、同一水平面に１２０゜ごとに３箇所設けるようにするのが望ましい。
【０２１６】
また、本実施形態では、骨材質量計測手段としてのロードセル８ａを図示しない架台に取り付け、該ロードセルの上に細骨材貯留ホッパー３ａの鍔状円環部４２を載せて細骨材貯留ホッパー３ａを吊持することで、該細骨材貯留ホッパーの質量をロードセル８ａで計測できるようになっている。ロードセル８ａは、細骨材貯留ホッパー３ａを安定した状態で吊持計測できるよう、ロードセル８と同様、同一水平面に１２０゜ごとに３箇所設けるようにするのが望ましい。
【０２１７】
なお、計量槽４、底蓋９その他の構成については、第１実施形態と同一であるので、ここではその説明を省略する。
【０２１８】
本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置４１を用いて水及び細骨材を計量するにあたっては、単一種類の細骨材だけを計量する場合（ケース１）、複数の細骨材を累加計量方式で計量する場合（ケース２）及び同じく複数の細骨材を同時投入計量方式で計量する場合（ケース３）の３つが考えられるので、以下、順に説明する。
【０２１９】
（ケース１）
【０２２０】
単一種類の細骨材だけを計量する場合の計量手順を図１３のフローチャートに示す。同図に示すように、ケース１に係る計量方法においては、まず、細骨材貯留ホッパー３ａに貯留されている湿潤状態における細骨材の質量Ｍawをロードセル８ａで計量しておく（ステップ１３１）。
【０２２１】
一方、第１実施形態と同様にして計量槽４内を水密状態とし、かかる状態にて開閉弁６を開いて水貯留ホッパー２から計量槽４内に水を投入するとともに、細骨材貯留ホッパー３ａに貯留されている計量済みの細骨材が水面から出ないようにかつ水がオーバーフロー用開口１１から溢れ出るように計量槽４内に投入し、計量槽４内を水浸骨材で満たす（ステップ１０１）。
【０２２２】
以下、第１実施形態と同様、水浸骨材の全質量Ｍfをロードセル８で計測し（ステップ１０２）、計測された水浸骨材２１の全質量Ｍfから（１）式及び（２）式を用いて細骨材の表乾状態の質量Ｍa及び水の質量Ｍwを算出する（ステップ１０３）。
【０２２３】
次に、算出された細骨材の表乾状態の質量Ｍaと、予め計測された湿潤状態における細骨材の質量Ｍawを用いて、次式から細骨材の表面水率を算出する（ステップ１３２）。
【０２２４】
（Ｍaw―Ｍa）／Ｍa        （３）
【０２２５】
次に、算出された水の質量Ｍw及び表乾状態の細骨材の質量Ｍaを示方配合で示されたそれらの配合量と適宜比較して補充すべき不足分を計量し、補充すべきものが水であればその不足分を、補充すべきものが細骨材であればステップ１３２で求めた表面水率を用いて表面水を考慮しつつ、その不足分を上述の水浸骨材に加えてコンクリート材料とする（ステップ１３３）。なお、水が多すぎた場合には、その余剰分をバキューム等で吸引すればよい。
【０２２６】
（ケース２）
【０２２７】
複数の細骨材を累加計量方式で計量する場合の計量手順を図１４のフローチャートに示す。同図に示すように、ケース２に係る計量方法においては、２つの細骨材Ａ，Ｂを用いる場合を例とし、まず、細骨材貯留ホッパー３ａに貯留されている湿潤状態における細骨材Ａ及び細骨材Ｂの質量Ｍawi(i=1,2)をロードセル８ａで計量しておく（ステップ１４１）。
【０２２８】
一方、第１実施形態と同様にして計量槽４内を水密状態とし、かかる状態にて開閉弁６を開いて水貯留ホッパー２から計量槽４内に水を投入するとともに、細骨材貯留ホッパー３ａに貯留されている計量済みの細骨材Ａが水面から出ない水浸骨材としてかつ水がオーバーフロー用開口１１からオーバーフローするように水及び細骨材Ａを計量槽４に投入する（ステップ１１１）。
【０２２９】
以下、第１実施形態と同様、水浸骨材の全質量Ｍf1をロードセル８で計測し（ステップ１１２）、計測された水浸骨材の全質量Ｍf1から（５）式及び（６）式を用いて細骨材Ａの表乾状態の質量Ｍa1を算出し（ステップ１１３）、次いで、細骨材貯留ホッパー３ａに貯留されている計量済みの細骨材Ｂを該細骨材Ｂが水面から出ない水浸骨材としてかつ水がオーバーフロー用開口１１からオーバーフローするように計量槽４内に投入し（ステップ１１４）、水浸骨材の全質量Ｍf2をロードセル８で計測し（ステップ１１５）、計測された水浸骨材の全質量Ｍf2から（７）式及び（８）式を用いて細骨材Ｂの表乾状態の質量Ｍa2及び水の質量Ｍwを算出する（ステップ１１６）。
【０２３０】
次に、算出された細骨材Ａ及び細骨材Ｂの表乾状態の質量Ｍai(i=1,2)と、予め計測された湿潤状態における細骨材の質量Ｍawi(i=1,2)を用いて、次式から細骨材の表面水率を算出する（ステップ１４２）。
【０２３１】
（Ｍawi(i=1,2)―Ｍai(i=1,2)）／Ｍai(i=1,2)      （１１）
【０２３２】
次に、算出された水の質量Ｍw及び表乾状態の細骨材Ａ及び細骨材Ｂの質量Ｍai(i=1,2)を示方配合で示されたそれらの配合量と適宜比較して補充すべき不足分を計量し、補充すべきものが水であればその不足分を、補充すべきものが細骨材であればステップ１４２で求めた表面水率を用いて表面水を考慮しつつ、その不足分を上述の水浸骨材に加えてコンクリート材料とする（ステップ１４３）。なお、水が多すぎた場合には、その余剰分をバキューム等で吸引すればよい。
【０２３３】
（ケース３）
【０２３４】
複数の細骨材を同時投入計量方式で計量する場合の計量手順を図１５のフローチャートに示す。同図に示すように、ケース３に係る計量方法においては、２つの細骨材Ａ，Ｂを用いる場合を例とし、まず、細骨材貯留ホッパー３ａに貯留されている湿潤状態における細骨材Ａ及び細骨材Ｂの質量総和ΣＭawi(i=1,2)をロードセル８ａで計量しておく（ステップ１５１）。
【０２３５】
一方、第１実施形態と同様にして細骨材Ａ及び細骨材Ｂの質量混合比と細骨材Ａ及び細骨材Ｂの表乾状態における密度ρai(i=1,2)とから平均骨材密度ρaveを求める（ステップ１２１）。
【０２３６】
次に、計量槽４の底部開口１５を底蓋９で閉じて該計量槽内を水密状態とし、かかる状態にて開閉弁６を開いて水貯留ホッパー２から計量槽４内に水を投入するとともに、細骨材Ａ及び細骨材Ｂが水面から出ない水浸骨材としてかつ水がオーバーフロー用開口１１からオーバーフローするように細骨材Ａ及び細骨材Ｂを計量槽４に同時投入する（ステップ１２２）。
【０２３７】
以下、第１実施形態と同様、水浸骨材の全質量Ｍfをロードセル８で計測し（ステップ１２３）、計測された水浸骨材の全質量Ｍfから（１４）式及び（１５）式を用いて表乾状態における細骨材Ａ及び細骨材Ｂの質量総和ΣＭai(i=1,2)及び水の質量Ｍwを求める（ステップ１２４）。
【０２３８】
次に、算出された表乾状態における細骨材Ａ及び細骨材Ｂの質量総和ΣＭai(i=1,2)と、予め計測された湿潤状態における細骨材Ａ及び細骨材Ｂの質量総和ΣＭawi(i=1,2)を用いて、次式から細骨材Ａ及び細骨材Ｂの平均表面水率を算出する（ステップ１５２）。
【０２３９】
（ΣＭawi(i=1,2)―ΣＭai(i=1,2)）／ΣＭai(i=1,2)            （１６）
【０２４０】
次に、算出された水の質量Ｍw及び表乾状態における細骨材Ａ及び細骨材Ｂの質量総和ΣＭai(i=1,2)を示方配合で示されたそれらの配合量と適宜比較して補充すべき不足分を計量し、補充すべきものが水であればその不足分を、補充すべきものが細骨材Ａ及びＢであればステップ１５２で求めた表面水率を用いて表面水を考慮しつつ、その不足分を上述の水浸骨材に加えてコンクリート材料とする（ステップ１５３）。なお、水が多すぎた場合には、その余剰分をバキューム等で吸引すればよい。
【０２４１】
以上説明したように、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置及び計量方法によれば、第１実施形態と同様、細骨材の表面水を、湿潤状態が異なる骨材ごとのばらつきが考慮された状態で水の質量Ｍwの一部として間接的に算出することができるとともに、細骨材の質量を表乾状態のときの質量Ｍaとして把握することができる。すなわち、骨材や水の質量が示方配合と同等の条件で把握されることとなるので、湿潤状態が異なる骨材を用いても、示方配合通りの水量でコンクリートを製造することが可能となる。
【０２４２】
特に、ケース２、ケース３に係る計量方法によれば、上述した作用効果に加えて、密度、粒度等が異なる細骨材Ａ，Ｂであっても、一つの計量槽４内で効率よくしかも高い精度で計量することが可能となる。
【０２４３】
また、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置及び計量方法によれば、上述の作用効果に加えて、表面水率をも同時に計測することが可能となり、上述したような細骨材の補充を行う場合、該補充分にも細骨材の表面水を考慮することが可能となる。
【０２４４】
本実施形態では、ケース２及びケース３において２種類の細骨材を例として説明したが、骨材の種類の数は任意であることは言うまでもない。また、粗骨材の計量にも適用することができるし、細骨材と粗骨材との組み合わせについても適用可能である。
【０２４５】
また、本実施形態ではロードセル８を圧縮型とし、設置数を３個としたが、水浸骨材質量計測手段としてどのようなロードセルを用いるかは任意であり、例えば引張型を用いてもよいし、４個以上設置してもかまわない。また、計量槽４を安定吊持できるのであれば、１個又は２個でもかまわない。
【０２４６】
また、本実施形態では、空気量補正に関して特に言及しなかったが、水浸骨材内の空気量ａ（％）を考慮するのであれば、既知である全容量Ｖfに（１―ａ／１００）を乗じればよい。例えば、ケース１であれば、（２）式に代えて、
【０２４７】
Ｍa／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf・（１―ａ／１００）            （２′）
【０２４８】
を用いればよい。
【０２４９】
かかる構成により、空気量を除いた実際の全容量でさらに精度の高い計量が可能となる。その他のケースについても、必要に応じて同様に空気量補正を行えばよい。
【０２５０】
また、本実施形態では、計量槽４内に細骨材を投入する際、適当な量を投入し、しかる後、上述したように不足分を補充するようにしたが、これに代えて、計量槽４への細骨材の投入を所定速度で連続的に又は断続的に行いつつ、水浸骨材の全質量Ｍfの計測をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該水浸骨材の全質量Ｍfが予定量に達したときに細骨材の投入を終了するようにしてもよい。かかる構成によれば、後で骨材補充を行う必要がなくなる。
【０２５１】
かかる変形例は、ケース２やケース３にもそのままあてはまるが、第１実施形態と同様であるので、その詳細な説明については省略する。
【０２５２】
また、図７乃至図１１を参照して説明した第１実施形態の変形例は、第２実施形態においてもそのまま適用することが可能であるが、その構成及び作用効果については同一であるので、ここではその説明を省略する。
【０２５３】
（第３実施形態）
【０２５４】
次に、第３実施形態について説明する。なお、第１、第２実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【０２５５】
図１６は、第３実施形態に係るコンクリート材料の計量装置を示した全体図である。同図に示すように、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置５１は、水を貯留する水貯留ホッパー２と、骨材である細骨材を貯留する細骨材貯留ホッパー３と、水貯留ホッパー２及び細骨材貯留ホッパー３からそれぞれ供給された水及び細骨材を水浸骨材として収容する計量槽４と、該計量槽内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段としてのロードセル８とからなり、水貯留ホッパー２は、その底部に接続され吐出口が計量槽４の上方に位置決めされた水供給管５と該水供給管５の所定位置に設けられた開閉弁６及び給水計量手段としての流量計５２とともに給水手段を構成し、細骨材貯留ホッパー３は、吐出口が計量槽４の上方に位置決めされた細骨材供給管７とともに骨材供給手段を構成する。
【０２５６】
ここで、水貯留ホッパー２、細骨材貯留ホッパー３及びロードセル８は、それぞれ図示しない架台に取り付けてあるとともに、該ロードセルの上に計量槽４の鍔状円環部１６を載せて計量槽４を吊持することで、該計量槽の質量をロードセル８で計測できるようになっている。ロードセル８は、計量槽４を安定した状態で吊持計測できるよう、例えば、同一水平面で１２０゜ごとに３箇所設けるようにするのが望ましい。
【０２５７】
また、本実施形態では、図１７の断面図でよくわかるように、オーバーフロー用開口１１から溢れ出てガイド部材１７の先端から流れ落ちるオーバーフロー水を貯留する貯留容器５３と該貯留容器とともにオーバーフロー水の質量を計測するオーバーフロー水計量手段としての質量計５４とを備えており、上述した流量計５２によって計測槽４への投入水量を計測するとともに、質量計５４によって計測槽４からのオーバーフロー水量を計測することができるようになっている。
【０２５８】
なお、計量槽４、底蓋９その他の構成については、第１実施形態と同一であるので、ここではその説明を省略する。
【０２５９】
本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置５１を用いて水及び細骨材を計量するにあたっては、単一種類の細骨材だけを計量する場合（ケース１）、複数の細骨材を累加計量方式で計量する場合（ケース２）及び同じく複数の細骨材を同時投入計量方式で計量する場合（ケース３）の３つが考えられるので、以下、順に説明する。
【０２６０】
（ケース１）
【０２６１】
単一種類の細骨材だけを計量する場合の計量手順を図１８のフローチャートに示す。同図に示すように、ケース１に係る計量方法においては、まず、第１実施形態と同様にして計量槽４内を水密状態とし、かかる状態にて開閉弁６を開いて水貯留ホッパー２から計量槽４内に水を投入するとともに、細骨材貯留ホッパー３に貯留されている細骨材が水面から出ないようにかつ水がオーバーフロー用開口１１から溢れ出るように計量槽４内に投入し、計量槽４内を水浸骨材で満たすが、かかる作業と並行して、流量計５２による計測槽４への給水量ＭIの計測を行うとともに、図１９に示すように質量計５４による計測槽４からのオーバーフロー水量ＭOの計測を行う（ステップ１６１）。
【０２６２】
以下、第１実施形態と同様、水浸骨材の全質量Ｍfをロードセル８で計測し（ステップ１０２）、計測された水浸骨材２１の全質量Ｍfから（１）式及び（２）式を用いて細骨材の表乾状態の質量Ｍa及び水の質量Ｍwを算出する（ステップ１０３）。
【０２６３】
次に、算出された細骨材の表乾状態の質量Ｍa、予め計測された計測槽４への給水量ＭI及び計測槽４からのオーバーフロー水量ＭOを用いて次式、
【０２６４】
Ｍaw＝Ｍf―（ＭI―ＭO）      （４）
【０２６５】
からＭawを算出し、これを次式に代入して骨材の表面水率を算出する（ステップ１６２）。
【０２６６】
（Ｍaw―Ｍa）／Ｍa        （３）
【０２６７】
次に、算出された水の質量Ｍw及び表乾状態の細骨材の質量Ｍaを示方配合で示されたそれらの配合量と適宜比較して補充すべき不足分を計量し、補充すべきものが水であればその不足分を、補充すべきものが細骨材であればステップ１６２で求めた表面水率を用いて表面水を考慮しつつ、その不足分を上述の水浸骨材に加えてコンクリート材料とする（ステップ１６３）。なお、水が多すぎた場合には、その余剰分をバキューム等で吸引すればよい。
【０２６８】
（ケース２）
【０２６９】
複数の細骨材を累加計量方式で計量する場合の計量手順を図２０及び図２１のフローチャートに示す。これらの図に示すように、ケース２に係る計量方法においては、２つの細骨材Ａ，Ｂを用いる場合を例とし、まず、第１実施形態と同様にして計量槽４内を水密状態とし、かかる状態にて開閉弁６を開いて水貯留ホッパー２から計量槽４内に水を投入するとともに、細骨材貯留ホッパー３に貯留されている細骨材Ａが水面から出ない水浸骨材としてかつ水がオーバーフロー用開口１１からオーバーフローするように水及び細骨材Ａを計量槽４に投入し、計量槽４内を水浸骨材で満たすが、かかる作業と並行して、流量計５２による計測槽４への給水量ＭIの計測を行うとともに、質量計５４による計測槽４からのオーバーフロー水量ＭOの計測を行う（ステップ１７１）。
【０２７０】
以下、第１実施形態と同様、水浸骨材の全質量Ｍf1をロードセル８で計測し（ステップ１１２）、計測された水浸骨材の全質量Ｍf1から（５）式及び（６）式を用いて細骨材Ａの表乾状態の質量Ｍa1を算出する（ステップ１１３）。
【０２７１】
次に、水の給水量ＭI及びオーバーフロー水量ＭOを用いて次式、
【０２７２】
ΣＭawj(j=1)＝Ｍf1―（ＭI―ＭO）              （１２）
【０２７３】
でΣＭawj(j=1)、すなわちＭaw1を求め、次に、該Ｍaw1を、次式、
【０２７４】
（Ｍaw1―Ｍa1）／Ｍa1      （１１）
【０２７５】
に代入して細骨材Ａの表面水率を算出する（ステップ１７２）。
【０２７６】
次に、細骨材貯留ホッパー３に貯留されている細骨材Ｂを該細骨材Ｂが水面から出ない水浸骨材としてかつ水がオーバーフロー用開口１１からオーバーフローするように計量槽４内に投入しつつ、流量計５２による計測槽４への給水量ＭIの計測及び質量計５４による計測槽４からのオーバーフロー水量ＭOの計測を行い（ステップ１７３）、水浸骨材の全質量Ｍf2をロードセル８で計測し（ステップ１１５）、計測された水浸骨材の全質量Ｍf2から（７）式及び（８）式を用いて細骨材Ｂの表乾状態の質量Ｍa2及び水の質量Ｍwを算出する（ステップ１１６）。
【０２７７】
次に、水の給水量ＭI及びオーバーフロー量ＭOを用いて、次式、
【０２７８】
ΣＭawj(j=1,2)＝Ｍf2―（ＭI―ＭO）              （１２）
【０２７９】
でΣＭawj(j=1,2)を求め、次に、
【０２８０】
ΣＭawj(j=1,2)―ΣＭawj(j=1)        （１３）
【０２８１】
でＭaw2を求め、該Ｍaw2を、次式、
【０２８２】
（Ｍaw2―Ｍa2）／Ｍa2      （１１）
【０２８３】
に代入して細骨材Ｂの表面水率を算出する（１７４）。
【０２８４】
次に、算出された水の質量Ｍw、表乾状態の細骨材Ａの質量Ｍa1及び表乾状態の細骨材Ｂの質量Ｍa2を示方配合で示されたそれらの配合量と適宜比較して補充すべき不足分を計量し、補充すべきものが水であればその不足分を、補充すべきものが細骨材であればステップ１７４で求めた表面水率を用いて表面水を考慮しつつ、その不足分を上述の水浸骨材に加えてコンクリート材料とする（ステップ１７５）。なお、水が多すぎた場合には、その余剰分をバキューム等で吸引すればよい。
【０２８５】
（ケース３）
【０２８６】
複数の細骨材を同時投入計量方式で計量する場合の計量手順を図２２のフローチャートに示す。同図に示すように、ケース３に係る計量方法においては、２つの細骨材Ａ，Ｂを用いる場合を例とし、まず、第１実施形態と同様にして細骨材Ａ及び細骨材Ｂの質量混合比と細骨材Ａ及び細骨材Ｂの表乾状態における密度ρai(i=1,2)とから平均骨材密度ρaveを求める（ステップ１２１）。
【０２８７】
次に、計量槽４の底部開口１５を底蓋９で閉じて該計量槽内を水密状態とし、かかる状態にて開閉弁６を開いて水貯留ホッパー２から計量槽４内に水を投入するとともに、細骨材Ａ及び細骨材Ｂが水面から出ない水浸骨材としてかつ水がオーバーフロー用開口１１からオーバーフローするように細骨材Ａ及び細骨材Ｂを計量槽４に同時投入し、計量槽４内を水浸骨材で満たすが、かかる作業と並行して、流量計５２による計測槽４への給水量ＭIの計測を行うとともに、質量計５４による計測槽４からのオーバーフロー水量ＭOの計測を行う（ステップ１８１）。
【０２８８】
以下、第１実施形態と同様、水浸骨材の全質量Ｍfをロードセル８で計測し（ステップ１２３）、計測された水浸骨材の全質量Ｍfから（１４）式及び（１５）式を用いて表乾状態における細骨材Ａ及び細骨材Ｂの質量総和ΣＭai(i=1,2)及び水の質量Ｍwを求める（ステップ１２４）。
【０２８９】
次に、水の給水量ＭI及びオーバーフロー量ＭOを用いて、次式、
【０２９０】
ΣＭawi(i=1,2)＝Ｍf―（ＭI―ＭO）      （１７）
【０２９１】
でΣＭawi(i=1,2)を求め、これを、次式、
【０２９２】
（ΣＭawi(i=1,2)―ΣＭai(i=1,2)）／ΣＭai(i=1,2)            （１６）
【０２９３】
に代入して細骨材Ａ及び細骨材Ｂの平均表面水率を算出する（ステップ１８２）。
【０２９４】
次に、算出された水の質量Ｍw及び表乾状態における細骨材Ａ及び細骨材Ｂの質量総和ΣＭai(i=1,2)を示方配合で示されたそれらの配合量と適宜比較して補充すべき不足分を計量し、補充すべきものが水であればその不足分を、補充すべきものが細骨材であればステップ１８２で求めた表面水率を用いて表面水を考慮しつつ、その不足分を上述の水浸骨材に加えてコンクリート材料とする（ステップ１８３）。なお、水が多すぎた場合には、その余剰分をバキューム等で吸引すればよい。
【０２９５】
以上説明したように、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置及び計量方法によれば、第１実施形態と同様、細骨材の表面水を、湿潤状態が異なる骨材ごとのばらつきが考慮された状態で水の質量Ｍwの一部として間接的に算出することができるとともに、細骨材の質量を表乾状態のときの質量Ｍaとして把握することができる。すなわち、骨材や水の質量が示方配合と同等の条件で把握されることとなるので、湿潤状態が異なる骨材を用いても、示方配合通りの水量でコンクリートを製造することが可能となる。
【０２９６】
特に、ケース２、ケース３に係る計量方法によれば、上述した作用効果に加えて、密度、粒度等が異なる細骨材Ａ，Ｂであっても、一つの計量槽４内で効率よくしかも高い精度で計量することが可能となる。
【０２９７】
また、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置及び計量方法によれば、上述の作用効果に加えて、表面水率をも同時に計測することが可能となり、上述したような細骨材の補充を行う場合、該補充分にも細骨材の表面水を考慮することが可能となる。
【０２９８】
本実施形態では、ケース２及びケース３において２種類の細骨材を例として説明したが、骨材の種類の数は任意であることは言うまでもない。また、粗骨材の計量にも適用することができるし、細骨材と粗骨材との組み合わせについても適用可能である。
【０２９９】
また、本実施形態ではロードセル８を圧縮型とし、設置数を３個としたが、水浸骨材質量計測手段としてどのようなロードセルを用いるかは任意であり、例えば引張型を用いてもよいし、４個以上設置してもかまわない。また、計量槽４を安定吊持できるのであれば、１個又は２個でもかまわない。
【０３００】
また、本実施形態では、空気量補正に関して特に言及しなかったが、水浸骨材内の空気量ａ（％）を考慮するのであれば、既知である全容量Ｖfに（１―ａ／１００）を乗じればよい。例えば、ケース１であれば、（２）式に代えて、
【０３０１】
Ｍa／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf・（１―ａ／１００）            （２′）
【０３０２】
を用いればよい。
【０３０３】
かかる構成により、空気量を除いた実際の全容量でさらに精度の高い計量が可能となる。その他のケースについても、必要に応じて同様に空気量補正を行えばよい。
【０３０４】
また、本実施形態では、計量槽４内に細骨材を投入する際、適当な量を投入し、しかる後、上述したように不足分を補充するようにしたが、これに代えて、計量槽４への細骨材の投入を所定速度で連続的に又は断続的に行いつつ、水浸骨材の全質量Ｍfの計測をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該水浸骨材の全質量Ｍfが予定量に達したときに細骨材の投入を終了するようにしてもよい。かかる構成によれば、後で骨材補充を行う必要がなくなる。
【０３０５】
かかる変形例は、ケース２やケース３にもそのままあてはまるが、第１実施形態と同様であるので、その詳細な説明については省略する。
【０３０６】
また、図７乃至図１１を参照して説明した第１実施形態の変形例は、第３実施形態においてもそのまま適用することが可能であるが、その構成及び作用効果については同一であるので、ここではその説明を省略する。
【０３０７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係るコンクリート材料の計量装置及び計量方法によれば、骨材の表面水を、湿潤状態が異なる骨材ごとのばらつきが考慮された状態で水の質量Ｍwの一部として間接的に算出することができるとともに、骨材の質量を表乾状態のときの質量Ｍaとして把握することができる。すなわち、骨材や水の質量が示方配合と同等の条件で把握されることとなるので、湿潤状態が異なる骨材を用いても、示方配合通りの水量でコンクリートを製造することが可能となる。
【０３０８】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るコンクリート材料の計量装置の全体図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う計量槽の断面図。
【図３】第１実施形態に係るコンクリート材料の計量方法を示したフローチャート。
【図４】第１実施形態に係るコンクリート材料の計量装置の作用を示した図。
【図５】第１実施形態に係るコンクリート材料の計量方法を示したフローチャート。
【図６】第１実施形態に係るコンクリート材料の計量方法を示したフローチャート。
【図７】変形例に係るコンクリート材料の計量装置を示した全体図。
【図８】図７のＢ−Ｂ線に沿う計量槽の断面図。
【図９】別の変形例に係るコンクリート材料の計量装置を示した全体図。
【図１０】図９のＣ−Ｃ線に沿う計量槽の断面図。
【図１１】別の変形例に係るコンクリート材料の計量装置を示した断面図。
【図１２】第２実施形態に係るコンクリート材料の計量装置の全体図。
【図１３】第２実施形態に係るコンクリート材料の計量方法を示したフローチャート。
【図１４】第２実施形態に係るコンクリート材料の計量方法を示したフローチャート。
【図１５】第２実施形態に係るコンクリート材料の計量方法を示したフローチャート。
【図１６】第３実施形態に係るコンクリート材料の計量装置の全体図。
【図１７】図１６のＤ−Ｄ線に沿う計量槽の断面図。
【図１８】第３実施形態に係るコンクリート材料の計量方法を示したフローチャート。
【図１９】第３実施形態に係るコンクリート材料の計量装置の作用を示した図。
【図２０】第３実施形態に係るコンクリート材料の計量方法を示したフローチャート。
【図２１】引き続きコンクリート材料の計量方法を示したフローチャート。
【図２２】第３実施形態に係るコンクリート材料の計量方法を示したフローチャート。
【符号の説明】
１                          コンクリート材料の計量装置
２                          水貯留ホッパー（給水手段）
３，３ａ                    細骨材貯留ホッパー（骨材供給手段）
４，４ａ，４ｂ              計量槽
５                          水供給管（給水手段）
６                          開閉弁（給水手段）
７                          細骨材供給管（骨材供給手段）
８                          ロードセル（水浸骨材質量計測手段）
８ａ                        ロードセル（骨材質量計測手段）
９                          底蓋
１１，３１，３４            オーバーフロー用開口
１２                        壁体
１５                        底部開口
３７                        バイブレータ
５２                        流量計（給水計量手段）
５３                        貯留容器（オーバーフロー水計量手段）
５４                        質量計（オーバーフロー水計量手段）
【図１】
0004662096.tif 000008
【図２】
0004662096.tif 000009
【図３】
0004662096.tif 000010
【図４】
0004662096.tif 000011
【図５】
0004662096.tif 000012
【図６】
0004662096.tif 000013
【図７】
0004662096.tif 000014
【図８】
0004662096.tif 000015
【図９】
0004662096.tif 000016
【図１０】
0004662096.tif 000017
【図１１】
0004662096.tif 000018
【図１２】
0004662096.tif 000019
【図１３】
0004662096.tif 000020
【図１４】
0004662096.tif 000021
【図１５】
0004662096.tif 000022
【図１６】
0004662096.tif 000023
【図１７】
0004662096.tif 000024
【図１８】
0004662096.tif 000025
【図１９】
0004662096.tif 000026
【図２０】
0004662096.tif 000027
【図２１】
0004662096.tif 000028
【図２２】
0004662096.tif 000029