(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定置されたコンクリート混練用ミキサを設置せずに、設定された割合で砂利、砂およびセメントを配合したコンクリート原料と、混練水と混和剤とを複数回のバッチに分けてコンクリートミキサ車のドラムに直接的に投入して該ドラムを回転駆動し、前記コンクリートミキサ車のドラムにおいて所要のコンクリートを得る製造方法であって、
先行するバッチにおいては、コンクリート原料は前記割合にて配合して計量した全量を、混練水と混和剤は前記計量したコンクリート原料に対する配合量から所定量を減じた量を、投入して練り混ぜ、
最終バッチにおいては、コンクリート原料は前記割合にて配合して計量した全量を、混練水と混和剤は前記計量したコンクリート原料に対する配合量から所定量を減じた量を、投入して練り混ぜ、その後先行する各バッチと最終バッチにおいて減じた所定量の全量を投入して混練し、所要のコンクリートを得ることを特徴とするコンクリートの製造方法。
【請求項２】
定置されたコンクリート混練用ミキサを設置せずに、設定された割合で砂利、砂およびセメントを配合したコンクリート原料と、混練水と混和剤とを複数回のバッチに分けてコンクリートミキサ車のドラムに直接的に投入して該ドラムを回転駆動し、前記コンクリートミキサ車のドラムにおいて所要のコンクリートを得る製造方法であって、
先行するバッチにおいては、コンクリート原料は前記割合にて配合して計量した全量を、混練水と混和剤は前記計量したコンクリート原料に対する配合量から所定量を減じた量を、投入して練り混ぜ、
最終バッチにおいては、コンクリート原料は前記割合にて配合して計量した全量を、混練水と混和剤は前記計量したコンクリート原料に対する配合量と、先行する各バッチにおいて減じた所定量の全量とを投入して混練し、所要のコンクリートを得ることを特徴とするコンクリートの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のコンクリートミキサ車のドラムを、コンクリート原料および混練水と混和剤とを投入した後は所定時間だけ高速回転に切り換えて高速で回転駆動するコンクリートの製造方法。
【請求項４】
砂利、砂およびセメントからなるコンクリート原料の計量装置と、混練水と混和剤の計量装置と、これらを制御する制御装置とからなり、
前記コンクリート原料の計量装置は、所定量のコンクリート原料を複数回に分けて計量してバッチ的にコンクリートミキサ車のドラムに直接的に投入するように制御され、このとき各バッチにおいては砂利、砂およびセメントが設定された割合で配合され、
前記混練水と混和剤の計量装置は、バッチ的に投入されるコンクリート原料に対する配合量から所定量を減じた量をその都度投入すると共に、最終バッチにおいては前記計量したコンクリート原料に対する配合量と、先行する各バッチにおいて減じた所定量の全量を投入するように制御されることを特徴とするコンクリートの製造装置。
【請求項５】
請求項４に記載の混練水と混和剤の計量装置は、混練水と混和剤とをそれぞれ計量する計量機と、該計量機から排出された計量済みの混練水と混和剤とを貯水する一時貯水槽とからなり、前記一時貯水槽は、バッチ的に投入されるコンクリート原料に対する配合量の全量を貯水できる大きさに選定されているコンクリートの製造装置。
【請求項６】
請求項４に記載の混練水と混和剤の計量装置は、バッチ的に投入されるコンクリート原料の合計量に対する配合量の全量を一度に計量できるように選定されていると共に、前記計量機により計量される混練水と混和剤は、バッチ的に制御される量がコンクリートミキサ車のドラムに投入されるようになっているコンクリートの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、砂利、砂、セメントからなるンクリート原料と、混練水と混和剤とを複数回のバッチに分けてコンクリートミキサ車のドラムに直接的に投入して該ドラムを回転駆動して、前記コンクリートミキサ車のドラムにおいて所要のコンクリートを得るコンクリートの製造方法及びこの方法の実施に使用されるコンクリートの製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコンクリート製造装置すなわちバッチャープラントは、図９に示されているように、所定高さに配置されたコンクリート混練用ミキサ５０を備えている。そして、このコンクリート混練用ミキサ５０の下方にコンクリートミキサ車ＣＶが乗り入れられ、コンクリート混練用ミキサ５０で製造されるコンクリートは、重力によりコンクリートホッパ５１を介してコンクリートミキサ車ＣＶに供給されるようになっている。
【０００３】
このようなバッチャープラントは、従来周知であるので、細部の詳しい説明はしないが、図９に部材名入りで示されているように、コンクリート混練用ミキサ５０の上方に砂利計量機６１、砂計量機６２、セメント計量機６３等からなる計量装置６０が配置され、さらにその上方に砂利貯蔵ビン７１、砂貯蔵ビン７２、セメント貯蔵ビン７３等からなる材料貯蔵ビン装置７０が設けられている。このようなコンクリート混練用ミキサ５０、計量装置６０、材料貯蔵ビン装置７０は、地上所定高さに組み立てられた層状構造物に設けられている。一方、地上に設置されたセメント貯蔵サイロ８０の下方には、セメント貯蔵ビン７３まで延びている空気輸送管８１が設けられている。また、同様に地上に設置されている砂貯蔵サイロ９１、砂利貯蔵サイロ９２等からなる骨材貯蔵サイロ９０の下方には、略水平に配置されている第１の骨材受入ベルトコンベヤ９３が設けられ、この第１の骨材受入ベルトコンベヤ９３は、傾斜状に配置されている第２の骨材受入ベルトコンベヤ９４を介して振分装置９５に接続されている。したがって、骨材貯蔵サイロ９０から第１、２の骨材受入ベルトコンベヤ９３、９４で送られる砂利と砂は、この振分装置９５により砂利貯蔵ビン７１と砂貯蔵ビン７２とにそれぞれ振り分けられる。
【０００４】
従来のバッチャープラントは、概略上記のように構成されているので、次のようにしてコンクリートを製造し、そしてコンクリートミキサ車ＣＶに供給される。すなわち、セメント圧送用ブロワー８２を起動してセメントサイロ８０中のセメントをセメント貯蔵ビン７３に適当量輸送しておく。同様に第１、２の骨材受入ベルトコンベヤ９３、９４により骨材貯蔵サイロ９０の砂利及び砂をそれぞれの貯蔵ビン７１、７２に搬送し貯蔵しておく。それぞれの貯蔵ビン７１〜７３の開閉ゲートを開いて、セメント計量機６３、砂利計量機６２及び砂計量機６１に供給し、所定量のセメント、砂及び砂利を計量する。一方、混練水と、混和剤計量機１００で計量された混和剤との合計を水計量機１０１で計量する。そうして、起動しているコンクリート混練用ミキサ５０に、計量されたコンクリート原料を投入することにより、短時間でコンクリートが製造される。混練完了後コンクリート混練用ミキサ５０のゲートを開き、コンクリートホッパ５１を介して、配車されたコンクリートミキサ車ＣＶに重力により供給される。
【０００５】
上記のように、従来のバッチャープラントによっても、コンクリートを製造することができるし、色々な利点もある。例えば貯蔵ビン装置７０、計量装置６０及びコンクリート混練用ミキサ５０は、上下方向に配置されているので、コンクリート原料、製造されたコンクリート等を重力により順次移送することができる利点がある。また、製造されたコンクリートを、出荷のために配車されたコンクリートミキサー車ＣＶのドラムに短時間に落下供給することもできる。特に、専用のコンクリート混練用ミキサ５０で混練されるので、骨材、セメント、混練水及び混和剤をミキサに供給するとき、供給順序、供給方法等に、ある程度の制約はあるが格別に拘束されない利点もある。しかしながら、問題点も多い。例えば従来のバッチャープラントは、コンクリート混練用ミキサ５０を備え、このコンクリート混練用ミキサ５０の上方には計量装置６０、貯蔵ビン装置７０等が配置されているので、バッチャープラント全体が高くなる欠点がある。高くなると、一般に地上に設けられている骨材貯蔵サイロ９０あるいはセメントサイロ８０から貯蔵ビン装置７０までの搬送距離が長くなるので、バッチャープラントの建設費が高くなると同時にコンクリート原料を搬送する動力費が嵩むようにもなる。さらには、専用のコンクリート混練用ミキサ５０を備えているので、消費電力も大きく、コンクリート混練用ミキサ５０の保守、点検例えば操業後の洗浄という大きな問題もある。また、従来のバッチャープラントも、自動化は進んでいるが、コンクリート混練用ミキサ５０を備えているので、これを監視する専門の操作員が必要で、完全に無人化できないという問題もある。
【０００６】
そこで、本出願人は、定置されたコンクリート混練用ミキサを設置せずに、コンクリートを製造することができる、コンクリートの製造方法を特願平１１−２８８１６０号により提案している。このコンクリートの製造方法は、計量された砂利、砂及びセメントからなるコンクリート原料と、混練水と混和剤をコンクリートミキサ車に直接的に投入供給して所要のコンクリートを製造する製造方法であって、単一の共通のベルトコンベヤ等の搬送装置を使用し、この搬送装置上に計量済みの砂利、砂、セメント等のコンクリート原料を夫々の計量機から排出するに際し、搬送装置面上において、これらの材料が夫々の配合比率通りの帯状の積層断面で、しかもセメントが最上層あるいは砂利、砂の骨材の中間層となるように、計量機からの排出量及び排出開始及び終了時間を制御し、この帯状にほぼ完全に積層され分散された材料を直接コンクリートミキサ車に投入するとともに、計量済みの混練水及び混和剤を流量調整可能な弁を備えた配管を介して直接コンクリートミキサ車に投入し、各原料投入後所定時間コンクリートミキサ車のドラムを高速回転に切り換えて運転し、所要のコンクリートを得るように構成されている。
【０００７】
したがって、本出願人により提案されている上記発明によると、砂利、砂の間にセメントが入り込み、比重、粒度等の異なる砂利、砂、セメントからなるコンクリート原料の予備混合が行われることになる。その結果、定置されたコンクリート混練用ミキサがなくても、コンクリートミキサ車により所定の品質のコンクリートを得ることができるし、またセメントが最上層あるいは中間層にあるので、吸湿性のあるセメントが搬送装置に付着することが防止される、またコンクリート混練用ミキサがないので、コンクリート製造装置全体の高さを低く、設置面積も狭く、安価に構成することができ、また維持、保守点検の費用も安く、さらにはコンクリート製造装置は、骨材管理、計量管理、出荷管理等を集中管理できるシステムを具備することにより無人運転で、例えばコンクリートミキサ車のドライバーが、コンクリート製造装置の押釦を押して、コンクリート原料をコンクリートミキサ車のドラムに投入するだけでコンクリートを製造することもできる、等の数々の効果が得られる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、本出願人が提案している発明によると、上記のような数々の優れた効果が得られるが、特にコンクリート混練用ミキサを格別に設置する必要がないので、コンクリート製造装置全体を低く且つ安価に提供できる利点が得られる。しかしながら、改良の余地も認められる。例えばコンクリートミキサ車のドラムの容積は、一般に４.５ｍ３のように大きいので、１バッチ分の計量で定格量のコンクリート原料を、このような大きなミキサ車のドラムに投入するように実施すれば、砂利、砂、セメント等の計量機も大きくなり、コンクリート混練用ミキサを必要としないという前記発明に特有の効果はあるが、設備全体はそれなりに大きくなってしまうという問題がある。
したがって、本発明は、コンクリート製造装置全体が低く且つ安価に構成することができると共に高品質のコンクリートが得られるコンクリートの製造方法及びコンクリート製造装置を提供することを目的とし、換言すると比較的安価に得られる小型の砂利、砂、セメント等の計量機により、大きな容積のコンクリートミキサ車で高品質のコンクリートを直接製造することができるコンクリートの製造方法及びコンクリート製造装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
一般に、所定の量及び品質のコンクリートを得るには、それぞれの品質に応じて計算された配合に準じて計量された砂利、砂、セメント、混練水および混和剤をコンクリート混練用ミキサに投入して、所定時間混練することにより得られるが、品質の良い所定のコンクリートを得るには、コンクリート混練用ミキサ内で各材料が均質に分散されていなければならない。詳しくは、混練水とセメントが均等に分散されたセメントスラリーいわゆるペースト中に砂利及び砂が均等に分散されていることが必要である。そのためには、コンクリート混練用ミキサの混練機能は勿論であるが、各原料のコンクリート混練用ミキサ内へ投入する順序も重要な因子の一つであり、通常は砂利、砂、セメント、混練水及び混和剤は多少の時間的なズレはあるが、実質的に同時に投入して所定時間混練することにより得られている。あるいは、セメントと混練水と混和剤は、若干遅れてそれぞれ一定時間かけて投入して混練されている。このようにして混練されたときのコンクリートの性状は、コンクリート練り混ぜ方式モデル図｛魚本  健人、「分割方式によるコンクリート練り混ぜ方法に関する基礎的研究」、コンクリート工学、Ｖolume  ２０、Ｎｏ９、Ｓept,１９８２｝の図７においてＡｂで示されている状態になっている。
【００１０】
ところで、コンクリート製造設備の能力によっては、コンクリート原料を複数回に分けて計量してコンクリート混練用ミキサに投入するいわゆる複数バッチ方式が考えられる。このとき、先行するバッチにおいて配合通りに計量した砂利、砂、セメント、混練水、混和剤等の全量をコンクリート混練用ミキサに投入し、所定時間混練して所要のコンクリートに混練し終わった後に、次のバッチの計量した砂利、砂、セメント、混練水、混和剤等の全量を投入すると、投入されたコンクリート原料は、ミキサ機能により分散される前に先行したコンクリート中のセメントスラリーと接触する。セメントスラリーは比重が大きく粘度が高いため、この中へ投入されたコンクリート原料を分散させることは難しく、また特に粒子径の小さいセメント及び砂の一部は接触したセメントスラリーの水と接触し、水の表面張力により凝集し、セメント及び砂のいわゆるモルタルのダマが部分的に発生し、さらに粗骨材即ち砂利まで凝集する。この状態が図７のＤｂに示されている。一旦ダマが発生すると、図８の（ｄ）に示されているようにキャピラリ状態となる。このダマの結合力は強く、強力な剪断力を長時間かけなければ破壊されず、従ってこのような状態で混練されたコンクリートは、各原料が均等に分散されず、多くのダマが混在したものとなり、品質の高いコンクリートは得られない。
【００１１】
そこで、先行する各バッチにおいて計量された砂利、砂及びセメントのみをコンクリート混練用ミキサに投入する、いわゆる空練りを行い、最終バッチにおいて各バッチ分の合計の混練水及び混和剤の全量を投入して混練する混練方法が考えられる。しかしながら、この混練方法では混練水及び混和剤は時間をかけて投入しなければならず、混練時間が長くなる欠点がある。混練時間を短縮するために、混練水及び混和剤を短時間で投入すると、混練水が均等に分散されずセメントあるいは砂、さらには砂利までが凝集し、図７のＤｂに示されているように部分的なダマができ、この場合も良質なコンクリートは得られない。
【００１２】
これに対し、先行する各バッチにおいては、計量された砂利、砂及びセメントは全量を、そして混練水及び混和剤は必要とする量よりも少ない極く一部のみを投入して練り混ぜると、このときの混練物は、図７のＡａ、ＢａあるいはＣａで示されている状態になっている。すなわち、添加する少量の水の多寡によりＡａの状態では部分的にセメント及び砂が造粒され、Ｂａの状態ではほとんどのセメント及び砂が造粒されて砂利即ち粗骨材の表面に付着し始める場合であり、Ｃａの状態は粗骨材のまわりにペースト、モルタル分が付着する状態である。このような状態においては、砂利及び砂の間隙にはセメントスラリーは存在しない。したがって、次のバッチにおいて計量された砂利、砂及びセメントを投入しても、セメントスラリー水が存在しないので、これらのコンクリート原料が部分的に凝集することはなく、先行した混練物と良く混合分散される。このような状態で、最終バッチにおいて残りの混練水及び混和剤の全量を加えて混練すると、ダマのない均質なコンクリートが得られる。
【００１３】
先行するバッチの混練水及び混和剤の量は、図７のＢａあるいはＣａに示されている状態になる量が最も望ましい。このような状態では、ほとんどのセメント及び砂が造粒され砂利即ち粗骨材の表面に付着し始める状態であるが、練り混ぜ中の摩擦、衝撃等により造粒物は破壊され、最終バッチにおいて残りの混練水と混和剤の全量を投入して混練すると、コンクリートには各原料が均等に分散しダマが無く、ブリージングすなわち浮き水が最も少なく、品質の高いコンクリートが得られる。
【００１４】
前記したような、造粒現象が生じる原因は、粉体材料間に含まれる水による結合力であり、この結合力は水分含有率よりも、粒子間空隙体積に対する保水量の体積比である空隙飽和度とサクションポテンシャルによって決まるとされている。粉体材料に水を加えていった場合、図８の（ｄ）に示されているようなキャピラリー状態であれば、図８の（ｂ）に示されているようなペンデュラー状態の約３倍の引っ張り強度を有するとされている。ただし、これは空隙飽和度１００％の場合であり、内部に空隙を残すような、図８の（ｃ）に示されているようなファニキュラー状態では、キャピラリーとペンデュラーの中間的な状態となる。また、この結合力は、粒子径に逆比例するため、粒子径が小さいほどその結合力は大きくなる。しかし、造粒物の空隙飽和度が小さい場合には、練り混ぜ中の摩擦、衝撃等により造粒され、より空隙飽和度の高い新しい造粒物へと絶えず変化する。造粒された粉体の空隙飽和度が高いということは、粒子間の空隙が充分水で満たされ、巻き込まれた空気も非常に少なくなっていることを意味している。
このため、必要とする量よりも少ない水を加えて練り混ぜて得られる粒子径の小さい造粒物の空隙飽和度が高いものであれば、その後必要とする水の全量を加えて練り混ぜた場合、各粒子間に充分水が回り、大きな粒子は均等に分散し、空気の巻き込み量も少なく、結果としてブリージングの少ない流動性の高い混練物が得られものと考えられる。コンクリート原料を練り混ぜ、そして混練する場合も同様と考えられる。
【００１５】
本願発明は、上記のような混練原理、造粒現象理論、実験等に基づいてなされたもので、本願発明の前述した目的は、砂利、砂、セメント、混練水及び混和剤を複数回に分けてバッチ的に計量して直接的にコンクリートミキサ車に投入し、このとき混練水と混和剤は配合量、すなわち配合通りに計量された量から所定量を減じた極少量宛バッチ的に投入して練り混ぜ、最終バッチにおいて混練水及び混和剤は、先行するバッチで減じた所定量の全量を投入して混練することにより達成される。換言すると、先行するバッチにおいては、混練水及び混和剤は配合量よりも所定量だけ減じた量を投入してセメントスラリーが存在しない状態で練り混ぜ、このセメントスラリーが存在しない状態の混合物すなわちコンクリート前製品に、次のバッチの計量された砂利、砂およびセメントからなるコンクリート原料と、この計量されたコンクリート原料に対する配合量よりも所定量だけ減じた量の混練水と混和剤を投入して練り混ぜ、そして最終バッチにおいて、先行するバッチで減らした混練水と混和剤の全量を投入して混練するように構成することにより達成される。
【００１６】
すなわち、本願の請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、定置されたコンクリート混練用ミキサを設置せずに、設定された割合で砂利、砂およびセメントを配合したコンクリート原料と、混練水と混和剤とを複数回のバッチに分けてコンクリートミキサ車のドラムに直接的に投入して該ドラムを回転駆動し、前記コンクリートミキサ車のドラムにおいて所要のコンクリートを得る製造方法であって、先行するバッチにおいては、コンクリート原料は前記割合にて配合して計量した全量を、混練水と混和剤は前記計量したコンクリート原料に対する配合量から所定量を減じた量を、投入して練り混ぜ、最終バッチにおいては、コンクリート原料は前記割合にて配合して計量した全量を、混練水と混和剤は前記計量したコンクリート原料に対する配合量から所定量を減じた量を、投入して練り混ぜ、その後先行する各バッチと最終バッチにおいて減じた所定量の全量を投入して混練し、所要のコンクリートを得るように構成される。請求項２に記載の発明は、定置されたコンクリート混練用ミキサを設置せずに、設定された割合で砂利、砂およびセメントを配合したコンクリート原料と、混練水と混和剤とを複数回のバッチに分けてコンクリートミキサ車のドラムに直接的に投入して該ドラムを回転駆動し、前記コンクリートミキサ車のドラムにおいて所要のコンクリートを得る製造方法であって、先行するバッチにおいては、コンクリート原料は前記割合にて配合して計量した全量を、混練水と混和剤は前記計量したコンクリート原料に対する配合量から所定量を減じた量を、投入して練り混ぜ、最終バッチにおいては、コンクリート原料は前記割合にて配合して計量した全量を、混練水と混和剤は前記計量したコンクリート原料に対する配合量と、先行する各バッチにおいて減じた所定量の全量とを投入して混練し、所要のコンクリートを得るように構成される。請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のコンクリートミキサ車のドラムを、コンクリート原料および混練水と混和剤とを投入した後は所定時間だけ高速回転に切り換えて高速で回転駆動するように構成される。請求項４に記載の発明は、砂利、砂およびセメントからなるコンクリート原料の計量装置と、混練水と混和剤の計量装置と、これらを制御する制御装置とからなり、前記コンクリート原料の計量装置は、所定量のコンクリート原料を複数回に分けて計量してバッチ的にコンクリートミキサ車のドラムに直接的に投入するように制御され、このとき各バッチにおいては砂利、砂およびセメントが設定された割合で配合され、前記混練水と混和剤の計量装置は、バッチ的に投入されるコンクリート原料に対する配合量から所定量を減じた量をその都度投入すると共に、最終バッチにおいては前記計量したコンクリート原料に対する配合量と、先行する各バッチにおいて減じた所定量の全量を投入するように制御されるように構成される。請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の混練水と混和剤の計量装置は、混練水と混和剤とをそれぞれ計量する計量機と、該計量機から排出された計量済みの混練水と混和剤とを貯水する一時貯水槽とからなり、前記一時貯水槽は、バッチ的に投入されるコンクリート原料に対する配合量の全量を貯水できる大きさに選定され、そして請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の混練水と混和剤の計量装置は、バッチ的に投入されるコンクリート原料の合計量に対する配合量の全量を一度に計量できるように選定されていると共に、前記計量機により計量される混練水と混和剤は、バッチ的に制御される量がコンクリートミキサ車のドラムに投入されるように構成される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、コンクリート製造装置の実施の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係わるコンクリート製造装置の全体を示す模式図であるが、同図に示されているように、コンクリート製造装置は、図１の略中央部においてに示されているように、配車されるコンクリートミキサ車ＣＶよりも高所に設けられた材料投入シュート１を備えている。そして、この材料投入シュート１から骨材、砂利、セメント等からなるコンクリート原料と、混練水と混和剤とが、その下方に配車されるコンクリートミキサ車ＣＶのドラムに直接的に投入されるようになっている。このように、本実施の形態によると、コンクリート原料と混練水と混和剤とが直接的にコンクリートミキサ車ＣＶのドラムに投入されので、従来のバッチャープラントのように専用のコンクリート混練用ミキサは必要としない。
【００１８】
このような材料投入シュート１に、砂利及び砂を供給するために、本実施の形態では登り勾配に斜設された、原料投入用のベルトコンベヤ２が設けられている。そして、このベルトコンベヤ２に対応して、その上流側に砂利を計量する従来周知の形態をした砂利計量機１０ａが、その下流側に砂を計量する同様に従来周知の砂計量機１０ｂがそれぞれ設けられている。砂利計量機１０ａの上方には、ゲート１１ａを介して砂利貯蔵ビン１２ａが、また砂計量機１０ｂの上方には、同様にゲート１１ｂを介して砂貯蔵ビン１２ｂがそれぞれ設けられている。そして、これらの上方に二又ダンパすなわち共用ダンパ１３が設けられている。この共用ダンパ１３を適宜切り換えることにより、垂直ベルトコンベヤ１４で搬送されてくる砂利と砂とが、砂利貯蔵ビン１２ａと砂貯蔵ビン１２ｂとに振り分け、貯蔵される。なお、本実施の形態によると、砂利、砂及びセメントからなるコンクリート原料は、複数回のバッチに分けて計量されるので、これらの計量機１０ａ、１０ｂは、従来のものに比較して小型で実施できる。したがって、砂利貯蔵ビン１２ａ等も必要に応じて小型化されている。
【００１９】
本実施の形態によると、セメント圧送車から圧送管で供給されるセメントを貯蔵するセメントサイロ３が、ベルトコンベヤ２の下方の地上ＧＬ上に設置されている。ベルトコンベヤ２、砂利貯蔵ビン１２ａ、砂貯蔵ビン１２ｂ、砂利計量機１０ａ、砂計量機１０ｂ、垂直ベルトコンベヤ１４、セメント貯蔵ビン１２ｃ、セメント計量機１０ｃ等を支持している層状構造物は、図１には示されていないが、前記セメントサイロ３の上方に、砂利計量機１０ａと砂利貯蔵ビン１２ａが、またこれと並列的に砂計量機１０ｂと砂貯蔵ビン１２ｂが、立体的にコンパクトに支持されている。グランドホッパ５は、砂利あるいは砂を運ぶダンプトラックＤＶから重力により荷卸しできるように、地上ＧＬから所定量だけ掘り下げた位置に設けられている。そして、このグランドホッパ５から垂直ベルトコンベヤ１４が二又ダンパ１３まで延びている。このようなグランドホッパ５は、砂利と砂との共用となっており、砂利と砂は垂直ベルトコンベヤ１４により、二又ダンパ１３まで搬送され、該ダンパの切替により夫々の貯蔵ビンに投入される。
【００２０】
セメント計量機１０ｃは、材料投入シュート１の上方に配置され、このセメント計量機１０ｃの上方に同様にゲートを介してセメント貯蔵ビン１２ｃが設けられている。これにより、計量されるセメントは、セメント貯蔵ビン１２ｃからセメント計量機１０ｃへ、またセメント計量機１０ｃからコンクリートミキサ車ＣＶのドラムへと重力により投入される。セメントサイロ３の底部には、水平方向に延びた第１のスクリュコンベヤ６が設けられ、この第１のスクリュコンベヤ６の終端部からセメント貯蔵ビン１２ｃの上方まで垂直に延びた第２のスクリュコンベヤ７が設けられている。これにより、地上ＧＬに配置されているセメントサイロ３中のセメントが、所定高さのに配置されているセメント貯蔵ビン１２ｃまで搬送される。
【００２１】
本コンクリート製造装置には、従来のバッチャープラントと同様に水計量機２０と混和剤計量機とが設けられている。水計量機２０には、水計量ポンプ２１で圧送される混練水が管路２２で供給されるようになっている。この水計量機２０で計量される混練水は、一時貯水槽２４に貯えられる。また、混和剤計量機は、図１に示されている実施の形態では、混和剤計量流量計３１と混和剤計量確認メスシリンダ３２とからなっている。そして、混和剤計量ダイヤフラムポンプ３３により圧送される混和剤は、混和剤計量流量計３１で計量され、混和剤計量確認メスシリンダ３２により確認され、一時貯水槽２４に貯えられる。一時貯水槽２４の下方には、制御装置２５により流量が制御される流量制御弁２６が設けられ、所定量の混練水と混和剤が管路２７を経て材料投入シュート１へ供給されるようになっている。
【００２２】
次に、上記第１の実施の形態によるコンクリートの製造例を、図２、３のフローチャートも参照しながら説明する。なお、本コンクリートの製造装置には、制御装置２５も備わっており、自動的に製造することができるが、説明を簡略化するために、自動と手動とが混在したような形で説明する。垂直ベルトコンベヤ１４により、砂利と砂を、砂利及び砂貯蔵ビン１２ａ、１２ｂにそれぞれ振り分け貯蔵する。また、第１、２のスクリュコンベヤ６、７により、セメントをセメント貯蔵ビン１２ｃに貯蔵する。制御装置２５により、コンクリート原料である砂利、砂及びセメントの配合割合を設定する（ステップＳ１）。また、ステップＳ２においてコンクリートミキサ車ＣＶのドラムに投入するコンクリート原料の全体量Ｍを設定する。そして、コンクリート原料の全体量Ｍを何バッチに分けて投入するかのバッチ回数（ｎ）及び各バッチで計量するコンクリート原料（Ｍ１、Ｍ２、、、Ｍｎ）を設定する（ステップＳ３）。これらの設定されたコンクリート原料Ｍ１、Ｍ２、、、Ｍｎの中には、砂利、砂及びセメントが設定された配合割合で含まれている。
【００２３】
また、混練水及び混和剤に関しては、ステップＳ１’において、前記コンクリート原料に対する混練水と混和剤の配合割合を設定すると共に、ステップＳ２’において、ステップＳ２で設定されたコンクリート原料の全体量Ｍに対する混練水と混和剤の全体量Ｑｗ＋Ｑｋを設定する。また、ステップＳ３’においてバッチ回数ｎおよび各バッチで計量する混練水と混和剤の量（Ｑｗ１、Ｑｋ１、Ｑｗ２、Ｑｋ２、、、Ｑｗｎ、Ｑｋｎ）を設定する。なお、上記のような設定は、コンクリートミキサ車ＣＶのドライバーがコンクリート原料投入現場で設定することもできるが、本実施例においては現場から離れた例えば中央のコントロール室から受注コンクリートの品質および量に対応して遠隔的に操作設定されている。
【００２４】
コンクリートミキサ車ＣＶを囲壁Ｗ内へ配車する。次いで、例えばコンクリートミキサ車ＣＶのドライバーが制御装置２５のスタートスイッチ釦を押す。そうすると、制御装置２５からの制御信号により、砂利計量機１０ａ、砂計量機１０ｂ及びセメント計量機１０ｃが適宜駆動されて設定された配合割合の１バッチ目のコンクリート原料Ｍ１が計量される（ステップＳ４）。また、混練水は水計量機２０により、混和剤は混和剤計量流量計３１により、それぞれ計量（Ｑｗ１、Ｑｋ１）され（ステップＳ４’）、次いで計量された混練水Ｑｗ１及び混和剤Ｑｋ１は、計量機２０から排出されて一時貯水槽２４に貯水される（ステップＳ４”）。
【００２５】
ステップＳ５において、コンクリート原料Ｍ１の砂利と砂は、ベルトコンベヤ２により搬送されて、高速回転に切り換えられて高速で回転しているコンクリートミキサ車ＣＶのドラムへ、材料投入シュート１を介して投入される。同様に、セメント計量機１０ｃにより計量されたセメントがコンクリートミキサ車ＣＶのドラムへ投入される。略同時に流量制御弁２６が所定時間だけ開いて、混練水と混和剤の極少量Δ（Ｑｗ＋Ｑｋ）１がコンクリートミキサ車ＣＶのドラムへ投入される。なお、このときの混練水と混和剤の量Δ（Ｑｗ＋Ｑｋ）１は、コンクリート原料Ｍ１に対して配合割合通りに演算される配合量よりも所定量だけ少ない量である。投入されたコンクリート原料Ｍ１と混練水と混和剤Δ（Ｑｗ＋Ｑｋ）１は、コンクリートミキサ車ＣＶのドラムの高速回転により練り混ぜられ、図７においてＢａあるいはＣａで示されるような、セメントスラリーのない状態のコンクリート前製品Ｃ１が得られる（ステップ６、７）。
【００２６】
図３のステップＳ８において、２バッチ目のコンクリート原料Ｍ２が計量され、そしてステップＳ９において既にコンクリート前製品Ｃ１が得られているコンクリートミキサ車ＣＶのドラムに、前述したようにして投入される。また、ステップＳ８’において、２バッチ目の混練水および混和剤（Ｑｗ２、Ｑｋ２）が計量され、そして貯水される（ステップＳ８”）。流量制御弁２６が所定時間だけ開いて、混練水と混和剤の極少量Δ（Ｑｗ＋Ｑｋ）２がコンクリートミキサ車ＣＶのドラムへ投入される。なお、このときの混練水と混和剤の量Δ（Ｑｗ＋Ｑｋ）２ も、コンクリート原料Ｍ２に対して配合割合通りに演算される量よりも所定量だけ少ない量である。投入されたコンクリート原料Ｍ２と、混練水と混和剤Δ（Ｑｗ＋Ｑｋ）２と、既に存在するコンクリート前製品Ｃ１は、コンクリートミキサ車ＣＶのドラムの高速回転により練り混ぜられ、図７においてＢａあるいはＣａで示されるような、セメントスラリーのない状態のコンクリート前製品Ｃ２が得られる（ステップ１０、１１）。
【００２７】
ステップＳ２０において、ｎバッチ目すなわち最終バッチのコンクリート原料Ｍｎが計量され、そしてコンクリート前製品Ｃｎ−１が入っているコンクリートミキサ車ＣＶのドラムに投入される。また、ステップＳ２０’において、ｎバッチ目の混練水および混和剤（Ｑｗｎ、Ｑｋｎ）が計量され、そして貯水される（ステップＳ２０”）。流量制御弁２６が開いて、一時貯水槽２４に残っている全量がコンクリートミキサ車ＣＶのドラムへ投入される（ステップＳ２１）。残っている量は、（Ｑｗ＋Ｑｋ）−｛Δ（Ｑｗ＋Ｑｋ）１＋Δ（Ｑｗ＋Ｑｋ）２  、、、＋Δ（Ｑｗ＋Ｑｋ）ｎ−１  ｝である。同様に、コンクリート原料Ｍｎと混練水と混和剤とコンクリート前製品Ｃｎ−１は、コンクリートミキサ車ＣＶのドラムの高速回転により、今度は混練される。この混練により、図７のＢｂあるいはＣｂで示されているような高品質のコンクリートが得られる（ステップ２２、２３）。コンクリートミキサ車ＣＶのドラムの回転速度を所定の低速度に戻し、コンクリート打設現場へ運行し、そして荷卸しする。荷卸したコンクリートミキサ車ＣＶは、バッチャープラントへ戻り、以下同様にしてコンクリートを製造する。
【００２８】
上記実施の形態は、色々変形が可能である。例えば、上記実施の形態ではステップＳ２１で一時貯水槽２４に残っている全量の混練水と混和剤が一度にコンクリートミキサ車ＣＶのドラムへ投入されているが、このとき時間をかけて投入するように実施することもできる。また、ステップＳ２１において、混練水と混和剤の少量Δ（Ｑｗ＋Ｑｋ）ｎを投入し、所定時間練り混ぜて、そして一時貯水槽２４に残っている全量を投入して混練するように実施することもできる。
【００２９】
また、上記実施の形態では、混練水と混和剤は、コンクリート原料と略同期して計量されているが、必ずしも同期して計量する必要はなく、コンクリート原料Ｍに対して配合割合通りに演算される全量を一度に貯水しておき、バッチ毎に極少量宛投入し、最後のバッチにおいて一時貯水槽２４に残っている全量を投入するように実施することもできる。
【００３０】
さらには、砂利、砂及びセメントからなるコンクリート原料は、バッチ毎に計量された全量を投入し、混練水と混和剤は先行する各バッチにおいては極少量宛計量して夫々投入し、最終バッチにおいて、コンクリート原料の全量に対する配合量から、先行するバッチで極少量宛投入した量を差し引いた量を計量して投入して混練するように実施することもできる。
【００３１】
以下その例を図４及び図５の（イ）のフローチャートを参照しながら説明する。コンクリート原料である砂利、砂及びセメントの配合割合、コンクリートミキサ車ＣＶのドラムに投入するコンクリート原料の全体量、コンクリート原料の全体量を何バッチに分けて投入するかのバッチ回数、各バッチで計量するコンクリート原料等は、前述した実施の形態のようにして設定されるので、以下１バッチ目の計量から説明する。なお、本実施の形態では、混練水と混和剤は、各バッチで計量されるコンクリート原料に対する配合量から所定量を減じた極少量を設定する。
【００３２】
コンクリートミキサ車ＣＶを囲壁Ｗ内へ配車する。次いで、例えばコンクリートミキサ車ＣＶのドライバーがスタートスイッチ釦を押す。そうすると、砂利計量機１０ａ、砂計量機１０ｂ及びセメント計量機１０ｃにより、１バッチ目の砂利、砂及びセメントからなるコンクリート原料Ｍ１が計量される（ステップＴ１）。そして、砂利と砂はベルトコンベヤ２により搬送されて、高速回転に切り換えられて高速で回転しているコンクリートミキサ車ＣＶのドラムへ、材料投入シュート１を介して投入される（ステップＴ２）。同様に、セメント計量機１０ｃにより計量されたセメントがコンクリートミキサ車ＣＶのドラムへ投入される（ステップＴ２）。水計量機２０と混和剤計量機３１により、１バッチ目の混練水と混和剤の投入量ΔＱ１が計量される（ステップＴ１’）。すなわち、１バッチ目で計量されたコンクリート原料Ｍ１に対する配合量Ｑ１から所定量ｑ１だけ少ない量ΔＱ１（Ｑ１−ｑ１）が計量される。そして、コンクリートミキサ車ＣＶのドラムへ直接投入される（ステップＴ２）。これにより、１バッチ目の練り混ぜが実施され、コンクリート前製品Ｃ１が得られる（ステップＴ３、Ｔ４）。このときのコンクリート前製品Ｃ１は、配合量Ｑ１から所定量ｑだけ少ない量ΔＱ１の混練水と混和剤が投入されているので、図７においてＢａあるいはＣａで示されるように、セメントスラリーのない状態になっている。
【００３３】
ステップＴ５、６において、同様にして２バッチ目の砂利、砂及びセメントからなるコンクリート原料Ｍ２が計量され、そしてコンクリート前製品Ｃ１が既に入っているコンクリートミキサ車ＣＶのドラムに投入される。同様に、２バッチ目の混練水と混和剤の量ΔＱ２が、２バッチ目の計量されたコンクリート原料Ｍ２に対する配合量Ｑ２から所定量ｑ２だけ少ない量ΔＱ２（Ｑ２−ｑ２）が計量され、投入される（ステップＴ５’、６）。そうして、練り混ぜられて、２バッチ目のコンクリート前製品Ｃ２が得られる。この２バッチ目のコンクリート前製品Ｃ２の状態も、図７においてＢａあるいはＣａで示される状態になっている。
【００３４】
図５の（イ）のステップＴ９において、ｎ回目すなわち最終バッチの砂利、砂及びセメントからなるコンクリート原料Ｍｎが計量され、そしてコンクリートミキサ車ＣＶのドラムに、前述したようにして投入される。同様に、ステップＴ９’において最終バッチで計量されたコンクリート原料Ｍｎに対する配合量Ｑｎから所定量ｑｎだけ少ないΔＱｎ量（Ｑｎ−ｑｎ）の混練水と混和剤が計量され、投入される（ステップＴ１０）。そして、練り混ぜられる（ステップＴ１０’）。
次いで、最終的に投入する混練水と混和剤とが計量、投入される。そして最終的に混練される。すなわち、ステップＴ９”においてコンクリート原料Ｍに対する配合量Ｑから先行するバッチで投入した量（ΔＱ１＋ΔＱ２、、、＋ΔＱｎ）を引いた量が計量され、多少の時間をおいて投入される（ステップＴ１２）。そして、混練される（ステップＴ１３）。この混練により、図７のＢｂあるいはＣｂで示されているような高品質のコンクリートが得られる（ステップＴ１４）。混練を終わったらコンクリートミキサ車ＣＶのドラムを所定の低速度に戻し、コンクリートミキサ車ＣＶは打設現場へ運行される。以下同様にしてコンクリートを製造する。
【００３５】
上記第２の実施の形態は、図５の（ロ）に示されているように変形可能である。すなわち、ｎバッチ目ではコンクリート原料は、上記実施の形態と同様にＭｎを計量するが（ステップＰ９）、混練水と混和剤は、コンクリート原料Ｍに対する配合量Ｑから先行する各バッチで投入した量（ΔＱ１＋ΔＱ２、、＋ΔＱｎ−１）を減じた量を計量し（ステップＰ９’）、そしてステップＰ１０で少量宛投入しながら混練してコンクリート製品を得ることもできる（ステップＰ１１、１２）。
【００３６】
さらには、上記第１、２の実施の形態に共通して、最終バッチにおいては、砂利、砂及びセメントは計量したセメントを除いた全量を、混練水及び混和剤は計量した砂利及び砂に対する配合量から所定量を減じた量を、残したセメントと共に若干遅れて投入して練り混ぜ、その後先行する各バッチと最終バッチにおいて減じた所定量の全量を投入して混練するように実施することもできる。
【００３７】
なお、上記実施の形態では、コンクリートは砂利、砂及びセメントとからなるコンクリート原料と、混練水と混和剤から製造されているが、これらのコンクリート原料に、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末等の補助材を加えて同様にして製造できることは明らかである。したがって、コンクリート原料というときは、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末等の補助材も含まれることになる。また、図１に示されている実施の形態によると、計量された砂利と砂は、ベルトコンベヤ２によりコンクリートミキサ車ＣＶのドラムに投入さるようになっているが、位置の高低によってはベルトコンベヤ２に代えて振動フイーダあるいは単なるシュートで実施できることも明らかである。
【００３８】
図６に、混練水と混和剤の計量供給装置の、前述した以外の実施の形態が示されている。図１に示されている実施の形態の構成要素と同じ要素には同じ参照数字を付けて、同様な構成要素には同じ参照数字にダッシュ「’」を付けて重複説明はしないが、図６の（イ）に示されている第２の実施の形態によると、一時貯水槽２４’は、計量機能を備えたものであり、この第２の実施の形態によっても、前述した第１の実施の形態と略同じようにして、混練水と混和剤とをコンクリートミキサ車のドラムに投入できるが、本実施の形態によると、各バッチで投入する混練水と混和剤の量を減算方式に精密に制御することができる。
【００３９】
図６の（ロ）に示されている第３の実施の形態によると、図６の（イ）に示されている第２の実施の形態の一時貯水槽２４’が省略されている。この場合の混練水及び混和剤の計量装置は、バッチ毎に投入されるコンクリート原料の合計量Ｍに対して配合割合通りに演算される配合量の全量を計量できる能力を備えており、１バッチ目のコンクリート原料の計量と共に混練水及び混和剤は全バッチ分を計量し、各バッチ毎に計量装置の減算機構により制御バルブ２６を制御して設定した量をコンクリート原料とともに直接コンクリートミキサ車に投入し、そして最終バッチにおいて残りの全量を投入して混練する。本実施の形態によると、水計量装置と混和剤計量装置が大きくなるきらいはあるが、コンクリート原料中に占める水の容積割合は比較的小さいので、価格的にはあまり左右されない。一方、一時貯水槽２４’が不要となるほか、各バッチで投入される混練水と混和剤の量が正確に制御把握できる利点がある。なお、この図６の（ロ）では、水計量装置２０で混練水の計量完了後に混和剤が計量されて水計量装置２０に投入されるようになっている。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、従来のように定置されたコンクリート混練用ミキサを必要としないので、またコンクリート原料と混練水と混和剤を複数回に分けてバッチ的に計量してコンクリートミキサ車のドラムに投入するので、コンクリート原料を計量する計量機が小型ですむ。したがって、コンクリート製造装置全体を低く且つ安価に構成することができる。また、先行するバッチにおいては、コンクリート原料は計量した全量を、混練水と混和剤は前記計量したコンクリート原料に対する配合量から所定量を減じた量を投入して練り混ぜ、最終バッチにおいては、コンクリート原料は計量した全量を、混練水と混和剤は前記計量したコンクリート原料に対する配合量から所定量を減じた量を、投入して練り混ぜ、その後先行する各バッチと最終バッチにおいて減じた所定量の全量を投入して混練し、所要のコンクリートを得るので、あるいは最終バッチにおいては、コンクリート原料は計量した全量を、混練水と混和剤は前記計量したコンクリート原料に対する配合量と、先行する各バッチにおいて減じた所定量の全量とを投入して混練し、所要のコンクリートを得るので、ダマ、ブリージング等のない高品質のコンクリートをコンクリートミキサ車において直接製造することができる。さらには、定置されたコンクリート混練用ミキサがないので、保守点検の費用も安く、骨材管理、計量管理、出荷管理等を集中管理できるシステムを具備することにより、別置された集中管理室からの指令により無人運転で、例えばコンクリートミキサ車のドライバーが、コンクリート製造装置の押釦を押して、コンクリート原料をコンクリートミキサ車に投入するだけでコンクリートを製造することもできる効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態に係わるコンクート製造装置の全体を模式的に示す正面図である。
【図２】  図１に示すコンクート製造装置による第１の製造例を示すフローチャートである。
【図３】  図２に示すフローチャートの続きのフローチャートである。
【図４】  図１に示すコンクート製造装置により第２の製造例を示すフローチャートである。
【図５】  図５の（イ）は、第２の製造例の続きのフローチャートで、その（ロ）は、第２の製造例の変形を示すフローチャートである。
【図６】  本発明に係わるコンクート製造装置の、混練水と混和剤の計量供給装置の他の実施の形態を模式的に示す図で、その（イ）は第２の、その（ロ）は第３の実施の形態をそれぞれ示す正面図である。
【図７】  コンクリート練り混ぜ方式の差によるコンクリートのそれぞれ異なる性状を示すモデル図である。
【図８】  粒子間における液相の、それぞれ異なる存在状態を示す模式図である。
【図９】  従来のコンクート製造プラントの例を模式的に示す正面図である。
【符号の説明】
１          材料投入ホッパ          １０ａ        砂利計量機
１０ｂ      砂計量機                １０ｃ        セメント計量機
２０        水計量機                ２４          一時貯水槽
２４’      一時貯水槽（計量機付き）２５          制御装置
３１        混和剤計量流量計
ＣＶ        コンクリートミキサ車
【図１】
0004781513.tif 000002
【図２】
0004781513.tif 000003
【図３】
0004781513.tif 000004
【図４】
0004781513.tif 000005
【図５】
0004781513.tif 000006
【図６】
0004781513.tif 000007
【図７】
0004781513.tif 000008
【図８】
0004781513.tif 000009
【図９】
0004781513.tif 000010