(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測の対象となる骨材が貯留される骨材計量容器と、該骨材計量容器内の骨材の質量を計測する骨材質量計測手段と、前記骨材計量容器内の骨材を水とともに水浸骨材として収容する水浸骨材容器とを備え、前記水浸骨材容器の底部開口には該水浸骨材容器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、前記水浸骨材容器の所定高さ位置には該水浸骨材容器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水浸骨材容器を構成する壁体に形成し、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】
前記水浸骨材容器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】
前記水浸骨材容器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】
給水計量手段が設けられた給水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７】
湿潤状態における骨材の質量Ｍawを計測し、オーバーフロー用開口が形成された水浸骨材容器に前記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骨材及び前記水を投入するとともに、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、前記水浸骨材容器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することにより、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、前記骨材の表乾状態の質量Ｍa及び前記水浸骨材中の水の質量Ｍwを以下の２式、すなわち、
Ｍa＋Ｍw＝Ｍaw＋（ＭI―ＭO）            （１）
Ｍa／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf              （２）
から求めるとともに前記骨材の表面水率を、次式
（Ｍaw―Ｍa）／Ｍa        （３）
により算出す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８】
前記水浸骨材容器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、前記骨材の表乾状態の質量Ｍa及び前記水浸骨材中の水の質量Ｍwの総量の算出をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該総量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７記載のコンクリート材料の計量方法。
【請求項９】
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、オーバーフロー用開口が形成された水浸骨材容器に第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の骨材を投入するとともに、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、前記水浸骨材容器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することにより、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、前記第１の骨材の表乾状態の質量Ｍa1を以下の２式、すなわち、
Ｍa1＋Ｍw＝Ｍaw1＋（ＭI―ＭO）  （４）
Ｍa1／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf      （５）
から求めるとともに前記第１の骨材の表面水率を、次式
（Ｍaw1―Ｍa1）／Ｍa1        （６）
により算出し、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水浸骨材容器内に投入するとともに、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、ρa2を前記第２の骨材の表乾状態における密度として、前記第２の骨材の表乾状態の質量Ｍa2を以下の２式、すなわち、
Ｍa1＋Ｍa2＋Ｍw＝Ｍaw1＋Ｍaw2＋（ＭI―ＭO）  （７）
Ｍa1／ρa1＋Ｍa2／ρa2＋Ｍw／ρw＝Ｖf            （８）
から求めるとともに前記第２の骨材の表面水率を、次式
（Ｍaw2―Ｍa2）／Ｍa2        （９）
により算出し、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水浸骨材容器内に投入するとともに、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、ρaNを前記第Ｎの骨材の表乾状態における密度として、前記第Ｎの骨材の表乾状態の質量ＭaN及び前記水浸骨材中の水の質量Ｍwを以下の２式、すなわち、
ΣＭai(i=1,2,3,・・(N-1))＋ＭaN＋Ｍw
＝Σ（Ｍawi(i=1,2,3,・・(N-1))＋ＭawN＋（ＭI―ＭO）        （１０）
Σ(Ｍai／ρai)(i=1,2,3,・・(N-1))＋ＭaN／ρaN＋Ｍw／ρw＝Ｖf
（１１）
から求めるとともに前記第Ｎの骨材の表面水率を、次式
（ＭawN―ＭaN）／ＭaN        （１２）
により算出す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１０】
前記水浸骨材容器への前記第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、前記手順による算出をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、前記第i(i=1,2,3,・・N)の骨材のうち、第ｊの骨材を投入中又は投入後に、以下の２式、すなわち
ΣＭai(i=1,2,3,・・(j-1))＋Ｍaj＋Ｍw
＝Σ（Ｍawi(i=1,2,3,・・(j-1))＋Ｍawj＋（ＭI―ＭO）              （１３）
Σ(Ｍai／ρai)(i=1,2,3,・・(j-1))＋Ｍaj／ρaj＋Ｍw／ρw＝Ｖf        （１４）
から求まる前記第１の骨材から前記第ｊの骨材までの表乾状態における質量総和ΣＭai(i=1,2,3,・・j)及び及び前記水浸骨材中の水の質量Ｍwの総量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９記載のコンクリート材料の計量方法。
【請求項１１】
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、前記第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水浸骨材容器に前記第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)の骨材を投入するとともに、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、前記水浸骨材容器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することにより、ρwを水の密度として、前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の表乾状態における質量総和ΣＭai(i=1,2,3,・・N)及び前記水浸骨材中の水の質量Ｍwを以下の２式、すなわち、
ΣＭai(i=1,2,3,・・N)＋Ｍw
＝ΣＭawi(i=1,2,3,・・N)＋（ＭI―ＭO）                      （１５）
ΣＭai(i=1,2,3,・・N)／ρave＋Ｍw／ρw＝Ｖf            （１６）
から求めるとともに前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の平均表面水率を、次式、（ΣＭawi(i=1,2,・・N)―ΣＭai(i=1,2,・・N)）／ΣＭai(i=1,2,・・N)  （１７）
から算出す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１２】
前記水浸骨材容器への前記第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、前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の表乾状態における質量総和ΣＭai(i=1,2,3,・・N)及び前記水浸骨材中の水の質量Ｍwの総量の算出をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該総量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１１記載のコンクリート材料の計量方法。
【請求項１３】
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７乃至請求項１２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、計測の対象となる骨材が貯留される骨材計量容器と、該骨材計量容器内の骨材の質量を計測する骨材質量計測手段と、前記骨材計量容器内の骨材を水とともに水浸骨材として収容する水浸骨材容器とを備え、前記水浸骨材容器の底部開口には該水浸骨材容器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、前記水浸骨材容器の所定高さ位置には該水浸骨材容器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水浸骨材容器を構成する壁体に形成し、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。
【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、前記水浸骨材容器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、前記水浸骨材容器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、給水計量手段が設けられた給水手段を備えたものである。
【００１５】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量方法は請求項７に記載したように、湿潤状態における骨材の質量Ｍawを計測し、オーバーフロー用開口が形成された水浸骨材容器に前記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骨材及び前記水を投入するとともに、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、前記水浸骨材容器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することにより、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、前記骨材の表乾状態の質量Ｍa及び前記水浸骨材中の水の質量Ｍwを以下の２式、すなわち、
【００１６】
Ｍa＋Ｍw＝Ｍaw＋（ＭI―ＭO）            （１）
【００１７】
Ｍa／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf              （２）
【００１８】
から求めるとともに前記骨材の表面水率を、次式
【００１９】
（Ｍaw―Ｍa）／Ｍa        （３）
【００２０】
により算出するものである。
【００２１】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量方法は、前記水浸骨材容器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、前記骨材の表乾状態の質量Ｍa及び前記水浸骨材中の水の質量Ｍwの総量の算出をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該総量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。
【００２２】
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９に記載したように、第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の湿潤状態における質量Ｍawiをそれぞれ計測し、オーバーフロー用開口が形成された水浸骨材容器に第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の骨材を投入するとともに、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、前記水浸骨材容器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することにより、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、前記第１の骨材の表乾状態の質量Ｍa1を以下の２式、すなわち、
【００２３】
Ｍa1＋Ｍw＝Ｍaw1＋（ＭI―ＭO）  （４）
【００２４】
Ｍa1／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf      （５）
【００２５】
から求めるとともに前記第１の骨材の表面水率を、次式
【００２６】
（Ｍaw1―Ｍa1）／Ｍa1        （６）
【００２７】
により算出し、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水浸骨材容器内に投入するとともに、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、ρa2を前記第２の骨材の表乾状態における密度として、前記第２の骨材の表乾状態の質量Ｍa2を以下の２式、すなわち、
【００２８】
Ｍa1＋Ｍa2＋Ｍw＝Ｍaw1＋Ｍaw2＋（ＭI―ＭO）  （７）
【００２９】
Ｍa1／ρa1＋Ｍa2／ρa2＋Ｍw／ρw＝Ｖf            （８）
【００３０】
から求めるとともに前記第２の骨材の表面水率を、次式
【００３１】
（Ｍaw2―Ｍa2）／Ｍa2        （９）
【００３２】
により算出し、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水浸骨材容器内に投入するとともに、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、ρaNを前記第Ｎの骨材の表乾状態における密度として、前記第Ｎの骨材の表乾状態の質量ＭaN及び前記水浸骨材中の水の質量Ｍwを以下の２式、すなわち、
【００３３】
ΣＭai(i=1,2,3,・・(N-1))＋ＭaN＋Ｍw＝Σ（Ｍawi(i=1,2,3,・・(N-1))＋ＭawN＋（ＭI―ＭO）        （１０）
【００３４】
Σ(Ｍai／ρai)(i=1,2,3,・・(N-1))＋ＭaN／ρaN＋Ｍw／ρw＝Ｖf  （１１）
【００３５】
から求めるとともに前記第Ｎの骨材の表面水率を、次式
【００３６】
（ＭawN―ＭaN）／ＭaN        （１２）
【００３７】
により算出するものである。
【００３８】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量方法は、前記水浸骨材容器への前記第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、前記手順による算出をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、前記第i(i=1,2,3,・・N)の骨材のうち、第ｊの骨材を投入中又は投入後に、以下の２式、すなわち
【００３９】
ΣＭai(i=1,2,3,・・(j-1))＋Ｍaj＋Ｍw＝Σ（Ｍawi(i=1,2,3,・・(j-1))＋Ｍawj＋（ＭI―ＭO）              （１３）
【００４０】
Σ(Ｍai／ρai)(i=1,2,3,・・(j-1))＋Ｍaj／ρaj＋Ｍw／ρw＝Ｖf  （１４）
【００４１】
から求まる前記第１の骨材から前記第ｊの骨材までの表乾状態における質量総和ΣＭai(i=1,2,3,・・j)及び及び前記水浸骨材中の水の質量Ｍwの総量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。
【００４２】
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１１に記載したように、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、前記第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水浸骨材容器に前記第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)の骨材を投入するとともに、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、前記水浸骨材容器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することにより、ρwを水の密度として、前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の表乾状態における質量総和ΣＭai(i=1,2,3,・・N)及び前記水浸骨材中の水の質量Ｍwを以下の２式、すなわち、
【００４３】
ΣＭai(i=1,2,3,・・N)＋Ｍw＝ΣＭawi(i=1,2,3,・・N)＋（ＭI―ＭO）（１５）
【００４４】
ΣＭai(i=1,2,3,・・N)／ρave＋Ｍw／ρw＝Ｖf            （１６）
【００４５】
から求めるとともに前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の平均表面水率を、次式、
【００４６】
（ΣＭawi(i=1,2,・・N)―ΣＭai(i=1,2,・・N)）／ΣＭai(i=1,2,・・N)  （１７）
【００４７】
から算出するものである。
【００４８】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量方法は、前記水浸骨材容器への前記第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、前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の表乾状態における質量総和ΣＭai(i=1,2,3,・・N)及び前記水浸骨材中の水の質量Ｍwの総量の算出をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該総量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。
【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。
【００５０】
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、骨材計量容器に貯留された湿潤状態における骨材の質量Ｍawを骨材質量計測手段で計測する。
【００５１】
次に、水浸骨材容器の底部開口を底蓋で閉じて該水浸骨材容器内を水密状態とし、かかる状態にて水浸骨材容器内に水を投入するとともに、質量が計測された上述の骨材を水浸状態となるように水浸骨材容器内に投入し、水浸骨材容器内を水浸骨材で満たす。
【００５２】
水浸骨材容器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。
【００５３】
ここで、水浸骨材容器の所定高さ位置には該水浸骨材容器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水浸骨材容器を構成する壁体に形成してあり、水及び骨材を投入して水浸骨材容器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一方、投入された水の給水量ＭIを累積値として計測するとともに、オーバーフロー用開口から溢れ出たオーバーフロー量ＭOをオーバーフロー水計量手段によって累積値として計測する。
【００５４】
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。
【００５５】
次に、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、前記骨材の表乾状態の質量Ｍa及び前記水浸骨材中の水の質量Ｍwを以下の２式、すなわち、
【００５６】
Ｍa＋Ｍw＝Ｍaw＋（ＭI―ＭO）            （１）
【００５７】
Ｍa／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf              （２）
【００５８】
から求めるとともに前記骨材の表面水率を、次式
【００５９】
（Ｍaw―Ｍa）／Ｍa        （３）
【００６０】
により算出する。
【００６１】
このようにして水の質量Ｍw、表乾状態の骨材の質量Ｍa及び表面水率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、補充すべきものが水であればその不足分を、補充すべきものが骨材であれば、算出され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。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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
水浸骨材容器に投入された水の給水量ＭIをどのように計測するかは任意であり、例えば、該水浸骨材容器に水をオーバーフローするように先行投入するようにすれば、上述したように、オーバーフロー用開口から水があふれ出る水位レベルは予め決まっているから、投入された水の給水量ＭIは、計量せずとも既知の値となる。
【００６５】
なお、かかる場合、その後の骨材投入によって水がオーバーフローすることはあっても、水位が下がることはないので、給水量ＭIの累積値は計量中、一定となる。
【００６６】
ここで、給水計量手段が設けられた給水手段を備え、かかる給水手段から給水される水の量を累積値として給水計量手段で計測し、これを給水量ＭIとしてもよい。
【００６７】
オーバーフロー用開口をどのように水浸骨材容器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水浸骨材容器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。
【００６８】
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、かくして水浸骨材容器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。
【００６９】
水浸骨材容器は、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。
【００７０】
なお、水浸骨材容器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水浸骨材容器の側方に適宜取り付けるようにすればよい。
【００７１】
ここで、前記水浸骨材容器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。
【００７２】
このようにすると、水浸骨材容器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。
【００７３】
水浸骨材容器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。
【００７４】
ここで、水浸骨材容器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、前記水浸骨材容器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、前記骨材の表乾状態の質量Ｍa及び前記水浸骨材中の水の質量Ｍwの総量の算出をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該総量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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
累加計量方式の計量方法においては、まず、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)をそれぞれ骨材質量計測手段で計測する。
【００８０】
次に、オーバーフロー用開口が形成された水浸骨材容器に第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の骨材を投入する一方、前記水の給水量ＭIを累積値として計測するとともに、オーバーフロー量ＭOをオーバーフロー水計量手段を用いて累積値として計測する。
【００８１】
次に、前記水浸骨材容器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することにより、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、前記第１の骨材の表乾状態の質量Ｍa1を以下の２式、すなわち、
【００８２】
Ｍa1＋Ｍw＝Ｍaw1＋（ＭI―ＭO）  （４）
【００８３】
Ｍa1／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf      （５）
【００８４】
から求めるとともに前記第１の骨材の表面水率を、次式
【００８５】
（Ｍaw1―Ｍa1）／Ｍa1        （６）
【００８６】
により算出する。
【００８７】
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水浸骨材容器内に投入するとともに、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、ρa2を前記第２の骨材の表乾状態における密度として、前記第２の骨材の表乾状態の質量Ｍa2を以下の２式、すなわち、
【００８８】
Ｍa1＋Ｍa2＋Ｍw＝Ｍaw1＋Ｍaw2＋（ＭI―ＭO）  （７）
【００８９】
Ｍa1／ρa1＋Ｍa2／ρa2＋Ｍw／ρw＝Ｖf            （８）
【００９０】
から求めるとともに前記第２の骨材の表面水率を、次式
【００９１】
（Ｍaw2―Ｍa2）／Ｍa2        （９）
【００９２】
により算出し、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Ｍai(i=1,2,3,・・(N-1)を求める。
【００９３】
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水浸骨材容器内に投入するとともに、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、ρaNを前記第Ｎの骨材の表乾状態における密度として、前記第Ｎの骨材の表乾状態の質量ＭaN及び前記水浸骨材中の水の質量Ｍwを以下の２式、すなわち、
【００９４】
ΣＭai(i=1,2,3,・・(N-1))＋ＭaN＋Ｍw＝Σ（Ｍawi(i=1,2,3,・・(N-1))＋ＭawN＋（ＭI―ＭO）        （１０）
【００９５】
Σ(Ｍai／ρai)(i=1,2,3,・・(N-1))＋ＭaN／ρaN＋Ｍw／ρw＝Ｖf  （１１）
【００９６】
から求めるとともに前記第Ｎの骨材の表面水率を、次式
【００９７】
（ＭawN―ＭaN）／ＭaN        （１２）
【００９８】
により算出する。
【００９９】
このようにして水の質量Ｍw、表乾状態の骨材の質量Ｍai(i=1,2,3,・・N)及び各骨材の表面水率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、補充すべきものが水であればその不足分を、補充すべきものが骨材であれば、算出され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。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。
【０１００】
このようにすれば、単一の骨材を使用する場合に述べたと同様、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り、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ことに加えて、密度、粒度等が異なる骨材であっても、一つの水浸骨材容器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。
【０１０１】
また、水浸骨材容器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、前記水浸骨材容器への前記第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、前記手順による算出をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、前記第i(i=1,2,3,・・N)の骨材のうち、第ｊの骨材を投入中又は投入後に、以下の２式、すなわち
【０１０２】
ΣＭai(i=1,2,3,・・(j-1))＋Ｍaj＋Ｍw＝Σ（Ｍawi(i=1,2,3,・・(j-1))＋Ｍawj＋（ＭI―ＭO）              （１３）
【０１０３】
Σ(Ｍai／ρai)(i=1,2,3,・・(j-1))＋Ｍaj／ρaj＋Ｍw／ρw＝Ｖf  （１４）
【０１０４】
から求まる前記第１の骨材から前記第ｊの骨材までの表乾状態における質量総和ΣＭai(i=1,2,3,・・j)及び及び前記水浸骨材中の水の質量Ｍwの総量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。
【０１０５】
次に、同時投入計量方式では、まず、第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の湿潤状態における質量総和ΣＭawi(i=1,2,3,・・N)を骨材質量計測手段で計測する。
【０１０６】
次に、前記第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を求める。
【０１０７】
次に、オーバーフロー用開口が形成された水浸骨材容器に前記第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)の骨材を投入する一方、前記水の給水量ＭIを累積値として計測するとともに、オーバーフロー量ＭOをオーバーフロー水計量手段を用いて累積値として計測する。
【０１０８】
次に、前記水浸骨材容器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することにより、ρwを水の密度として、前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の表乾状態における質量総和ΣＭai(i=1,2,3,・・N)及び前記水浸骨材中の水の質量Ｍwを以下の２式、すなわち、
【０１０９】
ΣＭai(i=1,2,3,・・N)＋Ｍw＝ΣＭawi(i=1,2,3,・・N)＋（ＭI―ＭO）（１５）
【０１１０】
ΣＭai(i=1,2,3,・・N)／ρave＋Ｍw／ρw＝Ｖf            （１６）
【０１１１】
から求めるとともに前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の平均表面水率を、次式、
【０１１２】
（ΣＭawi(i=1,2,・・N)―ΣＭai(i=1,2,・・N)）／ΣＭai(i=1,2,・・N)  （１７）
【０１１３】
から算出する。
【０１１４】
このようにして水の質量Ｍw、第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の表乾状態における質量総和ΣＭai(i=1,2,3,・・N)及び平均表面水率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、補充すべきものが水であればその不足分を、補充すべきものが骨材であれば、算出された平均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。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。
【０１１５】
このようにすれば、単一の骨材を使用する場合に述べたと同様、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り、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ことに加えて、密度、粒度等が異なる骨材であっても、一つの水浸骨材容器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。
【０１１６】
また、水浸骨材容器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、前記水浸骨材容器への前記第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、前記第ｉ(i=1,2,3,・・N)の骨材の表乾状態における質量総和ΣＭai(i=1,2,3,・・N)及び前記水浸骨材中の水の質量Ｍwの総量の算出をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該総量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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
【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。
【０１１９】
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、計量の対象となる骨材としての細骨材が貯留される骨材計量容器としての細骨材計量容器３と、水貯留ホッパー２及び細骨材計量容器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水浸骨材容器４と、細骨材計量容器３内の細骨材の質量を計測する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水浸骨材容器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する。
【０１２０】
なお、細骨材計量容器３は、図示しない貯留ビンから細骨材を随時供給されるようになっているとともに、その底部には、吐出口が水浸骨材容器４の上方に位置決めされた細骨材供給管７を接続してある。
【０１２１】
ここで、水貯留ホッパー２、水浸骨材容器４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細骨材計量容器３の上端開口縁部に取り付けられた鍔状円環部４２を載せて細骨材計量容器３を吊持することで、該細骨材計量容器内に貯留された細骨材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、細骨材計量容器３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。
【０１２２】
図２は、水浸骨材容器４の縦断面図である。図１及び図２でよくわかるように、水浸骨材容器４の底部開口１５には、該水浸骨材容器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、水浸骨材容器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水浸骨材容器４の底部開口１５を開閉できるようになっている。底蓋９を水浸骨材容器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。
【０１２３】
水浸骨材容器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水浸骨材容器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。
【０１２４】
水浸骨材容器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を該水浸骨材容器を構成する壁体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、水浸骨材容器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。
【０１２５】
水浸骨材容器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。
【０１２６】
一方、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置１は、図２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と該貯留容器に貯留された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によって水浸骨材容器４への投入水量を計測するとともに、質量計５４によって水浸骨材容器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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
（ケース１）
【０１２９】
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、細骨材計量容器３に貯留された湿潤状態における細骨材の質量Ｍawをロードセル８で計測する（ステップ１０１）。
【０１３０】
細骨材計量容器３内にある湿潤状態における細骨材の質量Ｍawは、ロードセル８による計測値から、細骨材が収容されていない空の細骨材計量容器３の質量を差し引けばよい。
【０１３１】
次に、水浸骨材容器４の底部開口１５を底蓋９で閉じて該水浸骨材容器内を水密状態とし、かかる状態にて開閉弁６を開いて水貯留ホッパー２から水浸骨材容器４内に水を投入する（ステップ１０２）。
【０１３２】
次に、細骨材計量容器３に貯留されている細骨材を図４に示すように、該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水浸骨材容器４内に投入し、該水浸骨材容器内を水浸骨材２１で満たすとともに、水貯留ホッパー２から投入された水の給水量ＭIを累積値として流量計５２で計測する一方、オーバーフロー用開口１１から溢れ出た水を貯留容器５３にいったん貯めた上、そのオーバーフロー量ＭOを累積値として質量計５４で計測する（ステップ１０３）。
【０１３３】
このように水浸骨材２１をオーバーフロー用開口１１からオーバーフローさせると、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。
【０１３４】
なお、細骨材を細骨材計量容器３から水浸骨材容器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計量容器３の直下から水浸骨材容器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。
【０１３５】
次に、ρaを細骨材の表乾状態における密度、ρwを水の密度として、細骨材の表乾状態の質量Ｍa及び水浸骨材２１中の水の質量Ｍwを以下の２式、すなわち、
【０１３６】
Ｍa＋Ｍw＝Ｍaw＋（ＭI―ＭO）            （１）
【０１３７】
Ｍa／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf              （２）
【０１３８】
から求めるとともに細骨材の表面水率を、次式
【０１３９】
（Ｍaw―Ｍa）／Ｍa        （３）
【０１４０】
により算出する（ステップ１０４）。
【０１４１】
このようにして水の質量Ｍw、表乾状態の骨材の質量Ｍa及び表面水率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、補充すべきものが水であればその不足分を、補充すべきものが骨材であれば、算出され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１０５）。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。
【０１４２】
（ケース２）
【０１４３】
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及び図６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をそれぞれ第１の骨材、第２の骨材として用いる場合を例とし、ケース１と同様、まず、細骨材計量容器３に貯留された湿潤状態における細骨材Ａの質量Ｍaw1をロードセル８で計測する（ステップ１１１）。
【０１４４】
次に、水浸骨材容器４の底部開口１５を底蓋９で閉じて該水浸骨材容器内を水密状態とし、かかる状態にて開閉弁６を開いて水貯留ホッパー２から水浸骨材容器４内に水を投入する（ステップ１１２）。
【０１４５】
次に、細骨材計量容器３に貯留されている細骨材Ａを図４と同様にして、該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水浸骨材容器４内に投入し、該水浸骨材容器内を水浸骨材で満たすとともに、水貯留ホッパー２から投入された水の給水量ＭIを累積値として流量計５２で計測する一方、オーバーフロー用開口１１から溢れ出た水を貯留容器５３にいったん貯めた上、そのオーバーフロー量ＭOを累積値として質量計５４で計測する（ステップ１１３）。
【０１４６】
なお、水浸骨材容器４に細骨材Ａを投入したり後工程で細骨材Ｂを投入するにあたっては、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計量容器３の直下から水浸骨材容器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。
【０１４７】
次に、ρa1を細骨材Ａの表乾状態における密度、ρwを水の密度として、細骨材Ａの表乾状態の質量Ｍa1を以下の２式、すなわち、
【０１４８】
Ｍa1＋Ｍw＝Ｍaw1＋（ＭI―ＭO）            （４）
【０１４９】
Ｍa1／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf              （５）
【０１５０】
から求めるとともに細骨材Ａの表面水率を、次式
【０１５１】
（Ｍaw1―Ｍa1）／Ｍa1        （６）
【０１５２】
により算出する（ステップ１１４）。
【０１５３】
次に、細骨材計量容器３に貯留された湿潤状態における細骨材Ｂの質量Ｍaw2をロードセル８で計測する（ステップ１１５）。
【０１５４】
次に、細骨材計量容器３に貯留されている細骨材Ｂを図４と同様にして、該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水浸骨材容器４内に投入し、該水浸骨材容器内を水浸骨材で満たすとともに、水貯留ホッパー２から投入された水の給水量ＭIを累積値として流量計５２で計測する一方、オーバーフロー用開口１１から溢れ出た水を貯留容器５３にいったん貯めた上、そのオーバーフロー量ＭOを累積値として質量計５４で計測する（ステップ１１６）。
【０１５５】
次に、ρa2を細骨材Ｂの表乾状態における密度、ρwを水の密度として、細骨材Ｂの表乾状態の質量Ｍa2及び水浸骨材中の水の質量Ｍwを以下の２式、すなわち、
【０１５６】
Ｍa1＋Ｍa2＋Ｍw＝Ｍaw1＋Ｍaw2＋（ＭI―ＭO）  （７）
【０１５７】
Ｍa1／ρa1＋Ｍa2／ρa2＋Ｍw／ρw＝Ｖf            （８）
【０１５８】
から求めるとともに細骨材Ｂの表面水率を、次式
【０１５９】
（Ｍaw2―Ｍa2）／Ｍa2        （９）
【０１６０】
により算出する（ステップ１１７）。
【０１６１】
このようにして水の質量Ｍw、表乾状態の細骨材Ａ及び細骨材Ｂの質量Ｍai(i=1,2)及び各細骨材の表面水率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、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、算出され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１１８）。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。
【０１６２】
（ケース３）
【０１６３】
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７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をロードセル８で計測する（ステップ１２１）。
【０１６４】
次に、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１２２）。
【０１６５】
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計量容器３にまとめて貯留し、これらの質量をあらためて計測してもよいし、２つの細骨材計量容器３，３及びロードセル８，８を用意し、細骨材Ａ及び細骨材Ｂを個別に計測するとともに、そのときに質量混合比を算出するようにしてもよい。
【０１６６】
次に、ケース１、２と同様、水浸骨材容器４の底部開口１５を底蓋９で閉じて該水浸骨材容器内を水密状態とし、かかる状態にて開閉弁６を開いて水貯留ホッパー２から水浸骨材容器４内に水を投入する（ステップ１２３）。
【０１６７】
次に、細骨材計量容器３に貯留されている細骨材Ａ及び細骨材Ｂを図４と同様に、該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水浸骨材容器４内に投入し、該水浸骨材容器内を水浸骨材で満たすとともに、水貯留ホッパー２から投入された水の給水量ＭIを累積値として流量計５２で計測する一方、オーバーフロー用開口１１から溢れ出た水を貯留容器５３にいったん貯めた上、そのオーバーフロー量ＭOを累積値として質量計５４で計測する（ステップ１２４）。
【０１６８】
なお、水浸骨材容器４に細骨材Ａ及び細骨材Ｂを投入するにあたっては、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計量容器３の直下から水浸骨材容器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。
【０１６９】
次に、ρwを水の密度として、細骨材Ａ及び細骨材Ｂの表乾状態における質量総和ΣＭai(i=1,2)及び水浸骨材中の水の質量Ｍwを以下の２式、すなわち、
【０１７０】
ΣＭai(i=1,2)＋Ｍw＝ΣＭawi(i=1,2)＋（ＭI―ＭO）    （１５）
【０１７１】
ΣＭai(i=1,2)／ρave＋Ｍw／ρw＝Ｖf            （１６）
【０１７２】
から求めるとともに細骨材Ａ及び細骨材Ｂの平均表面水率を、次式、
【０１７３】
（ΣＭawi(i=1,2)―ΣＭai(i=1,2)）／ΣＭai(i=1,2)  （１７）
【０１７４】
から算出する（ステップ１２５）。
【０１７５】
次に、算出された水の質量Ｍw及び細骨材Ａ及び細骨材Ｂの表乾状態における質量総和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、補充すべきものが骨材であれば、算出された平均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１２６）。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】
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。
【０１７７】
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、一つの水浸骨材容器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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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、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、水浸骨材容器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。
【０１８０】
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、
【０１８１】
Ｍa／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf・（１―ａ／１００）            （２′）
【０１８２】
を用いればよい。
【０１８３】
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。
【０１８４】
また、本実施形態では、水浸骨材容器４内に投入された水の量ＭIを累積値として流量計５２で計測するようにしたが、これに代えて、例えば、該水浸骨材容器に水をオーバーフローするように先行投入するようにすれば、上述したように、オーバーフロー用開口から水があふれ出る水位レベルは予め決まっているから、投入された水の給水量ＭIは、計量せずとも既知の値となる。したがって、かかる構成においては、給水計量手段としての流量計５２をはじめ、水貯留ホッパー２、水供給管５及び開閉弁６からなる給水手段が不要となる。
【０１８５】
なお、この場合、その後の骨材投入によって水がオーバーフローすることはあっても、水位が下がることはないので、給水量ＭIの累積値は計量中、一定となる。
【０１８６】
また、本実施形態では、水浸骨材容器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、水浸骨材容器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、該細骨材の表乾状態の質量Ｍa及び水浸骨材２１中の水の質量Ｍwの総量の算出をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該総量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すれば、後で骨材補充を行う必要がなくなる。
【０１８７】
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。
【０１８８】
すなわち、ケース２においては、水浸骨材容器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、実施形態で述べた手順による算出をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、例えば細骨材Ｂを投入中に、以下の２式、
【０１８９】
ΣＭai(i=1)＋Ｍa2＋Ｍw＝ΣＭawi(i=1)＋Ｍaw2＋（ＭI―ＭO）  （１３）
【０１９０】
Σ(Ｍai／ρai)(i=1)＋Ｍa2／ρa2＋Ｍw／ρw＝Ｖf        （１４）
【０１９１】
から求まる細骨材Ａ及び細骨材Ｂの表乾状態における質量総和ΣＭai(i=1,2)及び及び水浸骨材中の水の質量Ｍwの総量が予定量に達したとき、細骨材Ｂの投入を途中で終了する。
【０１９２】
また、ケース３においては、水浸骨材容器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、細骨材Ａ及び細骨材Ｂの表乾状態における質量総和ΣＭai(i=1,2)及び水浸骨材中の水の質量Ｍwの総量の算出をリアルタイム又は所定時刻おきに行い、該総量が予定量に達したときに細骨材Ａ及び細骨材Ｂの同時投入を途中で終了する。
【０１９３】
また、本実施形態では、水浸骨材容器４の所定高さ位置に矩形状のオーバーフロー用開口１１を該水浸骨材容器を構成する壁体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８及び図９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を水浸骨材容器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。
【０１９４】
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９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。
【０１９５】
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水浸骨材容器を個別に製作する必要がなくなる。
【０１９６】
なお、図８及び図９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が形成された水浸骨材容器４に代えて、３つのオーバーフロー用開口３１が形成された水浸骨材容器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、水浸骨材容器４と水浸骨材容器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。
【０１９７】
また、本実施形態では、水浸骨材容器４の所定高さ位置に矩形状のオーバーフロー用開口１１を該水浸骨材容器を構成する壁体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１０及び図１１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。
【０１９８】
ブラケット状塞ぎ部材３５は、水浸骨材容器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で水浸骨材容器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。湾曲状塞ぎ板と水浸骨材容器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。
【０１９９】
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、水浸骨材容器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水浸骨材容器を個別に製作する必要がなくなる。
【０２００】
なお、図１０及び図１１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が形成された水浸骨材容器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を設けた水浸骨材容器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、水浸骨材容器４と水浸骨材容器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。
【０２０１】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、水浸骨材容器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。
【０２０２】
図１２は、かかる変形例を示したものであり、同図では、水浸骨材容器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。
【０２０３】
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。
【０２０４】
このようにすると、水浸骨材容器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。
【０２０５】
【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。
【０２０６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本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線に沿う水浸骨材容器の断面図。
【図３】本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】本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】本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】引き続き本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】本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８】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９】図８のＢ−Ｂ線に沿う水浸骨材容器の断面図。
【図１０】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１１】図１０のＣ−Ｃ線に沿う水浸骨材容器の断面図。
【図１２】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。
【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                          細骨材計量容器（骨材計量容器）
４，４ａ，４ｂ              水浸骨材容器
５                          水供給管（給水手段）
６                          開閉弁（給水手段）
７                          細骨材供給管
８                          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
５２                        流量計（給水計量手段）
５３                        貯留容器
５４                        質量計（オーバーフロー水計量手段）
【図１】
0004736109.tif 000002
【図２】
0004736109.tif 000003
【図３】
0004736109.tif 000004
【図４】
0004736109.tif 000005
【図５】
0004736109.tif 000006
【図６】
0004736109.tif 000007
【図７】
0004736109.tif 000008
【図８】
0004736109.tif 000009
【図９】
0004736109.tif 000010
【図１０】
0004736109.tif 000011
【図１１】
0004736109.tif 000012
【図１２】
0004736109.tif 000013