(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材ストックヤードから搬送された骨材を骨材容器に投入し、自然水により温度調整した後、温度調整された上記骨材を上記骨材容器から搬送装置に排出してミキサーに搬送し、さらに、上記骨材を少なくともセメント,混練水および混和剤と共にミキサーに投入して混練するコンクリート製造プラントにおけるコンクリート用骨材の温度調整方法において、
上記自然水に温度調整水製造機により製造された温度調整水を添加混合して、目標温度の冷水または温水を製造し、
上記冷水または温水を上記骨材容器内の骨材に散水して、上記冷水または温水を上記骨材の隙間を流下させることによって、上記骨材容器内の骨材の温度を調整することを特徴とするコンクリート用骨材の温度調整方法。
【請求項２】
骨材ストックヤードから搬送された骨材を骨材容器に投入し、自然水により温度調整した後、温度調整された上記骨材を上記骨材容器から搬送装置に排出してミキサーに搬送し、さらに、上記骨材を少なくともセメント,混練水および混和剤と共にミキサーに投入して混練するコンクリート製造プラントにおけるコンクリート用骨材の温度調整方法において、
上記自然水に温度調整水製造機により製造された温度調整水を添加混合して、目標温度の冷水を製造し、
上記搬送装置が帯状コンベアであって、上記帯状コンベアを稼動させながら温度調整後の上記骨材を上記帯状コンベア上に排出させると共に、上記帯状コンベア上に排出された上記骨材を赤外線温度センサで連続して計測し、
上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が予め設定された目標骨材温度を越えるとき、上記骨材容器からの上記骨材の排出を止めて、上記冷水を上記骨材容器内の骨材に散水して、上記骨材容器内の骨材の温度を調整することを特徴とするコンクリート用骨材の温度調整方法。
【請求項３】
請求項２に記載のコンクリート用骨材の温度調整方法において、
上記骨材容器内の骨材の温度を上記冷水により調整するときに上記冷水の温度,積算散水量,散水時間を計測しておき、
上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が上記目標骨材温度を越える場合に、上記計測された冷水の温度,積算散水量,散水時間に基づいて、上記骨材容器内の骨材を上記目標骨材温度にするのに必要な散水時間を予測演算し、
上記予測演算された上記散水時間だけ、上記骨材容器内の骨材に上記冷水を散水して、上記骨材容器内の骨材の温度を調整することを特徴とするコンクリート用骨材の温度調整方法。
【請求項４】
請求項３に記載のコンクリート用骨材の温度調整方法において、
上記骨材容器に投入する前の上記骨材の温度を計測し、上記散水時間を予測演算するときに、上記冷水の温度,積算散水量,散水時間および上記骨材容器に投入する前の上記骨材の温度に基づいて、上記散水時間を予測演算することを特徴とするコンクリート用骨材の温度調整方法。
【請求項５】
骨材ストックヤードから搬送された骨材を骨材容器に投入し、自然水により温度調整した後、温度調整された上記骨材を上記骨材容器から搬送装置に排出してミキサーに搬送し、さらに、上記骨材を少なくともセメント,混練水および混和剤と共にミキサーに投入して混練するコンクリート製造プラントにおけるコンクリート用骨材の温度調整方法において、
上記自然水に温度調整水製造機により製造された温度調整水を添加混合して、目標温度の温水を製造し、
上記搬送装置が帯状コンベアであって、上記帯状コンベアを稼動させながら温度調整後の上記骨材を上記帯状コンベア上に排出させると共に、上記帯状コンベア上に排出された上記骨材を赤外線温度センサで計測し、
上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が予め設定された目標骨材温度未満のとき、上記骨材容器からの上記骨材の排出を止めて、上記温水を上記骨材容器内の骨材に散水して、上記骨材容器内の骨材の温度を調整することを特徴とするコンクリート用骨材の温度調整方法。
【請求項６】
請求項５に記載のコンクリート用骨材の温度調整方法において、
上記骨材容器内の骨材の温度を上記温水により調整するときに上記温水の温度,積算散水量,散水時間を計測しておき、
上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が上記目標骨材温度を未満の場合に、上記計測された温水の温度,積算散水量,散水時間に基づいて、上記骨材容器内の骨材を上記目標骨材温度にするのに必要な散水時間を予測演算し、
上記予測演算された上記散水時間だけ、上記骨材容器内の骨材に上記温水を散水して、上記骨材容器内の骨材の温度を調整することを特徴とするコンクリート用骨材の温度調整方法。
【請求項７】
請求項６に記載のコンクリート用骨材の温度調整方法において、
上記骨材容器に投入する前の上記骨材の温度を計測し、上記散水時間を予測演算するときに、上記温水の温度,積算散水量,散水時間および上記骨材容器に投入する前の上記骨材の温度に基づいて、上記散水時間を予測演算することを特徴とするコンクリート用骨材の温度調整方法。
【請求項８】
骨材ストックヤードから搬送された骨材を骨材容器に投入し、自然水により温度調整した後、温度調整後の上記骨材を上記骨材容器から搬送装置に排出してミキサーに搬送し、さらに、上記骨材を少なくともセメント,混練水および混和剤と共にミキサーに投入して混練するコンクリート製造プラントにおけるコンクリート用骨材の温度調整装置において、
上記自然水を冷却または加熱して温度調整水を製造する温度調整水製造機と、
上記自然水に上記温度調整水製造機により製造された上記温度調整水を添加混合して、目標温度の冷水または温水を製造する散水用水製造機と、
上記散水用水製造機により製造された上記冷水または温水を上記骨材容器内の骨材に散水する散水装置とを備えたことを特徴とするコンクリート用骨材の温度調整装置。
【請求項９】
請求項８に記載のコンクリート用骨材の温度調整装置において、
上記散水用水製造機の上記冷水または温水の温度を計測する散水用水温度センサと、
上記散水用水温度センサにより計測された上記冷水または温水の温度が上記目標温度以下か否かを判定する温度判定手段と、
上記温度判定手段の判定結果に基づいて、上記冷水または温水の温度が上記目標温度になるように、上記温度調整水製造機からの上記温度調整水の供給を制御する温度調整水供給制御手段とを備えたことを特徴とするコンクリート用骨材の温度調整装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載のコンクリート用骨材の温度調整装置において、
上記搬送装置が帯状コンベアであって、上記帯状コンベアを稼動させながら上記帯状コンベア上に排出された温度調整後の上記骨材の温度を計測する赤外線温度センサと、
上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が予め設定された目標骨材温度以下か否かを判定する骨材温度判定手段と、
上記骨材温度判定手段が上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が上記目標骨材温度を越えていると判定すると、上記骨材容器の上記骨材排出口を閉じて、上記散水装置により上記冷水を上記骨材容器内の骨材に散水するように、上記搬送装置,上記骨材排出口の開閉および上記散水装置を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするコンクリート用骨材の温度調整装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のコンクリート用骨材の温度調整装置において、
上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が上記目標骨材温度を越えている場合に、上記骨材容器内の骨材を上記冷水により温度調整するときに計測された上記冷水の温度,積算散水量および散水時間に基づいて、上記骨材容器内の骨材を上記目標骨材温度にするのに必要な散水時間を予測演算する予測演算手段を備え、
上記制御手段は、上記予測演算手段により予測演算された上記散水時間だけ、上記散水装置により上記骨材容器内の骨材に上記冷水を散水するように、上記骨材排出口の開閉および上記散水装置を制御することを特徴とするコンクリート用骨材の温度調整装置。
【請求項１２】
請求項８または９に記載のコンクリート用骨材の温度調整装置において、
上記搬送装置が帯状コンベアであって、上記帯状コンベアを稼動させながら上記帯状コンベア上に排出された温度調整後の上記骨材の温度を計測する赤外線温度センサと、
上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が予め設定された目標骨材温度以上か否かを判定する骨材温度判定手段と、
上記骨材温度判定手段が上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が上記目標骨材温度未満であると判定すると、上記骨材容器の上記骨材排出口を閉じて、上記散水装置により上記温水を上記骨材容器内の骨材に散水するように、上記搬送装置,上記骨材排出口の開閉および上記散水装置を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするコンクリート用骨材の温度調整装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のコンクリート用骨材の温度調整装置において、
上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が上記目標骨材温度未満の場合に、上記骨材容器内の骨材を上記温水により温度調整するときに計測された上記温水の温度,積算散水量および散水時間に基づいて、上記骨材容器内の骨材を上記目標骨材温度にするのに必要な散水時間を予測演算する予測演算手段を備え、
上記制御手段は、上記予測演算手段により予測演算された上記散水時間だけ、上記散水装置により上記骨材容器内の骨材に上記温水を散水するように、上記骨材排出口の開閉および上記散水装置を制御することを特徴とするコンクリート用骨材の温度調整装置。
【請求項１４】
請求項１乃至７のいずれか１つに記載のコンクリート用骨材の温度調整方法を用いたコンクリート製造方法であって、
上記骨材容器から上記搬送装置に排出された上記骨材の付着水量を反射式赤外線水分計で計測し、
上記ミキサーに投入する混練水量を目標水量に調整するために、上記反射式赤外線水分計により計測された上記骨材の付着水量に基づいて、上記ミキサーに投入された所定量の上記骨材に含まれる水量を算出することを特徴とするコンクリート製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ダム等の大規模なコンクリート構造物の施工においてコンクリートを混練する前に予め骨材を温度調整するコンクリート用骨材の温度調整方法およびコンクリート用骨材の温度調整装置並びにコンクリート製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、ダム等の大規模なコンクリート構造物の施工において、セメント,水,砂,砂利および混和剤等を所定の配合で計量し、これをミキサーに投入した後に混練することによりコンクリートを製造するバッチャープラントが用いられている。上記バッチャープラントへの砂,砂利等の骨材の供給は、骨材を貯蔵する骨材ストックヤードからコンベア等の搬送装置を介して行われる。上記バッチャープラントで製造されたコンクリートは、打設場所に搬送されて打設されるが、特にダム等の大規模なコンクリート構造物では、セメントが水和凝結するときに発生する水和熱が大きく、セメント水和熱に伴って打設後のコンクリートに大きな温度上昇が生じる。このため、暑中の施工等によっては、このコンクリートの温度上昇に起因する温度ひび割れが生じて、構造物の機能,耐久性に支障を及ぼす恐れがある。また、上記コンクリートの打設温度が２５℃以上になると、ワーカービリティ(コンクリートの流動性)が低下すると共に、凝結時間が早くなって十分な締め固めが困難になるので、コンクリートの打設温度を２５℃以下にする必要がある。
【０００３】
このような問題を解決する手段として、バッチャープラントに供給される骨材やセメント,水等のコンクリート材料を予め冷却して、コンクリートの練り上がり温度を抑制するコンクリート用骨材の温度調整方法がある。
【０００４】
従来、コンクリート用骨材の温度調整方法として行われている主なものとしては、▲１▼冷風冷却、▲２▼冷水冷却(冷水の散水または浸水による冷却)、▲３▼液体窒素冷却、▲４▼真空冷却(骨材を充填した容器内の空気を真空近くまで排出して、水の沸点を常温近くまで下げることにより、水の気化熱を利用する冷却)等がある。
【０００５】
このうち、必要な温度低下量が３〜４℃と小さいコンクリートの場合には、混練水の冷却と粗骨材の冷水散水の組み合わせによって、プレクーリングする方法が好ましい。その理由として、冷水冷却は冷風冷却に比べて冷却効率が高く、冷却に要する時間を大幅に短縮できる点と、液体窒素冷却や真空冷却に比べて、高圧処理,極低温処理または真空処理等の高度な技術や高価で複雑な設備を必要とせず、経済的で取り扱いが容易であるという点が挙げられる。
【０００６】
しかしながら、上記冷水散水による骨材の冷却においては、次の(a)〜(e)のような問題がある。
【０００７】
(a)  ダム等の大規模なコンクリート構造物の施工では、冷却する骨材の量は、数十万立方メートルになるのが常であり、そのような大量の骨材を冷却するためには、大量の冷水を要するため、十分な水量を確保するのにコストが高くつく。
【０００８】
(b)  また、構築するダム近傍の河川や湖水に大量の冷水を求めることが考えられるが、これらの水は自然水であり、天候等により水温が変動し、冷水の温度管理が容易にできない。
【０００９】
(c)  また、上記大量の骨材を冷水冷却する場合、従来、専有面積および骨材排出の関係から縦長筒型の骨材容器が採用されており、冷却効率および経済性を考えると、散水は上部から行われて、底部から排水されるのが一般的である。そのため、骨材容器内の下部になるほど、散水の影響が及びにくくなり、骨材容器内の骨材が均一に冷却されているとは限らず、骨材の温度管理が難しい。
【００１０】
(d)  また、冷水冷却は、液体窒素冷却および真空冷却に比べて時間がかかる。一方、ダムのような大規模コンクリート構造物の施工では、一回のコンクリート打設量と打設サイクルが決められており、骨材の冷却量および冷却サイクルもそれに応じて設定しなければならない。ところが、積算散水量,散水時間と冷却された骨材温度との関係が明らかでないと、打設サイクルに適合した冷却時間がわからず、打設サイクルに骨材冷却が間に合わなくなって、コンクリート打設に支障をきたす場合がある。
【００１１】
(e)  さらに、骨材に冷水を散水すると、骨材の付着水量が増加し、所定強度のコンクリートを製造するには、水セメント比が目標値になるように混練水量を調整する必要がある。
【００１２】
また、寒中のコンクリート構造物の施工では、気温,構造物の種類および大きさ等によって異なるが、一般に４℃以上の気温では、通常の施工方法でよく、０〜４℃では、簡単な保温で施工される。しかしながら、日平均気温が０℃以下の場合は、硬化前のコンクリートが氷点下にさらされると、凍結して膨張し、初期凍害を受けて、耐久性,水密性が著しく劣ったものとなるという問題がある。また、コンクリートが凍結しないまでも、コンクリートが５℃以下の低温度にさらされると、凝結および硬化反応が著しく遅延し、施工時間が長くなるという問題がある。
【００１３】
そこで、この発明の目的は、大量の水を安価に確保できると共に、温度管理された冷水または温水により適切な温度調整時間で骨材を目標骨材温度に容易に温度調整でき、コンクリートの製造時間を短縮できるコンクリート用骨材の温度調整方法およびコンクリート用骨材の温度調整装置を提供することにある。
【００１４】
また、この発明のもう１つの目的は、上記コンクリート用骨材の温度調整方法を用いて、適切な混練水量で所定強度のコンクリートが得られるコンクリート製造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１のコンクリート用骨材の温度調整方法は、骨材ストックヤードから搬送された骨材を骨材容器に投入し、自然水により温度調整した後、温度調整された上記骨材を上記骨材容器から搬送装置に排出してミキサーに搬送し、さらに、上記骨材を少なくともセメント,混練水および混和剤と共にミキサーに投入して混練するコンクリート製造プラントにおけるコンクリート用骨材の温度調整方法において、上記自然水に温度調整水製造機により製造された温度調整水を添加混合して、目標温度の冷水または温水を製造し、上記冷水または温水を上記骨材容器内の骨材に散水して、上記冷水または温水を上記骨材の隙間を流下させることによって、上記骨材容器内の骨材の温度を調整することを特徴としている。
【００１６】
上記請求項１のコンクリート用骨材の温度調整方法によれば、河川,湖または地下水等の自然水に温度調整水製造機により製造された温度調整水を添加混合して、目標温度の冷水または温水を製造し、上記骨材ストックヤードから搬送された骨材を骨材容器に投入し、上記骨材容器内に投入された骨材に上記冷水または温水を散水する。そうして散水された冷水または温水が骨材の隙間を流下して、骨材を温度調整した後、温度調整された骨材を骨材容器から搬送装置に排出してミキサーに搬送し、その骨材を少なくともセメント,混練水および混和剤と共にミキサーに投入して混練する。上記自然水は気候等により水温が変動するが、その自然水温度調整水製造機で製造した温度調整水を添加混合して、目標温度の冷水または温水を製造するので、常に一定温度の冷水または温水を骨材に散水できる。このように、河川等からの自然水を利用するから、大量の水を安価に確保できると共に、温度管理された冷水または温水により適切な温度調整時間で骨材を温度調整でき、コンクリート打設サイクルに適した骨材の冷却時間または温め時間を設定できる。
【００１７】
また、請求項２のコンクリート用骨材の温度調整方法は、骨材ストックヤードから搬送された骨材を骨材容器に投入し、自然水により温度調整した後、温度調整された上記骨材を上記骨材容器から搬送装置に排出してミキサーに搬送し、さらに、上記骨材を少なくともセメント,混練水および混和剤と共にミキサーに投入して混練するコンクリート製造プラントにおけるコンクリート用骨材の温度調整方法において、上記自然水に温度調整水製造機により製造された温度調整水を添加混合して、目標温度の冷水を製造し、上記搬送装置が帯状コンベアであって、上記帯状コンベアを稼動させながら温度調整後の上記骨材を上記帯状コンベア上に排出させると共に、上記帯状コンベア上に排出された上記骨材を赤外線温度センサで連続して計測し、上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が予め設定された目標骨材温度を越えるとき、上記骨材容器からの上記骨材の排出を止めて、上記冷水を上記骨材容器内の骨材に散水して、上記骨材容器内の骨材の温度を調整することを特徴としている。
【００１８】
上記請求項２のコンクリート用骨材の温度調整方法によれば、稼動中の上記搬送装置である帯状コンベア上に上記骨材容器から骨材を排出し、帯状コンベア上に排出された上記骨材の温度を赤外線温度センサにより計測し、上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が予め設定された目標骨材温度を越えるとき、再び上記冷水を上記骨材容器内の骨材に散水して、上記骨材容器内の骨材を温度調整する。すなわち、上記骨材容器内の骨材の温度が目標骨材温度以下になるまで、冷水を散水して温度調整するのである。なお、上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が予め設定された目標骨材温度以下のとき、上記ミキサーに所定量の上記骨材を投入する。このように、上記赤外線温度センサを用いて、温度調整された骨材の温度を管理することによって、骨材容器内の骨材を確実に目標骨材温度に温度調整できる。また、従来、温度調整された骨材の温度を確認するため、骨材容器の骨材排出口から排出された骨材をサンプリング(抽出)して、サンプルされた骨材の温度をプラントの製造ラインとは別に計測していたが、このコンクリート用骨材の温度調整方法によれば、帯状コンベアを稼動させながら骨材を帯状コンベア上に排出するので、骨材が帯状コンベア上に薄く一様な厚さに分散され、この帯状コンベア上の骨材を赤外線温度センサで連続的に計測するので、骨材温度のムラが分かり、骨材容器内の骨材の冷却された状態(温度ムラの程度)を確実に知ることができる。したがって、管理精度が向上すると共に、計測時間が短縮化でき、品質管理上、迅速な対応が可能となる。
【００１９】
また、請求項３のコンクリート用骨材の温度調整方法は、請求項２のコンクリート用骨材の温度調整方法において、上記骨材容器内の骨材の温度を上記冷水により調整するときに上記冷水の温度,積算散水量,散水時間を計測しておき、上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が上記目標骨材温度を越える場合に、上記計測された冷水の温度,積算散水量,散水時間に基づいて、上記骨材容器内の骨材を上記目標骨材温度にするのに必要な散水時間を予測演算し、上記予測演算された上記散水時間だけ、上記骨材容器内の骨材に上記冷水を散水して、上記骨材容器内の骨材の温度を調整することを特徴としている。
【００２０】
上記請求項３のコンクリート用骨材の温度調整方法によれば、上記骨材容器内の骨材を冷水により温度調整するときに冷水の温度,積算散水量,散水時間を計測する。そして、上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が目標骨材温度を越えるとき、上記計測された冷水の温度,積算散水量,散水時間に基づいて、上記骨材容器内の骨材を目標骨材温度にするのに必要な散水時間を予測演算する。すなわち、計測された温度,積算散水量,散水時間の冷水の散水により散水開始時から連続的または断続的に計測された骨材の温度がどのように変化したかを考慮して、目標骨材温度にするための散水時間を予測するのである。そして、上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が目標骨材温度を越えるときは、予測演算された散水時間だけ再び上記骨材容器内の骨材に冷水を散水して、骨材容器内の骨材を温度調整する。したがって、散水により温度調整しても骨材の温度が目標骨材温度より高い場合に、再度、予測演算された温度調整時間で散水を繰り返すことによって、骨材を目標骨材温度に確実に温度調整できる。なお、再度の散水でも上記赤外線温度センサにより計測された骨材容器内の骨材の温度が目標骨材温度よりも高い場合は、散水を同様に繰り返してもよい。
【００２１】
また、請求項４のコンクリート用骨材の温度調整方法は、請求項３のコンクリート用骨材の温度調整方法において、上記骨材容器に投入する前の上記骨材の温度を計測し、上記散水時間を予測演算するときに、上記冷水の温度,積算散水量,散水時間および上記骨材容器に投入する前の上記骨材の温度に基づいて、上記散水時間を予測演算することを特徴としている。
【００２２】
上記請求項４のコンクリート用骨材の温度調整方法によれば、上記骨材容器に投入される前の上記骨材の温度を赤外線温度センサで計測して、その骨材の温度を上記散水時間の予測演算に用いることによって、より確実な散水時間の予測ができる。
【００２３】
また、請求項５のコンクリート用骨材の温度調整方法は、骨材ストックヤードから搬送された骨材を骨材容器に投入し、自然水により温度調整した後、温度調整された上記骨材を上記骨材容器から搬送装置に排出してミキサーに搬送し、さらに、上記骨材を少なくともセメント,混練水および混和剤と共にミキサーに投入して混練するコンクリート製造プラントにおけるコンクリート用骨材の温度調整方法において、上記自然水に温度調整水製造機により製造された温度調整水を添加混合して、目標温度の温水を製造し、上記搬送装置が帯状コンベアであって、上記帯状コンベアを稼動させながら温度調整後の上記骨材を上記帯状コンベア上に排出させると共に、上記帯状コンベア上に排出された上記骨材を赤外線温度センサで計測し、上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が予め設定された目標骨材温度未満のとき、上記骨材容器からの上記骨材の排出を止めて、上記温水を上記骨材容器内の骨材に散水して、上記骨材容器内の骨材の温度を調整することを特徴としている。
【００２４】
上記請求項５のコンクリート用骨材の温度調整方法によれば、上記搬送装置である帯状コンベア上に上記骨材容器から骨材を排出し、帯状コンベア上に排出された上記骨材の温度を赤外線温度センサにより計測し、上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が予め設定された目標骨材温度未満のとき、再び上記温水を上記骨材容器内の骨材に散水して、上記骨材容器内の骨材を温度調整する。すなわち、上記骨材容器内の骨材の温度が目標骨材温度以上になるまで、温水を散水して温度調整するのである。なお、上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が予め設定された目標骨材温度以上のとき、上記ミキサーに所定量の上記骨材を投入する。このように、上記赤外線温度センサを用いて、温度調整された骨材の温度を管理することによって、骨材容器内の骨材を確実に目標骨材温度に温度調整できる。また、従来、温度調整された骨材の温度を確認するため、骨材容器の骨材排出口から排出された骨材をサンプリング(抽出)して、サンプルされた骨材の温度をプラントの製造ラインとは別に計測していたが、このコンクリート用骨材の温度調整方法によれば、帯状コンベアを稼動させながら骨材を帯状コンベア上に排出するので、骨材が帯状コンベア上に薄く一様な厚さに分散され、この帯状コンベア上の骨材を赤外線温度センサで連続的に計測するので、骨材温度のムラが分かり、骨材容器内の骨材の冷却された状態(温度ムラの程度)を確実に知ることができる。したがって管理精度が向上すると共に、計測時間が短縮化でき、品質管理上、迅速な対応が可能となる。
【００２５】
また、請求項６のコンクリート用骨材の温度調整方法は、請求項５のコンクリート用骨材の温度調整方法において、上記骨材容器内の骨材の温度を上記温水により調整するときに上記温水の温度,積算散水量,散水時間を計測しておき、上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が上記目標骨材温度を未満の場合に、上記計測された温水の温度,積算散水量,散水時間に基づいて、上記骨材容器内の骨材を上記目標骨材温度にするのに必要な散水時間を予測演算し、上記予測演算された上記散水時間だけ、上記骨材容器内の骨材に上記温水を散水して、上記骨材容器内の骨材の温度を調整することを特徴としている。
【００２６】
上記請求項６のコンクリート用骨材の温度調整方法によれば、上記骨材容器内の骨材を温水により温度調整するときに温水の温度,積算散水量,散水時間を計測する。そして、上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が目標骨材温度未満のとき、上記計測された温水の温度,積算散水量,散水時間に基づいて、上記骨材容器内の骨材を目標骨材温度にするのに必要な散水時間を予測演算する。すなわち、計測された温度,積算散水量,散水時間の温水の散水により散水開始時から連続的または断続的に計測された骨材の温度がどのように変化したかを考慮して、目標骨材温度にするための散水時間を予測するのである。そして、上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が目標骨材温度未満のときは、予測演算された散水時間だけ再び上記骨材容器内の骨材に温水を散水して、骨材容器内の骨材を温度調整する。したがって、散水により温度調整しても骨材の温度が目標骨材温度より低い場合に、再度、予測演算された温度調整時間で散水を繰り返すことによって、骨材を目標骨材温度に確実に温度調整できる。なお、再度の散水でも上記赤外線温度センサにより計測された骨材容器内の骨材の温度が目標骨材温度よりも低い場合は、散水を同様に繰り返してもよい。
【００２７】
また、請求項７のコンクリート用骨材の温度調整方法は、請求項６のコンクリート用骨材の温度調整方法において、上記骨材容器に投入する前の上記骨材の温度を計測し、上記散水時間を予測演算するときに、上記温水の温度,積算散水量,散水時間および上記骨材容器に投入する前の上記骨材の温度に基づいて、上記散水時間を予測演算することを特徴としている。
【００２８】
上記請求項７のコンクリート用骨材の温度調整方法によれば、上記骨材容器に投入される前の上記骨材の温度を赤外線温度センサで計測して、その骨材の温度を上記散水時間の予測演算に用いることによって、より確実な散水時間の予測ができる。
【００２９】
また、請求項８のコンクリート用骨材の温度調整装置は、骨材ストックヤードから搬送された骨材を骨材容器に投入し、自然水により温度調整した後、温度調整後の上記骨材を上記骨材容器から搬送装置に排出してミキサーに搬送し、さらに、上記骨材を少なくともセメント,混練水および混和剤と共にミキサーに投入して混練するコンクリート製造プラントにおけるコンクリート用骨材の温度調整装置において、上記自然水を冷却または加熱して温度調整水を製造する温度調整水製造機と、上記自然水に上記温度調整水製造機により製造された上記温度調整水を添加混合して、目標温度の冷水または温水を製造する散水用水製造機と、上記散水用水製造機により製造された上記冷水または温水を上記骨材容器内の骨材に散水する散水装置とを備えたことを特徴としている。
【００３０】
上記請求項８のコンクリート用骨材の温度調整装置によれば、上記温度調整水製造機によって、河川,湖または地下水等の自然水に上記温度調整水製造機により製造された温度調整水を添加混合して、目標温度の冷水または温水を製造すると共に、上記骨材ストックヤードから搬送された骨材を骨材容器に投入する。その後、上記散水装置により上記冷水または温水を骨材容器内の骨材に散水する。そうして散水された冷水または温水が骨材の隙間を流下して、骨材容器内の骨材を温度調整した後、温度調整された骨材を骨材容器から搬送装置に排出してミキサーに搬送し、その骨材を少なくともセメント,混練水および混和剤と共にミキサーに投入して混練する。上記自然水は気候等により水温が変動するが、その自然水に温度調整水製造機で製造した温度調整水を添加混合して、目標温度の冷水または温水を製造するので、常に一定温度の冷水または温水を骨材に散水できる。このように、河川等の自然水を利用するから、大量の水を安価に確保できると共に、温度管理された冷水または温水により適切な温度調整時間で骨材を温度調整でき、コンクリートの製造時間を短縮できる。
【００３１】
また、請求項９のコンクリート用骨材の温度調整装置は、請求項８のコンクリート用骨材の温度調整装置において、上記散水用水製造機の上記冷水または温水の温度を計測する散水用水温度センサと、上記散水用水温度センサにより計測された上記冷水または温水の温度が上記目標温度以下か否かを判定する温度判定手段と、上記温度判定手段の判定結果に基づいて、上記冷水または温水の温度が上記目標温度になるように、上記温度調整水製造機からの上記温度調整水の供給を制御する温度調整水供給制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００３２】
上記請求項９のコンクリート用骨材の温度調整装置によれば、上記散水用水製造機の上記冷水または温水の温度を散水用水温度センサにより計測し、その計測された冷水または温水の温度が目標温度以下か否かを温度判定手段により判定する。そして、上記温度判定手段の判定結果に基づいて、上記冷水または温水の温度が目標温度になるように、上記温度調整水供給制御手段により温度調整水製造機からの温度調整水の供給を制御する。例えば、冷水による温度調整の場合、冷水の温度が目標温度を越えているときは、冷水の温度が目標温度になるまで温度調整水を供給することにより冷水の温度を下げたり、冷水／自然水の混合割合を変えたりすることによって、目標温度の冷水を製造する。また、温水による温度調整の場合も同様にして、目標温度の温水を製造する。したがって、常に安定した目標温度の冷水または温水を骨材に散水できる。
【００３３】
また、請求項１０のコンクリート用骨材の温度調整装置は、請求項８または９のコンクリート用骨材の温度調整装置において、上記搬送装置が帯状コンベアであって、上記帯状コンベアを稼動させながら上記帯状コンベア上に排出された温度調整後の上記骨材の温度を計測する赤外線温度センサと、上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が予め設定された目標骨材温度以下か否かを判定する骨材温度判定手段と、上記骨材温度判定手段が上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が上記目標骨材温度を越えていると判定すると、上記骨材容器の上記骨材排出口を閉じて、上記散水装置により上記冷水を上記骨材容器内の骨材に散水するように、上記搬送装置,上記骨材排出口の開閉および上記散水装置を制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００３４】
上記請求項１０のコンクリート用骨材の温度調整装置によれば、温度調整後、上記骨材容器から骨材を上記搬送装置である帯状コンベア上に排出し、稼動中の帯状コンベア上の上記骨材の温度を赤外線温度センサにより計測し、上記骨材温度判定手段が赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が目標骨材温度を越えていると判定すると、骨材容器の骨材排出口を閉じて、再び上記冷水を上記骨材容器内の骨材に散水するように、上記制御手段によって上記骨材排出口の開閉および散水装置を制御する。すなわち、上記骨材容器内の骨材の温度が目標骨材温度以下になるまで、冷水を散水して温度調整するのである。なお、上記骨材温度判定手段が赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が目標骨材温度以下であると判定すると、上記ミキサーに所定量の上記骨材を投入するように、上記制御手段によって搬送装置および骨材排出口の開閉を制御する。このように、上記赤外線温度センサを用いて温度調整された骨材の温度を管理することによって、骨材容器内の骨材を確実に目標骨材温度に温度調整できる。
【００３５】
また、請求項１１のコンクリート用骨材の温度調整装置は、請求項１０のコンクリート用骨材の温度調整装置において、上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が上記目標骨材温度を越えている場合に、上記骨材容器内の骨材を上記冷水により温度調整するときに計測された上記冷水の温度,積算散水量および散水時間に基づいて、上記骨材容器内の骨材を上記目標骨材温度にするのに必要な散水時間を予測演算する予測演算手段を備え、上記制御手段は、上記予測演算手段により予測演算された上記散水時間だけ、上記散水装置により上記骨材容器内の骨材に上記冷水を散水するように、上記骨材排出口の開閉および上記散水装置を制御することを特徴としている。
【００３６】
上記請求項１１のコンクリート用骨材の温度調整装置によれば、上記骨材容器内の骨材を冷水により温度調整するときに冷水の温度,積算散水量,散水時間を計測する。上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が目標骨材温度を越えるとき、上記計測された冷水の温度,積算散水量,散水時間に基づいて、上記予測演算手段は、骨材容器内の骨材を目標骨材温度にするのに必要な散水時間を予測演算する。すなわち、計測された温度,積算散水量,散水時間の冷水の散水により散水開始時から骨材の温度がどのように変化したかを考慮して、目標骨材温度にするための散水時間を予測するのである。そして、上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が目標骨材温度を越えるときは、上記予測演算手段により予測演算された散水時間だけ、再び上記骨材容器内の骨材に冷水を散水するように、上記制御手段によって上記骨材排出口の開閉および散水装置を制御する。したがって、散水により温度調整しても骨材の温度が目標骨材温度より高い場合に、再度、予測演算された温度調整時間で散水を繰り返し、骨材を目標骨材温度に確実に温度調整できる。なお、再度の散水でも上記赤外線温度センサにより計測された骨材容器内の骨材の温度が目標骨材温度よりも高い場合は、散水を同様に繰り返してもよい。
【００３７】
また、請求項１２のコンクリート用骨材の温度調整装置は、請求項８または９のコンクリート用骨材の温度調整装置において、上記搬送装置が帯状コンベアであって、上記帯状コンベアを稼動させながら上記帯状コンベア上に排出された温度調整後の上記骨材の温度を計測する赤外線温度センサと、上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が予め設定された目標骨材温度以上か否かを判定する骨材温度判定手段と、上記骨材温度判定手段が上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が上記目標骨材温度未満であると判定すると、上記骨材容器の上記骨材排出口を閉じて、上記散水装置により上記温水を上記骨材容器内の骨材に散水するように、上記搬送装置,上記骨材排出口の開閉および上記散水装置を制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００３８】
上記請求項１２のコンクリート用骨材の温度調整装置によれば、温度調整後、上記骨材容器から骨材を上記搬送装置である帯状コンベア上に排出し、稼動中の帯状コンベア上の上記骨材の温度を赤外線温度センサにより計測し、上記骨材温度判定手段が赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が目標骨材温度未満であると判定すると、骨材容器の骨材排出口を閉じて、再び上記温水を上記骨材容器内の骨材に散水するように、上記制御手段によって上記骨材排出口の開閉および散水装置を制御する。すなわち、上記骨材容器内の骨材の温度が目標骨材温度以上になるまで、温水を散水して温度調整するのである。なお、上記骨材温度判定手段が赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が目標骨材温度以上であると判定すると、上記ミキサーに所定量の上記骨材を投入するように、上記制御手段によって搬送装置および骨材排出口の開閉を制御する。このように、上記赤外線温度センサを用いて温度調整された骨材の温度を管理することによって、骨材容器内の骨材を確実に目標骨材温度に温度調整できる。
【００３９】
また、請求項１３のコンクリート用骨材の温度調整装置は、請求項１２のコンクリート用骨材の温度調整装置において、上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が上記目標骨材温度未満の場合に、上記骨材容器内の骨材を上記温水により温度調整するときに計測された上記温水の温度,積算散水量および散水時間に基づいて、上記骨材容器内の骨材を上記目標骨材温度にするのに必要な散水時間を予測演算する予測演算手段を備え、上記制御手段は、上記予測演算手段により予測演算された上記散水時間だけ、上記散水装置により上記骨材容器内の骨材に上記温水を散水するように、上記骨材排出口の開閉および上記散水装置を制御することを特徴としている。
【００４０】
上記請求項１３のコンクリート用骨材の温度調整装置によれば、上記骨材容器内の骨材を温水により温度調整するときに温水の温度,積算散水量,散水時間を計測する。上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が目標骨材温度未満であるとき、上記計測された温水の温度,積算散水量,散水時間に基づいて、上記予測演算手段は、骨材容器内の骨材を目標骨材温度にするのに必要な散水時間を予測演算する。すなわち、計測された温度,積算散水量,散水時間の温水の散水により散水開始時から骨材の温度がどのように変化したかを考慮して、目標骨材温度にするための散水時間を予測するのである。そして、上記赤外線温度センサにより計測された上記骨材の温度が目標骨材温度未満であるときは、上記予測演算手段により予測演算された散水時間だけ、再び上記骨材容器内の骨材に温水を散水するように、上記制御手段によって上記骨材排出口の開閉および散水装置を制御する。したがって、散水により温度調整しても骨材の温度が目標骨材温度より低い場合に、再度、予測演算された温度調整時間で散水を繰り返し、骨材を目標骨材温度に確実に温度調整できる。なお、再度の散水でも上記赤外線温度センサにより計測された骨材容器内の骨材の温度が目標骨材温度よりも低い場合は、散水を同様に繰り返してもよい。
【００４１】
また、請求項１４のコンクリート製造方法は、請求項１乃至７のいずれか１つのコンクリート用骨材の温度調整方法を用いたコンクリート製造方法であって、上記骨材容器から上記搬送装置に排出された上記骨材の付着水量を反射式赤外線水分計で計測し、上記ミキサーに投入する混練水量を目標水量に調整するために、上記反射式赤外線水分計により計測された上記骨材の付着水量に基づいて、上記ミキサーに投入された所定量の上記骨材に含まれる水量を算出することを特徴としている。
【００４２】
上記請求項１４のコンクリート製造方法によれば、上記骨材容器から搬送装置に排出された上記骨材の付着水量を反射式赤外線水分計で計測し、その反射式赤外線水分計により計測された上記骨材の付着水量に基づいて、上記ミキサーに投入された所定量の骨材に含まれる水量を算出する。そうして、算出された水量を用いて、ミキサーに投入する混練水量を目標水量に調整する。つまり、ミキサーに投入される骨材に含まれる水量と混練水量との和が所望の水セメント比の目標水量になるように、混練水量を調整するのである。そうすることによって、上記コンクリート用骨材の温度調整方法を用いても、適切な混練水量で所定強度のコンクリートを製造できる。また、従来、骨材容器の骨材排出口から排出された骨材をサンプリング(抽出)して、サンプリングされた骨材の付着水量をプラントの製造ラインとは別に計測していたが、このコンクリート製造方法によれば、反射式赤外線水分計により測定付着水量のムラが減り、管理精度を向上できると共に、計測時間を短縮化でき、品質管理上、迅速な対応が可能となる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のコンクリート用骨材の温度調整方法およびコンクリート用骨材の温度調整装置並びにコンクリート製造方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００４４】
（第１実施形態）
図１はこの発明の第１実施形態のコンクリート用骨材の温度調整方法および温度調整装置を用いたバッチャープラントの概略構成図であり、このバッチャープラントは、特に暑中のコンクリート構造物の施工に用いられる。
【００４５】
図１において、１は図示しない骨材ストックヤードから骨材を搬送する第１ベルトコンベア、２は上記第１ベルトコンベア１により搬送された骨材が骨材投入口１３から所定量投入される骨材容器としての骨材貯蔵ビン、３は上記骨材貯蔵ビン２の下部の骨材排出口１５から排出された骨材を搬送する搬送装置としての第２ベルトコンベアである。上記第２ベルトコンベア３により搬送された骨材は、ミキサー４に投入される。また、上記骨材貯蔵ビン２は、上部にホッパー１１を有し、ホッパー１１下端の骨材投入口１３にゲート１４を配設し、骨材排出口１５にゲート１６を配設している。なお、上記第２ベルトコンベア３は、帯状ベルトコンベアである。
【００４６】
また、５は河川Ｒから引き込まれた自然水で冷水を製造する散水用水製造機、６は上記散水用水製造機５に供給するための温度調整水を製造する温度調整水製造機、７は上記骨材貯蔵ビン２の下方から排出された流出水が貯められる沈殿槽、８は後述する各種センサからのセンサ信号を処理する信号処理装置、９は上記信号処理装置８からのセンサ信号等に基づいて信号処理装置８に制御信号を出力する制御装置である。
【００４７】
また、上記散水用水製造機５内に冷水の温度を計測する散水用水温度センサとしての温度センサ３１を配置し、信号処理装置８側に外気温度を計測する温度センサ３２を配置している。また、上記第１ベルトコンベア１の上方に、搬送される骨材の温度を計測する赤外線温度センサ３３を配置し、骨材貯蔵ビン２内の上部に冷水の温度を計測する温度センサ３４を配置すると共に、沈殿槽７内に流出水の温度を計測する温度センサ３５を配置している。上記温度センサ３１〜３５を信号処理装置８に接続している。なお、上記温度センサ３４は、後述する散水装置１２の配管内に設けてもよい。
【００４８】
また、上記温度調整水製造機６から散水用水製造機５に温度調整水を供給する配管Ｌ1にバルブ２１を配設し、散水用水製造機５から骨材貯蔵ビン２に冷水を供給する配管Ｌ2にバルブ２２を配設している。上記配管Ｌ2は、骨材貯蔵ビン２内に配置された散水装置１２に接続されている。上記散水装置１２に散水量を積算する積算水量計３８を配設している。また、上記骨材貯蔵ビン２の底部と沈殿槽７とを配管Ｌ3を介して接続している。上記バルブ２１,２２を信号処理装置８を介して制御装置９により制御する。なお、沈殿槽７内の流出水を河川Ｒに流すための配管Ｌ4にバルブ２３を配設すると共に、配管Ｌ4に接続された分岐配管Ｌ5にバルブ２４を配設している。
【００４９】
また、上記第２ベルトコンベア３の上方に、搬送される骨材の温度を計測する赤外線温度センサ３６を配置すると共に、搬送される骨材の付着水量を計測する反射式赤外線水分計３７を配置している。
【００５０】
上記制御装置９は、第１,第２ベルトコンベア１,３やゲート１４,１６および散水装置１２等を制御する温度調整制御手段９aと、冷却後の骨材の温度を判定する骨材温度判定手段９bと、散水時間を予測演算する予測演算手段９cと、ミキサー４に投入された所定量の骨材に含まれる水量を算出する付着水量算出手段９dと、上記散水用水製造機５の冷水温度を判定する温度判定手段９eと、上記温度調整水製造機６の温度調整水の供給を制御する温度調整水供給制御手段９fとを有している。上記骨材貯蔵ビン２,散水用水製造機５,温度調整水製造機６,沈殿槽７,信号処理装置８,制御装置９,散水装置１２,バルブ２１,バルブ２２,温度センサ３１〜３５, 赤外線温度センサ３６および反射式赤外線水分計３７でコンクリート用骨材の温度調整装置を構成している。
【００５１】
なお、図１のコンクリート用骨材の温度調整装置では、１つの骨材貯蔵ビン２のみを示したが、骨材の粒径に応じて分類された骨材種別毎に複数の骨材貯蔵ビンを備えている。例えば、ダムの施工に用いられるコンクリートの骨材は、一般に粒径が、Ｇ１(150〜80mm)、Ｇ２(80〜40mm)、Ｇ３(40〜20mm)、Ｇ４(20〜5mm)、Ｓ１(荒め砂)、Ｓ２(細め砂)のものが用いられ、比較的大きな粒径のものが主流をなす。上記骨材種別がＧ４,Ｓ１,Ｓ２の粒径が小さいものは、冷水を散水すると、付着水が多くなりすぎ、ミキサー４で混練するときに水セメント比が目標値よりも高くなって、所定のコンクリート強度が得られなくなるので、これらには散水しない。
【００５２】
上記バッチャープラントにおいて、骨材ストックヤード(図示せず)から第１ベルトコンベア１により搬送された骨材を骨材貯蔵ビン２のホッパー１１に投入し、上記制御装置９の温度調整制御手段９aにより骨材投入口１３のゲート１４を開閉制御して、所定量の骨材を骨材貯蔵ビン２内に投入する。このとき、上記制御装置９の温度調整制御手段９aにより骨材排出口１５のゲート１６は閉じている。
【００５３】
また、河川Ｒから自然水を散水用水製造機５に引き込んで、その散水用水製造機５内の自然水に、温度調整水製造機６で製造された温度調整水を添加混合して、目標温度の冷水を製造する。このとき、上記制御装置９の温度判定手段９eが温度センサ３１により計測された冷水の温度が目標温度以下か否かを判定して、その温度判定手段９eの判定結果に基づいて、制御装置９の温度調整制御手段９aにより、冷水の温度が目標温度になるように、温度調整水製造機６から添加する温度調整水の添加量をバルブ２１の開閉により制御する。なお、上記温度調整水製造機６は、自然水を引き込んで温度調整水を製造してもよいし、水道水を引き込んで温度調整水を製造してもよい。
【００５４】
次に、上記温度調整制御手段９aによりバルブ２２を開いて、散水用水製造機５から供給された冷水を散水装置１２により骨材貯蔵ビン２の上部から散水する。そうして散水された冷水が骨材貯蔵ビン２の骨材１０の隙間を流下して骨材１０を冷却する。上記骨材貯蔵ビン２の下部に溜まった水は、配管Ｌ3を介して沈殿槽７に流出する。
【００５５】
そして、上記骨材貯蔵ビン２の骨材１０の温度が目標骨材温度になると、散水装置１２による冷水の散水を止め、骨材貯蔵ビン２内の水を十分排水した後、骨材排出口１５のゲート１６を開いて、冷却された骨材を排出する。上記骨材排出口１５から第２ベルトコンベア３上に排出された骨材は、第２ベルトコンベア３によりミキサー４に搬送される。このとき、上記第２ベルトコンベア３により搬送される骨材の温度を赤外線温度センサ３６により計測すると共に、骨材の付着水量を反射式赤外線水分計３７により計測する。
【００５６】
次に、上記制御装置９の骨材温度判定手段９bは、赤外線温度センサ３６により計測された骨材の温度が予め設定された目標骨材温度以下か否かを判定して、計測された骨材の温度が予め設定された目標骨材温度を越えていると判定すると、骨材貯蔵ビン２内の骨材を冷水により冷却するときに冷水の温度,積算散水量,散水時間を計測し、計測された冷水の温度,積算散水量,散水時間に基づいて、制御装置９の予測演算手段９cは、骨材貯蔵ビン２内の骨材を目標骨材温度にするのに必要な散水時間を予測演算する。すなわち、上記冷水の温度および単位時間当たりの散水量が同じ条件で散水した場合に骨材の温度が目標骨材温度に達する散水時間を予測するのである。そして、再び骨材貯蔵ビン２内の骨材に上記散水時間だけ冷水を散水して、骨材貯蔵ビン２内の骨材を冷却する。
【００５７】
一方、上記予測演算手段９cが赤外線温度センサ３６により計測された骨材の温度が上記目標骨材温度以下であると判定すると、ミキサー４に所定量の骨材を投入し、その骨材と所定量のセメント,混練水および混和剤とを混練して、練り上がり温度が２５℃以下のコンクリートを製造する。このとき、上記制御装置９の付着水量算出手段９dは、反射式赤外線水分計３７により計測された骨材の付着水量に基づいて、ミキサー４に投入された骨材に含まれる水量を算出して、目標水量から上記算出された水量を減らした量を、ミキサー４に投入する混練水量とする。また、混練水には冷水を用いる。
【００５８】
次に、骨材貯蔵ビン２内の骨材の温度を目標骨材温度にするための１回目の散水時間の算出方法について以下に説明する。
【００５９】
(1)  冷水温度の算出
まず、冷水の温度を次の条件で求める。
すなわち、骨材種別(Ｇ１,Ｇ２,Ｇ３)毎の骨材が３つの骨材貯蔵ビンに夫々貯蔵され、骨材貯蔵ビン１つ当たりの冷水の散水量を７０リットル／１分間、温度調整水の温度を５℃、温度調整水の量を１００リットル、自然水の温度を１８℃とすると、冷水温度Ｔ0は、
Ｔ0  ＝  (１００／３×５＋(７０−１００／３)×１８)／７０
≒  １２  [℃]
となる。
【００６０】
(2)  骨材の実重量の算出
次に、骨材の散水前の温度を３０℃、骨材貯蔵ビンの実容積をＶ0とすると、骨材貯蔵ビン内の骨材の実容積Ｖ1は、実績率５８％より、
Ｖ1＝Ｖ0×０.５８  [ｍ3]
となり、骨材の比重を２.７ｔ／ｍ3とすると、骨材貯蔵ビン内の骨材の実重量Ｗ1は、
実重量Ｗ1＝Ｖ×０.５８×２.７  [ｔ]
となる。
【００６１】
(3)  骨材冷却対象重量(１日当たり)の算出
次に、１日の予定最大打設量Ｙｍ3とすると、１日当たりの骨材冷却対象重量Ｗ2は、
Ｗ2  ＝  (１ｍ3当たりの骨材重量)×Ｙ  [ｔ]
となり、Ｗ2＜Ｗ1となるようにする。
【００６２】
(4)  骨材冷却時間の算出
次に、骨材温度をＴ1からＴ2に下げる場合、骨材比熱を０.２とすると、骨材の放熱熱量Ｘ1は、
Ｘ1  ＝  Ｗ2×(Ｔ1−Ｔ2)×０.２  [ｋcal]
で表され、散水による吸収熱量Ｘ2は、散水時間をＮとすると、
Ｘ2  ＝  (Ｔ2−Ｔ0)×６０×７０×Ｎ  [ｋcal]
で表される。したがって、上記放熱熱量Ｘ1と吸収熱量Ｘ2とが等しいとき、骨材温度がＴ2となるので、Ｘ1＝Ｘ2とした場合の散水時間Ｎは、
Ｎ  ＝  (Ｗ2×(Ｔ1−Ｔ2)×０.２)／((Ｔ2−Ｔ0)×６０×７０)  [時間]で求められる。
【００６３】
このようにして算出された散水時間Ｎで冷水を散水しても、骨材貯蔵ビン内の骨材全体が均一に冷却されるわけではないので、目標骨材温度とならない場合がある。この場合、骨材温度が目標骨材温度よりも低いときは、冷却は終了するが、骨材温度が目標骨材温度よりも高い場合は、引き出し骨材温度を計測して、残りの必要散水時間を予測して、再度散水する。
【００６４】
図２は上記バッチャープラントにおいて実測された骨材貯蔵ビン内の骨材の温度経時変化を示している。このときの骨材貯蔵ビンに投入された骨材の種別はＧ２(粒径80〜40mm)であり、冷水(温度１５℃)の散布により骨材貯蔵ビンの上部から順に骨材を冷却する。図２において、骨材貯蔵ビン内の貯蔵領域を高さ方向に３等分して３つのブロックに分け、上部ブロックの中心を「上部センター」とし、中央ブロックの側壁近傍を「中部サイド」とし、下部ブロックの中心を「下部センター」として、各位置における温度を計測している。また、「排水」の温度は、沈殿槽７(図１に示す)に配置された温度センサ３５により計測し、「入水容器」の温度は、散水装置１２(図１に示す)の下方に配置された温度センサ３４により計測している。
【００６５】
図２に示す温度変化を表す曲線に基づいて、骨材貯蔵ビン内の骨材の温度を目標骨材温度にほぼ均一にする散水時間を、回帰分析等の計算により求めることが可能である。
【００６６】
このように、上記コンクリート用骨材の温度調整方法および温度調整装置によれば、河川から引き込んだ自然水を使用するので、大量の水を安価に確保できると共に、温度管理された冷水により適切な冷却時間で骨材を冷却でき、温度ひび割れを防止して、コンクリートの製造時間を短縮することができる。
【００６７】
また、上記赤外線温度センサ３６により計測された上記骨材の温度が予め設定された目標骨材温度を越えるとき、再び冷水を骨材貯蔵ビン２内の骨材１０に散水して、骨材貯蔵ビン２内の骨材１０の温度が目標骨材温度以下になるまで、冷水を散水して冷却するので、骨材貯蔵ビン２内の骨材１０を確実に目標骨材温度に冷却することができる。また、上記赤外線温度センサ３６により骨材の温度測定のムラが減って管理精度が向上すると共に、計測時間を短縮でき、品質管理上、迅速な対応が可能となる。
【００６８】
また、上記赤外線温度センサ３６により計測された骨材の温度が目標骨材温度を越えるとき、計測された冷水の温度,積算散水量,散水時間に基づいて、予測演算手段９cにより骨材貯蔵ビン２内の骨材１０を目標骨材温度にするのに必要な散水時間を予測演算して、その予測演算された散水時間だけ、再び骨材貯蔵ビン２内の骨材１０に冷水を散水し、赤外線温度センサ３６により計測された骨材の温度が目標骨材温度以下になるまで散水を繰り返すので、骨材を目標骨材温度に確実に冷却することができる。なお、前回の散水条件と同じ冷水の温度,散水量ではなく、冷水の温度または散水量の少なくとも一方を変えた場合の散水時間を予測演算して、その演算された散水時間だけ、変更後の冷水温度,散水量で骨材貯蔵ビン２内の骨材１０に冷水を散水して、骨材を冷却してもよい。
【００６９】
また、上記骨材貯蔵ビン２に投入される前の上記骨材の温度を赤外線温度センサ３３で計測して、その骨材の温度を上記予測演算手段９cの散水時間の予測演算に用いることによって、より確実な散水時間の予測を行うことができる。
【００７０】
また、上記第２ベルトコンベア３により搬送される骨材の付着水量を反射式赤外線水分計３７で計測し、その反射式赤外線水分計３７により計測された骨材の付着水量に基づいて、付着水量算出手段９dによりミキサー４に投入された所定量の骨材に含まれる水量を算出して、算出された水量を用いて、ミキサー４に投入する混練水量を調整するので、適切な混練水量で所定強度のコンクリートを製造することができる。また、上記反射式赤外線水分計３７により測定付着水量のムラが減って管理精度を向上できると共に、計測時間を短縮でき、品質管理上、迅速な対応が可能となる。
【００７１】
また、上記温度判定手段９eの判定結果に基づいて、冷水の温度が目標温度になるように、温度調整水供給制御手段９fにより温度調整水製造機６からの温度調整水の供給を制御するので、散水用水製造機５から常に安定した目標温度の冷水を骨材に散水できる。なお、温度調整水供給制御手段は、これに限らず、人が手動で開閉するバルブであってもよい。
【００７２】
（第２実施形態）
この発明の第２実施形態のコンクリート用骨材の温度調整方法および温度調整装置を用いたバッチャープラントは、第１実施形態の図１に示すバッチャープラントと同一の構成をしており、説明を省略し、図１を援用する。なお、第１実施形態では冷水を骨材に散水したが、この第２実施形態のバッチャープラントは、寒冷期に温水を骨材に散水して、骨材を温める。
【００７３】
上記バッチャープラントにおいて、骨材ストックヤード(図示せず)から第１ベルトコンベア１により搬送された骨材を骨材貯蔵ビン２のホッパー１１に投入し、上記制御装置９の温度調整制御手段９aにより骨材投入口１３のゲート１４を開閉制御して、所定量の骨材を骨材貯蔵ビン２内に投入する。このとき、上記制御装置９の温度調整制御手段９aにより骨材排出口１５のゲート１６は閉じている。
【００７４】
また、河川Ｒから自然水を散水用水製造機５に引き込んで、その散水用水製造機５内の自然水に、温度調整水製造機６で製造された温度調整水を添加混合して、目標温度の温水を製造する。このとき、上記制御装置９の温度判定手段９eが温度センサ３１により計測された温水の温度が目標温度以上か否かを判定して、その温度判定手段９eの判定結果に基づいて、制御装置９の温度調整制御手段９aにより、温水の温度が目標温度になるように、温度調整水製造機６から添加する温度調整水の添加量をバルブ２１の開閉により制御する。なお、上記温度調整水製造機６は、自然水を引き込んで温度調整水を製造してもよいし、水道水を引き込んで温度調整水を製造してもよい。
【００７５】
次に、上記温度調整制御手段９aによりバルブ２２を開いて、散水用水製造機５から供給された温水を散水装置１２により骨材貯蔵ビン２の上部から散水する。そうして散水された温水が骨材貯蔵ビン２の骨材１０の隙間を流下して骨材１０を温める。上記骨材貯蔵ビン２の下部に溜まった水は、配管Ｌ3を介して沈殿槽７に流出する。
【００７６】
そして、上記骨材貯蔵ビン２の骨材１０の温度が目標骨材温度になると、散水装置１２による温水の散水を止め、骨材貯蔵ビン２内の水を十分排水した後、骨材排出口１５のゲート１６を開いて、温められた骨材を排出する。上記骨材排出口１５から第２ベルトコンベア３上に排出された骨材は、第２ベルトコンベア３によりミキサー４に搬送される。このとき、上記第２ベルトコンベア３上の骨材の温度を赤外線温度センサ３６により計測すると共に、骨材の付着水量を反射式赤外線水分計３７により計測する。
【００７７】
次に、上記制御装置９の骨材温度判定手段９bは、赤外線温度センサ３６により計測された骨材の温度が予め設定された目標骨材温度以上か否かを判定して、計測された骨材の温度が予め設定された目標骨材温度未満であると判定すると、骨材貯蔵ビン２内の骨材を温水により温めるときに温水の温度,積算散水量,散水時間を計測し、計測された温水の温度,積算散水量,散水時間に基づいて、制御装置９の予測演算手段９cは、骨材貯蔵ビン２内の骨材を目標骨材温度にするのに必要な散水時間を予測演算する。すなわち、上記温水の温度および単位時間当たりの散水量が同じ条件で散水した場合に骨材の温度が目標骨材温度に達する時間を予測するのである。そして、再び骨材貯蔵ビン２内の骨材に上記散水時間だけ温水を散水して、骨材貯蔵ビン２内の骨材を温める。
【００７８】
一方、上記予測演算手段９cが赤外線温度センサ３６により計測された骨材の温度が上記目標骨材温度以上であると判定すると、ミキサー４に所定量の骨材を投入し、その骨材と所定量のセメント,混練水および混和剤とを混練して、練り上がり温度が５℃以上のコンクリートを製造する。なお、寒さが厳しい場合や部材厚がうすい場合には、練り上がり温度を１０℃程度にしてもよい。このとき、上記制御装置９の付着水量算出手段９dは、反射式赤外線水分計３７により計測された骨材の付着水量に基づいて、ミキサー４に投入された骨材に含まれる水量を算出して、目標水量から上記算出された水量を減らした量をミキサー４に投入する混練水量とする。また、混練水には温水を用いる。
【００７９】
この第２実施形態において、骨材貯蔵ビン２内の骨材の温度を目標骨材温度にするための１回目の散水時間、および、骨材貯蔵ビン２内の骨材の温度を目標骨材温度にほぼ均一にするための２回目以降の散水時間は、第１実施形態と同様にして算出する。
【００８０】
このように、上記コンクリート用骨材の温度調整方法および温度調整装置によれば、河川Ｒから引き込んだ自然水を使用するので、大量の水を安価に確保できると共に、温度管理された温水により適切な温め時間で骨材を温めることができ、初期凍害を防止して、コンクリートの製造時間を短縮することができる。
【００８１】
また、上記赤外線温度センサ３６により計測された上記骨材の温度が予め設定された目標骨材温度未満であるとき、再び温水を骨材貯蔵ビン２内の骨材１０に散水して、骨材貯蔵ビン２内の骨材１０の温度が目標骨材温度以上になるまで、温水を散水して温めるので、骨材貯蔵ビン２内の骨材１０を確実に目標骨材温度に温めることができる。また、上記赤外線温度センサ３６により骨材の温度測定のムラが減って管理精度が向上すると共に、計測時間を短縮でき、品質管理上、迅速な対応が可能となる。
【００８２】
また、上記赤外線温度センサ３６により計測された骨材の温度が目標骨材温度未満であるとき、計測された温水の温度,積算散水量,散水時間に基づいて、予測演算手段９cにより骨材貯蔵ビン２内の骨材１０を目標骨材温度にするのに必要な散水時間を予測演算して、その予測演算された散水時間だけ、再び骨材貯蔵ビン２内の骨材１０に温水を散水し、赤外線温度センサ３６により計測された骨材の温度が目標骨材温度以上になるまで散水を繰り返すので、骨材を目標骨材温度に確実に温めることができる。
【００８３】
また、上記骨材貯蔵ビン２に投入される前の上記骨材の温度を赤外線温度センサ３３で計測して、その骨材の温度を上記予測演算手段９cの散水時間の予測演算に用いることによって、より確実な散水時間の予測を行うことができる。
【００８４】
また、上記第２ベルトコンベア３により搬送される骨材の付着水量を反射式赤外線水分計３７で計測し、その反射式赤外線水分計３７により計測された骨材の付着水量に基づいて、付着水量算出手段９dによりミキサー４に投入された所定量の骨材に含まれる水量を算出して、算出された水量を用いて、ミキサー４に投入する混練水量を調整するので、適切な混練水量で所定強度のコンクリートを製造することができる。また、上記反射式赤外線水分計３７により測定付着水量のムラが減って管理精度を向上できると共に、計測時間を短縮でき、品質管理上、迅速な対応が可能となる。
【００８５】
また、上記温度判定手段９eの判定結果に基づいて、温水の温度が目標温度になるように、温度調整水供給制御手段９fにより温度調整水製造機６からの温度調整水の供給を制御するので、散水用水製造機５から常に安定した目標温度の温水を骨材に散水できる。
【００８６】
上記第１実施形態では、骨材貯蔵ビン２内の骨材１０に冷水を散水して、骨材を冷却し、第２実施形態では、骨材貯蔵ビン２内の骨材１０に温水を散水して、骨材を温めたが、暑中コンクリートおよび寒中コンクリートの両方に対応するコンクリート用骨材の温度調整方法および温度調整装置でもよいのは勿論である。
【００８７】
また、上記第１,第２実施形態では、上記制御装置９の予測演算手段９cにより骨材貯蔵ビン内の骨材を目標骨材温度にするのに必要な散水時間を回帰分析等の計算により予測したが、散水時間の予測演算はこれに限らず、他の数値演算により予測してもよい。
【００８８】
また、上記第１,第２実施形態では、河川Ｒから引き込んだ自然水を利用したが、湖から引き込んだ水や地下からくみ上げた水等の自然水を利用してもよい。
【００８９】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明のコンクリート用骨材の温度調整方法およびコンクリート用骨材の温度調整装置によれば、河川等から引き込んだ自然水に温度調整水製造機により製造された温度調整水を添加混合して、目標温度の冷水または温水を製造するので、河川等の自然水を利用して、大量の水を安価に確保できると共に、温度管理された冷水または温水により適切な温度調整時間で骨材を温度調整でき、骨材の温度調整時間を短縮して、コンクリート打設サイクルに適した骨材の冷却時間または温め時間を設定できる。
【００９０】
また、赤外線温度センサにより計測された温度調整後の骨材の温度が予め設定された目標骨材温度を越えるとき(または目標骨材温度未満のとき)、再び冷水(または温水)を骨材容器内の骨材に散布するので、骨材容器内の骨材を確実に目標骨材温度に温度調整できる。また、上記赤外線温度センサにより帯状コンベア上に排出された骨材の温度を連続して計測することにより、骨材容器内の骨材の温度のムラが分かるので、管理精度が向上すると共に、計測時間を短縮でき、品質管理上、迅速な対応が可能となる。
【００９１】
また、上記赤外線温度センサにより計測された骨材の温度が目標骨材温度を越えるとき(または目標骨材温度未満のとき)、再度、冷水(または温水)の温度,積算散水量,散水時間に基づいて予測演算された散水時間予測演算された温度調整時間で散水を繰り返すことによって、骨材を目標骨材温度に確実に温度調整することができる。
【００９２】
また、赤外線温度センサにより計測された投入前の骨材の温度を上記散水時間の予測演算に用いることによって、より確実な散水時間の予測ができる。
【００９３】
また、この発明のコンクリート製造方法によれば、上記搬送装置により運搬される温度調整後の骨材の付着水量を反射式赤外線水分計で計測し、その計測された骨材の付着水量に基づいて、ミキサーに投入された所定量の骨材に含まれる水量を算出し、算出された水量を用いて、ミキサーに投入する混練水量を調整するので、適切な混練水量で所定強度のコンクリートを製造することができる。また、上記反射式赤外線水分計により測定される付着水量のムラが減って、管理精度を向上できると共に、計測時間を短縮でき、品質管理上、迅速な対応が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１はこの発明の第１,第２実施形態のコンクリート用骨材の温度調整方法を用いたバッチャープラントの概略構成図である。
【図２】  図２は上記コンクリート用骨材の温度調整装置による骨材の温度経時変化を示す図である。
【符号の説明】
１…第１ベルトコンベア、２…骨材貯蔵ビン、
３…第２ベルトコンベア、４…ミキサー、
５…散水用水製造機、６…温度調整水製造機、
７…沈殿槽、８…信号処理装置、
９…制御装置、９a…温度調整制御手段、
９b…骨材温度判定手段、９c…予測演算手段、
９d…付着水量算出手段、９e…温度判定手段、
９f…温度調整水供給制御手段、１１…ホッパー、
１２…散水装置、２１〜２４…バルブ、
３１,３２,３４,３５…温度センサ、３３…赤外線温度センサ、
３６…赤外線温度センサ、３７…反射式赤外線水分計。
【図１】
0004417496.tif 000002
【図２】
0004417496.tif 000003