(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各配合材料をミキサにより混練し且つ混練中の配合材料に蒸気を送給して所定の配合比のコンクリートを生成する際に、コンクリートの練り上がり目標温度と外気温度と各配合材料の重量及び比熱とから、配合材料の混練によって生成されるコンクリートを練り上がり目標温度に昇温するために必要な付加熱量を求め、該付加熱量と混練される配合材料に送給すべき蒸気の単位重量あたりの熱量とから、ミキサに送給すべき蒸気量を求め、該蒸気量と配合比及び混練量から定まる配合水重量、補正水重量とに基づき混練開始時にミキサへ供給すべき計量水重量を求めることを特徴とする計量水設定方法。
【請求項２】
コンクリートの練り上がり目標温度に応じた目標温度信号を出力する目標温度設定器と、外気温度に応じた外気温度信号を出力する外気温度設定器と、配合比及び混練量に基づき各配合材料の重量に応じた重量信号を出力する重量演算器と、前記の目標温度信号、外気温度信号、重量信号及び各配合材料の比熱に基づき配合材料の混練によって生成されるコンクリートを練り上がり目標温度に昇温するために必要な付加熱量を求める付加熱量演算器と、該付加熱量演算器から出力される付加熱量信号並びにミキサにより混練される配合材料に送給すべき蒸気の単位重量あたりの熱量に基づきミキサへ送給すべき蒸気量を求める蒸気量演算器と、該蒸気量演算器より出力される蒸気量信号並びに重量演算器より出力される配合水及び補正水の重量信号から混練開始時にミキサへ供給すべき計量水重量を求める計量水演算器とを備えてなることを特徴とする計量水設定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は計量水設定方法及び計量水設定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート二次製品を製造する際には、セメント、水、砂、砂利などの混練により生成したコンクリートを、製造すべき製品に応じた形状を有する型枠に充填し、コンクリートが経時変化により所定の強度を呈する状態に固化した後、コンクリートが固化することにより形成されたコンクリート二次製品を型枠から取り出している。
【０００３】
コンクリート二次製品を効率よく生産するためには、型枠に充填されるコンクリートの早期硬化を図って型枠の利用効率を高め、単一の型枠における単位期間あたりのコンクリート二次製品の生産数を増加させる必要がある。
【０００４】
そこで、ミキサの混練槽に混練物に対する蒸気送給手段を設け、セメント、水、砂の混練により生成されるモルタルに温度が１５０〜１６０℃の過熱蒸気を送給することによって、モルタル、砂利の混練により生成されるコンクリートの温度を４０〜５０℃程度に昇温し、コンクリートの硬化を促進するホットコンクリートミキシングが実施されている。
【０００５】
このようなホットコンクリートミキシングでは、コンクリートの種々の配合比のそれぞれについて、モルタルに送給すべき蒸気量、モルタルに送給すべき蒸気及びスランプ調整用の補正水を配合によって定まる配合水から差し引いた計量水の重量、補正水の重量を記載した配合表が、モルタルに送給すべき蒸気の重量ごとに段階的に予め作成されている。
【０００６】
なお、補正水には、配合水から該配合水の約１０％程度を確保するようにしている。
【０００７】
コンクリートの生成にあたっては、その日の外気温度、実績などに基づき、ミキサの運転者がモルタルへ供給すべき蒸気量を想定して配合表を選択し、この選択した配合表により蒸気量、計量水の重量を決定することにより、モルタルに送給されるべき蒸気量を増減させても、生成されるコンクリートが所定の配合比を保つようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コンクリートの種々の配合比のそれぞれについて、モルタルへ送給すべき種々の蒸気量に対応するように、多数の配合表を作成することは容易ではなく、配合表が作成されていない配合比のコンクリートを生成する際には、その配合比に応じた配合表を新たに作成しなければならない。
【０００９】
また、多数の配合表の中から想定した蒸気の重量に応じたものを選択するのは煩わしく、配合表の選択を誤ることも懸念される。
【００１０】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、ホットコンクリートミキシングにおける計量水重量を容易に設定できるようにすることを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載した計量水設定方法では、各配合材料をミキサにより混練し且つ混練中の配合材料に蒸気を送給して所定の配合比のコンクリートを生成する際に、コンクリートの練り上がり目標温度と外気温度と各配合材料の重量及び比熱とから、配合材料の混練によって生成されるコンクリートを練り上がり目標温度に昇温するために必要な付加熱量を求め、該付加熱量と混練される配合材料に送給すべき蒸気の単位重量あたりの熱量とから、ミキサに送給すべき蒸気量を求め、該蒸気量と配合比及び混練量から定まる配合水重量、補正水重量とに基づき混練開始時にミキサへ供給すべき計量水重量を求める。
【００１２】
更に、本発明の請求項２に記載した計量水設定装置では、コンクリートの練り上がり目標温度に応じた目標温度信号を出力する目標温度設定器と、外気温度に応じた外気温度信号を出力する外気温度設定器と、配合比及び混練量に基づき各配合材料の重量に応じた重量信号を出力する重量演算器と、前記の目標温度信号、外気温度信号、重量信号及び各配合材料の比熱に基づき配合材料の混練によって生成されるコンクリートを練り上がり目標温度に昇温するために必要な付加熱量を求める付加熱量演算器と、該付加熱量演算器から出力される付加熱量信号並びにミキサにより混練される配合材料に送給すべき蒸気の単位重量あたりの熱量に基づきミキサへ送給すべき蒸気量を求める蒸気量演算器と、該蒸気量演算器より出力される蒸気量信号並びに重量演算器より出力される配合水及び補正水の重量信号から混練開始時にミキサへ供給すべき計量水重量を求める計量水演算器とを備えている。
【００１３】
本発明の請求項１に記載した計量水設定方法においては、配合材料の混練によって生成されるコンクリートを練り上がり目標温度に昇温するために必要な付加熱量を、練り上がり目標温度と外気温度と配合材料の重量及び各材料の比熱とから求め、ミキサに送給すべき蒸気量を、付加熱量と混練されるモルタルに送給すべき蒸気の単位重量あたりの熱量とから求め、混練開始時にミキサへ供給すべき計量水重量を、蒸気量と配合比及び混練量から定まる配合水重量、補正水重量とに基づき求める。
【００１４】
更に、本発明の請求項２に記載した計量水設定装置においては、付加熱量演算器によって、練り上がり目標温度と外気温度と配合材料の重量及び各材料の比熱とから、配合材料の混練によって生成されるコンクリートを練り上がり目標温度に昇温するために必要な付加熱量を算出し、蒸気量演算器によって、付加熱量と混練されるモルタルに送給すべき蒸気の単位重量あたりの熱量とからミキサに送給すべき蒸気量を算出し、計量水演算器によって、蒸気量と配合比及び混練量から定まる配合水重量及び補正水重量とに基づき混練開始時にミキサへ供給すべき計量水重量を算出する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明の計量水設定装置の実施の形態の一例を示すもので、この計量水設定装置は、設定部１と演算部２とを備えている。
【００１７】
設定部１は、目標温度設定器４、外気温度設定器５、配合比混練量設定器６、蒸気熱量設定器７を有している。
【００１８】
目標温度設定器４は、手動操作により設定されるコンクリートの練り上がり目標温度ｔ1に応じた目標温度信号８を出力するように構成されている。
【００１９】
外気温度設定器５は、手動操作により入力される外気温度ｔc、あるいは温度検出器（図示せず）が検出した外気温度ｔcに応じた外気温度信号９を出力するように構成されている。
【００２０】
配合比混練量設定器６は、手動操作により選択されるコンクリートの配合比及び混練量に応じた配合比混練量信号１０を出力するように構成されている。
【００２１】
蒸気熱量設定器７は、手動操作により設定される蒸気の単位重量あたりの熱量Ｑg（ｋｃａｌ／ｋｇ）に応じた蒸気熱量信号１１を出力するように構成されている。
【００２２】
演算部２は、重量演算器１２、付加熱量演算器１３、蒸気量演算器１４、計量水演算器１５を有している。
【００２３】
重量演算器１２は、前記の配合比混練量設定器６からの配合比混練量信号１０に基づき、配合材料のそれぞれの重量（ｋｇ）、すなわち、セメント重量Ｃ、配合水重量Ｗ、補正水重量Ｗ’、砂重量（細骨材重量）Ｓ、砂利重量（粗骨材重量）Ｇを算出し、これらの重量に応じた重量信号１６を出力するように構成されている。
【００２４】
付加熱量演算器１３は、前記の目標温度設定器４からの目標温度信号８、外気温度設定器５からの外気温度信号９、重量演算器１２からの重量信号１６、予め付加熱量演算器１３に入力設定されているセメント、水、砂（細骨材）、砂利（粗骨材）の比熱（ｋｃａｌ／ｋｇ℃）に基づき、下記の数式１の関係により、外気温度ｔcと略等しく温度を呈すると仮定したセメント、水、砂、砂利の混練によって生成されるコンクリートを、練り上がり目標温度ｔ1に昇温するために必要な付加熱量Ｑ1を算出し、該付加熱量Ｑ1に応じた付加熱量信号１７を出力するように構成されている。
【００２５】
［数１］
Ｑ1＝｛（Ｃ＋Ｓ＋Ｇ）×０．２＋Ｗ×１．０｝×（ｔ1−ｔc）
【００３６】
なお、上記の数式では、セメント、砂、砂利の比熱を０．２ｋｃａｌ／ｋｇ℃、水の比熱を１．０ｋｃａｌ／ｋｇ℃としている。
【００２７】
蒸気量演算器１４は、前記の蒸気熱量設定器７からの蒸気熱量信号１１、付加熱量演算器１３からの付加熱量信号１７に基づき、下記の数式２の関係により、ミキサ１８へ送給すべき蒸気量（重量）Ｇwを算出し、該蒸気量Ｇwに応じた蒸気量信号１９を出力するように構成されている。
【００２８】
［数２］
Ｇw＝Ｑ1／Ｑg
【００２９】
計量水演算器１５は、前記の重量演算器１２からの配合水及び補正水の重量信号１６、蒸気量演算器１４からの蒸気量信号１９に基づき、下記の数式３の関係により混練開始時にミキサ１８へ供給すべき計量水重量Ｗaを算出し、該計量水重量Ｗaに応じた計量水重量信号２０をバッチャプラント操作盤３に対して出力するように構成されている。
【００３０】
［数３］
Ｗa＝Ｗ−（Ｇw＋Ｗ’）
【００３１】
バッチャプラント操作盤３は、蒸気量演算器１４からの蒸気量信号１９、計量水演算器１５からの計量水重量信号２０、ミキサ１８に対して供給すべき水を計量する水計量器２５の重量検出器（ロードセル）２６からの計量信号２７に基づき、水貯留槽２８から水計量器２５への計量水管路２９に設けられた水計量弁（遠隔操作弁）３０を開閉する弁開閉信号３１、水計量器２５からミキサ１８への供給水管路３２に設けられた水供給弁（遠隔操作弁）３３を開閉する弁開閉信号３４、蒸気発生源（図示せず）からミキサ１８への供給蒸気管路３５に設けられた蒸気供給弁（遠隔操作弁）３６を開閉する弁開閉信号３７を出力するように構成されている。
【００３２】
以下、図１に示す計量水設定装置の作動を説明する。
【００３３】
コンクリートを生成させる際には、配合比混練量設定器６においてコンクリートの配合比及び混練量を選択すると、配合比混練量設定器６からの配合比混練量信号１０に基づくセメント重量Ｃ、配合水重量Ｗ、補正水重量Ｗ’、砂重量（細骨材重量）Ｓ、砂利重量（粗骨材重量）Ｇが、重量演算器１２において算出され、該重量演算器１２から付加熱量演算器１３、計量水演算器１５のそれぞれに対して重量信号１６が出力される。
【００３４】
目標温度設定器４においてコンクリートの練り上がり目標温度ｔ1を設定し且つ外気温度設定器５において外気温度ｔcを入力すると、目標温度設定器４からの目標温度信号８、外気温度設定器５からの外気温度信号９、重量演算器１２からの重量信号１６、予め付加熱量演算器１３に入力設定されている配合材料の比熱に基づく付加熱量Ｑ1が、付加熱量演算器１３によって算出され、該付加熱量演算器１３から蒸気量演算器１４に対して付加熱量信号１７が出力される。
【００３５】
蒸気熱量設定器７においてミキサ１８へ供給される蒸気の単位重量あたりの熱量Ｑgを設定すると、蒸気熱量設定器７からの蒸気熱量信号１１、付加熱量演算器１３からの付加熱量信号１７に基づく蒸気量Ｇwが、蒸気量演算器１４によって算出され、該蒸気量演算器１４から計量水演算器１５、バッチャプラント操作盤３のそれぞれに対して蒸気量信号１９が出力される。
【００３６】
また、計量水演算器１５により、混練開始時にミキサ１８へ供給すべき計量水重量Ｗaが、重量演算器１２からの重量信号１６、蒸気量演算器１４からの蒸気量信号１９に基づいて算出され、計量水重量Ｗaに応じた計量水重量信号２０が計量水演算器１５からバッチャプラント操作盤３に対して出力される。
【００３７】
バッチャプラント操作盤３に、上述した蒸気量演算器１４からの蒸気量信号１９、計量水演算器１５からの計量水重量信号２０が入力されると、供給水管路３２の水供給弁３３を閉じる弁開閉信号３４及び計量水管路２９の水計量弁３０を開く弁開閉信号３１がバッチャプラント操作盤３から出力され、水貯留槽２８から計量水管路２９を経て水計量器２５へ水が流入する。
【００３８】
一方、バッチャプラント操作盤３においては、前記の計量水重量信号２０と水計量器２５の重量検出器（ロードセル）２６からの計量信号２７が対比され、前記の計量水重量Ｗaに応じた重量の水が水計量器２５に充填された時点で、水計量弁３０を閉じる弁開閉信号３１がバッチャプラント操作盤３から出力され、配合比及び混練量によって定まる配合水からミキサ１８に供給すべき蒸気とスランプ調整用の補正水とを差し引いた計量水が水計量器２５に貯留された状態になる。
【００３９】
次いで、水供給弁３３を開く弁開閉信号３４がバッチャプラント操作盤３から出力され、計量水重量Ｗaに応じた計量水がミキサ１８へ流入する。
【００４０】
このミキサ１８への計量水の流入に合せて、前記のセメント重量Ｃ、砂重量Ｓに応じた重量のセメント、砂をミキサ１８へ投入し、該ミキサ１８により計量水、セメント、砂を混練してモルタルを生成させる。
【００４１】
所定時間が経過すると、蒸気供給弁３６を開く弁開閉信号３７がバッチャプラント操作盤３から一定時間出力され、蒸気発生源（図示せず）から供給蒸気管路３５を経てミキサ１８に前記の蒸気量Ｇwに応じた蒸気が流入する。
【００４２】
このミキサ１８への蒸気の流入に合せて、前記の砂利重量Ｇに応じた砂利をミキサ１８に投入し、該ミキサ１８によりモルタル、蒸気、砂利を混練してコンクリートを生成させる。
【００４３】
更に、生成されたコンクリートのスランプ調整にあたっては、手動操作にてバッチャプラント操作盤３から水計量弁３０を開く弁開閉信号３１、水供給弁３３を開く弁開閉信号３４を出力させ、スランプ調整用の補正水をミキサ１８へ供給する。
【００４４】
また、バッチャプラント操作盤３が補正水自動添加機能を具備している場合には、バッチャプラント操作盤３の手動操作が行われなくても、自動的に補正水がミキサ１８へ供給されることになる。
【００４５】
このように、図１に示す計量水設定装置においては、練り上がり目標温度ｔ1と外気温度ｔcとセメント重量Ｃ、配合水重量Ｗ、砂重量Ｓ、砂利重量Ｇ及び各材料の比熱とから、セメント、配合水、砂、砂利の混練によって生成されるコンクリートを練り上がり目標温度ｔ1に昇温するために必要な付加熱量Ｑ1を算出し、付加熱量Ｑ1とミキサ１８により混練されるモルタルに送給すべき蒸気の単位重量あたりの熱量Ｑgとから、ミキサ１８に送給すべき蒸気量Ｇwを算出し、該蒸気量Ｇwと配合比及び混練量から定まる配合水重量Ｗ及び補正水重量Ｗ’とから混練開始時にミキサ１８へ供給すべき計量水重量Ｗaを算出するので、生成すべきコンクリートの配合比が変更されても計量水重量Ｗaを容易に設定することができ、よって、生成すべきコンクリートを所定の配合比に保ちつつ、コンクリートを略目標練り上がり温度ｔ1に昇温することができる。
【００４６】
なお、本発明の計量水設定方法及び計量水設定装置は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、配合比混練量設定器及び重量演算器をバッチャプラント操作盤に含めた構成とすること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００４７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の計量水設定方法及び計量水設定装置では、配合材料の混練によって生成されるコンクリートを練り上がり目標温度に昇温するために必要な付加熱量を、練り上がり目標温度と外気温度と配合材料の重量及び各材料の比熱とから求め、ミキサに送給すべき蒸気量を、付加熱量と混練されるモルタルに送給すべき蒸気の単位重量あたりの熱量とから求め、混練開始時にミキサへ供給すべき計量水重量を、蒸気量と配合比及び混練量から定まる配合水重量、補正水重量とに基づき求めるので、生成すべきコンクリートの配合比が変更されても計量水重量を容易に設定することができ、よって、生成すべきコンクリートを所定の配合比に保ちつつ、コンクリートを略目標練り上がり温度に昇温することができる、という優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の計量水設定装置の実施の形態の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
４ 目標温度設定器
５ 外気温度設定器
８ 目標温度信号
９ 外気温度信号
１２ 重量演算器
１３ 付加熱量演算器
１４ 蒸気量演算器
１５ 計量水演算器
１６ 重量信号
１７ 付加熱量信号
１８ ミキサ
１９ 蒸気量信号
Ｃ セメント重量
Ｇ 砂利重量
Ｇw 蒸気量
Ｑ1 付加熱量
Ｑg 蒸気の単位重量あたりの熱量
Ｓ 砂重量
Ｗa 計量水重量
Ｗ’ 補正水重量
Ｗ 配合水重量
ｔ1 コンクリートの練り上がり目標温度
ｔc 外気温度
【図１】
0003893188.tif 000002