(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の計量槽に水を投入して該水の質量Ｍwsiを計測し、計量すべき細骨材のうち、一部の細骨材を該一部の細骨材が水面から出ない水浸細骨材となるように前記第１の計量槽に投入して該水浸細骨材の全質量Ｍfs及び全容積Ｖfsを計測し、ρsを前記細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、
Ｍs＋Ｍws＝Ｍfs            （１）
Ｍs／ρs＋Ｍws／ρw＝Ｖfs   （２）
を解くことによって、前記一部の細骨材の表乾状態の質量Ｍs及び前記第１の計量槽内の水の質量Ｍwsを求め、次いで前記Ｍws及び前記Ｍwsiを、次式、
（Ｍws―Ｍwsi）／Ｍs      （３）
に代入して前記一部の細骨材の表面水率を算出し、次いで、計量すべき細骨材のうちの残りの細骨材を前記一部の細骨材の表面水率で補正して計量するとともに、前記細骨材のうちの残りの細骨材に付着する表面水の質量Ｍwssを前記一部の細骨材の表面水率を用いて算出する細骨材計量工程と、
第２の計量槽に水を投入して該水の質量Ｍwgiを計測し、計量すべき粗骨材のうち、一部の粗骨材を該一部の粗骨材が水面から出ない水浸粗骨材となるように前記第２の計量槽に投入して該水浸粗骨材の全質量Ｍfg及び全容積Ｖfgを計測し、ρgを前記粗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、
Ｍg＋Ｍwg＝Ｍfg            （４）
Ｍg／ρg＋Ｍwg／ρw＝Ｖfg   （５）
を解くことによって、前記一部の粗骨材の表乾状態の質量Ｍg及び前記第２の計量槽内の水の質量Ｍwgを求め、次いで前記Ｍwg及び前記Ｍwgiを、次式、
（Ｍwg―Ｍwgi）／Ｍg      （６）
に代入して前記一部の粗骨材の表面水率を算出し、次いで、計量すべき粗骨材のうちの残りの粗骨材を前記一部の粗骨材の表面水率で補正して計量するとともに、前記粗骨材のうちの残りの粗骨材に付着する表面水の質量Ｍwgsを前記一部の粗骨材の表面水率を用いて算出する粗骨材計量工程と、
前記細骨材計量工程及び前記粗骨材計量工程で得られたＭws、Ｍwg、Ｍwss及びＭwgsを用いて、計量すべき水のうちの残りの水Ｍwrを、示方配合で示されている水量Ｍwtとして、次式、
Ｍwr＝Ｍwt―(Ｍws＋Ｍwg＋Ｍwss＋Ｍwgs）        （７）
から求める水計量工程とからな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２】
前記水浸細骨材又は前記水浸粗骨材内の空気量をａ（％）とし、前記Ｖfs又は前記Ｖfgに代えて、Ｖfs・（１―ａ／１００）又はＶfg・（１―ａ／１００）を用いる請求項１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（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、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、絶乾状態の質量を計測するのにバーナー等による加熱作業が必要となるため、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効率よくしかも所定の精度で計測することが可能なコンクリート材料の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方法は請求項１に記載したように、第１の計量槽に水を投入して該水の質量Ｍwsiを計測し、計量すべき細骨材のうち、一部の細骨材を該一部の細骨材が水面から出ない水浸細骨材となるように前記第１の計量槽に投入して該水浸細骨材の全質量Ｍfs及び全容積Ｖfsを計測し、ρsを前記細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、
Ｍs＋Ｍws＝Ｍfs            （１）
Ｍs／ρs＋Ｍws／ρw＝Ｖfs   （２）
を解くことによって、前記一部の細骨材の表乾状態の質量Ｍs及び前記第１の計量槽内の水の質量Ｍwsを求め、次いで前記Ｍws及び前記Ｍwsiを、次式、
（Ｍws―Ｍwsi）／Ｍs      （３）
に代入して前記一部の細骨材の表面水率を算出し、次いで、計量すべき細骨材のうちの残りの細骨材を前記一部の細骨材の表面水率で補正して計量するとともに、前記細骨材のうちの残りの細骨材に付着する表面水の質量Ｍwssを前記一部の細骨材の表面水率を用いて算出する細骨材計量工程と、
第２の計量槽に水を投入して該水の質量Ｍwgiを計測し、計量すべき粗骨材のうち、一部の粗骨材を該一部の粗骨材が水面から出ない水浸粗骨材となるように前記第２の計量槽に投入して該水浸粗骨材の全質量Ｍfg及び全容積Ｖfgを計測し、ρgを前記粗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、
Ｍg＋Ｍwg＝Ｍfg            （４）
Ｍg／ρg＋Ｍwg／ρw＝Ｖfg   （５）
を解くことによって、前記一部の粗骨材の表乾状態の質量Ｍg及び前記第２の計量槽内の水の質量Ｍwgを求め、次いで前記Ｍwg及び前記Ｍwgiを、次式、
（Ｍwg―Ｍwgi）／Ｍg      （６）
に代入して前記一部の粗骨材の表面水率を算出し、次いで、計量すべき粗骨材のうちの残りの粗骨材を前記一部の粗骨材の表面水率で補正して計量するとともに、前記粗骨材のうちの残りの粗骨材に付着する表面水の質量Ｍwgsを前記一部の粗骨材の表面水率を用いて算出する粗骨材計量工程と、
前記細骨材計量工程及び前記粗骨材計量工程で得られたＭws、Ｍwg、Ｍwss及びＭwgsを用いて、計量すべき水のうちの残りの水Ｍwrを、示方配合で示されている水量Ｍwtとして、次式、
Ｍwr＝Ｍwt―(Ｍws＋Ｍwg＋Ｍwss＋Ｍwgs）        （７）
から求める水計量工程とからなるものである。
【００１０】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量方法は、前記水浸細骨材又は前記水浸粗骨材内の空気量をａ（％）とし、前記Ｖfs又は前記Ｖfgに代えて、Ｖfs・（１―ａ／１００）又はＶfg・（１―ａ／１００）を用いるものである。
【００１１】
本発明に係るコンクリート材料の計量方法においては、まず、第１の計量槽に水を投入して該水の質量Ｍwsiを計測する。
【００１２】
次に、計量すべき細骨材のうち、一部の細骨材を該一部の細骨材が水面から出ない水浸細骨材となるように前記第１の計量槽に投入して該水浸細骨材の全質量Ｍfs及び全容積Ｖfsを計測する。
【００１３】
水浸細骨材の全質量Ｍfsを計測するには、例えばロードセルを使用することが可能であり、水浸細骨材で満たされたときの第１の計量槽の質量から第１の計量槽のみの質量を差し引けばよい。また、水浸細骨材の全容積Ｖfsについては、例えば水浸細骨材の液位を計測する液位計測手段、具体的には電極式変位センサを用いることができる。
【００１４】
なお、計量すべき細骨材のうち、どの程度の割合を水浸細骨材として計量するかは任意であり、その割合が高いほど、表面水に関する計測精度は向上するが、計量槽やロードセルあるいは電極式変位センサーといった装置関係を大型化する必要があるため、上述した割合は、それらの兼ね合いで適宜決定すればよい。
【００１５】
次に、ρsを前記細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、
Ｍs＋Ｍws＝Ｍfs            （１）
Ｍs／ρs＋Ｍws／ρw＝Ｖfs   （２）
を解くことによって、前記一部の細骨材の表乾状態の質量Ｍs及び前記第１の計量槽内の水の質量Ｍwsを求める。
【００１６】
次に、前記Ｍws及び前記Ｍwsiを、次式、
（Ｍws―Ｍwsi）／Ｍs      （３）
に代入して前記一部の細骨材の表面水率を算出する。
【００１７】
次に、計量すべき細骨材のうちの残りの細骨材を前記一部の細骨材の表面水率で補正して計量するとともに、前記細骨材のうちの残りの細骨材に付着する表面水の質量Ｍwssを前記一部の細骨材の表面水率を用いて算出する。
【００１８】
以上述べた手順を粗骨材についても同様に行う。
【００１９】
すなわち、まず、第２の計量槽に水を投入して該水の質量Ｍwgiを計測する。
【００２０】
次に、計量すべき粗骨材のうち、一部の粗骨材を該一部の粗骨材が水面から出ない水浸粗骨材となるように前記第２の計量槽に投入して該水浸粗骨材の全質量Ｍfg及び全容積Ｖfgを計測する。
【００２１】
次に、ρgを前記粗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、
Ｍg＋Ｍwg＝Ｍfg            （４）
Ｍg／ρg＋Ｍwg／ρw＝Ｖfg   （５）
を解くことによって、前記一部の粗骨材の表乾状態の質量Ｍg及び前記第２の計量槽内の水の質量Ｍwgを求める。
【００２２】
次に、前記Ｍwg及び前記Ｍwgiを、次式、
（Ｍwg―Ｍwgi）／Ｍg      （６）
に代入して前記一部の粗骨材の表面水率を算出する。
【００２３】
次に、計量すべき粗骨材のうちの残りの粗骨材を前記一部の粗骨材の表面水率で補正して計量するとともに、前記粗骨材のうちの残りの粗骨材に付着する表面水の質量Ｍwgsを前記一部の粗骨材の表面水率を用いて算出する。
【００２４】
このような細骨材計量工程及び粗骨材計量工程でＭws、Ｍwg、Ｍwss及びＭwgsが得られたならば、これらの値を用いて、計量すべき水のうちの残りの水Ｍwrを、示方配合で示されている水量Ｍwtとして、次式、
Ｍwr＝Ｍwt―(Ｍws＋Ｍwg＋Ｍwss＋Ｍwgs）        （７）
から求める。
【００２５】
このように本発明においては、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ＭwsあるいはＭwg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ＭsあるいはＭg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。
【００２６】
本発明では、細骨材及び粗骨材は、それらの全量を水浸骨材方式で計量するわけではないので、その意味では計測精度に一定の限界があるものの、従来においては、粗骨材の場合、その表面水率に大きな変動はないとして０．５％〜１％程度の一定値で扱われることが多く、これが水量の誤差、ひいてはコンクリートの品質を変動させる要因になっていたので、本発明によってかかる水量誤差を大きく改善することが可能となる。
【００２７】
なお、水浸細骨材あるいは水浸粗骨材内の空気量ａ（％）を考慮するのであれば、前記水浸細骨材又は前記水浸粗骨材内の空気量をａ（％）とし、前記Ｖfs又は前記Ｖfgに代えて、Ｖfs・（１―ａ／１００）又はＶfg・（１―ａ／１００）を用いることで、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。
【００２８】
【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。
【００２９】
図１乃至図３は、本実施形態に係るコンクリート材料の計量方法の手順を示したフローチャートである。同図でわかるように、本実施形態に係るコンクリート材料の計量方法においては、まず、第１の計量槽に水を投入して該水の質量Ｍwsiを計測する（ステップ１０１）。
【００３０】
計量槽は、例えば、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るものを用いることが考えられる。このようにすれば、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細骨材あるいは後述する水浸粗骨材を該計量槽内で閉塞させることなく、底蓋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等とともに、混練ミキサーに投入することができる。
【００３１】
次に、計量すべき細骨材のうち、一部の細骨材を該一部の細骨材が水面から出ない水浸細骨材となるように第１の計量槽に投入して該水浸細骨材の全質量Ｍfs及び全容積Ｖfsを計測する（ステップ１０２）。
【００３２】
水浸細骨材の全質量Ｍfsを計測するには、例えばロードセルを使用することが可能であり、水浸細骨材で満たされたときの第１の計量槽の質量から第１の計量槽のみの質量を差し引けばよい。
【００３３】
また、水浸細骨材の全容積Ｖfsについては、例えば水浸細骨材の液位を計測する液位計測手段、具体的には電極式変位センサを用いることができる。かかる電極式変位センサとしては、例えば検知用電極の下端が計量槽内に収容された水浸細骨材の液面に触れたときの通電状態の変化を監視することによって該水浸細骨材の液位を計測できるように構成したものを用いることができる。
【００３４】
なお、計量すべき細骨材のうち、どの程度の割合を水浸細骨材として計量するかは任意であり、その割合が高いほど、表面水に関する計測精度は向上するが、計量槽やロードセルあるいは電極式変位センサーといった装置関係を大型化する必要があるため、上述した割合は、それらの兼ね合いで適宜決定すればよい。
【００３５】
次に、ρsを細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、
Ｍs＋Ｍws＝Ｍfs            （１）
Ｍs／ρs＋Ｍws／ρw＝Ｖfs   （２）
を解くことによって、上述した一部の細骨材の表乾状態の質量Ｍs及び第１の計量槽内の水の質量Ｍwsを求める（ステップ１０３）。
【００３６】
次に、最初に計測した水の質量Ｍwsi及びＭwsを、次式、
（Ｍws―Ｍwsi）／Ｍs      （３）
に代入して上述した一部の細骨材の表面水率を算出する（ステップ１０４）。
【００３７】
次に、計量すべき細骨材のうちの残りの細骨材を、ステップ１０４で求めた表面水率で補正して計量するとともに、残りの細骨材に付着する表面水の質量Ｍwssを同じ表面水率を用いて算出する（ステップ１０５）。
【００３８】
以上述べた手順を粗骨材についても同様に行う。なお、以下に述べる粗骨材計量工程は、上述した細骨材計量工程とは独立した工程であって同時進行で行うこともできるし、いずれかを先行させることもできる。
【００３９】
すなわち、まず、第２の計量槽に水を投入して該水の質量Ｍwgiを計測する（ステップ１０６）。第２の計量槽も第１の計量槽と同様であり、ここではその説明を省略する。
【００４０】
次に、計量すべき粗骨材のうち、一部の粗骨材を該一部の粗骨材が水面から出ない水浸粗骨材となるように第２の計量槽に投入して該水浸粗骨材の全質量Ｍfg及び全容積Ｖfgを計測する（ステップ１０７）。
【００４１】
次に、ρgを粗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、
Ｍg＋Ｍwg＝Ｍfg            （４）
Ｍg／ρg＋Ｍwg／ρw＝Ｖfg   （５）
を解くことによって、上述した一部の粗骨材の表乾状態の質量Ｍg及び第２の計量槽内の水の質量Ｍwgを求める（ステップ１０８）。
【００４２】
次に、最初に計測したＭwgi及びＭwgを、次式、
（Ｍwg―Ｍwgi）／Ｍg      （６）
に代入して前記一部の粗骨材の表面水率を算出する（ステップ１０９）。
【００４３】
次に、計量すべき粗骨材のうちの残りの粗骨材をステップ１０９で求めた表面水率で補正して計量するとともに、残りの粗骨材に付着する表面水の質量Ｍwgsを同じ表面水率を用いて算出する（ステップ１１０）。
【００４４】
このような細骨材計量工程及び粗骨材計量工程でＭws、Ｍwg、Ｍwss及びＭwgsが得られたならば、これらの値を用いて、計量すべき水のうちの残りの水Ｍwrを、示方配合で示されている水量Ｍwtとして、次式、
Ｍwr＝Ｍwt―(Ｍws＋Ｍwg＋Ｍwss＋Ｍwgs）        （７）
から求める（ステップ１１１）。
【００４５】
なお、配合設計の水量に混和剤の希釈分が含まれている場合にはこれを除外するとともに、混練ミキサーの羽根や計量槽の蓋体の洗浄に使う水が混練材料として加わるのであれば、これも除外する。
【００４６】
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方法によれば、細骨材及び粗骨材の表面水を、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ＭsあるいはＭgの一部として間接的に算出することができるとともに、細骨材及び粗骨材の質量を表乾状態のときの質量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。
【００４７】
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、水浸細骨材や水浸粗骨材内の空気量ａ（％）を考慮するのであれば、既知である水浸細骨材の全容積Ｖfsや水浸粗骨材の全容積Ｖfgに（１―ａ／１００）を乗じればよい。
【００４８】
例えば、（２）式に代えて、
Ｍs／ρs＋Ｍws／ρw＝Ｖfs・（１―ａ／１００）            （２′）
を用いればよい。
【００４９】
かかる構成により、空気量を除いた実際の全容積でさらに精度の高い計量が可能となる。
【００５０】
【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。
【００５１】
【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方法を示したフローチャート。
【図２】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１】
0004009819.tif 000002
【図２】
0004009819.tif 000003
【図３】
0004009819.tif 000004