JP4666125B2 - コンクリート材料の計量装置 - Google Patents
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Description
【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】
本出願人はこのような問題点を踏まえて数多くの実験を繰り返し、その結果、骨材を水浸骨材として計量することによって、骨材の表面水を水浸骨材中の水の質量として間接的に計量することができることをあらたに見いだした。
【０００９】
かかる技術によれば、まず、骨材を水浸骨材として水とともに所定の計量容器に収容し、次に計量容器内に収容された水浸骨材の全質量Ｍf及び全容量Ｖfを直接若しくは間接的に計測することにより又は計量容器の内容積が既知であることを利用することによって該水浸骨材の全質量Ｍf及び全容量Ｖfを知り、次いで、これらの値を用いて水浸骨材中の骨材の表乾状態における質量Ｍa及び水の質量Ｍwを算出する。
【００１０】
かかる方法によれば、骨材の表面水率を事前に計測せずとも、該骨材の表面水をコンクリート材料である水の質量の一部として正確に反映させることができる。
【００１１】
ここで、全容量Ｖfを電極式変位センサーのような水位計測手段で計測する場合、その計測誤差は、計量容器内の水浸骨材の深さによって変動する。すなわち、計測誤差は、同一容量で考えれば、水浸骨材が深いほど小さく、浅いほど大きくなる。そして、既知の値を採用する場合であっても、その既知の値として最初のキャリブレーションにおける計測値を用いることが多いため、やはり同様の状況が生じる。
【００１２】
一方、コンクリートの示方配合は、当然ながら所望の圧縮強度等によってそのつど単位水量やセメント量が異なり、計量すべき骨材量も異なる。また、混練ミキサーを使った練混ぜを行うときの練混ぜ量も、その混練ミキサーの仕様で決まる定量に必ずしも一致させるとは限らず、該定量を１バッチとすることもあれば、定量の半分を１バッチとすることもあり、かかる場合においては、骨材の計量値も二分の１あるいは倍に変動することとなる。
【００１３】
しかしながら、このような状況において骨材計量をそのつど同一の容器で行うものとすると、計量容器内の水浸骨材は計量作業ごとにその深さが変動するため、それに応じて計量誤差も変動し、かくして骨材計量の精度が骨材量によって変化してしまうという問題を生じていた。
【００１４】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、計量すべき骨材量に関わらず骨材計量の精度を一定に維持することが可能なコンクリート材料の計量装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、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、骨材を供給する骨材供給手段と、給水手段と、前記骨材供給手段から供給された骨材を前記給水手段から供給された水とともに水浸骨材として収容する複数の計量容器と、該複数の計量容器内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段と、前記複数の計量容器内の水浸骨材の水位を計測する水位計測手段と、前記複数の計量容器内から排水することによって前記水浸骨材の水位を調整する水位調整手段とからなり、前記複数の計量容器の底部開口には該計量容器内の水密性を保持可能な底蓋を開閉自在にそれぞれ取り付けるとともに、前記複数の計量容器を、深さが同一となる基準水位以下の容積が互いに異なるように構成してなり、計量の際は、該複数の計量容器から必要骨材量に応じた計量容器を選択するとともに、前記水位計測手段で水位を計測監視しながら該計量容器内の水浸骨材の水位が前記基準水位に保持されるように前記水位調整手段を駆動制御するものである。
【００１６】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量装置は請求項２に記載したように、骨材を供給する骨材供給手段と、給水手段と、前記骨材供給手段から供給された骨材を前記給水手段から供給された水とともに水浸骨材として収容する複数の計量容器と、該計量容器内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段と、前記複数の計量容器内の水浸骨材の水位を深さが同一となる基準水位に保持する水位保持手段とからなり、前記複数の計量容器の底部開口には該計量容器内の水密性を保持可能な底蓋を開閉自在にそれぞれ取り付けるとともに、前記複数の計量容器を前記基準水位以下の容積が互いに異なるようにそれぞれ構成し、計量の際は、該複数の計量容器から必要骨材量に応じた計量容器を選択するようになっているものである。
【００１７】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量装置は請求項３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複数の計量容器と、前記複数の計量容器内の水浸骨材の水位を深さが同一となる基準水位に保持する水位保持手段と、前記複数の計量容器への給排水量を累積値として計測する給排水量計測手段とを備え、前記複数の計量容器の底部開口には該計量容器内の水密性を保持可能な底蓋を開閉自在にそれぞれ取り付けるとともに、前記複数の計量容器を前記基準水位以下の容積が互いに異なるように構成し、計量の際は、該複数の計量容器から必要骨材量に応じた計量容器を選択するようになっているものである。
【００１８】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量装置は、前記水位保持手段を、前記計量容器内の水が外側に溢れ出るように該計量容器の容器本体の所定高さ位置に形成されたオーバーフロー用開口で構成したものである。
【００１９】
請求項１の発明に係るコンクリート材料の計量装置においては、複数の計量容器を、深さが同一となる基準水位以下の容積が互いに異なるように構成してあり、計量の際は、コンクリートの練混ぜに必要な骨材量に応じた計量容器を上述した複数の計量容器から選択するとともに、水位計測手段で水位を計測監視しながら計量容器内の水浸骨材の水位が基準水位に保持されるように水位調整手段を駆動制御する。
【００２０】
このようにすると、どの計量容器で計量する場合でも、深さが同一である基準水位が計測水位となるため、水位計測の精度、ひいては水浸骨材の全容量に換算されたときの精度がどの計量容器でも等しくなる。
【００２１】
したがって、必要骨材量が異なる場合であっても、それらの全容積の精度、ひいては骨材計量精度を揃えることが可能となる。
【００２２】
水位調整手段は、例えば、水を吸引除去する吸引装置で構成し、計量容器内の水浸骨材の水位が基準水位よりも上回ったとき、水位計測手段からの計測値を制御量として吸引装置を駆動制御するようすればよい。
【００２３】
コンクリートの練混ぜに必要な骨材量は、コンクリートの示方配合や混練ミキサーの仕様で定まる定量で異なるし、その定量を練混ぜ量とするか定量よりも少ない量を練混ぜ量とするかでも異なってくる。さらには、例えば所望の粒度を得るために複数の骨材を混ぜ合わせる場合にも各骨材の量は当然異なってくる。
【００２４】
具体的な例で考えると、混練ミキサーの定量を１バッチとして混練する場合、定量の２／３を１バッチとして混練する場合、及び定量の１／２を１バッチとして混練する場合がある状況では、深さが同一となる水位以下の容積がそれぞれ定量、定量×２／３、定量×１／２となる３つの計量容器で計量を行う。
【００２５】
請求項２の発明に係るコンクリート材料の計量装置においては、複数の計量容器内の水浸骨材の水位を深さが同一となる基準水位に保持する水位保持手段を備えており、計量の際は、コンクリートの練混ぜに必要な骨材量に応じた計量容器を複数の計量容器から選択するとともに、上述した水位保持手段で水浸骨材の水位を基準水位に保持する。
【００２６】
このようにすると、どの計量容器で計量する場合でも、水浸骨材の水位は、深さが同一である基準水位に常に一致するため、水位計測の精度、ひいては水浸骨材の全容量に換算されたときの精度がどの計量容器でも等しくなる。
【００２７】
したがって、必要骨材量が異なる場合であっても、それらの全容積の精度、ひいては骨材計量精度を揃えることが可能となる。
【００２８】
コンクリートの練混ぜに必要な骨材量は、コンクリートの示方配合や混練ミキサーの仕様で定まる定量で異なるし、その定量を練混ぜ量とするか定量よりも少ない量を練混ぜ量とするかでも異なってくる。さらには、例えば所望の粒度を得るために複数の骨材を混ぜ合わせる場合にも各骨材の量は当然異なってくる。
【００２９】
具体的な例で考えると、混練ミキサーの定量を１バッチとして混練する場合、定量の２／３を１バッチとして混練する場合、及び定量の１／２を１バッチとして混練する場合がある状況では、深さが同一となる水位以下の容積がそれぞれ定量、定量×２／３、定量×１／２となる３つの計量容器で計量を行う。
【００３０】
請求項３の発明に係るコンクリート材料の計量装置においては、複数の計量容器内の水浸骨材の水位を深さが同一となる基準水位に保持する水位保持手段を備えており、計量の際は、コンクリートの練混ぜに必要な骨材量に応じた計量容器を複数の計量容器から選択するとともに、上述した水位保持手段で水浸骨材の水位を基準水位に保持する。
【００３１】
このようにすると、どの計量容器で計量する場合でも、水浸骨材の水位は、深さが同一である基準水位に常に一致するため、水位計測の精度、ひいては水浸骨材の全容量に換算されたときの精度がどの計量容器でも等しくなる。
【００３２】
したがって、必要骨材量が異なる場合であっても、それらの全容積の精度、ひいては骨材計量精度を揃えることが可能となる。
【００３３】
ここで、給排水量計測手段は、給水量及び排水量を個別を計測する手段という意味ではなく、計量容器への給水量から排水量を差し引いた水量を累積値として計測することができる手段という意味であり、例えば、最初に水を投入した後は給水は行わない場合には、排水量だけを計測できれば足りる。
【００３４】
コンクリートの練混ぜに必要な骨材量は、コンクリートの示方配合や混練ミキサーの仕様で定まる定量で異なるし、その定量を練混ぜ量とするか定量よりも少ない量を練混ぜ量とするかでも異なってくる。さらには、例えば所望の粒度を得るために複数の骨材を混ぜ合わせる場合にも各骨材の量は当然異なってくる。
【００３５】
具体的な例で考えると、混練ミキサーの定量を１バッチとして混練する場合、定量の２／３を１バッチとして混練する場合、及び定量の１／２を１バッチとして混練する場合がある状況では、深さが同一となる水位以下の容積がそれぞれ定量、定量×２／３、定量×１／２となる３つの計量容器で計量を行う。
【００３６】
請求項２及び請求項３に係る発明において、計量容器内で一定の水位が保持される限り、水位保持手段をどのように構成するかは任意であり、例えば、基準水位を越える水位上昇を防止可能な吸引装置で構成したり、計量容器内の水が基準水位で外側に溢れ出るように該計量容器の壁体に形成されたオーバーフロー用開口で構成したりすることが考えられる。
【００３７】
【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。
【００３８】
（第１実施形態）
【００３９】
図１は、本実施形態に係る計量装置１を示した全体図である。同図でわかるように、本実施形態に係る計量装置１は、水を貯留する水貯留ホッパー２と、骨材である細骨材を貯留する細骨材貯留ホッパー３と、水貯留ホッパー２及び細骨材貯留ホッパー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３つの計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、該計量容器内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段としてのロードセル８と、計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ内の水位を計測する水位計測手段としての電極式変位センサ１２と、水浸骨材の水位を調整する水位調整手段としての吸引装置１７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計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ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とともに給水手段を構成し、細骨材貯留ホッパー３は、吐出口が計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃの上方に位置決めされた細骨材供給管７とともに骨材供給手段を構成する。なお、図１には、便宜上、計量容器１１ａのみを示してあり、他の計量容器１１ｂ、１１ｃについては、計量容器１１ａとともに図２に示してある。
【００４０】
計量容器１１ａは、図３に示した断面図でよくわかるように、容器本体４ａと該容器本体の底部開口１５ａに開閉自在に取り付けることができる底蓋９ａとからなり、該底蓋を閉じて水密性を保持した状態で細骨材を水浸骨材として水とともに収容して該水浸骨材の計量を行うとともに、計量が終わった水浸骨材を底蓋９ａを開いて下方に排出するように構成してある。計量容器１１ｂ、１１ｃについても計量容器１１ａと同様、容器本体４ｂ、４ｃと該容器本体の底部開口に開閉自在に取り付けることができる底蓋９ｂ、９ｃとからなり、該底蓋を閉じた状態で細骨材を水浸骨材として水とともに収容して該水浸骨材の計量を行うとともに、計量が終わった水浸骨材を底蓋９ｂ、９ｃを開いて下方に排出するように構成してある。
【００４１】
容器本体４ａ、４ｂ、４ｃは、下方に行くほど内径が大きくなるよう、それぞれ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容器本体内で閉塞させることなく、底蓋９ａ、９ｂ、９ｃ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。
【００４２】
底蓋９ａ、９ｂ、９ｃは、容器本体４ａ、４ｂ、４ｃ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それぞれ構成してあり、該円形状平板の周縁からそれぞれ延設されたＬ字状の取付けアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃの先端に長孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃを形成し、図示しない架台に固定されたピン１０を長孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃに挿通することにより、底蓋９ａ、９ｂ、９ｃをピン１０の廻りに回動させて容器本体４ａ、４ｂ、４ｃの底部開口を開閉できるようになっているとともに、底蓋９ａ、９ｂ、９ｃを閉じた状態では、長孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃが鉛直方向となるため、計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃからの荷重による反力がピン１０で生じるのを防止することができるようになっている。底蓋９ａを容器本体４ａの底部開口１５ａ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。底蓋９ｂ、９ｃについても同様である。
【００４３】
電極式変位センサ１２は、検知用電極を昇降させてその下端が計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ内に収容された水浸骨材の水面に触れる際の通電状態の変化を監視することで該水浸骨材の水位を計測できるようになっている。
【００４４】
水貯留ホッパー２、細骨材貯留ホッパー３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計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃの鍔状円環部１６ａ、１６ｂ、１６ｃを載せて計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃをそれぞれ吊持することで、該各計量容器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、計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ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。
【００４５】
ここで、計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃは図２でよくわかるように、深さが同一のｈ1となる基準水位以下の容積が互いに異なるように構成してある。具体的には、計量容器１１ａは、図示しない混練ミキサーの仕様で定められた定量のコンクリート材料を練り混ぜる際に必要となる水浸骨材の容積（以下、基準容積と呼ぶ）に上述した基準水位以下の容積が一致するように構成してある。また、計量容器１１ｂは、基準容積の２／３に相当する容積に基準水位以下の容積が一致するように構成してある。同様に、計量容器１１ｃは、基準容積の１／２に相当する容積に基準水位以下の容積が一致するように構成してある。
【００４６】
なお、かかる同一深さｈ1となる水位については、電極式変位センサ１２を駆動制御する制御装置（図示せず）に予め制御値として入力しておく。
【００４７】
吸引装置１７は、計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ内の水をゴムホース１８を介して吸引除去できるようになっているとともに、電極式変位センサ１２の制御装置から送られてくる水浸骨材の計測水位と基準水位との差が常に零となるように水の吸引除去を行うように構成してある。
【００４８】
本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置１を用いて水浸骨材を計量するにあたっては、混練ミキサーの定量に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な水浸骨材（細骨材Ａ＋水Ａ）、混練ミキサーの定量の２／３に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な水浸骨材（細骨材Ｂ＋水Ｂ）及び混練ミキサーの定量の１／２に相当するコンクリート材料を練り混ぜるための水浸骨材（細骨材Ｃ＋水Ｃ）の三種類の水浸骨材を計量する場合を例として説明する。
【００４９】
まず、細骨材Ａ及び水Ａを計量するには、容器本体４ａの底部開口１５ａを底蓋９ａで閉じて計量容器１１ａ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から計量容器１１ａ内に水Ａを投入するとともに、細骨材貯留ホッパー３に貯留されている細骨材Ａを水浸状態となるように計量容器１１ａ内に投入し、図４に示すように計量容器１１ａ内を水浸骨材３１で満たす。
【００５０】
計量容器１１ａに細骨材Ａ及び水Ａを投入するにあたっては、水浸骨材３１への気泡混入を抑制すべく、水Ａを先行投入し、しかる後に細骨材Ａを投入するのが望ましい。また、細骨材Ａを細骨材貯留ホッパー３から計量容器１１ａ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貯留ホッパー３の直下から計量容器１１ａ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。
【００５１】
次に、水浸骨材３１の水位を電極式変位センサ１２で計測し、該水位を用いて水浸骨材３１の全容量Ｖfを求める。ここで、全容量Ｖfを求めるにあたっては、電極式変位センサ１２の制御装置から送られてくる水浸骨材３１の計測水位と基準水位との差が常に零となるように吸引装置１７を随時作動させ、ゴムホース１８を介して過剰分を吸引除去する。
【００５２】
このようにすると、水浸骨材３１の全容量Ｖfを求めるのに用いる水位は、常に基準水位となる。
【００５３】
一方、水浸骨材３１の全質量Ｍfをロードセル８で計測する。水浸骨材３１の全質量Ｍfは、ロードセル８による計測値から、水浸骨材３１が収容されていない空の計量容器１１ａの質量を差し引けばよい。
【００５４】
次に、計測された水浸骨材３１の全質量Ｍf及び全容量Ｖfから以下の式を用いて細骨材Ａの表乾状態の質量Ｍa及び水Ａの質量Ｍwを算出する。
Ｍa＋Ｍw＝Ｍf （１）
Ｍa／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf （２）
【００５５】
（１）式及び（２）式において、ρaは細骨材Ａの表乾状態における密度を、ρwは水の密度を表す。
【００５６】
かかる計測は、先行投入された水Ａに細骨材Ａの投入を徐々に行いながら、リアルタイムに又は所定時間間隔で繰り返し行い、細骨材Ａの表乾状態の質量Ｍaが混練ミキサーの定量に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な細骨材Ａの質量に達したとき、細骨材Ａの投入を終了するようにするのが望ましい。
【００５７】
次に、細骨材の投入を終了した時点での水Ａの質量Ｍwと練り混ぜに必要な水Ａの質量とを比較することで、水の過不足分を求め、過剰であれば、その過剰分だけ吸引装置１７で排水除去し、不足していれば、その不足分の水を計量容器１１ａ内に補充する。
【００５８】
このように基準容積に相当する細骨材Ａ及び水Ａが計量されたならば、これらをセメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量分の練混ぜを行う。
【００５９】
次に、細骨材Ｂ及び水Ｂを計量するべく、計量容器１１ａをいったん取り外し、代わりに計量容器１１ｂをロードセル８に載せる。次に、細骨材Ａ及び水Ａの計量方法と同様、計量容器１１ｂ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から計量容器１１ｂ内に水Ｂを投入するとともに、細骨材貯留ホッパー３に貯留されている細骨材Ｂを水浸状態となるように計量容器１１ｂ内に投入し、計量容器１１ｂ内を水浸骨材で満たす。
【００６０】
以下、細骨材Ａ及び水Ａの計量手順と同様にして、基準容積の２／３に相当する細骨材Ｂ及び水Ｂの計量を行い、しかる後、これらをセメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量の２／３に相当する分の練混ぜを行う。
【００６１】
次に、細骨材Ｃ及び水Ｃを計量するべく、計量容器１１ｂをいったん取り外し、代わりに計量容器１１ｃをロードセル８に載せる。次に、細骨材Ａ及び水Ａの計量方法と同様、計量容器１１ｃ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から計量容器１１ｃ内に水Ｃを投入するとともに、細骨材貯留ホッパー３に貯留されている細骨材Ｃを水浸状態となるように計量容器１１ｃ内に投入し、計量容器１１ｃ内を水浸骨材で満たす。
【００６２】
以下、細骨材Ａ及び水Ａの計量手順と同様にして、基準容積の１／２に相当する細骨材Ｃ及び水Ｃの計量を行い、しかる後、これらをセメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量の１／２に相当する分の練混ぜを行う。
【００６３】
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１によれば、どの計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃで計量する場合でも、深さが同一である基準水位が計測水位となるため、水位計測の精度がどの計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃでも等しくなる。すなわち、水位計測は、深さが異なれば、その精度も変動する。具体的に説明すると、例えば±１ｍｍの誤差で水位を計測する場合、深さが１ｍの場合には、精度は１／１０００となるが、深さが５０ｃｍの場合には、精度は、１／５００となる。
【００６４】
一方、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置によれば、上述したようにどの計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃで計量しても、深さが同一である基準水位が計測水位となるため、、計測水位の精度、ひいては該計測水位から求まる水浸骨材の全容量の精度を同一にすることが可能となり、かくして、必要骨材量が異なる場合であっても、それらの全容積の精度、ひいては骨材計量精度を揃えることが可能となる。
【００６５】
また、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置１によれば、細骨材の表面水を、湿潤状態が異なる細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可能となる。すなわち、細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、湿潤状態が異なる細骨材を用いても、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。
【００６６】
本実施形態では、細骨材の計量に本発明を適用したが、これに代えて、粗骨材の計量に用いてもよい。また、複数の骨材、すなわち、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複数の骨材を混ぜ合わせてコンクリート材料にする際には、各骨材の計量値が異なる場合が多いが、かかる場合にも、本発明に係る計量装置を適用することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、説明の便宜上、同一深さとなる基準水位以下の計量容器内の容積を、それぞれ混練ミキサーの定量、定量×２／３、定量×１／２としたが、かかる容積に限定されるものではないことは言うまでもない。
【００６８】
また、本実施形態では、複数の計量容器を３つとしたが、かかる個数に限定されるものではないことももちろんである。
【００６９】
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、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。
【００７０】
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、全容量Ｖfに（１―ａ／１００）を乗じればよい。
【００７１】
（第２実施形態）
【００７２】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態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。
【００７３】
図５は、本実施形態に係る計量装置４１を示した全体図である。同図でわかるように、本実施形態に係る計量装置４１は、水を貯留する水貯留ホッパー２と、骨材である細骨材を貯留する細骨材貯留ホッパー３と、水貯留ホッパー２及び細骨材貯留ホッパー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３つの計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃと、該計量容器内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段としてのロードセル８とから概ね構成してあり、水貯留ホッパー２は、その底部に接続され吐出口が計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ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とともに給水手段を構成し、細骨材貯留ホッパー３は、吐出口が計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃの上方に位置決めされた細骨材供給管７とともに骨材供給手段を構成する。なお、図５には、便宜上、計量容器４４ａのみを示してあり、他の計量容器４４ｂ、４４ｃについては、計量容器４４ａとともに図６に示してある。
【００７４】
計量容器４４ａは、図７に示した断面図でよくわかるように、容器本体５２ａと該容器本体の底部開口１５ａに開閉自在に取り付けることができる底蓋９ａとからなり、該底蓋を閉じて水密性を保持した状態で細骨材を水浸骨材として水とともに収容して該水浸骨材の計量を行うとともに、計量が終わった水浸骨材を底蓋９ａを開いて下方に排出するように構成してある。計量容器４４ｂ、４４ｃについても計量容器４４ａと同様、容器本体５２ｂ、５２ｃと該容器本体の底部開口に開閉自在に取り付けることができる底蓋９ｂ、９ｃとからなり、該底蓋を閉じた状態で細骨材を水浸骨材として水とともに収容して該水浸骨材の計量を行うとともに、計量が終わった水浸骨材を底蓋９ｂ、９ｃを開いて下方に排出するように構成してある。
【００７５】
容器本体５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、容器本体４ａ、４ｂ、４ｃと同様、下方に行くほど内径が大きくなるよう、それぞれ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容器本体内で閉塞させることなく、底蓋９ａ、９ｂ、９ｃ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。なお、底蓋９ａ、９ｂ、９ｃについては、第１実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００７６】
水貯留ホッパー２、細骨材貯留ホッパー３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計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃの鍔状円環部１６ａ、１６ｂ、１６ｃを載せて計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃをそれぞれ吊持することで、該各計量容器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、計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ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。
【００７７】
ここで、容器本体５２ａ、５２ｂ、５２ｃを構成する各壁体には、図５乃至図７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５１を形成してあるとともに、オーバーフロー用開口５１の下縁位置に沿って溝状のガイド部材５７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、計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃの周面をつたうことなく、オーバーフロー用開口５１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。
【００７８】
オーバーフロー用開口５１は、その下縁を深さｈ2が同一となる基準水位に一致させてあり、該基準水位に計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ内の水浸骨材の水位を保持する水位保持手段として機能する。
【００７９】
ここで、計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃは、かかる基準水位以下の容積が互いに異なるように構成してある。具体的には、計量容器４４ａは、図示しない混練ミキサーの仕様で定められた定量のコンクリート材料を練り混ぜる際に必要となる水浸骨材の容積（以下、基準容積と呼ぶ）に上述した基準水位以下の容積が一致するように構成してある。また、計量容器４４ｂは、基準容積の２／３に相当する容積に基準水位以下の容積が一致するように構成してある。同様に、計量容器４４ｃは、基準容積の１／２に相当する容積に基準水位以下の容積が一致するように構成してある。
【００８０】
本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置４１を用いて水浸骨材を計量するにあたっては、混練ミキサーの定量に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な水浸骨材（細骨材Ａ＋水Ａ）、混練ミキサーの定量の２／３に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な水浸骨材（細骨材Ｂ＋水Ｂ）及び混練ミキサーの定量の１／２に相当するコンクリート材料を練り混ぜるための水浸骨材（細骨材Ｃ＋水Ｃ）の三種類の水浸骨材を計量する場合を例として説明する。
【００８１】
まず、細骨材Ａ及び水Ａを計量するには、容器本体５２ａの底部開口１５ａを底蓋９ａで閉じて計量容器４４ａ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から計量容器４４ａ内に水Ａを投入するとともに、細骨材貯留ホッパー３に貯留されている細骨材Ａを水浸状態となるように計量容器４４ａ内に投入し、図８に示すように計量容器４４ａ内を水浸骨材６１で満たす。
【００８２】
計量容器４４ａに細骨材Ａ及び水Ａを投入するにあたっては、水浸骨材６１への気泡混入を抑制すべく、水Ａを先行投入し、しかる後に細骨材Ａを投入するのが望ましい。また、細骨材Ａを細骨材貯留ホッパー３から計量容器４４ａ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貯留ホッパー３の直下から計量容器４４ａ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。
【００８３】
ここで、水Ａ及び細骨材Ａを投入して計量容器４４ａ内を水浸骨材６１で満たすにあたっては、図８でよくわかるように、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５１から溢れ出るようにする。
【００８４】
このようにすると、オーバーフロー用開口５１から水６２が溢れ出る水位レベルは基準水位となるから、上述したように水浸骨材６１を満たせば、水浸骨材６１の全容量Ｖfを求めるのに用いる水位は、常に基準水位となる。なお、全容量Ｖfは、最初のキャリブレーション時に一度計測しておくことにより、その後の計測を省略することが可能であり、既知の値として扱うことができる。
【００８５】
一方、水浸骨材６１の全質量Ｍfをロードセル８で計測する。水浸骨材６１の全質量Ｍfは、ロードセル８による計測値から、水浸骨材６１が収容されていない空の計量容器４４ａの質量を差し引けばよい。
【００８６】
次に、水浸骨材６１の全質量Ｍf及び全容量Ｖfから以下の式を用いて細骨材Ａの表乾状態の質量Ｍa及び水Ａの質量Ｍwを算出する。
Ｍa＋Ｍw＝Ｍf （１）
Ｍa／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf （２）
【００８７】
（１）式及び（２）式において、ρaは細骨材Ａの表乾状態における密度を、ρwは水の密度を表す。
【００８８】
かかる計測は、先行投入された水Ａに細骨材Ａの投入を徐々に行いながら、リアルタイムに又は所定時間間隔で繰り返し行い、細骨材Ａの表乾状態の質量Ｍaが混練ミキサーの定量に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な細骨材Ａの質量に達したとき、細骨材Ａの投入を終了するようにするのが望ましい。
【００８９】
次に、細骨材Ａの投入を終了した時点での水Ａの質量Ｍwと練り混ぜに必要な水Ａの質量とを比較することで、水の過不足分を求め、過剰であれば、その過剰分だけバキューム等で排水除去し、不足していれば、その不足分の水を補充した上、セメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量分の練混ぜを行う。
【００９０】
次に、細骨材Ｂ及び水Ｂを計量するべく、計量容器４４ａをいったん取り外し、代わりに計量容器４４ｂをロードセル８に載せる。次に、細骨材Ａ及び水Ａの計量方法と同様、計量容器４４ｂ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から計量容器４４ｂ内に水Ｂを投入するとともに、細骨材貯留ホッパー３に貯留されている細骨材Ｂを水浸状態となるように計量容器４４ｂ内に投入し、計量容器４４ｂ内を水浸骨材で満たす。
【００９１】
以下、細骨材Ａ及び水Ａの計量手順と同様にして、基準容積の２／３に相当する細骨材Ｂ及び水Ｂの計量を行い、しかる後、これらをセメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量の２／３に相当する分の練混ぜを行う。
【００９２】
次に、細骨材Ｃ及び水Ｃを計量するべく、計量容器４４ｂをいったん取り外し、代わりに計量容器４４ｃをロードセル８に載せる。次に、細骨材Ａ及び水Ａの計量方法と同様、計量容器４４ｃ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から計量容器４４ｃ内に水Ｃを投入するとともに、細骨材貯留ホッパー３に貯留されている細骨材Ｃを水浸状態となるように計量容器４４ｃ内に投入し、計量容器４４ｃ内を水浸骨材で満たす。
【００９３】
以下、細骨材Ａ及び水Ａの計量手順と同様にして、基準容積の１／２に相当する細骨材Ｃ及び水Ｃの計量を行い、しかる後、これらをセメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量の１／２に相当する分の練混ぜを行う。
【００９４】
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４１によれば、どの計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃで計量する場合でも、深さが同一である基準水位においてオーバーフロー用開口５１から水がオーバーフローするため、水位の精度がどの計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃでも等しくなる。
【００９５】
したがって、水位の精度、ひいては該水位から求まる水浸骨材の全容量の精度を同一にすることが可能となり、かくして、必要骨材量が異なる場合であっても、それらの全容積の精度、ひいては骨材計量精度を揃えることが可能となる。
【００９６】
また、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置４１によれば、細骨材の表面水を、湿潤状態が異なる細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可能となる。すなわち、細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、湿潤状態が異なる細骨材を用いても、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。
【００９７】
本実施形態では、細骨材の計量に本発明を適用したが、これに代えて、粗骨材の計量に用いてもよい。また、複数の骨材、すなわち、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複数の骨材を混ぜ合わせてコンクリート材料にする際には、各骨材の計量値が異なる場合が多いが、かかる場合にも、本発明に係る計量装置を適用することができる。
【００９８】
また、本実施形態では、説明の便宜上、同一深さとなる基準水位以下の計量容器内の容積を、それぞれ混練ミキサーの定量、定量×２／３、定量×１／２としたが、かかる容積に限定されるものではないことは言うまでもない。
【００９９】
また、本実施形態では、複数の計量容器を３つとしたが、かかる個数に限定されるものではないことももちろんである。
【０１００】
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、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。
【０１０１】
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、全容量Ｖfに（１―ａ／１００）を乗じればよい。
【０１０２】
（第３実施形態）
【０１０３】
次に、第３実施形態について説明する。なお、第１、第２実施形態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。
【０１０４】
図９は、本実施形態に係る計量装置７１を示した全体図である。同図でわかるように、本実施形態に係る計量装置７１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７７と、水貯留ホッパー２及び細骨材計量容器７７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３つの計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃと、細骨材計量容器７７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７８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計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ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及び給排水量計測手段としての流量計７３とともに給水手段を構成する。
【０１０５】
なお、細骨材計量容器７７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、吐出口が計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ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。
【０１０６】
また、図９には、便宜上、計量容器４４ａのみを示してあり、他の計量容器４４ｂ、４４ｃについては、計量容器４４ａとともに図１０に示してある。
【０１０７】
ここで、水貯留ホッパー２、計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ及びロードセル７８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７７の上端開口縁部に取り付けられた鍔状円環部７２を載せて細骨材計量容器７７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７８で計測できるようになっている。ロードセル７８は、細骨材計量容器７７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。
【０１０８】
計量容器４４ａは、図１１に示した断面図でよくわかるように、容器本体５２ａと該容器本体の底部開口１５ａに開閉自在に取り付けることができる底蓋９ａとからなり、該底蓋を閉じて水密性を保持した状態で細骨材を水浸骨材として水とともに収容して該水浸骨材の計量を行うとともに、計量が終わった水浸骨材を底蓋９ａを開いて下方に排出するように構成してある。計量容器４４ｂ、４４ｃについても計量容器４４ａと同様、容器本体５２ｂ、５２ｃと該容器本体の底部開口に開閉自在に取り付けることができる底蓋９ｂ、９ｃとからなり、該底蓋を閉じた状態で細骨材を水浸骨材として水とともに収容して該水浸骨材の計量を行うとともに、計量が終わった水浸骨材を底蓋９ｂ、９ｃを開いて下方に排出するように構成してある。
【０１０９】
容器本体５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、容器本体４ａ、４ｂ、４ｃと同様、下方に行くほど内径が大きくなるよう、それぞれ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容器本体内で閉塞させることなく、底蓋９ａ、９ｂ、９ｃ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。なお、底蓋９ａ、９ｂ、９ｃについては、第１実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０１１０】
ここで、容器本体５２ａ、５２ｂ、５２ｃを構成する各壁体には、図９乃至図１１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５１を形成してあるとともに、オーバーフロー用開口５１の下縁位置に沿って溝状のガイド部材５７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、計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃの周面をつたうことなく、オーバーフロー用開口５１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。
【０１１１】
オーバーフロー用開口５１は、その下縁を深さｈ3が同一となる基準水位に一致させてあり、該基準水位に計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ内の水浸骨材の水位を保持する水位保持手段として機能する。
【０１１２】
ここで、計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃは、かかる基準水位以下の容積が互いに異なるように構成してある。具体的には、計量容器４４ａは、図示しない混練ミキサーの仕様で定められた定量のコンクリート材料を練り混ぜる際に必要となる水浸骨材の容積（以下、基準容積と呼ぶ）に上述した基準水位以下の容積が一致するように構成してある。また、計量容器４４ｂは、基準容積の２／３に相当する容積に基準水位以下の容積が一致するように構成してある。同様に、計量容器４４ｃは、基準容積の１／２に相当する容積に基準水位以下の容積が一致するように構成してある。
【０１１３】
一方、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置７１は、図１１の断面図でよくわかるように、オーバーフロー用開口５１から溢れ出てガイド部材５７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７４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質量計７５とを備えており、上述した流量計７３によって計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃへの投入水量を計測するとともに、質量計７５によって計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ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。
【０１１４】
本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置７１を用いて水浸骨材を計量するにあたっては、混練ミキサーの定量に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な水浸骨材（細骨材Ａ＋水Ａ）、混練ミキサーの定量の２／３に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な水浸骨材（細骨材Ｂ＋水Ｂ）及び混練ミキサーの定量の１／２に相当するコンクリート材料を練り混ぜるための水浸骨材（細骨材Ｃ＋水Ｃ）の三種類の水浸骨材を計量する場合を例として説明する。
【０１１５】
細骨材Ａ及び水Ａを計量するには、まず、細骨材計量容器７７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７８で計測する。
【０１１６】
細骨材計量容器７７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７８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７７の質量を差し引けばよい。
【０１１７】
次に、容器本体５２ａの底部開口１５ａを底蓋９ａで閉じて計量容器４４ａ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から計量容器４４ａ内に水Ａを投入するとともに、細骨材計量容器７７に貯留されている細骨材Ａを水浸状態となるように計量容器４４ａ内に投入し、図１２に示すように計量容器４４ａ内を水浸骨材８１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７３で計測する一方、オーバーフロー用開口５１から溢れ出た水を貯留容器７４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７５で計測する。
【０１１８】
計量容器４４ａに細骨材Ａ及び水Ａを投入するにあたっては、水浸骨材８１への気泡混入を抑制すべく、水Ａを先行投入し、しかる後に細骨材Ａを投入するのが望ましい。また、細骨材Ａを細骨材計量容器７７から計量容器４４ａ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７７の直下から計量容器４４ａ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。
【０１１９】
ここで、水Ａ及び細骨材Ａを投入して計量容器４４ａ内を水浸骨材８１で満たすにあたっては、図１２でよくわかるように、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５１から溢れ出るようにする。
【０１２０】
このようにすると、オーバーフロー用開口５１から水８２が溢れ出る水位レベルは基準水位となるから、上述したように水浸骨材８１を満たせば、水浸骨材８１の全容量Ｖfを求めるのに用いる水位は、常に基準水位となる。なお、全容量Ｖfは、最初のキャリブレーション時に一度計測しておくことにより、その後の計測を省略することが可能であり、既知の値として扱うことができる。
【０１２１】
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８１中の水の質量Ｍwを以下の２式、すなわち、
Ｍa＋Ｍw＝Ｍaw＋（ＭI―ＭO） （３）
Ｍa／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf （４）
から求めるとともに、必要に応じて細骨材の表面水率を、次式
（Ｍaw―Ｍa）／Ｍa （５）
により算出する。
【０１２２】
かかる計測は、先行投入された水Ａに細骨材Ａの投入を徐々に行いながら、リアルタイムに又は所定時間間隔で繰り返し行い、細骨材Ａの表乾状態の質量Ｍaが混練ミキサーの定量に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な細骨材Ａの質量に達したとき、細骨材Ａの投入を終了するようにするのが望ましい。
【０１２３】
次に、細骨材Ａの投入を終了した時点での水Ａの質量Ｍwと練り混ぜに必要な水Ａの質量とを比較することで、水の過不足分を求め、過剰であれば、その過剰分だけバキューム等で排水除去し、不足していれば、その不足分の水を補充した上、セメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量分の練混ぜを行う。
【０１２４】
次に、細骨材Ｂ及び水Ｂを計量するべく、計量容器４４ａをいったん取り外し、代わりに計量容器４４ｂを架台に設置する。次に、細骨材Ａ及び水Ａの計量方法と同様、まず、細骨材計量容器７７に貯留された湿潤状態における細骨材Ｂの質量Ｍawをロードセル７８で計測し、次に、計量容器４４ｂ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から計量容器４４ｂ内に水Ｂを投入するとともに、骨材計量容器７７に貯留されている細骨材Ｂを水浸状態となるように計量容器４４ｂ内に投入し、計量容器４４ｂ内を水浸骨材で満たす。
また、それと同時に、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７３で計測する一方、オーバーフロー用開口５１から溢れ出た水を貯留容器７４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７５で計測する。
【０１２５】
以下、細骨材Ａ及び水Ａの計量手順と同様にして、基準容積の２／３に相当する細骨材Ｂ及び水Ｂの計量を行い、しかる後、これらをセメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量の２／３に相当する分の練混ぜを行う。
【０１２６】
次に、細骨材Ｃ及び水Ｃを計量するべく、計量容器４４ｂをいったん取り外し、代わりに計量容器４４ｃを架台に設置する。次に、細骨材Ａ及び水Ａの計量方法と同様、まず、細骨材計量容器７７に貯留された湿潤状態における細骨材Ｃの質量Ｍawをロードセル７８で計測し、次に、計量容器４４ｃ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から計量容器４４ｃ内に水Ｃを投入するとともに、骨材計量容器７７に貯留されている細骨材Ｃを水浸状態となるように計量容器４４ｃ内に投入し、計量容器４４ｃ内を水浸骨材で満たす。また、それと同時に、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７３で計測する一方、オーバーフロー用開口５１から溢れ出た水を貯留容器７４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７５で計測する。
【０１２７】
以下、細骨材Ａ及び水Ａの計量手順と同様にして、基準容積の１／２に相当する細骨材Ｃ及び水Ｃの計量を行い、しかる後、これらをセメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量の１／２に相当する分の練混ぜを行う。
【０１２８】
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７１によれば、どの計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃで計量する場合でも、深さが同一である基準水位においてオーバーフロー用開口５１から水がオーバーフローするため、水位の精度がどの計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃでも等しくなる。
【０１２９】
したがって、水位の精度、ひいては該水位から求まる水浸骨材の全容量の精度を同一にすることが可能となり、かくして、必要骨材量が異なる場合であっても、それらの全容積の精度、ひいては骨材計量精度を揃えることが可能となる。
【０１３０】
また、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置７１によれば、細骨材の表面水を、湿潤状態が異なる細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可能となる。すなわち、細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、湿潤状態が異なる細骨材を用いても、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。
【０１３１】
本実施形態では、細骨材の計量に本発明を適用したが、これに代えて、粗骨材の計量に用いてもよい。また、複数の骨材、すなわち、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複数の骨材を混ぜ合わせてコンクリート材料にする際には、各骨材の計量値が異なる場合が多いが、かかる場合にも、本発明に係る計量装置を適用することができる。
【０１３２】
また、本実施形態では、説明の便宜上、同一深さとなる基準水位以下の計量容器内の容積を、それぞれ混練ミキサーの定量、定量×２／３、定量×１／２としたが、かかる容積に限定されるものではないことは言うまでもない。
【０１３３】
また、本実施形態では、複数の計量容器を３つとしたが、かかる個数に限定されるものではないことももちろんである。
【０１３４】
また、本実施形態ではロードセル７８を圧縮型とし、設置数を３個としたが、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。
【０１３５】
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、全容量Ｖfに（１―ａ／１００）を乗じればよい。
【０１３６】
また、本実施形態では、計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ内に投入された水の量ＭIを累積値として流量計７３で計測するようにしたが、これに代えて、例えば、計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ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基準水位と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、流量計７３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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
【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によれば、相異なる骨材量を、それぞれに応じた容積を持つ複数の計量容器でそれぞれ計量するとともに、その計量の際、深さが同一である基準水位で水位を計測し、あるいは該基準水位で水浸骨材の水位を保持するようにしたので、水位の精度、ひいては該水位から求まる水浸骨材の全容量の精度を同一にすることが可能となり、かくして、必要骨材量が異なる場合であっても、それらの全容積の精度、ひいては骨材計量精度を揃えることが可能となる。
【０１３９】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１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】各計量容器を示した側面図。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図４】第１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】第２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６】各計量容器を示した側面図。
【図７】図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図８】第２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９】第３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１０】各計量容器を示した側面図。
【図１１】図９のＣ−Ｃ線に沿う断面図。
【図１２】第３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。
【符号の説明】
１、４１、７１ 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 細骨材貯留ホッパー（骨材供給手段）
４ａ、４ｂ、４ｃ、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ
容器本体
８ 水浸骨材質量計測手段（ロードセル）
９ａ、９ｂ、９ｃ 底蓋
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ
計量容器
１２ 電極式変位センサー（水位計測手段）
１７ 吸引装置（水位調整手段）
５１ オーバーフロー用開口（水位保持手段）
７７ 細骨材計量容器（骨材計量容器）
７８ ロードセル（骨材質量計測手段）
７３ 流量計（給排水量計測手段）
７５ 質量計（給排水量計測手段）
【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】
本出願人はこのような問題点を踏まえて数多くの実験を繰り返し、その結果、骨材を水浸骨材として計量することによって、骨材の表面水を水浸骨材中の水の質量として間接的に計量することができることをあらたに見いだした。
【０００９】
かかる技術によれば、まず、骨材を水浸骨材として水とともに所定の計量容器に収容し、次に計量容器内に収容された水浸骨材の全質量Ｍf及び全容量Ｖfを直接若しくは間接的に計測することにより又は計量容器の内容積が既知であることを利用することによって該水浸骨材の全質量Ｍf及び全容量Ｖfを知り、次いで、これらの値を用いて水浸骨材中の骨材の表乾状態における質量Ｍa及び水の質量Ｍwを算出する。
【００１０】
かかる方法によれば、骨材の表面水率を事前に計測せずとも、該骨材の表面水をコンクリート材料である水の質量の一部として正確に反映させることができる。
【００１１】
ここで、全容量Ｖfを電極式変位センサーのような水位計測手段で計測する場合、その計測誤差は、計量容器内の水浸骨材の深さによって変動する。すなわち、計測誤差は、同一容量で考えれば、水浸骨材が深いほど小さく、浅いほど大きくなる。そして、既知の値を採用する場合であっても、その既知の値として最初のキャリブレーションにおける計測値を用いることが多いため、やはり同様の状況が生じる。
【００１２】
一方、コンクリートの示方配合は、当然ながら所望の圧縮強度等によってそのつど単位水量やセメント量が異なり、計量すべき骨材量も異なる。また、混練ミキサーを使った練混ぜを行うときの練混ぜ量も、その混練ミキサーの仕様で決まる定量に必ずしも一致させるとは限らず、該定量を１バッチとすることもあれば、定量の半分を１バッチとすることもあり、かかる場合においては、骨材の計量値も二分の１あるいは倍に変動することとなる。
【００１３】
しかしながら、このような状況において骨材計量をそのつど同一の容器で行うものとすると、計量容器内の水浸骨材は計量作業ごとにその深さが変動するため、それに応じて計量誤差も変動し、かくして骨材計量の精度が骨材量によって変化してしまうという問題を生じていた。
【００１４】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、計量すべき骨材量に関わらず骨材計量の精度を一定に維持することが可能なコンクリート材料の計量装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、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、骨材を供給する骨材供給手段と、給水手段と、前記骨材供給手段から供給された骨材を前記給水手段から供給された水とともに水浸骨材として収容する複数の計量容器と、該複数の計量容器内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段と、前記複数の計量容器内の水浸骨材の水位を計測する水位計測手段と、前記複数の計量容器内から排水することによって前記水浸骨材の水位を調整する水位調整手段とからなり、前記複数の計量容器の底部開口には該計量容器内の水密性を保持可能な底蓋を開閉自在にそれぞれ取り付けるとともに、前記複数の計量容器を、深さが同一となる基準水位以下の容積が互いに異なるように構成してなり、計量の際は、該複数の計量容器から必要骨材量に応じた計量容器を選択するとともに、前記水位計測手段で水位を計測監視しながら該計量容器内の水浸骨材の水位が前記基準水位に保持されるように前記水位調整手段を駆動制御するものである。
【００１６】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量装置は請求項２に記載したように、骨材を供給する骨材供給手段と、給水手段と、前記骨材供給手段から供給された骨材を前記給水手段から供給された水とともに水浸骨材として収容する複数の計量容器と、該計量容器内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段と、前記複数の計量容器内の水浸骨材の水位を深さが同一となる基準水位に保持する水位保持手段とからなり、前記複数の計量容器の底部開口には該計量容器内の水密性を保持可能な底蓋を開閉自在にそれぞれ取り付けるとともに、前記複数の計量容器を前記基準水位以下の容積が互いに異なるようにそれぞれ構成し、計量の際は、該複数の計量容器から必要骨材量に応じた計量容器を選択するようになっているものである。
【００１７】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量装置は請求項３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複数の計量容器と、前記複数の計量容器内の水浸骨材の水位を深さが同一となる基準水位に保持する水位保持手段と、前記複数の計量容器への給排水量を累積値として計測する給排水量計測手段とを備え、前記複数の計量容器の底部開口には該計量容器内の水密性を保持可能な底蓋を開閉自在にそれぞれ取り付けるとともに、前記複数の計量容器を前記基準水位以下の容積が互いに異なるように構成し、計量の際は、該複数の計量容器から必要骨材量に応じた計量容器を選択するようになっているものである。
【００１８】
また、本発明に係るコンクリート材料の計量装置は、前記水位保持手段を、前記計量容器内の水が外側に溢れ出るように該計量容器の容器本体の所定高さ位置に形成されたオーバーフロー用開口で構成したものである。
【００１９】
請求項１の発明に係るコンクリート材料の計量装置においては、複数の計量容器を、深さが同一となる基準水位以下の容積が互いに異なるように構成してあり、計量の際は、コンクリートの練混ぜに必要な骨材量に応じた計量容器を上述した複数の計量容器から選択するとともに、水位計測手段で水位を計測監視しながら計量容器内の水浸骨材の水位が基準水位に保持されるように水位調整手段を駆動制御する。
【００２０】
このようにすると、どの計量容器で計量する場合でも、深さが同一である基準水位が計測水位となるため、水位計測の精度、ひいては水浸骨材の全容量に換算されたときの精度がどの計量容器でも等しくなる。
【００２１】
したがって、必要骨材量が異なる場合であっても、それらの全容積の精度、ひいては骨材計量精度を揃えることが可能となる。
【００２２】
水位調整手段は、例えば、水を吸引除去する吸引装置で構成し、計量容器内の水浸骨材の水位が基準水位よりも上回ったとき、水位計測手段からの計測値を制御量として吸引装置を駆動制御するようすればよい。
【００２３】
コンクリートの練混ぜに必要な骨材量は、コンクリートの示方配合や混練ミキサーの仕様で定まる定量で異なるし、その定量を練混ぜ量とするか定量よりも少ない量を練混ぜ量とするかでも異なってくる。さらには、例えば所望の粒度を得るために複数の骨材を混ぜ合わせる場合にも各骨材の量は当然異なってくる。
【００２４】
具体的な例で考えると、混練ミキサーの定量を１バッチとして混練する場合、定量の２／３を１バッチとして混練する場合、及び定量の１／２を１バッチとして混練する場合がある状況では、深さが同一となる水位以下の容積がそれぞれ定量、定量×２／３、定量×１／２となる３つの計量容器で計量を行う。
【００２５】
請求項２の発明に係るコンクリート材料の計量装置においては、複数の計量容器内の水浸骨材の水位を深さが同一となる基準水位に保持する水位保持手段を備えており、計量の際は、コンクリートの練混ぜに必要な骨材量に応じた計量容器を複数の計量容器から選択するとともに、上述した水位保持手段で水浸骨材の水位を基準水位に保持する。
【００２６】
このようにすると、どの計量容器で計量する場合でも、水浸骨材の水位は、深さが同一である基準水位に常に一致するため、水位計測の精度、ひいては水浸骨材の全容量に換算されたときの精度がどの計量容器でも等しくなる。
【００２７】
したがって、必要骨材量が異なる場合であっても、それらの全容積の精度、ひいては骨材計量精度を揃えることが可能となる。
【００２８】
コンクリートの練混ぜに必要な骨材量は、コンクリートの示方配合や混練ミキサーの仕様で定まる定量で異なるし、その定量を練混ぜ量とするか定量よりも少ない量を練混ぜ量とするかでも異なってくる。さらには、例えば所望の粒度を得るために複数の骨材を混ぜ合わせる場合にも各骨材の量は当然異なってくる。
【００２９】
具体的な例で考えると、混練ミキサーの定量を１バッチとして混練する場合、定量の２／３を１バッチとして混練する場合、及び定量の１／２を１バッチとして混練する場合がある状況では、深さが同一となる水位以下の容積がそれぞれ定量、定量×２／３、定量×１／２となる３つの計量容器で計量を行う。
【００３０】
請求項３の発明に係るコンクリート材料の計量装置においては、複数の計量容器内の水浸骨材の水位を深さが同一となる基準水位に保持する水位保持手段を備えており、計量の際は、コンクリートの練混ぜに必要な骨材量に応じた計量容器を複数の計量容器から選択するとともに、上述した水位保持手段で水浸骨材の水位を基準水位に保持する。
【００３１】
このようにすると、どの計量容器で計量する場合でも、水浸骨材の水位は、深さが同一である基準水位に常に一致するため、水位計測の精度、ひいては水浸骨材の全容量に換算されたときの精度がどの計量容器でも等しくなる。
【００３２】
したがって、必要骨材量が異なる場合であっても、それらの全容積の精度、ひいては骨材計量精度を揃えることが可能となる。
【００３３】
ここで、給排水量計測手段は、給水量及び排水量を個別を計測する手段という意味ではなく、計量容器への給水量から排水量を差し引いた水量を累積値として計測することができる手段という意味であり、例えば、最初に水を投入した後は給水は行わない場合には、排水量だけを計測できれば足りる。
【００３４】
コンクリートの練混ぜに必要な骨材量は、コンクリートの示方配合や混練ミキサーの仕様で定まる定量で異なるし、その定量を練混ぜ量とするか定量よりも少ない量を練混ぜ量とするかでも異なってくる。さらには、例えば所望の粒度を得るために複数の骨材を混ぜ合わせる場合にも各骨材の量は当然異なってくる。
【００３５】
具体的な例で考えると、混練ミキサーの定量を１バッチとして混練する場合、定量の２／３を１バッチとして混練する場合、及び定量の１／２を１バッチとして混練する場合がある状況では、深さが同一となる水位以下の容積がそれぞれ定量、定量×２／３、定量×１／２となる３つの計量容器で計量を行う。
【００３６】
請求項２及び請求項３に係る発明において、計量容器内で一定の水位が保持される限り、水位保持手段をどのように構成するかは任意であり、例えば、基準水位を越える水位上昇を防止可能な吸引装置で構成したり、計量容器内の水が基準水位で外側に溢れ出るように該計量容器の壁体に形成されたオーバーフロー用開口で構成したりすることが考えられる。
【００３７】
【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。
【００３８】
（第１実施形態）
【００３９】
図１は、本実施形態に係る計量装置１を示した全体図である。同図でわかるように、本実施形態に係る計量装置１は、水を貯留する水貯留ホッパー２と、骨材である細骨材を貯留する細骨材貯留ホッパー３と、水貯留ホッパー２及び細骨材貯留ホッパー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３つの計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、該計量容器内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段としてのロードセル８と、計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ内の水位を計測する水位計測手段としての電極式変位センサ１２と、水浸骨材の水位を調整する水位調整手段としての吸引装置１７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計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ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とともに給水手段を構成し、細骨材貯留ホッパー３は、吐出口が計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃの上方に位置決めされた細骨材供給管７とともに骨材供給手段を構成する。なお、図１には、便宜上、計量容器１１ａのみを示してあり、他の計量容器１１ｂ、１１ｃについては、計量容器１１ａとともに図２に示してある。
【００４０】
計量容器１１ａは、図３に示した断面図でよくわかるように、容器本体４ａと該容器本体の底部開口１５ａに開閉自在に取り付けることができる底蓋９ａとからなり、該底蓋を閉じて水密性を保持した状態で細骨材を水浸骨材として水とともに収容して該水浸骨材の計量を行うとともに、計量が終わった水浸骨材を底蓋９ａを開いて下方に排出するように構成してある。計量容器１１ｂ、１１ｃについても計量容器１１ａと同様、容器本体４ｂ、４ｃと該容器本体の底部開口に開閉自在に取り付けることができる底蓋９ｂ、９ｃとからなり、該底蓋を閉じた状態で細骨材を水浸骨材として水とともに収容して該水浸骨材の計量を行うとともに、計量が終わった水浸骨材を底蓋９ｂ、９ｃを開いて下方に排出するように構成してある。
【００４１】
容器本体４ａ、４ｂ、４ｃは、下方に行くほど内径が大きくなるよう、それぞれ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容器本体内で閉塞させることなく、底蓋９ａ、９ｂ、９ｃ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。
【００４２】
底蓋９ａ、９ｂ、９ｃは、容器本体４ａ、４ｂ、４ｃ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それぞれ構成してあり、該円形状平板の周縁からそれぞれ延設されたＬ字状の取付けアーム１３ａ、１３ｂ、１３ｃの先端に長孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃを形成し、図示しない架台に固定されたピン１０を長孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃに挿通することにより、底蓋９ａ、９ｂ、９ｃをピン１０の廻りに回動させて容器本体４ａ、４ｂ、４ｃの底部開口を開閉できるようになっているとともに、底蓋９ａ、９ｂ、９ｃを閉じた状態では、長孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃが鉛直方向となるため、計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃからの荷重による反力がピン１０で生じるのを防止することができるようになっている。底蓋９ａを容器本体４ａの底部開口１５ａ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。底蓋９ｂ、９ｃについても同様である。
【００４３】
電極式変位センサ１２は、検知用電極を昇降させてその下端が計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ内に収容された水浸骨材の水面に触れる際の通電状態の変化を監視することで該水浸骨材の水位を計測できるようになっている。
【００４４】
水貯留ホッパー２、細骨材貯留ホッパー３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計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃの鍔状円環部１６ａ、１６ｂ、１６ｃを載せて計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃをそれぞれ吊持することで、該各計量容器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、計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ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。
【００４５】
ここで、計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃは図２でよくわかるように、深さが同一のｈ1となる基準水位以下の容積が互いに異なるように構成してある。具体的には、計量容器１１ａは、図示しない混練ミキサーの仕様で定められた定量のコンクリート材料を練り混ぜる際に必要となる水浸骨材の容積（以下、基準容積と呼ぶ）に上述した基準水位以下の容積が一致するように構成してある。また、計量容器１１ｂは、基準容積の２／３に相当する容積に基準水位以下の容積が一致するように構成してある。同様に、計量容器１１ｃは、基準容積の１／２に相当する容積に基準水位以下の容積が一致するように構成してある。
【００４６】
なお、かかる同一深さｈ1となる水位については、電極式変位センサ１２を駆動制御する制御装置（図示せず）に予め制御値として入力しておく。
【００４７】
吸引装置１７は、計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ内の水をゴムホース１８を介して吸引除去できるようになっているとともに、電極式変位センサ１２の制御装置から送られてくる水浸骨材の計測水位と基準水位との差が常に零となるように水の吸引除去を行うように構成してある。
【００４８】
本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置１を用いて水浸骨材を計量するにあたっては、混練ミキサーの定量に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な水浸骨材（細骨材Ａ＋水Ａ）、混練ミキサーの定量の２／３に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な水浸骨材（細骨材Ｂ＋水Ｂ）及び混練ミキサーの定量の１／２に相当するコンクリート材料を練り混ぜるための水浸骨材（細骨材Ｃ＋水Ｃ）の三種類の水浸骨材を計量する場合を例として説明する。
【００４９】
まず、細骨材Ａ及び水Ａを計量するには、容器本体４ａの底部開口１５ａを底蓋９ａで閉じて計量容器１１ａ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から計量容器１１ａ内に水Ａを投入するとともに、細骨材貯留ホッパー３に貯留されている細骨材Ａを水浸状態となるように計量容器１１ａ内に投入し、図４に示すように計量容器１１ａ内を水浸骨材３１で満たす。
【００５０】
計量容器１１ａに細骨材Ａ及び水Ａを投入するにあたっては、水浸骨材３１への気泡混入を抑制すべく、水Ａを先行投入し、しかる後に細骨材Ａを投入するのが望ましい。また、細骨材Ａを細骨材貯留ホッパー３から計量容器１１ａ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貯留ホッパー３の直下から計量容器１１ａ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。
【００５１】
次に、水浸骨材３１の水位を電極式変位センサ１２で計測し、該水位を用いて水浸骨材３１の全容量Ｖfを求める。ここで、全容量Ｖfを求めるにあたっては、電極式変位センサ１２の制御装置から送られてくる水浸骨材３１の計測水位と基準水位との差が常に零となるように吸引装置１７を随時作動させ、ゴムホース１８を介して過剰分を吸引除去する。
【００５２】
このようにすると、水浸骨材３１の全容量Ｖfを求めるのに用いる水位は、常に基準水位となる。
【００５３】
一方、水浸骨材３１の全質量Ｍfをロードセル８で計測する。水浸骨材３１の全質量Ｍfは、ロードセル８による計測値から、水浸骨材３１が収容されていない空の計量容器１１ａの質量を差し引けばよい。
【００５４】
次に、計測された水浸骨材３１の全質量Ｍf及び全容量Ｖfから以下の式を用いて細骨材Ａの表乾状態の質量Ｍa及び水Ａの質量Ｍwを算出する。
Ｍa＋Ｍw＝Ｍf （１）
Ｍa／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf （２）
【００５５】
（１）式及び（２）式において、ρaは細骨材Ａの表乾状態における密度を、ρwは水の密度を表す。
【００５６】
かかる計測は、先行投入された水Ａに細骨材Ａの投入を徐々に行いながら、リアルタイムに又は所定時間間隔で繰り返し行い、細骨材Ａの表乾状態の質量Ｍaが混練ミキサーの定量に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な細骨材Ａの質量に達したとき、細骨材Ａの投入を終了するようにするのが望ましい。
【００５７】
次に、細骨材の投入を終了した時点での水Ａの質量Ｍwと練り混ぜに必要な水Ａの質量とを比較することで、水の過不足分を求め、過剰であれば、その過剰分だけ吸引装置１７で排水除去し、不足していれば、その不足分の水を計量容器１１ａ内に補充する。
【００５８】
このように基準容積に相当する細骨材Ａ及び水Ａが計量されたならば、これらをセメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量分の練混ぜを行う。
【００５９】
次に、細骨材Ｂ及び水Ｂを計量するべく、計量容器１１ａをいったん取り外し、代わりに計量容器１１ｂをロードセル８に載せる。次に、細骨材Ａ及び水Ａの計量方法と同様、計量容器１１ｂ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から計量容器１１ｂ内に水Ｂを投入するとともに、細骨材貯留ホッパー３に貯留されている細骨材Ｂを水浸状態となるように計量容器１１ｂ内に投入し、計量容器１１ｂ内を水浸骨材で満たす。
【００６０】
以下、細骨材Ａ及び水Ａの計量手順と同様にして、基準容積の２／３に相当する細骨材Ｂ及び水Ｂの計量を行い、しかる後、これらをセメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量の２／３に相当する分の練混ぜを行う。
【００６１】
次に、細骨材Ｃ及び水Ｃを計量するべく、計量容器１１ｂをいったん取り外し、代わりに計量容器１１ｃをロードセル８に載せる。次に、細骨材Ａ及び水Ａの計量方法と同様、計量容器１１ｃ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から計量容器１１ｃ内に水Ｃを投入するとともに、細骨材貯留ホッパー３に貯留されている細骨材Ｃを水浸状態となるように計量容器１１ｃ内に投入し、計量容器１１ｃ内を水浸骨材で満たす。
【００６２】
以下、細骨材Ａ及び水Ａの計量手順と同様にして、基準容積の１／２に相当する細骨材Ｃ及び水Ｃの計量を行い、しかる後、これらをセメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量の１／２に相当する分の練混ぜを行う。
【００６３】
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１によれば、どの計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃで計量する場合でも、深さが同一である基準水位が計測水位となるため、水位計測の精度がどの計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃでも等しくなる。すなわち、水位計測は、深さが異なれば、その精度も変動する。具体的に説明すると、例えば±１ｍｍの誤差で水位を計測する場合、深さが１ｍの場合には、精度は１／１０００となるが、深さが５０ｃｍの場合には、精度は、１／５００となる。
【００６４】
一方、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置によれば、上述したようにどの計量容器１１ａ、１１ｂ、１１ｃで計量しても、深さが同一である基準水位が計測水位となるため、、計測水位の精度、ひいては該計測水位から求まる水浸骨材の全容量の精度を同一にすることが可能となり、かくして、必要骨材量が異なる場合であっても、それらの全容積の精度、ひいては骨材計量精度を揃えることが可能となる。
【００６５】
また、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置１によれば、細骨材の表面水を、湿潤状態が異なる細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可能となる。すなわち、細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、湿潤状態が異なる細骨材を用いても、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。
【００６６】
本実施形態では、細骨材の計量に本発明を適用したが、これに代えて、粗骨材の計量に用いてもよい。また、複数の骨材、すなわち、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複数の骨材を混ぜ合わせてコンクリート材料にする際には、各骨材の計量値が異なる場合が多いが、かかる場合にも、本発明に係る計量装置を適用することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、説明の便宜上、同一深さとなる基準水位以下の計量容器内の容積を、それぞれ混練ミキサーの定量、定量×２／３、定量×１／２としたが、かかる容積に限定されるものではないことは言うまでもない。
【００６８】
また、本実施形態では、複数の計量容器を３つとしたが、かかる個数に限定されるものではないことももちろんである。
【００６９】
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、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。
【００７０】
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、全容量Ｖfに（１―ａ／１００）を乗じればよい。
【００７１】
（第２実施形態）
【００７２】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態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。
【００７３】
図５は、本実施形態に係る計量装置４１を示した全体図である。同図でわかるように、本実施形態に係る計量装置４１は、水を貯留する水貯留ホッパー２と、骨材である細骨材を貯留する細骨材貯留ホッパー３と、水貯留ホッパー２及び細骨材貯留ホッパー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３つの計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃと、該計量容器内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段としてのロードセル８とから概ね構成してあり、水貯留ホッパー２は、その底部に接続され吐出口が計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ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とともに給水手段を構成し、細骨材貯留ホッパー３は、吐出口が計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃの上方に位置決めされた細骨材供給管７とともに骨材供給手段を構成する。なお、図５には、便宜上、計量容器４４ａのみを示してあり、他の計量容器４４ｂ、４４ｃについては、計量容器４４ａとともに図６に示してある。
【００７４】
計量容器４４ａは、図７に示した断面図でよくわかるように、容器本体５２ａと該容器本体の底部開口１５ａに開閉自在に取り付けることができる底蓋９ａとからなり、該底蓋を閉じて水密性を保持した状態で細骨材を水浸骨材として水とともに収容して該水浸骨材の計量を行うとともに、計量が終わった水浸骨材を底蓋９ａを開いて下方に排出するように構成してある。計量容器４４ｂ、４４ｃについても計量容器４４ａと同様、容器本体５２ｂ、５２ｃと該容器本体の底部開口に開閉自在に取り付けることができる底蓋９ｂ、９ｃとからなり、該底蓋を閉じた状態で細骨材を水浸骨材として水とともに収容して該水浸骨材の計量を行うとともに、計量が終わった水浸骨材を底蓋９ｂ、９ｃを開いて下方に排出するように構成してある。
【００７５】
容器本体５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、容器本体４ａ、４ｂ、４ｃと同様、下方に行くほど内径が大きくなるよう、それぞれ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容器本体内で閉塞させることなく、底蓋９ａ、９ｂ、９ｃ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。なお、底蓋９ａ、９ｂ、９ｃについては、第１実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００７６】
水貯留ホッパー２、細骨材貯留ホッパー３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計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃの鍔状円環部１６ａ、１６ｂ、１６ｃを載せて計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃをそれぞれ吊持することで、該各計量容器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、計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ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。
【００７７】
ここで、容器本体５２ａ、５２ｂ、５２ｃを構成する各壁体には、図５乃至図７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５１を形成してあるとともに、オーバーフロー用開口５１の下縁位置に沿って溝状のガイド部材５７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、計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃの周面をつたうことなく、オーバーフロー用開口５１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。
【００７８】
オーバーフロー用開口５１は、その下縁を深さｈ2が同一となる基準水位に一致させてあり、該基準水位に計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ内の水浸骨材の水位を保持する水位保持手段として機能する。
【００７９】
ここで、計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃは、かかる基準水位以下の容積が互いに異なるように構成してある。具体的には、計量容器４４ａは、図示しない混練ミキサーの仕様で定められた定量のコンクリート材料を練り混ぜる際に必要となる水浸骨材の容積（以下、基準容積と呼ぶ）に上述した基準水位以下の容積が一致するように構成してある。また、計量容器４４ｂは、基準容積の２／３に相当する容積に基準水位以下の容積が一致するように構成してある。同様に、計量容器４４ｃは、基準容積の１／２に相当する容積に基準水位以下の容積が一致するように構成してある。
【００８０】
本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置４１を用いて水浸骨材を計量するにあたっては、混練ミキサーの定量に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な水浸骨材（細骨材Ａ＋水Ａ）、混練ミキサーの定量の２／３に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な水浸骨材（細骨材Ｂ＋水Ｂ）及び混練ミキサーの定量の１／２に相当するコンクリート材料を練り混ぜるための水浸骨材（細骨材Ｃ＋水Ｃ）の三種類の水浸骨材を計量する場合を例として説明する。
【００８１】
まず、細骨材Ａ及び水Ａを計量するには、容器本体５２ａの底部開口１５ａを底蓋９ａで閉じて計量容器４４ａ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から計量容器４４ａ内に水Ａを投入するとともに、細骨材貯留ホッパー３に貯留されている細骨材Ａを水浸状態となるように計量容器４４ａ内に投入し、図８に示すように計量容器４４ａ内を水浸骨材６１で満たす。
【００８２】
計量容器４４ａに細骨材Ａ及び水Ａを投入するにあたっては、水浸骨材６１への気泡混入を抑制すべく、水Ａを先行投入し、しかる後に細骨材Ａを投入するのが望ましい。また、細骨材Ａを細骨材貯留ホッパー３から計量容器４４ａ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貯留ホッパー３の直下から計量容器４４ａ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。
【００８３】
ここで、水Ａ及び細骨材Ａを投入して計量容器４４ａ内を水浸骨材６１で満たすにあたっては、図８でよくわかるように、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５１から溢れ出るようにする。
【００８４】
このようにすると、オーバーフロー用開口５１から水６２が溢れ出る水位レベルは基準水位となるから、上述したように水浸骨材６１を満たせば、水浸骨材６１の全容量Ｖfを求めるのに用いる水位は、常に基準水位となる。なお、全容量Ｖfは、最初のキャリブレーション時に一度計測しておくことにより、その後の計測を省略することが可能であり、既知の値として扱うことができる。
【００８５】
一方、水浸骨材６１の全質量Ｍfをロードセル８で計測する。水浸骨材６１の全質量Ｍfは、ロードセル８による計測値から、水浸骨材６１が収容されていない空の計量容器４４ａの質量を差し引けばよい。
【００８６】
次に、水浸骨材６１の全質量Ｍf及び全容量Ｖfから以下の式を用いて細骨材Ａの表乾状態の質量Ｍa及び水Ａの質量Ｍwを算出する。
Ｍa＋Ｍw＝Ｍf （１）
Ｍa／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf （２）
【００８７】
（１）式及び（２）式において、ρaは細骨材Ａの表乾状態における密度を、ρwは水の密度を表す。
【００８８】
かかる計測は、先行投入された水Ａに細骨材Ａの投入を徐々に行いながら、リアルタイムに又は所定時間間隔で繰り返し行い、細骨材Ａの表乾状態の質量Ｍaが混練ミキサーの定量に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な細骨材Ａの質量に達したとき、細骨材Ａの投入を終了するようにするのが望ましい。
【００８９】
次に、細骨材Ａの投入を終了した時点での水Ａの質量Ｍwと練り混ぜに必要な水Ａの質量とを比較することで、水の過不足分を求め、過剰であれば、その過剰分だけバキューム等で排水除去し、不足していれば、その不足分の水を補充した上、セメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量分の練混ぜを行う。
【００９０】
次に、細骨材Ｂ及び水Ｂを計量するべく、計量容器４４ａをいったん取り外し、代わりに計量容器４４ｂをロードセル８に載せる。次に、細骨材Ａ及び水Ａの計量方法と同様、計量容器４４ｂ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から計量容器４４ｂ内に水Ｂを投入するとともに、細骨材貯留ホッパー３に貯留されている細骨材Ｂを水浸状態となるように計量容器４４ｂ内に投入し、計量容器４４ｂ内を水浸骨材で満たす。
【００９１】
以下、細骨材Ａ及び水Ａの計量手順と同様にして、基準容積の２／３に相当する細骨材Ｂ及び水Ｂの計量を行い、しかる後、これらをセメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量の２／３に相当する分の練混ぜを行う。
【００９２】
次に、細骨材Ｃ及び水Ｃを計量するべく、計量容器４４ｂをいったん取り外し、代わりに計量容器４４ｃをロードセル８に載せる。次に、細骨材Ａ及び水Ａの計量方法と同様、計量容器４４ｃ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から計量容器４４ｃ内に水Ｃを投入するとともに、細骨材貯留ホッパー３に貯留されている細骨材Ｃを水浸状態となるように計量容器４４ｃ内に投入し、計量容器４４ｃ内を水浸骨材で満たす。
【００９３】
以下、細骨材Ａ及び水Ａの計量手順と同様にして、基準容積の１／２に相当する細骨材Ｃ及び水Ｃの計量を行い、しかる後、これらをセメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量の１／２に相当する分の練混ぜを行う。
【００９４】
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４１によれば、どの計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃで計量する場合でも、深さが同一である基準水位においてオーバーフロー用開口５１から水がオーバーフローするため、水位の精度がどの計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃでも等しくなる。
【００９５】
したがって、水位の精度、ひいては該水位から求まる水浸骨材の全容量の精度を同一にすることが可能となり、かくして、必要骨材量が異なる場合であっても、それらの全容積の精度、ひいては骨材計量精度を揃えることが可能となる。
【００９６】
また、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置４１によれば、細骨材の表面水を、湿潤状態が異なる細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可能となる。すなわち、細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、湿潤状態が異なる細骨材を用いても、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。
【００９７】
本実施形態では、細骨材の計量に本発明を適用したが、これに代えて、粗骨材の計量に用いてもよい。また、複数の骨材、すなわち、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複数の骨材を混ぜ合わせてコンクリート材料にする際には、各骨材の計量値が異なる場合が多いが、かかる場合にも、本発明に係る計量装置を適用することができる。
【００９８】
また、本実施形態では、説明の便宜上、同一深さとなる基準水位以下の計量容器内の容積を、それぞれ混練ミキサーの定量、定量×２／３、定量×１／２としたが、かかる容積に限定されるものではないことは言うまでもない。
【００９９】
また、本実施形態では、複数の計量容器を３つとしたが、かかる個数に限定されるものではないことももちろんである。
【０１００】
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、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。
【０１０１】
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、全容量Ｖfに（１―ａ／１００）を乗じればよい。
【０１０２】
（第３実施形態）
【０１０３】
次に、第３実施形態について説明する。なお、第１、第２実施形態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。
【０１０４】
図９は、本実施形態に係る計量装置７１を示した全体図である。同図でわかるように、本実施形態に係る計量装置７１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７７と、水貯留ホッパー２及び細骨材計量容器７７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３つの計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃと、細骨材計量容器７７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７８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計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ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及び給排水量計測手段としての流量計７３とともに給水手段を構成する。
【０１０５】
なお、細骨材計量容器７７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、吐出口が計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ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。
【０１０６】
また、図９には、便宜上、計量容器４４ａのみを示してあり、他の計量容器４４ｂ、４４ｃについては、計量容器４４ａとともに図１０に示してある。
【０１０７】
ここで、水貯留ホッパー２、計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ及びロードセル７８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７７の上端開口縁部に取り付けられた鍔状円環部７２を載せて細骨材計量容器７７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７８で計測できるようになっている。ロードセル７８は、細骨材計量容器７７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。
【０１０８】
計量容器４４ａは、図１１に示した断面図でよくわかるように、容器本体５２ａと該容器本体の底部開口１５ａに開閉自在に取り付けることができる底蓋９ａとからなり、該底蓋を閉じて水密性を保持した状態で細骨材を水浸骨材として水とともに収容して該水浸骨材の計量を行うとともに、計量が終わった水浸骨材を底蓋９ａを開いて下方に排出するように構成してある。計量容器４４ｂ、４４ｃについても計量容器４４ａと同様、容器本体５２ｂ、５２ｃと該容器本体の底部開口に開閉自在に取り付けることができる底蓋９ｂ、９ｃとからなり、該底蓋を閉じた状態で細骨材を水浸骨材として水とともに収容して該水浸骨材の計量を行うとともに、計量が終わった水浸骨材を底蓋９ｂ、９ｃを開いて下方に排出するように構成してある。
【０１０９】
容器本体５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、容器本体４ａ、４ｂ、４ｃと同様、下方に行くほど内径が大きくなるよう、それぞれ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容器本体内で閉塞させることなく、底蓋９ａ、９ｂ、９ｃ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。なお、底蓋９ａ、９ｂ、９ｃについては、第１実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０１１０】
ここで、容器本体５２ａ、５２ｂ、５２ｃを構成する各壁体には、図９乃至図１１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５１を形成してあるとともに、オーバーフロー用開口５１の下縁位置に沿って溝状のガイド部材５７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、計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃの周面をつたうことなく、オーバーフロー用開口５１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。
【０１１１】
オーバーフロー用開口５１は、その下縁を深さｈ3が同一となる基準水位に一致させてあり、該基準水位に計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ内の水浸骨材の水位を保持する水位保持手段として機能する。
【０１１２】
ここで、計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃは、かかる基準水位以下の容積が互いに異なるように構成してある。具体的には、計量容器４４ａは、図示しない混練ミキサーの仕様で定められた定量のコンクリート材料を練り混ぜる際に必要となる水浸骨材の容積（以下、基準容積と呼ぶ）に上述した基準水位以下の容積が一致するように構成してある。また、計量容器４４ｂは、基準容積の２／３に相当する容積に基準水位以下の容積が一致するように構成してある。同様に、計量容器４４ｃは、基準容積の１／２に相当する容積に基準水位以下の容積が一致するように構成してある。
【０１１３】
一方、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置７１は、図１１の断面図でよくわかるように、オーバーフロー用開口５１から溢れ出てガイド部材５７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７４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質量計７５とを備えており、上述した流量計７３によって計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃへの投入水量を計測するとともに、質量計７５によって計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ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。
【０１１４】
本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置７１を用いて水浸骨材を計量するにあたっては、混練ミキサーの定量に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な水浸骨材（細骨材Ａ＋水Ａ）、混練ミキサーの定量の２／３に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な水浸骨材（細骨材Ｂ＋水Ｂ）及び混練ミキサーの定量の１／２に相当するコンクリート材料を練り混ぜるための水浸骨材（細骨材Ｃ＋水Ｃ）の三種類の水浸骨材を計量する場合を例として説明する。
【０１１５】
細骨材Ａ及び水Ａを計量するには、まず、細骨材計量容器７７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７８で計測する。
【０１１６】
細骨材計量容器７７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７８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７７の質量を差し引けばよい。
【０１１７】
次に、容器本体５２ａの底部開口１５ａを底蓋９ａで閉じて計量容器４４ａ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から計量容器４４ａ内に水Ａを投入するとともに、細骨材計量容器７７に貯留されている細骨材Ａを水浸状態となるように計量容器４４ａ内に投入し、図１２に示すように計量容器４４ａ内を水浸骨材８１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７３で計測する一方、オーバーフロー用開口５１から溢れ出た水を貯留容器７４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７５で計測する。
【０１１８】
計量容器４４ａに細骨材Ａ及び水Ａを投入するにあたっては、水浸骨材８１への気泡混入を抑制すべく、水Ａを先行投入し、しかる後に細骨材Ａを投入するのが望ましい。また、細骨材Ａを細骨材計量容器７７から計量容器４４ａ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７７の直下から計量容器４４ａ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。
【０１１９】
ここで、水Ａ及び細骨材Ａを投入して計量容器４４ａ内を水浸骨材８１で満たすにあたっては、図１２でよくわかるように、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５１から溢れ出るようにする。
【０１２０】
このようにすると、オーバーフロー用開口５１から水８２が溢れ出る水位レベルは基準水位となるから、上述したように水浸骨材８１を満たせば、水浸骨材８１の全容量Ｖfを求めるのに用いる水位は、常に基準水位となる。なお、全容量Ｖfは、最初のキャリブレーション時に一度計測しておくことにより、その後の計測を省略することが可能であり、既知の値として扱うことができる。
【０１２１】
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８１中の水の質量Ｍwを以下の２式、すなわち、
Ｍa＋Ｍw＝Ｍaw＋（ＭI―ＭO） （３）
Ｍa／ρa＋Ｍw／ρw＝Ｖf （４）
から求めるとともに、必要に応じて細骨材の表面水率を、次式
（Ｍaw―Ｍa）／Ｍa （５）
により算出する。
【０１２２】
かかる計測は、先行投入された水Ａに細骨材Ａの投入を徐々に行いながら、リアルタイムに又は所定時間間隔で繰り返し行い、細骨材Ａの表乾状態の質量Ｍaが混練ミキサーの定量に相当するコンクリート材料を練り混ぜるために必要な細骨材Ａの質量に達したとき、細骨材Ａの投入を終了するようにするのが望ましい。
【０１２３】
次に、細骨材Ａの投入を終了した時点での水Ａの質量Ｍwと練り混ぜに必要な水Ａの質量とを比較することで、水の過不足分を求め、過剰であれば、その過剰分だけバキューム等で排水除去し、不足していれば、その不足分の水を補充した上、セメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量分の練混ぜを行う。
【０１２４】
次に、細骨材Ｂ及び水Ｂを計量するべく、計量容器４４ａをいったん取り外し、代わりに計量容器４４ｂを架台に設置する。次に、細骨材Ａ及び水Ａの計量方法と同様、まず、細骨材計量容器７７に貯留された湿潤状態における細骨材Ｂの質量Ｍawをロードセル７８で計測し、次に、計量容器４４ｂ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から計量容器４４ｂ内に水Ｂを投入するとともに、骨材計量容器７７に貯留されている細骨材Ｂを水浸状態となるように計量容器４４ｂ内に投入し、計量容器４４ｂ内を水浸骨材で満たす。
また、それと同時に、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７３で計測する一方、オーバーフロー用開口５１から溢れ出た水を貯留容器７４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７５で計測する。
【０１２５】
以下、細骨材Ａ及び水Ａの計量手順と同様にして、基準容積の２／３に相当する細骨材Ｂ及び水Ｂの計量を行い、しかる後、これらをセメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量の２／３に相当する分の練混ぜを行う。
【０１２６】
次に、細骨材Ｃ及び水Ｃを計量するべく、計量容器４４ｂをいったん取り外し、代わりに計量容器４４ｃを架台に設置する。次に、細骨材Ａ及び水Ａの計量方法と同様、まず、細骨材計量容器７７に貯留された湿潤状態における細骨材Ｃの質量Ｍawをロードセル７８で計測し、次に、計量容器４４ｃ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から計量容器４４ｃ内に水Ｃを投入するとともに、骨材計量容器７７に貯留されている細骨材Ｃを水浸状態となるように計量容器４４ｃ内に投入し、計量容器４４ｃ内を水浸骨材で満たす。また、それと同時に、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７３で計測する一方、オーバーフロー用開口５１から溢れ出た水を貯留容器７４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７５で計測する。
【０１２７】
以下、細骨材Ａ及び水Ａの計量手順と同様にして、基準容積の１／２に相当する細骨材Ｃ及び水Ｃの計量を行い、しかる後、これらをセメント等の他のコンクリート材料とともに混練ミキサーに投入し、定量の１／２に相当する分の練混ぜを行う。
【０１２８】
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７１によれば、どの計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃで計量する場合でも、深さが同一である基準水位においてオーバーフロー用開口５１から水がオーバーフローするため、水位の精度がどの計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃでも等しくなる。
【０１２９】
したがって、水位の精度、ひいては該水位から求まる水浸骨材の全容量の精度を同一にすることが可能となり、かくして、必要骨材量が異なる場合であっても、それらの全容積の精度、ひいては骨材計量精度を揃えることが可能となる。
【０１３０】
また、本実施形態に係るコンクリート材料の計量装置７１によれば、細骨材の表面水を、湿潤状態が異なる細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可能となる。すなわち、細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、湿潤状態が異なる細骨材を用いても、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。
【０１３１】
本実施形態では、細骨材の計量に本発明を適用したが、これに代えて、粗骨材の計量に用いてもよい。また、複数の骨材、すなわち、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複数の骨材を混ぜ合わせてコンクリート材料にする際には、各骨材の計量値が異なる場合が多いが、かかる場合にも、本発明に係る計量装置を適用することができる。
【０１３２】
また、本実施形態では、説明の便宜上、同一深さとなる基準水位以下の計量容器内の容積を、それぞれ混練ミキサーの定量、定量×２／３、定量×１／２としたが、かかる容積に限定されるものではないことは言うまでもない。
【０１３３】
また、本実施形態では、複数の計量容器を３つとしたが、かかる個数に限定されるものではないことももちろんである。
【０１３４】
また、本実施形態ではロードセル７８を圧縮型とし、設置数を３個としたが、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。
【０１３５】
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、全容量Ｖfに（１―ａ／１００）を乗じればよい。
【０１３６】
また、本実施形態では、計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ内に投入された水の量ＭIを累積値として流量計７３で計測するようにしたが、これに代えて、例えば、計量容器４４ａ、４４ｂ、４４ｃ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基準水位と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、流量計７３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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
【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によれば、相異なる骨材量を、それぞれに応じた容積を持つ複数の計量容器でそれぞれ計量するとともに、その計量の際、深さが同一である基準水位で水位を計測し、あるいは該基準水位で水浸骨材の水位を保持するようにしたので、水位の精度、ひいては該水位から求まる水浸骨材の全容量の精度を同一にすることが可能となり、かくして、必要骨材量が異なる場合であっても、それらの全容積の精度、ひいては骨材計量精度を揃えることが可能となる。
【０１３９】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１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】各計量容器を示した側面図。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図４】第１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】第２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６】各計量容器を示した側面図。
【図７】図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図８】第２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９】第３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１０】各計量容器を示した側面図。
【図１１】図９のＣ−Ｃ線に沿う断面図。
【図１２】第３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。
【符号の説明】
１、４１、７１ 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 細骨材貯留ホッパー（骨材供給手段）
４ａ、４ｂ、４ｃ、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ
容器本体
８ 水浸骨材質量計測手段（ロードセル）
９ａ、９ｂ、９ｃ 底蓋
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ
計量容器
１２ 電極式変位センサー（水位計測手段）
１７ 吸引装置（水位調整手段）
５１ オーバーフロー用開口（水位保持手段）
７７ 細骨材計量容器（骨材計量容器）
７８ ロードセル（骨材質量計測手段）
７３ 流量計（給排水量計測手段）
７５ 質量計（給排水量計測手段）
Claims (4)
- 骨材を供給する骨材供給手段と、給水手段と、前記骨材供給手段から供給された骨材を前記給水手段から供給された水とともに水浸骨材として収容する複数の計量容器と、該複数の計量容器内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段と、前記複数の計量容器内の水浸骨材の水位を計測する水位計測手段と、前記複数の計量容器内から排水することによって前記水浸骨材の水位を調整する水位調整手段とからなり、前記複数の計量容器の底部開口には該計量容器内の水密性を保持可能な底蓋を開閉自在にそれぞれ取り付けるとともに、前記複数の計量容器を、深さが同一となる基準水位以下の容積が互いに異なるように構成してなり、計量の際は、該複数の計量容器から必要骨材量に応じた計量容器を選択するとともに、前記水位計測手段で水位を計測監視しながら該計量容器内の水浸骨材の水位が前記基準水位に保持されるように前記水位調整手段を駆動制御することを特徴とするコンクリート材料の計量装置。
- 骨材を供給する骨材供給手段と、給水手段と、前記骨材供給手段から供給された骨材を前記給水手段から供給された水とともに水浸骨材として収容する複数の計量容器と、該計量容器内の水浸骨材の質量を計測する水浸骨材質量計測手段と、前記複数の計量容器内の水浸骨材の水位を深さが同一となる基準水位に保持する水位保持手段とからなり、前記複数の計量容器の底部開口には該計量容器内の水密性を保持可能な底蓋を開閉自在にそれぞれ取り付けるとともに、前記複数の計量容器を前記基準水位以下の容積が互いに異なるようにそれぞれ構成し、計量の際は、該複数の計量容器から必要骨材量に応じた計量容器を選択するようになっていることを特徴とするコンクリート材料の計量装置。
- 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複数の計量容器と、前記複数の計量容器内の水浸骨材の水位を深さが同一となる基準水位に保持する水位保持手段と、前記複数の計量容器への給排水量を累積値として計測する給排水量計測手段とを備え、前記複数の計量容器の底部開口には該計量容器内の水密性を保持可能な底蓋を開閉自在にそれぞれ取り付けるとともに、前記複数の計量容器を前記基準水位以下の容積が互いに異なるように構成し、計量の際は、該複数の計量容器から必要骨材量に応じた計量容器を選択するようになっていることを特徴とするコンクリート材料の計量装置。
- 前記水位保持手段を、前記計量容器内の水が外側に溢れ出るように該計量容器の容器本体の所定高さ位置に形成されたオーバーフロー用開口で構成した請求項２又は請求項３記載のコンクリート材料の計量装置。
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