JPH0516331B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はコンクリートの練りまぜ方法に関する
ものである。

（従来技術） 一般にコンクリートプラント等においては、コ
ンクリートの製造はセメント、粗骨材、細骨材、
水等をミキサに投入し、一定時間以上練りまぜる
方法がとられている。

コンクリート製造に使用する骨材のうち、とく
に細骨材はその採取個所、天候、貯蔵の状態によ
り、表面水量が大きく変動し、その結果、練り上
り後のコンクリートの品質にバラツキが生じる。
従つて、細骨材の表面水量を正確に且つ短時間に
とらえ、表面水量の変動に合せて配合を修正する
ことがコンクリートの品質管理の重要なポイント
になる。

現在、細骨材の表面水量は、細骨材をミキサに
投入する前にその一部をサンプリングし、JIS−
Ａ−1111に準拠して値を求めている。即ち、第９
図に示すようにストツクヤード１からベルトコン
ベア２で細骨材を貯蔵ビン３に搬入し、計量ビン
４に送り込む過程で該細骨材を一部サンプリング
して表面水量測定部５でJIS−Ａ−1111に準拠し
て表面水量を測定し、その結果を配合修正部６に
与えて計量ビン４内の配合修正を行つて、計量ビ
ン４からミキサ７に細骨材を投入している。

また、コンクリートの練りまぜ時間もコンクリ
ートの品質管理の重要なポイントになる。

従来、コンクリートの練りまぜ時間の決定手順
は次のようになつている。

(イ) １バツチの練りまぜ容量を決める。

(ロ) 練りまぜ時間を３点選び、あるスランプの配
合について３回試験を行う。

(ハ) それぞれについて、モルタルの単位容積質量
差及び粗骨材量差を求める。

(ニ) 練りまぜ時間毎の試験値の標準偏差を求め
る。

(ホ) 95％信頼限界線を画き、規格値との交点の練
りまぜ時間を求めて、長い時間の方に決める。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような細骨材の表面水量の
求め方では、次のような問題点がある。

（a₁） 試験により表面水量が求まるまでに、10
分程度の時間がかかり、連続的に練り混ぜを行
つた場合、全バツチの表面水量の測定が困難。

（a₂） 計量ビン４への投入時にサンプリングを
行うため、配合修正に使用された細骨材の表面
水量と実際の値が異なる。

（a₃） サンプリング量が少ないため、サンプリ
ング箇所の相違により表面水量のバラツキが生
じる。

（a₄） 表面水量の変動を配合にフイードバツク
するため、常時サンプリング、測定のための人
員配置が必要となる。

一方、前述したような練りまぜ時間の決定の仕
方では、次のような問題点がある。

（b₁） 練りまぜ量及びスランプ値に応じて決定
していくので、測定数量が莫大になり、全ての
組合わせについて行うのは不可能であり、また
試験自体も煩雑となる。

（b₂） この方法によつて決定される練りまぜ時
間は、材料の品質変化（骨材表面水量など）は
考慮されていないため、実際の練りまぜでは表
面水量などが変動すると、品質は安定しない。

（b₃） モルタルの単位容積質量差及び単位粗骨
材量の差だけでコンクリート材料の均等性を評
価しているため、実際に必要なコンクリートの
品質（スランプ、空気量、ブリージングなど）
は保証されない。

本発明の目的は、安定した品質の確保と練りま
ぜ能率の向上を図ることができるコンクリートの
練りまぜ方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係るコンクリートの練りまぜ方法は、
セメント、粗骨材、細骨材等のコンクリート材料
をミキサに投入し、前記ミキサを回転させて練り
まぜを行う際に、練りまぜ水の加水開始時より前
記ミキサの消費電力を測定し、加水中に測定電力
値が予め設定した基準電力値に達するまでの積算
電力値を算定し、得られた積算電力値を予め保管
されている積算電力値と細骨材表面水率の対象デ
ータにあてはめて表面水率を推定し、得られた推
定表面水率をもとに修正加水量を算定して補正水
を投入し、且つ、所要品質における表面水率を適
正練りまぜエネルギーの特性曲線から前記推定表
面水率に対する適正練りまぜエネルギー値を求
め、該適正練りまぜエネルギー値に達するまで前
記ミキサを回転させ、該ミキサの練りまぜエネル
ギー値が前記適正練りまぜエネルギー値に達した
時点で前記ミキサの回転を停止させて練りまぜを
終了することを特徴とする。

（作用） コンクリート材料を練りまぜると、骨材に含ま
れる表面水の表面張力の影響で、細骨材とセメン
トの小塊を形成する。表面水量が増加すると小塊
の数が増え、ミキサの回転に影響を及ぼす抵抗が
大きくなる。この抵抗力を電力負荷で表わして積
算し、その積算電力値が基準電力値に達した時の
値を求め、この積算電力値をもとに表面水率を推
定し、この推定表面水率をもとに適正練りまぜエ
ネルギーを求め、それぞれの値に基いて加水量を
補正し、練りまぜ時間の決定を行うので、安定し
た品質のコンクリートが得られるようになり、ま
た練りまぜ能率を向上させることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。本発明者は、練りまぜ時の抵抗（換言
すればミキサ消費電力）が細骨材の表面水量に関
係があると着目し、第１図のような構成で、練り
まぜ時の表面水量とミキサ消費電力との関係を調
べた。図において、８Ｕ，８Ｖ，８Ｗは三相電源
からミキサ７のモータ７Ａに給電を行う給電線、
９は二電力計法でミキサ７の電力負荷値を求める
電力変換器、１０は三相の給電線８Ｕ，８Ｖ，８
Ｗから電力変換器８に電圧入力を与える電圧変換
器、１１は電力変換器９の出力を表示するＸ−Ｙ
レコーダ、１２は電力変換器９の出力をデイジタ
ル信号に変換するアナログ・デイジタル（Ａ／
Ｄ）ボードである。

実験によれば、加水速度を遅く（２Kg／sec）
すると、加水時のミキサ消費電力の推移は第２図
のようになり、表面水率による差が顕著となるこ
とが判明した。

また、加水速度を遅くした場合について、加水
中の水セメント比（Ｗ／Ｃ）の推移とミキサ消費
電力の関係を調べたところ、第３図に示すような
関係が得られた。この関係から、電力が降下する
際に、或る一定電力値に達した時の水セメント比
は表面水率によらず一定であることがわかつた。
このことから、表面水量が異なる場合、一定水量
に達するまでに消費される電力エネルギーに違い
が生じる。

そこで、加水時から基準電力値に達するまでの
積算電力値と表面水率の関係を求めたところ、第
４図に示すような結果が得られた。図から明らか
なように、設定した３種類の基準電力値のいずれ
においても良い相関が得られている。この関係
は、加水速度が異なる場合でも適用でき、実験で
は加水速度が１〜４Kg／secの範囲で有効性が確
認された。

更に、加水速度を任意に設定した場合、第５図
に示すように積算電力値TRに加水速度Vwを乗
じた積（TR・Vw）と表面水率の関係は常に一
定となることが確認された。

以上の実験により、任意の加水速度において表
面水率が推定できることがわかつた。

次に、適正練りまぜエネルギーによるコンクリ
ートの品質管理についても検討を行つた。

練り上つたコンクリートの品質は、練りまぜ時
間、ミキサブレード回転数、細骨材の表面水量な
どによつて変化する。これらの要因によりコンク
リート品質の変動を、練りまぜ時にミキサ７がし
た仕事量（以下、練りまぜエネルギーという。）
の差としてとらえると、第６図Ａ，Ｂ，Ｃに示す
ように、練りまぜエネルギーとコンクリートの品
質（即ち、スランプ、空気量、ブリージング率）
との関係は細骨材の表面水率がパラメータとした
１つの曲線で表わせることがわかつた。

従つて、コンクリートを一定品質とするために
は、表面水率に応じた適正な練りまぜエネルギー
を決定してやればよい。例えば、ブリーリングの
許容値を設定した場合、表面水率と適正練りまぜ
エネルギーの関係は第７図に示すようになる。こ
れにより必要に応じてブリージング率を設定する
ことによつて、表面水率に対応した練りまぜエネ
ルギーが求まる。また、スランプの変動や空気量
の変化は、第６図Ａ，Ｂより練りまぜエネルギー
が1.0wh／以下で大きくなつていることから、
これらを安定したものとするために、管理値を
1.0wh／以上に設定すれば、コンクリートの品
質は更に改善される。

このような結果をもとに本発明の本実施例で
は、次のようにして練りまぜを行つた。

(A) 指定配合により各コンクリート材料の計量を
行う。

(B) 各コンクリート材料をミキサに投入する。こ
のとき、練りまぜ水の投入速度（加水速度）は
バルブ等の操作により一定速度まで低下させ
る。練りまぜ水の投入時期は、他の材料と同時
か、或るいは空練り後のどちらでもよい。

(C) 加水開始時よりミキサ消費電力を測定し、記
録する。

(D) 加水中に測定電力値が、予め設定した基準電
力値に達するまでの積算電力値を算定する。

(E) コンピユータ等により、得られた積算電力値
を予めバツクデータとして保管されている積算
電力値と細骨材表面水率の関係データにあては
めて、表面水率の推定を行う（第４図、第５図
参照）。

(F) 推定表面水率をもとに修正加水量を算定し、
加水終了後に連続して補正水の投入を行う。

(G) 前述した(F)の作業に並行して、推定表面水率
をもとに所要品質に応じた適正練りまぜエネル
ギーを決定する（第７図参照）。

なお、(C)〜(G)にわたる処理はリアルタイムで
行われる。

(H) そのバツチで練りまぜエネルギーが適正練り
まぜエネルギーに達したかどうかを判定する。
達した場合、練りまぜを終了し、コンクリート
をミキサ７から排出する。

以上のような本実施例の練りまぜ方法のフロー
チヤート図を示すと第８図に示すようになる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明では、ミキサ積算電
力値を測定し、これにもとづいて表面水率を推定
し、この推定表面水率をもとに適正練りまぜエネ
ルギーを求め、それぞれの値に基づいて加水量を
補正し、練りまぜ時間の決定を行うので次ような
効果を得ることができる。

(a) 骨材表面水管理 （ａ−１） 連続的に練りまぜを行つた場合で
も、短時間で表面水量を測定することができ、
表面水量のバツチ間の変動をとらえることがで
きる。

（ａ−２） 練りまぜ全量の表面水量が求まるた
め、サンプリング箇所によるばらつきがない。

（ａ−３） 加水速度を任意に選択しても測定は
可能である。

（ａ−４） 練りまぜ作業のオペレータの一環と
して行うことができ、表面水測定のための人員
配置の必要がない。

（ａ−５） 従来の設備に、加水速度を制御する
ための簡易な装置（ストローク調整付シリンダ
弁など）、電力検出装置およびパソコン（市販
されている程度のもの）等を付設するだけで表
面水の管理ができるので、他のシステム（サン
ドコントローラ、水分計など）に比べて非常に
安いコストでシステム化ができる。

(b) コンクリートの品質 （ｂ−１） 細骨材の表面水量に応じて適正練り
まぜエネルギーを決定していく方法であるた
め、表面水量の変動による品質の変化がなく、
安定したコンクリートを供給できる。

（ｂ−２） スランプ、空気量などのばらつきの
範囲を練りまぜエネルギーの変化としてとらえ
ることができるので、品質管理が容易となる。

（ｂ−３） ブリージングなどの許容値を任意に
設定できるので、施工性（表面仕上げなど）を
考慮したコンクリートの製造が可能となる。

（ｂ−４） 練りまぜエネルギーは、練りまぜ量
およびミキサ容量が変化しても一定の指標値と
して扱うことができるので、任意の練りまぜ量
で安定した品質が得られる。

(c) 練りまぜ能率の向上 （ｃ−１） 従来のように一定時間練りまぜるの
ではなく、各バツチに敵した練りまぜエネルギ
ーを決定していくので、無駄な練りまぜ時間が
なくなり、コンクリートの製造能率が向上す
る。

(d) システム化 （ｄ−１） 従来のように品質管理をオペレータ
の目視や勘に頼るというものでなく、システム
として品質の自動管理が行えるので、熟練した
オペレータを必要とせず、また、少数の人員配
置で対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法によるミキサの電力測定
装置の一例を示すブロツク図、第２図は加水速度
を遅くしたときの練りまぜ時間とミキサ消費電力
との関係を示す特性図、第３図は加水中の水セメ
ント比とミキサ消費電力との関係を示す特性図、
第４図は加水時の積算電力値と細骨材表面水率の
関係を示す特性図、第５図は積算電力値と加水速
度の積と細骨材表面水率の関係を示す特性図、第
６図Ａ，Ｂ，Ｃは練りまぜエネルギーとコンクリ
ートの各性状との関係を示す特性図、第７図は細
骨材表面水率と適正練りまぜエネルギーの関係を
示す特性図、第８図は本発明の方法の工程の一例
を示すフローチヤート図、第９図は従来の工程を
示すブロツク図である。 ７……ミキサ、９……電力変換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ セメント、粗骨材、細骨材等のコンクリート
   材料をミキサに投入し、前記ミキサを回転させて
   練りまぜを行う際に、練りまぜ水の加水開始時よ
   り前記ミキサの消費電力を測定し、加水中に測定
   電力値が予め設定した基準電力値に達するまでの
   積算電力値を算定し、得られた積算電力値を予め
   保管されている積算電力値と細骨材表面水率の対
   象データにあてはめて表面水率を推定し、得られ
   た推定表面水率をもとに修正加水量を算定して補
   正水を投入し、且つ、所要品質における表面水率
   と適正練りまぜエネルギーの特性曲線から前記推
   定表面水率に対する適正練りまぜエネルギー値を
   求め、該適正練りまぜエネルギー値に達するまで
   前記ミキサを回転させ、該ミキサの練りまぜエネ
   ルギー値が前記適正練りまぜエネルギー値に達し
   た時点で前記ミキサの回転を停止させて練りまぜ
   を終了することを特徴とするコンクリートの練り
   まぜ方法。