特許 6229870 凍結融解抵抗性プレキャストコンクリート作製方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6229870

(24)【登録日】2017年10月27日

(45)【発行日】2017年11月15日

(54)【発明の名称】凍結融解抵抗性プレキャストコンクリート作製方法

(51)【国際特許分類】

   B28C 7/04 20060101AFI20171106BHJP

【ＦＩ】

   B28C7/04

【請求項の数】3

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-35776(P2013-35776)

(22)【出願日】2013年2月26日

(65)【公開番号】特開2014-162136(P2014-162136A)

(43)【公開日】2014年9月8日

【審査請求日】2015年12月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】509001043

【氏名又は名称】田澤 榮一

(73)【特許権者】

【識別番号】509001766

【氏名又は名称】笠井 哲郎

(73)【特許権者】

【識別番号】506405426

【氏名又は名称】株式会社チヨダマシナリー

(73)【特許権者】

【識別番号】000211237

【氏名又は名称】ランデス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082669

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 賢三

(74)【代理人】

【識別番号】100095337

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 伸一

(74)【代理人】

【識別番号】100095061

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 恭介

(72)【発明者】

【氏名】田澤 榮一

(72)【発明者】

【氏名】笠井 哲郎

(72)【発明者】

【氏名】北原 哲五郎

(72)【発明者】

【氏名】大月 隆行

【審査官】 小野 久子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１４９３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２８５３３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４６３０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２８Ｃ １／００− ９／０４

Ｃ０４Ｂ ２／００−３２／０２

Ｃ０４Ｂ ４０／００−４０／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

底部の一部が弾力性を有する部材から構成され、偏心回転および揺動させることができるセメントペースト用ミキサーに、計量されたセメントと水を投入してミキシングを行い第１のセメントペーストを作製する第１のミキシング工程と、
前記セメントペースト用ミキサーにおいて、前記第１のミキシング工程によって作製されたセメントペーストに水を投入してミキシングを行い第２のセメントペーストを作製する第２のミキシング工程と、
前記第２のミキシング工程によって得られた第２のセメントペーストと、細骨材、粗骨材、混和材、混和剤を、本練り用ミキサーに入れてミキシングを行う第３のミキシング工程と、
前記第３のミキシング工程によって作製された生コンクリートを、予め決められた形状の型枠に投入した後、蒸気養生を行って成形するプレキャストコンクリートを作製する工程と、からなり、
第１のミキシング工程または第２のミキシング工程の少なくとも一方の工程において、水の量を調整する水量調整弁の制御の基に投入量を徐々に増加するとともに、空気の連行量を制御したＡＥ剤（界面活性剤）を投入することを特徴とする凍結融解抵抗性プレキャストコンクリート作製方法。

【請求項2】

凍結融解サイクル数が３００回のとき、相対動弾性係数が９０％以上である凍結融解抵抗性プレキャストコンクリートを作製することを特徴とする請求項１に記載された凍結融解抵抗性プレキャストコンクリート作製方法。

【請求項3】

第１のミキシング工程において、水の量を調整する水量調整弁の制御の基に投入量を徐々に増加するとともに、空気の連行量を制御したＡＥ剤（界面活性剤）を投入し、第２のミキシング工程において、ＡＥ剤を一度に投入することを特徴とする請求項１または請求項２に記載された凍結融解抵抗性プレキャストコンクリート作製方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、凍結融解抵抗性が高く、高強度で、ブリーディングの発生が少なく、硬化時間が短縮される凍結融解抵抗性プレキャストコンクリート作製方法および凍結融解抵抗性プレキャストコンクリート作製方法によって作製されたプレキャストコンクリートに関するものである。本発明は、コンクリートを混練する際に使用する水および空気の連行量を制御するＡＥ剤（界面活性剤、以下、単にＡＥ剤と記載する）を２回に分割したダブルミキシングにより混練するとともに、前記混練した生コンクリートをプレキャストコンクリートの型枠に投入した後に、蒸気養生を行って、凍結融解抵抗性の高いプレキャストコンクリートを得ることができるものである。

【背景技術】

【0002】

従来の生コンクリート作製技術は、水、セメント、細骨材、粗骨材等を一度にミキサに投入して混練している。コンクリートは、作業現場において、前記生コンクリートを所望形状をした型枠内に打設した後、前記練り混ぜた水の一部が表面に浮いて出る、いわゆるブリーディングが発生することが多い。前記ブリーディングが多いと、コンクリート中の粗骨材、あるいは水平鉄筋の下側に空隙を作り、前記粗骨材とセメントペースト、あるいは粗骨材とモルタル、あるいは鉄筋とコンクリートの付着を悪くして、コンクリートの強度、あるいは、耐久性を低下する原因となる。そこで、従来のコンクリートは、単位水量の少ない硬練りのコンクリートをバイブレータによって密実に締め固める方法がとられている。

【0003】

また、寒冷地において、使用されるコンクリートは、凍結および融解の急速な繰り返しが行われるため、凍結融解抵抗性を高める必要がある。日本工業規格（ＪＩＳ）は、コンクリートの凍結融解試験方法がＡ１１４８として規定されている。凍結融解に対するコンクリートの耐久性を向上させることは、一般的に、コンクリート中に微細な空気泡を連行させる方法が採用されている。前記微細な空気泡は、ＡＥ剤による界面活性作用により、意図的に連行された空気泡であり、練り混ぜにより自然に混入する粗大な空気泡と区別されている。なお、連行される空気量の所定量としては、コンクリート示方書において、コンクリート中の容積割合で３％ないし６％、ＪＡＳＳ５では４％ないし５％を推奨している。

【0004】

連行された微細な空気泡は、氷圧を緩和してコンクリートの凍結融解に対する抵抗性を向上させることができる。しかし、プレキャストコンクリート製品は、ＡＥ剤により微細な空気泡をコンクリート中に連行させたとしても、コンクリートの硬化過程において、ブリーディングによる遊離水の上昇あるいは蒸気養生の加熱による気泡の膨張等により、微細な気泡の形状を保持し、均一に分散させたまま硬化させることが困難であった。

【0005】

また、特開２００５−３１４１２３号公報における資源を有効利用したコンクリートと二次製品の製造方法は、明細書の段落０００８において、「一般のコンクリートでは、凍結融解に対する抵抗性を向上させるためにＡＥ剤を使用してエントレインドエアをコンクリート内部に導入しているが、二次製品では、ＡＥ剤を使用しても耐凍害に対する性能を発揮することができず、損傷を生じているのが実態であった。」という記載がある。

【0006】

特開２０１０−０５９００３号公報における溶融スラグを用いたコンクリート二次製品は、コンクリート二次製品を製造する場合のコンクリートの配合において、砂などの細骨材の一部として、溶融スラグ細骨材を配合し、蒸気養生または水中養生することで、凍結融解抵抗性を高めている。しかし、前記公報により作製されたコンクリートは、相対動弾性係数が５０サイクルで大幅に低下している（図３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００５−３１４１２３号公報

【特許文献1】特開２０１０−０５９００３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ダブルミキシング法において、セメントぺーストを作製する第１のミキシング工程は、セメントと水とを混ぜる際に、セメント粒子間に働く水の張力、あるいは、毛管凝集力の作用により、セメントボールが成形される。前記セメントボールは、混練に使用する水の量が少ない場合、特に、生じ易い。前記セメントボールの発生は、セメント粒子と水との均一な混練を阻害するため、ダブルミキシングの効果が半減する。そこで、セメントぺーストの作製は、前記セメントボールを砕き、均一なセメントぺーストを得るために、最適水量よりも、水量過多で混練するしか方法がなかった。

【0009】

また、シングルミキシングによるコンクリートの強度は、水とセメントとの比率（Ｗ／Ｃ）によって決まる。これに対して、ダブルミキシングによるコンクリート強度は、コンクリート全体としての水と、セメントとの比率（Ｗ／Ｃ）に基づくだけでなく、一次ミキシングにおける水とセメントの比率（Ｗ１／Ｃ）によっても影響がある。

【0010】

以上のような課題を解決するために、本発明は、ＡＥ剤の作用により発生する空気泡の形状を保持し、かつ、均一で安定した微細な状態のままコンクリートを硬化させることにより、従来よりも耐凍害性に優れたプレキャストコンクリートの製造方法を提供することを目的とする。本発明は、ダブルミキシングを行うとともに、第１のミキシング工程において、混練の際の水の量、空気の連行量を制御するＡＥ剤の量を制御すること、および第１のミキシング工程における最適な水とセメントとの比率（Ｗ１／Ｃ）を検知して、混練することを可能としたことにより、凍結融解抵抗性の高いプレキャストコンクリート作製方法および凍結融解抵抗性の高いプレキャストコンクリートを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

（第１発明）
第１発明の凍結融解抵抗性プレキャストコンクリート作製方法は、底部の一部が弾力性を有する部材から構成され、偏心回転および揺動させることができるセメントペースト用ミキサーに計量されたセメントと水を投入してミキシングを行い第１のセメントペーストを作製する第１のミキシング工程と、前記セメントペースト用ミキサーにおいて、前記第１のミキシング工程によって作製されたセメントペーストに水を投入してミキシングを行い第２のセメントペーストを作製する第２のミキシング工程と、前記第２のミキシング工程によって得られた第２のセメントペーストと、細骨材、粗骨材、混和材、混和剤を本練り用ミキサーに入れてミキシングを行う第３のミキシング工程と、前記第３のミキシング工程によって作製された生コンクリートを専用工場における予め決められた形状の型枠に投入した後、蒸気養生を行って成形するプレキャストコンクリートを作製する工程と、からなり、第１のミキシング工程または第２のミキシング工程の少なくとも一方の工程において、水の量を調整する水量調整弁の制御の基に投入量を徐々に増加するとともに、空気の連行量を制御したＡＥ剤（界面活性剤、以下、単にＡＥ剤と記載する）を投入することを特徴とする。

【0012】

（第２発明）
第２発明は、第１発明に記載された凍結融解抵抗性プレキャストコンクリート作製方法によって作製されたプレキャストコンクリートである。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、第１のミキシング工程において、混練の際に供給する水の量、およびＡＥ剤の空気連行量を制御することにより、コンクリートの凍結および融解が繰り返されても、コンクリート内部の微細な空気泡の形状を維持することにより、凍結融解抵抗の高いプレキャストコンクリートを得ることができる凍結融解抵抗性プレキャストコンクリート作製方法である。

【0014】

本発明によれば、前記水の量およびＡＥ剤の空気連行量を制御するとともに、ダブルミキシング工程と蒸気養生を行うことにより、コンクリートは、内部における空気泡の形状を保持した状態で、均一で安定した微細な状態のまま、熱膨張せずに硬化させることができ、凍結融解抵抗性の高いプレキャストコンクリートを作製することができる。

【0015】

本発明によれば、セメント、骨材、混和剤（材）、水、空気、養生時間等を工夫することにより、コンクリートの相対動弾性係数、質量減少率、コンクリート中の気泡間隔係数を所望の性能としたプレキャストコンクリートを得ることができる。

【0016】

本発明によれば、ダブルミキシングを行うことにより、セメントの水和促進作用により、硬化が早まるため、ＡＥ剤により連行した微細な空気泡が蒸気を加えても熱膨張せずに微細なまま、コンクリート中に留まることができ、凍結時における体積膨張圧からコンクリートを保護することができるので、凍結融解抵抗性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施例である生コンクリート製造システムを説明するための概念図である。（実施例）

【図2】本発明の実施例である生コンクリート製造方法を工程順に説明するためのブロック構成図である。

【図3】本発明の生コンクリート製造方法における水およびセメント等の供給量、ミキサ駆動モータの制御、水量調整弁の制御等を説明するためのブロック構成図である。

【図4】本発明の実施例に使用したセメントペースト作製用ミキサの概念構成を説明するための図である。

【図5】本発明の実施例におけるセメント、細骨材、粗骨材、混和剤、練混ぜ水等の割合の一例を示す図である。

【図6】本発明の実施例における各工程における示方配合の例を示す図である。

【図7】本発明の実施例で、シングルミキシング（ＳＭ）とダブルミキシング（ＤＭ）における相対動弾性係数および質量減少率の違いを説明するための図である。

【図8】本発明の実施例で、凍結融解試験結果におけるシングルミキシング（ＳＭ）とダブルミキシング（ＤＭ）の違いを説明するための図である。

【図9】本発明の実施例における凍結融解試験結果におけるシングルミキシング（ＳＭ）とダブルミキシング（ＤＭ）の前置き時間および養生パターンを説明するための図である。

【図10】本発明の養生温度と養生時間（時間）を説明するための図である。

【図11】本発明の実施例における試験項目および試験方法を示すものである。

【図12】シングルミキシング（ＳＭ）とダブルミキシング（ＤＭ）におけるコンクリートのフレッシュ性状を説明するための図である。

【図13】シングルミキシング（ＳＭ）とダブルミキシング（ＤＭ）における圧縮強度を説明するための図である。

【図14】シングルミキシング（ＳＭ）とダブルミキシング（ＤＭ）におけるコンクリートの密度を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

（第１発明）
第１発明の凍結融解抵抗性プレキャストコンクリート作製方法は、セメントペーストを作製するため、第１のミキシング工程と第２のミキシング工程に分け、その後、骨材を入れて生コンクリートを作製する第３のミキシング工程を設け、前記第３のミキシング工程によって作製された生コンクリートを専用工場における予め決められた形状の型枠に投入し、必要な時間だけ、蒸気養生を行って、プレキャストコンクリートを作製する。前記作製方法によって作製されたプレキャストコンクリートは、その強度を向上させると同時に、ブリーディングの発生を防止するだけでなく、凍結および融解の急速な繰り返しによる抵抗性を高めることができるものである。

【0019】

第１のミキシング工程は、底部の一部が弾力性を有する部材から構成され、偏心回転および揺動させることができるセメントペースト用ミキサーに計量されたセメントを入れ、水の量を調整する水量調整弁の制御の基に投入量を徐々に増加するとともに、空気の連行量を制御したＡＥ剤（界面活性剤、以下、単にＡＥ剤と記載する）を投入してミキシングを行う。第１のセメントペーストは、計量されたセメントを前記セメントペースト作製用ミキサーに入れた後、所定量の水および減水剤を水量調整弁を介して徐々に投入しながらミキシングを行う。

【0020】

前記第１のミキシング工程および第２のミキシング工程に使用するセメントペースト作製用ミキサーは、下部から底部の一部にかかる部分がゴム製からなり、上部がたとえば金属製の筒体で構成されている。また、前記セメントペースト作製用ミキサーは、高速で偏心回転させることができる。前記セメントペースト作製用ミキサーは、内部において、高速偏心回転によって、下部から底部にかけて前記ゴムが伸び縮みするため、水、空気、およびセメントを前記ゴムの弾力によりセメントペーストの動きを加速し、ランダム方向に揺動しながら短時間で混練を行うことができる。

【0021】

前記混練は、前記セメント、水、減水剤、および空気が上手に攪拌混合され、セメントボールができずに、良質のセメントペーストを得ることができる。本発明は、セメントボールができないため、より強度の高い、ブリーディングを発生させないコンクリートができるだけでなく、凍結および融解が繰り返される際に必要な相対動弾性係数および質量減少率を満たすプレキャストコンクリートを得ることができる。前記第１のミキシング工程は、前記水量調整弁によって、所定量の水および減水剤を徐々に投入するとともに、空気の連行量を制御したＡＥ剤を投入しながら、セメントを攪拌するため、セメントボールができず、水とセメントを均質に混合することができるため、凍結融解抵抗性の高いプレキャストコンクリートを得ることができる。

【0022】

第２のミキシング工程は、前記第１のミキシング工程によって作製されたセメントペーストに、残された所定量の水および減水剤が一度に投入されるとともに、空気の連行量を制御したＡＥ剤を投入しながら、ミキシングが行われる。第３のミキシング工程は、前記第２のミキシング工程において、所望の水と減水剤、および空気の連行量を制御したＡＥ剤と、セメントとが均質に混合されたセメントペーストと、用途に合った所定の粗骨材および細骨材等とが本練り用ミキサーに入れられてミキシングが行われる。

【0023】

本発明の凍結融解抵抗性プレキャストコンクリート作製方法は、セメントペーストをダブルミキシングとすると同時に、前記水量調整弁により所定量の水および空気の連行量を制御したＡＥ剤を投入しながら攪拌するため、セメントボールおよびブリーディングの少ない、凍結融解抵抗性の高いプレキャストコンクリートを得ることができる。本発明の凍結融解抵抗性プレキャストコンクリート作製方法は、水の量、空気の連行量を制御したＡＥ剤の量、生コンクリートを専用工場における予め決められた形状の型枠に投入した後、蒸気養生を行って成形するため、コンクリートの強度が向上するとともに、ブリーディングの発生がなく、凍結融解抵抗性の高いものとすることができた。

【0024】

本発明の凍結融解抵抗性プレキャストコンクリート作製方法は、水量調整弁による最適な水、空気の連行量を制御したＡＥ剤の量、およびセメントの比率で練り混ぜることにより、セメント粒子間に働く液体（水）の表面張力、あるいは、毛管凝集力の作用により、表面積が最も小さくなって一つに纏まる塊状の混練物が得られる。すなわち、本発明の凍結融解抵抗性プレキャストコンクリート作製方法によって得られたプレキャストコンクリートは、セメントボールが混入されておらず、粉体工学でいうキャピラリー領域の混練物となり、セメント粒子間の内部空隙が最も少ない状態となるだけでなく、相対性弾性係数および質量減少率の改善ができるとともに、凍結融解サイクルを格段に向上させることができるようになった。

【0025】

前記第１のミキシング工程および第２のミキシング工程は、たとえば、少なくとも一方の工程において、水の量を調整する水量調整弁の制御の基に投入量を徐々に増加するとともに、空気の連行量を制御したＡＥ剤（界面活性剤、以下、単にＡＥ剤と記載する）を投入することも可能である。

【0026】

（第２発明）
第２発明の凍結融解抵抗性プレキャストコンクリート作製方法によって作製されたプレキャストコンクリートは、ダブルミキシングにより、コンクリート中の気泡間隔係数を小さくすることができるため、凍結および融解を繰り返す際の抵抗性を向上させることができるようになった。また、ダブルミキシングを行うことにより、水和促進作用により硬化が早まるので、ＡＥ剤により連行した微細な空気泡が蒸気を加えても、膨張せずに微細なままで、コンクリート中に留まることができる。したがって、本発明の凍結融解抵抗性プレキャストコンクリートは、凍結時における体積膨張圧からコンクリートを保護することができるため、凍結融解抵抗性を向上させることができる。

【実施例】

【0027】

図１は本発明の実施例である生コンクリート製造システムを説明するための概念図である。図１において、本発明の生コンクリート製造システムは、第１のミキシング工程および第２のミキシング工程を行うセメントぺースト作製用ミキサ１１と、セメント等の原料を貯蔵する原料貯蔵槽１２と、前記セメントぺースト作製用ミキサ１１によって作製されたセメントぺーストと、水と、細骨材および粗骨材等を入れて、本練りを行う本練り用ミキサ１８とから少なくとも構成されている。

【0028】

原料貯蔵槽１２から供給されるセメントは、セメント計量器１３によって所定の量が計量された後、前記セメントぺースト作製用ミキサ１１に投入される。また、減水剤は、減水剤計量器１４によって計量された後、水タンク１５からの水と一緒になって、水計量器１６により計量され、その後、水量調整弁１７を介してセメントぺースト作製用ミキサ１１に投入される。さらに、水の量および空気を連行するＡＥ剤（界面活性剤、以下、単にＡＥ剤と記載する）は、水と共に前記水計量器１６によって計量され、空気の連行量が制御される。

【0029】

前記水量調整弁１７は、後述の水・セメント比制御装置の制御によって、水および減水剤を適当な量と時間に調整しながら前記セメントぺースト作製用ミキサ１１に投入する。第１のミキシング工程は、前記水量調整弁１７およびＡＥ剤の制御の基に、水および空気の連行量を所定量と所定時間かけて徐々に供給され、混練される。その後、前記セメントぺースト作製用ミキサ１１は、前記水量調整弁１７が全開されて、第２のミキシング工程に必要な水、減水剤、およびＡＥ剤が投入される。

【0030】

前記第１のミキシング工程から第３のミキシング工程は、図６に記載されている示方配合で行った。セメントは、ポルトランドセメントを使用し、図６に示す示方配合の場合、ブリーディングが少なく、強度の硬いコンクリートを得ることができた。また、その時の水のセメントに対する重量％は、４０％であることが判った。ＡＥ剤の空気連行量は、４．５％とした。

【0031】

前記第１のミキシング工程および第２のミキシング工程に使用するセメントぺースト作製用ミキサ１１は、たとえば、弾力のあるゴム製からなり、攪拌羽根を持たずに、高速で偏心回転できるような混合槽から構成される。前記セメントぺースト作製用ミキサ１１の形状および構造は、図４において後述する。前記第１のミキシング工程は、前記セメントぺースト作製用ミキサ１１において、前記セメントと水、減水剤、およびＡＥ剤の量が徐々に供給されて、上手に攪拌混合されるため、セメントボールができずに、良質で均一に攪拌されたセメントペーストを得ることができる。前記コンクリート作製方法は、セメントボールができないだけでなく、ＡＥ剤により連行した微細な空気泡が蒸気を加えても、膨張せずに微細なまま、コンクリートの内部に留まることができるため、凍結融解抵抗性を高くすることができ、より高い強度のコンクリートができるとともに、ブリーディングの発生が無く、短時間の養生で済むコンクリートを得ることができるようになった。

【0032】

第１のミキシング工程および第２のミキシング工程が終了したセメントぺーストは、セメントぺースト作製用ミキサ１１から投入シュート１８１を介して、本練り用ミキサ１８に供給される。細骨材は、細骨材計量器１８３により計量された後、投入シュート１８２を介して前記本練り用ミキサ１８に供給される。同様に、粗骨材は、粗骨材計量器１８４および前記投入シュート１８２を介して前記本練り用ミキサ１８に供給される。第３のミキシング工程は、前記本練り用ミキサ１８によって、前記セメントぺーストと、細骨材と、粗骨材とを混練した後、生コンクリートを得る。

【0033】

図２は本発明の実施例である生コンクリート製造方法を工程順に説明するためのブロック構成図である。図２において、第１のミキシング工程２１５は、セメント２１１、一次水（最適水比の水）２１２、減水剤２１３、ＡＥ剤２１４を所定の量で所定時間をかけるため、水量調整弁を介して徐々に投入しながらセメントペースト作製用ミキサを高速偏心回転させてミキシングを行う。第２のミキシング工程は、二次水（残りの水）２１６、減水剤２１７、およびＡＥ剤２１８を一度に前記混合槽に供給し、攪拌する。前記セメントペースト作製用ミキサにおいて、攪拌されたセメントぺーストは、移動・静置工程を経て、第３のミキシング工程２１９を行う本練り用ミキサに供給される。前記移動・静置工程は、セメントの種類あるいは使用する生コンクリートの強度等によって設けられる。

【0034】

前記一次水（最適水比の水）２１２は、ポルトランドセメントに対して重量比で、２４％の時、ブリーディングが最も少なくり、また、水和反応性が最も高くなることが判った。また、前記効果は、ブリーディング試験、セメントペーストの水和収縮試験、簡易断熱温度測定試験により確認した。前記一次水（最適水比の水）２１２は、減水剤を添加しない場合のものであるが、前述のように、減水剤を入れた場合であっても、ブリーディングが少なく、所望の硬度を得ることができた。ＡＥ剤の量は、必要に応じて、エアメーターによって空気量を推定（２２５）することができる。前記ＡＥ剤は、第１ミキシング工程２１５および第２ミキシング工程２１９において、必要に応じて、一回または二回に分けて供給することができる。

【0035】

第３のミキシング工程２２３は、本練り用ミキサにおいて、粗骨材２２１および細骨材２２２が供給され、前記第１のミキシング工程および第２のミキシング工程によって得られたセメントぺーストとともに本練りが行われて、生コンクリートとなる。前記生コンクリートは、排出工程２２４により、専用工場における予め決められた形状の型枠に投入し、蒸気養生を行った後に、成形されたプレキャストコンクリートとなる。

【0036】

図３は本発明の生コンクリート製造方法における水およびセメント等の供給量、ミキサ駆動モータの制御、水量調整弁の制御等を説明するためのブロック構成図である。図３において、セメントは、セメント貯蔵槽３１１からセメント計量器３１２よって計量された後、セメントぺースト作製用ミキサ３１６に投入される。水タンク３１３からの水は、水計量器３１４によって所定の量とするとともに、水量調整弁３１５によって、徐々にセメントぺースト作製用ミキサ３１６に投入される。

【0037】

前記ミキサ駆動モータ３１７は、駆動モータ制御部３１８の制御により制御される。前記水量調整弁３１５は、水・セメント比制御装置３０によって制御される。前記水・セメント比制御装置３０は、負荷電流検出部３０１と、マイコン３０２と、メモリ３０３と、水量調整弁制御部３０４と、表示部３０５とから少なくとも構成されている。

【0038】

前記負荷電流検出部３０１は、セメントぺースト作製用ミキサ３１６を駆動するモータの負荷電流を検出する。前記セメントぺースト作製用ミキサ３１６を駆動するモータの負荷電流の代わりに、負荷トルクを検出することもできる。前記マイコン３０２は、負荷電流検出部３０１によって検出された前記負荷電流または負荷トルクを信号として、駆動モータ制御部３１８および水量調整弁制御部３０４へ送り、ミキサ駆動モータ３１７および水量調整弁３１５を制御する。

【0039】

また、前記マイコン３０２は、予めメモリ３０３に記憶されているセメントの種類とその量、水の量、ＡＥ剤の連行する空気量、負荷電流（負荷トルク）の値等のデータを基にして制御を行う。前記マイコン３０２は、前記負荷電流検出部３０１により、負荷電流が最大になった際に、水量調整弁制御部３０４により、水量調整弁３１５を閉じるように制御する。最大の負荷電流または負荷トルクが検出された状態は、前記セメントペースト作製用ミキサ３１６のセメントペーストが一番練り込まれた状態であり、セメントボールがない一つに纏まった塊状になっている。

【0040】

表示部３０５は、メモリ３０３の記憶内容を表示装置に表示する。前記表示部３０５は、セメントの種類、水およびＡＥ剤の量等、目的に合ったコンクリートの強度、ブリーディングの発生程度、養生（養生または蒸気養生）時間等を表示して、適宜選択することにより、所望の品質の生コンクリートを得ることができる。前記コンクリート作製システムの水・セメント比制御装置３０は、前記表示部３０５に、運転中および運転完了の表示ができるとともに、メモリ３０３の記憶内容、前記セメントペースト作製用ミキサの回転駆動制御状態、および水量調整弁の開閉制御状態等を表示する。なお、ＡＥ剤の量は、セメントぺースト用ミキサ３１６における空気量を推定している。

【0041】

図４は本発明の実施例に使用したセメントペースト作製用ミキサの概念構成を説明するための図である。図４において、セメントペースト作製用ミキサ４１は、モータ４２と、前記モータ４２によって回転する回転板と偏心部材からなる偏心機構４３と、弾性部材から構成される弾性底部４４と、前記弾性底部４４に連設されているほぼ円筒状筐体４５と、前記弾性底部４４および円筒状筐体４５からなる混合槽の底部を構成する半球状底部４６とから少なくとも構成されている。

【0042】

前記セメントペースト作製用ミキサ４１は、半球状底部４６が偏心しながら回転するとともに、前記弾性底部４４の弾性による伸び縮みにより、内部に入っているセメントペースト４７に強い加速度を与えながら、不規則に旋回することにより、水とセメントが均一に攪拌されるため、セメントボールの発生がなくなる。特に、前記セメントペースト作製用ミキサ４１における弾性底部４４は、高速偏心回転により、一方が伸び、他方が縮むようになり、水およびセメントの不規則性を大きくして回転する。前記水とセメントは、前記セメントペースト作製用ミキサ４１の不規則な偏心高速回転により、セメント粒子間に働く水の表面張力、あるいは、毛管凝集力の作用により、表面積が最も小さくなり、一つに纏まった塊状の混練物が得られるようになる。

【0043】

前記セメントペースト作製用ミキサ４１は、たとえば、毎分２００回転の高速攪拌を行い、内部に強い旋回流を生じるようにする。前記旋回流による遠心力の作用は、前記セメントペースト作製用ミキサ４１の中心軸から円周方向に向かって放射状に急激な圧力の増大が起こる。また、半球状底部４６は、偏心機構４３を介して傾斜しながら回転するようになっているため、旋回流も絶えず偏心しながら、その向きを変えることになり、混合槽の内壁部に打つ付けられる際の衝撃により混練物に強烈なせん断力と圧力変動を与える。したがって、前記ＡＥ剤により連行された空気泡は、微粒子化され、従来のミキサーで行う混練と比較して、微細な空気泡となる。

【0044】

図５は本発明の実施例におけるセメント、細骨材、粗骨材、混和剤、練混ぜ水等の割合の一例を示す図である。図５において、混和剤の中には、ＡＥ剤が含まれている。また、前記各材料は、種類、密度、粗粒率、産地及び生産会社が示されている。図６は本発明の実施例における各工程における示方配合の例を示す図である。図６において、空気量は４．５％、ｓ／ａは骨材中に占める細骨材の容積割合、Ｗ／Ｃは水とセメントとの重量比、Ｗは水、Ｃは普通ポルトランドセメント、Ｓは細骨材、Ｇ１００５は粗骨材を示し、ＳＰ（％）は高性能減水剤、ＡＥ（％）はＡＥ剤の重量を表している。

【0045】

本発明において、混和材は、セメント、水、骨材以外で、コンクリートに混和する材料のうち、比較的使用量が多く（１ないし３割程度）、それ自体の容積がコンクリートの容積に算入される。前記混和材は、粉末状の混和材料であり、たとえば、フライアッシュあるいは高炉スラグ微粉末等である。混和剤は、セメント、水、骨材以外で、コンクリートに混和する材料のうち、使用量が少なく、それ自体の容積がコンクリートの容積に算入されない物の総称である。前記混和剤は、減水剤あるいはＡＥ剤で、液体状の混和材料である。減水剤は、コンクリートに対して、所定の柔らかさ（スランプ）を得るのに必要な水量を減らさせることができるものである。単位水量、単位セメント量の削減あるいは作業性（ワーカビリティー）の向上に効果がある。

【0046】

ＡＥ剤は、コンクリート中に微細な独立空気泡を連行させるための混和剤で、凍結融解に対する耐久性あるいは作業性の向上に効果がある。ｓ／ａは、コンクリート中の全骨材（粗骨剤＋細骨剤）に対する細骨材の容積割合（％）−大まかに言うと砂の割合である。

【0047】

図７は本発明の実施例で、シングルミキシング（ＳＭ）とダブルミキシング（ＤＭ）における相対動弾性係数および質量減少率の違いを説明するための図である。図７において、シングルミキシングは、凍結融解サイクルが多くなると、相対動弾性係数が大幅に低下しており、質量減少率も低下している。これに対して、本発明のダブルミキシングは、凍結融解サイクル数を３００にしても、相対動弾性係数および質量減少率の変化が少ない。

【0048】

図８は本発明の実施例で、凍結融解試験結果におけるシングルミキシング（ＳＭ）とダブルミキシング（ＤＭ）の違いを説明するための図である。図８における凍結融解試験結果は、凍結融解サイクルが多くなると、シングルミキシング（ＳＭ）とダブルミキシング（ＤＭ）において、相対動弾性係数に大きな相違が出ることを表している。

【0049】

図９は本発明の実施例における凍結融解試験結果におけるシングルミキシング（ＳＭ）とダブルミキシング（ＤＭ）の前置き時間および養生パターンを説明するための図である。シングルミキシング（ＳＭ）とダブルミキシング（ＤＭ）は、図９に示すように、前置き時間および養生パターンを同じにしている。図１０は本発明の養生温度と養生時間（時間）を説明するための図である。図１０において、本発明は、前置き時間および蒸気養生時間を短くすることができる。

【0050】

図１１は本発明の実施例における試験項目および試験方法を示すものである。図１１において、試験項目および試験方法は、ＪＩＳに規定されている通りに行っている。図１２は本発明のシングルミキシング（ＳＭ）とダブルミキシング（ＤＭ）におけるコンクリートのフレッシュ性状を説明するための図である。コンクリートのフレッシュ性状については、シングルミキシング（ＳＭ）とダブルミキシング（ＤＭ）において相違がない。

【0051】

図１３は本発明のシングルミキシング（ＳＭ）とダブルミキシング（ＤＭ）における圧縮強度を説明するための図である。図１４はシングルミキシング（ＳＭ）とダブルミキシング（ＤＭ）におけるコンクリートの密度を説明するための図である。コンクリート密度は、シングルミキシング（ＳＭ）と比較して、ダブルミキシング（ＤＭ）の方が小さくなっている。この時の気泡間隔係数は、少なくとも２００μｍから２５０μｍ以下にすることができた。

【0052】

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。本発明の実施例に記載された制御系のブロックは、周知または公知の技術によって達成できるものである。

【符号の説明】

【0053】

１１・・・セメントペースト作製用ミキサ
１２・・・原料貯蔵槽
１３・・・セメント計量器
１４・・・減水剤計量器
１５・・・水タンク
１６・・・水計量器
１７・・・水量調整弁
１８・・・本練り用ミキサ
１９・・・ＡＥ剤タンク
１８１・・・投入シュート
１８２・・・投入シュート
１８３・・・細骨材計量器
１８４・・・粗骨材計量器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】