特開2022-150701コンクリート養生装置、コンクリート養生方法およびコンクリート養生プログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022150701
(43)【公開日】2022-10-07
(54)【発明の名称】コンクリート養生装置、コンクリート養生方法およびコンクリート養生プログラム
(51)【国際特許分類】
E04G 21/02 20060101AFI20220929BHJP
G01N 25/02 20060101ALI20220929BHJP
C04B 40/02 20060101ALI20220929BHJP
B28B 11/24 20060101ALI20220929BHJP
【ＦＩ】
E04G21/02 104
E04G21/02 ESW
G01N25/02 Z
C04B40/02
B28B11/24
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021053415
(22)【出願日】2021-03-26
(71)【出願人】
【識別番号】000140292
【氏名又は名称】株式会社奥村組
(74)【代理人】
【識別番号】110002170
【氏名又は名称】弁理士法人翔和国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 隆弘
(72)【発明者】
【氏名】栗本 雅裕
(72)【発明者】
【氏名】東 邦和
【テーマコード（参考）】
2E172
2G040
4G055
4G112
【Ｆターム（参考）】
2E172AA05
2E172EA10
2E172EA13
2G040AB08
2G040AB12
2G040BA02
2G040BA14
2G040CA02
2G040DA02
2G040DA15
2G040EA08
2G040HA06
2G040HA08
2G040ZA08
4G055AA01
4G055BA02
4G112RA00
(57)【要約】
【課題】より確実にコンクリートを冷却させること。
【解決手段】コンクリート養生装置であって、コンクリートを打設してからの養生時間に伴う前記コンクリートの温度の温度分布データについて、熱伝導方程式を用いて推定する推定部と、推定された温度分布データをプロットした温度分布曲線に基づいて、打設されたコンクリートの内部に設置された冷却パイプに供給する冷媒の流量および温度を制御する制御部と、温度分布曲線において、ピーク温度に到達した時点以降の時間について、温度分布曲線に対して所定温度高い上限温度、および、温度分布曲線に対して所定温度低い下限温度を設定する設定部と、設定された上限温度および下限温度に基づいて、上限温度分布曲線および下限温度分布曲線を生成する生成部と、を備え、制御部は、コンクリートの温度が、上限温度分布曲線および下限温度分布曲線の間で推移するように、冷媒の流量および温度を制御する。
【選択図】図２
【解決手段】コンクリート養生装置であって、コンクリートを打設してからの養生時間に伴う前記コンクリートの温度の温度分布データについて、熱伝導方程式を用いて推定する推定部と、推定された温度分布データをプロットした温度分布曲線に基づいて、打設されたコンクリートの内部に設置された冷却パイプに供給する冷媒の流量および温度を制御する制御部と、温度分布曲線において、ピーク温度に到達した時点以降の時間について、温度分布曲線に対して所定温度高い上限温度、および、温度分布曲線に対して所定温度低い下限温度を設定する設定部と、設定された上限温度および下限温度に基づいて、上限温度分布曲線および下限温度分布曲線を生成する生成部と、を備え、制御部は、コンクリートの温度が、上限温度分布曲線および下限温度分布曲線の間で推移するように、冷媒の流量および温度を制御する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンクリートを打設してからの養生時間に伴う前記コンクリートの温度の温度分布データについて、熱伝導方程式を用いて推定する推定部と、
推定された温度分布データをプロットした温度分布曲線に基づいて、打設されたコンクリートの内部に設置された冷却パイプに供給する冷媒の流量および温度を制御する制御部と、
前記温度分布曲線において、ピーク温度に到達した時点以降の時間について、前記温度分布曲線に対して所定温度高い上限温度、および、前記温度分布曲線に対して所定温度低い下限温度を設定する設定部と、
設定された前記上限温度および前記下限温度に基づいて、上限温度分布曲線および下限温度分布曲線を生成する生成部と、
を備え、
前記制御部は、前記コンクリートの温度が、前記上限温度分布曲線および前記下限温度分布曲線の間で推移するように、前記冷媒の流量および温度を制御する、コンクリート養生装置。
推定された温度分布データをプロットした温度分布曲線に基づいて、打設されたコンクリートの内部に設置された冷却パイプに供給する冷媒の流量および温度を制御する制御部と、
前記温度分布曲線において、ピーク温度に到達した時点以降の時間について、前記温度分布曲線に対して所定温度高い上限温度、および、前記温度分布曲線に対して所定温度低い下限温度を設定する設定部と、
設定された前記上限温度および前記下限温度に基づいて、上限温度分布曲線および下限温度分布曲線を生成する生成部と、
を備え、
前記制御部は、前記コンクリートの温度が、前記上限温度分布曲線および前記下限温度分布曲線の間で推移するように、前記冷媒の流量および温度を制御する、コンクリート養生装置。
【請求項2】
前記制御部は、
前記ピーク温度に到達した時点以降の時間において、前記コンクリートの温度が、前記上限温度および前記下限温度の間の第１温度を維持するように、前記冷媒の流量および温度を制御し、
前記ピーク温度に到達した時点以降の第１時間において、前記第１温度が前記第１時間における上限温度と同じ温度となった場合、前記第１時間以降の時間において、前記コンクリートの温度を前記第１時間における下限温度である第２温度に維持するように、前記冷媒の流量および温度を制御し、
前記第１時間以降の第２時間において、前記第２温度が前記第２時間における上限温度と同じ温度となった場合、前記第２時間以降の時間において、前記コンクリートの温度を前記第２時間における下限温度である第３温度に維持するように、前記冷媒の流量および温度を制御し、
前記第２時間以降冷却終了時間まで同様の制御を繰り返す、請求項１に記載のコンクリート養生装置。
前記ピーク温度に到達した時点以降の時間において、前記コンクリートの温度が、前記上限温度および前記下限温度の間の第１温度を維持するように、前記冷媒の流量および温度を制御し、
前記ピーク温度に到達した時点以降の第１時間において、前記第１温度が前記第１時間における上限温度と同じ温度となった場合、前記第１時間以降の時間において、前記コンクリートの温度を前記第１時間における下限温度である第２温度に維持するように、前記冷媒の流量および温度を制御し、
前記第１時間以降の第２時間において、前記第２温度が前記第２時間における上限温度と同じ温度となった場合、前記第２時間以降の時間において、前記コンクリートの温度を前記第２時間における下限温度である第３温度に維持するように、前記冷媒の流量および温度を制御し、
前記第２時間以降冷却終了時間まで同様の制御を繰り返す、請求項１に記載のコンクリート養生装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記ピーク温度に到達する時点以前の時間において、前記冷媒を最大流量および下限温度となるように制御して、前記冷却パイプに供給する、請求項１または２に記載のコンクリート養生装置。
【請求項4】
コンクリートを打設してからの養生時間に伴う前記コンクリートの温度の温度分布データについて、熱伝導方程式を用いて推定する推定ステップと、
推定された温度分布データをプロットした温度分布曲線に基づいて、打設されたコンクリートの内部に設置された冷却パイプに供給する冷媒の流量および温度を制御する制御ステップと、
前記温度分布曲線において、ピーク温度に到達した時点以降の時間について、前記温度分布曲線に対して所定温度高い上限温度、および、前記温度分布曲線に対して所定温度低い下限温度を設定する設定ステップと、
設定された前記上限温度および前記下限温度に基づいて、上限温度分布曲線および下限温度分布曲線を生成する生成ステップと、
を含み、
前記制御ステップにおいて、前記コンクリートの温度が、前記上限温度分布曲線および前記下限温度分布曲線の間で推移するように、前記冷媒の流量および温度を制御する、コンクリート養生方法。
推定された温度分布データをプロットした温度分布曲線に基づいて、打設されたコンクリートの内部に設置された冷却パイプに供給する冷媒の流量および温度を制御する制御ステップと、
前記温度分布曲線において、ピーク温度に到達した時点以降の時間について、前記温度分布曲線に対して所定温度高い上限温度、および、前記温度分布曲線に対して所定温度低い下限温度を設定する設定ステップと、
設定された前記上限温度および前記下限温度に基づいて、上限温度分布曲線および下限温度分布曲線を生成する生成ステップと、
を含み、
前記制御ステップにおいて、前記コンクリートの温度が、前記上限温度分布曲線および前記下限温度分布曲線の間で推移するように、前記冷媒の流量および温度を制御する、コンクリート養生方法。
【請求項5】
コンクリートを打設してからの養生時間に伴う前記コンクリートの温度の温度分布データについて、熱伝導方程式を用いて推定する推定ステップと、
推定された温度分布データをプロットした温度分布曲線に基づいて、打設されたコンクリートの内部に設置された冷却パイプに供給する冷媒の流量および温度を制御する制御ステップと、
前記温度分布曲線において、ピーク温度に到達した時点以降の時間について、前記温度分布曲線に対して所定温度高い上限温度、および、前記温度分布曲線に対して所定温度低い下限温度を設定する設定ステップと、
設定された前記上限温度および前記下限温度に基づいて、上限温度分布曲線および下限温度分布曲線を生成する生成ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記制御ステップにおいて、前記コンクリートの温度が、前記上限温度分布曲線および前記下限温度分布曲線の間で推移するように、前記冷媒の流量および温度を制御する、コンクリート養生方法。
推定された温度分布データをプロットした温度分布曲線に基づいて、打設されたコンクリートの内部に設置された冷却パイプに供給する冷媒の流量および温度を制御する制御ステップと、
前記温度分布曲線において、ピーク温度に到達した時点以降の時間について、前記温度分布曲線に対して所定温度高い上限温度、および、前記温度分布曲線に対して所定温度低い下限温度を設定する設定ステップと、
設定された前記上限温度および前記下限温度に基づいて、上限温度分布曲線および下限温度分布曲線を生成する生成ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記制御ステップにおいて、前記コンクリートの温度が、前記上限温度分布曲線および前記下限温度分布曲線の間で推移するように、前記冷媒の流量および温度を制御する、コンクリート養生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コンクリート養生装置、コンクリート養生方法およびコンクリート養生プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
コンクリートは、水とセメントとの化学反応によって硬化する際に熱を発生する。特に、コンクリート打設後数日は、反応が急速に進み多量の熱が発生するため、熱の影響によりコンクリートのひび割れが生じる場合がある。そのため、コンクリート打設時のひび割れ対策として、パイプクーリングによってコンクリートの温度上昇を抑制して、ひび割れの低減が図られている。パイプクーリングを行う場合、パイプの配置やパイプ径、クーリング水の流量や温度設定等について適切に管理する必要がある。
【0003】
上記技術分野において、特許文献１には、コンクリートを冷却するために、パイプを循環させる流体の温度をコンクリートの外部温度と内部温度との温度差に基づいて、自動制御する技術が開示されている（同文献請求項１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１６－８９３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、コンクリートの内部温度と外部温度とに基づいた温度制御を行うものであり、コンクリートの特性、例えば、コンクリートの管理用温度推移データに基づいた温度制御ではないため確実にコンクリートを冷却させることができなかった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため、本発明に係るコンクリート養生装置は、
コンクリートを打設してからの養生時間に伴う前記コンクリートの温度の温度分布データについて、熱伝導方程式を用いて推定する推定部と、
推定された温度分布データをプロットした温度分布曲線に基づいて、打設されたコンクリートの内部に設置された冷却パイプに供給する冷媒の流量および温度を制御する制御部と、
前記温度分布曲線において、ピーク温度に到達した時点以降の時間について、前記温度分布曲線に対して所定温度高い上限温度、および、前記温度分布曲線に対して所定温度低い下限温度を設定する設定部と、
設定された前記上限温度および前記下限温度に基づいて、上限温度分布曲線および下限温度分布曲線を生成する生成部と、
を備え、
前記制御部は、前記コンクリートの温度が、前記上限温度分布曲線および前記下限温度分布曲線の間で推移するように、前記冷媒の流量および温度を制御する。
コンクリートを打設してからの養生時間に伴う前記コンクリートの温度の温度分布データについて、熱伝導方程式を用いて推定する推定部と、
推定された温度分布データをプロットした温度分布曲線に基づいて、打設されたコンクリートの内部に設置された冷却パイプに供給する冷媒の流量および温度を制御する制御部と、
前記温度分布曲線において、ピーク温度に到達した時点以降の時間について、前記温度分布曲線に対して所定温度高い上限温度、および、前記温度分布曲線に対して所定温度低い下限温度を設定する設定部と、
設定された前記上限温度および前記下限温度に基づいて、上限温度分布曲線および下限温度分布曲線を生成する生成部と、
を備え、
前記制御部は、前記コンクリートの温度が、前記上限温度分布曲線および前記下限温度分布曲線の間で推移するように、前記冷媒の流量および温度を制御する。
【0007】
上記目的を達成するため、本発明に係るコンクリート養生方法は、
コンクリートを打設してからの養生時間に伴う前記コンクリートの温度の温度分布データについて、熱伝導方程式を用いて推定する推定ステップと、
推定された温度分布データをプロットした温度分布曲線に基づいて、打設されたコンクリートの内部に設置された冷却パイプに供給する冷媒の流量および温度を制御する制御ステップと、
前記温度分布曲線において、ピーク温度に到達した時点以降の時間について、前記温度分布曲線に対して所定温度高い上限温度、および、前記温度分布曲線に対して所定温度低い下限温度を設定する設定ステップと、
設定された前記上限温度および前記下限温度に基づいて、上限温度分布曲線および下限温度分布曲線を生成する生成ステップと、
を含み、
前記制御ステップにおいて、前記コンクリートの温度が、前記上限温度分布曲線および前記下限温度分布曲線の間で推移するように、前記冷媒の流量および温度を制御する。
コンクリートを打設してからの養生時間に伴う前記コンクリートの温度の温度分布データについて、熱伝導方程式を用いて推定する推定ステップと、
推定された温度分布データをプロットした温度分布曲線に基づいて、打設されたコンクリートの内部に設置された冷却パイプに供給する冷媒の流量および温度を制御する制御ステップと、
前記温度分布曲線において、ピーク温度に到達した時点以降の時間について、前記温度分布曲線に対して所定温度高い上限温度、および、前記温度分布曲線に対して所定温度低い下限温度を設定する設定ステップと、
設定された前記上限温度および前記下限温度に基づいて、上限温度分布曲線および下限温度分布曲線を生成する生成ステップと、
を含み、
前記制御ステップにおいて、前記コンクリートの温度が、前記上限温度分布曲線および前記下限温度分布曲線の間で推移するように、前記冷媒の流量および温度を制御する。
【0008】
上記目的を達成するため、本発明に係るコンクリート養生プログラムは、
コンクリートを打設してからの養生時間に伴う前記コンクリートの温度の温度分布データについて、熱伝導方程式を用いて推定する推定ステップと、
推定された温度分布データをプロットした温度分布曲線に基づいて、打設されたコンクリートの内部に設置された冷却パイプに供給する冷媒の流量および温度を制御する制御ステップと、
前記温度分布曲線において、ピーク温度に到達した時点以降の時間について、前記温度分布曲線に対して所定温度高い上限温度、および、前記温度分布曲線に対して所定温度低い下限温度を設定する設定ステップと、
設定された前記上限温度および前記下限温度に基づいて、上限温度分布曲線および下限温度分布曲線を生成する生成ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記制御ステップにおいて、前記コンクリートの温度が、前記上限温度分布曲線および前記下限温度分布曲線の間で推移するように、前記冷媒の流量および温度を制御する。
コンクリートを打設してからの養生時間に伴う前記コンクリートの温度の温度分布データについて、熱伝導方程式を用いて推定する推定ステップと、
推定された温度分布データをプロットした温度分布曲線に基づいて、打設されたコンクリートの内部に設置された冷却パイプに供給する冷媒の流量および温度を制御する制御ステップと、
前記温度分布曲線において、ピーク温度に到達した時点以降の時間について、前記温度分布曲線に対して所定温度高い上限温度、および、前記温度分布曲線に対して所定温度低い下限温度を設定する設定ステップと、
設定された前記上限温度および前記下限温度に基づいて、上限温度分布曲線および下限温度分布曲線を生成する生成ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記制御ステップにおいて、前記コンクリートの温度が、前記上限温度分布曲線および前記下限温度分布曲線の間で推移するように、前記冷媒の流量および温度を制御する。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、コンクリートの管理用温度推移データに基づいて、コンクリートを冷却するためのパラメータ制御をするので、より確実にコンクリートを冷却させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1A】本発明の好ましい実施形態に係るコンクリート養生装置の概要を説明するための図である。
【図1B】本発明の好ましい実施形態に係るコンクリート養生装置によるコンクリートの冷却方法を説明するための図である。
【図2】本発明の好ましい実施形態に係るコンクリート養生装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図3】本発明の好ましい実施形態に係るコンクリート養生装置の有する温度テーブルの一例を説明するための図である。
【図4】本発明の好ましい実施形態に係るコンクリート養生装置のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。
【図5】本発明の好ましい実施形態に係るコンクリート養生装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して、例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている、構成、数値、処理の流れ、機能要素などは一例に過ぎず、その変形や変更は自由であって、本発明の技術範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。
【0012】
本発明の好ましい実施形態としてのコンクリート養生装置１００について、図１Ａ～図５を参照して説明する。コンクリート養生装置１００は、コンクリート１１０が従うべき温度分布データをプロットした温度分布曲線１４０に基づいて、コンクリート１１０の温度を管理して、冷却するための冷媒の流量および温度を制御する装置である。まず、図１Ａを参照して、コンクリート養生装置１００の動作の概要を説明する。
【0013】
コンクリート養生装置１００は、コンクリート１１０を打設してからの養生時間に伴うコンクリート１１０の温度の温度分布データを推定し、推定した温度分布データをグラフ上にプロットした温度分布曲線１４０を参照して、打設したコンクリート１１０を冷却するために、コンクリート１１０の内部に設置された冷却パイプ１２２に対して供給する冷媒の流量および温度を制御して、コンクリート１１０の温度を管理する装置である。
【0014】
打設されたコンクリート１１０の内部に設置される冷却パイプ１２２は、例えば、図１Ａ（ａ）に示したように、シース管１２３の内部に設置されている。そして、冷却パイプ１２２に接続した送水用ホース１２１を介して冷媒供給装置１２０から冷媒を供給すると、シース管１２３の内部に冷媒が満たされ、シース管１２３から冷媒が溢れ出す。なお、溢れ出した冷媒は、不図示の冷媒回収機構により回収され、再利用されることにより、循環するようになっている。また、冷却パイプ１２２の設置形式は、図１Ａ（ａ）および（ｂ）においては、コンクリート１１０の上部から下部に向けて垂直に埋設された形式となっているが、これには限定されない。なお、図１Ａ（ａ）に示した温度分布曲線１４０においては、横軸は、コンクリート１１０の養生時間（冷却時間）、縦軸は、コンクリート１１０の温度をそれぞれ示している。
【0015】
次に、図１Ａ（ｂ）および（ｃ）を参照して、コンクリート１１０に設置される温度センサ１３０の配置位置について説明する。コンクリート１１０には、複数の温度センサ１３０が設置される。温度センサ１３０は、図１Ａ（ｂ）および（ｃ）に示したように、コンクリート１１０の高さ方向には、中央付近および下方付近に設置されている。また、コンクリート１１０の表面付近（表面から約１０ｃｍ）と、コンクリート１１０に配置された冷却パイプ１２２（シース管１２３）同士の間の位置（中間の位置）と、に設置されている。なお、温度センサ１３０の配置位置はここに示した例には限定されない。
【0016】
そして、コンクリート養生装置１００は、温度センサ１３０により計測された温度データを取得し、コンクリート１１０の温度が、温度分布曲線１４０に従うように、冷却パイプ１２２に供給する冷媒の流量および温度を制御する。
【0017】
なお、温度センサ１３０は、熱電対形式のセンサであるが、温度を計測可能なセンサであれば、いずれのセンサであってもよい。また、供給される冷媒の流量は、好ましくは、０～１００（ｌ／ｍｉｎ）である。供給される冷媒の温度は、好ましくは、５℃～３０℃であり、より好ましくは、１０℃～２０℃である。さらに、冷却パイプ１２２の径は、好ましくは、φ２５～φ７５であり、より好ましくは、φ２５～φ５０であり、冷却パイプ１２２の長さは、好ましくは、５０～１００ｍである。冷却パイプ１２２の配置間隔は、好ましくは、０．５ｍ～１．２ｍであり、より好ましくは、０．５～０．８ｍである。
【0018】
次に、図１Ｂに示したグラフ１５０を参照して、コンクリート養生装置１００によるコンクリート１１０の温度の管理について説明する。
【0019】
コンクリート養生装置１００は、コンクリート１１０にひび割れが生じないように、コンクリート１１０の冷却を行う。コンクリート１１０の冷却によるひび割れについては、熱伝導方程式を用いて、冷却に伴うコンクリート１１０の内部の温度を予測し、予測された温度からコンクリート１１０の熱膨張率を算出して、コンクリート１１０の応力ひずみ関係から、ひび割れが発生するか否かの検討が行われる。
【0020】
ここで、グラフ１５０において、横軸は、コンクリート１１０の養生時間（冷却時間）［ｈ］、縦軸は、コンクリート１１０の温度［℃］をそれぞれ示している。図１Ｂにおいて、温度分布曲線１６０は、コンクリート１１０の冷却を行わない場合のコンクリート１１０の温度変化を示している。このように、コンクリート１１０の冷却を行わない場合には、コンクリート１１０の温度は、所定時間経過後に飽和温度に達し、そのまま推移する。
【0021】
温度分布曲線１４０は、コンクリート１１０を冷却する場合の予測されたコンクリート１１０の温度推移を示している。そして、コンクリート養生装置１００は、コンクリート１１０の温度が、温度分布曲線１４０に従うように、供給する冷媒の流量および温度を制御する。しかしながら、コンクリート１１０の温度が、温度分布曲線１４０に従うように、冷媒の流量および温度を制御することは困難な場合がある。そのため、コンクリート養生装置１００は、温度分布曲線１４０に対して、所定温度高い上限温度および所定温度低い下限温度を設定し、コンクリート１１０の温度が、上限温度分布曲線１５１および下限温度分布曲線１５２の間で推移するように、供給する冷媒の流量および温度を制御する。
【0022】
上限温度分布曲線１５１により表される温度は、コンクリート１１０の温度が、上限温度で示される温度を超えると、コンクリート１１０にひび割れなどの不具合が発生し易くなる温度を示している。また、下限温度分布曲線１５２により表される温度は、コンクリート１１０の温度が、下限温度で示される温度を下回ると、コンクリート１１０が急激に冷えすぎることにより、ひび割れなどの不具合が発生し易くなる温度を示している。
【0023】
そして、コンクリート養生装置１００は、コンクリート１１０の温度が、上限温度および下限温度の間で推移するように、冷媒の流量および温度を制御する。つまり、コンクリート養生装置１００は、コンクリート１１０の温度が、所定の温度幅を有する、上限温度分布曲線１５１と下限温度分布曲線１５２との間で推移するように、冷媒の流量および温度を制御する。このように、コンクリート１１０の温度が、上限温度および下限温度の間で推移するように冷媒の流量および温度を制御することで、コンクリート１１０にひび割れなどが発生しないようにすることが可能となる。
【0024】
詳細には、コンクリート養生装置１００は、コンクリート１１０の温度が、温度推移線１５３に従うように、冷媒の流量および温度を制御する。温度推移線１５３は、階段形状の推移線となっており、コンクリート養生装置１００は、温度推移線１５３に沿うようにコンクリート１１０の温度を管理する。
【0025】
このように、階段形状の温度推移線１５３のように、コンクリート１１０の温度を制御することは、コンクリート１１０の温度が、温度分布曲線１４０に沿うように冷媒の流量および温度を制御する場合に比べて比較的容易な制御となっている。
【0026】
すなわち、曲線の形状が複雑な温度分布曲線１４０に対して、コンクリート１１０の温度が、これに沿うように制御するためには、細かな冷媒の流量および温度の制御が必要となり、例えば、ダムや巨大建造物としてのコンクリート（マスコンクリート）においては、細かな制御に対して、コンクリート１１０の温度の変化が必ずしも敏感に変化するものではないため、制御が難しくなる傾向にある。つまり、大量のコンクリート１１０の温度をセンシティブに制御することは、少量のコンクリートの温度を制御することに比べて非常に困難である。
【0027】
そのため、コンクリート養生装置１００は、上限温度と下限温度との間で、一定の温度を維持するように、冷媒の流量および温度を制御し、維持していた温度が、ある時間における上限温度と同じ温度となると、コンクリート１１０の温度が、当該ある時間における下限温度になるようにする。そして、コンクリート養生装置１００は、以降の時間において、当該下限温度を維持するようにする。その後、コンクリート養生装置１００は、維持した下限温度が、別のある時間における上限温度と同じ温度となると、コンクリート１１０の温度が、当該別のある時間における下限温度になるようにする。そして、コンクリート養生装置１００は以降の時間において、当該下限温度を維持するようにする。そして、コンクリート養生装置１００は、上述の制御を、コンクリート１１０の冷却終了時間まで繰り返す。コンクリート養生装置１００は、このように、コンクリート１１０の温度を管理する。なお、コンクリート温度の管理の詳細については後述する。
【0028】
次に、図２を参照して、コンクリート養生装置１００の構成について説明する。コンクリート養生装置１００は、推定部２０１、設定部２０２、生成部２０３および制御部２０４を有する。
【0029】
推定部２０１は、コンクリート１１０を打設してからの養生時間に伴うコンクリート１１０の温度の温度分布データについて、熱伝導方程式を用いて推定する。３次元の熱伝導方程式は、例えば、以下の式（１）のようになる。
【0030】
【数1】
【0031】
そして、３次元の現象は、１次元の現象から予測できるので、推定部２０１は、式（１）の３次元熱伝導方程式を１次元熱伝導方程式に変換して、コンクリート１１０の温度推移を示す温度分布データを推定する。
【0032】
設定部２０２は、推定された温度分布データをプロットした温度分布曲線１４０において、ピーク温度に到達した時点以降の時間について、温度分布曲線１４０に対して所定温度高い上限温度、および、温度分布曲線１４０に対して所定温度低い下限温度を設定する。
【0033】
生成部２０３は、設定された上限温度および下限温度に基づいて、上限温度分布曲線１５１および下限温度分布曲線１５２を生成する。
【0034】
制御部２０４は、推定された温度分布データをプロットした温度分布曲線１４０に基づいて、打設されたコンクリート１１０の内部に設置された冷却パイプ１２２に供給する冷媒の流量および温度を制御する。つまり、制御部２０４は、生成された上限温度分布曲線１５１および下限温度分布曲線１５２の間で推移するように、冷媒の流量および温度を制御する。以下、ピーク時間（ｔｐ）の到達の前後に分けて、制御部２０４による制御を説明する。
【0035】
＜ピーク時間（ｔｐ）以前の制御＞
制御部２０４は、まず、コンクリート１１０の打設後、図１Ｂに示したグラフ１５０の温度分布曲線１４０により示されるピーク温度（Ｔｐ）に到達する時点（ピーク時間ｔｐ）以前の時間（０～ｔｐの間）においては、冷媒を最大流量および冷媒の下限温度となるように制御して、冷却パイプ１２２に供給する。すなわち、ピーク時間（ｔｐ）以前の時間帯においては、コンクリート１１０は、冷媒供給装置１２０の最大冷却能力で冷却される。つまり、コンクリート１１０の打設直後の時間帯においては、未反応のコンクリート１１０が大量に残存しているため、これらのコンクリート１１０が、矢継ぎ早に反応し、発熱するため、冷媒供給装置１２０の最大能力でコンクリート１１０を冷却する。
制御部２０４は、まず、コンクリート１１０の打設後、図１Ｂに示したグラフ１５０の温度分布曲線１４０により示されるピーク温度（Ｔｐ）に到達する時点（ピーク時間ｔｐ）以前の時間（０～ｔｐの間）においては、冷媒を最大流量および冷媒の下限温度となるように制御して、冷却パイプ１２２に供給する。すなわち、ピーク時間（ｔｐ）以前の時間帯においては、コンクリート１１０は、冷媒供給装置１２０の最大冷却能力で冷却される。つまり、コンクリート１１０の打設直後の時間帯においては、未反応のコンクリート１１０が大量に残存しているため、これらのコンクリート１１０が、矢継ぎ早に反応し、発熱するため、冷媒供給装置１２０の最大能力でコンクリート１１０を冷却する。
【0036】
＜ピーク時間（ｔｐ）以降の制御＞
そして、推定部２０１により推定された温度分布データ（温度分布曲線１４０）において、コンクリート１１０の温度がピーク温度（Ｔｐ）に到達した時点（ピーク時間ｔｐ）以降の時間（ピーク時間ｔｐ～）においては、制御部２０４は、コンクリート１１０の温度が所定温度範囲の温度となるように、冷媒の流量および温度を制御する。すなわち、制御部２０４は、コンクリート１１０の温度が温度推移線１５３に従うように、冷媒の流量および温度を制御する。
そして、推定部２０１により推定された温度分布データ（温度分布曲線１４０）において、コンクリート１１０の温度がピーク温度（Ｔｐ）に到達した時点（ピーク時間ｔｐ）以降の時間（ピーク時間ｔｐ～）においては、制御部２０４は、コンクリート１１０の温度が所定温度範囲の温度となるように、冷媒の流量および温度を制御する。すなわち、制御部２０４は、コンクリート１１０の温度が温度推移線１５３に従うように、冷媒の流量および温度を制御する。
【0037】
まず、制御部２０４は、コンクリート１１０の温度が、上限温度および下限温度の間の第１温度（Ｔ１）を維持するように、冷媒の流量および温度を制御する（図１Ｂ参照）。そして、制御部２０４は、第１温度（Ｔ１）に維持されたコンクリート温度が、第１時間（ｔ１）において、上限温度分布曲線１５１と交わる。そのため、第１時間（ｔ１）以降の時間帯において、コンクリート１１０の温度が第１温度（Ｔ１）を超えないようにしなければならない。
【0038】
したがって、制御部２０４は、第１時間（ｔ１）において、温度推移線１５３が、下限温度分布曲線１５２と交わる温度（下限温度）である第２温度（Ｔ２）にコンクリート１１０の温度を維持するように、冷媒の流量および温度を制御する。
【0039】
そして、制御部２０４は、コンクリート１１０の温度が第２温度（Ｔ２）を維持するように、冷媒の制御を行うが、しばらくすると、第１時間（ｔ１）以降の第２時間（ｔ２）において、温度推移線１５３が上限温度分布曲線１５１と交わる。そのため、第２時間（ｔ２）以降の時間帯において、コンクリート１１０の温度が第２温度（Ｔ２）を超えないようにしなければならない。
【0040】
したがって、制御部２０４は、第２時間（ｔ２）において、温度推移線１５３が、下限温度分布曲線１５２と交わる温度（下限温度）である第３温度（Ｔ３）にコンクリート１１０の温度を維持するように、冷媒の流量および温度を制御する。
【0041】
そして、第３温度（Ｔ３）を維持するように冷媒の流量および温度を制御してしばらくすると、再び上限温度分布曲線１５１と交わるので、制御部２０４は、以後の時間帯において、以上の制御をコンクリート１１０の冷却終了時間（ｔｅ）まで繰り返す。以上のように、制御部２０４は、コンクリート１１０の温度が、温度推移線１５３に従うように、冷媒の流量および温度を制御する。
【0042】
図３は、本実施形態に係るコンクリート養生装置１００が有する温度テーブル３０１の一例を示す図である。温度テーブル３０１は、経過時間３１１に関連付けて上限温度３１２および下限温度３１３を記憶する。経過時間３１１は、コンクリート１１０を打設してからの時間である。上限温度３１２は、所定時間帯（または所定時間）におけるコンクリート１１０に対して許容される温度の上限である。下限温度３１３も同様に、所定時間帯（または所定時間）におけるコンクリート１１０に対して許容される温度の下限である。そして、コンクリート養生装置１００は、温度テーブル３０１を参照して、コンクリート１１０の温度を管理する。
【0043】
図４を参照して、コンクリート養生装置１００のハードウェア構成について説明する。ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４１０は、演算制御用のプロセッサであり、プログラムを実行することで図２のコンクリート養生装置１００の各機能構成を実現する。ＣＰＵ４１０は複数のプロセッサを有し、異なるプログラムやモジュール、タスク、スレッドなどを並行して実行してもよい。ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）４２０は、初期データおよびプログラムなどの固定データおよびその他のプログラムを記憶する。また、ネットワークインタフェース４３０は、ネットワークを介して他の装置などと通信する。なお、ＣＰＵ４１０は１つに限定されず、複数のＣＰＵであっても、あるいは画像処理用のＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含んでもよい。また、ネットワークインタフェース４３０は、ＣＰＵ４１０とは独立したＣＰＵを有して、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４４０の領域に送受信データを書き込みあるいは読み出しするのが望ましい。また、ＲＡＭ４４０とストレージ４５０との間でデータを転送するＤＭＡＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を設けるのが望ましい（図示なし）。さらに、ＣＰＵ４１０は、ＲＡＭ４４０にデータが受信あるいは転送されたことを認識してデータを処理する。また、ＣＰＵ４１０は、処理結果をＲＡＭ４４０に準備し、後の送信あるいは転送はネットワークインタフェース４３０やＤＭＡＣに任せる。
【0044】
ＲＡＭ４４０は、ＣＰＵ４１０が一時記憶のワークエリアとして使用するランダムアクセスメモリである。ＲＡＭ４４０には、本実施形態の実現に必要なデータを記憶する記憶領域が確保されている。温度データ４４１は、打設したコンクリート１１０に設置された温度センサ１３０から取得したコンクリート１１０の実測温度である。冷媒データ４４２は、冷却パイプ１２２に供給する冷媒の流量や温度などのデータである。上限下限温度データ４４３は、所定時間帯（または所定時間）における、コンクリート１１０に対して許容される温度の上限値および下限値のデータである。
【0045】
送受信データ４４４は、ネットワークインタフェース４３０を介して送受信されるデータである。また、ＲＡＭ４４０は、各種アプリケーションモジュールを実行するためのアプリケーション実行領域４４５を有する。
【0046】
ストレージ４５０には、データベースや各種パラメータ、あるいは本実施形態の実現に必要な以下のデータまたはプログラムが記憶されている。ストレージ４５０は、温度テーブル３０１を格納する。温度テーブル３０１は、図３に示した、経過時間３１１と上限温度３１２などとの関係を管理するテーブルである。
【0047】
ストレージ４５０は、さらに、推定モジュール４５１、設定モジュール４５２、生成モジュール４５３および制御モジュール４５４を格納する。推定モジュール４５１は、コンクリート１１０を打設してからの養生時間に伴うコンクリート１１０の温度の温度分布データについて、熱伝導方程式を用いて推定するモジュールである。設定モジュール４５２は、推定された温度分布データをプロットした温度分布曲線１４０において、ピーク温度（Ｔｐ）に到達した時点以降の時間について、温度分布曲線１４０に対して、所定温度高い上限温度および所定温度低い下限温度を設定するモジュールである。生成モジュール４５３は、設定された上限温度および下限温度に基づいて、上限温度分布曲線１５１および下限温度分布曲線１５２を生成するモジュールである。制御モジュール４５４は、コンクリート１１０の温度が、上限温度分布曲線１５１および下限温度分布曲線１５２の間で推移するように、冷媒の流量および温度を制御するモジュールである。これらのモジュール４５１～４５４は、ＣＰＵ４１０によりＲＡＭ４４０のアプリケーション実行領域４４５に読み出され、実行される。制御プログラム４５５は、コンクリート養生装置１００の全体を制御するためのプロブラムである。
【0048】
入出力インタフェース４６０は、入出力機器との入出力データをインタフェースする。入出力インタフェース４６０には、表示部４６１、操作部４６２、が接続される。また、入出力インタフェース４６０には、さらに、記憶媒体４６４が接続されてもよい。さらに、音声出力部であるスピーカ４６３や、音声入力部であるマイク（図示せず）、あるいは、ＧＰＳ位置判定部が接続されてもよい。なお、図４に示したＲＡＭ４４０やストレージ４５０には、コンクリート養生装置１００が有する汎用の機能や他の実現可能な機能に関するプログラムやデータは図示されていない。
【0049】
図５に示したフローチャートを参照して、コンクリート養生装置１００の処理手順について説明する。このフローチャートは、図４のＣＰＵ４１０がＲＡＭ４４０を使用して実行し、図２のコンクリート養生装置１００の各機能構成を実現する。
【0050】
ステップＳ５０１において、推定部２０１は、コンクリート１１０を打設してからの養生時間に伴うコンクリート温度の温度分布データについて、熱伝導方程式を用いて推定する。ステップＳ５０３において、設定部２０２は、温度分布データをプロットした温度分布曲線１４０に対して、所定温度高い上限温度および所定温度低い下限温度を設定する。ステップＳ５０５において、生成部２０３は、設定された上限温度および下限温度に基づいて、上限温度分布曲線１５１および下限温度分布曲線１５２を生成する。
【0051】
ステップＳ５０７において、制御部２０４は、上限温度および下限温度の間の第１温度（Ｔ１）を維持するように、冷媒の流量および温度を制御する（図１Ｂ参照）。ステップＳ５０９において、制御部２０４は、コンクリート１１０の温度がピーク温度（Ｔｐ）に到達した時点（ピーク時間ｔｐ）以降の第１時間（ｔ１）において、第１温度（Ｔ１）が第１時間（ｔ１）における上限温度と同じ温度となったか否かを判定する。第１時間における上限温度と同じ温度となっていないと判定した場合（ステップＳ５０９のＮＯ）、制御部２０４は、ステップＳ５０７に戻る。第１時間における上限温度と同じ温度となったと判定した場合（ステップＳ５０９のＹＥＳ）、制御部２０４は、ステップＳ５１１へ進む。
【0052】
ステップＳ５１１において、制御部２０４は、コンクリート１１０の温度を第１時間（ｔ１）における下限温度である第２温度（Ｔ２）に維持するように、冷媒の流量および温度を制御する。ステップＳ５１３において、第１時間（ｔ１）以降の第２時間（ｔ２）において、第２温度（Ｔ２）が第２時間（ｔ２）における上限温度と同じ温度となったか否かを判定する。第２時間（ｔ２）における上限温度と同じ温度となっていないと判定した場合（ステップＳ５１３のＮＯ）、制御部２０４は、ステップＳ５１１へ戻る。第２時間における上限温度と同じ温度となっていると判定した場合（ステップＳ５１３のＹＥＳ）、制御部２０４は、ステップＳ５１５へ進む。
【0053】
ステップＳ５１５において、制御部２０４は、第２時間（ｔ２）以降の時間において、コンクリート１１０の温度を第２時間（ｔ２）における下限温度である第３温度（Ｔ３）に維持するように、冷媒の流量および温度を制御する。
【0054】
そして、ステップＳ５１７において、制御部２０４は、コンクリート１１０の冷却終了時間（ｔｅ）に到達したか否かを判定する。冷却終了時間（ｔｅ）に到達していないと判定した場合（ステップＳ５１７のＮＯ）、制御部２０４は、ステップＳ５１５以降の処理を繰り返す。つまり、制御部２０４は、ステップＳ５０９～Ｓ５１１、ステップＳ５１５～Ｓ５１５の処理を繰り返す。冷却終了時間（ｔｅ）に到達したと判定した場合（ステップＳ５１７のＹＥＳ）、制御部２０４は、処理を終了する。
【0055】
本実施形態によれば、コンクリートの温度が、コンクリート温度の温度分布データに対する上限温度および下限温度の間の温度となるように、冷媒の流量および温度を制御するので、簡易、簡便な制御方法により、より確実にコンクリートを冷却させることができる。
【0056】
［他の実施形態］
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。
【0057】
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する情報処理プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるＷＷＷ(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）は本発明の範疇に含まれる。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】