(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】
(24)【登録日】2024-12-24
(45)【発行日】2025-01-08
(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 20060101AFI20241225BHJP
G01N 25/02 20060101ALI20241225BHJP
【FI】
E04G21/02 104
E04G21/02 ESW
G01N25/02 Z
(21)【出願番号】P 2021053414
(22)【出願日】2021-03-26
【審査請求日】2023-07-26
(73)【特許権者】
【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
【審査官】櫻井 茂樹
(56)【参考文献】
【文献】特開2017-036546(JP,A)
【文献】特開2014-005716(JP,A)
【文献】特開平09-174532(JP,A)
【文献】特開2006-177808(JP,A)
【文献】特開2016-089357(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E04G21/00-21/10
C04B40/02
G01N25/02
G01K1/14
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
打設後のコンクリートの温度データを取得する温度データ取得部と、
前記コンクリートの温度を管理して、冷却するための、パラメータとして、前記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取得するパラメータ取得部と、
予備解析により取得した前記コンクリートが従うべき第1管理用温度推移データに基づいて、前記パラメータを制御するパラメータ制御部と、
前記コンクリートの実際に計測された実測温度データに基づいて、
前記第1管理用温度推移データにおけるピーク温度に到達した時点以降の前記コンクリートが従うべき第2管理用温度推移データを推定する推定部と、
第1温度分布曲線と、推定された前記第2管理用温度推移データをプロットした第2温度分布曲線とについて、前記第1温度分布曲線
が実測温度分布曲線を上回っている間の、前記第1温度分布曲線と前記実測温度分布曲線と前記第2温度分布曲線とにより囲まれる領域の面積と、前記第1温度分布曲線が前記第2温度分布曲線を下回っている間の、前記第1温度分布曲線と前記第2温度分布曲線とにより囲まれる領域の面積とが等しくなるように、前記ピーク温度に到達した時点以降に、前記コンクリートが従うべき新たな第2管理用温度推移データを生成する生成部と、
を備え、
前記パラメータ制御部は、前記ピーク温度に到達した時点以降において、生成した前記第2管理用温度推移データに基づいて、前記パラメータを制御する、コンクリート養生装置。
【請求項2】
打設後のコンクリートの温度データを取得する温度データ取得部と、
前記コンクリートの温度を管理して、冷却するための、パラメータとして、前記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取得するパラメータ取得部と、
予備解析により取得した前記コンクリートが従うべき第1管理用温度推移データに基づいて、前記パラメータを制御するパラメータ制御部と、
前記コンクリートの実際に計測された実測温度データに基づいて、
前記第1管理用温度推移データにおけるピーク温度に到達した時点以降の前記コンクリートが従うべき第2管理用温度推移データを推定する推定部と、
第1温度分布曲線と、推定された前記第2管理用温度推移データをプロットした第2温度分布曲線とについて、前記第1温度分布曲線
が実測温度分布曲線を上回っている間の、前記第1温度分布曲線と前記実測温度分布曲線と前記第2温度分布曲線とにより囲まれる領域の面積と、前記第1管理用温度推移データによる、前記コンクリートの冷却終了時間以降の時間において、前記第1温度分布曲線の冷却終了時間における温度において時間軸に対して平行に延ばした平行線、-10℃から時間軸に対して平行に延ばした平行線、前記冷却終了時間における温度において温度
軸に対して平行に延ばした平行線および前記冷却終了時間を延長した場合の延長冷却終了時間における温度において前記温度軸に対して平行に延ばした平行線により囲まれる領域の面積と、が等しくなるように、前記第1温度分布曲線において、冷却終了時間を延長する延長部と、
を備え、
前記パラメータ制御部は、延長された前記冷却終了時間を有する第1管理用温度推移データに基づいて、前記パラメータを制御する、コンクリート養生装置。
【請求項3】
打設後のコンクリートの温度データを取得する温度データ取得ステップと、
前記コンクリートの温度を管理して、冷却するための、パラメータとして、前記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取得するパラメータ取得ステップと、
予備解析により取得した前記コンクリートが従うべき第1管理用温度推移データに基づいて、前記パラメータを制御するパラメータ制御ステップと、
前記コンクリートの実際に計測された実測温度データに基づいて、
前記第1管理用温度推移データにおけるピーク温度に到達した時点以降の前記コンクリートが従うべき第2管理用温度推移データを推定する推定ステップと、
第1温度分布曲線と、推定された前記第2管理用温度推移データをプロットした第2温度分布曲線とについて、前記第1温度分布曲線
が実測温度分布曲線を上回っている間の、前記第1温度分布曲線と前記実測温度分布曲線と前記第2温度分布曲線とにより囲まれる領域の面積と、前記第1温度分布曲線が前記第2温度分布曲線を下回っている間の、前記第1温度分布曲線と前記第2温度分布曲線とにより囲まれる領域の面積とが等しくなるように、前記ピーク温度に到達した時点以降に、前記コンクリートが従うべき新たな第2管理用温度推移データを生成する生成ステップと、
を含み、
前記パラメータ制御ステップにおいて、前記ピーク温度に到達した時点以降において、生成した前記第2管理用温度推移データに基づいて、前記パラメータを制御する、コンクリート養生方法。
【請求項4】
打設後のコンクリートの温度データを取得する温度データ取得ステップと、
前記コンクリートの温度を管理して、冷却するための、パラメータとして、前記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取得するパラメータ取得ステップと、
予備解析により取得した前記コンクリートが従うべき第1管理用温度推移データに基づいて、前記パラメータを制御するパラメータ制御ステップと、
前記コンクリートの実際に計測された実測温度データに基づいて、
前記第1管理用温度推移データにおけるピーク温度に到達した時点以降の前記コンクリートが従うべき第2管理用温度推移データを推定する推定ステップと、
第1温度分布曲線と、推定された前記第2管理用温度推移データをプロットした第2温度分布曲線とについて、前記第1温度分布曲線
が実測温度分布曲線を上回っている間の、前記第1温度分布曲線と前記実測温度分布曲線と前記第2温度分布曲線とにより囲まれる領域の面積と、前記第1温度分布曲線が前記第2温度分布曲線を下回っている間の、前記第1温度分布曲線と前記第2温度分布曲線とにより囲まれる領域の面積とが等しくなるように、前記ピーク温度に到達した時点以降に、前記コンクリートが従うべき新たな第2管理用温度推移データを生成する生成ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記パラメータ制御ステップにおいて、前記ピーク温度に到達した時点以降において、生成した前記第2管理用温度推移データに基づいて、前記パラメータを制御する、コンクリート養生プログラム。
【請求項5】
打設後のコンクリートの温度データを取得する温度データ取得ステップと、
前記コンクリートの温度を管理して、冷却するための、パラメータとして、前記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取得するパラメータ取得ステップと、
予備解析により取得した前記コンクリートが従うべき第1管理用温度推移データに基づいて、前記パラメータを制御するパラメータ制御ステップと、
前記コンクリートの実際に計測された実測温度データに基づいて、
前記第1管理用温度推移データにおけるピーク温度に到達した時点以降の前記コンクリートが従うべき第2管理用温度推移データを推定する推定ステップと、
第1温度分布曲線と、推定された前記第2管理用温度推移データをプロットした第2温度分布曲線とについて、前記第1温度分布曲線
が実測温度分布曲線を上回っている間の、前記第1温度分布曲線と前記実測温度分布曲線と前記第2温度分布曲線とにより囲まれる領域の面積と、前記第1管理用温度推移データによる、前記コンクリートの冷却終了時間以降の時間において、前記第1温度分布曲線の冷却終了時間における温度において時間軸に対して平行に延ばした平行線、-10℃から時間軸に対して平行に延ばした平行線、前記冷却終了時間における温度において温度
軸に対して平行に延ばした平行線および前記冷却終了時間を延長した場合の延長冷却終了時間における温度において前記温度軸に対して平行に延ばした平行線により囲まれる領域の面積と、が等しくなるように、前記第1温度分布曲線において、冷却終了時間を延長する延長ステップと、
を含み、
前記パラメータ制御ステップにおいて、延長された前記冷却終了時間を有する第1管理用温度推移データに基づいて、前記パラメータを制御する、コンクリート養生方法。
【請求項6】
打設後のコンクリートの温度データを取得する温度データ取得ステップと、
前記コンクリートの温度を管理して、冷却するための、パラメータとして、前記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取得するパラメータ取得ステップと、
予備解析により取得した前記コンクリートが従うべき第1管理用温度推移データに基づいて、前記パラメータを制御するパラメータ制御ステップと、
前記コンクリートの実際に計測された実測温度データに基づいて、
前記第1管理用温度推移データにおけるピーク温度に到達した時点以降の前記コンクリートが従うべき第2管理用温度推移データを推定する推定ステップと、
第1温度分布曲線と、推定された前記第2管理用温度推移データをプロットした第2温度分布曲線とについて、前記第1温度分布曲線
が実測温度分布曲線を上回っている間の、前記第1温度分布曲線と前記実測温度分布曲線と前記第2温度分布曲線とにより囲まれる領域の面積と、前記第1管理用温度推移データによる、前記コンクリートの冷却終了時間以降の時間において、前記第1温度分布曲線の冷却終了時間における温度において時間軸に対して平行に延ばした平行線、-10℃から時間軸に対して平行に延ばした平行線、前記冷却終了時間における温度において温度
軸に対して平行に延ばした平行線および前記冷却終了時間を延長した場合の延長冷却終了時間における温度において前記温度軸に対して平行に延ばした平行線により囲まれる領域の面積と、が等しくなるように、前記第1温度分布曲線において、冷却終了時間を延長する延長ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記パラメータ制御ステップにおいて、延長された前記冷却終了時間を有する第1管理用温度推移データに基づいて、前記パラメータを制御する、コンクリート養生プログラム。
【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】
【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、
打設後のコンクリートの温度データを取得する温度データ取得部と、
前記コンクリートの温度を管理して、冷却するための、パラメータとして、前記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取得するパラメータ取得部と、
予備解析により取得した前記コンクリートが従うべき第1管理用温度推移データに基づいて、前記パラメータを制御するパラメータ制御部と、
を備え、
前記パラメータ制御部は、前記パラメータを制御した結果、前記第1管理用温度推移データにおいて、ピーク温度に到達した時点の前記コンクリートの実測温度データが、前記第1管理用温度推移データのピーク温度よりも低温となった場合、前記第1管理用温度推移データをプロットした第1温度分布曲線と、前記実測温度データをプロットした実測温度分布曲線とについて、前記第1温度分布曲線と前記実測温度分布曲線とにより囲まれる領域の面積に基づいて、前記パラメータを制御する。
【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、
打設後のコンクリートの温度データを取得する温度データ取得ステップと、
前記コンクリートの温度を管理して、冷却するための、パラメータとして、前記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取得するパラメータ取得ステップと、
予備解析により取得した前記コンクリートが従うべき第1管理用温度推移データに基づいて、前記パラメータを制御するパラメータ制御ステップと、
を含み、
前記パラメータ制御ステップにおいて、前記パラメータを制御した結果、前記管理用温度推移データにおいて、ピーク温度に到達した時点の前記コンクリートの実測温度データが、前記第1管理用温度推移データのピーク温度よりも低温となった場合、前記第1管理用温度推移データをプロットした第1温度分布曲線と、前記実測温度データをプロットした実測温度分布曲線とについて、前記第1温度分布曲線と前記実測温度分布曲線とにより囲まれる領域の面積に基づいて、前記パラメータを制御する。
【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、
前記コンクリートの温度を管理して、冷却するための、パラメータとして、前記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取得するパラメータ取得ステップと、
予備解析により取得した前記コンクリートが従うべき第1管理用温度推移データに基づいて、前記パラメータを制御するパラメータ制御ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記パラメータ制御ステップにおいて、前記パラメータを制御した結果、前記管理用温度推移データにおいて、ピーク温度に到達した時点の前記コンクリートの実測温度データが、前記第1管理用温度推移データのピーク温度よりも低温となった場合、前記第1管理用温度推移データをプロットした第1温度分布曲線と、前記実測温度データをプロットした実測温度分布曲線とについて、前記第1温度分布曲線と前記実測温度分布曲線とにより囲まれる領域の面積に基づいて、前記パラメータを制御する。
【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】本発明の第1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】本発明の第1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】本発明の第1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】本発明の第1実施形態に係るコンクリート養生装置が有する推定テーブルの一例を説明するための図である。
【
図4】本発明の第1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】本発明の第1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。
【
図6】本発明の第2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7】本発明の第2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8】本発明の第2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9】本発明の第2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】
[第1実施形態]
本発明の第1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が従うべき管理用温度推移データに基づいて、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、打設したコンクリート110が従うべき管理用温度推移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。さらに、冷却パイプ122の下端は、シース管123の底面とは接触していない。なお、
図1A(a)に示した管理用温度推移データの温度分布曲線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)の近傍(冷却パイプ122の近傍約10cm)と、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、取得した温度と、管理用温度推移データをプロットした温度分布曲線140が示す温度とを比較して、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。コンクリート養生装置100は、まず、温度分布曲線140について、ピーク温度(T
p)を基準として、ピーク温度に到達する時間(t
p)の前後の時間を、所定時間間隔で切り分ける。そして、コンクリート養生装置100は、切り分けられた各時間帯において、コンクリート110の温度が達成すべき目標温度を設定し、設定した目標温度を達成するように冷媒の流量および温度を制御する(
図1B(a)参照)。
【0020】
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したとしても、実際のコンクリート110の温度を計測すると、温度分布曲線140を下回る場合がある。すなわち、コンクリート110の反応が十分に促進されず、未反応のコンクリート110が、当初の想定以上に残存しているような場合である。
【0021】
このような場合、コンクリート養生装置100は、コンクリート温度がピーク温度(T
p)に到達する時刻であるピーク時間(t
p)以降のコンクリート温度の推移を、ピーク時間までのコンクリート温度の推移(実測温度分布曲線141)を用いて推定して、推定温度分布曲線142を生成する(
図1B(b)参照)。
【0022】
そして、コンクリート養生装置100は、温度分布曲線140、実測温度分布曲線141および推定温度分布曲線142とで囲まれる領域の面積S1および面積S2とが等しくなるように、ピーク時間(t
p)以降において、冷媒の流量および温度を制御する(
図1B(b)参照)。
【0023】
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、温度データ取得部201、パラメータ取得部202、パラメータ制御部203,推定部204および生成部205を有する。
【0024】
温度データ取得部201は、打設後のコンクリート110の温度データを取得する。コンクリート110の温度は、コンクリート110に設置された温度センサ130により計測された温度である。コンクリート110に設置される温度センサ130の数は、複数であることが好ましい。温度センサ130は、所定時間間隔、例えば、数秒間隔、数分間隔でコンクリート110の温度を計測する。
【0025】
そして、温度データ取得部201は、コンクリート110に設置された温度センサ130のそれぞれと有線または無線により接続されており、計測された温度データを有線または無線を介して取得する。温度データ取得部201は、所定時間間隔、例えば、数分間隔、数時間間隔で、温度センサ130から温度データを取得する。
【0026】
パラメータ取得部202は、コンクリート110の温度を管理して、冷却するために、パラメータとして、コンクリート110の内部に設置された冷却パイプ122(シース管123)に供給する冷媒の流量および温度を取得する。
【0027】
ここで、冷却パイプ122に供給される冷媒は、水が代表的であるが、供給される冷媒はこれには限定されず、コンクリート110を冷却するのに適した他の液体であってもよい。また、冷却パイプ122に供給される冷媒は、液体には限定されず、例えば、ガスなどの気体であってもよい。
【0028】
冷媒供給装置120は、コンクリート養生装置100と有線接続または無線接続されており、冷媒の流量および温度は、例えば、冷媒供給装置120に設けられた流量センサおよび温度センサから取得される。パラメータ取得部202は、所定時間間隔、例えば、数分間隔、数時間間隔で、パラメータとして、冷媒の流量および温度に関するデータを取得する。
【0029】
パラメータ制御部203は、予備解析により取得したコンクリート110が従うべき管理用温度推移データに基づいて、パラメータを制御する。そして、パラメータ制御部203は、パラメータを制御した結果、管理用温度推移データにおいて、ピーク温度(Tp)に到達した時点(ピーク時間tp)のコンクリート110の実測温度データが、管理用温度推移データのピーク温度(Tp)よりも低温となった場合、管理用温度推移データをプロットした温度分布曲線140と、実測温度データをプロットした実測温度分布曲線141とについて、温度分布曲線140と実測温度分布曲線141とにより囲まれる領域の面積に基づいて、パラメータを制御する。
【0030】
つまり、ピーク時間(tp)前の状態で、コンクリート110の実測温度が、温度分布曲線140で示される温度を下回っている場合には、未反応のコンクリートが当初の想定よりも多く残存している。そのため、温度分布曲線140に従ったままコンクリート110を冷却しても、未反応のコンクリートが残存しているため、冷却を終了した後に、未反応のコンクリートが再反応を起こし、コンクリート110の温度が上昇することがある。このように、想定外の時間帯においてコンクリート110の反応が発生すると、コンクリート110の温度が上昇して、膨張するので、ひび割れの原因となる可能性がある。
【0031】
そのため、ピーク時間(tp)に到達する前の段階で、コンクリート110の反応が不十分でコンクリート110の温度が低い場合には、ピーク時間以降の時間帯において、未反応分のコンクリート110を反応させるために、当初よりも高い温度を目標温度として設定して、コンクリート110の冷却を実行する。これにより、未反応のコンクリート110を確実に反応させて、未反応(燃え残り)のコンクリート110を確実に減らすことが可能となる。
【0032】
推定部204は、打設されたコンクリート110の実際に計測された実測温度データに基づいて、温度分布曲線140におけるピーク温度(Tp)に到達した時点(ピーク時間tp)以降のコンクリート110が従うべき管理用温度推移データを推定する。つまり、推定部204は、実測温度分布曲線141を用いて、ピーク時間(tp)以降のコンクリート110の温度推移を推定し、コンクリート110が従うべき管理用温度推移データとして、推定温度分布曲線142を推定する。
【0033】
生成部205は、温度分布曲線140と、推定された管理用温度推移易データをプロットした温度分布曲線(推定温度分布曲線142)とについて、温度分布曲線140が推定温度分布曲線142(および実測温度分布曲線141)を上回っている間の、温度分布曲線140と推定温度分布曲線142(および実測温度分布曲線141)とにより囲まれる領域の面積(S1)と、温度分布曲線140が推定温度分布曲線142を下回っている間の、温度分布曲線140と推定温度分布曲線142とにより囲まれる領域の面積(S2)とが等しくなるように、ピーク温度(Tp)に到達した時点(ピーク時間tp)以降に、コンクリート110が従うべき新たな管理用温度推移データ(推定温度分布曲線142)を生成する。ここでは、未反応のコンクリート110が当初の予測よりも多く残っているため、当初想定していた温度分布曲線140と比べると、コンクリート110の冷え方(温度の下がり方)が緩い推定温度分布曲線142が得られる。
【0034】
そして、パラメータ制御部203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)以降において、生成した管理用温度推移データ(推定温度分布曲線142)に基づいて、パラメータを制御する。
【0035】
図3は、本実施形態に係るコンクリート養生装置100が有する推定テーブル301の一例を示す図である。推定テーブル301は、経過時間311に関連付けて実測温度312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。実測温度312は、コンクリート110を打設してからの各時間(各時間帯)における。測定されたコンクリート110の温度である。そして、コンクリート養生装置100は、推定テーブル301を参照して、コンクリート110が従うべき新たな管理用温度推移データを生成する。
【0036】
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。
【0037】
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。目標温度データ443は、温度分布曲線140などから導出される、各時間(各時間帯)において、コンクリート110が達成すべき温度である。
【0038】
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。
【0039】
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、推定テーブル301を格納する。推定テーブル301は、
図3に示した、経過時間311と実測温度312との関係を管理するテーブルである。
【0040】
ストレージ450は、さらに、温度データ取得モジュール451、パラメータ取得モジュール452、パラメータ制御モジュール453、推定モジュール454および生成モジュール455を格納する。温度データ取得モジュール451は、打設後のコンクリート110の温度データを取得するモジュールである。パラメータ取得モジュール452は、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(パラメータ)を取得するモジュールである。パラメータ制御モジュール453は、冷却パイプ122に供給する冷媒の流量および温度(パラメータ)を制御するモジュールである。推定モジュール454は、実測温度データに基づいて、ピーク温度(Tp)に到達した時点(tp)以降のコンクリート110が従うべき管理用温度推移データ(推定温度分布曲線142)を推定するモジュールである。生成モジュール455は、温度分布曲線140と推定温度分布曲線142とについて、温度分布曲線140が実測温度分布曲線141を上回っている間の、温度分布曲線140、実測温度分布曲線141および推定温度分布曲線142により囲まれる領域の面積(S1)と、温度分布曲線140が推定温度分布曲線142を下回っている間の、温度分布曲線140と推定温度分布曲線142とにより囲まれる領域の面積(S2)とが等しくなるように、ピーク温度(Tp)に到達した時点(tp)以降に、コンクリート110が従うべき新たな管理用温度推移データ(推定温度分布曲線142)を生成するモジュールである。これらのモジュール451~455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456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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
ステップS501において、温度データ取得部201は、打設後のコンクリート110の温度データを取得する。ステップS503において、パラメータ取得部202は、パラメータとして、冷却パイプ122に供給する冷媒の流量および温度を取得する。ステップS505において、推定部204は、実測温度データ(実測温度分布曲線141)に基づいて、ピーク温度(Tp)に到達した時点(ピーク時間tp)以降のコンクリート110が従うべき管理用温度推移データ(推定温度分布曲線142)を推定する。ステップS507において、生成部205は、温度分布曲線140(プロット曲線)が実測温度分布曲線141を上回っている間の、温度分布曲線140と実測温度分布曲線141と推定温度分布曲線142とにより囲まれる領域の面積(S1)と、温度分布曲線140が推定温度分布曲線142を下回っている間の、温度分布曲線140と推定温度分布曲線142とにより囲まれる領域の面積(S2)とが等しくなるように、ピーク温度(Tp)に到達した時点(tp)以降に、コンクリート110が従うべき新たな管理用温度推移データ(推定温度分布曲線142)を生成する。ステップS509において、パラメータ制御部203は、ピーク温度(Tp)に到達した時点(tp)以降において、生成した管理用温度推移データ(推定温度分布曲線142)に基づいて、パラメータを制御する。
【0044】
本実施形態によれば、冷却開始初期の段階でコンクリートの反応が促進されず、コンクリートの温度の上昇が想定以下の上昇であっても、冷却の後半の段階において、未上昇分を補償するようにコンクリートを冷却するので、より確実にコンクリートを冷却させることができる。
【0045】
[第2実施形態]
次に本発明の第2実施形態に係るコンクリート養生装置について、
図6~
図10を参照して説明する。
図6は、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。コンクリート養生装置は、上記第1実施形態と比べると、生成部の代わりに延長部を有している点で異なる。その他の構成および動作は、第1実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【0046】
まず、
図6を参照して、本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110の温度の制御について説明する。
【0047】
コンクリート養生装置は、上記第1実施形態と同様に、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。コンクリート養生装置は、まず、温度分布曲線140について、ピーク温度(T
p)を基準として、ピーク温度に到達する時刻(t
p)の前後の時間を、所定時間間隔で切り分ける。そして、コンクリート養生装置は、切り分けられた各時間帯において、コンクリート110の温度が達成すべき目標温度を設定し、設定した目標温度を達成するように冷媒の流量および温度を制御する(
図6(a)参照)。
【0048】
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したとしても、実際のコンクリート110の温度を計測すると、温度分布曲線140を下回る場合がある。すなわち、コンクリート110の反応が十分に促進されず、未反応のコンクリートが、当初の想定以上に残存しているような場合である。
【0049】
このような場合、コンクリート養生装置は、コンクリート温度がピーク温度(Tp)に到達する時刻であるピーク時刻(tp)以降のコンクリート温度の推移を、ピーク時間までのコンクリート温度の推移(実測温度分布曲線641)を用いて推定する。
【0050】
そして、コンクリート養生装置は、温度分布曲線140と推定された推定温度分布曲線642とについて、温度分布曲線140が、実測温度分布曲線641を上回っている間の、温度分布曲線140、実測温度分布曲線641および推定温度分布曲線642により囲まれる領域の面積(S3)と、温度分布曲線140による、コンクリート110の冷却終了時間以降の時間において、温度分布曲線140の冷却終了時間における温度において時間軸に対して平行に延ばした平行線643および-10℃から時間軸に対して平行に延ばした平行線644により囲まれる領域の面積(S4)と、が等しくなるように、温度分布曲線140において、冷却の終了時間を延長する(te→te1)。
【0051】
つまり、面積(S4)は、平行線643,644、時間teにおける温度軸(縦軸)に平行な線および延長された終了時間(te1)における温度軸(縦軸)に平行な平行線645,646により囲まれた領域の面積となる。ここで、-10℃は、コンクリート110が反応を開始する温度であり、これより低い温度では、コンクリート110の反応が進まない。
【0052】
このように、面積(S3)と面積(S4)とが等しくなるように、冷却の終了時間を延長することにより、未反応のコンクリート110の残存量を減らしているので、仮に、再反応が発生したとしても、コンクリート110の温度の上昇を抑制できる。つまり、冷却の終了時間を延長することにより、未反応のコンクリート110が反応するための時間を確保して、コンクリート温度のリバウンドの発生によるひび割れの発生等が生じないようにすることが可能となる。
【0053】
次に、
図7を参照して、本実施形態に係るコンクリート養生装置700の構成について説明する。コンクリート養生装置700は、延長部701を有する。延長部701は、温度分布曲線140と、推定された管理用温度推移データをプロットした温度分布曲線642とについて、温度分布曲線140が実測温度分布曲線641を上回っている間の、温度分布曲線140と実測温度分布曲線641と温度分布曲線642とにより囲まれる領域の面積(S3)を導出する。
【0054】
そして、延長部701は、管理用温度推移データをプロットした温度分布曲線140によるコンクリート110の冷却終了時間以降の時間において、温度分布曲線140の冷却終了時間における温度から時間軸(
図6(b)のグラフの横軸)に対して平行に延ばした平行線643を生成する。次に、延長部701は、温度軸(
図6(b)のグラフの縦軸)上の-10℃から時間軸(横軸)に対して平行に延ばした平行線644を生成する。
【0055】
そして、延長部701は、当初予定していたコンクリート110の冷却終了時間(te)の位置において温度軸(縦軸)に対して平行に延ばした平行線645と、冷却終了時間を延長した場合の冷却終了時間(te1)の位置において温度軸(縦軸)に対して平行に延ばした平行線646と、をそれぞれ生成する。
【0056】
延長部701は、4つの平行線643,644,645,646nより囲まれる領域の面積(S4)が、先に導出した面積(S3)と等しくなるように、延長された冷却終了時間(te1)を決定する。
【0057】
そして、パラメータ制御部203は、延長された冷却終了時間(te1)に基づいて、コンクリート110を冷却するため、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。
【0058】
図8を参照して、コンクリート養生装置700のハードウェア構成について説明する。ストレージ850は、延長モジュール851を格納する。延長モジュール851は、温度分布曲線140,641,642において、領域の面積(S3)と他の領域の面積(S4)とが等しくなるように、冷却終了時間を延長するモジュールである。このモジュール851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。
【0059】
図9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700の処理手順について説明する。このフローチャートは、
図8のCPU410がRAM440を使用して実行し、
図7のコンクリート養生装置700の各機能構成を実現する。
【0060】
ステップS901において、延長部701は、温度分布曲線140,641,642において、温度分布曲線140,641,642において、温度分布曲線140,641,642で囲まれる領域の面積(S3)と平行線643,644,645,646で囲まれる領域の面積(S4)とが等しくなるように、冷却終了時間を延長する。
【0061】
本実施形態によれば、冷却開始初期の段階でコンクリートの反応が促進されず、コンクリートの温度の上昇が想定以下の上昇であっても、冷却終了時間を延長することにより、より確実にコンクリートを冷却させることができる。
【0062】
[他の実施形態]
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本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。
【0063】
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。