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【発明の名称】 ポーラスコンクリートの製造方法
【発明者】 【氏名】小林 隆芳

【氏名】佐々木 徹

【氏名】長岡 誠一

【氏名】小野 芳

【氏名】澤田 裕樹

【氏名】増岡 臣一

【要約】 【課題】アジテート車を用いつつも、均一性の高いPOCを製造できるPOCの製造方法を提供する。

【解決手段】本発明は、傾斜するように配置され且つ上方側に開口部が形成された筒状のドラム本体と該ドラム本体の内周面に沿って配設された螺旋状のブレードとを有する攪拌ドラムを備え、該攪拌ドラムが、内部収容物をブレードによって下方に押し込む順回転とブレードに載せて開口部側に移動させる逆回転とをしうるように構成されてなるアジテート車を用い、粗骨材とバインダーとを混練してポーラスコンクリートとするポーラスコンクリートの製造方法であって、
【特許請求の範囲】
【請求項1】
傾斜するように配置され且つ上方側に開口部が形成された筒状のドラム本体と該ドラム本体の内周面に沿って配設された螺旋状のブレードとを有する攪拌ドラムを備え、該攪拌ドラムが、内部収容物をブレードによって下方に押し込む順回転とブレードに載せて開口部側に移動させる逆回転とを行いうるように構成されてなるアジテート車を用い、粗骨材とバインダーとを混練してポーラスコンクリートとするポーラスコンクリートの製造方法であって、
前記攪拌ドラム内に粗骨材とバインダーとを収容した後、前記攪拌ドラムの順回転と逆回転とを交互に繰り返し行い、前記粗骨材と前記バインダーとを混練することを特徴とするポーラスコンクリートの製造方法。
【請求項2】
前記攪拌ドラムを順回転させた後に逆回転させるという操作、若しくはその逆の操作を3〜5回繰り返すことを特徴とする請求項1記載のポーラスコンクリートの製造方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、ポーラスコンクリート(以下、POCという場合がある。)の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ポーラスコンクリート(以下、POCともいう)は、コンクリートの内部に連続空隙を形成するように、粗骨材がセメントペースト又はモルタル(本発明において、両者をあわせてバインダーともいう)によって結合された、“おこし”状のコンクリートである。
従って、該POCは、一般のコンクリートと比較して単位粗骨材量が多く、単位ペースト量あるいは単位モルタル量(即ち、単位バインダー量)が極端に少ないコンクリートである。
【0003】
斯かるPOCの施工に際しては、従来、生コンクリートプラントでセメント及び水等に粗骨材を加えて混練しPOCを調製した後、該POCをダンプトラックやアジテート車などに積載し、打設現場まで運搬してから、用いられている。
【0004】
しかしながら、POCは上述のように内部に連続空隙を形成するような配合で粗骨材とバインダーとが混練されてなるものであるため、バインダーと空気とが接触する面積(比表面積)が一般のコンクリートと比べて非常に大きく、バインダー中の水分が蒸発して乾燥しやすいという傾向にある。この影響により、運搬中におけるバインダーの流動性低下が非常に大きくなるため、POCの性状は、製造時と現場到着時とで大きく異なったものとなる場合が多い。場合によっては現場到着時の性状が規格値を大きく外れることも有る。
この問題を改善するために、凝結遅延剤あるいは遅延形のコンクリート用混和剤等を過剰に添加することによってバインダーの流動性低下を軽減する方法がとられることもあるが、斯かる方法では、夏季等の高温時においては十分な効果を得ることができない上、養生期間の延長やバインダーの粘性増加などの問題が生じる可能性が考えられる。
【0005】
これらの問題を解決すべく、従来、アジテート車を用い、攪拌ドラムを回転させることなく未混練のまま原料を搬送し、打設現場にて、攪拌ドラムを回転させることにより混練りを行う方法が提案されている(下記特許文献1)。
【特許文献1】特開2003−291129号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、斯かる方法では、所定の条件下では混練りが不十分となりやすく、所望の品質が得られないことがある。
例えば、多量(例えば攪拌ドラムの最大収容量の60%を超えるような場合)のバインダー及び粗骨材を攪拌ドラムに収容して混練するような場合や混練前のバインダーが比較的固い場合などには、攪拌ドラムを6〜12回/分という高速回転で回転させても、均一にバインダーと粗骨材とが混ざらず、不均一なPOCが製造されることとなる。
即ち、攪拌ドラムから排出されるPOCに於いて、排出始めのものと終わりのものとの性状が異なり、圧縮強度に差が生じることとなる。
【0007】
これらの問題点に鑑み、本発明の課題は、アジテート車を用いつつも、均一性の高いPOCを製造できるPOCの製造方法を提供することとする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決すべく、本発明は、傾斜するように配置され且つ上方側に開口部が形成された筒状のドラム本体と該ドラム本体の内周面に沿って配設された螺旋状のブレードとを有する攪拌ドラムを備え、該攪拌ドラムが、内部収容物をブレードによって下方に押し込む順回転とブレードに載せて開口部側に移動させる逆回転とをしうるように構成されてなるアジテート車を用い、粗骨材とバインダーとを混練してポーラスコンクリートとするポーラスコンクリートの製造方法であって、
前記攪拌ドラム内に粗骨材とバインダーとを収容した後、前記攪拌ドラムの順回転と逆回転とを交互に繰り返し行い、前記粗骨材と前記バインダーとを混練することを特徴とするポーラスコンクリートの製造方法である。
【発明の効果】
【0009】
本発明のポーラスコンクリートの製造方法によれば、均一性に優れたPOCを製造することができる。
即ち、攪拌ドラムから排出される排出始めのものと終わりのものとの性状に差が少なく、圧縮強度に殆ど差がないものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
先ず、本実施形態に於いて使用するアジテータ車について、図面を参照しつつ説明する。
図1は、本実施形態の攪拌ドラムを示す一部破断を含む斜視図である。
本実施形態のアジテータ車は、一般に、レディーミックスコンクリートの運搬に使用されるものであり、図1に示すような攪拌ドラム1を運転席後方に備えている。
前記攪拌ドラム1は、例えば図1に示すように、水平面に対して傾斜するように配置され且つ上方に開口部2が形成された筒状のドラム本体3と、該ドラム本体3の内周面に沿って配設された2枚の螺旋状のブレード4とを有している。
また、前記攪拌ドラム1は、開口部2の中心部に配されて原料の投入口2aと混練物の排出口2bとを区画形成する筒状部材5を有し、内部収容物10としてのバインダー10a及び粗骨材10bをブレード4によって下方に押し込む順回転とブレードに載せて排出口2b側に移動させる逆回転とをしうるように構成されている。
【0011】
次に、このようなアジテータ車を用いて、ポーラスコンクリートを製造する方法について説明する。
【0012】
本実施形態のポーラスコンクリートの製造方法は、バインダーを調整する第1工程と、バインダー及び粗骨材を混練することなく打設現場まで運搬する第2工程と、打設現場にて、攪拌ドラムを順回転及び逆回転させ更にこの操作を繰り返すことによりバインダーと粗骨材とを混練してポーラスコンクリートとする第3工程とを有している。
【0013】
前記第1工程では、具体的には、水とセメントとを混練してバインダーを調整する。
使用するセメントとしては、各種ポルトランドセメント等、任意のものを使用することができる。更に、バインダーには、必要に応じて細骨材や混和剤を添加しておくこともできる。
【0014】
ここで、バインダーに於ける水/セメント比は、POCとして適切なコンシステンシーがえられるようなものであれば、特に制限されず、例えばセメント濃度が20〜40重量%となるような範囲を例示できる。
【0015】
前記第2工程では、上記の如く、バインダー及び粗骨材を混練することなく打設現場まで運搬する。
この方法としては、例えば、粗骨材とバインダーとを別の手段で運搬するか、あるいは混練前の粗骨材とバインダーとを同じアジテート車に積載し、アジテート車のドラムを回転させることなく運搬する方法などが挙げられる。
【0016】
前記第3工程では、バインダーと粗骨材とを攪拌ドラムに収容し、攪拌ドラムを上記の如く回転させることにより、第2工程において既にバインダーと粗骨材とが既に攪拌ドラムに収容されている場合には、これらが収容されている攪拌ドラムを上記の如く回転させることにより、混練してポーラスコンクリートを製造する。
【0017】
使用する粗骨材としては、従来、POCに用いられている粗骨材に限定されず、従来の方法では十分な混練が困難でバインダーの性状に影響を及ぼしやすいような最大寸法が20mm以上のものや、バインダーの流動性等が大きく悪化するために使用困難であった最大寸法が25mm以上の粗骨材を使用することもできる。
さらに、本実施形態においては、コンクリート廃材の粉砕物、いわゆるコンクリートガラを粗骨材として使用することができる。例えば、農業用水路などをPOCによってリニューアルする工事では、老朽化したコンクリート製の水路を解体することによってコンクリート廃材が発生するが、これを所定の大きさに粉砕したコンクリートガラを粗骨材としてそのまま使用することもできる。
【0018】
また、バインダーと粗骨材との混練の際には、更に、攪拌ドラム内に細骨材や混和剤等を収容し、これらをバインダー及び粗骨材に添加することが可能である。従って、万一、バインダーの運搬中の経時変化によってバインダーの流動性が不十分となった場合であっても、適宜、水あるいは流動化剤等を添加することが可能となる。
【0019】
ポーラスコンクリートに於ける粗骨材の割合は、通常、1450〜1600kg/m3 が好ましい。
【0020】
前記第3工程に於いて、混練に際しては、前記攪拌ドラムに順回転及び逆回転をそれぞれ行わせ、且つこの操作を3〜5回繰り返すことが好ましい。
具体的には、先ず、攪拌ドラムを6〜12回転/分という高速回転で30〜60秒程度順回転させる。その後攪拌ドラムを4〜5回転/分という低速回転で10〜30秒程度逆回転させる。そして、この一連の順回転から逆回転という操作を3〜5回程度繰り返し行う。
【0021】
このように、従来の方法と違い逆回転を行うことにより攪拌ドラム内の粗骨材とバインダーとが略均一に攪拌される。
一般的なコンクリートを攪拌ドラム内に投入し該攪拌ドラムを順回転させた場合には、コンクリートは一体的に(全体が連続的に流動するように)攪拌される。即ち、順回転により最深部に移動したコンクリートは閉塞した最深部の壁に当たって跳ね返され攪拌される。
しかしながら、バインダーと粗骨材とをそれぞれ攪拌しようとした場合、バインダーは一般的なコンクリートと同様な動きが可能であるが、粗骨材は個々が独立して動くためバインダーと一体的な動きをすることができず、最深部に移動した粗骨材は排出方向に跳ね返されずに該最深部に滞留する場合がある。粗骨材の量が少ない場合には高速回転の遠心力により一部は攪拌が可能であるが、量が多くなると最深部に移動した粗骨材は大部分が最深部に滞留することとなる。また、バインダーは適度な流動性を保持していると一体的な動き(全体が連続的に流動する動き)を示すが、固くなると一体的に動くのが困難となり、同様に最深部で滞留することとなる。
一方、本実施形態に於いては、攪拌ドラムの最深部に滞留する粗骨材や固いバインダーを強制的に排出方向(上方)へ移動させる逆回転を行うことにより、十分な混練が可能となるのである。
【0022】
順回転時における攪拌ドラムの回転数は、特に限定されないが、上記の如く一般的なアジテート車の高速回転が好ましい。
また、順回転を継続する時間は、特に限定されないが、上記の如く30〜60秒程度が好ましい。
30秒程度で、順回転時に必要とされる十分な攪拌が可能である。また、60秒を超えて攪拌しても粗骨材が攪拌ドラムの最深部に滞留するのみであり、均一な混練に寄与しないとともに、攪拌に伴う騒音やエネルギーの過消費など問題が生じる。
【0023】
逆回転時における攪拌ドラムの回転数は、特に限定されないが、上記の如く一般的なアジテート車の排出回転数が好ましい。
また、逆回転を継続する時間は、特に限定されないが、上記の如く10〜30秒程度が好ましい。
10秒程度で、順回転時に必要とされる十分な攪拌が可能である。また、収容量にもよるが、30秒を超えて逆回転を継続すると、粗骨材が開口部付近にまで移動してしまい、開口部から粗骨材がオーバーフローする虞がある。
【0024】
前記攪拌ドラムを順回転させ次いで逆回転させる一連の操作を繰り返す回数は、特に限定されないが、3〜5回程度が好ましい。
3回程度の繰り返しで略均一に混練することが十分に可能であり、また、5回を超えて繰り返しを行うと、略均一に混練されたPOCを過度に攪拌することとなり、品質が変化してしまう虞が有ると共に、攪拌に伴う騒音やエネルギーの消費など問題が生じる。
【実施例】
【0025】
以下、試験例について説明する。
下記表1の配合よりなるバインダー(モルタル)を作製し、その直後に粗骨材(3号砕石)を表1の配合となるように添加したPOC用原料を、攪拌ドラムの容積に対する収容率がそれぞれ表2に示す値となるように攪拌ドラムに収容し、次いで、それぞれ表2に示す条件(順回転継続時間、逆回転継続時間、繰り返し回数)にて、攪拌を行いPOCを調製した。
【0026】
【表1】


【0027】
【表2】


【0028】
得られたPOCをそれぞれアジテート車の攪拌ドラムから排出し、排出されたPOCの圧縮強度を測定した。また、その結果を下記表3に示した。
尚、圧縮強度は、前半(排出を開始した直後に採取したPOC)、中間(半分排出した時点で採取したPOC)、後半(略全量排出した時点で採取したPOC)のものを用いてΦ15×30cmの試験体を3つずつ作製し、それぞれJIS A 1108「コンクリートの圧縮強度試験法」に準じて材齢28日に於ける強度を測定し、その平均値を求めたものである。
【0029】
尚、本実施例で用いた配合は、設計基準強度が材齢28日の圧縮強度で10N/mm2 となるものである。
また、上記試験に於いて、排出のタイミングで圧縮強度がばらつくということは、同じアジテータ車から連続して排出されたPOCを打設した場合に、打設箇所の違いで強度に差が生じることを意味する。即ち、一体の構造物を形成するにあたり、部材内部の強度のバラツキにより弱点部が生じることとなり、強度の弱い構造物が形成されることを意味するものである。
【0030】
【表3】


【0031】
表3の結果、特に試験例1、2と試験例3、4とを対比した結果から明らかなように、本発明の方法は、品質の安定したPOCを比較的短時間で製造できることが認められる。また、例えば試験例3と試験例5とを対比した結果から明らかなように、本発明のPOCの製造方法は、収容量による影響も殆ど無く、一度に多くのPOCを製造することも可能であり、経済性にも優れうることが認められる。
尚、試験例2に於いて、排出のタイミングによるバラツキが大きく前半に排出されたPOCの圧縮強度が低くなっている原因は、収容量が多く順回転のみでは粗骨材が対流せず、均一にバインダーがまぶされていないためである。後半に排出されたPOCの強度が大きくなっている原因は、バインダーが均一に混練されず最深部に滞留して最後に残っていた分が排出されたためである。試験例2の結果から分かるように、製造の効率等を考慮して収容量を多くすると、順回転のみの混練では、品質の安定したPOCの製造が困難となる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】一実施形態の攪拌ドラムを示す一部破断を含む側面図。
【符号の説明】
【0033】
1・・・攪拌ドラム、3・・・ドラム本体、4・・・ブレード
【出願人】 【識別番号】000183266
【氏名又は名称】住友大阪セメント株式会社
【識別番号】000001373
【氏名又は名称】鹿島建設株式会社
【識別番号】390002233
【氏名又は名称】ケミカルグラウト株式会社
【出願日】 平成19年2月16日(2007.2.16)
【代理人】 【識別番号】100074332
【弁理士】
【氏名又は名称】藤本 昇

【識別番号】100114421
【弁理士】
【氏名又は名称】薬丸 誠一

【識別番号】100114432
【弁理士】
【氏名又は名称】中谷 寛昭


【公開番号】 特開2008−200865(P2008−200865A)
【公開日】 平成20年9月4日(2008.9.4)
【出願番号】 特願2007−35964(P2007−35964)