JP3671084B2 - 簡易粗粒率測定器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、生コンクリート製造プラントで用いられる砂等の粒子状材料の粗粒率を測定する簡易粗粒率測定器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に生コンクリートはセメント、水、骨材を混合して製造されるが、品質の良い生コンクリートを製造するためには、大きい骨材が形成する隙間に小さい骨材が隙間を埋め尽くすように入り込み、それらの骨材の表面をセメントペーストで覆うようにすることが大切である。
【０００３】
そこで、生コンクリートを製造する際には、種々の粒径の骨材が適正に分布した骨材を使用する必要があり、コンクリート標準示方書等では使用する骨材の最大寸法や標準となる粒度の範囲を定めている。
【０００４】
そのために、生コンクリート製造工場では、定期的に使用する骨材が適正な粒度分布になっているか骨材のサンプルを採取して篩い分け、骨材の粒度分布を測定したり、その骨材の粒度分布の適否の指標となる粗粒率を求めるようにしている。
【０００５】
そして、この粗粒率（ＦＭ）は、砂を例に取ると、篩い目の呼び寸法、１０ｍｍ、５ｍｍ、２．５ｍｍ、１．２ｍｍ、０．６ｍｍ、０．３ｍｍ、０．１５ｍｍの各篩にとどまる量の百分率を各篩毎に累計して求めた残留累計百分率を更に合計した値であると定義されている。
【０００６】
例えば、採取した砂の試料を篩い分けたとき、図６に示すような粒度分布となったとすると、この場合の粗粒率は、篩い目の呼び寸法、１０ｍｍ、５ｍｍ、の篩については全量が通過したので残留するものがなく、残留累計百分率はいずれもゼロである。そして２．５ｍｍ以下の篩にはそれぞれ残留するものがあり、その残留累計百分率を合計してそれを１００で除算すると、
（１３＋２５＋５７＋８２＋９６）／１００＝２．７３
という値が得られ、この２．７３が求める粗粒率ということになる。砂の場合には、粗粒率が２．３〜３．１の範囲にあるときには粒度分布が標準の範囲に近いとされており、例にあげた砂の粗粒率は２．７３であり、この砂は標準的な粒度分布を有していることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、骨材の粒度分布の適否を推定するのに有効な粗粒率を求めるのに、上記のように採取した骨材試料を篩によっていちいち篩い分けて算出していたのではかなりの時間を要するため、例えば、生コンクリート製造プラントの運転中に骨材の粗粒率がどのように変化しているかその傾向を知りたいと思ってもなかなか難しいのである。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑み、骨材の粗粒率を簡単にしかも迅速に測定できる簡易粗粒率測定器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、細い棒状体により形成した材料接触子の所定位置を支点により支持し、該支点を中心に前記材料接触子を回動自在とし、該材料接触子の一端部を材料検出部とする一方、他端部を圧電素子に固着し、粒子状材料を材料接触子の材料検出部に落下させた時の衝撃を圧電素子により電圧に変換すると共に、この変換した電圧データをごく短い周期でサンプリングして複数収集し、この収集した複数の電圧データを予め電圧の大きさ毎に区分しておいた電圧区分にそれぞれ分類し、各電圧区分に分類した電圧データの個数を求める一方、各電圧区分に対して重み付けをする係数を予め設定しておき、該係数と各電圧区分に分類した電圧データの個数とを乗算して各電圧区分毎に指標数値を求め、この各電圧区分毎の指標数値の総和から指標総合値を導き出し、該指標総合値を予め実験にて求めておいた粗粒率と指標総合値との相関データに照らし合わせて粒子状材料の粗粒率を推定するようにしたことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の簡易粗粒率測定器は、粗粒率を測定しようとする粒子状材料の所定量を材料接触子の材料検出部に向けて落下させると、落下する粒子状材料が材料接触子の材料検出部に衝突する。材料接触子はその中間部に支点を設けて回動自在としているため、材料粒子の衝突による衝撃は材料接触子の他端部を回動させ、その他端部に固着した圧電素子を衝撃力に比例した力で押圧して圧電素子よりその衝撃力に比例した電圧を出力することになる。
【００１１】
この出力電圧を非常に短い周期でサンプリングして材料粒子が衝突するときの電圧データを多数収集する。この収集した多数の電圧データを電圧の大きさにより分類し、各電圧区分に所属する電圧データの個数を求める。この区分された電圧データの個数に対して区分毎に予め設定した重み付けをする係数を乗算して電圧区分毎の指標数値を算出し、その電圧区分毎の指標数値の総和を求めてそれを粗粒率を求める指標数値とする。
【００１２】
そして、この指標数値と、予め実験等で求めておいた粗粒率と指標数値との相関関係から粗粒率を推定する。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図中の１は本発明の簡易粗粒率測定器のセンサ部を示すもので、細い棒状体からなる材料接触子２の長手方向に直交する方向に支点となる支持軸３が対向させて取り付けてあり、それぞれの支持軸３の端部は支持フレーム４にベアリング５を介して回動自在に取り付けている。
【００１５】
そして、材料接触子２の端部の内、支持フレーム４より突出させた側を材料検出部６とする一方、支持フレーム４内に収納される側を若干上方に折り曲げて略Ｌ字形状とし、その先端部を支持フレーム４の上部に装着した圧電素子７の感圧面に固着し、材料接触子２が支点となる支持軸３を中心に回動すると感圧面を材料接触子２の端部が押圧して圧電素子７から電圧出力を得るようにしている。
【００１６】
圧電素子６はＡ／Ｄ変換器８に接続され、Ａ／Ｄ変換器８は中央演算処理装置（ＣＰＵ）９に接続されている。また、中央演算処理装置９には各種データを入力するキーボード１０や表示装置である７セグメントモジュール１１を接続すると共に、各種データを記憶する記憶部１２を接続し、更に各種データをプリント出力するプリンタ１３やデータを各種機器に転送するための通信モジュールであるＲＳ２３２Ｃインターフェース１４を接続している。
【００１７】
また、センサ部１は図１に示すように底蓋１５を有する測定容器１６の下部に材料接触子２の材料検出部６が測定容器１６の内側に突出するように装着されている。
【００１８】
そして、例えば、生コンクリートに用いる砂の粗粒率を測定する場合には、先ず、表乾状態に調整した所定量の砂を測定容器１６に入れる。底蓋１５を開放して測定容器１６内の砂を落下させると、このとき流れ落ちる砂が測定容器１６内に突出した材料接触子２の材料検出部６に衝突し、材料接触子２を介して圧電素子７に衝突時の衝撃力を伝達し、圧電素子７では図４に示すような衝撃力に応じた電圧出力を出力する。
【００１９】
この電圧出力をＡ／Ｄ変換器８を通して例えば１ｍｓといった非常に短い周期でサンプリングし、砂が落下し終えるまでの間、落下する材料粒子が材料接触子２に衝突するときの電圧データを多数収集して記憶部１１に一旦記憶する。
【００２０】
例えば、図５のＡ欄に示すような電圧データが収集されたとすると、Ａ欄の各電圧データをＢ欄に示す電圧区分（図中では１ｖ刻みで１０段階に区分している）に分類してＣ欄のように電圧区分毎の電圧データの個数を求める。そして、Ｄ欄に示すように、測定する材料の粒度分布によく一致するように、電圧区分毎に重み付けをする係数を予め実験等により求めておく。このＤ欄の係数とＣ欄の電圧データの個数を乗算してＥ欄に示す電圧区分毎の指標数値を求める。電圧区分毎の指標数値が求まると、これらの総和を求めてそれを粗粒率と相関させる指標総合値とする。
【００２１】
この指標総合値から測定する砂の粗粒率を推定するには、予め、試料砂を簡易粗粒率測定器により測定して前述の指標総合値を求めると共に、実際に篩により篩い分けて粒度分布を求めて粗粒率を演算する方法で種々の粒度分布についての指標総合値と粗粒率との相関データを求めておいて簡易粗粒率測定器に初期データとして入力しておく。そして、砂の粗粒率の測定にあたって、簡易粗粒率測定器により指標総合値が求まると、予め入力している粗粒率の相関データに照らし合わせてその粗粒率を推定する。
【００２２】
なお、測定の際にはセンサ部を測定容器に複数個取り付けて材料の落下時の電圧データをより多く検出して解析すると測定精度が高くなることはいうまでもない。また、図５では電圧データ数を１０個とし、電圧区分も１０段階として説明したが、実際には電圧データ数は５００個以上とし、また、電圧区分も更に細かく、例えば１０００段階程度に区分して電圧データの処理を行うようにし、測定精度を高めている。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る簡易粗粒率測定器にあっては、細い棒状体により形成した材料接触子２の所定位置を支点に回動自在とし、該材料接触子２の一端部を材料検出部６とする一方、他端部を圧電素子７に固着し、粒子状材料を材料接触子２の材料検出部６に落下させた時の衝撃を圧電素子７により電圧に変換すると共に、この変換した電圧データをごく短い周期でサンプリングして複数収集し、この収集した複数の電圧データを予め電圧の大きさ毎に区分しておいた電圧区分にそれぞれ分類し、各電圧区分に分類した電圧データの個数を求める一方、各電圧区分に対して重み付けをする係数を予め設定しておき、該係数と各電圧区分に分類した電圧データの個数とを乗算して各電圧区分毎に指標数値を求め、この各電圧区分毎の指標数値の総和から指標総合値を導き出し、該指標総合値を予め実験にて求めておいた粗粒率と指標総合値との相関データに照らし合わせてその粗粒率を推定するようにしたので、簡単に、かつ迅速に粒子状材料の粗粒率を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の簡易粗粒率測定器の一実施例を示す概要構成図である。
【図２】本発明の簡易粗粒率測定器のセンサ部の一部を切り欠いた正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】電圧出力例を示すグラフである。
【図５】電圧データの処理例を示す図表である。
【図６】砂の篩い分けデータを示す図表である。
【符号の説明】
２…材料接触子 ３…支持軸（支点）
６…材料検出部 ７…圧電素子
１５…底蓋 １６…測定容器
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、生コンクリート製造プラントで用いられる砂等の粒子状材料の粗粒率を測定する簡易粗粒率測定器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に生コンクリートはセメント、水、骨材を混合して製造されるが、品質の良い生コンクリートを製造するためには、大きい骨材が形成する隙間に小さい骨材が隙間を埋め尽くすように入り込み、それらの骨材の表面をセメントペーストで覆うようにすることが大切である。
【０００３】
そこで、生コンクリートを製造する際には、種々の粒径の骨材が適正に分布した骨材を使用する必要があり、コンクリート標準示方書等では使用する骨材の最大寸法や標準となる粒度の範囲を定めている。
【０００４】
そのために、生コンクリート製造工場では、定期的に使用する骨材が適正な粒度分布になっているか骨材のサンプルを採取して篩い分け、骨材の粒度分布を測定したり、その骨材の粒度分布の適否の指標となる粗粒率を求めるようにしている。
【０００５】
そして、この粗粒率（ＦＭ）は、砂を例に取ると、篩い目の呼び寸法、１０ｍｍ、５ｍｍ、２．５ｍｍ、１．２ｍｍ、０．６ｍｍ、０．３ｍｍ、０．１５ｍｍの各篩にとどまる量の百分率を各篩毎に累計して求めた残留累計百分率を更に合計した値であると定義されている。
【０００６】
例えば、採取した砂の試料を篩い分けたとき、図６に示すような粒度分布となったとすると、この場合の粗粒率は、篩い目の呼び寸法、１０ｍｍ、５ｍｍ、の篩については全量が通過したので残留するものがなく、残留累計百分率はいずれもゼロである。そして２．５ｍｍ以下の篩にはそれぞれ残留するものがあり、その残留累計百分率を合計してそれを１００で除算すると、
（１３＋２５＋５７＋８２＋９６）／１００＝２．７３
という値が得られ、この２．７３が求める粗粒率ということになる。砂の場合には、粗粒率が２．３〜３．１の範囲にあるときには粒度分布が標準の範囲に近いとされており、例にあげた砂の粗粒率は２．７３であり、この砂は標準的な粒度分布を有していることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、骨材の粒度分布の適否を推定するのに有効な粗粒率を求めるのに、上記のように採取した骨材試料を篩によっていちいち篩い分けて算出していたのではかなりの時間を要するため、例えば、生コンクリート製造プラントの運転中に骨材の粗粒率がどのように変化しているかその傾向を知りたいと思ってもなかなか難しいのである。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑み、骨材の粗粒率を簡単にしかも迅速に測定できる簡易粗粒率測定器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、細い棒状体により形成した材料接触子の所定位置を支点により支持し、該支点を中心に前記材料接触子を回動自在とし、該材料接触子の一端部を材料検出部とする一方、他端部を圧電素子に固着し、粒子状材料を材料接触子の材料検出部に落下させた時の衝撃を圧電素子により電圧に変換すると共に、この変換した電圧データをごく短い周期でサンプリングして複数収集し、この収集した複数の電圧データを予め電圧の大きさ毎に区分しておいた電圧区分にそれぞれ分類し、各電圧区分に分類した電圧データの個数を求める一方、各電圧区分に対して重み付けをする係数を予め設定しておき、該係数と各電圧区分に分類した電圧データの個数とを乗算して各電圧区分毎に指標数値を求め、この各電圧区分毎の指標数値の総和から指標総合値を導き出し、該指標総合値を予め実験にて求めておいた粗粒率と指標総合値との相関データに照らし合わせて粒子状材料の粗粒率を推定するようにしたことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の簡易粗粒率測定器は、粗粒率を測定しようとする粒子状材料の所定量を材料接触子の材料検出部に向けて落下させると、落下する粒子状材料が材料接触子の材料検出部に衝突する。材料接触子はその中間部に支点を設けて回動自在としているため、材料粒子の衝突による衝撃は材料接触子の他端部を回動させ、その他端部に固着した圧電素子を衝撃力に比例した力で押圧して圧電素子よりその衝撃力に比例した電圧を出力することになる。
【００１１】
この出力電圧を非常に短い周期でサンプリングして材料粒子が衝突するときの電圧データを多数収集する。この収集した多数の電圧データを電圧の大きさにより分類し、各電圧区分に所属する電圧データの個数を求める。この区分された電圧データの個数に対して区分毎に予め設定した重み付けをする係数を乗算して電圧区分毎の指標数値を算出し、その電圧区分毎の指標数値の総和を求めてそれを粗粒率を求める指標数値とする。
【００１２】
そして、この指標数値と、予め実験等で求めておいた粗粒率と指標数値との相関関係から粗粒率を推定する。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図中の１は本発明の簡易粗粒率測定器のセンサ部を示すもので、細い棒状体からなる材料接触子２の長手方向に直交する方向に支点となる支持軸３が対向させて取り付けてあり、それぞれの支持軸３の端部は支持フレーム４にベアリング５を介して回動自在に取り付けている。
【００１５】
そして、材料接触子２の端部の内、支持フレーム４より突出させた側を材料検出部６とする一方、支持フレーム４内に収納される側を若干上方に折り曲げて略Ｌ字形状とし、その先端部を支持フレーム４の上部に装着した圧電素子７の感圧面に固着し、材料接触子２が支点となる支持軸３を中心に回動すると感圧面を材料接触子２の端部が押圧して圧電素子７から電圧出力を得るようにしている。
【００１６】
圧電素子６はＡ／Ｄ変換器８に接続され、Ａ／Ｄ変換器８は中央演算処理装置（ＣＰＵ）９に接続されている。また、中央演算処理装置９には各種データを入力するキーボード１０や表示装置である７セグメントモジュール１１を接続すると共に、各種データを記憶する記憶部１２を接続し、更に各種データをプリント出力するプリンタ１３やデータを各種機器に転送するための通信モジュールであるＲＳ２３２Ｃインターフェース１４を接続している。
【００１７】
また、センサ部１は図１に示すように底蓋１５を有する測定容器１６の下部に材料接触子２の材料検出部６が測定容器１６の内側に突出するように装着されている。
【００１８】
そして、例えば、生コンクリートに用いる砂の粗粒率を測定する場合には、先ず、表乾状態に調整した所定量の砂を測定容器１６に入れる。底蓋１５を開放して測定容器１６内の砂を落下させると、このとき流れ落ちる砂が測定容器１６内に突出した材料接触子２の材料検出部６に衝突し、材料接触子２を介して圧電素子７に衝突時の衝撃力を伝達し、圧電素子７では図４に示すような衝撃力に応じた電圧出力を出力する。
【００１９】
この電圧出力をＡ／Ｄ変換器８を通して例えば１ｍｓといった非常に短い周期でサンプリングし、砂が落下し終えるまでの間、落下する材料粒子が材料接触子２に衝突するときの電圧データを多数収集して記憶部１１に一旦記憶する。
【００２０】
例えば、図５のＡ欄に示すような電圧データが収集されたとすると、Ａ欄の各電圧データをＢ欄に示す電圧区分（図中では１ｖ刻みで１０段階に区分している）に分類してＣ欄のように電圧区分毎の電圧データの個数を求める。そして、Ｄ欄に示すように、測定する材料の粒度分布によく一致するように、電圧区分毎に重み付けをする係数を予め実験等により求めておく。このＤ欄の係数とＣ欄の電圧データの個数を乗算してＥ欄に示す電圧区分毎の指標数値を求める。電圧区分毎の指標数値が求まると、これらの総和を求めてそれを粗粒率と相関させる指標総合値とする。
【００２１】
この指標総合値から測定する砂の粗粒率を推定するには、予め、試料砂を簡易粗粒率測定器により測定して前述の指標総合値を求めると共に、実際に篩により篩い分けて粒度分布を求めて粗粒率を演算する方法で種々の粒度分布についての指標総合値と粗粒率との相関データを求めておいて簡易粗粒率測定器に初期データとして入力しておく。そして、砂の粗粒率の測定にあたって、簡易粗粒率測定器により指標総合値が求まると、予め入力している粗粒率の相関データに照らし合わせてその粗粒率を推定する。
【００２２】
なお、測定の際にはセンサ部を測定容器に複数個取り付けて材料の落下時の電圧データをより多く検出して解析すると測定精度が高くなることはいうまでもない。また、図５では電圧データ数を１０個とし、電圧区分も１０段階として説明したが、実際には電圧データ数は５００個以上とし、また、電圧区分も更に細かく、例えば１０００段階程度に区分して電圧データの処理を行うようにし、測定精度を高めている。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る簡易粗粒率測定器にあっては、細い棒状体により形成した材料接触子２の所定位置を支点に回動自在とし、該材料接触子２の一端部を材料検出部６とする一方、他端部を圧電素子７に固着し、粒子状材料を材料接触子２の材料検出部６に落下させた時の衝撃を圧電素子７により電圧に変換すると共に、この変換した電圧データをごく短い周期でサンプリングして複数収集し、この収集した複数の電圧データを予め電圧の大きさ毎に区分しておいた電圧区分にそれぞれ分類し、各電圧区分に分類した電圧データの個数を求める一方、各電圧区分に対して重み付けをする係数を予め設定しておき、該係数と各電圧区分に分類した電圧データの個数とを乗算して各電圧区分毎に指標数値を求め、この各電圧区分毎の指標数値の総和から指標総合値を導き出し、該指標総合値を予め実験にて求めておいた粗粒率と指標総合値との相関データに照らし合わせてその粗粒率を推定するようにしたので、簡単に、かつ迅速に粒子状材料の粗粒率を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の簡易粗粒率測定器の一実施例を示す概要構成図である。
【図２】本発明の簡易粗粒率測定器のセンサ部の一部を切り欠いた正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】電圧出力例を示すグラフである。
【図５】電圧データの処理例を示す図表である。
【図６】砂の篩い分けデータを示す図表である。
【符号の説明】
２…材料接触子 ３…支持軸（支点）
６…材料検出部 ７…圧電素子
１５…底蓋 １６…測定容器
Claims (1)
- 細い棒状体により形成した材料接触子の所定位置を支点により支持し、該支点を中心に前記材料接触子を回動自在とし、該材料接触子の一端部を材料検出部とする一方、他端部を圧電素子に固着し、粒子状材料を材料接触子の材料検出部に落下させた時の衝撃を圧電素子により電圧に変換すると共に、この変換した電圧データをごく短い周期でサンプリングして複数収集し、この収集した複数の電圧データを予め電圧の大きさ毎に区分しておいた電圧区分にそれぞれ分類し、各電圧区分に分類した電圧データの個数を求める一方、各電圧区分に対して重み付けをする係数を予め設定しておき、該係数と各電圧区分に分類した電圧データの個数とを乗算して各電圧区分毎に指標数値を求め、この各電圧区分毎の指標数値の総和から指標総合値を導き出し、該指標総合値を予め実験にて求めておいた粗粒率と指標総合値との相関データに照らし合わせて粒子状材料の粗粒率を推定するようにしたことを特徴とする簡易粗粒率測定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01488196A JP3671084B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 簡易粗粒率測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01488196A JP3671084B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 簡易粗粒率測定器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09210895A JPH09210895A (ja) | 1997-08-15 |
| JP3671084B2 true JP3671084B2 (ja) | 2005-07-13 |
Family
ID=11873363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01488196A Expired - Fee Related JP3671084B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 簡易粗粒率測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3671084B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107655796B (zh) * | 2017-09-18 | 2019-10-29 | 青岛理工大学 | 一种建筑用砂细度模数快速测定方法 |
-
1996
- 1996-01-31 JP JP01488196A patent/JP3671084B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09210895A (ja) | 1997-08-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041022 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041104 |
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| A521 | Written amendment |
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