JP7420673B2 - フレッシュコンクリートの空気量測定装置、及びフレッシュコンクリートの空気量測定方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えばフレッシュコンクリート（生コンクリート）が圧送されている圧送路から得られた情報に基づいて、フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量を算出するようなフレッシュコンクリートの空気量測定装置、及びフレッシュコンクリートの空気量測定方法に関する。

工場から出荷されたフレッシュコンクリートは、アジテータトラックから荷卸しされる現場において、品質管理のための検査が試料を採取して行われている。昨今では、このような品質管理のための検査を容易にする様々な技術が提案されている。
例えば、特許文献１は、フレッシュコンクリートの水分量を、試料を採取することなく測定できる装置を提案している。

具体的には、特許文献１の装置は、フレッシュコンクリートが圧送される配管外周面から中性子線、及びガンマ線を照射し、中性子線の減衰率、及びガンマ線の減衰率に基づいて単位水量を算出することで、フレッシュコンクリートの水分量を測定するものである。
これにより、特許文献１の装置は、試料を採取することなく、水分量の測定を連続して行うことができるため、例えば、打設されるフレッシュコンクリートの全量検査を容易にできるとされている。

ところで、フレッシュコンクリートの荷卸し時検査の一つとして、大気圧下におけるフレッシュコンクリートの空気量測定がある。この空気量測定は、日本産業規格のＪＩＳＡ１１２８の「フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法－空気室圧力方法」、並びにＪＩＳＡ１１１６の「フレッシュコンクリートの単位容積質量試験方法、及び空気量の質量による試験方法（質量方法）」に準じて行われている。

しかしながら、日本産業規格による空気量の測定方法では、試料を採取して行う必要があるため、その測定に手間がかかるだけでなく、フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量を連続して測定することができないという問題があった。

特開平７－５２１４３号公報

本発明は、上述の問題に鑑み、フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量を、試料を採取することなく連続して測定できるフレッシュコンクリートの空気量測定装置、及びフレッシュコンクリートの空気量測定方法を提供することを目的とする。

この発明は、フレッシュコンクリートの空気量を測定するフレッシュコンクリートの空気量測定装置であって、前記フレッシュコンクリートが圧送される圧送路の管内圧力を計測する圧力計測手段と、管内圧力下でのフレッシュコンクリートの単位容積質量を計測する単位質量計測手段と、前記管内圧力、前記管内圧力下でのフレッシュコンクリートの単位容積質量、及び予め算出された空気を含まないフレッシュコンクリートの単位容積質量に基づいて、前記フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量を算出する空気量算出手段とを備えたことを特徴とする。

上記圧送路は、ポンプなどによってフレッシュコンクリートが圧送開始される部分から外部に放出される開口までの経路となる配管やホースなどのことをいう。
上記圧力計測手段は、例えば圧送路の管内圧力を計測する圧力計、またはフレッシュコンクリートを圧送するためのポンプの油圧に基づいて管内圧力を算出する手段などのことをいう。
単位質量計測手段は、フレッシュコンクリートへ向けてガンマ線などの放射線を照射し、フレッシュコンクリートを透過した放射線の減衰率に基づいて単位容積質量を計測する手段、あるいはフレッシュコンクリートへ向けて音波を照射し、フレッシュコンクリートを透過した音波速度に基づいて単位容積質量を計測する手段などのことをいう。

この発明によれば、フレッシュコンクリートの空気量測定装置は、例えば、フレッシュコンクリートが圧送されている圧送路から得られた情報に基づいて、フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量を、試料を採取することなく算出することができる。

さらに、フレッシュコンクリートの空気量測定装置は、フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量を測定するために必要な情報を、試料を採取する場合に比べて遥かに短い時間間隔で取得することができる。
これにより、フレッシュコンクリートの空気量測定装置は、打設されるフレッシュコンクリートにおける大気圧下での空気量の全量検査を容易に行うことができる。

この発明の態様として、前記空気量算出手段は、前記フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量を、下式に基づいて算出する構成であってもよい。

この構成によれば、フレッシュコンクリートの空気量測定装置は、複雑な演算を用いることなく、フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量を算出することができる。このため、フレッシュコンクリートの空気量測定装置は、フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量を、より短い時間間隔で連続して算出することができる。

また、この発明の態様として、空気を含まないフレッシュコンクリートの推定単位容積質量を算出する単位質量推定手段を備え、前記空気量算出手段は、大気圧に近い管内圧力と、該大気圧に近い管内圧力下でのフレッシュコンクリートの単位容積質量と、前記空気を含まないフレッシュコンクリートの推定単位容積質量とに基づいて、前記フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量を算出する構成であってもよい。

この構成によれば、フレッシュコンクリートの空気量測定装置は、新たな計測手段を追加することなく、フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量をより精度よく算出することができる。
具体的には、空気を含まないフレッシュコンクリートの推定単位容積質量を算出することで、フレッシュコンクリートの空気量測定装置は、例えば、机上計算値よりも精度のよい値として、空気を含まないフレッシュコンクリートの推定単位容積質量を計測タイミングごとに取得することができる。

そして、フレッシュコンクリートの空気量測定装置は、空気を含まないフレッシュコンクリートの推定単位容積質量を用いることで、フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量を精度よく算出することができる。

さらに、管内圧力下でのフレッシュコンクリートの単位容積質量は、管内圧力が大気圧に近いほど、空気量の差が出やすい。このため、大気圧に近い管内圧力と、大気圧に近い管内圧力下でのフレッシュコンクリートの単位容積質量とを用いることで、フレッシュコンクリートの空気量測定装置は、フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量をより精度よく算出することができる。

また、この発明の態様として、最も高い管内圧力下でのフレッシュコンクリートの空気量を、下式に基づいて算出する加圧空気量推定手段を備え、

前記単位質量推定手段は、前記空気を含まないフレッシュコンクリートの推定単位容積質量を、下式に基づいて算出する構成であってもよい。

この構成によれば、フレッシュコンクリートの空気量測定装置は、複雑な演算を用いることなく、最も高い管内圧力下でのフレッシュコンクリートの空気量と、空気を含まないフレッシュコンクリートの推定単位容積質量とを算出することができる。このため、フレッシュコンクリートの空気量測定装置は、フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量を、より短い時間間隔で連続して算出することができる。

また、この発明は、フレッシュコンクリートの空気量を測定するフレッシュコンクリートの空気量測定方法であって、前記フレッシュコンクリートが圧送される圧送路の管内圧力を計測する圧力計測工程と、管内圧力下でのフレッシュコンクリートの単位容積質量を計測する単位質量計測工程と、前記管内圧力、前記管内圧力下でのフレッシュコンクリートの単位容積質量、及び予め算出された空気を含まないフレッシュコンクリートの単位容積質量に基づいて、前記フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量を算出する空気量算出工程とを行うことを特徴とする。

この発明によれば、フレッシュコンクリートの空気量測定方法は、例えば、フレッシュコンクリートが圧送されている圧送路から得られた情報に基づいて、フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量を、試料を採取することなく算出することができる。

さらに、フレッシュコンクリートの空気量測定方法は、フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量を測定するために必要な情報を、試料を採取する場合に比べて遥かに短い時間間隔で取得することができる。
これにより、フレッシュコンクリートの空気量測定方法は、打設されるフレッシュコンクリートにおける大気圧下での空気量の全量検査を容易に行うことができる。

本発明により、フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量を、試料を採取することなく連続して測定できるフレッシュコンクリートの空気量測定装置、及びフレッシュコンクリートの空気量測定方法を提供することができる。

フレッシュコンクリートの空気量測定装置における構成を示す構成図。 フレッシュコンクリートの空気量測定装置における内部構成を示すブロック図。 フレッシュコンクリートの空気量測定装置における処理動作を示すフローチャート。 管内圧力と生コンクリートの単位容積質量との関係を示す関係図。 実施例２のフレッシュコンクリートの空気量測定装置における処理動作を示すフローチャート。 最大管内圧力、及び最小管内圧力の概略を説明する説明図。 別の実施形態におけるフレッシュコンクリートの空気量測定装置の構成を示す構成図。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。

本実施形態におけるフレッシュコンクリートの空気量計測装置は、生コンクリートが圧送されているコンクリートポンプ車の配管から得られた情報に基づいて、生コンクリートの大気圧下での空気量を算出する装置である。このようなフレッシュコンクリートの空気量測定装置１について、図１から図３を用いて説明する。
なお、図１はフレッシュコンクリートの空気量測定装置１における構成図を示し、図２はフレッシュコンクリートの空気量測定装置１におけるブロック図を示し、図３はフレッシュコンクリートの空気量測定装置１における処理動作のフローチャートを示している。

まず、生コンクリートＣは、図１に示すように、コンクリートポンプ車のホッパに接続された配管Ｈの内部を流動している。なお、生コンクリートＣは、コンクリートポンプ車のポンプ（ピストン式またはスクイズ式）によって圧送されている。

フレッシュコンクリートの空気量測定装置１は、作業者の操作を受け付けると、各種処理動作を開始するように構成されている。
具体的には、フレッシュコンクリートの空気量測定装置１は、図１に示すように、配管Ｈに装着された圧力計２、及びガンマ線密度計３と、生コンクリートＣの品質異常を報知する報知部４と、これらの動作を制御する装置本体１０とで構成されている。
なお、圧力計２、及びガンマ線密度計３は、ポンプに近い配管Ｈ上に配置されているのが好ましい。

圧力計２は、図１及び図２に示すように、その先端が配管Ｈの内部に露出するように、配管Ｈに設けた装着孔（符号省略）に装着されるとともに、装置本体１０に電気的に接続されている。この圧力計２は、配管Ｈの内部圧力（以下、管内圧力と呼ぶ）を検出する機能と、検出した管内圧力を示す情報を装置本体１０に出力する機能とを有している。

また、ガンマ線密度計３は、図１及び図２に示すように、配管Ｈの軸中心を挟んで対向配置された線源部３ａと検出部３ｂとで構成されるとともに、装置本体１０に電気的に接続されている。
線源部３ａは、配管Ｈ内の生コンクリートＣへ向けて、ガンマ線を照射する機能を有している。

一方、検出部３ｂは、配管Ｈ、及び生コンクリートＣを透過したガンマ線を検出する機構部分と、検出したガンマ線の減衰率に基づいて生コンクリートの密度（単位容積質量）を算出するとともに、生コンクリートの密度（単位容積質量）を示す情報を装置本体１０に出力する機構部分とで構成されている。この検出部３ｂは、装置本体１０の指示により、ガンマ線の検出と、生コンクリートの単位容積質量の算出とを行う。

また、報知部４は、図１及び図２に示すように、例えば、ランプやスピーカーなどで構成され、装置本体１０に電気的に接続されている。この報知部４は、生コンクリートＣの大気圧下での空気量が許容範囲を超えた場合、装置本体１０からの報知信号に基づいて、生コンクリートＣの品質異常を報知する機能を有している。

例えば、ランプで構成された報知部４の場合、報知部４は、報知信号に基づいて、点灯することで、生コンクリートＣの品質異常を報知する。あるいは、スピーカーで構成された報知部４の場合、報知部４は、音声案内を出力することで、生コンクリートＣの品質異常を報知する。

また、装置本体１０は、図２に示すように、表示部１１、操作部１２、記憶部１３、密度計接続部１４、圧力計接続部１５、報知出力部１６、及びこれらの動作を制御する制御部１７とで構成されている。

表示部１１は、液晶ディスプレイなどで構成され、各種情報を表示する機能を有している。なお、この表示部１１には、例えば、各種情報の入力を促す入力画面、空気量の時間的変化を示す画面、及び品質異常の報知を示す画面などが表示される。
操作部１２は、キーボードなどで構成され、作業者による入力操作を受け付ける機能と、受け付けた入力内容を示す情報を制御部１７に出力する機能とを有している。

記憶部１３は、ハードディスクあるいは不揮発性メモリなどで構成され、各種情報を書き込んで記憶する機能と、各種情報を読み出す機能とを有している。この記憶部１３は、空気が全く含まれていないものとして予め算定された生コンクリートＣの単位容積質量、空気量の閾値となる空気量の許容範囲、各種処理の実行プログラム、及び作業者が入力した各種パラメータなどを記憶している。

なお、空気が全く含まれていないものとして予め算定された生コンクリートＣの単位容積質量は、日本産業規格に規定された方法に基づいて、生コンクリートＣの各種配合ごとに算定されている。また、空気量の閾値となる空気量の許容範囲は、日本産業規格の規格に準じた許容範囲が、生コンクリートの各種配合ごとに設定されている。

密度計接続部１４は、ガンマ線密度計３が電気的に接続される部分である。この密度計接続部１４は、ガンマ線密度計３に各種信号を出力する機能と、ガンマ線密度計３が出力した生コンクリートの密度（単位容積質量）を示す情報の入力を受け付ける機能と、取得した生コンクリートの密度（単位容積質量）を示す情報を制御部１７に出力する機能とを有している。

圧力計接続部１５は、圧力計２が電気的に接続される部分である。この圧力計接続部１５は、圧力計２が出力した管内圧力を示す情報の入力を受け付ける機能と、取得した管内圧力を示す情報を制御部１７に出力する機能とを有している。
報知出力部１６は、報知部４が電気的に接続される部分である。この報知出力部１６は、制御部１７の指示によって、報知部４に報知信号を出力する機能を有している。

制御部１７は、例えば、ＣＰＵやメモリなどのハードウェアと、制御プログラムなどのソフトウェアとで構成されている。この制御部１７は、圧力計２、ガンマ線密度計３、及び報知部４との各種信号の授受に係る処理機能と、生コンクリートの空気量の算出に係る各種処理機能と、所定のバスを介して接続された各部の動作を制御する機能とを有している。

次に、上述した構成のフレッシュコンクリートの空気量測定装置１において、作業者による操作によって、生コンクリートＣの圧送が開始された際の処理動作について、図３を用いて説明する。
なお、圧力計２は、生コンクリートＣの圧送が開始されると、配管Ｈの管内圧力を常時監視して、管内圧力を示す情報を装置本体１０に連続して出力している。

生コンクリートＣの圧送開始を確認した作業者による入力操作によって、空気量測定を開始すると、装置本体１０の制御部１７は、図３に示すように、ガンマ線の減衰率を測定開始させる測定開始信号を、ガンマ線密度計３に出力する（ステップＳ１０１）。
この際、ガンマ線密度計３は、測定開始信号に基づいて、ガンマ線の減衰率の測定と、生コンクリートＣの単位容積質量の算出とを開始する。

測定開始信号を出力すると、制御部１７は、図３に示すように、管内圧力を示す情報、及び生コンクリートＣの単位容積質量を示す情報を取得したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
管内圧力を示す情報、及び生コンクリートＣの単位容積質量を示す情報を取得した場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、制御部１７は、管内圧力を示す情報を管内圧力Ｐ１として、生コンクリートＣの単位容積質量を示す情報を、管内圧力Ｐ１下における生コンクリートの単位容積質量Ｍ１として一時記憶する（ステップＳ１０３）。

その後、制御部１７は、管内圧力Ｐ１、及び管内圧力Ｐ１下における生コンクリートの単位容積質量Ｍ１に基づいて、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を算出する（ステップＳ１０４）。

具体的には、制御部１７は、空気が全く含まれていないものとして予め算定された生コンクリートＣの単位容積質量を示す情報を記憶部１３から読み出して、空気を含まない生コンクリートの単位容積質量Ｔとして一時記憶する。
その後、制御部１７は、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を、次の式１に基づいて算出する。

生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を算出すると、制御部１７は、空気量の閾値となる空気量の許容範囲を記憶部１３から読み出して、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０が、空気量の許容範囲内か否かを判定する（ステップＳ１０５）。

生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０が空気量の許容範囲内であれば（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、制御部１７は、処理をステップＳ１０１に戻し、作業者の操作によって生コンクリートＣの圧送が停止するまで、ステップＳ１０１から後述するステップＳ１０６の処理を繰り返す。

一方、ステップＳ１０５において、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０が空気量の許容範囲内でない場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、制御部１７は、エラー処理を開始する（ステップＳ１０６）。

例えば、制御部１７は、ポンプの動作を制御する装置に対して停止信号を出力し、生コンクリートＣの圧送を停止させるとともに、報知部４に報知信号を出力して、生コンクリートＣの品質異常を報知させる。
この場合、制御部１７は、作業者による停止操作を受け付けるまで、報知信号を報知部４に出力し、停止操作を受け付けた場合、処理を終了する。

また、図３のステップＳ１０２において、管内圧力を示す情報、及び生コンクリートＣの単位容積質量を示す情報を取得していない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、制御部１７は、処理をステップＳ１０１に戻して、管内圧力を示す情報、及び生コンクリートＣの単位容積質量を示す情報を取得するまで待機する。

次に、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を算出するための式１について詳述する。この式１は、以下のようにして求めている。
まず、ＪＩＳＡ１１１６の「フレッシュコンクリートの単位容積質量試験方法、及び空気量の質量による試験方法（質量方法）」によれば、空気を含まないコンクリートの単位容積質量をＴ、試料であるコンクリートの単位容積質量をＭとして、コンクリートの空気量Ａ＝｛（Ｔ－Ｍ）／Ｔ｝×１００で算出している。

そうすると、管内圧力Ｐ１下での生コンクリートの単位容積質量をＭ１とした場合、管内圧力Ｐ１下での生コンクリートの空気量Ａ１は、Ａ１＝｛（Ｔ－Ｍ１）／Ｔ｝×１００で算出することができる。さらに、管内圧力Ｐ１下での生コンクリートの空気量Ａ１は、空気の含有率として算出されるため、次の式２の関係が成立する。

この式２を変形して整えると、次の式３が得られる。

ここで、大気圧をＰ０とし、大気圧Ｐ０下での空気の容積をＶ２とすると、ボイルの法則により、次の式４が得られる。

さらに、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０は、上述の式２と同様の理由により、次の式５で算出できる。

この式５に、式３のＶｃ、及び式４のＶ２を代入することで、実施例１は、上述した式１を得ることができる。
このようにして得た上述の式１を用いることで、実施例１は、生コンクリートＣが圧送されている配管Ｈから得られた情報から、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を算出している。

以上のように、生コンクリートＣの空気量を測定するフレッシュコンクリートの空気量測定装置１は、生コンクリートＣが圧送される配管Ｈの管内圧力Ｐ１を計測する圧力計２を備えている。
さらに、フレッシュコンクリートの空気量測定装置１は、管内圧力Ｐ１下での生コンクリートの単位容積質量Ｍ１を計測するガンマ線密度計３を備えている。

そして、フレッシュコンクリートの空気量測定装置１は、管内圧力Ｐ１、管内圧力Ｐ１下での生コンクリートの単位容積質量Ｍ１、及び予め算出された空気を含まない生コンクリートの単位容積質量Ｔに基づいて、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を算出する装置本体１０の制御部１７を備えたものである。

そのため、フレッシュコンクリートの空気量測定装置１は、生コンクリートＣが圧送されている配管Ｈから得られた情報に基づいて、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を、試料を採取することなく算出することができる。

さらに、フレッシュコンクリートの空気量測定装置１は、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を測定するために必要な情報を、試料を採取する場合に比べて遥かに短い時間間隔で取得することができる。
これにより、フレッシュコンクリートの空気量測定装置１は、打設される生コンクリートＣにおける大気圧下での空気量の全量検査を容易に行うことができる。

また、制御部１７は、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を、上述の式１に基づいて算出する構成である。
この構成によれば、フレッシュコンクリートの空気量測定装置１は、複雑な演算を用いることなく、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を算出することができる。このため、フレッシュコンクリートの空気量測定装置１は、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を、より短い時間間隔で連続して算出することができる。

また、生コンクリートＣの空気量を測定するフレッシュコンクリートの空気量測定方法は、まず、生コンクリートＣが圧送される配管Ｈの管内圧力Ｐ１を計測する圧力計測工程を行う。
その後、フレッシュコンクリートの空気量測定方法は、管内圧力Ｐ１下での生コンクリートの単位容積質量Ｍ１を計測する単位質量計測工程を行う。

そして、フレッシュコンクリートの空気量測定方法は、管内圧力Ｐ１、管内圧力Ｐ１下での生コンクリートの単位容積質量Ｍ１、及び予め算出された空気を含まない生コンクリートの単位容積質量Ｔに基づいて、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を算出する空気量算出工程を行うものである。

そのため、フレッシュコンクリートの空気量測定方法は、生コンクリートＣが圧送されている配管Ｈから得られた情報に基づいて、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を、試料を採取することなく算出することができる。

さらに、フレッシュコンクリートの空気量測定方法は、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を測定するために必要な情報を、試料を採取する場合に比べて遥かに短い時間間隔で取得することができる。
これにより、フレッシュコンクリートの空気量測定方法は、打設される生コンクリートＣにおける大気圧下での空気量の全量検査を容易に行うことができる。

実施例２は、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０をより精度よく算出できる処理動作について図４から図６を用いて説明する。
なお、図４は管内圧力Ｐ１と生コンクリートの単位容積質量Ｍ１との関係図を示し、図５は実施例２のフレッシュコンクリートの空気量測定装置１における処理動作のフローチャートを示し、図６は最大管内圧力Ｐｍａｘ、及び最小管内圧力Ｐｍｉｎの説明図を示している。
また、上述の実施例１と同じ構成は、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

まず、管内圧力Ｐ１と、管内圧力Ｐ１下における生コンクリートの単位容積質量Ｍ１との関係について、図４を用いて説明する。
なお、図４は、横軸を管内圧力Ｐ１、縦軸を生コンクリートの単位容積質量Ｍ１として、管内圧力Ｐ１に対する生コンクリートの単位容積質量Ｍ１の変化を、ＪＩＳＡ１１１６に基づいて測定した空気量Ａ＝３．０％、４．５％、及び６．０％ごとに示している。

管内圧力Ｐ１と生コンクリートの単位容積質量Ｍ１との関係は、図４に示すように、管内圧力Ｐ１が大気圧Ｐ０に等しい場合、管内圧力Ｐ１での生コンクリートの単位容積質量Ｍ１は、空気量Ａの違いが出やすいことがわかる。

一方で、管内圧力Ｐ１が高くなるほど、管内圧力Ｐ１での生コンクリートの単位容積質量Ｍ１は、空気量Ａ＝３．０％、４．５％、及び６．０％のいずれの場合も、空気を含まない生コンクリートの単位容積質量Ｔに漸近し、かつ略一定値に近づいていることがわかる。

ところで、空気を含まない生コンクリートの単位容積質量Ｔは、セメント、及び骨材の密度によって大きく影響を受けやすいことが知られている。このため、管内圧力Ｐ１が高い場合、空気を含まない生コンクリートの単位容積質量Ｔと実際の値との差が、管内圧力Ｐ１が低い場合に比べて大きくなるおそれがある。そうすると、算出された生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０に、大きな誤差が生じるおそれがあった。

そこで、実施例２では、制御部１７が取得した管内圧力Ｐ１と、管内圧力Ｐ１での生コンクリートの単位容積質量Ｍ１とに基づいて、空気を含まない生コンクリートの単位容積質量を推定して、これを式１のＴに置き換えて、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を算出している。

詳述すると、作業者の入力操作によって、空気量測定を開始すると、装置本体１０の制御部１７は、図５に示すように、ガンマ線の減衰率を測定開始させる測定開始信号を、ガンマ線密度計３に出力する（ステップＳ２０１）。この際、ガンマ線密度計３は、測定開始信号に基づいて、ガンマ線の減衰率の測定と、生コンクリートＣの単位容積質量の算出とを開始する。
なお、圧力計２は、実施例１と同様に、配管Ｈの管内圧力を常時監視して、管内圧力を示す情報を装置本体１０に連続して出力しているものとする。

測定開始信号を出力すると、制御部１７は、図５に示すように、管内圧力を示す情報、及び生コンクリートＣの単位容積質量を示す情報を取得したか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
管内圧力を示す情報、及び生コンクリートＣの単位容積質量を示す情報を取得した場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、制御部１７は、図５に示すように、ステップＳ２０３に移行して、管内圧力、及び管内圧力下での生コンクリートの単位容積質量を一時記憶する（ステップＳ２０３）。

具体的には、制御部１７は、図６に示すように、ポンプの動作によって脈動する管内圧力Ｐ１のうち、比較的高い管内圧力を示す情報を最大管内圧力Ｐｍａｘとして取得し、比較的大気圧に近い管内圧力を示す情報を最小管内圧力Ｐｍｉｎとして記憶する。
この際、制御部１７は、最も高い管内圧力Ｐ１を最大管内圧力Ｐｍａｘとして記憶し、大気圧にできるだけ近い管内圧力Ｐ１を最小管内圧力Ｐｍｉｎとして記憶することが望ましい。

さらに、制御部１７は、最大管内圧力Ｐｍａｘ時の生コンクリートＣの単位容積質量を示す情報を、最大管内圧力Ｐｍａｘでの生コンクリートの単位容積質量Ｍｐｍａｘとして記憶する。
加えて、制御部１７は、最小管内圧力Ｐｍｉｎ時の生コンクリートＣの単位容積質量を示す情報を、最小管内圧力Ｐｍｉｎでの生コンクリートの単位容積質量Ｍｐｍｉｎとして記憶する。

その後、制御部１７は、一時記憶した管内圧力（Ｐｍａｘ、Ｐｍｉｎ）、及び管内圧力下での生コンクリートの単位容積質量（Ｍｐｍａｘ、Ｍｐｍｉｎ）に基づいて、最大管内圧力Ｐｍａｘ下での生コンクリートの空気量Ａｐｍａｘの推定値を算出する（ステップＳ２０４）。
具体的には、制御部１７は、最大管内圧力Ｐｍａｘ下での生コンクリートの空気量Ａｐｍａｘを、次の式６に基づいて算出する。

なお、この式６は、実施例１における式１のＴを最大管内圧力Ｐｍａｘでの生コンクリートの単位容積質量Ｍｐｍａｘに、式１のＰ１を最小管内圧力Ｐｍｉｎに置き換えるとともに、式１のＭ１を最小管内圧力Ｐｍｉｎでの生コンクリートの単位容積質量Ｍｐｍｉｎに、式１のＰ０を最大管内圧力Ｐｍａｘに置き換えたものである。

最大管内圧力Ｐｍａｘにおける生コンクリートの空気量Ａｐｍａｘを算出すると、制御部１７は、空気を含まない生コンクリートの推定単位容積質量Ｔｅを算出する（ステップＳ２０５）。
具体的には、制御部１７は、空気を含まない生コンクリートの推定単位容積質量Ｔｅを、次の式７に基づいて算出する。

その後、制御部１７は、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を、次の式８に基づいて算出する（ステップＳ２０６）。

なお、この式８は、実施例１における式１のＴを、空気を含まない生コンクリートの推定単位容積質量Ｔｅに、式１のＰ１を最小管内圧力Ｐｍｉｎに置き換えるとともに、式１のＭ１を最小管内圧力Ｐｍｉｎでの生コンクリートの単位容積質量Ｍｐｍｉｎに置き換えたものである。

生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を算出すると、制御部１７は、空気量の閾値となる空気量の許容範囲を記憶部１３から読み出して、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０が、空気量の許容範囲内か否かを判定する（ステップＳ２０７）。

生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０が空気量の許容範囲内であれば（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、制御部１７は、処理をステップＳ２０１に戻し、作業者の操作によって生コンクリートＣの圧送が停止するまで、ステップＳ２０１から後述するステップＳ２０８の処理を繰り返す。

一方、ステップＳ２０７において、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０が空気量の許容範囲内でない場合（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、制御部１７は、エラー処理を開始する（ステップＳ２０８）。
なお、エラー処理は、上述の実施例１と同様の動作のため、その詳細な説明を省略する。

また、図５のステップＳ２０２において、管内圧力を示す情報、及び生コンクリートＣの単位容積質量を示す情報を取得していない場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、制御部１７は、処理をステップＳ２０１に戻して、管内圧力を示す情報、及び生コンクリートＣの単位容積質量を示す情報を取得するまで待機する。

引き続き、実施例２における測定例を、次の表１を用いて説明する。

なお、表１は、管内圧力欄が図５のステップＳ２０３で取得した最小管内圧力Ｐｍｉｎ、及び最大管内圧力Ｐｍａｘを示し、生コンクリートの単位容積質量欄が図５のステップＳ２０３で取得した生コンクリートの単位容積質量Ｍｐｍｉｎ、及び生コンクリートの単位容積質量Ｍｐｍａｘを示している。

さらに、表１は、推定空気量欄が図５のステップＳ２０４で取得した生コンクリートの空気量Ａｐｍａｘを示し、推定単位容積質量欄が図５のステップＳ２０５で取得した空気を含まない生コンクリートの推定単位容積質量Ｔｅを示している。
加えて、表１は、大気圧下空気量欄が図５のステップＳ２０６で算出した生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を示している。

そして、表１は、ＪＩＳ測定空気量欄がＪＩＳＡ１１１６の「フレッシュコンクリートの単位容積質量試験方法、及び空気量の質量による試験方法（質量方法）」に準じて測定された空気量Ａを示し、誤差欄がＪＩＳ測定空気量欄の空気量Ａと大気圧下空気量欄の空気量Ａ０との差分を示している。

表１の測定例１によれば、図５のステップＳ２０６で算出した大気圧下における生コンクリートの空気量Ａ０が４．４８％である。このため、測定例１は、ＪＩＳＡ１１１６に準じて測定した空気量Ａ＝４．５％に対する誤差が０．０２％となっている。このように、測定例１は、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を精度よく算出できていることがわかる。

また、表１の測定例２によれば、図５のステップＳ２０６で算出した生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０が５．９８％である。このため、測定例２は、ＪＩＳＡ１１１６に準じて測定した空気量Ａ＝６．０％に対する誤差が０．０２％となっている。このように、測定例２は、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を精度よく算出できていることがわかる。

また、表１の測定例３によれば、図５のステップＳ２０６で算出した大気圧下における生コンクリートの空気量Ａ０が２．９９％である。このため、測定例３は、ＪＩＳＡ１１１６に準じて測定した空気量Ａ＝３．０％に対する誤差が０．０１％となっている。このように、測定例３は、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を精度よく算出できていることがわかる。

以上のような動作を実現するフレッシュコンクリートの空気量測定装置１は、上述した実施例１と同様の効果を奏することができる。
また、フレッシュコンクリートの空気量測定装置１は、空気を含まない生コンクリートの推定単位容積質量Ｔｅを算出する制御部１７を備えている。

そして、制御部１７は、最小管内圧力Ｐｍｉｎと、最小管内圧力Ｐｍｉｎ下での生コンクリートの単位容積質量Ｍｐｍｉｎと、空気を含まない生コンクリートの推定単位容積質量Ｔｅとに基づいて、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を算出する構成である。

この構成によれば、フレッシュコンクリートの空気量測定装置１は、新たな計測手段を追加することなく、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０をより精度よく算出することができる。
具体的には、空気を含まない生コンクリートの推定単位容積質量Ｔｅを算出することで、フレッシュコンクリートの空気量測定装置１は、例えば、机上計算値よりも精度のよい値として、空気を含まない生コンクリートの推定単位容積質量Ｔｅを計測タイミングごとに取得することができる。

そして、フレッシュコンクリートの空気量測定装置１は、最大管内圧力Ｐｍａｘ下における空気を含まない生コンクリートの推定単位容積質量Ｔｅを用いることで、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を精度よく算出することができる。

さらに、管内圧力Ｐ１下での生コンクリートの単位容積質量Ｍ１は、管内圧力Ｐ１が大気圧Ｐ０に近いほど、空気量Ａの差が出やすい。このため、最小管内圧力Ｐｍｉｎと、最小管内圧力Ｐｍｉｎ下での生コンクリートの単位容積質量Ｍｐｍｉｎとを用いることで、フレッシュコンクリートの空気量測定装置１は、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０をより精度よく算出することができる。

また、フレッシュコンクリートの空気量測定装置１は、最大管内圧力Ｐｍａｘ下での生コンクリートの空気量Ａｐｍａｘを、上述の式６に基づいて算出する制御部１７を備えている。
そして、制御部１７は、生コンクリートの推定単位容積質量Ｔｅを、上述の式７に基づいて算出する構成である。

この構成によれば、フレッシュコンクリートの空気量測定装置１は、複雑な演算を用いることなく、最大管内圧力Ｐｍａｘ下での生コンクリートの空気量Ａｐｍａｘと、空気を含まない生コンクリートの推定単位容積質量Ｔｅとを算出することができる。このため、フレッシュコンクリートの空気量測定装置１は、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を、より短い時間間隔で連続して算出することができる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明のフレッシュコンクリートは、実施形態の生コンクリートＣに対応し、
以下同様に、
圧送路は、配管Ｈに対応し、
圧力計測手段は、圧力計２に対応し、
単位質量計測手段は、ガンマ線密度計３に対応し、
空気量算出手段、単位質量推定手段、及び加圧空気量推定手段は、制御部１７に対応し、
最も高い管内圧力は、最大管内圧力Ｐｍａｘに対応し、
大気圧に近い管内圧力は、最小管内圧力Ｐｍｉｎに対応し、
圧力計測工程は、ステップＳ１０１に対応し、
単位質量計測工程は、ステップＳ１０１に対応し、
空気量算出工程は、ステップＳ１０４に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

例えば、上述した実施形態において、作業者の操作によって空気量測定を開始するフレッシュコンクリートの空気量測定装置１としたが、これに限定せず、コンクリートポンプ車のポンプの動作を制御する装置に接続されるとともに、ポンプの作動を示す信号を受け付けると空気量測定を開始するフレッシュコンクリートの空気量測定装置であってもよい。あるいは、フレッシュコンクリートの空気量測定装置１の制御部１７がポンプの動作も制御する構成であってもよい。

また、報知部４を備えたフレッシュコンクリートの空気量測定装置１としたが、これに限定せず、報知部４を備えていないフレッシュコンクリートの空気量測定装置であってもよい。さらに、この場合、エラー処理（実施例１のステップＳ１０６、実施例２のステップＳ２０８）をスキップしてもよい。

また、圧力計２、及びガンマ線密度計３を配管Ｈに配置したが、これに限定せず、生コンクリートＣが圧送される圧送路であれば、可撓性を有するホースなどに配置してもよい。
また、上述した実施例１と実施例２とは、生コンクリートＣの配合や打設環境、あるいは打設対象等によって異なる要求精度に応じて、適宜使い分けるとよい。

また、配管Ｈの管内圧力Ｐ１を圧力計２で計測する構成としたが、これに限定せず、例えば、生コンクリートＣを圧送するためのポンプの油圧に基づいて、管内圧力Ｐ１を算出する構成であってもよい。
また、線源部３ａと検出部３ｂとで構成され、検出部３ｂが生コンクリートの密度（単位容積質量）を算出するガンマ線密度計３を単位質量計測手段としたが、これに限定せず、生コンクリートの密度（単位容積質量）を計測できる単位質量計測手段であれば、適宜の構成としてもよい。

例えば、ガンマ線を照射するガンマ線照射装置と、配管Ｈ、及び生コンクリートＣを透過したガンマ線を検出するガンマ線検出装置と、検出したガンマ線の減衰率に基づいて生コンクリートの密度（単位容積質量）を算出する装置本体の制御部とを、単位質量計測手段としてもよい。
あるいは、生コンクリートＣへ向けて音波を照射し、生コンクリートＣを透過した音波速度に基づいて単位容積質量を計測する手段であってもよい。

また、上述した実施例１において、空気を含まない生コンクリートの単位容積質量Ｔを、記憶部１３に記憶した構成としたが、これに限定せず、空気を含まない生コンクリートの単位容積質量Ｔが、作業員の操作によって入力される構成であってもよい。
同様に、空気量の閾値となる空気量の許容範囲を、記憶部１３に記憶した構成としたが、これに限定せず、空気量の閾値となる空気量の許容範囲が、作業員の操作によって入力される構成であってもよい。

また、上述した実施例２において、圧力計２、及びガンマ線密度計３を備えたフレッシュコンクリートの空気量測定装置１としたが、これに限定せず、別の実施形態におけるフレッシュコンクリートの空気量測定装置の構成図を示す図７のように、中性子線を照射する線源部５ａと照射された中性子線を検出する検出部５ｂとで構成された中性子水分計５をさらに備えてもよい。

この場合、中性子線の減衰率、及びガンマ線の減衰率から生コンクリートの単位水量を算出し、この単位水量を加味して空気を含まない生コンクリートの単位容積質量Ｔを算出することで、生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０をさらに精度よく算出することができる。

また、圧力計２、及びガンマ線密度計３から最初に取得した管内圧力、及び管内圧力下での生コンクリートの単位容積質量をキャリブレーションして、以降の全量検査を行ってもよい。
具体的には、まず、大気圧化での空気量が既知の生コンクリートを流動させた際の管内圧力に基づいて、圧力計２から得た管内圧力に対する補正係数を最初に設定する。同様に、大気圧化での空気量が既知の生コンクリートを流動させた際の管内圧力下での生コンクリートの単位容積質量に基づいて、ガンマ線密度計３から得た管内圧力下での生コンクリートの単位容積質量に対する補正係数を設定する。
そして、補正係数設定後、それぞれ補正係数を乗じた管内圧力、及び管内圧力下での生コンクリートの単位容積質量を用いて、配管Ｈを流動する生コンクリートの大気圧下での空気量Ａ０を算出してもよい。

１…フレッシュコンクリートの空気量測定装置
２…圧力計
３…ガンマ線密度計
１７…制御部
Ａ０…生コンクリートの大気圧下での空気量
Ａｐｍａｘ…最大管内圧力下での生コンクリートの空気量
Ｃ…生コンクリート
Ｈ…配管
Ｍ１…管内圧力下での生コンクリートの単位容積質量
Ｍｐｍｉｎ…最小管内圧力下での生コンクリートの単位容積質量
Ｐ１…管内圧力
Ｐｍａｘ…最大管内圧力
Ｐｍｉｎ…最小管内圧力
Ｔ…空気を含まない生コンクリートの単位容積質量
Ｔｅ…空気を含まない生コンクリートの推定単位容積質量

Claims (5)

1. フレッシュコンクリートの空気量を測定するフレッシュコンクリートの空気量測定装置であって、
   前記フレッシュコンクリートが圧送される圧送路の管内圧力を計測する圧力計測手段と、
   管内圧力下でのフレッシュコンクリートの単位容積質量を計測する単位質量計測手段と、
   前記管内圧力、前記管内圧力下でのフレッシュコンクリートの単位容積質量、及び予め算出された空気を含まないフレッシュコンクリートの単位容積質量に基づいて、前記フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量を算出する空気量算出手段とを備えた
   フレッシュコンクリートの空気量測定装置。
2. 前記空気量算出手段は、
   前記フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量を、下式に基づいて算出する構成である
   

   

   請求項１に記載のフレッシュコンクリートの空気量測定装置。
3. 空気を含まないフレッシュコンクリートの推定単位容積質量を算出する単位質量推定手段を備え、
   前記空気量算出手段は、
   大気圧に近い管内圧力と、該大気圧に近い管内圧力下でのフレッシュコンクリートの単位容積質量と、前記空気を含まないフレッシュコンクリートの推定単位容積質量とに基づいて、前記フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量を算出する構成である
   請求項１または請求項２に記載のフレッシュコンクリートの空気量測定装置。
4. 最も高い管内圧力下でのフレッシュコンクリートの空気量を、下式に基づいて算出する加圧空気量推定手段を備え、
   

   

   前記単位質量推定手段は、
   前記空気を含まないフレッシュコンクリートの推定単位容積質量を、下式に基づいて算出する構成である
   

   

   請求項３に記載のフレッシュコンクリートの空気量測定装置。
5. フレッシュコンクリートの空気量を測定するフレッシュコンクリートの空気量測定方法であって、
   前記フレッシュコンクリートが圧送される圧送路の管内圧力を計測する圧力計測工程と、
   管内圧力下でのフレッシュコンクリートの単位容積質量を計測する単位質量計測工程と、
   前記管内圧力、前記管内圧力下でのフレッシュコンクリートの単位容積質量、及び予め算出された空気を含まないフレッシュコンクリートの単位容積質量に基づいて、前記フレッシュコンクリートの大気圧下での空気量を算出する空気量算出工程とを行う
   フレッシュコンクリートの空気量測定方法。

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