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JP7610446B2 - Concrete curing device, concrete curing method, and concrete curing program - Google Patents
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JP7610446B2 - Concrete curing device, concrete curing method, and concrete curing program - Google Patents

Concrete curing device, concrete curing method, and concrete curing program Download PDF

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Description

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。 The present invention relates to a concrete curing device, a concrete curing method, and a concrete curing program.

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。 Concrete generates heat as it hardens due to a chemical reaction between water and cement. In particular, the reaction proceeds rapidly for several days after the concrete is poured, generating a large amount of heat, which can cause the concrete to crack. For this reason, pipe cooling is used to prevent the concrete from rising in temperature and reduce cracking as a countermeasure against cracking when the concrete is poured. When using pipe cooling, it is necessary to properly manage the pipe arrangement, pipe diameter, flow rate and temperature setting of the cooling water, etc.

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)。 In the above technical field, Patent Document 1 discloses a technology for automatically controlling the temperature of a fluid circulating through a pipe to cool concrete based on the temperature difference between the external and internal temperatures of the concrete (Claim 1 of the same document, etc.).

特開2016-89357号公報JP 2016-89357 A

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。 However, the technology described in Patent Document 1 controls temperature based on the internal and external temperatures of the concrete, and is not based on the characteristics of the concrete, such as temperature transition data for managing the concrete, so it is not possible to reliably cool the concrete.

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、
推定された前記温度分布データと、前記コンクリートの内部の位置との関係から、前記温度を計測するための温度センサの設置位置を決定する決定部と、
設置位置を決定された前記温度センサから温度データを取得する取得部と、
取得した前記温度データに基づいて、打設された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制御する制御部と、
を備えた。
In order to achieve the above object, the concrete curing apparatus according to the present invention comprises:
An estimation unit that estimates temperature distribution data of the concrete over a curing time after pouring the concrete by using a heat conduction equation;
a determination unit that determines an installation position of a temperature sensor for measuring the temperature based on a relationship between the estimated temperature distribution data and a position inside the concrete;
an acquisition unit that acquires temperature data from the temperature sensor whose installation position has been determined;
A control unit that controls a flow rate and a temperature of a coolant supplied to a cooling pipe installed inside the poured concrete based on the acquired temperature data;
Equipped with:

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、
推定された前記温度分布データと、前記コンクリートの内部の位置との関係から、前記温度を計測するための温度センサの設置位置を決定する決定ステップと、
設置位置を決定された前記温度センサから温度データを取得する取得ステップと、
取得した前記温度データに基づいて、打設された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制御する制御ステップと、
を含む。
In order to achieve the above object, a concrete curing method according to the present invention comprises the steps of:
An estimation step of estimating temperature distribution data of the concrete temperature over a curing time after pouring the concrete using a heat conduction equation;
a determining step of determining an installation position of a temperature sensor for measuring the temperature based on a relationship between the estimated temperature distribution data and a position inside the concrete;
an acquiring step of acquiring temperature data from the temperature sensor whose installation position has been determined;
A control step of controlling a flow rate and a temperature of a coolant supplied to a cooling pipe installed inside the poured concrete based on the acquired temperature data;
Includes.

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、
推定された前記温度分布データと、前記コンクリートの内部の位置との関係から、前記温度を計測するための温度センサの設置位置を決定する決定ステップと、
設置位置を決定された前記温度センサから温度データを取得する取得ステップと、
取得した前記温度データに基づいて、打設された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制御する制御ステップと、
をコンピュータに実行させる。
In order to achieve the above object, the concrete curing program according to the present invention comprises:
An estimation step of estimating temperature distribution data of the concrete temperature over a curing time after pouring the concrete using a heat conduction equation;
a determining step of determining an installation position of a temperature sensor for measuring the temperature based on a relationship between the estimated temperature distribution data and a position inside the concrete;
an acquiring step of acquiring temperature data from the temperature sensor whose installation position has been determined;
A control step of controlling a flow rate and a temperature of a coolant supplied to a cooling pipe installed inside the poured concrete based on the acquired temperature data;
to be executed by the computer.

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。 According to the present invention, parameters for cooling concrete are controlled based on temperature transition data for managing concrete, so concrete can be cooled more reliably.

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おいて行われるコンクリートの冷却について説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining cooling of concrete performed in a concrete curing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. 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動作の概略を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an outline of the operation of the concrete curing apparatus according to the preferred embodiment of the present invention. 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。FIG. 1 is a block diagram for explaining a configuration of a concrete curing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. 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温度センサの設置位置の決定について説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining how to determine the installation position of a temperature sensor by the concrete curing apparatus according to the preferred embodiment of the present invention. 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温度センサの設置位置の決定について説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining how to determine the installation position of a temperature sensor by the concrete curing apparatus according to the preferred embodiment of the present invention. 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が有するコンクリートテーブルの一例を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a concrete table included in the concrete curing apparatus according to the preferred embodiment of the present invention. 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。FIG. 1 is a block diagram for explaining a hardware configuration of a concrete curing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. 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。2 is a flowchart for explaining a processing procedure of the concrete curing apparatus according to the preferred embodiment of the present invention.

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。 Below, the embodiments for carrying out the present invention will be described in detail by way of example with reference to the drawings. However, the configurations, numerical values, processing flows, functional elements, etc. described in the following embodiments are merely examples, and may be freely modified or altered, and are not intended to limit the technical scope of the present invention to the following description.

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を用いて説明する。打設後のコンクリートの冷却においては、コンクリートのひび割れ発生を抑制するために、コンクリートが従うべき管理用温度推移データに基づいて、コンクリートの温度をコントロールしている。 A concrete curing apparatus 100 according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1A to 5. When cooling the concrete after pouring, the temperature of the concrete is controlled based on the management temperature transition data that the concrete should follow in order to prevent the concrete from cracking.

まず、図1Aを参照しながら、本実施形態のコンクリート養生装置100において行われるコンクリート110の冷却(クーリング)について説明する。コンクリート110の冷却は、コンクリート110にひび割れが生じないように行われる。コンクリート110の冷却によるひび割れに関しては、以下の式(1)の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。 First, referring to FIG. 1A, the cooling of the concrete 110 performed in the concrete curing apparatus 100 of this embodiment will be described. The cooling of the concrete 110 is performed so as not to cause cracks in the concrete 110. Regarding cracks caused by cooling of the concrete 110, the heat conduction equation in the following formula (1) is used to predict the internal temperature of the concrete 110 as it cools, and the thermal expansion coefficient of the concrete 110 is calculated from the predicted temperature, and whether or not cracks will occur is examined from the stress-strain relationship of the concrete 110.

Figure 0007610446000001

ここで、図1Aには、ひび割れの発生を抑制するコンクリート110の温度変化のグラフ150が示されている。グラフ150において、横軸は、コンクリート110の養生時間[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1Aにおいて、温度分布曲線151は、コンクリート110の冷却を行わない場合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、所定養生時間経過後に、飽和温度に達し、そのまま推移する。
Figure 0007610446000001

Here, Fig. 1A shows a graph 150 of temperature changes of concrete 110 suppressing the occurrence of cracks. In the graph 150, the horizontal axis shows the curing time [h] of the concrete 110, and the vertical axis shows the temperature [°C] of the concrete 110. In Fig. 1A, a temperature distribution curve 151 shows the temperature changes when the concrete 110 is not cooled. In this way, when the concrete 110 is not cooled, the temperature of the concrete 110 reaches a saturation temperature after a predetermined curing time has elapsed, and remains at that temperature.

温度分布曲線152~温度分布曲線154は、コンクリート110を冷却する場合のコンクリート110の温度推移を示している。温度分布曲線152は、コンクリート110を冷却する場合の各時刻におけるコンクリート110の制御目標温度を示している。つまり、本実施形態に係るコンクリート養生装置は、コンクリート110の温度が、温度分布曲線152をなぞるように推移するように、コンクリート110の冷却をおこなう。 Temperature distribution curves 152 to 154 show the temperature transition of concrete 110 when concrete 110 is cooled. Temperature distribution curve 152 shows the control target temperature of concrete 110 at each time when concrete 110 is cooled. In other words, the concrete curing apparatus according to this embodiment cools concrete 110 so that the temperature of concrete 110 transitions in a manner that traces temperature distribution curve 152.

温度分布曲線153は、各時刻におけるコンクリート110の上限温度の分布曲線を示している。上限温度は、コンクリート110の冷却において、許容されるコンクリート温度の上限の値であり、これを超えるとコンクリート110の膨張が想定を超えることとなり、ひび割れ等が発生し易くなる。コンクリート110の冷却は、コンクリート110の温度が、温度分布曲線153で示される上限温度を超えないように制御される。 The temperature distribution curve 153 shows the distribution curve of the upper limit temperature of the concrete 110 at each time. The upper limit temperature is the upper limit of the allowable concrete temperature when cooling the concrete 110, and if this limit is exceeded, the expansion of the concrete 110 will exceed expectations, making it more likely to crack. The cooling of the concrete 110 is controlled so that the temperature of the concrete 110 does not exceed the upper limit temperature shown by the temperature distribution curve 153.

また、温度分布曲線154は、各時刻におけるコンクリート110の下限温度の分布曲線を示している。下限温度は、コンクリート110の冷却において、許容されるコンクリート温度の下限の値であり、これを下回るとコンクリート110の収縮が想定を超えることとなり、ひび割れが発生し易くなる。コンクリート110の冷却は、コンクリート110の温度が、温度分布曲線154で示される下限温度を下回らないように制御される。このように、コンクリート110の温度制御は、コンクリート110が熱くなり過ぎず、かつ、冷え過ぎないように行われる。 Temperature distribution curve 154 also shows the distribution curve of the lower limit temperature of concrete 110 at each time. The lower limit temperature is the lower limit of the allowable concrete temperature when cooling concrete 110, and if it falls below this limit, the shrinkage of concrete 110 will exceed expectations, making it more likely to crack. The cooling of concrete 110 is controlled so that the temperature of concrete 110 does not fall below the lower limit temperature indicated by temperature distribution curve 154. In this way, the temperature of concrete 110 is controlled so that concrete 110 does not become too hot, nor too cold.

しかしながら、一般的に行われているコンクリートの冷却(クーリング)においては、冷媒としての冷却水の温度、冷却水の流量および冷却期間を決めて行うのみで、冷却対象となるコンクリートの温度のフィードバック等は行われていない。すなわち、コンクリートの冷却は、冷却前に決めた冷却条件を変えないまま行われていた。 However, in the commonly used cooling of concrete, the temperature of the cooling water as a refrigerant, the flow rate of the cooling water, and the cooling period are all determined, and no feedback of the temperature of the concrete to be cooled is performed. In other words, the cooling of concrete is performed without changing the cooling conditions that were determined before cooling.

次に、図1Bを参照して、本実施形態に係るコンクリート養生装置100の動作の概要について説明する。コンクリート養生装置100は、コンクリート110の温度が、例えば、温度分布曲線152に従うように、コンクリート110の冷却を管理する。 Next, referring to FIG. 1B, an overview of the operation of the concrete curing apparatus 100 according to this embodiment will be described. The concrete curing apparatus 100 manages the cooling of the concrete 110 so that the temperature of the concrete 110 follows, for example, a temperature distribution curve 152.

図1B(a)に示したように、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、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。 As shown in FIG. 1B(a), the cooling pipe 122 installed inside the poured concrete 110 is installed inside the sheath tube 123. When the refrigerant is supplied from the refrigerant supply device 120 through the water supply hose 121 connected to the cooling pipe 122, the inside of the sheath tube 123 is filled with the refrigerant and the refrigerant overflows from the sheath tube 123. The overflowing refrigerant is collected by a refrigerant collection mechanism (not shown) and reused, allowing it to circulate.

また、図1B(a)および(b)に示したように、冷却パイプ122の設置形式は、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。 As shown in Fig. 1B(a) and (b), the cooling pipe 122 is buried vertically from the top to the bottom of the concrete 110, but is not limited to this. Furthermore, the lower end of the cooling pipe 122 does not contact the bottom surface of the sheath tube 123.

打設されたコンクリートの温度は、コンクリート110の内部に設置された温度センサ130により測定される。図1B(b)および(c)に示したように、温度センサ130は、例えば、冷却パイプ122の近傍に設置される。このような、温度センサ130の配置は、作業員の過去の経験や勘に頼ってなされるものであり、打設されたコンクリートの温度を正確に測定できているとは限らない。 The temperature of the poured concrete is measured by a temperature sensor 130 installed inside the concrete 110. As shown in Figures 1B (b) and (c), the temperature sensor 130 is installed, for example, near the cooling pipe 122. The placement of the temperature sensor 130 in this manner relies on the worker's past experience and intuition, and it is not necessarily possible to accurately measure the temperature of the poured concrete.

特に、広範な範囲にコンクリート110を打設する場合(マスコンクリート)、温度センサの数が十分でなかったり、温度センサの設置位置に偏りがあったり、コンクリート110の温度を反映し難い位置に温度センサ130が設置されていたりすると、コンクリート110の温度を正確に把握できない。そのため、コンクリート110の温度を正確に制御することができなくなる。つまり、このような温度センサ130の設置位置においては、コンクリート110の温度変化が大きくない場所や、コンクリート110の温度変化に対して鈍感な位置もあり、コンクリート110の温度や温度変化を正確に把握できないこともある。 In particular, when pouring concrete 110 over a wide area (mass concrete), if there are an insufficient number of temperature sensors, if the temperature sensors are installed in uneven positions, or if the temperature sensors 130 are installed in positions that do not easily reflect the temperature of the concrete 110, the temperature of the concrete 110 cannot be accurately grasped. As a result, the temperature of the concrete 110 cannot be accurately controlled. In other words, when installing such temperature sensors 130, there are some locations where the temperature change of the concrete 110 is not large, and some locations that are insensitive to the temperature change of the concrete 110, and it may not be possible to accurately grasp the temperature or temperature change of the concrete 110.

そのため、コンクリート養生装置100は、コンクリート110の内部の温度を熱伝導方程式から予測し、予測された温度推移に基づいて、コンクリート110の内部の温度をよく表す設置位置を決定する。温度センサ130は、コンクリート110の内部において、例えば、温度変化の大きい位置や、温度変化に敏感な位置などに設置される。 Therefore, the concrete curing device 100 predicts the temperature inside the concrete 110 from the heat conduction equation, and determines an installation position that accurately represents the temperature inside the concrete 110 based on the predicted temperature change. The temperature sensor 130 is installed inside the concrete 110, for example, at a position where the temperature changes significantly or at a position that is sensitive to temperature changes.

そして、コンクリート養生装置100は、決定された設置位置に設置された温度センサ130からコンクリート110の温度データを取得して、取得した温度データに基づいて、コンクリート110に供給する冷媒の流量および温度を制御する。 The concrete curing device 100 then acquires temperature data of the concrete 110 from the temperature sensor 130 installed at the determined installation position, and controls the flow rate and temperature of the refrigerant supplied to the concrete 110 based on the acquired temperature data.

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。 The temperature sensor 130 is a thermocouple type sensor, but any sensor capable of measuring temperature may be used. The flow rate of the refrigerant supplied is preferably 0 to 100 (l/min). The temperature of the refrigerant supplied is preferably 5°C to 30°C, and more preferably 10°C to 20°C. The diameter of the cooling pipes 122 is preferably φ25 to φ75, and more preferably φ25 to φ50, and the length of the cooling pipes 122 is preferably 50 to 100 m. The spacing between the cooling pipes 122 is preferably 0.5 m to 1.2 m, and more preferably 0.5 to 0.8 m.

次に図2A~2Cを参照して、コンクリート養生装置100の構成および設置位置の決定について説明する。コンクリート養生装置10は、推定部201、決定部202、縮尺部203、取得部204および制御部205を有する。 Next, the configuration of the concrete curing apparatus 100 and the determination of the installation position will be described with reference to Figures 2A to 2C. The concrete curing apparatus 10 has an estimation unit 201, a determination unit 202, a scaling unit 203, an acquisition unit 204, and a control unit 205.

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。 The estimation unit 201 estimates temperature distribution data of the temperature of the concrete 110 over the curing time after pouring the concrete 110 using a heat conduction equation.

決定部202は、推定された温度分布データと、コンクリート110の内部の位置との関係から、温度を計測するための温度センサ130の設置位置を決定する。なお、設置位置は、冷却パイプ122からの距離として表される。つまり、決定部202は、冷却パイプ122から、例えば、10cm離間した位置や15cm離間した位置などに温度センサ130の設置位置を決定する。 The determination unit 202 determines the installation position of the temperature sensor 130 for measuring the temperature based on the relationship between the estimated temperature distribution data and the position inside the concrete 110. The installation position is expressed as a distance from the cooling pipe 122. In other words, the determination unit 202 determines the installation position of the temperature sensor 130 to be, for example, 10 cm or 15 cm away from the cooling pipe 122.

決定部202は、さらに、極値算出部221を有する。極値算出部221は、熱伝導方程式から導出されるエラー関数G(χ,t)の2階微分(dG/dχ)から極値を算出する。 The determination unit 202 further includes an extreme value calculation unit 221. The extreme value calculation unit 221 calculates an extreme value from the second derivative (d 2 G/dχ 2 ) of an error function G(χ,t) derived from the heat conduction equation.

縮尺部203は、養生時間ごとに温度分布データをプロットした温度分布曲線のそれぞれを養生時間の平方根を用いて縮尺する。以下、推定部201、決定部202および縮尺部203における処理の詳細を説明する。 The scaling unit 203 scales each of the temperature distribution curves, in which the temperature distribution data is plotted for each curing time, by using the square root of the curing time. The processing performed by the estimation unit 201, the determination unit 202, and the scaling unit 203 will be described in detail below.

<推定部201、決定部202および縮尺部203における処理の詳細>
熱伝導現象について、3次元の現象は、1次元の現象から予測できるので、1次元の熱伝導方程式を用いて検討する。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、式(2)を導出する。
<Details of Processing in Estimation Unit 201, Determination Unit 202, and Scale Reduction Unit 203>
Regarding the heat conduction phenomenon, since a three-dimensional phenomenon can be predicted from a one-dimensional phenomenon, the one-dimensional heat conduction equation is used for the study. The estimation unit 201 converts the three-dimensional heat conduction equation of formula (1) into a one-dimensional heat conduction equation to derive formula (2).

Figure 0007610446000002

次に、推定部201は、式(2)をρcで割って、熱拡散方程式(式(3))を導出する。
Figure 0007610446000002

Next, the estimation unit 201 divides equation (2) by ρc to derive the heat diffusion equation (equation (3)).

Figure 0007610446000003

ここで、Dは、熱拡散係数であり、D[L/t]=λ/ρcと表される。λは、熱伝導率、ρは、コンクリートの密度、cは、比熱である。
Figure 0007610446000003

Here, D is the thermal diffusion coefficient, which is expressed as D[L 2 /t]=λ/ρc, where λ is the thermal conductivity, ρ is the density of the concrete, and c is the specific heat.

式(3)は、位置(x)と時間(t)との関数である。ここで、以下の式(4)に示したような変数を考える。式(4)のηは、式(3)を無次元化すると自動的に導かれるパラメータである。 Equation (3) is a function of position (x) and time (t). Now consider the variables shown in equation (4) below. η in equation (4) is a parameter that is automatically derived when equation (3) is made dimensionless.

Figure 0007610446000004

ここで、Dの次元は、[L/t]であり、ηは、無次元量であることが分かる。ηの意味は、x軸のメモリを時々刻々変化させたとき、√Dtを基準として温度分布を計測すると、温度分布は、時間にかかわらず、相似となり、1つの独立変数の関数となる。決定部202は、式(4)を用いて式(3)を変形して、解を求めることにより、以下の式(5)に示したエラー関数G(誤差関数)を導出する。
Figure 0007610446000004

Here, the dimension of D is [ L2 /t], and η is a dimensionless quantity. The meaning of η is that when the scale on the x-axis is changed from moment to moment, if the temperature distribution is measured based on √Dt, the temperature distribution will be similar regardless of time and will be a function of one independent variable. The determination unit 202 transforms the formula (3) using the formula (4) to find a solution, thereby deriving the error function G (error function) shown in the following formula (5).

Figure 0007610446000005

そして、決定部202は、式(5)の2階微分をとって、以下の式(6)を導出する。
Figure 0007610446000005

Then, the determination unit 202 takes the second derivative of equation (5) to derive the following equation (6).

Figure 0007610446000006

決定部202(極値算出部221)は、式(6)から、極値が、x=√2Dtであることを算出する。すなわち、コンクリート110の温度の変化率の傾きが大きい位置が、基準位置から距離x=√2Dtの位置であることが分かり、この位置が、コンクリート110の温度の変化に敏感な位置であることが分かる。
Figure 0007610446000006

The determination unit 202 (extreme value calculation unit 221) calculates from formula (6) that the extreme value is x = √2Dt. That is, it is found that the position where the gradient of the rate of change in temperature of the concrete 110 is large is the position at a distance x = √2Dt from the reference position, and that this position is sensitive to changes in the temperature of the concrete 110.

次に、上述のように導出した式(5)および(6)において、D=1.0、x=0~2として計算すると、式(5)からは図2Bに示したグラフ240が、式(6)からは図2Cに示したグラフ260が得られる。グラフ240において、曲線241は、t=1の場合、曲線242は、t=8の場合を示す。同様に、グラフ260において、曲線261は、t=1の場合、曲線262は、t=8の場合を示す。 Next, when calculations are performed for D = 1.0 and x = 0 to 2 in equations (5) and (6) derived as described above, graph 240 shown in Figure 2B is obtained from equation (5), and graph 260 shown in Figure 2C is obtained from equation (6). In graph 240, curve 241 shows the case when t = 1, and curve 242 shows the case when t = 8. Similarly, in graph 260, curve 261 shows the case when t = 1, and curve 262 shows the case when t = 8.

ここで、図2Bのグラフ240において、縮尺部203により、曲線242の横軸(x軸)を√tで縮尺すると、図2Bのグラフ250において、曲線251が得られる。曲線251は、グラフ240における曲線242のx軸が√tで縮尺されたことにより、得られるものであり、曲線241と重なる曲線となる。 Now, when the horizontal axis (x-axis) of curve 242 in graph 240 in FIG. 2B is scaled by scaling unit 203 by √t, curve 251 is obtained in graph 250 in FIG. 2B. Curve 251 is obtained by scaling the x-axis of curve 242 in graph 240 by √t, and is a curve that overlaps with curve 241.

同様に、図2Cのグラフ260において、縮尺部203は、曲線262の横軸(x軸)を√tで縮尺すると、図2Cのグラフ270において、曲線271が得られる。曲線271は、グラフ260における曲線262のx軸が√tで縮尺されたことにより、得られるものであり、曲線261と重なる曲線となる。 Similarly, in graph 260 in FIG. 2C, when scaling unit 203 scales the horizontal axis (x-axis) of curve 262 by √t, curve 271 is obtained in graph 270 in FIG. 2C. Curve 271 is obtained by scaling the x-axis of curve 262 in graph 260 by √t, and is a curve that overlaps with curve 261.

図2Cのグラフ270を見ると、D=1.0の場合には、温度勾配は、約5の位置(x=5)で0となっていることが分かる。したがって、0の位置(x=0)における、温度の影響範囲は、5まで及ぶと考えらえる。 Looking at graph 270 in Figure 2C, we can see that when D = 1.0, the temperature gradient is 0 at approximately position 5 (x = 5). Therefore, it can be considered that the range of temperature influence at position 0 (x = 0) extends up to 5.

ここで、x=√2Dtであるので、D=1.0、t=1であれば、x=1.414で、温度勾配が最大値となる。上述の影響範囲5は、冷却パイプ122の冷却範囲が30cmであるとすると、影響範囲5が30cmに相当すると仮定できるので、温度センサ130の設置位置(r:冷却パイプ122からの距離)は、D=1.0、D=3.0の場合、それぞれ、
=(30/5)×1.414= 8.48cm (D=1.0の場合)
=(30/5)×2.449=14.70cm (D=3.0の場合)
と計算することができる。
Here, x = √2Dt, so if D = 1.0 and t = 1, then x = 1.414 and the temperature gradient will be at its maximum. If the cooling range of the cooling pipe 122 is 30 cm, then it can be assumed that the above-mentioned influence range 5 corresponds to 30 cm. Therefore, the installation position of the temperature sensor 130 (r p : distance from the cooling pipe 122) is, when D = 1.0 and D = 3.0, respectively, as follows:
r p = (30/5) x 1.414 = 8.48 cm (when D = 1.0)
r p = (30/5) x 2.449 = 14.70 cm (when D = 3.0)
It can be calculated as follows.

<熱拡散係数Dについて>
ここで、熱拡散係数Dについて説明する。φを温度とすると、熱伝導方程式(式(2))は、下記の式(7)のようになる。
<Thermal Diffusion Coefficient D>
Here, the thermal diffusion coefficient D will be described. If φ is the temperature, the heat conduction equation (Equation (2)) becomes the following Equation (7).

Figure 0007610446000007

そして、Dを以下の式(8)のようにして、
Figure 0007610446000008

式(7)に代入すると、
Figure 0007610446000009

の拡散方程式になる。
Figure 0007610446000007

Then, D is expressed as the following equation (8):
Figure 0007610446000008

Substituting into equation (7),
Figure 0007610446000009

This results in the diffusion equation:

ここで、式(10)のように、

Figure 0007610446000010

とおいて、これらを式(9)の拡散方程式に代入して整理すると、
Figure 0007610446000011

となる。 Here, as in equation (10),
Figure 0007610446000010

By substituting these into the diffusion equation (9) and rearranging, we obtain
Figure 0007610446000011

It becomes.

ここで、

Figure 0007610446000012

は、無次元量になる。熱拡散係数Dは、この無次元量から定義されたパラメータである。 Where:
Figure 0007610446000012

is a dimensionless quantity. The thermal diffusion coefficient D is a parameter defined from this dimensionless quantity.

<エラー関数および極値の導出について>
式(3)をt、xで微分すると、

Figure 0007610446000013

となり、
Figure 0007610446000014

となり、
Figure 0007610446000015

となる。 <Derivation of error function and extreme values>
Differentiating equation (3) with respect to t and x, we get
Figure 0007610446000013

And then,
Figure 0007610446000014

And then,
Figure 0007610446000015

It becomes.

これを式(2)に代入すると、

Figure 0007610446000016

となり、式(16)は、ηの関数となる。 Substituting this into equation (2), we get
Figure 0007610446000016

Thus, equation (16) is a function of η.

ここで、

Figure 0007610446000017

のような無次元温度を考えると、式(4)は、
Figure 0007610446000018

となり、
Figure 0007610446000019

となる。 Where:
Figure 0007610446000017

Considering a dimensionless temperature such as
Figure 0007610446000018

And then,
Figure 0007610446000019

It becomes.

そして、関数Gは、つぎのような誤差関数(error function)

Figure 0007610446000020

となる。 And the function G is the following error function:
Figure 0007610446000020

It becomes.

この関数Gを微分すると(Gの1階微分)、

Figure 0007610446000021

となる。 When this function G is differentiated (the first derivative of G),
Figure 0007610446000021

It becomes.

さらに、式(21)を微分すると(Gの2階微分)、

Figure 0007610446000022

となる。 Furthermore, when equation (21) is differentiated (the second derivative of G),
Figure 0007610446000022

It becomes.

ここから、

Figure 0007610446000023

が得られ、式(22)は、式(23)に示したように、x=√2Dtにおいて極値を持つことが分かる。 From here,
Figure 0007610446000023

It can be seen that equation (22) has an extreme value at x=√2Dt as shown in equation (23).

<コンクリート110の冷却制御について>
次に、上述のようにして算出された設置位置に温度センサ130を設置し、コンクリート110の冷却制御について説明する。取得部204は、設置位置を決定された温度センサ130から温度データを取得する。温度センサ130の設置位置は、冷却パイプ122からの距離で表される。ここで、取得部204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。取得部204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。
<Regarding Cooling Control of Concrete 110>
Next, the temperature sensors 130 are installed at the installation positions calculated as described above, and cooling control of the concrete 110 will be described. The acquisition unit 204 acquires temperature data from the temperature sensors 130 whose installation positions have been determined. The installation positions of the temperature sensors 130 are represented by distances from the cooling pipes 122. Here, the acquisition unit 204 is connected to each of the temperature sensors 130 installed on the concrete 110 by wire or wirelessly, and acquires the measured temperature data via wire or wireless. The acquisition unit 204 acquires temperature data from the temperature sensors 130 at predetermined time intervals, for example, at intervals of several minutes or several hours.

取得部204は、さらに、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してもよい。 The acquisition unit 204 may further acquire the flow rate and temperature of the refrigerant supplied to the cooling pipe 122 (sheath tube 123) installed inside the concrete 110 as parameters to manage and cool the temperature of the concrete 110.

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。 Here, the refrigerant supplied to the cooling pipe 122 is typically water, but the refrigerant supplied is not limited to this and may be other liquids suitable for cooling the concrete 110. Also, the refrigerant supplied to the cooling pipe 122 is not limited to a liquid and may be, for example, a gas such as a gas.

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。取得部204は、所定時間間隔、例えば、数分間隔、数時間間隔で、冷媒の流量および温度に関する冷媒データを取得する。 The refrigerant supply device 120 is connected to the concrete curing device 100 by wire or wirelessly, and the flow rate and temperature of the refrigerant are acquired, for example, from a flow rate sensor and a temperature sensor provided in the refrigerant supply device 120. The acquisition unit 204 acquires refrigerant data regarding the flow rate and temperature of the refrigerant at predetermined time intervals, for example, at intervals of several minutes or several hours.

制御部205は、取得した温度データに基づいて、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。具体的には、制御部205は、コンクリート110が従うべき管理用温度推移データのプロット曲線140に基づいて、パラメータとしての、冷媒の流量および温度を制御する。 Based on the acquired temperature data, the control unit 205 controls the flow rate and temperature of the refrigerant supplied to the cooling pipe 122 installed inside the poured concrete 110. Specifically, the control unit 205 controls the flow rate and temperature of the refrigerant as parameters based on a plot curve 140 of the management temperature transition data that the concrete 110 should follow.

すなわち、制御部205は、管理用温度推移データのプロット曲線140の開始時間から終了時間までの期間において、取得した温度データおよび冷媒データに基づいて、コンクリート110の温度が、例えば、温度分布曲線152に従うように、パラメータとしての冷媒の流量および温度を制御する。 In other words, the control unit 205 controls the flow rate and temperature of the refrigerant as parameters based on the acquired temperature data and refrigerant data during the period from the start time to the end time of the plot curve 140 of the management temperature transition data, so that the temperature of the concrete 110 follows, for example, the temperature distribution curve 152.

なお、コンクリート110の温度の制御方法には様々な方法があるが、コンクリート110の温度が温度分布曲線152に従うように制御できる方法であれば、いずれの方法であってもよい。例えば、コンクリート110の温度が、温度分布曲線152を上回っている場合には、制御部205は、冷媒の流量を増やす。これとは反対に、コンクリート110の温度が温度分布曲線152を下回っている場合には、制御部205は、例えば、冷媒の流量を減らす。 There are various methods for controlling the temperature of the concrete 110, but any method may be used as long as it can control the temperature of the concrete 110 to follow the temperature distribution curve 152. For example, when the temperature of the concrete 110 exceeds the temperature distribution curve 152, the control unit 205 increases the flow rate of the refrigerant. Conversely, when the temperature of the concrete 110 is below the temperature distribution curve 152, the control unit 205, for example, reduces the flow rate of the refrigerant.

図3は、コンクリート養生装置100が有するコンクリートテーブル301の一例を示す図である。コンクリートテーブル301は、コンクリートID(Identifier)311に関連付けて、熱伝導率312、密度313および比熱314を記憶する。コンクリートIDは、コンクリートを識別するための識別子である。熱伝導率312、密度313および比熱314は、コンクリートの特定を表す。そして、コンクリート養生装置100は、コンクリートテーブル301を参照して、熱伝導方程式を用いてコンクリートの温度推移を解析する。 Figure 3 is a diagram showing an example of a concrete table 301 possessed by the concrete curing apparatus 100. The concrete table 301 stores thermal conductivity 312, density 313, and specific heat 314 in association with a concrete ID (Identifier) 311. The concrete ID is an identifier for identifying the concrete. The thermal conductivity 312, density 313, and specific heat 314 represent the characteristics of the concrete. The concrete curing apparatus 100 then refers to the concrete table 301 and analyzes the temperature transition of the concrete using a heat conduction equation.

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2A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。 The hardware configuration of the concrete curing device 100 will be described with reference to FIG. 4. The CPU (Central Processing Unit) 410 is a processor for arithmetic control, and executes a program to realize each functional configuration of the concrete curing device 100 in FIG. 2A. The CPU 410 has multiple processors and may execute different programs, modules, tasks, threads, etc. in parallel. The ROM (Read Only Memory) 420 stores fixed data such as initial data and programs, and other programs. The network interface 430 communicates with other devices, etc. via a network. The CPU 410 is not limited to one, and may be multiple CPUs, or may include a GPU (Graphics Processing Unit) for image processing. It is also preferable that the network interface 430 has a CPU independent of the CPU 410 and writes or reads transmitted or received data to or from an area of the RAM (Random Access Memory) 440. It is also preferable to provide a DMAC (Direct Memory Access Controller) (not shown) that transfers data between the RAM 440 and the storage 450. Furthermore, the CPU 410 recognizes that data has been received or transferred to the RAM 440 and processes the data. The CPU 410 also prepares the processing results in the RAM 440 and leaves subsequent transmission or transfer to the network interface 430 or the DMAC.

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。熱伝導率データ441は、打設したコンクリート110の熱伝導率のデータである。密度データ442は、打設したコンクリート110の密度のデータである。比熱データ443は、打設したコンクリート110の比熱のデータである。温度データ444は、打設したコンクリート110に設置された温度センサ130から取得されるコンクリート110の温度のデータである。冷媒データ445は、打設したコンクリート110を冷却するために冷却パイプ122に供給される冷媒の流量や温度のデータである。目標温度データ446は、ある時間における打設されたコンクリート110が従うべき温度を示すデータである。 The RAM 440 is a random access memory used by the CPU 410 as a temporary storage work area. The RAM 440 has a storage area reserved for storing data necessary for implementing this embodiment. The thermal conductivity data 441 is data on the thermal conductivity of the cast concrete 110. The density data 442 is data on the density of the cast concrete 110. The specific heat data 443 is data on the specific heat of the cast concrete 110. The temperature data 444 is data on the temperature of the concrete 110 acquired from the temperature sensor 130 installed in the cast concrete 110. The refrigerant data 445 is data on the flow rate and temperature of the refrigerant supplied to the cooling pipe 122 to cool the cast concrete 110. The target temperature data 446 is data indicating the temperature to which the cast concrete 110 should conform at a certain time.

送受信データ447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448を有する。 Transmitted and received data 447 is data transmitted and received via the network interface 430. In addition, the RAM 440 has an application execution area 448 for executing various application modules.

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、コンクリートテーブル301を格納する。コンクリートテーブル301は、図3に示した、コンクリートID311と熱伝導率312などとの関係を管理するテーブルである。 Storage 450 stores a database, various parameters, or the following data or programs required to realize this embodiment. Storage 450 stores concrete table 301. Concrete table 301 is a table that manages the relationship between concrete ID 311 and thermal conductivity 312, etc., shown in FIG. 3.

ストレージ450は、さらに、推定モジュール451、決定モジュール452、縮尺モジュール453、取得モジュール454、制御モジュール455を格納する。決定モジュール452は、さらに、極値算出モジュールを有する。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。決定モジュール452は、推定された温度分布データと、コンクリート110の内部の位置との関係から、コンクリート110の温度を計測するための温度センサ130の設置位置を決定するモジュールである。極値算出モジュールは、熱伝導方程式から導出されるエラー関数Gの2階微分から極値を算出するモジュールである。縮尺モジュール453は、養生時間ごとに温度分布データをプロットした温度分布曲線のそれぞれを養生時間の平方根を用いて縮尺するモジュールである。取得モジュール454は、設置位置を決定された温度センサ130から温度データを取得するモジュールである。制御モジュール455は、取得した温度データに基づいて、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448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。 The storage 450 further stores an estimation module 451, a determination module 452, a scale module 453, an acquisition module 454, and a control module 455. The determination module 452 further includes an extreme value calculation module. The estimation module 451 is a module that estimates temperature distribution data of the temperature of the concrete 110 associated with the curing time after the concrete 110 is poured, using a heat conduction equation. The determination module 452 is a module that determines the installation position of the temperature sensor 130 for measuring the temperature of the concrete 110 based on the relationship between the estimated temperature distribution data and the position inside the concrete 110. The extreme value calculation module is a module that calculates extreme values from the second derivative of the error function G derived from the heat conduction equation. The scale module 453 is a module that scales each of the temperature distribution curves in which temperature distribution data is plotted for each curing time, using the square root of the curing time. The acquisition module 454 is a module that acquires temperature data from the temperature sensor 130 whose installation position has been determined. The control module 455 is a module that controls the flow rate and temperature of the coolant supplied to the cooling pipe 122 installed inside the poured concrete 110 based on the acquired temperature data. These modules 451 to 455 are loaded into the application execution area 448 of the RAM 440 by the CPU 410 and executed. The control program 456 is a program for controlling the entire concrete curing apparatus 100.

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。 The input/output interface 460 interfaces with input/output devices for input/output data. A display unit 461 and an operation unit 462 are connected to the input/output interface 460. A storage medium 464 may also be connected to the input/output interface 460. A speaker 463 serving as an audio output unit, a microphone (not shown) serving as an audio input unit, or a GPS position determination unit may also be connected. Note that the RAM 440 and storage 450 shown in FIG. 4 do not show programs or data relating to the general-purpose functions of the concrete curing apparatus 100 or other feasible functions.

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2Aのコンクリート養生装置100の各機能構成を実現する。 The processing procedure of the concrete curing apparatus 100 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 5. This flowchart is executed by the CPU 410 in FIG. 4 using the RAM 440, and realizes each functional configuration of the concrete curing apparatus 100 in FIG. 2A.

ステップS501において、コンクリート養生装置100は、1次元の熱伝導方程式(式2)から熱拡散方程式(式3)を導出する。ステップS503において、コンクリート養生装置100は、熱拡散方程式(式3)からエラー関数(式5)を導出する。ステップS505において、コンクリート養生装置100は、エラー関数(式5)の2階微分から極値を導出する。ステップS507において、コンクリート養生装置100は、導出した極値から、温度センサ130の設置位置を決定する。ステップS509において、コンクリート養生装置100は、設置された温度センサ130から温度データを取得する。ステップS511において、コンクリート養生装置100は、取得した温度データに基づいて、コンクリートに供給する冷媒の流量および温度を制御する。 In step S501, the concrete curing apparatus 100 derives a heat diffusion equation (equation 3) from the one-dimensional heat conduction equation (equation 2). In step S503, the concrete curing apparatus 100 derives an error function (equation 5) from the heat diffusion equation (equation 3). In step S505, the concrete curing apparatus 100 derives an extreme value from the second derivative of the error function (equation 5). In step S507, the concrete curing apparatus 100 determines the installation position of the temperature sensor 130 from the derived extreme value. In step S509, the concrete curing apparatus 100 acquires temperature data from the installed temperature sensor 130. In step S511, the concrete curing apparatus 100 controls the flow rate and temperature of the coolant supplied to the concrete based on the acquired temperature data.

本実施形態によれば、熱伝導方程式からコンクリートの温度変化に敏感な位置を決定し、決定した位置に温度センサを設置するので、より確実にコンクリートを冷却させることができる。 According to this embodiment, the positions of the concrete that are sensitive to temperature changes are determined from the heat conduction equation, and temperature sensors are installed at the determined positions, so that the concrete can be cooled more reliably.

[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。
[Other embodiments]
Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various modifications that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention. In addition, systems or devices that combine separate features included in each embodiment in any way are also included in the scope of the present invention.

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。
The present invention may be applied to a system consisting of multiple devices, or to a single device. Furthermore, the present invention may be applied to a case where an information processing program for implementing the functions of the embodiments is supplied directly or remotely to a system or device. Therefore, the scope of the present invention includes a program installed on a computer to implement the functions of the present invention, a medium storing the program, and a WWW (World Wide Web) server for downloading the program. In particular, the scope of the present invention includes at least a non-transitory computer readable medium storing a program for causing a computer to execute the processing steps included in the above-mentioned embodiments.

Claims (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部と、
推定された前記温度分布データと、前記コンクリートの内部の位置との関係から、前記温度を計測するための温度センサの設置位置を決定する決定部と、
設置位置を決定された前記温度センサから温度データを取得する取得部と、
取得した前記温度データに基づいて、打設された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制御する制御部と、
を備え、
前記決定部は、
前記熱伝導方程式から導出されるエラー関数G(χ,t)の2階微分
Figure 0007610446000024
から極値を算出する極値算出部をさらに有し、
算出した前記極値に基づいて、前記設置位置を決定するコンクリート養生装置。
An estimation unit that estimates temperature distribution data of the concrete over a curing time after pouring the concrete by using a heat conduction equation;
a determination unit that determines an installation position of a temperature sensor for measuring the temperature based on a relationship between the estimated temperature distribution data and a position inside the concrete;
an acquisition unit that acquires temperature data from the temperature sensor whose installation position has been determined;
A control unit that controls a flow rate and a temperature of a coolant supplied to a cooling pipe installed inside the poured concrete based on the acquired temperature data;
Equipped with
The determination unit is
The second derivative of the error function G(χ,t) derived from the heat conduction equation
Figure 0007610446000024
An extreme value calculation unit that calculates an extreme value from
The concrete curing apparatus determines the installation position based on the calculated extreme value.
前記養生時間ごとに前記温度分布データをプロットした温度分布曲線のそれぞれを前記養生時間の平方根を用いて縮尺する縮尺部をさらに備え、
前記決定部は、縮尺された温度分布曲線に基づいて、前記設置位置を決定する、請求項1に記載のコンクリート養生装置。
A scaling unit is further provided that scales each of the temperature distribution curves obtained by plotting the temperature distribution data for each curing time by using a square root of the curing time,
The concrete curing apparatus according to claim 1 , wherein the determination unit determines the installation position based on a scaled temperature distribution curve.
前記設置位置は、前記冷却パイプからの距離として表される請求項1または2に記載のコンクリート養生装置。 The concrete curing device according to claim 1 or 2, wherein the installation position is expressed as a distance from the cooling pipe. 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、
推定された前記温度分布データと、前記コンクリートの内部の位置との関係から、前記温度を計測するための温度センサの設置位置を決定する決定ステップと、
設置位置を決定された前記温度センサから温度データを取得する取得ステップと、
取得した前記温度データに基づいて、打設された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制御する制御ステップと、
を含み、
前記決定ステップにおいて、
前記熱伝導方程式から導出されるエラー関数G(χ,t)の2階微分
Figure 0007610446000025
から極値を算出する極値算出ステップをさらに含み
算出した前記極値に基づいて、前記設置位置を決定するコンクリート養生方法。
An estimation step of estimating temperature distribution data of the concrete temperature over a curing time after pouring the concrete using a heat conduction equation;
a determining step of determining an installation position of a temperature sensor for measuring the temperature based on a relationship between the estimated temperature distribution data and a position inside the concrete;
an acquiring step of acquiring temperature data from the temperature sensor whose installation position has been determined;
A control step of controlling a flow rate and a temperature of a coolant supplied to a cooling pipe installed inside the poured concrete based on the acquired temperature data;
Including,
In the determining step,
The second derivative of the error function G(χ,t) derived from the heat conduction equation
Figure 0007610446000025
Further comprising an extreme value calculation step of calculating an extreme value from
A concrete curing method comprising determining the installation position based on the calculated extreme value.
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、
推定された前記温度分布データと、前記コンクリートの内部の位置との関係から、前記温度を計測するための温度センサの設置位置を決定する決定ステップと、
設置位置を決定された前記温度センサから温度データを取得する取得ステップと、
取得した前記温度データに基づいて、打設された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制御する制御ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記決定ステップにおいて、
前記熱伝導方程式から導出されるエラー関数G(χ,t)の2階微分
Figure 0007610446000026
から極値を算出する極値算出ステップをさらに含み
算出した前記極値に基づいて、前記設置位置を決定するコンクリート養生プログラム。
An estimation step of estimating temperature distribution data of the concrete temperature over a curing time after pouring the concrete using a heat conduction equation;
a determining step of determining an installation position of a temperature sensor for measuring the temperature based on a relationship between the estimated temperature distribution data and a position inside the concrete;
an acquiring step of acquiring temperature data from the temperature sensor whose installation position has been determined;
A control step of controlling a flow rate and a temperature of a coolant supplied to a cooling pipe installed inside the poured concrete based on the acquired temperature data;
on the computer,
In the determining step,
The second derivative of the error function G(χ,t) derived from the heat conduction equation
Figure 0007610446000026
Further comprising an extreme value calculation step of calculating an extreme value from
A concrete curing program that determines the installation position based on the calculated extreme value.
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