JP7687614B2 - Concrete pumping pump, concrete pumpability evaluation test device, concrete pumping method, and concrete pumpability evaluation test method - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリート圧送ポンプ、コンクリートの圧送性評価試験装置、コンクリートの圧送方法及びコンクリートの圧送性評価試験方法に関する。 The present invention relates to a concrete pump, a concrete pumpability evaluation test device, a concrete pumping method, and a concrete pumpability evaluation test method.
従来、建築物、法面、擁壁、トンネルなどの各種構造物の構築の際に、コンクリートを施工場所に搬送する工法として圧送ポンプを用いたコンクリートポンプ工法が知られている。コンクリートポンプ工法は、例えば、特許文献1のようにポンプ車に積載したコンクリート圧送ポンプから圧送管を介して建築物の施工箇所へコンクリートを送り込んで打設する。 Conventionally, a concrete pumping method using a pressure pump is known as a method for transporting concrete to a construction site when constructing various structures such as buildings, slopes, retaining walls, and tunnels. In the concrete pumping method, concrete is sent from a concrete pressure pump mounted on a pump truck through a pressure pipe to the construction site of a building and poured, as shown in Patent Document 1, for example.
コンクリート圧送ポンプとしては、例えば特許文献2のように、一対のプランジャポンプを2つの貫通孔が開口する摺動板に固定し、3つの貫通孔が開口する固定板に対して摺動板を水平方向に往復移動させる構成が一般的である。固定板の3つの貫通孔の内、両端の2つの貫通孔にはコンクリートが貯蔵されるホッパが吸込み管を介して接続され、中央の貫通孔には圧送管へコンクリートを送り出す吐出管が接続される。そして、コンクリート圧送ポンプは、一方のプランジャがホッパからコンクリートを吸い込むと同時に他方のプランジャが吐出管へコンクリートを送り出し、次いで水平移動した後に、一方のプランジャが吐出管へコンクリートを送り出すと同時に他方のプランジャがホッパからコンクリートを吸い込む、という工程を繰り返し行うことができる。 A typical concrete pump is configured as shown in Patent Document 2, for example, in which a pair of plunger pumps are fixed to a sliding plate with two through holes, and the sliding plate is moved back and forth horizontally relative to a fixed plate with three through holes. Of the three through holes in the fixed plate, the two at both ends are connected via suction pipes to a hopper in which concrete is stored, and the central through hole is connected to a discharge pipe that sends concrete to the pressure pipe. The concrete pump can repeat the process in which one plunger sucks concrete from the hopper while the other plunger simultaneously sends concrete to the discharge pipe, and then moves horizontally, after which one plunger simultaneously sends concrete to the discharge pipe and the other plunger sucks concrete from the hopper.
また、コンクリート圧送ポンプを用いたコンクリートの圧送性を評価する試験方法としては、土木学会の指針がある(非特許文献1)。長距離圧送によりコンクリートを打ち込む場合、実際に使用するパイプを連結して長い配管経路を設置して、当該指針における実配管試験を実施することとされている。 The Japan Society of Civil Engineers has guidelines for testing methods to evaluate the pumpability of concrete using a concrete pump (Non-Patent Document 1). When pouring concrete by pumping over long distances, the guidelines stipulate that the actual piping test should be carried out by connecting the pipes that will actually be used to install a long piping route.
しかしながら、特許文献2のコンクリート圧送ポンプは、水平方向に配置した3つの貫通孔に対して一対のプランジャを往復移動させるための水平方向のスペースが必要になっていた。 However, the concrete pump in Patent Document 2 required horizontal space to allow a pair of plungers to move back and forth through three horizontally arranged through holes.
また、コンクリートの圧送性を評価する試験方法における非特許文献1のような実配管試験は、試験に使用するポンプ車、配管費用及び試験に用いたコンクリートの処分費用などで1回の試験で数百万円~数千万円にもなることがある。 In addition, actual piping tests such as those described in Non-Patent Document 1, which are test methods for evaluating the pumpability of concrete, can cost hundreds of millions to tens of millions of yen for a single test, including the pump truck used in the test, the piping costs, and the disposal costs of the concrete used in the test.
そこで、本発明は、省スペースを実現できるコンクリート圧送ポンプ及びコンクリート
の圧送方法を提供することを目的とする。また、本発明は、省スペース及び低コスト化を実現できるコンクリートの圧送性評価試験装置及びコンクリートの圧送性評価試験方法を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a concrete pump and a method for pumping concrete that can save space.Another object of the present invention is to provide a concrete pumpability evaluation test device and a concrete pumpability evaluation test method that can save space and reduce costs.
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。 The present invention has been made to solve at least some of the problems described above, and can be realized in the following aspects or application examples.
[1]本発明に係るコンクリート圧送ポンプの一態様は、
第1開口と第2開口が形成された固定台と、
前記固定台に対し回転軸線を中心に回転可能な回転板と、
前記回転板を回転させる駆動機構と、
前記回転軸線から等距離の位置で前記回転板に固定された2つのシリンダと、
前記2つのシリンダ内をそれぞれ進退移動する2つのプランジャと、
を備え、
前記2つのシリンダは、前記駆動機構により前記回転板を回転させることで前記第1開口と前記第2開口に交互に接続可能であり、
前記第1開口に接続された前記シリンダ内の前記プランジャを後退させることで前記第1開口を通って当該シリンダ内にコンクリートを収容可能であり、
前記第2開口に接続された前記シリンダ内の前記プランジャを前進させることで当該シリンダ内に収容されたコンクリートを吐出可能である、コンクリート圧送ポンプと、
一方の端部が前記第1開口に接続し、かつ、他方の端部が前記第2開口に接続する1本の配管と、
を備え、
前記2つのシリンダを前記第1開口と前記第2開口に交互に接続して前記第2開口から前記第1開口へコンクリートを循環移動可能であることを特徴とする。
[1] One aspect of the concrete pump according to the present invention is
a fixed base having a first opening and a second opening;
A rotating plate that is rotatable about a rotation axis relative to the fixed base;
A drive mechanism for rotating the rotary plate;
Two cylinders fixed to the rotating plate at equal distances from the rotation axis;
Two plungers each moving back and forth within the two cylinders;
Equipped with
the two cylinders can be alternately connected to the first opening and the second opening by rotating the rotary plate using the drive mechanism;
By retracting the plunger in the cylinder connected to the first opening, concrete can be poured into the cylinder through the first opening,
a concrete pump capable of discharging concrete contained in the cylinder by advancing the plunger in the cylinder connected to the second opening;
a pipe having one end connected to the first opening and the other end connected to the second opening;
Equipped with
The two cylinders are alternately connected to the first opening and the second opening, thereby enabling concrete to be circulated from the second opening to the first opening .
[2]本発明に係るコンクリートの圧送性評価試験方法の一態様は、
固定台に形成された第2開口に一方の端部が接続した配管へ前記第2開口に接続した第2シリンダ内のコンクリートを吐出し、かつ、前記固定台に形成された第1開口に他方の端部が接続した前記配管から前記第1開口に接続した第1シリンダ内へコンクリートを吸入する第1圧送工程と、
前記第1圧送工程後、前記固定台に対し前記第1シリンダ及び前記第2シリンダが固定された回転板を回転させて前記第1シリンダを前記第2開口に接続し、かつ、前記第2シリンダを前記第1開口に接続する第1回転工程と、
前記配管へ前記第2開口を通って前記第1シリンダ内のコンクリートを吐出し、かつ、前記配管から前記第2シリンダ内へコンクリートを吸入する第2圧送工程と、
前記第2圧送工程後、前記固定台に対し前記回転板を回転させて前記第1シリンダを前記第1開口に接続し、かつ、前記第2シリンダを前記第2開口に接続する第2回転工程と、
を繰り返して前記第2開口から前記第1開口へコンクリートを循環させ、前記配管内が閉塞状態になるまで実行することを特徴とする。
[ 2 ] One aspect of the concrete pumpability evaluation test method according to the present invention is
a first pumping step of discharging concrete in a second cylinder connected to a second opening formed in a fixed base into a pipe having one end connected to the second opening, and sucking concrete from the pipe having the other end connected to a first opening formed in the fixed base into a first cylinder connected to the first opening;
a first rotation step of rotating a rotary plate to which the first cylinder and the second cylinder are fixed relative to the fixed base to connect the first cylinder to the second opening and connect the second cylinder to the first opening after the first pressure-feeding step;
a second pumping step of discharging the concrete in the first cylinder through the second opening into the piping and sucking the concrete from the piping into the second cylinder;
a second rotation step of rotating the rotary plate relative to the fixed base after the second pumping step to connect the first cylinder to the first opening and connect the second cylinder to the second opening;
The above steps are repeated to circulate the concrete from the second opening to the first opening until the inside of the pipe becomes clogged.
本発明に係るコンクリート圧送ポンプの一態様及びコンクリートの圧送方法の一態様によれば、省スペース化を実現できる。また、本発明に係るコンクリートの圧送性評価試験装置の一態様及びコンクリートの一態様の圧送性評価試験方法によれば、省スペースでありながら低コスト化を実現できる。 According to one aspect of the concrete pump and one aspect of the concrete pumping method of the present invention, it is possible to achieve space saving. Furthermore, according to one aspect of the concrete pumpability evaluation test device and one aspect of the concrete pumpability evaluation test method of the present invention, it is possible to achieve cost reduction while saving space.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 Below, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the embodiments described below do not unduly limit the content of the present invention described in the claims. Furthermore, not all of the configurations described below are necessarily essential components of the present invention.
本実施形態に係るコンクリート圧送ポンプは、第1開口と第2開口が形成された固定台と、前記固定台に対し回転軸線を中心に回転可能な回転板と、前記回転板を回転させる駆動機構と、前記回転軸線から等距離の位置で前記回転板に固定された2つのシリンダと、前記2つのシリンダ内をそれぞれ進退移動する2つのプランジャと、を備え、前記2つのシリンダは、前記駆動機構により前記回転板を回転させることで前記第1開口と前記第2開口に交互に接続可能であり、前記第1開口に接続された前記シリンダ内の前記プランジャを後退させることで前記第1開口を通って当該シリンダ内にコンクリートを収容可能であり、前記第2開口に接続された前記シリンダ内の前記プランジャを前進させることで当
該シリンダ内に収容されたコンクリートを吐出可能であることを特徴とする。
The concrete pump of this embodiment comprises a fixed base having a first opening and a second opening, a rotating plate that can rotate around a rotation axis relative to the fixed base, a drive mechanism for rotating the rotating plate, two cylinders fixed to the rotating plate at positions equidistant from the rotation axis, and two plungers that move forward and backward within the two cylinders, respectively, and is characterized in that the two cylinders can be alternately connected to the first opening and the second opening by rotating the rotating plate with the drive mechanism, concrete can be accommodated in the cylinder through the first opening by retracting the plunger in the cylinder connected to the first opening, and the concrete accommodated in the cylinder can be discharged by advancing the plunger in the cylinder connected to the second opening.
本実施形態に係るコンクリートの圧送性評価試験装置は、前記コンクリート圧送ポンプと、一方の端部が前記第1開口に接続し、かつ、他方の端部が前記第2開口に接続する配管と、を備えることを特徴とする。 The concrete pumpability evaluation test device according to this embodiment is characterized by comprising the concrete pump and a pipe having one end connected to the first opening and the other end connected to the second opening.
1.コンクリート圧送ポンプ
図1及び図2を用いて、本発明の一実施形態に係るコンクリート圧送ポンプ10について説明する。図1は、一部を断面で示す本実施形態に係るコンクリート圧送ポンプ10の平面図であり、図2は、図1のA-A断面図である。
1. Concrete pump A
図1及び図2に示すように、コンクリート圧送ポンプ10は、例えばポンプ車上に設置する固定台20と、回転板30と、駆動機構31と、回転板30に固定された2つのシリンダ(第1シリンダ41、第2シリンダ51)と、2つのシリンダ内をそれぞれ進退移動する2つのプランジャ(第1プランジャ42、第2プランジャ52)と、制御装置60と、を備える。
As shown in Figures 1 and 2, the
固定台20は、固定台20を回転軸線35に沿った方向に貫通する第1開口21と第2開口22が形成される。固定台20は、回転板30が一方の面に接触する板状であり、下端にポンプ車等に設置するための台座を備える。固定台20の他方の面に開口する第1開口21には第1配管24が接続され、第2開口22には第2配管25が接続する。固定台20の一方の面の形状は、回転の際に回転板30の貫通孔を塞ぐ状態を維持する平坦面を有していればよく、例えば図2に示すような矩形状に限らず円板形等であってもよい。
The
第1配管24は一端が固定台20に固定され、他端がコンクリートを収容するホッパ23に接続される。第2配管25は、一端が固定台20に固定され、内部が第2開口22を介して第2開口22に接続した回転板30の貫通孔及びシリンダに連通する。第2配管25の長さは施工現場に応じて異なり、例えば数十メートルの長さを有する。本明細書において「コンクリート」は、セメント、砂、砂利及び水を含むフレッシュコンクリートであるが、セメントやモルタルを排除するものではない。ホッパ23内のコンクリートは、第1配管24を通り、第1開口21を介して第1シリンダ41または第2シリンダ51の一方へ吸入され、他方から第2開口22を介して第2配管25へ吐出される。すなわち、吸入用の第1配管24と吐出用の第2配管25の2本だけがコンクリート圧送ポンプ10に接続されており、従来のように吸入用の配管が2本必要になることがない。
One end of the
回転板30は、固定台20に対し回転軸線35を中心に回転可能である。回転軸線35は、回転板30の回転軸を延長した仮想線であり、図1及び図2の例では回転板30に対し垂直で水平方向に延びる。回転板30は、略円板状であり、中央の回転軸線35の位置で固定台20から突出する軸の周りに回転可能に支持される。回転板30は、回転軸線35から所定距離だけ離れた2箇所に貫通孔が形成される。両貫通孔の中心と回転軸線35とは同一仮想平面(図1及び図2では水平面)上に位置する。各貫通孔は回転板30の回転停止位置(図1及び図2の位置)で第1開口21及び第2開口22と連通する。したがって、回転板30及び固定台20に形成された貫通孔は、第1配管24及び第2配管25と共にコンクリートが流れる流路の一部を構成する。
The rotating
駆動機構31は、固定台20に対し回転軸線35を中心に回転板30を回転させる。駆動機構31としては、回転板30を回転可能であれば公知の駆動機構を採用することができる。本実施形態の駆動機構31は、ラック・アンド・ピニオンの例を示す。駆動機構31は、回転用油圧シリンダ32がラック33を進退移動させることにより、ラック33に歯合するピニオンギア34を180度ずつ正逆回転することができる。なお、駆動機構3
1としてラック・アンド・ピニオンを採用したため正逆回転することとしたが、例えば電動モータを採用した場合には一方向のみに回転させてもよい。
The
Since a rack and pinion is used as the rotor 1, it is assumed that the rotor 1 rotates in both directions. However, if an electric motor is used, the rotor 1 may rotate in only one direction.
第1シリンダ41及び第2シリンダ51は、内部に所定量のコンクリートを収容する同じシリンダ容積を有する。第1シリンダ41及び第2シリンダ51は、同じ形状である。第1シリンダ41及び第2シリンダ51は、内部を進退可能な第1プランジャ42及び第2プランジャ52によってコンクリートを吸入及び吐出可能である。2つのシリンダ(第1シリンダ41、第2シリンダ51)は、一方の端部が回転軸線35から等距離の位置で回転板30に固定される。2つのシリンダ(第1シリンダ41、第2シリンダ51)は、他方の端部が回転板30と対向して配置された取付板40に固定される。第1シリンダ41は、回転板30の一方の貫通孔と連通する位置に固定され、図1及び図2の回転停止位置では第1配管24から第1開口21を通って第1シリンダ41まで直線状に配置される。また、第2シリンダ51は、回転板30の他方の貫通孔と連通する位置に固定され、図1及び図2の回転停止位置では第2配管25から第2開口22を通って第2シリンダ51まで直線状に配置される。2つのシリンダ(第1シリンダ41、第2シリンダ51)は、駆動機構31により回転板30を回転させることで第1開口21と第2開口22に交互に接続可能である。したがって、第1シリンダ41が第1開口21に接続し第2シリンダ51が第2開口22に接続した状態と、第2シリンダ51が第1開口21に接続し第1シリンダ41が第2開口22に接続した状態と、を回転により交互に切り替えることができる。各シリンダと第1開口21または第2開口22との接続は、内部に収容されたコンクリートが流れるように連通した状態であればよく、本実施形態のように各シリンダと開口との間に固定台20及び回転板30の貫通孔を介しても各シリンダと開口とが接続したものとする。
The
回転停止位置において、第1シリンダ41及び第2シリンダ51の各中心軸は回転軸線35と平行でかつ回転軸線35が通る仮想平面(本例では水平面)上にあり、回転軸線35を中心に第1シリンダ41が0度の位置で第2シリンダ51が180度の位置に配置される。回転停止位置における第1シリンダ41及び第2シリンダ51は、水平面上に限らず、第1配管24及び第2配管25の位置に合わせて水平面に対して傾斜した面内にあってもよい。
At the rotation stop position, the central axes of the
第1プランジャ42は、第1シリンダ41の内部に配置され、取付板40に固定された第1油圧シリンダ43により回転軸線35に沿った方向に進退移動可能である。第2プランジャ52は、第2シリンダ51の内部に配置され、取付板40に固定された第2油圧シリンダ53により回転軸線35に沿った方向に進退移動可能である。取付板40、第1油圧シリンダ43及び第2油圧シリンダ53は、回転板30の回転により第1シリンダ41及び第2シリンダ51と共に一体に回転軸線35を中心に回転する。第1プランジャ42及び第2プランジャ52を進退移動する駆動機構は、油圧シリンダに限らず公知の駆動機構を採用できる。
The
制御装置60は、例えば制御プログラムなどを保存する記憶部62と、コンクリート圧送ポンプ10の各部に設置されたセンサ65等と、センサ65等からの情報を受けて制御プログラムに基づいて各種演算を行う演算部61と、演算結果に基づいて各駆動部に指令を出力する図示しないインターフェースと、図示しない油圧ポンプ及び油圧回路と、を備える。演算部61はCPU、記憶部62はRAM,ROM等で構成される。センサ65は、たとえば磁気近接スイッチであり、第2プランジャ52の前進を検知したセンサ65からの信号により第2配管25への吐出回数を演算部61が計測できる。図1ではセンサ65が1つしか示されていないが、第1シリンダ41にもセンサが同様に設けられる。コンクリート圧送ポンプ10にはセンサ65の他にも複数のセンサが設置されており、例えば、ひずみゲージ式センサ、加速度センサ、流量計等が設けられてもよい。油圧ポンプ及び
油圧回路は、回転用油圧シリンダ32、第1油圧シリンダ43及び第2油圧シリンダ53へ作動油を供給する。制御装置60は液晶パネル等の表示装置や作業者が操作する入力装置をさらに備えてもよい。
The
コンクリート圧送ポンプ10は、制御装置60からの指令により第1油圧シリンダ43及び第2油圧シリンダ53を同時に駆動して、第1開口21に接続されたシリンダ(図1では第1シリンダ41)内のプランジャ(図1では第1プランジャ42)を後退させることで第1開口21を通って当該シリンダ内にコンクリートを収容可能であり、第2開口22に接続されたシリンダ(図1では第2シリンダ51)内のプランジャ(図1では第2プランジャ52)を前進させることで当該シリンダ内に収容されたコンクリートを吐出可能である。また、コンクリートの吸入・吐出を完了したコンクリート圧送ポンプ10は、制御装置60からの指令により駆動機構31を駆動して、固定台20に対して回転板30を180度回転して第1シリンダ41と第2シリンダ51との配置を入れ替え可能である。コンクリート圧送ポンプ10のより具体的な動作については、後述する。
The
このように、本実施形態に係るコンクリート圧送ポンプ10によれば、従来の圧送ポンプに比べてホッパ23との接続経路が1つ少なくなり、しかも2つのシリンダが水平方向に移動しないので設置面積が小さくなるため省スペース化を実現できる。
In this way, the
2.コンクリートの圧送方法
図1~図8を用いて、本発明の一実施形態に係るコンクリート12の圧送方法について説明する。図3は、本実施形態に係るコンクリート12の圧送方法のフローチャートであり、図4~図8は、図1及び図2に示したコンクリート圧送ポンプ10の動作を用いて本実施形態に係るコンクリート12の圧送方法を説明する模式図である。具体的には、図4は第1圧送工程(S10)における動作を示し、図5は第1回転工程(S20)における動作を示し、図6は第2圧送工程(S30)における動作を示し、図7は第2回転工程(S40)における動作を示し、図8は再び第1圧送工程(S10)における動作を示す。なお、図4~図8において制御装置60、駆動機構31、第1油圧シリンダ43及び第2油圧シリンダ53等の一部構成は省略した。また、図4~図8においてコンクリート12は網掛け処理で示した。
2. Concrete Pumping Method A method for pumping
図3に示すように、本実施形態に係るコンクリート12の圧送方法は、第1圧送工程(S10)と、第1回転工程(S20)と、第2圧送工程(S30)と、第2回転工程(S40)と、を繰り返すことを特徴とする。当該圧送方法は、S10~S40を順次実行し繰り返すことにより、ホッパ23から吸入したコンクリート12を第2配管25へ順次吐出することができる。
As shown in Figure 3, the method for pumping
まず、操作者が例えばポンプ車に設置されたコンクリート圧送ポンプ10を起動し、制御装置60を操作してコンクリート12の圧送を開始する。
First, the operator starts the
図4に示すように、第1圧送工程(S10)は、第1プランジャ42を後退させて固定台20に形成された第1開口21から第1開口21に接続した第1シリンダ41内へコンクリート12を吸入し、かつ、第2プランジャ52を前進させて固定台20に形成された第2開口22から第2開口22に接続した第2配管25へ第2シリンダ51内のコンクリート12を吐出する。コンクリート12の吐出量は、第2シリンダ51のシリンダ容積に加えて回転板30の貫通孔内の容積が含まれる。第2プランジャ52は、第2シリンダ51の固定端を超えて回転板30の貫通孔内に進入し、固定台20の手前で停止する。なお、コンクリート12の流れは、矢印で示す。
As shown in FIG. 4, in the first pumping step (S10), the
図5に示すように、第1回転工程(S20)は、第1圧送工程(S10)後、駆動機構
31(図1)を駆動して固定台20に対し第1シリンダ41及び第2シリンダ51が固定された回転板30を正方向(時計回り)に180度回転させて第1シリンダ41を第2開口22に接続し、かつ、第2シリンダ51を第1開口21に接続する。回転停止位置において、第2シリンダ51は第1開口21を介して第1配管24及びホッパ23と連通し、第1シリンダ41は第2開口22を介して第2配管25と連通する。回転板30は固定台20に対し摺動するため、回転板30に形成された貫通孔に充填されたコンクリート12が回転板30と固定台20との間から漏れることはほとんどない。また、回転方向の順番は逆方向からであってもよい。
As shown in FIG. 5, in the first rotation step (S20), after the first pumping step (S10), the driving mechanism 31 (FIG. 1) is driven to rotate the
図6に示すように、第2圧送工程(S30)は、第1回転工程(S20)後、第2プランジャ52を後退させて第1開口21から第2シリンダ51内へコンクリート12を吸入し、かつ、第1プランジャ42を前進させて第2開口22から第2配管25へ第1シリンダ41内のコンクリート12を吐出する。
As shown in FIG. 6, in the second pumping step (S30), after the first rotation step (S20), the
図7に示すように、第2回転工程(S40)は、駆動機構31(図1)を駆動して第2圧送工程(S30)後、固定台20に対し回転板30を逆方向(反時計回り)に180度回転させて第1シリンダ41を第1開口21に接続し、かつ、第2シリンダ51を第2開口22に接続する。
As shown in FIG. 7, the second rotation step (S40) involves driving the drive mechanism 31 (FIG. 1) to rotate the
そして、図8に示す第1圧送工程(S10)に戻り、その後、第1回転工程(S20)~第2回転工程(S40)を繰り返し実行する。本実施形態に係るコンクリート12の圧送方法は、作業者がコンクリート圧送ポンプ10を停止するまで繰り返し実行され、ホッパ23から第2配管25へコンクリート12を圧送し続ける。
Then, the process returns to the first pumping step (S10) shown in FIG. 8, and then the first rotation step (S20) to the second rotation step (S40) are repeatedly executed. The method for pumping
このように、本実施形態に係るコンクリート12の圧送方法によれば、回転動作により2つのシリンダを交互に入れ替えて順次コンクリート12を圧送することができ、従来よりもコンクリート圧送ポンプ10の設置面積の省スペース化を実現できる。
In this way, according to the method for pumping
3.コンクリートの圧送性評価試験装置
図9を用いて、本発明の一実施形態に係るコンクリートの圧送性評価試験装置100について説明する。図9は、一部を断面で示す本実施形態に係るコンクリートの圧送性評価試験装置100の平面図である。なお、圧送性評価試験装置100は、コンクリート圧送ポンプ10と基本的構成は同じであるので、図1及び図2のコンクリート圧送ポンプ10と重複する箇所の説明は省略する。
3. Concrete Pumpability Evaluation Test Apparatus The concrete pumpability
図9に示すように、コンクリートの圧送性評価試験装置100は、コンクリート圧送ポンプ10と、一方の端部が第1開口21に接続し、かつ、他方の端部が第2開口22に接続する1本の配管240と、を備える。
As shown in FIG. 9, the concrete pumpability
図9の圧送性評価試験装置100は、図1におけるコンクリート圧送ポンプ10の第1配管24及び第2配管25の代わりに1本の配管240が第1開口21と第2開口22に接続している。そして、圧送性評価試験装置100は、回転板30の駆動機構として電動モータ310が固定台20に取り付けられている。
In the pumpability
配管240は、図示の便宜のために短い2つの直線部分を繋ぐ湾曲部によって逆U字状に形成された例について示しているが、これに限らず直線部分を長く設定してもよいし、複数の湾曲部分を設けてもよい。配管240の長さ及び管径は、評価試験の内容に合わせて適宜設定することができる。図示した例では配管240には第1開口21及び第2開口22に接続した両端部以外に開口部がないが、評価試験の前に配管240の内部にコンクリートを充填するための開閉可能な開口部が設けられていてもよい。
For convenience of illustration, the
電動モータ310は、回転板30とは反対側の固定台20の表面に固定される。電動モータ310は、固定台20を貫通して回転軸線35上に延びる回転軸が回転板30に固定され、制御装置60からの指令で回転板30を回転軸線35を中心に180度ずつ間欠回転させる。
The
圧送性評価試験装置100は、制御装置60からの指令により第1油圧シリンダ43及び第2油圧シリンダ53を駆動して、第1開口21に接続されたシリンダ(図9では第1シリンダ41)内のプランジャ(図9では第1プランジャ42)を後退させることで第1開口21を通って当該シリンダ内に配管240からコンクリートを収容可能であり、これと同時に、第2開口22に接続されたシリンダ(図9では第2シリンダ51)内のプランジャ(図9では第2プランジャ52)を前進させることで当該シリンダ内に収容されたコンクリートを配管240へ吐出可能である。また、圧送性評価試験装置100は、吸入と吐出が完了すると、制御装置60からの指令により電動モータ310を駆動して、固定台20に対して回転板30を180度回転して第1シリンダ41と第2シリンダ51との配置を入れ替え可能である。なお、圧送性評価試験装置100のさらに具体的な動作については、後述する。
The pumpability
本実施形態に係る圧送性評価試験装置100は、配管240内のコンクリート12を一方向に循環することができるため、従来の実配管試験に比べて短い配管240により圧送性の評価を行うことができる。そして、配管240を短くできることにより試験設備の省スペース化を実現することができ、設備費用も削減することができる。また、圧送性評価試験装置100内に充填されたコンクリート12が循環するだけなので、使用済みコンクリートの廃棄の費用を大幅に削減することができる。さらに、圧送性評価試験装置100は、従来の実配管試験と同様に配管240内を一方向へコンクリートを流動させることができるので、実配管試験に近い圧送状態を擬似的に再現することができる。特に、圧送時におけるコンクリート性状変化は一般的に経時変化の他、圧送ポンプのシリンダを介したコンクリートの吐出に伴う配管内のコンクリートのせん断変形(脈動)を主因とするとされているが、圧送性評価試験装置100は配管240内の一方向への脈動を模擬できるため、実配管試験に近い性状変化を再現することができる。
The pumpability
4.コンクリートの圧送性評価試験方法
図9~図14を用いて、本発明の一実施形態に係るコンクリート12の圧送性評価試験方法について説明する。図10は、本実施形態に係るコンクリート12の圧送性評価試験方法のフローチャートであり、図11~図14は、圧送性評価試験装置100の動作を用いて本実施形態に係るコンクリート12の圧送性評価試験方法を説明する模式図である。具体的には、図11は第1圧送工程(S12)の動作を示し、図12は第1回転工程(S22)の動作を示し、図13は第2圧送工程(S32)の動作を示し、図14は第2回転工程(S42)の動作を示す。図11~図14においてコンクリート12は循環する状態を分かりやすくするために4種類の網掛け処理でシリンダ容積の4倍のコンクリート12を循環させているが、配管240の長さやシリンダ容積により変更可能である。
4. Concrete Pumpability Evaluation Test Method Using Figures 9 to 14, a pumpability evaluation test method for concrete 12 according to one embodiment of the present invention will be described. Figure 10 is a flowchart of the pumpability evaluation test method for concrete 12 according to this embodiment, and Figures 11 to 14 are schematic diagrams explaining the pumpability evaluation test method for concrete 12 according to this embodiment using the operation of the pumpability
まず、操作者が例えばあらかじめ準備したコンクリート12を圧送性評価試験装置100における配管240を含む循環経路内に充填し、制御装置60を操作してコンクリート12の圧送性評価試験を開始する。
First, the operator fills the circulation path including the piping 240 in the pumpability
図10に示すように、コンクリート12の圧送性評価試験方法は、第1圧送工程(S12)と、第1回転工程(S22)と、第2圧送工程(S32)と、第2回転工程(S42)と、を配管240内が閉塞状態になるまで繰り返すことを特徴とする。圧送性評価試験方法は、S12~S42を繰り返すことにより配管240内をコンクリート12が一方向
に循環する。圧送性評価試験方法は、さらに配管240内が閉塞状態であるか否かことを判定する第1判定工程(S14)及び第2判定工程(S34)を含んでもよい。
As shown in Fig. 10, the pumpability evaluation test method for
図11に示すように、第1圧送工程(S12)は、第2プランジャ52を前進させて固定台20に形成された第2開口22に一方の端部が接続した配管240へ第2開口22に接続した第2シリンダ51内のコンクリート12を吐出し、かつ、第1プランジャ42を後退させて固定台20に形成された第1開口21に他方の端部が接続した配管240から第1開口21に接続した第1シリンダ41内へコンクリート12を吸入する。したがって、第2シリンダ51から吐出したコンクリート12と同じ量のコンクリート12が第1シリンダ41内に吸入される。
As shown in FIG. 11, the first pumping step (S12) involves moving the
第1判定工程(S14)は、例えば第1圧送工程(S12)の後で実行される。第1判定工程(S14)は、例えば配管240に設置した図示しないひずみゲージや第2油圧シリンダ53の圧力計等の計測結果から演算部61(図9)により配管240内が閉塞状態であるか否かを判定する。閉塞状態とは、配管240内を移動するコンクリート12の流動性が著しく低下した状態であり、例えばセンサの計測結果が所定のしきい値を超えている状態である。演算部61によって閉塞状態であると判定されれば、評価試験は終了し、閉塞状態でないと判定されれば、第1回転工程(S22)が実行される。本実施形態では第1判定工程(S14)及び後述する第2判定工程(S34)を各圧送工程の後に設けているが、これに限らず、各センサからの出力値を常にモニタリングして所定のしきい値を超えたら各工程(S12,S22,S32,S42)の途中であっても圧送性評価試験を終了するようにしてもよい。
The first judgment step (S14) is executed, for example, after the first pumping step (S12). In the first judgment step (S14), the calculation unit 61 (FIG. 9) judges whether the inside of the
図12に示すように、第1回転工程(S22)は、第1圧送工程(S12)後、電動モータ310を駆動して固定台20に対し第1シリンダ41及び第2シリンダ51が固定された回転板30を回転させて第1シリンダ41を第2開口22に接続し、かつ、第2シリンダ51を第1開口21に接続する。このとき、第1シリンダ41内には第1圧送工程(S12)において吸入したコンクリート12が充填されており、第2開口22に向けてコンクリート12を吐出可能な状態にある。
As shown in FIG. 12, in the first rotation step (S22), after the first pumping step (S12), the
図13に示すように、第2圧送工程(S32)は、第1プランジャ42を前進させて配管240へ第2開口22を通って第1シリンダ41内のコンクリート12を吐出し、かつ、第2プランジャ52を後退させて配管240から第2シリンダ51内へコンクリート12を吸入する。第1圧送工程(S12)及び第2圧送工程(S32)では、常に配管240内のコンクリート12は一方向にのみ圧送される。
As shown in FIG. 13, the second pumping step (S32) involves moving the
第2判定工程(S34)は、各センサ等の計測結果から演算部61(図9)により配管240内が閉塞状態であるか否かを判定する。演算部61によって閉塞状態であると判定されれば、評価試験は終了し、閉塞状態でないと判定されれば、第2回転工程(S42)が実行される。
In the second determination step (S34), the calculation unit 61 (FIG. 9) determines whether the inside of the
図14に示すように、第2回転工程(S42)は、第2圧送工程(S32)後、電動モータ310を駆動して固定台20に対し回転板30を回転させて第1シリンダ41を第1開口21に接続し、かつ、第2シリンダ51を第2開口22に接続する。S12~S42の工程を配管240内が閉塞状態になるまで繰り返すことにより、第1シリンダ41、配管240及び第2シリンダ51内をコンクリート12が循環し、実配管を用いたコンクリート12の圧送性評価試験を擬似的に再現することができる。また、圧送距離は、第1プランジャ42及び第2プランジャ52のストローク長に、第1開口21からの吐出回数を乗算することで求められる。吐出回数は、例えば、センサ65からの信号の回数を演算部61で計測してもよい。
As shown in FIG. 14, in the second rotation step (S42), after the second pumping step (S32), the
本実施形態に係る圧送性評価試験方法は、従来の実配管試験に比べて極めて短い配管240により圧送性の評価を行うことができるため試験設備の省スペース化を実現することができ、設備費用や使用済みコンクリート12の廃棄の費用を大幅に削減することができる。
The pumpability evaluation test method according to this embodiment can evaluate pumpability using a
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. For example, the present invention includes configurations that are substantially the same as those described in the embodiments (for example, configurations with the same functions, methods, and results, or configurations with the same purpose and effect). The present invention also includes configurations in which non-essential parts of the configurations described in the embodiments are replaced. The present invention also includes configurations that achieve the same effects as the configurations described in the embodiments, or that can achieve the same purpose. The present invention also includes configurations in which publicly known technology is added to the configurations described in the embodiments.
10…コンクリート圧送ポンプ、12…コンクリート、20…固定台、21…第1開口、22…第2開口、23…ホッパ、24…第1配管、25…第2配管、30…回転板、31…駆動機構、32…回転用油圧シリンダ、33…ラック、34…ピニオンギア、35…回転軸線、40…取付板、41…第1シリンダ、42…第1プランジャ、43…第1油圧シリンダ、51…第2シリンダ、52…第2プランジャ、53…第2油圧シリンダ、60…制御装置、61…演算部、62…記憶部、65…センサ、100…圧送性評価試験装置、240…配管、310…電動モータ 10...concrete pump, 12...concrete, 20...fixed base, 21...first opening, 22...second opening, 23...hopper, 24...first pipe, 25...second pipe, 30...rotating plate, 31...driving mechanism, 32...rotating hydraulic cylinder, 33...rack, 34...pinion gear, 35...rotation axis, 40...mounting plate, 41...first cylinder, 42...first plunger, 43...first hydraulic cylinder, 51...second cylinder, 52...second plunger, 53...second hydraulic cylinder, 60...control device, 61...calculation unit, 62...storage unit, 65...sensor, 100...pumping performance evaluation test device, 240...piping, 310...electric motor
Claims (2)
前記固定台に対し回転軸線を中心に回転可能な回転板と、
前記回転板を回転させる駆動機構と、
前記回転軸線から等距離の位置で前記回転板に固定された2つのシリンダと、
前記2つのシリンダ内をそれぞれ進退移動する2つのプランジャと、
を備え、
前記2つのシリンダは、前記駆動機構により前記回転板を回転させることで前記第1開口と前記第2開口に交互に接続可能であり、
前記第1開口に接続された前記シリンダ内の前記プランジャを後退させることで前記第1開口を通って当該シリンダ内にコンクリートを収容可能であり、
前記第2開口に接続された前記シリンダ内の前記プランジャを前進させることで当該シリンダ内に収容されたコンクリートを吐出可能である、コンクリート圧送ポンプと、
一方の端部が前記第1開口に接続し、かつ、他方の端部が前記第2開口に接続する1本の配管と、
を備え、
前記2つのシリンダを前記第1開口と前記第2開口に交互に接続して前記第2開口から前記第1開口へコンクリートを循環移動可能であることを特徴とする、コンクリートの圧送性評価試験装置。 a fixed base having a first opening and a second opening;
A rotating plate that is rotatable about a rotation axis relative to the fixed base;
A drive mechanism for rotating the rotary plate;
Two cylinders fixed to the rotating plate at equal distances from the rotation axis;
Two plungers each moving back and forth within the two cylinders;
Equipped with
the two cylinders can be alternately connected to the first opening and the second opening by rotating the rotary plate using the drive mechanism;
By retracting the plunger in the cylinder connected to the first opening, concrete can be poured into the cylinder through the first opening,
a concrete pump capable of discharging concrete contained in the cylinder by advancing the plunger in the cylinder connected to the second opening;
a pipe having one end connected to the first opening and the other end connected to the second opening;
Equipped with
A test device for evaluating the pumpability of concrete, characterized in that the two cylinders are alternately connected to the first opening and the second opening, thereby enabling circulating and moving concrete from the second opening to the first opening .
入する第1圧送工程と、
前記第1圧送工程後、前記固定台に対し前記第1シリンダ及び前記第2シリンダが固定された回転板を回転させて前記第1シリンダを前記第2開口に接続し、かつ、前記第2シリンダを前記第1開口に接続する第1回転工程と、
前記配管へ前記第2開口を通って前記第1シリンダ内のコンクリートを吐出し、かつ、前記配管から前記第2シリンダ内へコンクリートを吸入する第2圧送工程と、
前記第2圧送工程後、前記固定台に対し前記回転板を回転させて前記第1シリンダを前記第1開口に接続し、かつ、前記第2シリンダを前記第2開口に接続する第2回転工程と、
を繰り返して前記第2開口から前記第1開口へコンクリートを循環させ、前記配管内が閉塞状態になるまで実行することを特徴とする、コンクリートの圧送性評価試験方法。 a first pumping step of discharging concrete in a second cylinder connected to a second opening formed in a fixed base into a pipe having one end connected to the second opening, and sucking concrete from the pipe having the other end connected to a first opening formed in the fixed base into a first cylinder connected to the first opening;
a first rotation step of rotating a rotary plate to which the first cylinder and the second cylinder are fixed relative to the fixed base to connect the first cylinder to the second opening and connect the second cylinder to the first opening after the first pressure-feeding step;
a second pumping step of discharging the concrete in the first cylinder through the second opening into the piping and sucking the concrete from the piping into the second cylinder;
a second rotation step of rotating the rotary plate relative to the fixed base after the second pumping step to connect the first cylinder to the first opening and connect the second cylinder to the second opening;
and circulating the concrete from the second opening to the first opening until the inside of the pipe becomes clogged.
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