冷却セメント
【課題】セメント工場から直接建設現場のセメントサイロに納入されたセメントの温度を生コンクリート混練前迄に４０℃以下に冷却した冷却セメント、およびこの冷却したセメントを使用した生コンクリートを提供する。
【解決手段】少なくとも、筒状形状の本体と、該本体内部にセメント搬送用のスクリュ羽根と、該スクリュ羽根がサポートを介して固定されている竪軸と、該竪軸を回転させる電動機と、冷却水放出口とを含むことを特徴とするセメント冷却装置を、建設現場のセメントサイロからコンクリートミキサー（バッチャプラント）にセメントが搬送される途中に設置し、該セメント冷却装置によってセメントの温度を４０℃以下に冷却する。
【解決手段】少なくとも、筒状形状の本体と、該本体内部にセメント搬送用のスクリュ羽根と、該スクリュ羽根がサポートを介して固定されている竪軸と、該竪軸を回転させる電動機と、冷却水放出口とを含むことを特徴とするセメント冷却装置を、建設現場のセメントサイロからコンクリートミキサー（バッチャプラント）にセメントが搬送される途中に設置し、該セメント冷却装置によってセメントの温度を４０℃以下に冷却する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダム建設現場、大規模な橋梁建設現場、大規模なビル建設等で大量に使用されるセメントおよびそのセメントを使用したコンクリートに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コンクリートは、セメント、粗骨材や細骨材等の骨材、高性能ＡＥ減水剤や流動化剤等の混和剤、水等の材料を混練した生コンクリートを打設・硬化して造られる。
尚、必要に応じて、シリカフュームや高炉スラグ微粉等の混和材も用いられる。
【０００３】
セメントは、水と接すると水和反応を開始し、この水和反応は、発熱反応であるので、水和反応が起きると、コンクリート硬化時の温度は５０℃から６０℃に上昇する。
【０００４】
特に、ダム等の大規模なコンクリート構造物では、この水和反応に伴って発生する水和熱が大きく、生コンクリートの打設後のコンクリートに大きな温度上昇が生じる。
コンクリートに大きな温度上昇が生じると、この温度上昇に起因する温度ひび割れが生じて、コンクリート構造物の機能低下や耐久性に問題が生じてしまう。
したがって、特にダム、橋脚、原子炉の隔壁等の場合においては、この温度ひび割れは致命的な欠点となるため、温度ひび割れの発生を防ぐことが求められている。
【０００５】
また、生コンクリートの打設温度が２５℃以上になると、ワーカビリティが低下するとともに、凝結時間が早くなって十分な締め固めができなくなってしまう。
従って、生コンクリートの打設温度を２５℃以下にする必要がある。
【０００６】
このため、水和熱を低くするために、発熱量の少ないセメントを使用することや、最大骨材寸法を８０から１５０ｍｍ程度に大きくすることで使用セメント量を低減する等、配合面における対策がとられている。発熱量の少ないセメントとしては、中庸熱ポルトランドセメントにフライアッシュを混合したものが主として使用されている。
【０００７】
一方、コンクリート材料である骨材や水、また混練時の生コンクリートそのものを冷却する技術も開発されている。
たとえば、骨材を冷却する技術としては、骨材とドライアイスとを空練りする技術、骨材を冷水やミストで冷却する技術、骨材を冷風や液体窒素で冷却する技術、骨材を真空冷却する技術、等が開発されている。
また、水は、チラーによって冷却される技術が開発されている。
さらに、セメントを冷却する技術としては、骨材を添加しない状態で氷を添加してセメントを混練りし、高温のセメントによって、氷を速やかに融解する技術（特許文献１）、スクリューコンベヤ内のセメントに冷風を送風して冷却する技術（特許文献２）、冷却機でセメント槽を冷却する技術（特許文献３）、等が開発されている。
【０００８】
また、混練時の生コンクリートを冷却する技術としては、混練時の生コンクリートに直接液体窒素を投入する技術、混練時の生コンクリートに氷粒を混入する技術、生コンクリート混練時のミキサーを冷却する技術、等が開発されている。
【０００９】
ところで、ダム建設現場等の大量の生コンクリートを打設する現場では、コンクリート用材料のうち骨材は野積みであり、水は現場河川水を使用するので、これらの材料の温度は、外気温に依存する。
また、セメントは、セメントサイロに貯蔵されるため、基本的には外気温に依存するが、夏場等においては直射日光によってセメントサイロが加温されるため、セメント温度は外気温以上となる場合もあり、この場合４０℃前後迄上昇する。
しかしながら、この場合は上述の技術によって生コンクリートの打設温度を２５℃以下にすることができる。
【００１０】
ところで、ダムでのコンクリート打設については、従来「ブロック工法」が主流であったが、工期の短縮と工費の縮減から、さらなる合理化が図れ「ＲＣＤコンクリート工法」が開発されている。
これは超硬練りの生コンクリートをベルトコンベアやダンプカーで運搬し、ブルドーザーで敷きならした後、ロードローラーで水平に薄く何層も締め固めるというものである。コンクリートの量を少なく抑える他、従来のブロック工法のように継ぎ目を設けないので亀裂（クラック）を起こさず、安定性と経済性で従来の工法よりも優れるものである。
【００１１】
このような工法が採用される建設現場では、短時間に大量の生コンクリートを練り上げる必要があることなどから、ダム専用のコンクリート製造プラントを設置し、製造直後のセメントをセメント工場から直接建設現場のセメントサイロに納入する場合も多々ある。
【００１２】
通常、セメント工場の仕上げミルから排出されるセメント温度は１１０から１３５℃であり、セパレータ、セメントクーラ、セメント工場内のセメントサイロでの保管、及びサービスステーションでのセメントサイロでの保管を介して、建設現場のセメントサイロに納入されるので、この場合のセメント納入時温度は６５℃前後迄低下している。そして、セメントサイロへの納入や混練迄の保管により、通常４０℃以下になる。
【００１３】
そして、このセメントや必要に応じて前述の方法でプレクーリングされた他のコンクリート材料（骨材や水など）と一緒に生コンクリートが製造され、打設される。
打設後、クーリングパイプに冷却水や河川水などを通水して打設コンクリートの上昇温度を小さくし温度ひび割れを抑制（パイプクーリング）しながらコンクリート硬化体を得る。
【００１４】
しかしながら、上記のような製造直後のセメントをセメント工場から直接建設現場のセメントサイロに納入する場合は、セメントの納入時温度が最高で８０℃前後であり、しかも納入後直ぐに生コンクリート混練のために使用されるため充分に冷やされる時間がない。 従って、混練時前のセメント温度を少なくとも４０℃以下に冷却する必要があるが、上述のセメントを冷却する従来技術では不充分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平０６−１７９２０９号公報
【特許文献２】特開平０７−００９４３２号公報
【特許文献３】特開２００６−１１６９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
そこで、本発明の目的は、建設現場において、製造される生コンクリートの温度上昇を抑制するために、セメント工場から直接建設現場のセメントサイロに納入されたセメントの温度を生コンクリート混練前迄に４０℃以下に冷却する方法を提供するとともに、該冷却したセメントを使用した生コンクリートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述した課題を解決するため、建設現場のセメントサイロからコンクリートミキサー（バッチャプラント）にセメントが搬送される途中にセメント冷却装置を設置し、該セメント冷却装置によってセメントの温度を４０℃以下に冷却することを見出し本発明を完成させた。
【００１８】
即ち、第一の発明は、建設現場で使用されるセメントであって、セメント工場から建設現場に直送されたセメントを水冷式の冷却装置で冷却することを特徴とした冷却セメントである。
第二の発明は、少なくとも、筒状形状の本体と、本体内部にセメント搬送用のスクリュ羽根と、該スクリュ羽根がサポートを介して固定されている竪軸と、該竪軸を回転させる電動機と、冷却水放出口とを含む冷却装置を使用してセメントを冷却することを特徴とする冷却セメントである。
第三の発明は、上述の冷却セメントを使用したことを特徴とする生コンクリートである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の冷却セメントは、セメント工場から直接建設現場のセメントサイロに納入された製造直後のセメント（セメントの納入時温度が最高で８０℃前後）を混練時前迄に４０℃以下に冷却したものであるから、生コンクリート製造時の温度を低くすることができる。
即ち、本発明の冷却セメントを使用して生コンクリートを製造し、打設すれば、水和発熱によるコンクリートの温度上昇を抑制できる。従って、この温度上昇に起因する温度ひび割れを防ぐことができ、その結果、コンクリート構造物の機能低下や耐久性に問題が生じてしまうことがなくなる。
【００２０】
しかも、本発明で使用するセメント冷却装置には、現場の低水温の河川水を使用することができるので、冷却効果およびコスト低減効果が大きい。
さらに、セメント冷却装置として、セメント製造に使用される遊休のセメントクーラを使用すれば、遊休設備を有功に活用できるだけでなく、セメント冷却装置の新設に比してコスト低減効果も極めて大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に用いられるセメント冷却装置の一例を示す説明図である。
【図２】図１に示すセメント冷却装置の内部構造の一例を示す説明図である。
【図３】本発明の冷却セメントを使用したコンクリートの製造過程の概略を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明に用いられるセメント冷却装置は、建設現場に設置されるものであって、現場の河川水を使用してセメントを水冷方式で間接的に冷却するものである。
現場の河川水を使用するので、水道水を使用するよりは、コスト低減効果が大きい。特に、河川水は常に流れているため、夏場においても、外気温と比しても水温の方がはるかに低いので、セメントの冷却効果が大きい。
【００２３】
また、現場の河川水が利用できない場合は、近隣の河川水や湖沼水や雨水を使用しても差し支えない。
さらに、これらの水を循環水として、セメント冷却装置に使用することもできる。但し、この場合、処理量が多くなるにつれて、循環水の水温も上昇するので、循環水をチラー等で冷却する必要がある。
【００２４】
本発明に用いられるセメント冷却装置は、少なくとも、筒状形状の本体と、本体内部にセメント搬送用のスクリュ羽根と、スクリュ羽根がサポートを介して固定されている竪軸と、竪軸を回転させる電動機と、冷却水で筒状形状の本体外壁表面を冷却する装置とを含むことを特徴とするものである。
スクリュ羽根は、筒状形状の本体中心に筒方向と平行に設置されている竪軸に複数個固定されている。このスクリュ羽根は、筒状形状本体の内壁表面との間に僅かな隙間を保持しながら、緩やかに螺旋しながら鉛直方向に伸びている。
【００２５】
電動機によって、竪軸を回転させると、複数のスクリュ羽根が筒状形状本体内部のセメントを筒状形状本体の内壁に沿って鉛直方向に上昇させ、セメント取出口からセメントを排出する。
【００２６】
冷却水は、河川水を冷却水取入口から取入れ、配管によって本発明のセメント冷却装置の筒状形状本体上部に設けられた複数の冷却水放出口へと導かれる。そして、冷却水は、この複数の冷却水放出口から上部水受に放出される。上部水受は、筒状形状本体外壁との間に複数の隙間を有して固定されている。上部水受に放出された冷却水は、この隙間から排出され、筒状形状本体外壁表面をつたって流れ落ち、筒状形状本体下部に設けられて下部水受内によって集水され、最後に冷却水排出口へと導かれる。
尚、簡便な方法としては、筒状形状本体外壁表面をつたって流れ落ちるように、筒状形状本体上部または上部近傍に設けられた冷却水放出口から直接冷却水を放出しても良い。
【００２７】
すなわち、本発明に用いられるセメント冷却装置は、筒状形状本体側壁外表面を冷却することによって、筒状形状本体内部のセメントを間接的に冷却する構造となっている。
筒状形状本体内部のセメントは、筒状形状本体の内壁に沿って鉛直方向に上昇しながら、筒状形状本体外壁表面を上方より下方に沿って流れ落ちる冷却水によって冷却される構造となっている。
【００２８】
別な形態としては、筒状形状本体側壁外表面に冷却水用配管を配設し、間接的に筒状形状本体外壁を冷却し、これによって筒状形状本体内部のセメントを冷却しても良い。
【００２９】
さらに別な形態としては、筒状形状の本体外壁を二層として、この二層からできる空間層に冷却水を通水して、これによって筒状形状本体内部のセメントを冷却しても良い。
【００３０】
さらに別な形態としては、セメント搬送用スクリュを回転可能に設置してなるスクリューコンベヤをその内部に有する筒状本体外壁表面を冷却水で直接、あるいは冷却水を通水した冷却用配管を筒状本体外壁表面に密接させて冷却しても良い。
【００３１】
尚、上記形態のいずれの場合も、本体内部のセメント移動方向とは逆方向に冷却水を通水するのがより好ましい。
すなわち、本体内部のセメントと冷却水とが各々逆方向に向流流通させる流通系を有する構造を有し、向流式で間接的に本体内部のセメントを冷却する構造がより好ましい。
【００３２】
本発明に用いられるセメント冷却装置の別な形態としては、セメント製造の仕上工程で使用される仕上ミル直後に使用されるセメントクーラがあげられる。
仕上工程とは、セメントのＳＯ３量および比表面積値が所定の範囲に入るようにセメントクリンカーを石膏とともに粉砕して微細粒子（セメント）を製造する工程のことである。
この微細粒子の温度は１５０℃前後であり、この温度でセメントサイロに貯蔵すると、サイロ内で二水石膏が脱水しセメントが固結するおそれがある。
そこで、製造直後のセメントを熱交換してセメント温度を少なくとも８０℃以下に冷却するために使用されるのがセメントクーラである。
【００３３】
セメントクーラの一例としては、例えば、図１及び図２で概略図示した構造のセメント冷却装置が例示される。
【００３４】
上述した本発明に用いられるセメント冷却装置を使用すれば、セメント工場から直送された高温のセメントを容易に冷却することができる。
すなわち、セメント工場のセメントサイロに貯蔵された製造直後のセメントを建設現場のセメントサイロへ直送して貯蔵した場合、そのセメント温度は５０℃を超えている。
ダム建設現場等における生コンクリート打設温度は２５℃以下にする必要がある。
ダム建設現場等に貯蔵されている骨材や水の温度は常温（外気温に依存）であるため、上記温度のセメントを冷却するのが最も効果的である。
したがって、セメントサイロからコンクリートミキサー（バッチャプラント）へセメントを搬送する過程に、本発明に用いられるセメント冷却装置を設置して、該セメント冷却装置でセメントを冷却すれば、セメント温度を容易に４０℃以下に冷却することができる。
【００３５】
次に、この４０℃以下に冷却したセメントを他のコンクリート用材料と通常の方法で混練して生コンクリートを製造する。
これによって、打設時の生コンクリート温度を容易に２５℃以下にすることができる。
【００３６】
尚、必要に応じて、骨材や混練水を従来技術を使用して冷却し、これらの冷却材料を本発明の冷却したセメントと併用して、生コンクリートを製造しても良い。
【００３７】
このようにして打設したコンクリートを通常の養生方法で養生すれば、水和発熱によるコンクリートの温度上昇を抑制できる。また、必要に応じてパイプクーリングを施せば、更に温度上昇を抑制できる。
従って、この温度上昇に起因する温度ひび割れを防ぐことができ、その結果、コンクリート構造物の機能低下や耐久性の問題が生じることのない良質なコンクリート硬化体を製造することができる。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例により本発明を説明する。
〔実施例１〕
図１および図２は、本発明に用いられるセメント冷却装置の一例として使用したセメントクーラの概略図である。
本発明に用いられるセメント冷却装置１は、筒状形状の本体８と、本体内部にセメント搬送用のスクリュ羽根２３と、スクリュ羽根２３がサポート２２を介して固定されている竪軸２１と、竪軸を回転させる電動機１２と、減速機１３と、冷却水放出口５と、冷却水を受ける水受（上部水受３、下部水受１０）とからなる主要部から構成されていることを特徴とする。
【００３９】
スクリュ羽根２３は、筒状形状の本体８中心に筒方向と平行に設置されている竪軸２１に複数個固定されている。このスクリュ羽根２３は、筒状形状本体８の内壁表面との間に僅かな隙間を保持しながら、緩やかに螺旋しながら鉛直方向に伸びている。
【００４０】
河川から集水された冷却水は、冷却水取入口４迄導水され、さらに配管を通じて筒状形状本体８の上部に設けられて複数の冷却水放出口５より上部水受３内へ放出される。
上部水受３は、筒状形状本体８外壁との間に複数の隙間を有して固定されている。上部水受３内に放出された冷却水は、この隙間から排出され、筒状形状本体８外壁表面をつたって流れ落ち、筒状形状本体８下部に設けられて下部水受１０内によって集水され、冷却水排出口１１から排出される。
【００４１】
本発明に用いられるセメント冷却装置１は、毎時数十トンから百トンの大量のセメントを冷却処理するものである。したがって、スクリュ羽根２３が回転しても、スクリュ羽根２３と筒状形状本体８の内壁表面との間の僅かな隙間が適正に保持できるように、竪軸タイプとしている。横軸タイプとした場合、セメント重量により横軸や筒状形状本体８にたわみが生じ、高速回転に必要な適正な隙間が確保できなくなる。
【００４２】
また、本発明に用いられるセメント冷却装置１は、竪軸２１を採用しているため、筒状形状本体８内部の内壁に接するセメント量が横軸を採用した場合と比して多いため、冷却効果が大きい点で優れている。
【００４３】
さらに、本発明に用いられるセメント冷却装置１は、竪軸２１を採用しているため、上部水受３内から放出された冷却水が、筒状形状本体８外壁表面をつたって下部水受１０内に流れ落ちるのに特別な装置等を必要としない点でも有利である。
【００４４】
実施例１に示した本発明に用いられるセメント冷却装置で高温のセメントを冷却した実験結果を、表１に示す。
【００４５】
【００４６】
表１に示した通り、本発明に用いられるセメント冷却装置を用いて高温のセメントを冷却すれば容易に４０℃以下の冷却セメントを得ることができる。
すなわち、実施例３では、セメント冷却装置投入時の温度が８６℃の場合でも、１００トン／時で処理しても、セメント冷却装置から排出時のセメント温度を４０℃にすることができる。
【００４７】
すなわち、ダム等の建設現場で短時間に大量の生コンクリートを必要とする場合、セメント工場から建設現場へ直送されたセメントを本発明に用いられるセメント冷却装置を用いて冷却処理することによって、短時間に少なくとも４０℃以下の冷却セメントを大量に提供することができる。したがって、混練時前のセメント温度を少なくとも４０℃以下にすることができるので、生コンクリートの打設時の温度上昇を防ぐことができ、温度ひび割れの発生を防ぐことができる。
【００４８】
図３に概略図示した通り、本発明に用いられるセメント冷却装置は、セメントがセメントサイロからコンクリートミキサー（バッチャプラント）へ搬送される途中に設置されるものである。
本発明に用いられるセメント冷却装置によってセメント工場から建設現場へ直送された高温のセメントを少なくとも４０℃以下に冷却し、コンクリートミキサー（バッチャプラント）へ搬送し、他のコンクリート材料と混練し、生コンクリートを製造する。
尚、必要に応じて、従来技術を併用して、骨材、生コンクリート、ミキサー等を冷却しても良い。これにより、さらに温度上昇を抑制した生コンクリートを製造することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１ セメント冷却装置
２ セメント取出口
３ 上部水受
４ 冷却水取入口
５ 冷却水放出口
７ 上部軸受
８ 筒状形状本体
９ セメント取入口
１０ 下部水受
１１ 冷却水排出口
１２ 電動機
１３ 減速機
１４ 軸継手
１５ ダスト抜出口
２１ 竪軸
２２ サポート
２３ スクリュ羽根
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダム建設現場、大規模な橋梁建設現場、大規模なビル建設等で大量に使用されるセメントおよびそのセメントを使用したコンクリートに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コンクリートは、セメント、粗骨材や細骨材等の骨材、高性能ＡＥ減水剤や流動化剤等の混和剤、水等の材料を混練した生コンクリートを打設・硬化して造られる。
尚、必要に応じて、シリカフュームや高炉スラグ微粉等の混和材も用いられる。
【０００３】
セメントは、水と接すると水和反応を開始し、この水和反応は、発熱反応であるので、水和反応が起きると、コンクリート硬化時の温度は５０℃から６０℃に上昇する。
【０００４】
特に、ダム等の大規模なコンクリート構造物では、この水和反応に伴って発生する水和熱が大きく、生コンクリートの打設後のコンクリートに大きな温度上昇が生じる。
コンクリートに大きな温度上昇が生じると、この温度上昇に起因する温度ひび割れが生じて、コンクリート構造物の機能低下や耐久性に問題が生じてしまう。
したがって、特にダム、橋脚、原子炉の隔壁等の場合においては、この温度ひび割れは致命的な欠点となるため、温度ひび割れの発生を防ぐことが求められている。
【０００５】
また、生コンクリートの打設温度が２５℃以上になると、ワーカビリティが低下するとともに、凝結時間が早くなって十分な締め固めができなくなってしまう。
従って、生コンクリートの打設温度を２５℃以下にする必要がある。
【０００６】
このため、水和熱を低くするために、発熱量の少ないセメントを使用することや、最大骨材寸法を８０から１５０ｍｍ程度に大きくすることで使用セメント量を低減する等、配合面における対策がとられている。発熱量の少ないセメントとしては、中庸熱ポルトランドセメントにフライアッシュを混合したものが主として使用されている。
【０００７】
一方、コンクリート材料である骨材や水、また混練時の生コンクリートそのものを冷却する技術も開発されている。
たとえば、骨材を冷却する技術としては、骨材とドライアイスとを空練りする技術、骨材を冷水やミストで冷却する技術、骨材を冷風や液体窒素で冷却する技術、骨材を真空冷却する技術、等が開発されている。
また、水は、チラーによって冷却される技術が開発されている。
さらに、セメントを冷却する技術としては、骨材を添加しない状態で氷を添加してセメントを混練りし、高温のセメントによって、氷を速やかに融解する技術（特許文献１）、スクリューコンベヤ内のセメントに冷風を送風して冷却する技術（特許文献２）、冷却機でセメント槽を冷却する技術（特許文献３）、等が開発されている。
【０００８】
また、混練時の生コンクリートを冷却する技術としては、混練時の生コンクリートに直接液体窒素を投入する技術、混練時の生コンクリートに氷粒を混入する技術、生コンクリート混練時のミキサーを冷却する技術、等が開発されている。
【０００９】
ところで、ダム建設現場等の大量の生コンクリートを打設する現場では、コンクリート用材料のうち骨材は野積みであり、水は現場河川水を使用するので、これらの材料の温度は、外気温に依存する。
また、セメントは、セメントサイロに貯蔵されるため、基本的には外気温に依存するが、夏場等においては直射日光によってセメントサイロが加温されるため、セメント温度は外気温以上となる場合もあり、この場合４０℃前後迄上昇する。
しかしながら、この場合は上述の技術によって生コンクリートの打設温度を２５℃以下にすることができる。
【００１０】
ところで、ダムでのコンクリート打設については、従来「ブロック工法」が主流であったが、工期の短縮と工費の縮減から、さらなる合理化が図れ「ＲＣＤコンクリート工法」が開発されている。
これは超硬練りの生コンクリートをベルトコンベアやダンプカーで運搬し、ブルドーザーで敷きならした後、ロードローラーで水平に薄く何層も締め固めるというものである。コンクリートの量を少なく抑える他、従来のブロック工法のように継ぎ目を設けないので亀裂（クラック）を起こさず、安定性と経済性で従来の工法よりも優れるものである。
【００１１】
このような工法が採用される建設現場では、短時間に大量の生コンクリートを練り上げる必要があることなどから、ダム専用のコンクリート製造プラントを設置し、製造直後のセメントをセメント工場から直接建設現場のセメントサイロに納入する場合も多々ある。
【００１２】
通常、セメント工場の仕上げミルから排出されるセメント温度は１１０から１３５℃であり、セパレータ、セメントクーラ、セメント工場内のセメントサイロでの保管、及びサービスステーションでのセメントサイロでの保管を介して、建設現場のセメントサイロに納入されるので、この場合のセメント納入時温度は６５℃前後迄低下している。そして、セメントサイロへの納入や混練迄の保管により、通常４０℃以下になる。
【００１３】
そして、このセメントや必要に応じて前述の方法でプレクーリングされた他のコンクリート材料（骨材や水など）と一緒に生コンクリートが製造され、打設される。
打設後、クーリングパイプに冷却水や河川水などを通水して打設コンクリートの上昇温度を小さくし温度ひび割れを抑制（パイプクーリング）しながらコンクリート硬化体を得る。
【００１４】
しかしながら、上記のような製造直後のセメントをセメント工場から直接建設現場のセメントサイロに納入する場合は、セメントの納入時温度が最高で８０℃前後であり、しかも納入後直ぐに生コンクリート混練のために使用されるため充分に冷やされる時間がない。 従って、混練時前のセメント温度を少なくとも４０℃以下に冷却する必要があるが、上述のセメントを冷却する従来技術では不充分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平０６−１７９２０９号公報
【特許文献２】特開平０７−００９４３２号公報
【特許文献３】特開２００６−１１６９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
そこで、本発明の目的は、建設現場において、製造される生コンクリートの温度上昇を抑制するために、セメント工場から直接建設現場のセメントサイロに納入されたセメントの温度を生コンクリート混練前迄に４０℃以下に冷却する方法を提供するとともに、該冷却したセメントを使用した生コンクリートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述した課題を解決するため、建設現場のセメントサイロからコンクリートミキサー（バッチャプラント）にセメントが搬送される途中にセメント冷却装置を設置し、該セメント冷却装置によってセメントの温度を４０℃以下に冷却することを見出し本発明を完成させた。
【００１８】
即ち、第一の発明は、建設現場で使用されるセメントであって、セメント工場から建設現場に直送されたセメントを水冷式の冷却装置で冷却することを特徴とした冷却セメントである。
第二の発明は、少なくとも、筒状形状の本体と、本体内部にセメント搬送用のスクリュ羽根と、該スクリュ羽根がサポートを介して固定されている竪軸と、該竪軸を回転させる電動機と、冷却水放出口とを含む冷却装置を使用してセメントを冷却することを特徴とする冷却セメントである。
第三の発明は、上述の冷却セメントを使用したことを特徴とする生コンクリートである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の冷却セメントは、セメント工場から直接建設現場のセメントサイロに納入された製造直後のセメント（セメントの納入時温度が最高で８０℃前後）を混練時前迄に４０℃以下に冷却したものであるから、生コンクリート製造時の温度を低くすることができる。
即ち、本発明の冷却セメントを使用して生コンクリートを製造し、打設すれば、水和発熱によるコンクリートの温度上昇を抑制できる。従って、この温度上昇に起因する温度ひび割れを防ぐことができ、その結果、コンクリート構造物の機能低下や耐久性に問題が生じてしまうことがなくなる。
【００２０】
しかも、本発明で使用するセメント冷却装置には、現場の低水温の河川水を使用することができるので、冷却効果およびコスト低減効果が大きい。
さらに、セメント冷却装置として、セメント製造に使用される遊休のセメントクーラを使用すれば、遊休設備を有功に活用できるだけでなく、セメント冷却装置の新設に比してコスト低減効果も極めて大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に用いられるセメント冷却装置の一例を示す説明図である。
【図２】図１に示すセメント冷却装置の内部構造の一例を示す説明図である。
【図３】本発明の冷却セメントを使用したコンクリートの製造過程の概略を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明に用いられるセメント冷却装置は、建設現場に設置されるものであって、現場の河川水を使用してセメントを水冷方式で間接的に冷却するものである。
現場の河川水を使用するので、水道水を使用するよりは、コスト低減効果が大きい。特に、河川水は常に流れているため、夏場においても、外気温と比しても水温の方がはるかに低いので、セメントの冷却効果が大きい。
【００２３】
また、現場の河川水が利用できない場合は、近隣の河川水や湖沼水や雨水を使用しても差し支えない。
さらに、これらの水を循環水として、セメント冷却装置に使用することもできる。但し、この場合、処理量が多くなるにつれて、循環水の水温も上昇するので、循環水をチラー等で冷却する必要がある。
【００２４】
本発明に用いられるセメント冷却装置は、少なくとも、筒状形状の本体と、本体内部にセメント搬送用のスクリュ羽根と、スクリュ羽根がサポートを介して固定されている竪軸と、竪軸を回転させる電動機と、冷却水で筒状形状の本体外壁表面を冷却する装置とを含むことを特徴とするものである。
スクリュ羽根は、筒状形状の本体中心に筒方向と平行に設置されている竪軸に複数個固定されている。このスクリュ羽根は、筒状形状本体の内壁表面との間に僅かな隙間を保持しながら、緩やかに螺旋しながら鉛直方向に伸びている。
【００２５】
電動機によって、竪軸を回転させると、複数のスクリュ羽根が筒状形状本体内部のセメントを筒状形状本体の内壁に沿って鉛直方向に上昇させ、セメント取出口からセメントを排出する。
【００２６】
冷却水は、河川水を冷却水取入口から取入れ、配管によって本発明のセメント冷却装置の筒状形状本体上部に設けられた複数の冷却水放出口へと導かれる。そして、冷却水は、この複数の冷却水放出口から上部水受に放出される。上部水受は、筒状形状本体外壁との間に複数の隙間を有して固定されている。上部水受に放出された冷却水は、この隙間から排出され、筒状形状本体外壁表面をつたって流れ落ち、筒状形状本体下部に設けられて下部水受内によって集水され、最後に冷却水排出口へと導かれる。
尚、簡便な方法としては、筒状形状本体外壁表面をつたって流れ落ちるように、筒状形状本体上部または上部近傍に設けられた冷却水放出口から直接冷却水を放出しても良い。
【００２７】
すなわち、本発明に用いられるセメント冷却装置は、筒状形状本体側壁外表面を冷却することによって、筒状形状本体内部のセメントを間接的に冷却する構造となっている。
筒状形状本体内部のセメントは、筒状形状本体の内壁に沿って鉛直方向に上昇しながら、筒状形状本体外壁表面を上方より下方に沿って流れ落ちる冷却水によって冷却される構造となっている。
【００２８】
別な形態としては、筒状形状本体側壁外表面に冷却水用配管を配設し、間接的に筒状形状本体外壁を冷却し、これによって筒状形状本体内部のセメントを冷却しても良い。
【００２９】
さらに別な形態としては、筒状形状の本体外壁を二層として、この二層からできる空間層に冷却水を通水して、これによって筒状形状本体内部のセメントを冷却しても良い。
【００３０】
さらに別な形態としては、セメント搬送用スクリュを回転可能に設置してなるスクリューコンベヤをその内部に有する筒状本体外壁表面を冷却水で直接、あるいは冷却水を通水した冷却用配管を筒状本体外壁表面に密接させて冷却しても良い。
【００３１】
尚、上記形態のいずれの場合も、本体内部のセメント移動方向とは逆方向に冷却水を通水するのがより好ましい。
すなわち、本体内部のセメントと冷却水とが各々逆方向に向流流通させる流通系を有する構造を有し、向流式で間接的に本体内部のセメントを冷却する構造がより好ましい。
【００３２】
本発明に用いられるセメント冷却装置の別な形態としては、セメント製造の仕上工程で使用される仕上ミル直後に使用されるセメントクーラがあげられる。
仕上工程とは、セメントのＳＯ３量および比表面積値が所定の範囲に入るようにセメントクリンカーを石膏とともに粉砕して微細粒子（セメント）を製造する工程のことである。
この微細粒子の温度は１５０℃前後であり、この温度でセメントサイロに貯蔵すると、サイロ内で二水石膏が脱水しセメントが固結するおそれがある。
そこで、製造直後のセメントを熱交換してセメント温度を少なくとも８０℃以下に冷却するために使用されるのがセメントクーラである。
【００３３】
セメントクーラの一例としては、例えば、図１及び図２で概略図示した構造のセメント冷却装置が例示される。
【００３４】
上述した本発明に用いられるセメント冷却装置を使用すれば、セメント工場から直送された高温のセメントを容易に冷却することができる。
すなわち、セメント工場のセメントサイロに貯蔵された製造直後のセメントを建設現場のセメントサイロへ直送して貯蔵した場合、そのセメント温度は５０℃を超えている。
ダム建設現場等における生コンクリート打設温度は２５℃以下にする必要がある。
ダム建設現場等に貯蔵されている骨材や水の温度は常温（外気温に依存）であるため、上記温度のセメントを冷却するのが最も効果的である。
したがって、セメントサイロからコンクリートミキサー（バッチャプラント）へセメントを搬送する過程に、本発明に用いられるセメント冷却装置を設置して、該セメント冷却装置でセメントを冷却すれば、セメント温度を容易に４０℃以下に冷却することができる。
【００３５】
次に、この４０℃以下に冷却したセメントを他のコンクリート用材料と通常の方法で混練して生コンクリートを製造する。
これによって、打設時の生コンクリート温度を容易に２５℃以下にすることができる。
【００３６】
尚、必要に応じて、骨材や混練水を従来技術を使用して冷却し、これらの冷却材料を本発明の冷却したセメントと併用して、生コンクリートを製造しても良い。
【００３７】
このようにして打設したコンクリートを通常の養生方法で養生すれば、水和発熱によるコンクリートの温度上昇を抑制できる。また、必要に応じてパイプクーリングを施せば、更に温度上昇を抑制できる。
従って、この温度上昇に起因する温度ひび割れを防ぐことができ、その結果、コンクリート構造物の機能低下や耐久性の問題が生じることのない良質なコンクリート硬化体を製造することができる。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例により本発明を説明する。
〔実施例１〕
図１および図２は、本発明に用いられるセメント冷却装置の一例として使用したセメントクーラの概略図である。
本発明に用いられるセメント冷却装置１は、筒状形状の本体８と、本体内部にセメント搬送用のスクリュ羽根２３と、スクリュ羽根２３がサポート２２を介して固定されている竪軸２１と、竪軸を回転させる電動機１２と、減速機１３と、冷却水放出口５と、冷却水を受ける水受（上部水受３、下部水受１０）とからなる主要部から構成されていることを特徴とする。
【００３９】
スクリュ羽根２３は、筒状形状の本体８中心に筒方向と平行に設置されている竪軸２１に複数個固定されている。このスクリュ羽根２３は、筒状形状本体８の内壁表面との間に僅かな隙間を保持しながら、緩やかに螺旋しながら鉛直方向に伸びている。
【００４０】
河川から集水された冷却水は、冷却水取入口４迄導水され、さらに配管を通じて筒状形状本体８の上部に設けられて複数の冷却水放出口５より上部水受３内へ放出される。
上部水受３は、筒状形状本体８外壁との間に複数の隙間を有して固定されている。上部水受３内に放出された冷却水は、この隙間から排出され、筒状形状本体８外壁表面をつたって流れ落ち、筒状形状本体８下部に設けられて下部水受１０内によって集水され、冷却水排出口１１から排出される。
【００４１】
本発明に用いられるセメント冷却装置１は、毎時数十トンから百トンの大量のセメントを冷却処理するものである。したがって、スクリュ羽根２３が回転しても、スクリュ羽根２３と筒状形状本体８の内壁表面との間の僅かな隙間が適正に保持できるように、竪軸タイプとしている。横軸タイプとした場合、セメント重量により横軸や筒状形状本体８にたわみが生じ、高速回転に必要な適正な隙間が確保できなくなる。
【００４２】
また、本発明に用いられるセメント冷却装置１は、竪軸２１を採用しているため、筒状形状本体８内部の内壁に接するセメント量が横軸を採用した場合と比して多いため、冷却効果が大きい点で優れている。
【００４３】
さらに、本発明に用いられるセメント冷却装置１は、竪軸２１を採用しているため、上部水受３内から放出された冷却水が、筒状形状本体８外壁表面をつたって下部水受１０内に流れ落ちるのに特別な装置等を必要としない点でも有利である。
【００４４】
実施例１に示した本発明に用いられるセメント冷却装置で高温のセメントを冷却した実験結果を、表１に示す。
【００４５】
【００４６】
表１に示した通り、本発明に用いられるセメント冷却装置を用いて高温のセメントを冷却すれば容易に４０℃以下の冷却セメントを得ることができる。
すなわち、実施例３では、セメント冷却装置投入時の温度が８６℃の場合でも、１００トン／時で処理しても、セメント冷却装置から排出時のセメント温度を４０℃にすることができる。
【００４７】
すなわち、ダム等の建設現場で短時間に大量の生コンクリートを必要とする場合、セメント工場から建設現場へ直送されたセメントを本発明に用いられるセメント冷却装置を用いて冷却処理することによって、短時間に少なくとも４０℃以下の冷却セメントを大量に提供することができる。したがって、混練時前のセメント温度を少なくとも４０℃以下にすることができるので、生コンクリートの打設時の温度上昇を防ぐことができ、温度ひび割れの発生を防ぐことができる。
【００４８】
図３に概略図示した通り、本発明に用いられるセメント冷却装置は、セメントがセメントサイロからコンクリートミキサー（バッチャプラント）へ搬送される途中に設置されるものである。
本発明に用いられるセメント冷却装置によってセメント工場から建設現場へ直送された高温のセメントを少なくとも４０℃以下に冷却し、コンクリートミキサー（バッチャプラント）へ搬送し、他のコンクリート材料と混練し、生コンクリートを製造する。
尚、必要に応じて、従来技術を併用して、骨材、生コンクリート、ミキサー等を冷却しても良い。これにより、さらに温度上昇を抑制した生コンクリートを製造することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１ セメント冷却装置
２ セメント取出口
３ 上部水受
４ 冷却水取入口
５ 冷却水放出口
７ 上部軸受
８ 筒状形状本体
９ セメント取入口
１０ 下部水受
１１ 冷却水排出口
１２ 電動機
１３ 減速機
１４ 軸継手
１５ ダスト抜出口
２１ 竪軸
２２ サポート
２３ スクリュ羽根
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設現場で使用されるセメントであって、セメント工場から建設現場に直送されたセメントを水冷式の冷却装置で冷却することを特徴とした冷却セメント。
【請求項２】
冷却装置が、少なくとも、筒状形状の本体と、本体内部にセメント搬送用のスクリュ羽根と、該スクリュ羽根がサポートを介して固定されている竪軸と、該竪軸を回転させる電動機と、冷却水放出口とを含む冷却装置であることを特徴とする請求項１記載の冷却セメント。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載した冷却セメントを使用したことを特徴とする生コンクリート。
【請求項１】
建設現場で使用されるセメントであって、セメント工場から建設現場に直送されたセメントを水冷式の冷却装置で冷却することを特徴とした冷却セメント。
【請求項２】
冷却装置が、少なくとも、筒状形状の本体と、本体内部にセメント搬送用のスクリュ羽根と、該スクリュ羽根がサポートを介して固定されている竪軸と、該竪軸を回転させる電動機と、冷却水放出口とを含む冷却装置であることを特徴とする請求項１記載の冷却セメント。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載した冷却セメントを使用したことを特徴とする生コンクリート。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２１４７０５（Ｐ２０１０−２１４７０５Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６２８３５（Ｐ２００９−６２８３５）
【出願日】平成２１年３月１６日（２００９．３．１６）
【出願人】（００００００２４０）太平洋セメント株式会社 (1,449)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１６日（２００９．３．１６）
【出願人】（００００００２４０）太平洋セメント株式会社 (1,449)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]