配料后向混凝土中投配CMA制造技术

本发明专利技术涉及缓解粘土对添加到混凝土中的水泥分散剂或其它掺合料的配量效率的不利影响，所述粘土由砂骨料、碎石、砾石和用于制造混凝土的其它骨料携带或传送。不同于在采石场或在混凝土拌合厂中配料时以一次性的前期配量向骨料材料中引入全部水泥缓解剂（CMA），本发明专利技术包括在混凝土拌合厂处的初始配料与施工现场的倾倒事件之间的运送的运输部分过程中向给定的混凝土配料拌合物中并入CMA总配量的至少51%和至多100%，最优选至少75%和至多100%。

Adding CMA to concrete after mixing

The present invention relates to the adverse effects of clay on the efficiency of cement dispersants or other admixtures added to concrete, which are carried or transported by sand aggregate, gravel, gravel, and other aggregate used in the manufacture of concrete. The whole cement remission agent (CMA) is introduced into the aggregate material at a one-time pre allocation, unlike in the quarry or the mixing plant in a concrete mixing plant, which includes mixing of the given concrete ingredients in the transportation part of the initial batching between the concrete mixing plant and the dumping event at the construction site. The total amount of CMA incorporated into the material is at least 51% and at most 100%, preferably at least 75% and at most 100%.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】配料后向混凝土中投配CMA专利
本专利技术涉及混凝土中使用的含粘土骨料的处理，更特别涉及自动化的混凝土运送监测方法和系统，以便配料后受控添加用于缓解粘土对施加到混凝土装料（concreteload）中的化学掺合料和/或水的配量效率（dosage-efficiency）的不利影响的试剂。专利技术背景在美国专利号6,352,952和6,670,415（由W.R.Grace&Co.-Conn.所有）中，Jardine等人公开了粘土的存在可能降低混凝土中使用的分散剂的配量效率。公开了用于分散混凝土中的水泥颗粒的氧化烯聚合物倾向于被用于制造混凝土的砂和/或其它骨料所携带或传送的粘土颗粒吸收。Jardine等人提出了通过配置某些化合物来缓解这种粘土问题，所述化合物以牺牲剂的方式被粘土颗粒吸收——否则这些粘土颗粒将会吸收氧化烯水泥分散剂分子并使它们无法用于在混凝土拌合物中充当水泥颗粒分散剂。本专利技术人在本文中提及粘土活性改性剂，另外也称为粘土缓解剂（claymitigationagents），使用首字母缩略词“CMA”。Jardine等人教导，添加CMA的次序取决于CMA的化学性质。因此，如果CMA含有阳离子或极性有机分子，则优选在向粘土中引入水之前将CMA添加到粘土中（参见US6,670,415，摘要，第14-16行）。对于对粘土具有极高亲和力的CMA如季胺（例如聚季胺）而言，Jardine等人描述了在引入水之前、期间或之后将此类CMA添加到含粘土的骨料中（参见US6670415，摘要，第16-20行）和/或它们可以与水泥分散剂同时添加或在添加水泥分散剂之前添加（参见US6670415，第6栏，第48-58行）。在美国专利8,257,490B2（由LafargeS.A.所有）中，Jacquet等人教导了使用惰化剂，优选在采石场或在预拌混凝土厂将其添加到含粘土的砂中，优选首先添加到砂中以防止过量使用超塑化剂。在由W.R.Grace&Co.-Conn共同拥有的系列号14/395,603（美国公开号2015/0065614）和14/378,158（美国公开号2015/0065614）中进一步强调了在采石场使用CMA处理骨料的概念。直到本专利技术为止，人们通常认为，添加CMA的最有效方式是在将骨料与水和/或水泥分散剂混合之前在采石场或在预拌混凝土厂直接添加到含粘土的骨料上。这种单独和预先的添加避免了一方面的CMA与另一方面的水和/或水泥分散剂之间的任何竞争。即使水泥分散剂与CMA相比具有低得多的粘土亲和力，但CMA的这种单独和预先的添加是优选的，因为最重要的目标是使混凝土的流变性能和强度最大化。传统思维的基础也是假定CMA被粘土吸附是不可逆的。因此，为了加快混凝土运送过程的目的，在向混凝土拌合物中引入水泥分散剂之前首先将CMA引入到含粘土的骨料或混凝土中。但是，本专利技术以完全预料不到的方式改变了这种传统思维。专利技术概述在克服现有技术方法的缺点的过程中，本专利技术提供了一种自动化混凝土运送监测方法和系统，以便在从混凝土初始配料的混凝土拌合厂到建筑工地的运输过程中实现向具有由骨料所携带的粘土的混凝土拌合物中配料后投配至少一种粘土缓解剂（CMA），由此在运输过程中实现所需的施工性能和（一种或多种）化学掺合料（和/或水）的配量效率。本专利技术人惊讶地发现，在运输过程中向混凝土拌合物中受控添加水、水泥分散剂、加气掺合料、脱气掺合料或其它化学品的配量效率可能由于混凝土拌合物中粘土的存在而降低或以其它方式不利地受其影响，即使在预拌混凝土运输车离开混凝土拌合厂开始运送至施工现场的运输阶段之前初始用CMA处理该粘土也是如此。本专利技术人进一步惊讶地发现，配料后添加CMA（在运输过程中）与在运输阶段之前在混凝土配料拌合厂以一次性的前期配量施加CMA相比在总投配体积方面相对更有效率。在混凝土制造和运送操作过程中施加以保持某些混凝土性质或性能参数（例如坍落度或其它流变值、空气含量等）所需的CMA、水、分散剂、加气掺合料、脱气掺合料或其它化学掺合料的总配量方面测量效率。本专利技术的用于投配混凝土的示例性方法包括：在使用处理器单元的自动化基础上监测在从混凝土拌合厂到交付混凝土浆的建筑工地的运输过程中在可旋转搅拌机滚筒中时混凝土浆的坍落度，该混凝土浆包含水泥粘结剂、水、骨料和粘土，所述粘土在不存在粘土缓解剂的情况下吸收化学掺合料，并以足以降低添加到混凝土浆中的水泥分散剂或其它化学掺合料的配量效率的量存在于混凝土浆中；其中自动化坍落度监测处理器单元（i）在运输过程中在一段时间（t）内测量可旋转搅拌机滚筒中的混凝土浆的坍落度损失（dS）以获得dS/dt实测值，（ii）将dS/dt实测值与储存在处理器单元访问的存储单元（memorylocation）中的dS/dt阈值进行比较，和（iii）检测dS/dt实测值何时达到或超过所储存的dS/dt阈值；并且一旦dS/dt实测值达到或超过所储存的dS/dt阈值，则处理器单元启动向在运输过程中在可旋转搅拌机滚筒内的混凝土中施加受控配量的粘土缓解剂（CMA），所施加的CMA有效地降低了由自动化坍落度处理器单元测得的dS/dt值。储存在存储器中并被处理器单元用于在运输过程中启动CMA添加的dS/dt阈值可以由使用者来选择，例如基于经验证据或个人经验以及处理用于给定混凝土配料的特定种类的含粘土骨料所需的CMA估计量。例如，CMA的配量可以基于工业上已知的亚甲蓝值（MBV）测量（参见例如ASTMC1777-14）来人工确定，或对通过传送带或其它连续方法传送至料箱或运输车（truck）中的骨料使用自动化MBV测量来确定（参见例如美国专利8,561,488）。粘土含量可以随时间的推移在给定骨料来源中急剧而随机地改变。此外，混凝土工厂常常使用数个骨料来源，这种做法往往会破坏在逐辆运输车（truck-by-truck）的基础上跟踪粘土含量的任何能力。因为粘土量通常是未知的，在配料过程中准确投配（一种或多种）CMA的能力受到严重阻碍。或者，可以通过自动化坍落度监测系统处理器单元在运输过程中根据该系统监测的历史坍落度数据来计算和/或调节dS/dt值。例如，可以将自动化坍落度监测系统（如可获自VERIFILLC）编程以考虑任何数量的变量，如骨料材料所含粘土的性质、水泥的性质和反应性、环境温度、混凝土温度以及其它因素。混凝土浆的坍落度也可以通过考虑空气含量以及施加到混凝土拌合物中的分散剂和/或空气控制剂来监测和调节（参见例如Koehler和Roberts的美国专利8,491,717和8,764,273(由W.R.Grace&Co.-Conn.所有)）。在本专利技术的进一步的示例性方法中，坍落度监测处理器单元重复步骤（i）、（ii）和（iii），由此在运输过程中在至少两个不同情况下向混凝土中施加粘土缓解剂。在再进一步的示例性方法中，坍落度监测计算机处理器启动向混凝土中施加粘土缓解剂（CMA），由此将投配到混凝土浆中的CMA总体积的至少21%和至多100%、更优选至少51%和至多100%、最优选至少81%和至多100%在运输过程中而不是在将混凝土配料到可旋转搅拌滚筒中的混凝土拌合厂处投配。在进一步的示例性实施方案中，在运输过程中向混凝土浆中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.投配混凝土的方法，其包括：在使用处理器单元的自动化基础上监测在从混凝土拌合厂到交付混凝土浆的建筑工地的运输过程中在可旋转搅拌机滚筒中时混凝土浆的坍落度，所述混凝土浆包含水泥粘结剂、水、骨料和粘土，所述粘土在不存在粘土缓解剂的情况下吸收化学掺合料，并以足以降低添加到混凝土浆中的水泥分散剂或其它化学掺合料的配量效率的量存在于所述混凝土浆中；其中所述自动化坍落度监测处理器单元（i）在运输过程中在一段时间（t）内测量可旋转搅拌机滚筒中的混凝土浆的坍落度损失（dS）以获得dS/dt实测值，（ii）将dS/dt实测值与储存在处理器单元访问的存储单元中的dS/dt阈值进行比较，和（iii）检测所述dS/dt实测值何时达到或超过所储存的dS/dt阈值；并且一旦所述dS/dt实测值达到或超过所储存的dS/dt阈值，则所述处理器单元启动向在运输过程中在可旋转搅拌机滚筒内的混凝土中施加受控配量的粘土缓解剂（CMA），所施加的CMA有效地降低了由所述自动化坍落度处理器单元测得的dS/dt 值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.04 US 62/1709511.投配混凝土的方法，其包括：在使用处理器单元的自动化基础上监测在从混凝土拌合厂到交付混凝土浆的建筑工地的运输过程中在可旋转搅拌机滚筒中时混凝土浆的坍落度，所述混凝土浆包含水泥粘结剂、水、骨料和粘土，所述粘土在不存在粘土缓解剂的情况下吸收化学掺合料，并以足以降低添加到混凝土浆中的水泥分散剂或其它化学掺合料的配量效率的量存在于所述混凝土浆中；其中所述自动化坍落度监测处理器单元（i）在运输过程中在一段时间（t）内测量可旋转搅拌机滚筒中的混凝土浆的坍落度损失（dS）以获得dS/dt实测值，（ii）将dS/dt实测值与储存在处理器单元访问的存储单元中的dS/dt阈值进行比较，和（iii）检测所述dS/dt实测值何时达到或超过所储存的dS/dt阈值；并且一旦所述dS/dt实测值达到或超过所储存的dS/dt阈值，则所述处理器单元启动向在运输过程中在可旋转搅拌机滚筒内的混凝土中施加受控配量的粘土缓解剂（CMA），所施加的CMA有效地降低了由所述自动化坍落度处理器单元测得的dS/dt值。2.权利要求1的混凝土投配方法，其中所述坍落度监测处理器单元重复步骤（i）、（ii）和（iii），由此在运输过程中在至少两个交错情况下向混凝土中施加粘土缓解剂。3.权利要求2的混凝土投配方法，其中所述坍落度监测计算机处理器启动向混凝土中施加粘土缓解剂（CMA），由此投配到混凝土浆中的CMA总体积的至少21%和至多100%在运输过程中而不是在将混凝土配料到可旋转搅拌滚筒中的混凝土拌合厂处投配。4.权利要求2的混凝土投配方法，其中所述坍落度监测计算机处理器启动向混凝土中施加粘土缓解剂（CMA），由此投配到混凝土浆中的CMA总体积的至少51%和至多100%在运输过程中而不是在将混凝土配料到可旋转搅拌滚筒中的混凝土拌合厂处投配。5.权利要求2的混凝土投配方法，其中所述坍落度监测计算机处理器启动向混凝土中施加粘土缓解剂（CMA），由此投配到混凝土浆中的CMA总体积的至少81%和至多100%在运输过程中而不是在将混凝土配料到可旋转搅拌滚筒中的混凝土拌合厂处投配。6.权利要求1的混凝土投配方法，其进一步包括在运输过程中在至少两个不同情况下向在运输过程中的混凝土中施加至少一种除CMA之外的其它化学掺合料。7.权利要求6的混凝土投配方法，其中所述至少一种其它化学掺合料是选自中效减水剂或高效减水剂的水泥分散剂。8.权利要求7的混凝土投配方法，其中在运输过程中在至少两个交错情况下将所述水泥分散剂与CMA同时投配。9.权利要求7的混凝土投配方法，其中在运输过程中在至少两个交错情况下将水泥分散剂在CMA之后投配。10.权利要求1的混凝土投配方法，其进一步包括在运输过程中测量所述混凝土浆的温度并获得温度数据，并且基于获得的温度数据调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：NA特雷格尔，MF罗伯茨，K哈兹拉蒂，
申请(专利权)人：威瑞飞有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US