所输送的混凝土的倾倒前坍落度最大化制造技术

所描述的是一种用于优选地刚好在混凝土输送卡车到达输送倾倒地点之前启动到所输送的混凝土负载中的化学掺入物剂量的大部分百分比的方法和系统，使得最大化的坍落度（或坍落流，或其他坍落度特征）增加刚好在释放/倾倒之前发生。本发明专利技术采用具有处理器的混凝土坍落度管理系统，所述处理器被编程以考虑倾倒（释放）时间和包括由于相同类型的混凝土混合物中的过去添加所引起的混凝土混合物的剂量响应（坍落度特征的变化）的所存储的数据，并且由此将坍落度特征的倾倒前增加最大化，同时最小化或避免越过坍落度目标的风险，以及限制在工作地点处调整混凝土以达到目标坍落度值所要求的时间。

Maximizing the Slump of the Conveyed Concrete before Dumping

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】所输送的混凝土的倾倒前坍落度最大化
本专利技术涉及被监视的混凝土输送，并且更特别地涉及用于将最大化的增塑剂掺入物剂量添加到被输送的混凝土混合物负载中的方法和系统，优选地在混凝土混合物卡车到达输送倾倒地点之前启动该添加。
技术介绍
用于建筑目的的混凝土的制造商已经长期寻求以准确且受控的方式投配（dose）液体组分（诸如化学掺入物）的能力，以在混凝土在建筑输送地点处被倾倒就位的时间实现所输送的混凝土负载中的期望的和易性（workability）或目标坍落度（slump）。在Zandberg等的美国专利5,713,663（1998）中，公开了监视用于旋转输送卡车的混合滚筒中的混凝土负载、并且用于向混凝土中投配正确的量的液体组分的力矩的用途。还公开了如果过量的水被添加到卡车中，则混凝土混合物将未能通过坍落度测试，并且要求输送卡车返回到仓库，以便额外的微粒的混凝土成分可以被添加以矫正问题。替代地，卡车可以等待，直到坍落度降低，这可能花费相当大量的时间。解释了，如果在过多液体被添加之后的相对短的时间段内没有添加额外的微粒成分，则混凝土在固化时将不会达到所要求的强度。参见US'663的第1栏第24-42行。此外，存在避免添加过量液体的强大的经济激励，因为不能使客户为返回到仓库的混凝土付费。参见US'663的第1栏第43-48行。由将液体过投配（overdose）到混凝土中导致的焦虑进一步反映在Zandberg等在他们描述“以充分体积添加[液体组分]，以接近混合物的规定坍落度来试图接近与规定坍落度相关的混合桶中的微粒材料的量的预定的最小力矩加载……”时的谨慎口吻中。添加了粗体斜体，US'663的第2栏第16-20行；也参见第3栏第55-60行。换言之，关键的是仅添加实现目标坍落度所要求的总液体组分的理论量的一小部分，并且以迭代方式重复此操作，以确保所输送的混凝土将接近但不超过目标坍落度。为了避免浪费的燃料、材料和驾驶员/卡车时间，混凝土制造者需要避免不得不将负载返回到混合物工厂或中央仓库。关于越过混凝土负载中的输送坍落度目标的此焦虑不是Zandberg等的专利所独有的。此相同的焦虑十四年前反映在了Durant的EP1126573（1984）中，他解释了“预定和易性”是“通过向具有[混凝土的]固体构成物的混合器添加水的理论量的预定的一小部分”来实现的。参见EP1126573的第1-14行的段落“57”（标题页上的摘要）。因此，通过使用所需要的液体组分的理论量的一小部分，人们可以避免过投配混凝土以及超过输送/倾倒地点处所要求的目标坍落度（即期望的和易性）。在Hines等的美国专利6,042,258和6,042,259中，解决了对于准确监视混合器滚筒中的混凝土的需要，并且教导了可以在新混凝土或从工作地点返回的回收混凝土的批次中采用水化稳定器（例如设置缓凝剂）和/或激活器（设置加速剂）。他们依赖图表来列出在投配混凝土时必须考虑的因素；并且这些因素包括例如混凝土材料、所使用的混合设计、从初始批处理所逝去的时间、塑性混凝土温度及其他。Hines等承认图表可能被误解或者可能包含夸大的量或不正确的值。参见例如US6,042,258的第2栏第31-54行。Hines等相信（化学）掺入物的成功使用取决于它们以其被制备和批处理的准确度，并且强调“……批处理意味着对用于一批混凝土或砂浆的成分的称重或体积测量以及将它们引入到混合器中。”他们还提醒“在批处理期间添加的掺入物的量必须被仔细地控制。”参见US6,042,258的第2栏第61-67行。在Koehler等的美国专利8,311,678（由其共同受让人拥有）中，公开了可以通过使用自适应过程代替在查找表中查询水及水化水平、混合组分、温度和其他因素来调整混凝土流变性。此自适应过程允许通过化学制品或水添加来实现目标流变性值，而不要求除负载大小和目标流变性（例如坍落度）之外的输入。本质上，Koehler等教导了改变混凝土负载的流变性所要求的化学制品或水的剂量是在混凝土的每个输送期间学习并实施的，并且因此可以独立于其他因素来学习。虽然诸如混合设计或水含量之类的信息不是先验已知的，但是由系统处理器批准的初始剂量是保守估算的，以避免超过特定流变性（例如坍落度）目标。超过坍落度目标可能导致否则将是重新调整混凝土的坍落度以满足目标值或等待坍落度降低到正确值所需要的显著的丢失的时间。因此，Koehler等反映了用于管理混凝土的流变性、同时避免对于必须向查找表中输入因素的必要性的谨慎方案；并且因此，他们的方案涉及达到目标坍落度之前的许多小的调整，以便超过目标坍落度的风险将被降低。本专利技术人相信，需要用于准确且迅速的到混凝土混合器卡车中输送的混凝土负载中的液体组分（无论是水和/或化学掺入物）的投配、并且特别是化学增塑剂掺入物的投配的新颖方法和系统。
技术实现思路
在克服现有技术方案的缺点时，本专利技术提供了一种如下的反直觉的方法和系统，其用于刚好在建筑输送地点处的倾倒事件之前将最大化的液体组分剂量（无论是水和/或化学掺入物（例如水泥增塑剂））引入到混凝土混合物负载中，以及用于在倾倒事件之前、并且更优选地刚好在到达倾倒地点之前实现最大化的坍落度增加。本专利技术人相信，本专利技术实现了在到工作地点的运输输送期间对混凝土的更快速且更可靠的矫正。这是通过在考虑两个重要方面的情况下对混凝土监视系统处理器进行编程来实现的。在第一方面中，系统处理器从先前和最近记录的输送（例如在同一天内在当前输送之前的输送）中检索坍落度特征（诸如坍落度、坍落流、黏性、屈服应力或其他流变性测量）。此数据包括添加化学掺入物之前的坍落度（例如）值、添加化学掺入物之后的坍落度值、被添加以创建坍落度中的变化的化学掺入物的体积以及化学掺入物所被添加至的混凝土的体积。本领域技术人员将理解的是，添加化学掺入物之后的坍落度值在化学制品已被遍及混凝土体积混合之后被确定。还要理解的是，数据可以包括这样的数据的组合，例如对于坍落度中的一英寸增益的每立方码盎司（oz/yd3或其他每混凝土体积的化学制品体积）或者化学制品的每一oz/yd3的英寸中的坍落度增益。坍落度数据还可以包括其他信息，诸如混合设计参数（例如水泥含量）和/或卡车特征（例如混合器滚筒类型）。本领域技术人员将理解的是，化学掺入物对不同的水泥和卡车系统不同地进行响应。另外，诸如当前空气含量（参见例如US2014/0297204）、密度和黏性之类的性能数据也可以用作限定因子（qualifyingfactor）。系统过程采用此检索到的数据来实现监视系统，以通过考虑某些因素而更快速地实现目标性能，包括施用掺入物剂量所需要的时间以及所施用的剂量的坍落度上的所得到的效果，所有都不牺牲准确性。这确实是重要的，因为每剂量的掺入物要求引入（添加）的时间以及遍及混合器滚筒内包含的混凝土混合物的负载混入（以获得同质性或均匀性）的时间。多个添加可能花费相当大量的时间来完成。小的多个剂量的有效性可以通过混凝土中的变化（例如坍落度损失）来克服，这是由于其施用剂量而花费的时间量。因此，坍落度损失也可以用于确定要被添加的化学掺入物的量。如果小量液体水泥增塑剂（例如水）被用于具有高坍落度损失的混凝土，此外，先前认为总坍落度损失可以克服通过使用更小的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于使用处理器控制的系统和输送混合器卡车混合器滚筒来将水泥增塑剂化学掺入物投配到输送混合器卡车中包含的混凝土负载中的方法，包括：（A）向输送卡车的可旋转滚筒中提供混凝土混合物负载，所述混凝土混合物负载具有已知体积；（B）提供具有从至少四个剂量获得的数据集的处理器可访问的数据库，其中，数据集包括添加化学掺入物之前的坍落度特征、添加化学掺入物之后的坍落度特征、被添加以实现坍落度特征中的变化的化学掺入物的体积以及化学掺入物所被添加到的混凝土的体积或其组合；（C）在运输期间，从至少批处理起直到化学掺入物的投配至少每五分钟使用处理器单元监视所述卡车滚筒中的所述混凝土混合物负载，以计算所述混凝土混合物负载的掺入物剂量施用时间（其由ta指定），所述计算基于i. 所安排的倾倒时间（其由tp指定）；ⅱ. 在倾倒下实现所述目标坍落度特征所要求的坍落度特征增加（其由ΔS指定），其中所述坍落度特征增加是使用关系ΔS=ST‑Sc来计算的，其中ST表示目标坍落度特征，并且Sc表示运输期间的所述混凝土混合物负载的当前坍落度特征；ⅲ. 实现所述坍落度特征增加ΔS所要求的剂量（其由DΔS指定），其基于当前坍落度特征（其由SC指定）以及以上在步骤（B）中描述的数据；其中掺入物剂量施用时间（其由ta指定）是通过关系ta=tp‑th来计算的，其中th至少基于添加所述化学掺入物所要求的时间；以及（D）当当前时间（tc）等于或超过施用时间（tc≥ta）时，施用所述掺入物剂量，使得以下关系被满足：DΔS>Dc/(tc‑tb)×(tp‑ta)其中，tc表示所述当前时间，ta表示所述掺入物剂量施用时间，DΔS表示从当前坍落度特征实现目标坍落度特征所要求的剂量，Dc表示自从批处理的时间（tb）直到当前时间（tc）的总累积掺入物剂量，并且tp表示混凝土负载被安排倾倒所处的时间。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.26 US 62/3996361.一种用于使用处理器控制的系统和输送混合器卡车混合器滚筒来将水泥增塑剂化学掺入物投配到输送混合器卡车中包含的混凝土负载中的方法，包括：（A）向输送卡车的可旋转滚筒中提供混凝土混合物负载，所述混凝土混合物负载具有已知体积；（B）提供具有从至少四个剂量获得的数据集的处理器可访问的数据库，其中，数据集包括添加化学掺入物之前的坍落度特征、添加化学掺入物之后的坍落度特征、被添加以实现坍落度特征中的变化的化学掺入物的体积以及化学掺入物所被添加到的混凝土的体积或其组合；（C）在运输期间，从至少批处理起直到化学掺入物的投配至少每五分钟使用处理器单元监视所述卡车滚筒中的所述混凝土混合物负载，以计算所述混凝土混合物负载的掺入物剂量施用时间（其由ta指定），所述计算基于i.所安排的倾倒时间（其由tp指定）；ⅱ.在倾倒下实现所述目标坍落度特征所要求的坍落度特征增加（其由ΔS指定），其中所述坍落度特征增加是使用关系ΔS=ST-Sc来计算的，其中ST表示目标坍落度特征，并且Sc表示运输期间的所述混凝土混合物负载的当前坍落度特征；ⅲ.实现所述坍落度特征增加ΔS所要求的剂量（其由DΔS指定），其基于当前坍落度特征（其由SC指定）以及以上在步骤（B）中描述的数据；其中掺入物剂量施用时间（其由ta指定）是通过关系ta=tp-th来计算的，其中th至少基于添加所述化学掺入物所要求的时间；以及（D）当当前时间（tc）等于或超过施用时间（tc≥ta）时，施用所述掺入物剂量，使得以下关系被满足：DΔS>Dc/(tc-tb)×(tp-ta)其中，tc表示所述当前时间，ta表示所述掺入物剂量施用时间，DΔS表示从当前坍落度特征实现目标坍落度特征所要求的剂量，Dc表示自从批处理的时间（tb）直到当前时间（tc）的总累积掺入物剂量，并且tp表示混凝土负载被安排倾倒所处的时间。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（B）中，所述坍落度特征是坍落度或坍落流。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（B）中，从至少十个剂量获得具有数据集的所述处理器可访问的数据库。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（B）中，从至少五十个剂量获得具有数据集的所述处理器可访问的数据库。5.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（B）中，具有数据集的所述处理器可访问的数据库还包括：关于向其进行所述化学添加的混凝土的混合设计的信息、关于向其进行所述化学添加的所述混合器...

【专利技术属性】
技术研发人员：GA戈德斯坦，MF罗伯茨，NA特雷格尔，全炳和，K哈斯拉蒂，
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