CN105102370A - 在混凝土的制造期间施加二氧化碳的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开内容涉及用于将CO2施加至混凝土的系统和方法，其可原位或者通过单独的、独立的工艺进行。根据本文中公开的另一实施方式，还提供用于将CO2施加至在混凝土的制造中使用的一种或多种材料的系统和方法。

Description

在混凝土的制造期间施加二氧化碳的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年2月4日提交的同时待审美国临时专利申请No.61/760,319的优先权权益，将其全部内容完全引入本文作为参考。
技术领域
本发明实施方式总体上涉及在混凝土的制造中使用的系统和方法。更具体地，本公开内容涉及用于在混凝土的制造期间使用二氧化碳的系统和方法。
背景技术
水泥和混凝土的制造是在本领域中公知的。混凝土具有在许多行业中高度有益的许多用途并且可被制造成执行许多功能。例如，混凝土被广泛用在商业建筑中和用于市政工程。这些工程中使用的混凝土可为经预热的、经预加应力的和经增强的。
不幸地，已知混凝土中使用的水泥的制造以及混凝土的制造两者产生大量的二氧化碳(CO2)。根据美国能源信息管理局，水泥制造厂是大气中二氧化碳污染的重要来源。当制造水泥时，对石灰石原料进行加热并且从石灰石释放CO2。水泥制造厂在水泥制造过程中使用显著量的能量来加热灰石原料，导致进一步的CO2释放和烃排放。已知试图将CO2夹带在混合的混凝土(拌好的混凝土，mixedconcrete)中以降低进入到大气中的CO2排放的系统和方法。已经尝试使用CO2加强混凝土的其它系统和方法。然而，这些已知的系统和方法均具有与其有关的缺点或问题，所述缺点或问题在本公开内容得以解决。
发明内容
本发明实施方式考虑涉及在混凝土和/或用于制造混凝土的材料的制造中使用二氧化碳(CO2)的新型工艺和设备。与制造混凝土的现有技术方法相比，根据本发明实施方式的系统和方法在混凝土的制造之前或期间将CO2施加(应用，apply)于混凝土和/或混凝土材料具有许多益处。
在本发明实施方式的所述许多益处之中有混凝土制造期间所需要的水泥的量的减少和降低的用于制造混凝土的能量消耗。根据本发明实施方式将CO2添加至混凝土导致每单位混凝土的水泥组分重量(典型地以磅水泥/立方码混凝土或者千克水泥/立方米混凝土度量)的减少。按照重量和按照体积，水泥典型地是混凝土混合料(混凝土拌合料，concretemix)的主要组分的最昂贵部分。通过将混凝土用CO2处理，一立方米或立方码混凝土的总成本降低。除了减少制造混凝土所需要的水泥的量以及与混凝土混合料中的水泥有关的成本方面的相应减少之外，混凝土的制造的总成本也通过将CO2添加至混凝土而减少，容许以较低的总成本制造一立方码混凝土或立方米混凝土。
将CO2添加至混凝土混合料的进一步益处是可用于制造混凝土的水与水泥的比率的提高。使用本发明的方法和系统制造的新鲜混合的混凝土(刚拌好的混凝土，freshlymixedconcrete)实现了所需要的坍落度(新鲜混合的混凝土的和易性(workability)的量度)，尽管用于制造混凝土的水与水泥的比率与对于使用已知方法制造的混凝土而言可能的相比更大。因此，本发明改善新鲜混合的混凝土的稠度和和易性。
本发明的一个方面是提供制造如下混凝土的系统和方法：其与使用已知方法制造的混凝土相比具有提高的断裂强度和提高的断裂强度一致性。与使用已知方法制造的混凝土的对照样品相比，根据本发明实施方式将CO2添加至混凝土显著地改善混凝土的断裂强度(混凝土的关键物理性质)。使用本发明实施方式的方法和设备制造并用CO2处理的混凝土样品的断裂强度试验显示，与使用其它已知方法制造的混凝土相比，断裂强度的变化率减少50％-80％。此外，将混凝土用CO2处理导致更一致的混凝土混合料。因此，本发明由于用CO2处理的混凝土的期望的结构性质而容许混凝土制造商和用户配制更精确的混凝土混合料设计(concretemixdesign)。
本发明的另一益处是新鲜混合的混凝土的温度的降低。当将液态二氧化碳从罐或存储容器注射到混合器中时，液态二氧化碳在大气压下相变为气态和固态二氧化碳两者。在大气压下，固态CO2必须为-109°F(-78.5℃)或更低。因此，根据本发明实施方式施加至混合着的混凝土的CO2使新鲜的混凝土混合料与注射到所述混凝土混合料中的CO2的量成比例地冷却。已知降低新鲜混合的混凝土的温度使固化的混凝土的强度提高。降低混凝土的温度的方法和设备是本领域中通常已知的，如美国专利No.8,584,864和美国专利申请No.14/056,139中所公开的，将其完全引入本文作为参考。因此，通过使混凝土混合料冷却，本发明实施方式使所得固化的混凝土的强度提高。
本发明实施方式的系统和方法还制造这样的混凝土：其具有降低的渗透性和降低的降解(退化)率，从而提高所述混凝土以及用所述混凝土制得的结构体的使用寿命。本领域技术人员知晓，混凝土的碳化(碳酸化)水平随着时间提高，从而降低混凝土的渗透性。换而言之，混凝土内的小的间隙空间被来自碳化反应的碳化产物所填充。本发明使碳化过程加速，导致与使用已知方法制造的混凝土相比具有更低渗透性的初始混凝土产物。越低渗透性的混凝土越不易受到在氧气、水、和其它液体或者污染物渗透混凝土并且导致混凝土内的钢筋构件的氧化(或“生锈”)时出现的环境降解。正常的冻/融循环还可通过在混凝土结构体内产生裂缝而使被氧气、水、和其它液体所渗透的混凝土的强度降低。因此，用通过本发明的系统和方法的实施方式制造的混凝度制造的结构体具有提高的使用寿命。
通过在混凝土混合过程期间在水泥的水合期间将CO2捕集和/或隔绝(sequester)在混凝土中并且与CO2反应，本发明实施方式还有助于降低水泥和混凝土制造的CO2足迹(footprint)。在使用本发明的方法和系统的混凝土制造期间消耗的能量的量也减少，因为制造给定量的混凝土所需要的水泥的量减少。通过在混凝土的制造中消耗CO2，本发明使混凝土制造期间的CO2(据信对全球变暖有贡献的已知温室气体)的排放减少。此外，通过减少制造混凝土所需要的水泥的量，本发明实施方式使水泥制造长的能量消耗和温室气体排放进一步减少。
本发明实施方式的另一方面是提供用于在混凝土制造过程中施加CO2的系统和方法。根据变化的实施方式，该施加可采取在混凝土或者用于制造混凝土的混凝土材料的制造期间夹带、隔绝或者消耗CO2的形式。在本文中描述的变化的实施方式中，所述系统和方法可在储存用于制造混凝土的材料处(例如，在制造场所中的大的容器或者“陶质容器(pig)”、或者其它存储装置中)“原位”进行，或者可替代地通过单独的子过程进行。本发明实施方式将CO2捕集和/或隔绝在混凝土中，导致混凝土制造期间减少的CO2排放和使温室气体污染减少。申请人的发明包括在混凝土制造期间施加CO2的特别的控制、注射和装置，其描述和显示于下。
在一个实施方式中，提供用于将二氧化碳施加至混凝土或混凝土材料的设备。所述设备包括用于存储液态二氧化碳的存储容器。至少一个称重传感器(loadcell)附于所述存储容器用于测定所述存储容器以及存储在其中的二氧化碳的重量。所述至少一个称重传感器与系统控制器连通(通讯)并且所述至少一个称重传感器能用于将与所述重量有关的信息传输至所述系统控制器。管路(piping)使所述存储容器与注射组件互连。所述管路能用于将二氧化碳输送至所述注射组件。所述管路是在将二氧化碳保持为液态的温度和压力下能使用的。在一个实施方式中，所述管路与所述存储容器的互连适于从所述存储容器仅提取液态二氧化碳。控制阀靠近所述存储容器并且当所述控制阀处于关闭配置时能用于防止二氧化碳进入所述管路，并且当所述控制阀处于打开配置时所述控制阀使得二氧化碳能够进入所述管路。所述控制阀与所述系统控制器连通。
所述设备包括用于在所述注射组件接收二氧化碳之前将气态二氧化碳从液态二氧化碳分离的与所述管路流体连通的液体-气体分离器。所述液体-气体分离器具有用于将气态二氧化碳从所述设备释放的排气口(通风口)。在一个实施方式中，所述气态二氧化碳通过所述排气口释放至大气。在另一实施方式中，通过所述液体-气体分离器从液态二氧化碳分离的气态二氧化碳通过将所述存储容器与所述液体-气体分离器的排气口互连的第二管路返回至所述存储容器。
所述注射组件接收来自所述管路的二氧化碳并且将二氧化碳注射到混凝土混合器或者混凝土材料容器中。在一个实施方式中，所述注射组件能用于在二氧化碳通过所述注射组件时使二氧化碳的温度降低至不超过约-109°F。在另一实施方式中，对于所述混合器或混凝土材料容器中每立方码的混凝土混合料，所述注射组件将约1-约27磅的二氧化碳注射到所述混合器或者混凝土材料容器中。在还另外的实施方式中，所述注射组件能用于使二氧化碳改变状态为固态二氧化碳和气态二氧化碳的混合物和将所述固态和气态二氧化碳的混合物注射到所述混合器中。
所述系统控制器能用于控制所述控制阀、所述注射组件、所述液体-气体分离器、所述混合器、以及与所述系统控制器连通的其它传感器和受控装置。在一个实施方式中，所述系统控制器能用于在所述系统控制器确定所述存储容器和存储在其中的二氧化碳的重量已经降低预定量时发送使所述控制阀移动至关闭配置的信号。在另一实施方式中，所述系统控制器能用于在预定量的时间之后发送使所述控制阀移动至关闭配置的信号。
在一个实施方式中，所述设备进一步包括与所述管路流体连通并且与所述系统控制器连通的质量流量控制器。所述质量流量控制器测量流经所述质量流量控制器的二氧化碳的质量并且将与所述质量有关的信息传输至所述系统控制器。所述系统控制器能用于在所述系统控制器确定预定质量的二氧化碳已经流经所述质量流量控制器时发送使所述控制阀移动至关闭配置的信号。在还另外的实施方式中，所述设备进一步包括能用于测定何时气态二氧化碳与所述管路的控制阀接触的液态二氧化碳传感器。所述液态二氧化碳传感器与所述系统控制器连通并且能用于将与所述接触有关的信息传输至所述系统控制器。所述系统控制器能用于在所述液态二氧化碳传感器确定气态二氧化碳与所述控制阀接触时发送使所述控制阀移动至关闭配置的信号。在本发明的再另外的实施方式中，通过所述系统控制器控制所述设备。
在一个实施方式中，所述设备进一步包括所述材料容器。所述材料容器包括具有面对所述材料容器的内部腔室的出口的多个注射器。所述多个注射器包括在所述材料容器的外部表面上的入口。所述多个注射器的入口与所述注射组件互连。在还另外的实施方式中，所述材料容器包括密封所述内部腔室的封闭物(closure)并且所述内部腔室在其被密封之后可被加压。所述系统控制器能用于控制所述多个注射器的入口并且可发送打开或者关闭与所述材料容器互连的一个或多个压力阀以提高或者降低所述内部腔室内的压力的信号。所述系统控制器还能用于单独地控制所述多个注射器的入口的每一个和单独地控制所述一个或多个压力阀。因此，所述系统控制器可发送降低到一个入口或者到多个入口的二氧化碳流量的信号，并且可向第二入口或者向多个入口发送提高通过所述第二入口或者多个入口的二氧化碳流量的第二信号。
在另一实施方式中，所述设备包括所述混合器。所述混合器具有拥有孔的混合腔室。所述混合腔室接收来自所述注射组件的二氧化碳并且接收预定量的混凝土材料。所述混合腔室能用于混合二氧化碳和所述预定量的混凝土材料。在再另外的实施方式中，封闭物与所述混合器互连以密封所述混合腔室的孔并且所述混合腔室在所述封闭物密封所述孔之后被加压。所述混合腔室能用于将二氧化碳和所述预定量的混凝土材料在经加压的混合腔室中混合。在还另外的实施方式中，所述控制器能用于发送启动和停止所述混合器、打开和关闭所述封闭物的信号，发送打开和关闭与所述混合器的混合腔室互连的一个或多个卸压阀的信号。
本发明实施方式的另一方面是提供在混凝土的制造期间将二氧化碳施加至混凝土的方法，所述方法总体上包括：(1)确定存储容器中是否存在足够的二氧化碳；(2)在确定所述存储容器中存在足够的二氧化碳之后，启动混合器；(3)将预定量的混凝土材料置于所述混合器的混合腔室中，其中所述混合腔室具有孔；(4)确定注射组件是否处于将二氧化碳注射到所述混合器的混合腔室中的位置，其中所述注射组件通过与所述存储容器、控制阀、液体-气体分离器、和所述注射组件互连的管路与所述存储容器流体连通；(5)在确定所述注射组件处于将二氧化碳注射到所述混合腔室中的位置之后，使所述控制阀移动至打开配置以容许液态二氧化碳离开所述存储容器和进入所述管路；(6)通过所述液体-气体分离器将气态二氧化碳从所述管路中的液态二氧化碳分离，其中将气态二氧化碳从所述管路通过排气口释放至大气，和其中液态二氧化碳通过所述管路继续去往所述注射组件；(7)通过所述注射组件将二氧化碳注射到所述混合器的混合腔室中，其中所述注射组件能用于使液态二氧化碳改变状态为固态二氧化碳和气态二氧化碳的混合物；(8)确定已经将预定量的二氧化碳注射到所述混合器的混合腔室中；(9)在确定已经将预定量的二氧化碳注射到所述混合腔室中之后，使所述控制阀移动至关闭配置以防止液态二氧化碳离开所述存储容器；(10)将所述混凝土材料和二氧化碳混合，直至所述混凝土材料和二氧化碳之间的化学反应完成；和(11)将混凝土从所述混合器的混合腔室排放。在一个实施方式中，通过系统控制器控制所述方法。
任选地，所述方法可进一步包括：在将所述混凝土材料和二氧化碳置于所述混合腔室中之后用封闭物密封所述混合腔室的孔，和在密封所述混合腔室的孔之后提高所述混合腔室中的压力。在一个实施方式中，所述方法包括将减水剂和加气剂(空气夹带剂，airentrainmentagent)的至少一种添加至在所述混合器的混合腔室中的混凝土材料。在一个实施方式中，所述减水剂为BASF200N。在另一实施方式中，所述减水剂为BASF322。在再另外的实施方式中，所述减水剂为BASF3400NV。在一个实施方式中，所述加气剂为BASF的MB-AETM90。应理解，其它减水剂、加气剂、和外加剂(掺和物，admixture)可与本发明的方法和设备一起使用并且在本发明的范围和精神内，如本领域普通技术人员将认识到的。
在还另外的实施方式中，确定已经将预定量的二氧化碳注射到所述混合器的混合腔室中包括如下的至少一种：测量所述存储容器的重量和/或测量已经从所述存储容器流出的二氧化碳的质量。
在本发明的另一方面中，提供将二氧化碳施加至在混凝土的制造中使用的混凝土材料的方法。所述方法总体上包括：(1)在存储容器中提供二氧化碳的供应；(2)将混凝土材料置于材料容器的腔室中，其中所述材料容器具有多个注射器，其中所述多个注射器各自具有控制通过所述注射器的二氧化碳的流量的阀，其中所述多个注射器各自具有在所述腔室的外部表面上的入口，和其中所述多个注射器各自具有引导到所述腔室中的出口；(3)使所述存储容器与所述材料容器的所述多个注射器的入口互连；(4)使与所述存储容器和所述多个注射器流体连通的控制阀移动至打开配置以容许二氧化碳离开所述存储容器并且通过所述多个注射器进入到所述材料容器的腔室中；和(5)在确定已经将足够量的二氧化碳添加至所述材料容器中的混凝土材料之后，使所述控制阀移动至关闭配置。在一个实施方式中，可向所述混合器中的混凝土材料添加减水剂和/或加气剂。在另一实施方式中，所述减水剂为BASF322。在再另外的实施方式中，所述减水剂为BASF3400NV。在一个实施方式中，所述加气剂为BASF的MB-AETM90。应理解，其它减水剂、加气剂、和外加剂可与本发明的方法和设备一起使用并且在本发明的范围和精神内，如本领域普通技术人员将认识到的。
附图说明
图1为根据本发明的一种优选实施方式的用于在混凝土制造过程中施加CO2的系统的流程图；
图2为根据本发明的另一实施方式的用于将CO2施加至混凝土材料的系统；
图3为根据本发明的再另外的实施方式的用于在混凝土制造过程中施加CO2的系统；
图4为根据本发明的用于施加CO2并且涉及图3中所示系统的方法的优选实施方式的流程图；和
图5为根据本发明实施方式的系统控制器的框图。
为了帮助理解本发明实施方式，以下提供在附图中存在的部件和相关编号的以下列表：
编号部件
2系统
4存储容器
6管路
8混合器
10罐(tank)隔离阀
12液体/气体传感(感测，sensing)仪器
14自动化注射阀
16注射组件
17注射器
18系统
20切断阀
22减压阀
24气体净化器
26泵送线路(连接，connection)
28法兰
30阀
32质量流量控制器
33材料容器
34系统
36二氧化碳
38称重传感器
40线路(连接)
42系统控制器
44混凝土材料
46位置传感器
48用户界面
50电子装置
52有线网络
54无线网络
56控制阀
58液体-气体分离器
59液态CO2传感器
60气态二氧化碳
62入口
64出口
66固态二氧化碳
68混凝土
70方法
72开始
74调节CO2的期望量的设定点
76确定存储容器中的CO2的量
78启动混合器
80填充混合器
82确定注射器组件和混合器的位置
84开始CO2递送
86打开控制阀
88CO2离开存储容器
90分离液态和气态CO2
92液态CO2进入注射组件的入口
94液态CO2改变状态
96将固态和气态CO2从出口排放到混合器中
98确定所递送的CO2的量
100关闭控制阀
102确定混凝土是否混合和CO2反应是否完成
104排放混凝土
106方法结束
110计算机
112传感器阵列
114受控装置
116存储器
118处理器
120控制器
122显示器
124输入装置
具体实施方式
虽然以下正文阐述了含有不同要素的详细描述，但是应理解，所述描述的法律范围由在本公开内容结束时所阐述的权利要求的措辞所限定。所述详细描述应被解释为仅是示例性的并且没有描述每个可能的实施方式，因为描述每个可能的实施方式如果不是不可能的将是不实际的。许多替代实施方式可使用当前技术或者在本专利的申请日之后开发的技术实施，其仍然落在权利要求的范围内。
根据本发明的一些实施方式，将CO2施加至混凝土或者替代地施加至在混凝土的制造中使用的混凝土材料的一种或多种的系统和方法描绘于图1-5中。现在参照图1，示出了根据一种优选实施方式的用于将CO2施加至混凝土或者混凝土材料的系统2。利用器皿(容器，vessel)或者存储容器4存储液态CO2。存储容器4可为本领域技术人员已知的任何材料、形状或尺寸并且可通常竖直地或者水平地安置。管路6或其它导管使存储容器4与混合器8互连并且用于将预定量的CO2输送至混合器8。管路6可为柔性或者大体上(通常，generally)刚性的。在一个实施方式中，管路6的至少一部分由柔性的超高真空(UHV)软管组成。对于本发明实施方式，可使用本领域技术人员已知的各种类型的混合器8，包括例如，倾斜鼓式混合器、单和双轴强制式混合器(螺旋浆叶式搅拌运输机)、桨式混合器、加压反应器/混合器、车装式混合器(混凝土搅拌车，truckmountedmixer)、运拌车连续混合器(transitmixtruckscontinuousmixer)、及具有可用封闭物密封的混合腔室的混合器。
系统2包括罐隔离阀10、液体/气体传感仪器12、和自动化注射阀14的一个或多个以调节在存储容器4和混合器8之间CO2的流量。一个或多个注射组件16(其也可被称为雪角(snowhorn))将CO2施加至混凝土和/或直接施加至在混凝土的制造中使用的混凝土材料的一种或多种。对于本发明而言适合用作注射组件16的雪角是公知的。例如，题为“ApparatusforIntermittentlyProducingCarbonDioxideSnowbyMeansofLiquidCarbonDioxide”的美国专利No.3,667,242(将其完全引入本文作为参考)总体上公开了用于根据需要以受控的间歇方式产生二氧化碳雪花(carbondioxidesnow)的改进的雪角。
通常在混合期间在混凝土材料开始组合的同时将CO2注射到混合器8中。CO2可以气态、液态或者固态施加至混凝土或混凝土材料。注射组件16允许将CO2直接分配到所有类型的混合器8中。
可在混凝土制造设施、集中混合分批投配设备(centralmixbatchplant)处、或者在施工现场处制造期间在使用时使注射组件16处于将CO2与混凝土混合器8连通。替代地，混凝土混合器8可被材料容器或者容纳混凝土或者在制造混凝土中使用的混凝土材料的其它结构体(包括混凝土材料的堆(stack)或者堆积体(pile))代替。例如，二氧化碳可通过系统2递送至使用现有结构体和装备存储在施工现场的混凝土材料。在施工现场处，水泥和其它混凝土材料通常搁在材料容器中，例如，在水泥的情况下，搁在称作“陶质容器”的容器中。所述材料容器的内部表面包括多个面向内部的注射器出口。管线(tubing)或管路使所述多个注射器的入口与压缩空气的来源互连。在已知装备中，压缩空气通过所述多个注射器的一个或多个注射到所述材料容器中进入到混凝土材料中以使混凝土材料“流化”，使得它们从所述材料容器流出。此外，压缩空气也经常被注射到递送卡车中的水泥中以将水泥从所述卡车转移到存储设施中。在一种优选的实施方式中，本发明的系统和方法利用现有的用于使混凝土材料和水泥流化的结构体和注射器以将CO2施加至混凝土和/或混凝土材料和以实现本文中描述的施加CO2的益处。例如，在一个优选的实施方式中，系统2与材料容器的注射器互连，代替压缩空气的来源。当需要所述材料容器中的混凝土材料用于制造一批混凝土时，系统2将来自容器4的压缩气态CO2通过所述多个注射器注射到所述材料容器中，使混凝土材料流化并且将混凝土材料用CO2处理。可单独控制所述多个注射器的每一个，使得可精确地控制CO2的流量并且可选择性地通过所述多个注射器的一些或全部注射CO2。此外，可单独地控制通过所述多个注射器的每一个的CO2的流速，使得一些注射器可被部分地打开，容许低的CO2流速，而其它注射器可容许较大的CO2流速。在本发明的替代实施方式中，CO2的施加是通过单独的和/或另外的装备进行的，如将从本文中提供的详细描述和附图的审阅理解的。
在一个实施方式中，施加至混凝土和/或混凝土材料的CO2的量的控制可通过如下实现：将称重传感器(或秤)连接至CO2存储容器4，且不断地监测容器4以及该容器内的CO2的重量。可将系统控制器(描述于下)设定为当已经从容器4分配预设重量的CO2时打开和关闭一个或多个阀。换而言之，一旦所述控制器确定存储容器4和其中的CO2的组合重量已经降低了与要注射到混凝土混合料中的CO2的期望重量对应的预定量时，所述系统控制器将产生关闭一个或多个阀的信号以停止来自存储容器4的CO2的流动，保证适当量的CO2已经被注射到混凝土和/或混凝土材料中。本申请人已经发现，将太多的CO2注射到所述工艺中是不期望的并且可消极地影响混凝土的品质。因此，监测容器4的差动(差异)重量以控制所分配的CO2的量保证了将预定量的CO2施加至混凝土以实现混凝土的期望设计特性。本申请人已经发现，约1-27磅CO2/立方码混凝土的添加使混凝土混合料的断裂强度和物理性质提高。这仅是一个实例并且应理解，添加至混凝土的CO2的量可基于混凝土以及添加至混凝土的组分和外加剂的不同设计要求而变化。例如，在一种实施方式中，每立方码混凝土添加超过约27磅CO2。
控制施加至混凝土和/或混凝土材料的CO2的量的另一方法是通过定时的施加。在该实施方式中，将定时器继电器开关设定成打开阀10并且容许CO2注射到混合料中达设定量的时间。阀10保持打开的时间长度可基于存储容器4中的CO2的压力和/或通过注射组件16监测的CO2的流速确定。在再另外的实施方式中，通过用户手动地打开或关闭一个或多个阀，可手动地将CO2添加至混凝土和/或混凝土材料。
为了提升本文中所公开的系统和方法，对于系统2，还可包括另外的元件和装备。例如，关于以下图2-5所描述的装备可与以上结合图1描述的本发明的实施方式一起使用。
用于将CO2施加至混凝土或混凝土材料的系统18的另一实施方式示于图2中。与以上讨论的系统2类似，系统18具有通过管路6A、6B与注射组件16A流体连通的含有二氧化碳的存储容器4A。所述管路包括柔性的6A部分和大体上刚性的6B部分两者。系统18可包括如下的一个或多个：切断阀20、减压阀22、气体净化器24、具有法兰28的泵送线路26、和一个或多个阀30。通过使用与低温控制阀30A连接的质量流量控制器32控制施加至混凝土混合料或混凝土材料的CO2的量。质量流量控制器32测量和连续地报道已经通过质量流量控制器32流动至系统控制器(描述于下)的CO2的质量。当所述系统控制器确定预设质量的CO2已经通过质量流量控制器32时，所述系统控制器发送关闭控制阀30A、切断阀20、和/或在注射组件16A内的一个或多个阀的信号。各种质量流量控制器32和控制阀30A是能商购获得的并且适合于与本发明实施方式一起使用。可与本发明一起使用的阀的两个实例包括低温阀和液态CO2电磁阀。Instruments240型低温质量流量控制器是适合用于本发明中的低温质量流量控制器的一个实例。通过重量、时间、质量、或者手动施加来计量CO2的方法可组合和或替代地使用。在一个实施方式中，可通过如下的的组合将CO2施加至混凝土混合料：使用称重传感器通过重量、结合质量流量控制器通过质量、通过时间、和/或通过手动施加来计量CO2。任选地，用户可手动地打开和关闭阀20、30A和注射组件16A的阀。
在图2中所示的实施方式中，注射组件16A已经通过管路6A与具有用于存储混凝土材料的内部腔室的材料容器33或者“陶质容器”的多个注射器17互连。注射器17具有向内引导或者面对所述材料容器的内部腔室的出口。注射器17的入口位于所述材料容器的外部表面上。多个注射器17各自具有阀，所述阀可被开动以单独地控制通过注射器17的CO2的流量。所述控制器能用于发送信号至多个注射器17的每一个以打开或者关闭注射器17的阀和提高或者降低通过注射器17的每一个的CO2的流量。所述存储容器的腔室具有开放的孔。根据本发明的一个实施方式，通过打开一个或多个阀20、30、30A，将二氧化碳的供应经由注射器17施加至材料容器33的内部，将材料容器33中的混凝土材料用CO2处理。在再另外的实施方式中，将液态CO2施加至材料容器33中的混凝土材料。任选地，封闭物可与材料容器互连以密封所述孔以防止注射到所述材料容器中的CO2逸出。在一个实施方式中，在将所述孔通过所述封闭物密封之后可对所述腔室进行加压。
现在参照图3和4，对根据一个具体实施方式的系统34和方法70进行说明。虽然图4中示出了方法70的步骤的一般顺序，但是方法70可包括更多或者更少的步骤或者步骤的顺序可与图4中所示出并且在本文中所描述的方法70不同地排列。
当将要递送至混合器8A的二氧化碳36的期望量输入74到系统控制器42中时，方法70开始72。该设定点可为CO2的重量或质量。所述设定点可从预定混合物的列表基于所制造的混凝土的设计规格选择，其可显示在与系统控制器42连通的用户界面48中。替代地，通过用户界面48，用户可将要递送至混合器8A的二氧化碳的自定义量输入到控制器42中。用户界面48可通过与系统控制器42物理地分离的便携式电子装置50产生。电子装置50的实例包括运行适合于与系统控制器42交互并且能够通过有线52或者无线54网络与系统控制器42通讯的软件或者应用(或者“app”)的智能手机、平板装置、膝上型计算机、其它便携式计算机、或者其它装置。电子装置50可产生用户界面48以使得用户例如水泥车操作员能够访问系统控制器42以控制系统34和方法70。在一个实施方式中，通过使用电子装置50经由互联网线路与系统控制器42通讯，用户可访问如下、从如下接收信息和控制如下：系统控制器42以及与其信号连通的传感器阵列和受控装置。
在将待添加至混凝土混合料的CO2的期望量的设定点输入74至系统控制器42中之后，系统控制器42确定76在存储容器4B中是否存在足量的二氧化碳。称重传感器38被附于存储容器4B并且不断地监测存储容器4B以及其中包含的液态二氧化碳36和气态二氧化碳60的组合重量。存储容器4B以及其中的二氧化碳的组合重量通过线路40被连续地传输至系统控制器42。通过将容器4B的已知空重从容器4B以及其中的二氧化碳的组合重量扣除，所述控制器可确定存储容器4B中的CO2的重量。如果系统控制器42确定76不足量的二氧化碳36是可用的，则方法70返回直至在存储容器4B中足量的二氧化碳是可用的。如果系统控制器42确定76有足量的二氧化碳可用，则方法70继续至78并且系统控制器42通过线路40发送信号以启动混合器8A。
将混合器8A的混合腔室用混凝土材料44(例如，石头、沙子、其它聚集体、水、其它水泥质材料、外加剂和水泥)按照期望的配合比设计填充80并且混合继续。在一个实施方式中，与系统控制器42连通的传感器能用于测量要添加至混凝土混合料的混凝土材料44的重量或体积。系统控制器42还能用于控制将待添加至混凝土混合料的混凝土材料44输送至混合器8A的混合腔室所需要的传送带、带、管道、或者阀。
本领域技术人员将认识到，各种混凝土材料44和外加剂可如由基于混凝土的用途和期望特性的设计考虑所要求的那样添加至混凝土混合器8A。可将混凝土材料44添加至混合器8A，混凝土材料44包括但不限于塑料、聚合物混凝土、染料、颜料、化学和/或矿物外加剂、或者可以各种各样的类型表示的类似材料以及具有各种成分组合的组成混合物。当在混合器8A中组合时，所选择的混凝土材料44产生具有期望特性的混凝土。本申请人已经发现，将减水剂和/或加气剂添加至混合器8A中的混凝土材料44是有利的。适合用于本发明中的减水剂包括，仅举例来说，200N减水外加剂、322N减水外加剂、和3400NV高等级(高范围，high-range)减水外加剂，其各自由BASF制造。合适的加气剂的一个实例是BASF的MB-AETM90加气外加剂。应理解，其它减水剂、加气剂、和外加剂可与本发明的方法和设备一起使用并且在本发明的范围和精神内，如本领域普通技术人员将认识到的。
注射组件16B或者雪角相对于混合器8A的位置通过传感器46监测并且通过线路40传输至系统控制器42。传感器46可包括光学、线性、或者角度位置传感器，所述光学、线性、或者角度位置传感器尤其跟踪注射组件16B和混合器8A的各种活动部件的相对和/或绝对位置以及固定和活动部件的对准(alignment)。可通过系统控制器42移动、安置和指向注射组件16B、混合器8A、和传感器46。当系统控制器42确定82注射组件16B处于相对于混合器8A的合适位置时，方法70继续并且用户可通过按下用户界面48上的“启动”按钮或者其它按钮而开始84二氧化碳的递送。系统控制器42然后通过线路40发送信号以打开控制阀56。阀56打开86并且液态36二氧化碳通过递送管路6离开88存储容器4B。
本发明人已经发现，当传输至注射组件16B的CO2的基本上全部处于液态36状态时，系统34的效率改善。系统34的管路6和其它部件被设计成在一旦CO2离开存储容器4B就将CO2保持在液态36状态所需要的温度和压力下操作。另外，将CO2存储容器4B安置成尽可能靠近注射组件16B使相变为气态60状态的液态二氧化碳36的量减少。
为了进一步提高液态36CO2相比于气态60CO2的比率，系统34包括液体-气体分离器58以将气态二氧化碳60从液态二氧化碳36分离90。气态二氧化碳60通过与所述液体-气体分离器的回流阀56A和所述存储容器互连的另外的管路6C返回至存储容器4B。任选地，气态二氧化碳60可通过排泄阀或排气口排出到大气中。在一个实施方式中，液体-气体分离器58包括具有将气态二氧化碳60排出到大气的第一位置的阀56A。阀56A具有将气态二氧化碳60通过另外的管路6C返回至存储容器4b的第二位置。液体-气体分离器58以及阀56A与系统控制器42信号连通40并且系统控制器42能用于控制阀56A。
还可通过将存储容器4B设计成保留气态二氧化碳60而提高管路6中存在的液态二氧化碳36的百分比。在一个实施方式中，将管路6与存储容器4B的下表面互连以从存储容器4b仅提取液态二氧化碳36，将气态二氧化碳60留在所述存储容器的顶部空间中。在一种优选实施方式中，将管路6与存储容器4B的底部互连。另外，系统34可包括适合于确定液态二氧化碳36是否靠近控制阀56的液态CO2传感器59并且可将通过传感器59采集的信息通过线路40发送至系统控制器42。液态CO2传感器59还能用于在气态二氧化碳60与管路6或者控制阀56接触时向系统控制器42传输信号。液态CO2传感器59可安置成靠近控制阀56。在一种实施方式中，液态CO2传感器59安置在存储容器4B内部。
任选地，液体-气体分离器58还可包括质量流量控制器。组合的分离仪器和质量流量控制器连续地监测所分离的气态二氧化碳60的质量和通过分离仪器58的液态二氧化碳36的质量并且将这些质量通过线路40传输至系统控制器42。系统控制器42可任选地使用从所述质量流量控制器传输的信息来确定何时已经递送了预设量的CO2，然后发送关闭控制阀56的信号。
在通过分离器58之后，液态二氧化碳36通过管路6继续并且进入92注射组件16B的入口62。从注射组件16B的入口62到注射组件16B的出口64的压力差使二氧化碳改变状态94从液体36到气体60和从液体36到固体66，使得从注射组件16B的出口64排出的CO2为固态二氧化碳66雪花和气态二氧化碳60的混合物。所述压力差还使CO2的温度降低。在一个实施方式中，所述压力差使CO2的温度降低至不超过-109°F。在另一实施方式中，CO2的温度降低至低于-109°F。将固态66和气态60二氧化碳的混合物排放96到混合器8A中。
根据本发明的一种优选实施方式，将混凝土68在通过将混合器8A的混合腔室用CO2淹没而产生的CO2气氛中混合。所述混合腔室可具有开放的孔。在本发明的一些实施方式中，可使适合于密封所述孔的封闭物与混合器8A互连。混合器8A的混合腔室含有已经被有意地富集有CO2的空气。根据该实施方式，所述混合腔室中的基本上所有空气被气态CO2置换。
本发明实施方式的一个方面是将混凝土68和CO2在拥有具有可用封闭物密封的孔的混合腔室的混合器8A中混合。所述混合腔室如上所述用混凝土材料44(例如石头、沙子、聚集体、水、水泥、和/或材料和外加剂)和CO2根据预定的配合比设计进行装载。任选地，可将CO2以液态36添加至混合器8A的混合腔室。所述混合腔室的孔然后通过所述封闭物被密封，并且混合器8A启动。任选地，在一个实施方式中，可在所述混合腔室通过所述封闭物被密封之后将CO2注射到所述混合腔室中。还可对混合器8A的经密封的混合腔室进行加压。所述混合腔室内的压力传感器将所述经密封的混合腔室内的压力通过线路40传输至所述系统控制器。系统控制器42可通过如下控制所述经密封的混合腔室内的压力：将预定量的CO2添加至所述混合腔室。控制器42还可打开与所述混合腔室互连的一个或多个阀以降低所述混合腔室内的压力以将所述压力保持为预定量或者在打开密封所述混合腔室的孔的封闭物之前卸压。使材料在混合过程期间保持被密封在混合腔室中的加压反应器是本领域技术人员已知的。将混凝土材料44和CO2在经密封的混合腔室中混合导致在混合过程期间几乎所有的CO2被隔绝在混凝土68中，在混凝土材料44中实现CO2的更完全反应和更大的饱和。
在另一实施方式中，可将固态二氧化碳66添加至在具有开放的或者密封的混合腔室的混合器8中的混凝土材料44。在该实施方式中，固态二氧化碳66将在混凝土材料44的混合期间与混凝土68反应并且升华进入混凝土68中。所述系统还可包括吊环/破碎机用于与固态二氧化碳66块或者干冰一起使用。可将块形式的普通的水冰添加至混凝土混合料代替混合水，以使所述混合料同时水合和冷却。可将用于将水冰块磨碎并且将磨碎的冰添加到在混合器8中的混凝土混合料中的工业中已知的装备改造成接受固态二氧化碳66块以添加至混凝土混合料。使用固态二氧化碳66既将混凝土混合料用CO2处理，又使混凝土混合料冷却。
系统控制器42连续地监测称重传感器38并且任选地，监测从任选的质量流量控制器传输的质量信息以确定98已经离开存储容器4B的二氧化碳36的以重量或质量计的量。当系统控制器42确定98已经递送了期望或者设定量的二氧化碳36时，系统控制器42通过线路40发送信号以关闭控制阀56。控制阀56关闭100并且来自存储容器4B的二氧化碳的流动停止。任选地，系统控制器42可通过在打开控制阀56之后预定量的时间发送关闭控制阀56的信号而控制递送至混合器8A的CO2的量。系统控制器42还能用于通过发送信号至控制阀56以提高或降低通过控制阀56的CO2的流量而控制递送至混合器8A的CO2的速率。
混合器8A中的气态60和固态66CO2与混凝土材料44混合98并且化学反应以改变混凝土的物理性质。混合器8A继续混合新鲜的混凝土和CO2，直至系统控制器42确定102混凝土被彻底地混合并且CO2的化学反应完成。将新鲜混合的混凝土68从混合器8A排放104并且方法70结束106。系统控制器42可发送信号至混合器8A，使混合器8A将混合的混凝土排放和使混合器停止。方法70可重复以制造后续批次的混凝土68。系统34可按比例变化以递送小的或者大的批次的用CO2处理的混凝土。例如，在一个实施方式中，系统34可制造大约1,000立方码混凝土/天。然而，这仅是一个实例并且本领域技术人员将理解，系统34可设计成每天制造更大或者更小量的混凝土。
在进行该优选实施方式的前述公开内容时明确理解的是，在所述方法中可包括其它步骤，或者省略一些步骤，并且为了实现本文中所描述的益处，所述步骤不一定必须以该精确的顺序发生。
在本发明的所有实施方式中，还可于在混合器8中混合混凝土材料44之前将液态36、气态60、和/或固态66CO2注射或者直接施加至混凝土材料44。可通过如下对沙子、石头、和其它细的或者粗的聚集体进行处理：将CO2注射到聚集体原料堆，将所述聚集体用CO2灌输(infuse)，将所述聚集体在富含CO2的气氛(例如，含有气态、液态、和/或固态CO2的密封的腔室或者存储罐)中保存，或者将所述聚集体浸泡在富含CO2的介质例如碳酸水中。可如下将水泥用CO2处理：通过改变水泥的制造工艺以提高保留在最终产物中的CO2的量，通过将CO2注射到水泥存储器皿或者“陶质容器”中，或者通过将水泥在富含CO2的气氛中保存。在一个实施方式中，可改变水泥制造工艺以减少在制造水泥的工艺中驱赶出的CO2的量或者通过在所述工艺添加CO2以在水泥中富集。
用于混凝土制造的其它水泥质材料例如飞灰、火山灰、或者粒化高炉矿渣粉(GGBFS)在添加至混合器8之前也可以与以上讨论的那些类似的方式用CO2处理。例如，可通过如下在将其它水泥质材料储存的同时将CO2注射到它们中或者添加至它们：将所述水泥质材料在富含CO2的气氛中保存。替代地，可改变水泥质材料的制造工艺以提高保留在最终产物中的CO2的量，例如，通过在所述工艺中添加CO2以在水泥质材料中富集。
在混凝土的制造中使用的水也可用作将CO2添加至混凝土68和/或混凝土材料44的传送机构。可将CO2注射到混合水中以显著地提高水的CO2含量。在根据本发明实施方式的混凝土68的制造中，也可使用碳酸混合水。所述水可为天然存在的碳酸水或者可为直接或间接地富集有二氧化碳的经加工的碳酸水。使混合水的CO2水平提高的处理或者加工水的任何方法可与本发明实施方式一起使用。在一个实施方式中，使用来自直接式烧烃加热器(directhydrocarbonfiredheater)的流出水将CO2添加至混凝土混合料。
也可使用混凝土添加剂和/或外加剂将CO2添加至混凝土材料44和/或混凝土混合料。例如，可将含有CO2或者起到释放CO2到混凝土混合料中或者促进CO2与混凝土混合料反应的作用的混凝土添加剂或化合物添加至混凝土和/或混凝土材料44。基于混凝土68的设计特性，可将预定量的混凝土添加剂或化合物添加至混凝土混合料以将期望量的CO2添加至混凝土68。
现在参照图5，说明与本发明的各种实施方式一起使用的系统控制器42。系统控制器42包括计算机110。计算机110可为通用个人计算机(包括，仅举例来说，运行各种版本的MicrosoftCorp.的WindowsTM和/或AppleCorp.的MacintoshTM操作系统的个人计算机和/或膝上型计算机)和/或运行任意各种的可商购获得的UNIXTM或者类UNIX的操作系统的工作站计算机。计算机110还可具有任何各种的应用，例如，数据库客户和/或服务器应用、和网络浏览器应用。替代地，计算机110可为任何其它电子装置，例如瘦客户计算机、便携式电脑、能上互联网的移动电话或者智能手机、和/或平板电脑。
计算机110经由线路40与传感器阵列112以及受控装置114信号连通。计算机110可接收或者处理来自传感器阵列112和受控装置114的部件的信息。传感器阵列112包括：液体/气体传感仪器12，质量流量控制器32，称重传感器38，位置传感器46，液态CO2传感器59，和其它传感器，包括压力传感器、流速传感器、温度计、湿度计、定时器等。受控装置114为具有通过计算机110控制的操作或特征的任何装置，包括混合器8、罐隔离阀10、液体/气体传感阀12、自动化注射阀14、注射组件16、注射器17、系统切断阀20、减压阀22、气体净化器24、阀30、质量流量控制器32、传感器46、控制阀56、阀56A、和液体-气体分离器58。受控装置还包括将混凝土材料输送至混合器和将混凝土材料装载到混合器中的传送带、带、管道、或阀。计算机110产生开动或者控制受控装置114的信号。计算机110通常包括软件控制的装置，其在存储器116中包括通过一个或多个处理器118可执行的许多模块。所述可执行模块包括接收和处理来自传感器阵列112的信号并产生合适的指令且将其传输至受控装置114的控制器120。
用户通过本领域技术人员已知的任何手段与控制系统42交互，所述手段包括显示器122和输入装置124例如键盘、鼠标、或者其它指示器，和/或通过姿态捕捉传感器捕捉的姿态，或表面(界面，surface)例如在手持或者便携式装置50上的触摸感应显示器。如本文中使用的术语“计算机可读取介质”指的是参与向用于执行的处理器提供指示的任何有形的存储和/或传输介质。这样的介质可呈现许多形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质、和传输介质。非易失性介质包括，例如，NVRAM、或者磁盘或光盘。易失性介质包括动态存储器，例如主存储器。计算机可读取介质的常见形式包括，例如，软盘、软磁盘、硬盘、磁带、或者任何其它磁介质、磁光介质、CD-ROM、任何其它光学介质、穿孔卡片、纸带、具有孔图案的任何其它物理介质、RAM、PROM、和EPROM、FLASH-EPROM、固态介质如存储卡、任何其它存储芯片或者卡盒、如下文中描述的载波、或者计算机可从其读取的任何其它介质。电子邮件的数字文件附件或者其它自包含信息档案文件或者档案文件组被认为是与有形存储介质相当的分配(distribution)介质。当将计算机可读取介质配置作为数据库时，应理解，所述数据库可为任意类型的数据库，例如关系、层次、面向对象和/或类似的数据库。因此，认为本公开内容包括有形存储介质或者分配介质以及现有技术公认的等同物和后继介质，其中存储本公开内容的软件实施。
虽然已经详细地描述了本公开内容的多种实施方式，但是明晰，本领域技术人员将想到那些实施方式的修改和变化。然而，应明确地理解，这样的修改和变化在如所附权利要求中阐述的本公开内容的范围和精神内。

Claims (20)

1.用于将二氧化碳施加至混凝土或混凝土材料的设备，所述设备包括：
用于存储液态二氧化碳的存储容器；
用于测定所述存储容器和存储在其中的二氧化碳的重量的至少一个称重传感器，所述至少一个称重传感器与系统控制器连通，所述至少一个称重传感器能用于将与所述重量有关的信息传输至所述系统控制器；
使所述存储容器与注射组件互连的管路，所述管路能用于将二氧化碳输送至所述注射组件，所述管路适合于将所述二氧化碳保持为液态；
靠近所述存储容器的控制阀，所述控制阀当设置成关闭配置时能用于防止二氧化碳进入所述管路，所述控制阀当设置成打开配置时能用于使得二氧化碳能够进入所述管路，并且所述控制阀设置成与所述系统控制器连通；
与所述管路流体连通的液体-气体分离器，所述液体-气体分离器能用于在所述注射组件接收二氧化碳之前将气态二氧化碳从液态二氧化碳分离，所述液体-气体分离器具有用于释放所述气态二氧化碳的排气口；
所述注射组件，其能用于从所述管路接收二氧化碳并且能用于将二氧化碳注射到混凝土混合器或混凝土材料容器中；和
所述系统控制器，其能用于控制所述控制阀和所述注射组件。
2.权利要求1的设备，其中所述系统控制器能用于在所述系统控制器确定所述存储容器和存储在其中的二氧化碳的重量已经降低预定量时发送使所述控制阀移动至关闭配置的信号。
3.权利要求1的设备，其中所述系统控制器能用于在预定量的时间之后发送使所述控制阀移动至关闭配置的信号。
4.权利要求1的设备，进一步包括与所述管路流体连通的质量流量控制器，所述质量流量控制器能用于测量流经所述质量流量控制器的二氧化碳的质量，所述质量流量控制器与所述系统控制器连通，所述质量流量控制器能用于将与所述质量有关的信息传输至所述系统控制器。
5.权利要求4的设备，其中所述系统控制器能用于在所述系统控制器确定预定质量的二氧化碳已经流经所述质量流量控制器时发送使所述控制阀移动至关闭配置的信号。
6.权利要求1的设备，其中所述管路与所述存储容器的互连适合于从所述存储容器仅提取液态二氧化碳。
7.权利要求1的设备，进一步包括能用于确定何时气态二氧化碳与所述管路的控制阀接触的液态二氧化碳传感器，其中所述液态二氧化碳传感器与所述系统控制器连通并且能用于将与所述接触有关的信息传输至所述系统控制器，其中所述系统控制器能用于在所述液态二氧化碳传感器确定气态二氧化碳与所述控制阀接触时发送使所述控制阀移动至关闭配置的信号。
8.权利要求1的设备，其中通过使所述存储容器与所述液体-气体分离器的排气口互连的第二管路将通过所述液体-气体分离器从液态二氧化碳分离的气态二氧化碳返回至所述存储容器。
9.权利要求1的设备，其中所述注射组件能用于在二氧化碳通过所述注射组件时使二氧化碳的温度降低至不超过约-109°F。
10.权利要求1的设备，其中所述注射组件能用于对于所述混合器或者材料容器中每立方码的混凝土混合料将约1-约27磅的二氧化碳注射到所述混合器或材料容器中。
11.权利要求1的设备，其中所述注射组件能用于使二氧化碳改变状态为固态二氧化碳和气态二氧化碳的混合物和将所述固态和气态二氧化碳的混合物注射到所述混合器中。
12.权利要求1的设备，进一步包括所述材料容器，其中所述材料容器具有拥有面对所述材料容器的内部腔室的出口的多个注射器，其中所述多个注射器的入口与所述注射组件互连，和其中所述系统控制器能用于控制所述多个注射器的每一个。
13.权利要求1的设备，进一步包括所述混合器，其中所述混合器具有拥有孔的混合腔室，其中所述混合腔室能用于接收来自所述注射组件的二氧化碳，其中所述混合腔室能用于接收预定量的混凝土材料，和其中所述混合腔室能用于将所述二氧化碳与所述预定量的混凝土材料混合。
14.权利要求13的设备，进一步包括能用于密封所述混合腔室的孔的与所述混合器互连的封闭物，其中在所述封闭物密封所述孔之后对所述混合腔室进行加压，和其中所述混合腔室能用于将所述二氧化碳与所述预定量的混凝土材料在经加压的混合腔室中混合。
15.权利要求13的设备，其中所述控制器能用于发送启动和停止所述混合器的信号，和其中所述控制器能用于发送打开和关闭与所述混合器的混合腔室互连的一个或多个卸压阀的信号。
16.在混凝土制造期间将二氧化碳施加至混凝土的方法，所述方法包括：
确定在存储容器中是否存在足够的二氧化碳；
在确定所述存储容器中存在足够的二氧化碳之后，启动混合器；
将预定量的混凝土材料置于所述混合器的混合腔室中，其中所述混合腔室具有孔；
确定注射组件是否处于将二氧化碳注射到所述混合器的混合腔室中的位置，其中所述注射组件通过与所述存储容器、控制阀、液体-气体分离器、和所述注射组件互连的管路与所述存储容器流体连通；
在确定所述注射组件处于将二氧化碳注射到所述混合腔室中的位置之后，使所述控制阀移动至打开配置以容许液态二氧化碳离开所述存储容器和进入所述管路；
通过所述液体-气体分离器将气态二氧化碳从所述管路中的液态二氧化碳分离，其中将气态二氧化碳从所述管路通过排气口释放至大气，和其中液态二氧化碳通过所述管路继续去往所述注射组件；
通过所述注射组件将二氧化碳注射到所述混合器的混合腔室中，其中所述注射组件能用于使液态二氧化碳改变状态为固态二氧化碳和气态二氧化碳的混合物；
确定已经将预定量的二氧化碳注射到所述混合器的混合腔室中；
在确定已经将预定量的二氧化碳注射到所述混合腔室中后，使所述控制阀移动至关闭配置以防止液态二氧化碳离开所述存储容器；
将所述混凝土材料和二氧化碳混合，直至所述混凝土材料和二氧化碳之间的化学反应完成；和
将混凝土从所述混合器的混合腔室排放。
17.权利要求16的方法，进一步包括：
在将所述混凝土材料和二氧化碳置于所述混合腔室中之后，用封闭物密封所述混合腔室的孔；和
在密封所述混合腔室的孔之后，提高所述混合腔室中的压力。
18.权利要求16的方法，进一步包括将减水剂和加气剂的至少一种添加至在所述混合器的混合腔室中的混凝土材料。
19.权利要求16的方法，其中确定已经将预定量的二氧化碳注射到所述混合器的混合腔室中包括如下的至少一种：测量所述存储容器的重量和测量已经从所述存储容器流出的二氧化碳的质量。
20.用于将二氧化碳施加至在混凝土的制造中使用的混凝土材料的方法，所述方法包括：
在存储容器中提供二氧化碳的供应；
将混凝土材料置于材料容器的腔室中，其中所述材料容器具有多个注射器，其中所述注射器具有在所述腔室的外部表面上的入口，和其中所述注射器具有引导到所述腔室中的出口；
使所述存储容器与所述材料容器的所述多个注射器的入口互连；
使与所述存储容器和所述多个注射器流体连通的控制阀移动至打开配置以容许二氧化碳离开所述存储容器并且通过所述多个注射器进入到所述材料容器的腔室中；和
在确定已经将足量的二氧化碳添加至所述材料容器中的混凝土材料之后，使所述控制阀移动至关闭配置。
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