DE102023117588A1 - METHOD OF PRODUCING ENVIRONMENTALLY FRIENDLY AND ULTRA HIGH PERFORMANCE CONCRETE. - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zur Herstellung von grünem Ultrahochleistungsbeton. Dabei handelt es sich um die Aufbereitung grober und feiner Rohstoffe aus technischen Sand- und Steinaggregaten in der Produktionslinie für mechanische Sand- und Steinaggregate und den Transport von hochentropischem zementhaltigem Pulver, das in der Pulverproduktionslinie hergestellt wird, zur Baustelle. Der Prozess nutzt eine quantitative Verpackung oder eine präzise Messung auf einer modularen intelligenten Mischproduktionslinie, um die Zutaten zu dosieren, die dann automatisch zur intelligenten Mischausrüstung für die Herstellung von Ultrahochleistungsbeton oder -mörtel weitergeleitet werden. Der Beton wird schnell zum Betonlagerbereich befördert und sofort mithilfe nahtloser Pump-, Bandförder- oder Eimerhebemethoden in die gewünschte Form gegossen. Diese Erfindung verbessert effektiv die Verarbeitungs-, Transport-, Dosier- und Messprozesse von Rohstoffen und ermöglicht eine integrierte Dosierung und Herstellung von Beton vor Ort.The present invention discloses a method for producing ultra-high performance green concrete. This involves the preparation of coarse and fine raw materials from technical sand and stone aggregates in the mechanical sand and stone aggregate production line and the transportation of high-entropy cementitious powder produced in the powder production line to the construction site. The process uses quantitative packaging or precise measurement on a modular intelligent mixing production line to dose the ingredients, which are then automatically routed to the intelligent mixing equipment for the production of ultra-high performance concrete or mortar. The concrete is quickly transported to the concrete storage area and immediately poured into the desired shape using seamless pumping, belt conveying or bucket lifting methods. This invention effectively improves the processing, transportation, dosing and measuring processes of raw materials and enables integrated on-site dosing and production of concrete.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Betonherstellung und insbesondere auf eine Produktionslinie zur Herstellung von grünem und ultrahochleistungsfähigem Beton.The present invention relates to the field of concrete production and more particularly to a production line for producing green and ultra-high performance concrete.
Stand der TechnikState of the art
Beton ist das am weitesten verbreitete Baumaterial und strukturelle Ingenieursmaterial in verschiedenen Bauprojekten. Allerdings leidet herkömmlicher Beton häufig unter Problemen wie geringer Haltbarkeit, signifikanten Strukturrisse und unzureichender Festigkeit.Concrete is the most widely used building material and structural engineering material in various construction projects. However, conventional concrete often suffers from problems such as poor durability, significant structural cracks and insufficient strength.
Derzeit besteht ein weit verbreitetes Problem von „massiven Balken, kräftigen Säulen und dicken Pfeilern“ beim Bau von Betonbauteilen, was zu erheblicher Ressourcenverschwendung führt. Zudem leiden Betonstrukturen in Gebäuden häufig unter schwerwiegenden Rissen, sodass oft gesagt wird, dass „kein Haus, keine Brücke oder kein Damm frei von Rissen ist“, was eine ernsthafte Bedrohung für die Qualität und Sicherheit von Bauwerken darstellt. Darüber hinaus führt die derzeitige Praxis des Pumpens von Fertigbeton, um die Verarbeitbarkeitsprobleme in den ersten beiden Stunden zu bewältigen, zu einem übermäßigen Einsatz verschiedener Zusatzstoffe. Diese Vorgehensweise, die kurzfristige Verarbeitbarkeit gewährleisten soll, bringt verborgene Mängel und Risiken für die langfristige Stabilität und Qualität der Gebäude mit sich und behindert somit nachhaltige Entwicklung von Beton in erheblichem Maße.Currently, there is a widespread problem of “massive beams, strong columns and thick pillars” in the construction of concrete structures, resulting in significant waste of resources. In addition, concrete structures in buildings often suffer from serious cracks, so it is often said that “no house, bridge or dam is free from cracks”, which poses a serious threat to the quality and safety of structures. In addition, the current practice of pumping ready-mixed concrete to overcome the workability problems in the first two hours leads to excessive use of various additives. This approach, which is intended to ensure short-term workability, brings with it hidden defects and risks for the long-term stability and quality of the buildings and thus significantly hinders the sustainable development of concrete.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die derzeitigen Betonproduktions- und Pumpverfahren die Anforderungen an die Haltbarkeit von Beton sowie die hochwertige Entwicklung und grüne, kohlenstoffarme Prinzipien der Bauindustrie nicht erfüllen. Sie bleiben weit hinter dem nationalen Ziel zurück, „jahrhundertlange Projekte und millenniumlange Pläne“ in Bezug auf die Entwurfsanforderungen zu erreichen. Es besteht ein dringender Bedarf an technologischer Innovation, um fortgeschrittene und umweltfreundliche Herstellungs- und Bauverfahren für Beton zu entwickeln, die eine höhere Festigkeit und eine längere Lebensdauer bieten. Dies wird die fünfte technologische Revolution in der Betonindustrie vorantreiben und zum übergeordneten Ziel einer nachhaltigen und hochwertigen Entwicklung beitragen.In summary, current concrete production and pumping methods do not meet the requirements for concrete durability, high-quality development and green, low-carbon principles of the construction industry. They fall far short of the national goal of achieving “century-long projects and millennium-long plans” in terms of design requirements. There is an urgent need for technological innovation to develop advanced and environmentally friendly concrete manufacturing and construction processes that provide higher strength and longer lifespan. This will drive the fifth technological revolution in the concrete industry and contribute to the overall goal of sustainable and high-quality development.
Eine Analyse der Gründe für die aktuellen Probleme mit Beton sieht wie folgt aus:
- 1) Die Bauweise des Fertigbetonpumpens
- Beeinflusst von Umweltpolitik und der gestiegenen Nachfrage nach Betonleistung und -menge wurde der traditionelle Ansatz des einfachen Vor-Ort-Mischens durch die fortschrittliche Technologie des Fertigbetonpumpens ersetzt. Fertigbetonmischanlagen haben die mit dem traditionellen Vor-Ort-Mischen verbundenen Umwelt- und Messgenauigkeitsprobleme effektiv gelöst und sind heute die vorherrschende Bauweise für Beton. Allerdings werden Fertigbetonmischanlagen in der Regel in abgelegenen Außenbezirken errichtet, während sich städtische Bauwerke in Stadtzentren befinden. Folglich wird der Beton nach der Produktion in den Vorortmischwerken innerhalb eines Zeitraums von 2 Stunden mithilfe von Betonmischfahrzeugen zu den Baustellen transportiert und dann mit Betonpumpen zu Hochhausstrukturen befördert. Gerade aufgrund dieser zweistündigen Transportdistanz sieht sich die moderne Betonqualität neuen Herausforderungen gegenüber:
- (1) Verringerte Haltbarkeit von Beton. Um sicherzustellen, dass der Beton innerhalb von 2 Stunden zur Baustelle transportiert wird und gleichzeitig seine Verarbeitbarkeit erhalten bleibt, verlassen sich Betonhersteller stark auf die Zugabe von Zusatzmitteln, um die Abbindezeit des Betons zu verlängern. Diese Praxis führt jedoch zu verdeckten Mängeln und Gefahren, die die langfristige Qualitätssicherheit der Gebäude beeinträchtigen und die Lebensdauer des Betons selbst opfern, was die Produktionskosten für Beton erhöht.
- (2) Erhöhte Transportkosten für Beton. Die Hin- und Rücktransportkosten von Betonmischfahrzeugen sind erheblich. Jedes Mal, wenn ein Fahrzeug Beton transportiert, muss es gründlich gereinigt werden, was zu einem enormen Verbrauch von Wasserressourcen führt. Darüber hinaus bleibt beim Entleerungsprozess nahezu 5 % des Betons unentleert, was zu erheblicher Verschwendung auf Großbaustellen führt. Darüber hinaus trägt dieser Prozess zu zusätzlichem Energieverbrauch und Umweltverschmutzung bei.
- Beeinflusst von Umweltpolitik und der gestiegenen Nachfrage nach Betonleistung und -menge wurde der traditionelle Ansatz des einfachen Vor-Ort-Mischens durch die fortschrittliche Technologie des Fertigbetonpumpens ersetzt. Fertigbetonmischanlagen haben die mit dem traditionellen Vor-Ort-Mischen verbundenen Umwelt- und Messgenauigkeitsprobleme effektiv gelöst und sind heute die vorherrschende Bauweise für Beton. Allerdings werden Fertigbetonmischanlagen in der Regel in abgelegenen Außenbezirken errichtet, während sich städtische Bauwerke in Stadtzentren befinden. Folglich wird der Beton nach der Produktion in den Vorortmischwerken innerhalb eines Zeitraums von 2 Stunden mithilfe von Betonmischfahrzeugen zu den Baustellen transportiert und dann mit Betonpumpen zu Hochhausstrukturen befördert. Gerade aufgrund dieser zweistündigen Transportdistanz sieht sich die moderne Betonqualität neuen Herausforderungen gegenüber:
- 2) Nicht einheitliche Betonmischung beeinflusst Festigkeit und Lebensdauer
- Beton, bestehend hauptsächlich aus Zuschlagstoffen (Sand und Kies), verschiedenen Pulvern, Wasser und verschiedenen Zusatzmitteln, wird gemischt, um die gewünschte Festigkeit oder Güteklasse zu erreichen. Traditionelle Methoden setzen auf eine Verlängerung der Mischzeit, um die Homogenität der Betonkomponenten zu verbessern. Mechanisches Mischen, das hauptsächlich in herkömmlichen Mischgeräten verwendet wird, nutzt die langsame Rotation mechanischer Klingen, um Konvektion, Wirbelbildung und Scherkräfte zwischen den Materialien zu erzeugen und so eine gründliche Durchmischung sicherzustellen. Bei der Zugabe von feinen Pulvern, einschließlich ultrafeiner Partikel im Nanobereich, stoßen mechanische Mischgeräte jedoch auf eine Größenunterschied zwischen der Maschinerie und den Zuschlagstoffen und Pulvern. Folglich können sie die grundlegende Herausforderung der Pulverhomogenisierung nicht bewältigen. Auf mikroskopischer Ebene behalten Pulver lokalisierte individuelle Komponenten bei, was vollständige chemische Reaktionen behindert und zu verborgenen Rissen im Beton führt. Dadurch bleibt das Festigungspotenzial des Betons untergenutzt. Zudem führt die Nicht-Uniformität in der Zusammensetzung zu einer ungleichmäßigen Festigkeitsverteilung in Betonelementen, was eine Erhöhung des Betonfestigkeitskoeffizienten zur Gewährleistung erforderlich macht. Dieses Phänomen führt zur Entstehung von „massiven Balken, kräftigen Säulen und dicken Pfeilern“, was zu einer Verschwendung erheblicher nicht erneuerbarer Ressourcen führt.
- 3) Instabilität bei der Korngrößenverteilung von Sand- und Kieszuschlägen
- Mechanisch zerkleinerte Sand- und Kieszuschläge stellen die Hauptbestandteile von Beton dar und machen über 75-85 % seiner Zusammensetzung aus. Die Qualität dieser Zuschläge spielt eine entscheidende Rolle für die Gesamtqualität des Betons. Diese Zuschläge weisen signifikante Variationen in der Partikelgröße auf, die von Millimetern bis Mikrometern reichen. Während der Lagerung und des Transports von Sand- und Kieszuschlägen treten unvermeidliche Phänomene der Segregation auf. Die Segregation führt dazu, dass sich feinere Partikel im zentralen Bereich ansammeln, während grobere Zuschläge sich zum äußeren Bereich hin absetzen. Bei der Materialentnahme ist es üblich, Materialien von den äußeren Regionen in Richtung der inneren Regionen zu entnehmen. Folglich nutzen die ersten Chargen des Mischens grobere Zuschläge, während nachfolgende Chargen feinere Zuschläge verwenden. Diese gravierende Inkonsistenz beeinträchtigt die Qualität des Betons erheblich. Jede Charge mechanisch zerkleinerter Sand- und Kieszuschläge besitzt eine einzigartige Korngrößenverteilung, sodass eine präzise Kontrolle über die Rohstoffe in der Betonproduktion unmöglich ist und somit die genauen Messkapazitäten der Mischungsanlage beeinträchtigt werden.
- 4) Fehlende Verbindung zwischen der Produktion von Sand- und Kieszuschlägen und der Materialflusssteuerung in der Betonproduktion
- Es besteht ein Mangel an Synchronisation zwischen der Produktion von Sand- und Kieszuschlägen und der Materialflusssteuerung in der Betonproduktion, was die Qualität der Betonrohstoffe in gewisser Weise beeinträchtigt. Unternehmen, die auf die Produktion von Sand- und Kieszuschlägen spezialisiert sind, legen den Fokus auf die Kontrolle der Produktionsqualität dieser Zuschläge, während Betonmischanlagen eine präzise Messgenauigkeit priorisieren. Leider fehlen den Zwischenschritten der Lagerung, des Transports und der Handhabung die notwendigen Qualitätskontrollmaßnahmen. Diese unzusammenhängende Vorgehensweise trägt zur Verschlechterung der Betonqualität bei und ist einer der Gründe für die mindere Leistungsfähigkeit des Betons.
- 1) The design of ready-mixed concrete pumping
- Influenced by environmental policies and the increased demand for concrete performance and quantity, the traditional approach of simple on-site mixing has been replaced by the advanced technology of ready-mix concrete pumping. Ready-mix concrete batching plants have effectively solved the environmental and measurement accuracy problems associated with traditional on-site mixing and are now the predominant construction method for concrete. However, precast concrete batching plants are usually built in remote outskirts, while urban structures are located in city centers. Consequently, after production at the on-site batching plants, the concrete is transported to the construction sites using concrete mixer trucks within a period of 2 hours and then conveyed to high-rise structures using concrete pumps. It is precisely because of this two-hour transport distance that modern concrete quality faces new challenges:
- (1) Reduced durability of concrete. To ensure that concrete is transported to the construction site within 2 hours while maintaining its workability, concrete manufacturers rely heavily on the addition of admixtures to extend the setting time of the concrete. However, this practice leads to hidden defects and hazards that affect the long-term quality safety of the buildings and sacrifice the life of the concrete itself, increasing the production cost of concrete.
- (2) Increased transportation costs for concrete. The round-trip transportation costs of concrete mixer trucks are significant. Every time a vehicle transports concrete, it needs to be thoroughly cleaned, which results in huge consumption of water resources. In addition, nearly 5% of the concrete remains undrained during the emptying process, resulting in significant waste on large construction sites. In addition, this process contributes to additional energy consumption and environmental pollution.
- Influenced by environmental policies and the increased demand for concrete performance and quantity, the traditional approach of simple on-site mixing has been replaced by the advanced technology of ready-mix concrete pumping. Ready-mix concrete batching plants have effectively solved the environmental and measurement accuracy problems associated with traditional on-site mixing and are now the predominant construction method for concrete. However, precast concrete batching plants are usually built in remote outskirts, while urban structures are located in city centers. Consequently, after production at the on-site batching plants, the concrete is transported to the construction sites using concrete mixer trucks within a period of 2 hours and then conveyed to high-rise structures using concrete pumps. It is precisely because of this two-hour transport distance that modern concrete quality faces new challenges:
- 2) Non-uniform concrete mix affects strength and service life
- Concrete, consisting primarily of aggregates (sand and gravel), various powders, water and various admixtures, is mixed to achieve the desired strength or grade. Traditional methods rely on extending the mixing time to improve the homogeneity of the concrete components. Mechanical mixing, primarily used in traditional mixing equipment, uses the slow rotation of mechanical blades to create convection, vortexing, and shear forces between materials to ensure thorough mixing. However, when adding fine powders, including nanoscale ultrafine particles, mechanical mixing equipment encounters a size mismatch between the machinery and the aggregates and powders. Consequently, they cannot meet the fundamental challenge of powder homogenization. At a microscopic level, powders retain localized individual components, hindering complete chemical reactions and leading to hidden cracks in concrete. As a result, the concrete's strengthening potential remains underutilized. In addition, the non-uniformity in composition leads to uneven strength distribution in concrete elements, which requires an increase in the concrete strength coefficient to ensure. This phenomenon leads to the creation of “massive beams, stout columns and thick pillars,” resulting in the waste of significant non-renewable resources.
- 3) Instability in the grain size distribution of sand and gravel aggregates
- Mechanically crushed sand and gravel aggregates are the main components of concrete and make up over 75-85% of its composition. The quality of these aggregates plays a crucial role in the overall quality of the concrete. These aggregates have significant variations in particle size, ranging from millimeters to micrometers. During the storage and transportation of sand and gravel aggregates, inevitable segregation phenomena occur. Segregation causes finer particles to accumulate in the central area, while coarser aggregates settle towards the outer area. When extracting materials, it is common to extract materials from the outer regions towards the inner regions. Consequently, the first batches of mixing use coarser aggregates, while subsequent batches use finer aggregates. This serious inconsistency significantly affects the quality of the concrete. Each batch of mechanically crushed sand and gravel aggregates has a unique particle size distribution, making precise control over the raw materials in concrete production impossible, thereby compromising the accurate measurement capabilities of the mixing plant.
- 4) Lack of connection between the production of sand and gravel aggregates and material flow control in concrete production
- There is a lack of synchronization between the production of sand and gravel aggregates and the material flow control in concrete production, which affects the quality of concrete raw materials to some extent. Companies specializing in the production of sand and gravel aggregates focus on controlling the production quality of these aggregates, while concrete batching plants prioritize precise measurement accuracy. Unfortunately, the intermediate steps of storage, transport and handling lack the necessary quality control measures. This disjointed approach contributes to the deterioration of concrete quality and is one of the reasons for poor concrete performance.
Mit dem Fortschreiten der Gesellschaft steigt die Nachfrage nach hochwertigem Beton auf dem Markt kontinuierlich an. Daher ist die Entwicklung einer Produktionslinie für umweltfreundlichen Hochleistungsbeton, die sowohl das Vor-Ort-Mischen als auch die Bauausführung umfasst, eine dringende technologische Herausforderung, die angegangen werden muss.With the advancement of society, the demand for high-quality concrete in the market is continuously increasing. Therefore, developing a production line for environmentally friendly high-performance concrete that includes both on-site mixing and construction is an urgent technological challenge that needs to be addressed.
Inhalt der vorliegenden AnmeldungContent of this application
Angesichts dieser Umstände besteht das Ziel dieser Erfindung darin, eine Produktionslinie zur Herstellung von grünem, ultrahochleistungsfähigem Beton bereitzustellen. Die Produktionslinie vereint das Vor-Ort-Mischen und die Konstruktion und überwindet somit die Mängel bestehender Technologien.Given these circumstances, the aim of this invention is to provide a production line for producing green, ultra-high performance concrete. The production line combines on-site mixing and construction, thus overcoming the shortcomings of existing technologies.
Es wird eine Methode zur Herstellung von umweltfreundlichem und ultrahochleistungsfähigem Beton bereitgestellt. Die Methode umfasst:
- (1) die Vorbereitung von Rohstoffen für den Zuschlagstoff in einer Zuschlagstoffproduktionslinie;
- (2) die Vorbereitung von Pulvermaterialien aus hochentropischem Zementpulver in einer Pulverproduktionslinie;
- (3) die Bereitstellung einer modularen Mischproduktionslinie auf einer Baustelle, wobei die Zuschlagstoffrohstoffe und die Pulvermaterialien aus hochentropischem Zementpulver auf der Mischproduktionslinie quantitativ verpackt oder direkt gemessen und proportioniert werden. Anschließend werden die Zuschlagstoffrohstoffe und die Pulvermaterialien automatisch zu einer Mischausrüstung transportiert, um den ultrahochleistungsfähigen Beton oder Mörtel herzustellen;
- (4) der ultrahochleistungsfähige Beton wird mittels nahtloser Pumpleitung, Förderband oder Eimerhebemethoden in einen Betonlagerbereich transportiert, um ihn sofort zu gießen.
- (1) the preparation of raw materials for the aggregate in an aggregate production line;
- (2) the preparation of powder materials from high entropic cement powder in a powder production line;
- (3) the provision of a modular mixing production line at a construction site, whereby the aggregate raw materials and the high entropic cement powder powder materials are quantitatively packaged or directly measured and proportioned on the mixing production line. Then, the aggregate raw materials and powder materials are automatically transported to mixing equipment to produce the ultra-high performance concrete or mortar;
- (4) The ultra-high performance concrete is transported to a concrete storage area by seamless pumping line, conveyor belt or bucket lifting methods for immediate pouring.
In einigen Ausführungsformen wird das pulverförmige Bindemittel zur Herstellung der Pulvermaterialien vorab gemischt, und dann werden die Zuschlagstoffrohstoffe mit den Pulvermaterialien vermischt, um den ultrahochleistungsfähigen Beton herzustellen.In some embodiments, the powdered binder is premixed to make the powder materials, and then the aggregate raw materials are mixed with the powder materials to make the ultra-high performance concrete.
In einigen Ausführungsformen wird in der Pulverproduktionslinie für das pulverförmige Bindemittel eine Vorbehandlung des Pulverbindemittels durch gleichmäßiges Trockenmischen durchgeführt; das vorbehandelte Pulverbindemittel wird quantitativ verpackt und zur Baustelle transportiert; Wasser wird dem vorbehandelten Pulverbindemittel gleichmäßig zugegeben und gemischt, um eine Mischschlämme zu bilden; anschließend werden die Zuschlagstoffrohstoffe und die Mischschlämme vermischt, um den ultrahochleistungsfähigen Beton oder Mörtel herzustellen.In some embodiments, in the powder production line for the powdery binder, pretreatment of the powder binder is performed by uniform dry mixing; the pretreated powder binder is quantitatively packaged and transported to the construction site; Water is uniformly added to the pretreated powder binder and mixed to form a mixed slurry; then the aggregate raw materials and the mixed slurry are mixed to produce the ultra-high performance concrete or mortar.
In einigen Ausführungsformen werden die pulverförmigen Bindemittel in der Mischproduktionslinie präzise gemessen und proportioniert und zu einer Hochgeschwindigkeitsmischung in der Pulvermischvorrichtung transportiert, um die Mischschlämme zu erhalten. Die Mischschlämme wird dann vor Ort mit den präzise proportionierten und gemessenen Zuschlagstoffrohstoffen vermischt, um den ultrahochleistungsfähigen Beton oder Mörtel herzustellen.In some embodiments, the powdered binders are precisely measured and proportioned in the mixing production line and transported to a high speed mix in the powder mixing device to obtain the mixing slurry. The mixed slurry is then mixed on-site with the precisely proportioned and measured aggregate raw materials to produce the ultra-high performance concrete or mortar.
In einigen Ausführungsformen werden die Zuschlagstoffrohstoffe aus der Zuschlagstoffproduktionslinie gemäß den Anforderungen der Betonformel und den Dosieranforderungen der Dosierstation in Zuschlagsstoffpackungen verpackt. Die Pulvermaterialien aus der Pulverproduktionslinie werden ebenfalls gemäß den Anforderungen der Betonformel und den Dosieranforderungen der Dosierstation in trockene Pulverpackungen verpackt. Für jede Charge wird mindestens eine Verpackung zum Mischen benötigt.In some embodiments, the aggregate raw materials from the aggregate production line are packaged into aggregate packages according to the requirements of the concrete formula and the dosing requirements of the dosing station. The powder materials from the powder production line are also packed into dry powder packages according to the requirements of the concrete formula and the dosing requirements of the dosing station. At least one packaging for mixing is required for each batch.
In einigen Ausführungsformen werden die Zuschlagstoffrohstoffe und die Pulvermaterialien gemäß den Anforderungen der Betonformel und den Dosieranforderungen der Dosierstation zu gemischten Trockenmaterialpackungen verpackt, wobei mindestens eine Verpackung pro Charge zum Mischen verwendet wird.In some embodiments, the aggregate raw materials and the powder materials are packaged into mixed dry material packages according to the concrete formula requirements and the batching requirements of the batching station, with at least one package per batch used for mixing.
In einigen Ausführungsformen wird das Materialförder- und Dosiersystem in modularer und automatischer Form installiert, um die Zuschlagstoffrohstoffe und die Pulvermaterialien vor Ort zu messen.In some embodiments, the material conveying and metering system is installed in a modular and automated form to measure the aggregate raw materials and the powder materials on site.
In einigen Ausführungsformen werden die Zuschlagstoffrohstoffe aus der Zuschlagstoffproduktionslinie und die Pulvermaterialien aus der Pulverproduktionslinie direkt vom Materialförder- und Dosiersystem transportiert und proportioniert.In some embodiments, the aggregate raw materials from the aggregate production line and the powder materials from the powder production line are transported and proportioned directly by the material conveying and metering system.
Das Materialförder- und Dosiersystem umfasst ein Zuschlagstoffförder- und Dosiersystem zur Messung und Förderung der Zuschlagstoffrohstoffe sowie ein Pulverförder- und Dosiersystem zur Messung und Förderung der Pulvermaterialien. Das Zuschlagstoffförder- und Dosiersystem und das Pulverförder- und Dosiersystem sind je nach Gießstelle in Form eines Turms oder einer flachen Konfiguration montiert.The material conveying and dosing system includes an aggregate conveying and dosing system for measuring and conveying the aggregate raw materials and a powder conveying and dosing system for measuring and conveying the powder materials. The aggregate conveying and dosing system and the powder conveying and dosing system are mounted in a tower or flat configuration depending on the pouring location.
In einigen Ausführungsformen ist ein Abwasseraufbereitungssystem am Boden der Mischausrüstung angebracht, um das Reinigungswasser der Mischausrüstung zu behandeln. Das aufbereitete Wasser kann für die Herstellung des Betons wiederverwendet werden.In some embodiments, a wastewater treatment system is mounted at the bottom of the mixing equipment to treat the cleaning water of the mixing equipment. The treated water can be reused to make the concrete.
In einigen Ausführungsformen nutzt der Materialfluss die 5G-Signalübertragungstechnologie, und der gesamte Prozess des Materialtransports ist mit einer digitalisierten Informationsüberwachung und Echtzeit-Digitalprüfung und -verifizierung der Betonqualität ausgestattet.In some embodiments, the material flow uses 5G signal transmission technology, and the entire material transportation process is equipped with digitalized information monitoring and real-time digital testing and verification of concrete quality.
Im Vergleich zur bestehenden Technologie offenbart die vorliegende Erfindung einen integrierten Prozess zur Vor-Ort-Dosierung und Konstruktion von umweltfreundlichem (ultra) hochleistungsfähigem Beton. Dies beinhaltet die Vorbereitung von groben und feinen Rohmaterialien wie technischem Sand und Steinzuschlagstoffen in der Mechanismus-Sand- und Steinzuschlagstoff-Produktionslinie sowie den Transport des vorbereiteten hochentropischen Zementpulvers in der Pulverproduktionslinie zu einer modularen, intelligenten Mischproduktionslinie, die auf der Baustelle eingerichtet ist. Der Prozess nutzt quantitative Verpackung oder präzise Messung der Zutaten oder Rohstoffe auf der modularen, intelligenten Mischproduktionslinie, die dann automatisch zur intelligenten Mischausrüstung transportiert werden, um den (ultra) hochleistungsfähigen Beton oder Mörtel herzustellen. Der (ultra) hochleistungsfähige Beton oder Mörtel wird schnell zum Betonlagerbereich transportiert und sofort mittels nahtloser Pumpleitung, Förderband oder Eimerhebemethoden gegossen.Compared to existing technology, the present invention discloses an integrated process for on-site batching and construction of environmentally friendly (ultra) high performance concrete. This includes the preparation of coarse and fine raw materials such as technical sand and stone aggregates in the mechanism sand and stone aggregate production line, as well as the transportation of the prepared high-entropy cement powder in the powder production line to a modular, intelligent th mixed production line set up at the construction site. The process uses quantitative packaging or precise measurement of the ingredients or raw materials on the modular intelligent mixing production line, which are then automatically transported to the intelligent mixing equipment to produce the (ultra) high performance concrete or mortar. The (ultra) high performance concrete or mortar is quickly transported to the concrete storage area and immediately poured using seamless pump line, conveyor belt or bucket lifting methods.
Bemerkenswert ist, dass während der Vorbereitung des hochentropischen Zementpulvers in der Pulverproduktionslinie ein Trockenmischverfahren verwendet wird, um die Homogenität des Zementpulvers zu gewährleisten. Dies garantiert eine gründliche und gleichmäßige Vermischung während der anschließenden Betonherstellung und ermöglicht somit (ultra) hochleistungsfähigen Beton. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz einer modularen, intelligenten Mischproduktionslinie auf der Baustelle die präzise Messung der Zutaten und ermöglicht den direkten und schnellen Transport von Beton oder Mörtel zum Betonlagerbereich für sofortiges Gießen. Dadurch werden Probleme im Zusammenhang mit dem bestehenden Fertigteilverfahren effektiv gelöst, wie hohe Kosten aufgrund des Bedarfs an Mischlastwagen, Absacken, Leistungsverschlechterung und hoher Energieverbrauch.It is noteworthy that during the preparation of the high entropic cement powder, a dry mixing method is used in the powder production line to ensure the homogeneity of the cement powder. This guarantees thorough and even mixing during the subsequent concrete production and thus enables (ultra) high-performance concrete. In addition, the use of a modular, intelligent mixing production line on the construction site allows the precise measurement of ingredients and enables direct and rapid transport of concrete or mortar to the concrete storage area for immediate pouring. This effectively solves problems associated with the existing precast process, such as high costs due to the need for mixing trucks, bagging, performance degradation and high energy consumption.
Die vorliegende Erfindung verbessert wirksam die Verarbeitung, den Transport, die Proportionierung und das Dosieren von Rohstoffen und ermöglicht somit die Integration von Vor-Ort-Mischung und Betonkonstruktion. Die spezifischen positiven Auswirkungen sind wie folgt:
- (1) Präzise Vorverarbeitung des Pulvers: Durch die Vorverarbeitung des Pulvers wird eine gründliche und gleichmäßige Vermischung sichergestellt, was die Homogenität des Betons gewährleistet. Dadurch werden Mängel vermieden, die durch eine ungleichmäßige Vermischung des Pulvers verursacht werden, wie z. B. eine einzelne chemische Zusammensetzung und unzureichende Reaktion, was die Festigkeit des Betons erheblich verbessert.
- (2) Vor-Ort präzise Proportionierung und Dosierung: Während des Vor-Ort-Mischprozesses ermöglichen der Einsatz von präziser Proportionierung und Dosierung oder quantitativen Verpackungstechniken eine genaue Proportionierung und Dosierung. Dies verbessert die Stabilität des Betons und ermöglicht die Herstellung von umweltfreundlichem (ultra) hochleistungsfähigem Beton, wodurch die Probleme mit hohem Kohlenstoffgehalt, geringer Qualität und kurzer Lebensdauer im Zusammenhang mit traditionellen Betonherstellungs- und Bauprozessen gelöst werden. Es bietet auch eine praktikable Lösung für die Kohlenstoff-, Personal- und Höhenbeschränkungen in der Betonindustrie.
- (3) Modulare, abgedichtete Konfiguration: Im Prozess der Vor-Ort präzisen Proportionierung und Dosierung oder quantitativen Verpackung wird eine modulare, abgedichtete Konfiguration verwendet, um das Risiko von Lecks zu minimieren und Staubemissionen zu reduzieren. Dies führt zu geringeren Kosten für die Staubabscheidung und trägt zu einer umweltfreundlichen Vorgehensweise bei.
- (4) Optimierung der Betonzusammensetzung: Die vorliegende Erfindung optimiert die Zusammensetzung von Beton und reduziert effektiv Umweltverschmutzung und Energieverbrauch in der Betonindustrie. Erstens reduziert sie unter Beibehaltung der Betonleistung signifikant den Zementverbrauch. Im Vergleich zu traditionellen Verfahren kann der Zementverbrauch um 50% reduziert werden, wodurch die Kohlenstoffemissionen verringert werden. Zweitens verringert sie die Kosten für den Betrieb von Mischerfahrzeugen. Der produzierte Mischboden kann sofort transportiert und gegossen werden, wodurch die Notwendigkeit für verschiedene Zusatzstoffe zur Aufrechterhaltung der Verarbeitbarkeit über einen Zeitraum von 2 Stunden entfällt. Dadurch bleibt der Beton ohne Absacken intakt, wodurch der Bedarf an übermäßigen Zusatzstoffen zur Aufrechterhaltung der Fließfähigkeit reduziert wird. Darüber hinaus spart es Arbeitskräfte und Ressourcen, die für die Reinigung von Mischerfahrzeugen erforderlich sind, und reduziert so den Wasserverbrauch in der Betonindustrie.
- (5) Verbesserung der Betonstabilität: Durch die Beseitigung verschiedener unkontrollierbarer Faktoren, die die Betonqualität in traditionellen Herstellungsprozessen beeinträchtigen, gewährleistet die vorliegende Erfindung eine verbesserte Stabilität des Betons.
- (1) Precise pre-processing of powder: Pre-processing of powder ensures thorough and uniform mixing, which ensures the homogeneity of concrete. This avoids defects caused by uneven mixing of the powder, such as: B. single chemical composition and insufficient reaction, which greatly improves the strength of concrete.
- (2) On-site precise proportioning and dosing: During the on-site mixing process, the use of precise proportioning and dosing or quantitative packaging techniques enable accurate proportioning and dosing. This improves the stability of the concrete and enables the production of environmentally friendly (ultra) high performance concrete, solving the problems of high carbon, low quality and short lifespan associated with traditional concrete manufacturing and construction processes. It also provides a viable solution to the carbon, labor and height constraints in the concrete industry.
- (3) Modular sealed configuration: In the process of on-site precise proportioning and dosing or quantitative packaging, a modular sealed configuration is used to minimize the risk of leaks and reduce dust emissions. This results in lower dust collection costs and contributes to an environmentally friendly approach.
- (4) Optimization of concrete composition: The present invention optimizes the composition of concrete and effectively reduces environmental pollution and energy consumption in the concrete industry. Firstly, it significantly reduces cement consumption while maintaining concrete performance. Compared to traditional methods, cement consumption can be reduced by 50%, reducing carbon emissions. Secondly, it reduces the costs of operating mixer vehicles. The mixed soil produced can be transported and poured immediately, eliminating the need for various additives to maintain workability over a period of 2 hours. This keeps the concrete intact without sagging, reducing the need for excessive additives to maintain flowability. In addition, it saves labor and resources required for cleaning mixer vehicles, thereby reducing water consumption in the concrete industry.
- (5) Improving Concrete Stability: By eliminating various uncontrollable factors that affect concrete quality in traditional manufacturing processes, the present invention ensures improved stability of concrete.
Die zusätzlichen Vorteile, Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im folgenden Abschnitt in gewissem Umfang erläutert. Darüber hinaus wird aufgrund einer gründlichen Untersuchung und Forschung des folgenden Kontextes für Fachleute oder durch die praktische Umsetzung der Erfindung deutlich, dass die Ziele und weiteren Vorteile der vorliegenden Erfindung durch die folgende Spezifikation erreicht und erlangt werden können.The additional advantages, objects and features of the present invention are explained to some extent in the following section. Furthermore, upon careful study and research of the following context, it will be apparent to those skilled in the art or through the practice of the invention that the objects and other advantages of the present invention can be achieved and achieved through the following specification.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Um die Ziele, technischen Lösungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung klarer zu erläutern, wird im Folgenden eine detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben.
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1 ist ein erster schematischer Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung von umweltfreundlichem und hochleistungsfähigem Beton gemäß der vorliegenden Erfindung. -
2 ist ein zweites schematisches Flussdiagramm des Verfahrens zur Herstellung von umweltfreundlichem und hochleistungsfähigem Beton gemäß der vorliegenden Erfindung. -
3 ist ein drittes schematisches Flussdiagramm des Verfahrens zur Herstellung von umweltfreundlichem und hochleistungsfähigem Beton gemäß der vorliegenden Erfindung. -
4 ist ein viertes schematisches Flussdiagramm des Verfahrens zur Herstellung von umweltfreundlichem und hochleistungsfähigem Beton gemäß der vorliegenden Erfindung. -
5 ist ein fünftes schematisches Flussdiagramm des Verfahrens zur Herstellung von umweltfreundlichem und hochleistungsfähigem Beton gemäß der vorliegenden Erfindung. -
6 ist ein sechstes schematisches Flussdiagramm des Verfahrens zur Herstellung von umweltfreundlichem und hochleistungsfähigem Beton gemäß der vorliegenden Erfindung. -
7 ist ein siebtes schematisches Flussdiagramm des Verfahrens zur Herstellung von umweltfreundlichem und hochleistungsfähigem Beton gemäß der vorliegenden Erfindung. -
8 ist ein achtes schematisches Flussdiagramm des Verfahrens zur Herstellung von umweltfreundlichem und hochleistungsfähigem Beton gemäß der vorliegenden Erfindung.
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1 is a first schematic flow diagram of a process for producing environmentally friendly and high performance concrete according to the present invention. -
2 is a second schematic flow diagram of the process for producing environmentally friendly and high performance concrete according to the present invention. -
3 is a third schematic flow diagram of the process for producing environmentally friendly and high performance concrete according to the present invention. -
4 is a fourth schematic flow diagram of the process for producing environmentally friendly and high performance concrete according to the present invention. -
5 is a fifth schematic flow diagram of the process for producing environmentally friendly and high performance concrete according to the present invention. -
6 is a sixth schematic flow diagram of the process for producing environmentally friendly and high performance concrete according to the present invention. -
7 is a seventh schematic flow diagram of the process for producing environmentally friendly and high performance concrete according to the present invention. -
8th is an eighth schematic flow diagram of the process for producing environmentally friendly and high performance concrete according to the present invention.
Ausführliche Beschreibung der AusführungsformenDetailed description of the embodiments
Die folgende detaillierte Beschreibung bezieht sich auf die begleitenden Zeichnungen und präsentiert die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Es sollte verstanden werden, dass diese Ausführungsformen nur zu illustrativen Zwecken bereitgestellt werden und den Umfang der Erfindung nicht einschränken.The following detailed description refers to the accompanying drawings and presents the preferred embodiments of the present invention. It should be understood that these embodiments are provided for illustrative purposes only and do not limit the scope of the invention.
Bezugnehmend auf
- (1) Vorbereiten von groben Zuschlagstoffen in einer Zuschlagstoffproduktionslinie.
- (2) Vorbereiten eines Pulvermaterials aus hochentropischem Zementpulver in einer Pulverproduktionslinie.
- (3) Bereitstellen einer modularen Mischproduktionslinie auf einer Baustelle, wobei die groben Zuschlagstoffe und das Pulvermaterial aus hochentropischem Zementpulver auf der Mischproduktionslinie quantitativ verpackt oder direkt gemessen und proportioniert werden. Die groben Zuschlagstoffe und das Pulvermaterial werden anschließend automatisch zu einer Mischvorrichtung transportiert, um den hochleistungsfähigen Beton oder Mörtel herzustellen.
- (4) Übertragen des hochleistungsfähigen Betons in einen Betonlagerbereich zur sofortigen Verwendung durch nahtloses Pumpen, Förderbandtransport oder Eimerhebemethoden.
- (1) Preparing coarse aggregates in an aggregate production line.
- (2) Preparing a powder material of high entropic cement powder in a powder production line.
- (3) Providing a modular mixing production line at a construction site, where the coarse aggregates and high entropic cement powder powder material are quantitatively packed or directly measured and proportioned on the mixing production line. The coarse aggregates and powder material are then automatically transported to a mixing device to produce the high-performance concrete or mortar.
- (4) Transferring the high-performance concrete to a concrete storage area for immediate use by seamless pumping, conveyor belt transport, or bucket lifting methods.
In den Schritten (1) und (2) können die groben Zuschlagstoffe, die von der Zuschlagstoffproduktionslinie hergestellt werden, über Massentransport, modularen Verpackungstransport oder quantitativen Verpackungstransport zur Baustelle transportiert werden. Für in loser Schüttung oder in Großverpackungen transportierte Materialien können sie vor Ort präzise gemessen und zu einer intelligenten Mischausrüstung transportiert werden. Bei Materialien in quantitativer Verpackung können sie pro Charge mindestens in einer Verpackungseinheit zur intelligenten Mischausrüstung hinzugefügt werden.In steps (1) and (2), the coarse aggregates produced by the aggregate production line can be transported to the construction site via bulk transportation, modular packaging transportation or quantitative packaging transportation. For materials transported in bulk or bulk packaging, they can be precisely measured on site and transported to intelligent mixing equipment. For materials in quantitative packaging, they can be added to the intelligent mixing equipment in at least one packaging unit per batch.
Die Pulvermaterialien, die von der Pulverproduktionslinie hergestellt werden, können über Massentransport, modularen Verpackungstransport oder quantitativen Verpackungstransport zur Baustelle transportiert werden. Der modulare Verpackungstransport oder der quantitative Verpackungstransport kann durch separate Messverpackung oder gemischte Verpackung nach der Messung erfolgen. Für in loser Schüttung oder in Großverpackungen transportierte Materialien können sie vor Ort präzise gemessen und zu der intelligenten Mischausrüstung transportiert werden. Bei Materialien in quantitativer Verpackung können sie pro Charge mindestens in einer Verpackungseinheit zur intelligenten Mischausrüstung hinzugefügt werden.The powder materials produced by the powder production line can be transported to the construction site via bulk transportation, modular packaging transportation or quantitative packaging transportation. Modular packaging transportation or quantitative packaging transportation can be carried out by separate measurement packaging or mixed packaging after measurement. For materials transported in bulk or in large packaging, they can be precisely measured on site and added to the intelli Gent mixing equipment can be transported. For materials in quantitative packaging, they can be added to the intelligent mixing equipment in at least one packaging unit per batch.
Im Schritt (2) wird das pulverförmige Zementgemisch zunächst einer hochentropischen homogenen Mischung unterzogen, um hochentropisches pulverförmiges Rohmaterial herzustellen. Dieses wird anschließend mit niedriger Geschwindigkeit mit den Zuschlagstoffen gemischt, um das ultra-hochfeste Beton- oder Mörtelprodukt herzustellen.In step (2), the powdered cement mixture is first subjected to a high-entropic homogeneous mixture to produce high-entropic powdered raw material. This is then mixed at low speed with the aggregates to produce the ultra-high strength concrete or mortar product.
Bevorzugt wird das hochentropische Zementpulver durch Trockenmischung hergestellt und in der Produktionslinie gleichmäßig verpackt. Es wird dann zur Baustelle transportiert, wo Wasser zugegeben wird, um eine hochentropische homogene Mischung zu erreichen und eine Mischung herzustellen. Anschließend wird die Mischung mit den Zuschlagstoffen (Sand und Kies) gemischt, um ultra-hochfeste Beton- oder Mörtelprodukte herzustellen. Die hier erwähnte Hochentropie-Zementpulver-Produktionslinie bezieht sich auf eine Pulverproduktionsanlage, die Betonpulver-Rohmaterialien herstellt, misst und eine Hochentropie-Mischung durchführt.The highly entropic cement powder is preferably produced by dry mixing and packaged uniformly in the production line. It is then transported to the construction site where water is added to achieve a high entropic homogeneous mixture and produce a blend. The mixture is then mixed with the aggregates (sand and gravel) to produce ultra-high-strength concrete or mortar products. The high entropy cement powder production line mentioned here refers to a powder production plant that produces, measures and performs high entropy mixing of concrete powder raw materials.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, vor Ort präzise Steuerungs- und Messverfahren für die Dosierung der Rohstoffe einzusetzen. Insbesondere wird das hochentropische Zementpulver, wenn es in loser Form geliefert wird, in einer modularen intelligenten Mischproduktionslinie präzise vermessen und dosiert. Das Material wird dann automatisch zur Hochgeschwindigkeitsmischvorrichtung befördert, um eine gründliche und homogene Vermischung zu gewährleisten, was zu einer Mischung führt. Anschließend wird diese Mischung mit vor Ort präzise abgemessenen Sand- und Kieszuschlagstoffen gemischt, um (ultra) hochfeste Beton- oder Mörtelprodukte herzustellen.In addition, it is possible to use precise control and measuring methods for dosing the raw materials on site. In particular, the high-entropic cement powder, when supplied in loose form, is precisely measured and dosed in a modular intelligent mixing production line. The material is then automatically conveyed to the high speed mixing device to ensure thorough and homogeneous mixing, resulting in a blend. This mixture is then mixed with precisely measured on-site sand and gravel aggregates to produce (ultra) high-strength concrete or mortar products.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine modulare Montage eines automatisierten Materialförder- und Dosiersystems an der Baustelle installiert. Dieses System ermöglicht eine präzise Vor-Ort-Messung der Zuschlagstoffe und Pulvermaterialien. Speziell ist das automatisierte Materialförder- und Dosiersystem als modulare Einheit konzipiert, was einen einfachen Transport und das Anheben erleichtert. Es kann mithilfe von Hebezeugen schnell vor Ort montiert werden und sofort einsatzbereit sein.In a preferred embodiment, a modular assembly of an automated material conveying and metering system is installed at the construction site. This system enables precise on-site measurement of aggregates and powder materials. Specifically, the automated material conveying and dosing system is designed as a modular unit, facilitating easy transport and lifting. It can be quickly assembled on site using lifting equipment and ready for immediate use.
Noch bevorzugter wird die modulare Montage des automatisierten Materialförder- und Dosiersystems für den direkten modularen Transport und die Dosierung der hergestellten Sand- und Kieszuschlagstoffe aus der Produktionslinie sowie der Betonpulvermaterialien aus der Pulverproduktionslinie verwendet. Konkret werden die in der Sand- und Kiesproduktionslinie hergestellten Sand- und Kieszuschlagstoffe sowie die in der Pulverproduktionslinie hergestellten Betonpulvermaterialien direkt in das automatisierte Materialförder- und Dosiersystem geladen. Sie werden dann modular zur Baustelle transportiert, wo sie einer präzisen Vor-Ort-Messung unterzogen und zur intelligenten Mischausrüstung befördert werden, um (ultra) hochfeste Beton- oder Mörtelprodukte herzustellen. Dieser Ansatz löst effektiv die mit dem Transport und der Vor-Ort-Vorbereitung verbundenen Staubprobleme und gewährleistet Umweltfreundlichkeit und hohe Produktionseffizienz.More preferably, the modular assembly of the automated material conveying and dosing system is used for the direct modular transport and dosing of the manufactured sand and gravel aggregates from the production line as well as the concrete powder materials from the powder production line. Specifically, the sand and gravel aggregates produced in the sand and gravel production line and the concrete powder materials produced in the powder production line are directly loaded into the automated material conveying and dispensing system. They are then transported modularly to the construction site, where they are subjected to precise on-site measurement and transported to the intelligent mixing equipment to produce (ultra) high-strength concrete or mortar products. This approach effectively solves the dust problems associated with transportation and on-site preparation, ensuring environmental friendliness and high production efficiency.
Noch bevorzugter umfasst das containerisierte automatisierte Materialförder- und Dosiersystem ein Zuschlagstoffförder- und Dosiersystem für den Transport und die Dosierung der hergestellten Sand- und Kieszuschlagstoffe sowie ein Pulverförder- und Dosiersystem für den Transport und die Dosierung der Pulvermaterialien. Diese Systeme können je nach Anforderungen des Betriebsortes in einer vertikalen Station oder in einer flachen Konfiguration angeordnet werden. Konkret können das Zuschlagstoffförder- und Dosiersystem und das Pulverförder- und Dosiersystem je nach Größe der Baustelle angeordnet werden. Für größere Baustellen kann eine flache Konfiguration verwendet werden, bei der das Zuschlagstoffförder- und Dosiersystem und das Pulverförder- und Dosiersystem getrennt auf der Baustelle platziert und mit der intelligenten Mischausrüstung verbunden werden. Für schmalere Baustellen kann eine vertikale Stationsmontage genutzt werden, bei der das Zuschlagstoffförder- und Dosiersystem und das Pulverförder- und Dosiersystem in modularer Struktur gestapelt werden. Das Zuschlagstoffförder- und Dosiersystem und das Pulverförder- und Dosiersystem können auf jedem fertigen Gebäudeboden positioniert werden, entweder auf demselben Boden oder auf verschiedenen Etagen.More preferably, the containerized automated material conveying and metering system includes an aggregate conveying and metering system for transporting and metering the produced sand and gravel aggregates and a powder conveying and metering system for transporting and metering the powder materials. These systems can be arranged in a vertical station or in a flat configuration depending on the requirements of the operating site. Specifically, the aggregate conveying and dosing system and the powder conveying and dosing system can be arranged depending on the size of the construction site. For larger construction sites, a flat configuration can be used, where the aggregate conveying and dosing system and the powder conveying and dosing system are placed separately on the construction site and connected to the intelligent mixing equipment. For narrower construction sites, vertical station assembly can be used, where the aggregate conveying and dosing system and the powder conveying and dosing system are stacked in a modular structure. The aggregate conveying and dosing system and the powder conveying and dosing system can be positioned on any finished building floor, either on the same floor or on different floors.
Alternativ kann der modulare quantitativen Verpackungsprozess für die direkte Materialplatzierung verwendet werden. Konkret können in der Sand- und Kiesproduktionslinie die hergestellten Sand- und Kieszuschlagstoffe gemäß den Anforderungen an die Betonformulierung und den Dosierungsanforderungen der Mischanlage in Zuschlagstoffbeuteln verpackt werden. In der Pulverproduktionslinie können die Betonpulvermaterialien während des Produktionsprozesses gemäß den Anforderungen an die Betonformulierung und den Dosierungsanforderungen der Mischanlage in Trockenpulverbeuteln verpackt werden. Sowohl die Zuschlagstoffbeutel als auch die Trockenpulverbeutel können für die Dosierung in Mengen von mindestens einem Beutel pro Batch verwendet werden.Alternatively, the modular quantitative packaging process can be used for direct material placement. Specifically, in the sand and gravel production line, the produced sand and gravel aggregates can be packed into aggregate bags according to the concrete formulation requirements and the dosage requirements of the mixing plant. In the powder production line, the concrete powder materials can be customized during the production process according to the concrete formulation requirements and Packed in dry powder bags according to the dosage requirements of the mixing system. Both the aggregate bags and the dry powder bags can be used for dosing in quantities of at least one bag per batch.
Es wird bevorzugt, eine integrierte Sand- und Kiesproduktionslinie und Pulverproduktionslinie zu verwenden, um die hergestellten Sand- und Kieszuschlagstoffe sowie die Pulvermaterialien gemäß den Anforderungen an die Betonformulierung und den Dosierungsanforderungen der Mischanlage in gemischten Trockenpackungen zu verpacken. Die gemischten Trockenpackungen werden dann in Mengen von mindestens einer Packung pro Batch für die Dosierung verwendet. Dieser integrierte Ansatz erleichtert das Management und den Transport, reduziert die Transportkosten und verbessert die Produktionseffizienz.It is preferred to use an integrated sand and gravel production line and powder production line to pack the produced sand and gravel aggregates and powder materials into mixed dry packs according to the concrete formulation requirements and the dosage requirements of the mixing plant. The mixed dry packs are then used for dosing in quantities of at least one pack per batch. This integrated approach facilitates management and transportation, reduces transportation costs and improves production efficiency.
Ein Abwasseraufbereitungssystem ist am Boden der Mischausrüstung integriert, um das für das Mischen und Reinigen der Baugeräte verwendete Wasser zu behandeln. Das behandelte Wasser kann recycelt und erneut zur Herstellung von Beton oder Mörtel verwendet werden. Dieses Recycling von Abwasser fördert die Energieeinsparung und Umweltverträglichkeit.A wastewater treatment system is integrated at the bottom of the mixing equipment to treat the water used for mixing and cleaning the construction equipment. The treated water can be recycled and reused to make concrete or mortar. This recycling of wastewater promotes energy savings and environmental sustainability.
In dem oben genannten integrierten Prozess kann der Materialfluss mithilfe von 5G-Signaltechnologie übertragen werden, und der gesamte Prozess wird digital überwacht und gesteuert, wobei eine Online-Digitaldetektion und -verifizierung der Betonqualität erfolgt. Dies ermöglicht eine automatisierte und intelligente Produktion.In the above integrated process, the material flow can be transmitted using 5G signal technology, and the whole process is digitally monitored and controlled, with online digital detection and verification of concrete quality. This enables automated and intelligent production.
Die Zuschlagstoffproduktionslinie zur Herstellung von hergestelltem Sand und Kieszuschlagstoffen umfasst Mechanismusfeinzuschlagstoffe mit einer Korngröße von 0-5 mm, Mechanismus-Mikasteinen mit einer Korngröße von 5-10 mm und Mechanismus-Brechsteinen mit einer Korngröße von 10-20 mm.The aggregate production line for producing manufactured sand and gravel aggregates includes mechanism fine aggregates with a grain size of 0-5mm, mechanism mica stones with a grain size of 5-10mm and mechanism crushing stones with a grain size of 10-20mm.
Die Pulverproduktionslinie bereitet Zementpulver, gewöhnliches Steinpulver, ultrafeines Steinpulver und mineralische Zusatzstoffe vor. Die mineralischen Zusatzstoffe können zwei oder mehr der folgenden Bestandteile umfassen: Kohlenasche, Mineralpulver, Kieselsäure, Quarzmehl und Mikrosphären. Der Trockenmischoffnungsprozess wird verwendet, um die Pulvermaterialien für hochentropisches Zementpulver homogen zu mischen und vorzubereiten.The powder production line prepares cement powder, ordinary stone powder, ultra-fine stone powder and mineral additives. The mineral additives may include two or more of the following ingredients: coal ash, mineral powder, silica, quartz powder and microspheres. The dry mix opening process is used to homogeneously mix and prepare the powder materials for high entropic cement powder.
Im Vergleich zu herkömmlichen On-Site-Mischanlagen verbessert die vorliegende Erfindung effektiv die Handhabung, den Transport, die Dosierung und die Abmessung von Rohstoffen. Erstens gewährleistet sie eine gründliche und gleichmäßige Mischung der Pulvermaterialien, wodurch die Homogenität des Betons sichergestellt wird. Dadurch werden Mängel vermieden, die durch eine ungleichmäßige Mischung des Pulvers entstehen können, wie z. B. ungleichmäßige chemische Zusammensetzung und unvollständige Reaktionen. Dies verbessert die Festigkeit des Betons. Zweitens ermöglicht sie eine präzise Dosierung und Abmessung, was die Stabilität des Betons erhöht. Schließlich fördert sie umweltfreundliche Praktiken, indem sie effektiv die Staubentwicklung während des Transports von Rohstoffen und der Betonherstellung verhindert.Compared to traditional on-site mixing plants, the present invention effectively improves the handling, transportation, dosing and sizing of raw materials. Firstly, it ensures thorough and even mixing of the powder materials, ensuring the homogeneity of the concrete. This avoids defects that can arise from uneven mixing of the powder, such as: B. uneven chemical composition and incomplete reactions. This improves the strength of the concrete. Secondly, it enables precise dosage and dimensions, which increases the stability of the concrete. Finally, it promotes environmentally friendly practices by effectively preventing dust generation during the transportation of raw materials and concrete production.
Im Vergleich zu herkömmlichen Fertigteilprozessen ermöglicht die vorliegende Erfindung, dass der Beton oder Mörtel in kürzester Zeit direkt auf die Betonoberfläche transportiert und gegossen wird. Dadurch werden effektiv die Probleme gelöst, die mit hohen Kosten, Abnahme der Verformbarkeit und Leistungseinbußen aufgrund des Bedarfs an Zwischentransfers durch Mischwagen in herkömmlichen Fertigteilmethoden verbunden sind. Dies führt auch zu einer Reduzierung des Energieverbrauchs.Compared to conventional precast processes, the present invention allows the concrete or mortar to be transported and poured directly onto the concrete surface in a very short time. This effectively solves the problems associated with high cost, decrease in formability and performance degradation due to the need for intermediate transfers by mixer trucks in traditional precast methods. This also leads to a reduction in energy consumption.
Die Rohstoffinformationen, die in den Beispielen 1-5 verwendet wurden, umfassen: Conch Marken-Zement der Klasse 425, Flugasche der Klasse II von Mingchuan, Haotong S95-Grad-Mineralpulver, selbst hergestellten Polycarboxylat-Superplastifizierer (Feststoffgehalt: 12%), mittleren Sand und 5-25mm gebrochenen Stein aus dem Mechanismus.The raw material information used in Examples 1-5 includes: Conch brand cement grade 425, Mingchuan grade II fly ash, Haotong S95 grade mineral powder, self-made polycarboxylate superplasticizer (solid content: 12%), medium Sand and 5-25mm of broken stone from the mechanism.
Bei diesem Baseline-Experiment wurde der traditionelle Fertigteil-Pumpvorgang mit einer C30-Mischung verwendet. Der Absetzwert betrug 220±20mm, die Absetzzeit betrug 2 Stunden und der Absetzverlust betrug weniger als 20mm. Der Ausbreitungsdurchmesser betrug φ550±20mm. Beispiel 1: Herstellung von Beton nach traditioneller Formel und Methoden.
Anhand der Produktion von 1 m3 Beton als Beispiel werden gemäß dem traditionellen Betonherstellungsprozess die Zuschlagstoffe und das Pulver aus den Lagertanks in die Mischungsanlage übertragen. Über das Materialdosier- und Messsystem werden die Zuschlagstoffe und das Pulver in den richtigen Proportionen separat in das Mischgerät gegeben. Nach Zugabe von Zusatzmitteln und Wasser wird der Beton gemischt und hergestellt.Taking the production of 1 m3 of concrete as an example, according to the traditional concrete production process, the aggregates and powder are transferred from the storage tanks to the mixing plant. Using the material dosing and measuring system, the additives and powder are added separately to the mixing device in the correct proportions. After adding admixtures and water, the concrete is mixed and produced.
Beispiel 2 verwendet die traditionelle Formel und kombiniert eine präzise vor Ort proportionierte, messende und Pulver-Vormischungsprozess zur Betonherstellung.Example 2 uses the traditional formula and combines a precisely site-proportioned, measuring and powder premixing process to produce concrete.
Die Zuschlagstoffe werden containerisiert gelagert und das Trockenpulver wird entsprechend der Klasse proportional verpackt. Nehmen wir C30 Beton als Beispiel.
Die Zuschlagstoffe und das trocken gemischte Pulver werden aus den Lagertanks zur Mischstation übertragen. Zunächst wird das trockene Pulver unter Verwendung des Materialdosier- und Messsystems proportional mit Wasser gemischt, um eine Aufschlämmung zu erhalten. Anschließend werden die Zuschlagstoffe und die Aufschlämmung proportional in das Mischgerät geführt. Nach Zugabe von Zusatzmitteln und Wasser wird die Mischung gerührt, um Beton herzustellen. In diesem Experiment wird dieselbe Formel wie in Beispiel 1 verwendet, um die Verbesserung der Betonleistung unter Verwendung des in Beispiel 2 beschriebenen Verfahrens unter gleichen Bedingungen und mit denselben Rohstoffen zu überprüfen.The aggregates and dry-mixed powder are transferred from the storage tanks to the mixing station. First, the dry powder is proportionally mixed with water using the material dosing and measuring system to obtain a slurry. The aggregates and slurry are then fed proportionally into the mixing device. After adding admixtures and water, the mixture is stirred to make concrete. In this experiment, the same formula as in Example 1 is used to verify the improvement in concrete performance using the method described in Example 2 under the same conditions and with the same raw materials.
Da diese Erfindung für den Einsatz vor Ort geeignet ist, ist die Anforderung an die Verarbeitbarkeit von traditionellem Fertigbeton mit Pumpbarkeit nicht sehr hoch. Daher kann die erforderliche Verarbeitbarkeit mit einer reduzierten Dosierung von Zusatzmitteln erreicht werden, um eine Verarbeitbarkeit mit einem Slump-Wert von 220±20 mm, einer Abbindezeit von 2 Stunden, einem Slump-Verlust von < 20 mm und einem Ausbreitungsdurchmesser von φ550±20 mm zu erzielen.Since this invention is suitable for on-site use, the requirement for the workability of traditional ready-mixed concrete with pumpability is not very high. Therefore, the required workability can be achieved with a reduced dosage of additives to achieve a workability with a slump value of 220 ± 20 mm, a setting time of 2 hours, a slump loss of < 20 mm and a spreading diameter of φ550 ± 20 mm to achieve.
In Beispiel 3 wird die traditionelle Formel in Kombination mit dem modularen Verpackungsprozess für Rohstoffe und dem Trockenpulver-Vormischungsprozess für die Betonherstellung verwendet.In Example 3, the traditional formula is used in combination with the modular packaging process for raw materials and the dry powder premix process for concrete production.
Die Zuschlagstoffe werden im Ganzen nach einem bestimmten Verhältnis verpackt, und das trockene Pulver, das entsprechend den Spezifikationen trocken gemischt wurde, wird proportional verpackt. Nehmen wir C30 Beton als Beispiel, der Prozess ist wie folgt.
In Beispiel 3 werden die Zuschlagstoffe am Zuschlagstoffproduktionsstandort zu Zuschlagstoffpaketen verarbeitet, während das trockene Pulver, das bereits trocken gemischt wurde, am Pulverproduktionsstandort zu Pulverpaketen verarbeitet wird. Diese Pakete werden dann zusammen mit dem Zusatzmittel und Wasser unter Verwendung eines Mischungsverhältnisses von 1 Paket pro Charge dem Mischgerät zugegeben. Nach dem Mischen wird die resultierende Mischung zur Herstellung von Beton verwendet. In diesem Experiment wird dieselbe Formel wie in Beispiel 1 verwendet, um die verbesserte Leistung von Beton unter Verwendung des in Beispiel 3 beschriebenen Verfahrens unter gleichen Bedingungen und mit äquivalenten Rohstoffen zu demonstrieren.In Example 3, the aggregates are processed into aggregate packages at the aggregate production site, while the dry powder, which has already been dry-mixed, is processed into powder packages at the powder production site. These packets are then added to the mixer along with the additive and water using a mixing ratio of 1 packet per batch. After mixing, the resulting mixture is used to make concrete. In this experiment, the same formula as in Example 1 is used to demonstrate the improved performance of concrete To demonstrate the use of the method described in Example 3 under the same conditions and with equivalent raw materials.
Da die vorliegende Erfindung für den Einsatz vor Ort geeignet ist, sind die Anforderungen an die Verarbeitbarkeit von traditionellem Fertigbeton mit Pumpbarkeit nicht sehr hoch. Daher kann die geforderte Verarbeitbarkeit mit einer reduzierten Dosierung von Zusatzmitteln erreicht werden, um einen Slump-Wert von 220±20 mm, eine Slump-Haltezeit von 2 Stunden, einen Slump-Verlust von weniger als 20 mm und eine Ausdehnung von φ550±20 mm zu erreichen.Since the present invention is suitable for on-site use, the requirements for the workability of traditional ready-mixed concrete with pumpability are not very high. Therefore, the required workability can be achieved with a reduced dosage of additives to achieve a slump value of 220 ± 20 mm, a slump holding time of 2 hours, a slump loss of less than 20 mm and an expansion of φ550 ± 20 mm to reach.
Beispiel 4 übernimmt die identische Produktionsmethode wie Beispiel 2, während die Formel in Beispiel 4 geändert wird, um die Ergebnisse von Beispiel 1 zu erreichen.
Durch die Anwendung desselben Produktionsprozesses wie in Beispiel 2 und die Optimierung der Formulierung konnten wir Betonprodukte mit mechanischen Leistungsergebnissen erreichen, die mit den in Beispiel 1 festgestellten vergleichbar sind. Darüber hinaus wurde eine Kostenersparnisanalyse durchgeführt.By using the same production process as in Example 2 and optimizing the formulation, we were able to achieve concrete products with mechanical performance results comparable to those found in Example 1. In addition, a cost savings analysis was carried out.
Beispiel 5 übernimmt die identische Produktionsmethode wie Beispiel 3, während die Formel in Beispiel 5 geändert wird, um die Ergebnisse von Beispiel 1 zu erreichen.
Mit der Verwendung der identischen Produktionsmethodik wie in Beispiel 3 und durch die Optimierung der Formulierung haben wir ein Produkt erreicht, das eine mechanische Leistung aufweist, die mit den getesteten Ergebnissen von Beispiel 1 vergleichbar ist. Darüber hinaus werden wir das Kostenersparnisverhältnis analysieren.By using the identical production methodology as in Example 3 and by optimizing the formulation, we have achieved a product that has mechanical performance comparable to the tested results of Example 1. In addition, we will analyze the cost saving ratio.
Experimentelle TestsExperimental tests
1. Die mechanische Leistung des Betons wurde gemäß der Norm
2. Die experimentellen Testergebnisse zur mechanischen Leistung des Betons in den Beispielen 1-5 sowie die Kostenersparnisanalyse werden in der untenstehenden Tabelle präsentiert.
Aus den experimentellen Ergebnissen in der Tabelle lässt sich feststellen:From the experimental results in the table it can be seen:
Die mechanischen Eigenschaften des in den Beispielen 2-5 hergestellten Betons erfüllen nach wie vor die Anforderungen für den Gebrauch. In den Beispielen 2-3 zeigt die mechanische Leistung des Betons eine signifikante Verbesserung mit einer Festigkeitssteigerung von mehr als 15%. In den Beispielen 4-5 wird bei vergleichbaren mechanischen Eigenschaften wie in Beispiel 1 eine Zementeinsparung von über 20% erzielt, was zu einer erheblichen Reduzierung der wirtschaftlichen Kosten des Betons führt.The mechanical properties of the concrete prepared in Examples 2-5 still meet the requirements for use. In Examples 2-3, the mechanical performance of the concrete shows a significant improvement with a strength increase of more than 15%. In Examples 4-5, with comparable mechanical properties to Example 1, a cement saving of over 20% is achieved, which leads to a significant reduction in the economic costs of the concrete.
Die Wasserdichtigkeit wurde von der gewöhnlichen P6-Ebene auf P8 oder höher verbessert.Waterproofing has been improved from the usual P6 level to P8 or higher.
Basierend auf dem oben Gesagten bietet der in dieser Erfindung beschriebene integrierte Prozess mehrere Vorteile. Erstens verbessert er die Homogenität der Betonschlämmekomponenten, was zu einer gleichmäßigeren Fließfähigkeit und Homogenität des Betonprodukts führt. Zweitens werden durch den integrierten vor-Ort-Misch- und Gießprozess in Kombination mit einer genauen vor-Ort-Proportionierung oder quantitativen Verpackung der Rohstoffe die Probleme von Messfehlern und Qualitätsabweichungen, die in herkömmlichen kommerziellen Betonwerken häufig auftreten, angegangen. Als Ergebnis zeigen die hergestellten Betonprodukte signifikante Verbesserungen in verschiedenen Leistungsaspekten und erzielen gleichzeitig erhebliche Energiekosteneinsparungen.Based on the above, the integrated process described in this invention offers several advantages. First, it improves the homogeneity of the concrete slurry components, resulting in a more uniform flowability and homogeneity of the concrete product. Secondly, the integrated on-site mixing and pouring process, combined with accurate on-site proportioning or quantitative packaging of raw materials, addresses the problems of measurement errors and quality deviations commonly encountered in traditional commercial concrete plants. As a result, the manufactured concrete products show significant improvements in various performance aspects while achieving significant energy cost savings.
Die obige Beschreibung ist lediglich die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und sollte nicht als Einschränkung der Erfindung in irgendeiner Weise interpretiert werden. Jegliche einfache Modifikationen, äquivalente Variationen oder Verfeinerungen, die auf der technischen Essenz der vorliegenden Erfindung basieren, liegen immer noch im Umfang der Erfindung.The above description is merely the preferred embodiment of the present invention and should not be interpreted as limiting the invention in any way. Any simple modifications, equivalent variations or refinements based on the technical essence of the present invention are still within the scope of the invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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