DE69821996T2 - Mobiles verfahren und system zum herstellen von mischungen aus zementzusätzen und beton - Google Patents

Mobiles verfahren und system zum herstellen von mischungen aus zementzusätzen und beton Download PDF

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Thomas Shea
Paul Westgate
Thomas Winkel
James Gado
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WR Grace and Co
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WR Grace and Co Conn
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28CPREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C7/00Controlling the operation of apparatus for producing mixtures of clay or cement with other substances; Supplying or proportioning the ingredients for mixing clay or cement with other substances; Discharging the mixture
    • B28C7/04Supplying or proportioning the ingredients
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    • B28C7/00Controlling the operation of apparatus for producing mixtures of clay or cement with other substances; Supplying or proportioning the ingredients for mixing clay or cement with other substances; Discharging the mixture
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  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
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Description

  • Fachgebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Fachgebiet der Zusatzmittel und Mischungen für Zement, Beton, Mörtel und Mauerwerk, und im einzelnen ein mobiles Verfahren zum Herstellen von Zusatzprodukten und Mischungsprodukten und ein System, das es gestattet, solche Zusätze oder Mischungen bei einem Ziel-Bestimmungsort herzustellen, wie etwa bei einer neuen oder fernabgelegenen Unternehmensstätte eines Herstellers oder auch bei einer Fabrik oder Baustelle eines Abnehmers.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Es kann nützlich sein, zunächst zu verstehen, was unter den Ausdrücken "Zement" und "Beton" zu verstehen ist, und was demzufolge mit den Begriffen "Zement-Zusatz" und "Beton-Mischungen" gemeint ist. Der Begriff "Zement" wird im allgemeinen verwendet, um Portland-Zement zu bezeichnen, was ein hydraulischer Zement ist, der hergestellt wird, indem Ziegelstein pulverisiert wird, der im wesentlichen aus hydraulischen Calciumsilikaten besteht, die gewöhnlich eine oder mehrere Arten von Calciumsulfat als Intergrund-Zusatz enthalten. Der Begriff "hydraulisches Zement" bezeichnet Zement, der durch eine chemische Wechselwirkung mit Wasser abbindet bzw. aushärtet. Ein "Zementmörtel" ist eine Mischung aus Zement, feinen Gesteinskörnungen bzw. Zuschlagstoffen (zum Beispiel Sand) und Wasser. Jedoch wird hierin der Begriff "Beton" hierin verwendet, um eine Mischung zu bezeichnen, die aus Zement (der als ein hydraulischer Binder fungiert), feinen Gesteinskörnungen bzw. Zuschlagstoffen (zum Beispiel Sand), groben Gesteinskörnungen bzw. Zuschlagstoffen (zum Beispiel Schotter) sowie Wasser, welches hinzugefügt wird, um das Abbinden bzw. Aushärten des Zementbinders zu initiieren, vorbereitet ist.
  • Ein "Zement-Zusatz" ist ein Material, welches verwendet wird, um das Herstellen des Zements zu erleichtern, oder um seine Qualität zu verbessern. Zement-Zusätze weisen verschiedene Verwendungen auf, beispielsweise (1) als Schleifhilfe, um die Effizienz des Mineralschleifprozesses (einschließlich Ziegelstein bzw. Klinker) zu verbessern, und um das Fließvermögen des Grundmaterials zu verbessern, oder um als "Packset" (Lagerungs-Festsetzen) oder "Silo-Set" (Silo-Festsetzen) bekannte Phänomene zu verhindern; (2) als Qualitätsverbesserer, um die Abbindzeit des Zements zu verändern; (3) als Verarbeitbarkeitsverbesserer, um den Wasserbedarf des Zements zu verringern und/oder um seine Verarbeitbarkeit zu erhöhen; (4) als Mauerwerk/Mörtelzusatz, um die Verarbeitbarkeit des zur Verwendung in Mauerwerkanwendungen beabsichtigten Zements zu verbessern (sowie um Luft einzuschließen, die Wasser-Retention oder Bauhaltbarkeit zu verbessern, die Abbindzeit zu steuern, Wasserbeständigkeit bereitzustellen oder um Festigkeiten zu erhöhen); und (5) als Schlammverdünner, um den Wassergehalt in Rohmaterial-Schlämmen zu verringern.
  • Eine "Beton-Mischung" ist ein von hydraulischem Zement, Wasser und Gesteinskörnungen bzw. Zuschlagstoffen verschiedenes Material, welches als Bestandteil von Beton oder Mörtel verwendet und zu der Betonmasse vor, während oder nach dem Vermischen und vor dem Abbinden bzw. Aushärten hinzugefügt wird. Mischungen werden zum Modifizieren von einer oder mehreren Eigenschaften des Betons derart verwendet, um den Beton für einen bestimmten Zweck geeigneter oder ökonomischer zu machen.
  • Einige der Hauptgründe für die Verwendung von Mischungen sind folgende: (1) um bestimmte strukturelle Verbesserungen in dem resultierenden, ausgehärteten Beton zu erzielen; (2) um die Qualität des Betons durch die aufeinanderfolgenden Stufen des Vermischens, des Transportes, des Lagerns und des Aus härtens während ungünstigen Wetter- oder Verkehrsbedingungen zu verbessern; (3) um bestimmte unvorhergesehene Ereignisse bzw. Notsituationen während des Betonierens anzugehen; und (4) um die Kosten der Beton-Konstruktion herabzusetzen. In einigen Fällen kann das gewünschte Ergebnis nur durch Verwendung einer Mischung erzielt werden. Zusätzlich gestattet die Verwendung einer Mischung, dass kostengünstigere Bauverfahren oder Anfertigungen eingesetzt werden können, um dadurch die Kosten der Mischung aufzuwiegen.
  • Der Begriff "Beton-Mischung", wie er hierin und nachfolgend verwendet wird, soll ebenso auch Mischungen für Mauerwerk-Beton bedeuten und enthalten. Eine Mauerwerk-Beton-Mischung ist eine Mischung, die einen niedrigen Feuchtigkeitsgehalt aufweist. Einige der Gründe für die Verwendung einer Mauerwerk-Mischung sind: (1) um den Durchlauf von Wasser durch die fertiggestellte Einheit herabzusetzen; (2) um das äußerliche Erscheinungsbild des Endproduktes zu verbessern; (3) um Herstellungskosten herabzusetzen; (4) um Herstellungsverluste aufgrund von Brüchen zu reduzieren; und (5) um Abnutzungen an den Produktionsmaschinen zu reduzieren.
  • In typischer Weise werden Zement-Zusätze und Beton-Mischungen als "Fertigprodukt" verkauft, das in einem Tanklastzug, der eine Anzahl von Abteilungen bzw. Kammern aufweist, die andere Fertigprodukte enthalten, versendet bzw. verschickt wird, oder es wird in Trommeln, "Taschen" (zum Beispiel 300-Gallon Plastikfässer) oder in anderen Bulkwaren-Formen versendet bzw. verschickt. Der Ausdruck "Fertigprodukt" bedeutet, dass der Zusatz oder die Mischung aus einem Verschnitt von "Rohmaterial-Komponenten" besteht. Rohmaterialien der Mischung können beispielsweise Lignosulfonat, Maissirup, ein Amin, etc. enthalten, die entweder mit Wasser und/oder einem anderen Rohmaterial vermischt werden.
  • Die Druckschrift US 4,792,234 offenbart eine mobile Betonmassen-Anlage, die als einzelne Einheit über Landstraßen transportierbar ist. Ein Zement-Speichersilo, ein Zement-Wägesilo und ein Gesteinskörnungs- bzw. Zuschlagstoff-Wägesilo sind auf einer Ladefläche eines Standard-Anhängers montiert. Das Zement-Silo wird von dem Speicherbehälter auf das gewünschte Gewicht beladen, und das Gesteinskörnungs- bzw. Zuschlagstoff-Silo wird bei Bedarf mittels eines Gabelstaplers bzw. Frontladers beladen. Ein Beschickungsförderband trägt ausgegebenes Zement und Gesteinskörnungen bzw. Zuschlagstoffe von dem Silo zu einer Stelle oberhalb von zwei gegenüberliegenden Mischtrommeln. Die Beschickung wird von dem Beförderer in ein Ladesilo ausgekippt und von dort in einen Ladeteiler geleitet, der die Beschickung in eine von den beiden Trommeln ausgewählte Trommel lenkt. Es werden Wasser und Mischungen hinzugefügt und die Mischtrommel gedreht, wodurch der Inhalt vermischt und Beton hergestellt wird. Indem die Drehbewegung der Trommel umgekehrt wird, wird das fertiggestellte Beton aus der Trommel abgenommen und mittels eines Ausgabeförderbandes von der Anlage wegbefördert. Ein zweiter Durchlauf kann begonnen werden, während der erste vermischt oder ausgegeben wird.
  • Die Druckschrift US 4,406,598 offenbart eine mobile Beton-Mischvorrichtung, die folgendes aufweist: einen Gesteinskörnungs- bzw. Zuschlagstoff-Speicherbehälter und einen Zement-Speicherbehälter, die voneinander beabstandet auf einem mobilen Träger montiert sind, einen Wasserversorgungstank, der auf dem Träger montiert ist und in betriebsbereiter Kommunikation mit einer in der Nähe des Zement-Speicherbehälters angeordneten Wasser-Ausgabeleitung steht, ein Förderbandgerät, das unterhalb des Gesteinskörnungs- bzw. Zuschlagstoff-Speicherbehälters und Zement-Speicherbehälters und zwischen dem Gesteinskörnungs- bzw. Zuschlagstoff-Speicherbehälter und dem Zement-Speicherbehälter bewegbar ist, um Materialien hiervon zur Ausgabe in eine Misch-Einzugschneckenanordnung zu beför dern, wobei der Gesteinskörnungs- bzw. Zuschlagstoff-Speicherbehälter vorgemischte Sand- und Steinmaterialien enthält, um eine gleichmäßige Feuchtigkeit und Temperatur hierzwischen zu erzielen, die Sand-Steinmischung, die Zement-Mischung und das Wasser vor dem Zufluss in die Misch-Einzugschneckenanordnung vermischt werden, die Einzugschneckenanordnung eine Vielzahl von Materialbeförderungsstufen und eine Vielzahl von dazwischen angeordnete Mischstufen aufweist, um eine gleichförmige Mischung zur Auslieferung von der Misch-Einzugschneckenanordnung zu garantieren, und wobei sämtliche Betriebsweisen des Betonmischgerätes durch eine einzelne Hebeloperation initiiert werden.
  • Die Druckschrift US 5,044,819 offenbart ein Pflasterungssystem, welches ein Gesteinskörnungs- bzw. Zuschlagstoff-Silo, ein Mineralfüllstoff-Silo, einen Wassertank, einen Emulsionstank und einen Zusatztank aufweist. Ein Mischer vermischt die Gesteinskörnungs- bzw. Zuschlagstoffe, den Mineralfüllstoff, das Wasser, die Emulsion und den Zusatz unter der Kontrolle bzw. Überwachung eines Prozessors.
  • Die Druckschrift US 4,190,373 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vermischen pulverisierter Trockensubstanzen und/oder Fluidmedien mit einer oder mehreren Flüssigkeiten. Das Verfahren weist den Verfahrensschritt des Zuführens eines Flusses von einer oder mehreren pulverisierten Trockensubstanzen und/oder eines Fluidmediums und den Verfahrensschritt des direkten Aussetzens dieses Flusses dem Einfluss von zumindest einem Flüssigkeitsbestandteil unter hohem Druck, um eine sich hieraus ergebende Mischung auszubilden. Die Vorrichtung weist eine Mischkammer mit zumindest einem Einlass zum Aufnehmen der zu vermischenden Materialien und eine Düseneinrichtung zum Einführen von Flüssigkeit unter hohem Druck in die Mischkammer auf.
  • Die Druckschrift US 5,653,533 offenbart ein unmobiles Beton-Mischsystem.
  • Die Druckschrift JP 63-166,424 offenbart eine Vorrichtung zum Messen der Partikelgröße eines Gesteinskörnungs- bzw. Zuschlagstoffes.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine mobile Vorrichtung zum Herstellen von Zement-Zusätzen oder Beton-Mischungen, mit:
    zumindest zwei Tanks, von denen jeder zumindest ein Rohmaterial zum Herstellen von Zement-Zusätzen oder Beton-Mischungen enthält;
    einem Rahmen zum Montieren und Transportieren von zumindest zwei Pumpen als eine integrierte Einheit, von denen jede betrieben werden kann, um Rohmaterial von den Tanks in einen Mischer zu überführen;
    einem Mischer zum Aufnehmen der Rohmaterialien, die von den Tanks überführt werden, und zum Vermischen der Rohmaterialien, um einen Zement-Zusatz oder ein Beton-Mischprodukt zur Verfügung zu stellen; und
    zumindest einer Qualitätssteuereinheit zum Messen einer physikalischen Qualität, zum Beispiel Gesamtfeststoffmenge, Viskosität, pH-Wert oder spezifische Dichte, von einem Rohmaterial oder einem fertigen Zement-Zusatz oder einem Beton-Mischprodukt.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Verfahren zum Herstellen von Zement-Zusätzen oder Beton-Mischungen bereit, mit:
    Vorsehen von zumindest zwei Tanks, von denen jeder zumindest ein Rohmaterial zum Herstellen von Zement-Zusätzen oder Beton-Mischungen enthält;
    Vorsehen eines Rahmens zum Montieren und Transportieren von zumindest zwei Pumpen als eine integrierte Einheit;
    Vorsehen eines Mischers zum Aufnehmen der zumindest zwei Rohmaterialien, die aus den zumindest zwei Tanks gepumpt werden, und zum Vermischen der Rohmaterialien, um einen Zement-Zusatz oder eine Beton-Mischung zur Verfügung zu stellen; und
    zumindest einer Qualitätssteuereinheit zum Messen einer physikalischen Qualität, zum Beispiel Gesamtfeststoffmenge, Viskosität, pH-Wert oder spezifische Dichte, von einem Rohmaterial oder einem fertigen Zement-Zusatz oder einem Beton-Mischprodukt.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein neues Verfahren und System zum Herstellen von fertigen Zement-Zusätzen und/oder Beton-Mischprodukten bei einem Ziel-Bestimmungsort bzw. Bauplatz bereit, wie etwa bei einer Zementfabrik eines Abnehmers oder bei einer Fertigmischung-Betonanlage; oder auch bei einem neuen Bestimmungsort zum Herstellen von Zusätzen oder Mischungen. Ein "Ziel"-Bestimmungsort kann beispielsweise ein neuer oder abgelegener Bestimmungsort des Produzenten sein, wie etwa in einem anderen Land, wo die Arbeitsabläufe der Herstellung von dem Produzenten zum ersten Mal begonnen werden.
  • Das mobile Herstellungs-System und -Verfahren der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform schließt die Verwendung eines Rahmens, in bevorzugter Weise etwa ein "Gestell" (zum Beispiel eine Arbeitsbühne oder Plattform), auf welchem zumindest zwei Pumpen untergebracht bzw. montiert sind, und optio nal, jedoch in bevorzugter Weise, die Verwendung eines Mischers, die Verwendung von Ventilen und die Verwendung von Durchsatzmessern bzw. Mengenreglern ein, so dass diese Baugruppen bequem zu einem Ziel-Bestimmungsort transportiert werden können. Verschiedene Tanks, die Rohmaterialien zum Herstellen von Zement-Zusätzen und/oder Beton-Mischprodukten enthalten, können zusammen mit den auf dem Rahmen montierten Baugruppen oder getrennt verschickt und dann beim Ziel-Bestimmungsort an den Pumpen angeschlossen werden. Der Rahmen selber kann an dem Rahmen des Fahrzeuges angebaut sein oder als Rahmen des Fahrzeuges dienen; dieses kann auf einfache Weise ausgebildet werden, indem der Rahmen oder das Gestell auf Rädern oder auf einen Lastwagenrahmen gesetzt wird, oder indem ein Lastwagenrahmen verwendet wird, auf welchem die Tanks, die Pumpenanlage und die Räder montiert sind.
  • In exemplarischen Ausführungsformen, in welchen die Pumpanlage auf Räder gesetzt ist, gestattet es die Erfindung einem Produzenten, beispielsweise bei einem entfernt gelegenen Ziel-Bestimmungsort oder bei einem Betrieb bzw. einer Fabrik eines Abnehmers abnehmerspezifisch Zement-Zusätze und/oder Beton-Mischungen zu mischen. Der Produzent kann basierend auf den Anforderungen eines Abnehmers, basierend auf Qualitätsteuerdaten und anderen Faktoren den fertiggestellten Zement-Zusatz oder das fertiggestellte Beton-Mischprodukt bei dem Bestimmungsort testen und einstellen. Die Verwendung von Qualitätsteuereinheiten gestattet die Kontrolle bzw. die Überwachung von physikalischen Charakteristika des Fertigproduktes, wie etwa die Gesamtfeststoffmenge, die Viskosität, die spezifische Dichte, den pH-Wert und anderer Charakteristika, und ermöglicht es, bei Bedarf Einstellungen hinsichtlich des Produktes bei dem Ziel-Bestimmungsort durchzuführen.
  • Die Bedeutung hinsichtlich dem Leistungsvermögen der vorliegenden Erfindung, nämlich den Produzenten in die Lage zu versetzen, nach Rezept anzufertigen, zu mischen bzw. zu verschneiden, zu überwachen bzw. zu kontrollieren, zu bewerten und den Herstellungsprozess auf herkömmliche Weise einzustellen, ist durch die Erleichterung bzw. Leichtigkeit gegeben, wodurch bei dem Ziel-Bestimmungsort lokale Variablen berücksichtigt werden können, wie etwa die Qualität und Art des hydraulischen Zements oder Kalksteins, der Gesteinskörnung bzw. Zuschlagstoffe, des Wassers oder anderer Faktoren. Beispielsweise kann ein Hersteller darauf verzichten, Zeit dahingehend zu verschwenden, Informationen oder Proben zu dem gewöhnlichen Herstellungsbetrieb zurückzubringen und dann zu einem Bestimmungsort des Abnehmers zurückzukehren. Der Hersteller kann schnelle und wichtige Einstellungen hinsichtlich der Rohmaterialien, der Mischverhältnisse bzw. des Mischverhältnisses oder hinsichtlich physikalischer Charakteristika des Endproduktes bei dem Ziel-Bestimmungsort durchführen, um Zeit, Betriebsmittel und Energie einzusparen.
  • Es wird davon ausgegangen, dass das neue Leistungsvermögen der vorliegenden Erfindung eine tiefgründige Auswirkung in der Zement- und Betonindustrie haben wird. Abnehmer werden durch das gesteigerte Leistungsvermögen des Herstellers einen erhöhten Wert hinsichtlich der Produkte und der Dienstleistung bemerken, und zwar indem der Hersteller auf verschiedene Anforderungen des Abnehmers und auf regionale Variationen (und sogar auf Variationen zwischen einzelnen Fabriken bzw. Betrieben und einzelnen Bestimmungsorten) reagiert.
  • Ein exemplarischer Ablauf der Erfindung zum Herstellen von Zement-Zusätzen oder Beton-Mischungsprodukten weist das Vorsehen eines Rahmens bei einem Ziel-Bestimmungsort, welcher zumindest zwei Pumpen zum Abgeben der Rohmaterialien zum Herstellen der Zement-Zusätze und/oder Beton-Mischungen an einen Mischer aufweist, und das Vorsehen von zumindest zwei Rohmaterialien-Tanks, die voneinander verschieden sind, auf, wo bei ein Fertigprodukt bei dem Ziel-Bestimmungsort ausgegeben bzw. nach Rezept angefertigt werden kann. Ferner schließen exemplarische Abläufe das Vorsehen von Ventilen und Messgeräten zum Steuern und Messen der Menge oder des Durchsatzes von Rohmaterialien, die zu dem Mischer gepumpt werden, ein. In weiteren exemplarischen Ausführungsformen können eine oder mehrere Qualitätssteuereinheiten, wie etwa Vorrichtungen zum Messen der Gesamtfeststoffmenge, der Viskosität, des pH-Wertes, der spezifischen Dichte oder anderer physikalischer Eigenschaften, auf dem Rahmen montiert sein, so dass der fertige Zement-Zusatz oder das fertige Beton-Mischungsprodukt oder selbst irgendein Rohmaterial überwacht bzw. kontrolliert oder eingestellt werden kann.
  • Weitere exemplarische Systeme und Abläufe weisen die Verwendung einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), wie etwa eines Laptops, einer tragbaren Einheit oder einer logischen Ablaufsteuerung, die in elektronischer Kommunikation mit Ventilen und Pumpen auf dem Rahmen steht, und optional eine oder mehrere Qualitätssteuereinheiten auf, um eine Steuerung und/oder Überwachung von physikalischen Charakteristika der fertigen Zement-Zusatzprodukte, Beton-Mischungsprodukte oder irgendeines der Rohmaterialien bereitzustellen. Dieses kann bei dem Ziel-Bestimmungsort erfolgen, um es zu ermöglichen, dass das Fertigprodukt eingestellt oder abgeändert werden kann.
  • Im einzelnen ist die Verwendung einer Palette bzw. eines Ladegestells (zum Beispiel ein aus Holz, aus Metall, aus Plastik oder aus Glasfaser gefertigtes Board oder Plattform) bevorzugt, um zumindest zwei Pumpen zum Abgeben von Rohmaterialien von den Tanks in einen Mischer, der in bevorzugter Weise ebenso auf dem Gestell montiert ist, zu montieren oder zu befestigen. Das Gestell kann im Hinblick auf eine manuelle Beladung auf einen Lastkraftwagen oder Anhänger, in einen Transporter oder in einen Karton oder Box für verschiedene Transportarten, wie etwa per Schiff oder Flugzeug, dimensioniert sein. Die Tanks, die verschiedene Zusätze oder Rohmaterialien (oder Fertigmaterialien) der Mischung enthalten, können separat oder zusammen mit dem Gestell versendet und anderweitig individuell gehandhabt werden.
  • In weiteren Ausführungsformen weist das Gestell oder der Rahmen ferner zumindest drei oder mehrere Pumpensätze, Ventilsätze und Instrumentensätze zum Steuern und Überwachen der Menge oder des Durchsatzes der in den Mischer gepumpten Rohmaterialien auf. Eine Computer-Ablaufsteuerungseinheit (CPU) oder eine logische Prozesssteuerung oder andere bekannte Steuervorrichtungen können zur Steuerung und/oder Überwachung der Arbeitsabläufe der verschiedenen Bauteile verwendet werden. Die CPU kann an dem Rahmen montiert oder anderweitig über eine Verbindungsbox oder über einen an dem Rahmen montierten, seriellen Bus mit den Pumpen, Ventilen und/oder Instrumenten verbunden sein. Die CPU kann derart programmiert sein, um Pumpen und Ventile in Erwiderung auf Ausgabesignale von den (Durchsatz-) Instrumenten zu steuern. Die CPU kann auch mit einer Information hinsichtlich des Abnehmerprofils programmiert sein, so dass die Pumpen die richtige Menge der Rohmaterialien zu dem Mischer abgeben können, um den erwünschten End-Zement-Zusatz oder das erwünschte End-Beton-Mischungsprodukt bereitzustellen.
  • Andere Vorteile und Eigenschaften des erfindungsgemäßen Ablaufes und des Systems der Erfindung werden nachfolgend weiter beschrieben.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Ein besseres Verständnis der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von exemplarischen Ausführungsformen der vorlie genden Erfindung kann unter Hinzunahme auf die beigefügten Zeichnungen ermöglicht werden, in welchen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines exemplarischen mobilen Herstellungs-Systems und -Ablaufes der vorliegenden Erfindung ist; und
  • 2 eine schematische Darstellung eines weiteren exemplarischen mobilen Herstellungs-Systems und -Ablaufes der vorliegenden Erfindung ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON EXEMPLARISCHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Wie in 1 dargestellt, weist ein exemplarischer Ablauf und ein exemplarisches System 10 der vorliegenden Erfindung zwei oder mehrere separate Transporttanks (die beispielsweise mit den Bezugsziffern 14, 16, 18, 20 und 22 bezeichnet werden) auf, welche zumindest zwei Rohmaterialien, die in bevorzugter Weise in einer fließbaren, flüssigen Gestalt (im Gegensatz zu einer trockenen, festen Partikulär-Gestalt) vorgesehen sind, zur Herstellung von Zement-Zusätzen und/oder Beton-Mischungen enthalten, und welche an einem Rahmen 12 bereitgestellt sind, wie etwa auf einer Ladefläche eines Lastkraftwagens, auf einer Ladefläche eines Anhängers, auf einem Gestell (zum Beispiel auf einem Board oder andersartig bewegbar oder auf einer Plattform) oder auf einer anderen mobilen Struktur. Es ist beabsichtigt, dass die Inhalte der zumindest zwei Tanks verschieden voneinander sind.
  • Typischerweise werden Zement-Zusätze und Beton-Mischungen hergestellt, indem ein "Rohmaterial" mit Wasser und/oder einem anderen Rohmaterial kombiniert wird, um ein "Fertig-Produkt" bereitzustellen. Rohmaterialien sind in der Zement- und Betonindustrie allgemein bekannt. Zum Zwecke der vorliegenden Erfindung enthalten exemplarische "Rohmaterialien" folgende Stoffe, die Erfindung ist aber nicht hierauf begrenzt: Melasse, Sulfonat (zum Beispiel Melaminsulfonatformaldehydpolymer, Naphtalinsulfonatformaldehydpolymer), Calciumchlorid, Natriumchlorid, Amine und Alkanolamine, Tallöl-Fettsäure, Fettsäuren und deren Derivate, Fettester und deren Derivate, Natriumgluconat, Farbstoffe, Ameisensäure, Sucrose, Zucker, Glucose, Natriumnitrit, Natriumnitrat, Calciumnitrit, Calciumnitrat (zum Beispiel zum Auflösen), Calciumbromid, Natriumthiocyanat, Maissirup, Natriumsarcosinat, Calcium- oder Natriumlignolsulfonat, Lignin, Alkohol (zum Beispiel Glykole und Glycerole), Phenol, Alkanolamine und seine Säuren oder Formiatsalze, Ameisensäure, Essigsäure, wasserfreies Ätznatron, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, lineares Natriumalkylsulfonat, Formaldehyd, Silica bzw. Quarz, Diglycinat, Polymere mit Oxyalkyl, Calciumformiat, Ameisensäure, Siloxan, Surfaktanten, Harze und Harzsäuren, und Kunstharze und Kunstharzsäuren, Polyacrylsäure, Polyvinylpyrollidon, Mischungen und Derivate aus irgendwelchen der Vorstehenden. Weitere Rohmaterialien sollen nachfolgend beschrieben werden.
  • Es sei angenommen, dass die Transporttanks 14, 16, 18, 20 und 22 zum Transport und Ausliefern bzw. Abgeben von zumindest zwei verschiedenen Rohmaterialien, und in bevorzugter Weise von zwei bis sechs oder mehreren verschiedenen Rohmaterialien verwendet werden können, die beim Ziel-Bestimmungsort mit Wasser und/oder untereinander vermischt werden können, um einen fertigen Zement-Zusatz oder eine fertige Beton-Mischung bereitzustellen.
  • Die Transporttanks können aus Metall, Plastik, Glasfaser oder einem anderen Material hergestellt sein, welches nicht durch die darin enthaltenen, bestimmten Materialien angegriffen wird. Der Begriff "Tank" wird hierin verwendet, um einen Behälter zu bezeichnen, der ein Fass, eine Box, ein Beutel oder selbst eine zusammenfaltbare (teilweise flexible) Struk tur sein kann. In Ausführungsformen der Erfindung, in welchen ein gestellartiger Rahmen zur Montage der Pumpen, des zumindest einen Mischers und anderer Gerätschaften verwendet wird, können die Tanks separat zu dem Ziel-Bestimmungsort verschickt oder transportiert und mittels Schläuche oder Leitungen an die Pumpen angeschlossen werden. Beispielsweise zeigt 2, dass zum Anschließen von Fässern oder Tanks mit Rohmaterial an verschiedene, auf einem Gestell 12 montierte Pumpen (24/26/28) Leitungen verwendet werden.
  • Eine Rohmaterialkomponente, wie etwa eine der obig aufgeführten Materialien, kann mit Wasser und/oder einer anderen Rohmaterialkomponente kombiniert werden, um einen fertigen Zement-Zusatz oder ein fertiges Beton-Mischungsprodukt bereitzustellen. Von daher kann beispielsweise eine wasserreduzierte Mischung in der Gestalt eines "fertigen Mischungsprodukts" hergestellt werden, indem Lignosulfonat, Maissirup, ein Amin und Wasser (das von dem Ziel-Bestimmungsort stammt) kombiniert werden. Ein anderes Fertigprodukt kann ein Abgleich hinsichtlich der Konzentrationen der verschiedenen Komponenten oder zusätzlicher Materialien, wie etwa ein Tensid bzw. oberflächenaktiver Stoff (Surfactan) und/oder ein Biozid, einschließen.
  • Es gibt Fälle, in welchen ein Rohmaterial bei dem Bestimmungsort des Abnehmers direkt in einen Lagertank ausgegeben werden kann, ohne dass es durch Hinzufügung von Wasser abgestimmt bzw. eingestellt oder verdünnt werden muss, oder ohne dass es mit einem anderen Rohmaterial kombiniert werden muss. (Jedoch bedeutet dies nicht, dass ein direkt hinzugefügtes Material von daher kein "Rohmaterial" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist).
  • Wie in 1 gezeigt, sind Ventile und/oder Pumpenvorrichtungen, wie sie etwa mit den Bezugsziffern 24, 26, 28, 30 und 32 bezeichnet werden, zum Zuführen von Rohmaterialien in einen Mischer 50 vorgesehen, wo sie durchgemischt werden, bevor sie als Endprodukte in beispielsweise einen Ablagetank bei dem Ziel-Bestimmungsort (zum Beispiel bei einer neuen oder entfernt gelegenen Herstellungsanlage) zur nachfolgenden Versendung an einen Abnehmer ausgegeben werden, oder bevor sie direkt in einen bei dem Bestimmungsort des Abnehmers angeordneten Tank 60 eines Abnehmers ausgegeben werden. Der Mischer 50 kann von einer statischen Ausführung sein, wie etwa eine Lang- Abteilung bzw. Lang-Kammer mit internen Leitblechen oder Strukturen, um das Vermischen von verschiedenen, mittels der Pumpen (24, 26, etc.) zugeführten Rohmaterialien zu ermöglichen, oder er kann von einem optional computergesteuerten (50), motorbetriebenen Scher- bzw. Schubmischer-Typ sein.
  • In weiteren exemplarischen Ausführungsformen der Erfindung ist zumindest eine Qualitätssteuereinheit, wie etwa eine Messvorrichtung der Gesamtfeststoff 52, eine Messvorrichtung des pH-Wertes 54, eine Messvorrichtung der Viskosität 56 und/oder eine Messvorrichtung der spezifischen Dichte 48, zum Festsetzen, Ermitteln, Messen und/oder Bestätigen von physikalischen Charakteristika des End-Zement-Zusatzes oder des End-Beton-Mischproduktes oder von einem oder mehreren der zur Herstellung des Produktes verwendeten Rohmaterialien eingesetzt. Das End-Zusatz-Produkt oder das End-Mischungs-Produkt kann von daher überprüft werden, und zwar bevor oder nachdem es in den Lagertank 60 des Abnehmers oder in einen weiteren, zu einem Abnehmer zu versendenden Tank abgegeben wird. Eine Leitung oder Schlauch 59, die bzw. der in bevorzugter Weise einen Neutralisierschalter bzw. Annullierschalter aufweist, welcher an dem Mischer 50 oder an das Ventil oder an die (nicht dargestellte) Pumpe, die von dem Mischer 50 führt, angeschlossen ist, kann verwendet werden, um Rohmaterialien oder Fertigprodukte bei dem Ziel-Bestimmungsort abzugeben.
  • Zement-Zusätze und Beton-Mischungen werden häufig durch Funktionen klassifiziert, und es kann helfen, eine kurze Diskussion von Zusatz- und Mischungskategorien und jenen Materialarten bereitzustellen, die häufig als gebräuchliche Rohmaterialkomponenten in diesen Kategorien verwendet werden. (Beispiele von Beton-Mischungen sind ausführlich in dem US-Patent 5,203,629 von Valle et al. dargelegt.)
  • Schleifhilfsmittel bzw. Mahlhilfsmittel sind Zement-Zusätze, die zum Verbessern der Effizienz von jeglichen Mineralschleifprozessen (einschließlich Ziegelstein bzw. Klinker) verwendet werden, um das Fließvermögen des Bodenmaterials zu verbessern, oder um ein Lagerungs-Festsetzen, oder Silo-Festsetzen zu verhindern. Einige der verwendeten gebräuchlichen Rohmaterialien sind Amine, Alkanolamine und ihre Acetate oder Phenolatsalze, Glykole und Polyacrylsäure.
  • Qualitätsverbesserungsmittel sind Zement-Zusätze, die zum Verändern der Einstellzeit bzw. Abbindzeit des Zements verwendet werden, oder andere Mineralien, um seine frühe oder späte Festigkeit zu erhöhen, um einen Austausch bzw. Ersatz von Ziegelstein mit Füllstoffen zu gestatten, oder um durch Herabsetzen von spezifischen Oberflächenbereichen (zum Beispiel Blaine-Oberflächebereichen) niedrigere Herstellungskosten zuzulassen. Gebräuchliche Rohmaterialien enthalten verschiedene Alkanolamine und ihre entsprechenden Salze, Natrium- oder Calciumchlorid und bestimmte Kohlenhydrate.
  • Verarbeitbarkeitsverbesserungsmittel sind Zement-Zusätze, die zum Reduzieren des Wasserbedarfs von Zement verwendet werden, oder um seine Verarbeitbarkeit zu verbessern. Gebräuchliche Rohmaterialien enthalten Lignin, Natriumgluconat, Lignosulfonat, Naphtalinsulfonat und Polyacrylsäurepolymere mit Oxyalkylengruppen.
  • Mauerwerk- und Mörtel-Zusätze sind Zement-Zusätze, die zum Verbessern der Verarbeitbarkeit von zur Verwendung in Mauerwerkanwendungen vorgesehenem Zement verwendet werden. Solche Zusätze werden ebenso zum Einschließen von Luft, zum Erhöhen der Wasser-Retention bzw. Wasser-Rückhaltung oder der Lebensdauer, zum Steuern der Einstellzeit bzw. Abbindzeit, zum Bereitstellen von Wasserbeständigkeit oder zum Erhöhen der früheren und/oder späteren Festigkeit verwendet. Gebräuchliche Mauerwerk/Mörtel-Zusatz-Rohmaterialien enthalten Salze von Baumharz, Fettsäuren, Tallöle und Polymeren, wie etwa Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Hydroxypropyl-substituierte Polysacharide oder Mischungen hiervon.
  • Schlammverdünnungsmittel sind Zement-Zusätze, die zum Herabsetzen des Wassergehaltes in für die Herstellung von Zement verwendeten Rohmaterialschlämmen verwendet werden. Gebräuchliche Rohmaterialien enthalten Lignosulfonat, Lignin und Natriumgluconat.
  • Beschleunigungsmittel sind Zement-Zusätze oder (abhängig von der Anwendung) Beton-Mischungen, die zum Beschleunigen des Abbindens und einer früheren Festigkeitsentwicklung des Zements oder Betons verwendet werden. Einige der gebräuchlichen Rohmaterialien, die verwendet werden können, um diese Funktion zu erzielen, sind Calciumchlorid, Alkanolamine (zum Beispiel Triethanolamin), Natriumthiocyanat, Calciumformat, Calciumnitrat, Calciumnitrit, Kaliumnitrat, Kaliumnitrit, Natriumnitrat und Natriumnitrit.
  • Verzögerungsmittel oder Mittel zum Verzögern des Abbindens werden verwendet, um das Abbinden des Zements oder Betons zu verzögern oder zu verlangsamen. Verzögerungsmittel werden verwendet, um beim Abbinden des Mörtels oder Betons die Beschleunigungswirkung von warmen Wetter auszugleichen, oder um das anfängliche Abbinden des Mörtels, Betons oder Zements zu ver zögern, wenn schwierige Zustände hinsichtlich des Einbringens bzw. Unterbringens/Bestückens auftreten, oder wenn Probleme hinsichtlich des Ablieferns an den Bau-Bestimmungsort entstehen, oder wenn Zeit für spezielle Nachbearbeitungsprozesse benötigt wird. Die meisten Verzögerungsmittel dienen ebenso als Wasserverminderungsmittel und können ebenso verwendet werden, um Luft in Mörtel oder Zement einzuschließen. Gebräuchliche Rohmaterialien enthalten Lignosulfonat, Hydroxycarboxylsäure, Lignin, Borax, Glucon, Weinsäure und andere organische Säuren und ihre entsprechenden Salze, und bestimmte Kohlenhydrate. Ein unter dem Handelsnamen DARATARD® hergestelltes Verzögerungsmittel ist von W. R. Grace & Co.-Conn. erhältlich.
  • Luftausstoßmittel sind Zusätze oder Mischungen, die verwendet werden, um den Luftgehalt in Zement oder Beton herabzusetzen. Tributylphosphat, Dibutylphthalat, Octylalkohol, wasserunlösliche Ester von Kohlensäure und Borsäure, und Silikone sind einige gebräuchliche Rohmaterialien, die verwendet werden können, um diese Wirkung zu erzielen.
  • Lufteinlassmittel oder Lufteinlassmischungen werden verwendet, um absichtlich mikroskopische Luftblasen in Mörtel oder Zement einzuschließen. Der Lufteinschluss verbessert außerordentlich die Alterungsbeständigkeit von Mörtel und Zement, welcher bzw. welches während Frost- und Tauzyklen Feuchtigkeit ausgesetzt ist. Zusätzlich verbessert die eingeschlossene Luft in großem Maße die Beständigkeit des Mörtels und Zements hinsichtlich durch chemische Enteisungsfahrzeuge hervorgerufene Oberflächenaufblätterung. Der Lufteinschluss verbessert ebenso die Verarbeitbarkeit von frischem Mörtel und Zement, während ein Entmischungs-Effekt und ein Bleeding-Effekt (Ausbluten) beseitigt oder vermindert wird. Die zum Erzielen dieser erwünschten Wirkungen verwendeten Rohmaterialien enthalten Salze von Baumharz; (Vinsol-Harz); einige synthetische Reinigungsmittel; Salze von Sulfonatlignin; Salze von Petrolsäure; proteinhaltige Materialien; Fett- und Harzsäuren sowie deren Salze; Alkylbenzolsulfonat und Salze von sulfonierten Kohlenwasserstoffen.
  • Alkalireaktivitätsverminderungsmittel können eine Ausdehnung bzw. Expansion von Alkalizuschlagstoffen von diesen Verminderungsmitteln vermindern, und gebräuchliche Rohmaterialien enthalten Pozzolane (Flugasche, Silica-Rausch), Hochofenschlacke, Salze von Lithium und Barium, und andere Luftausstoßmittel sind besonders effektiv.
  • Bindemittelmischungen werden gewöhnlich zu Portland-Zementmischungen hinzugefügt, um die Bindungsstärke zwischen alten und neuen Mörtel und Zement zu erhöhen, und sie enthalten organische Materialien, wie etwa Gummi, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Acryl, Styrolbutadien-Copolymere und andere Polymere.
  • Wasserverminderungszusätze und -Mischungen werden verwendet, um die Menge des Mischwassers herabzusetzen, die erforderlich ist, um Mörtel und Zement von einem bestimmten Slump bzw. einer bestimmten Rutschung herzustellen, um das Verhältnis von Wasser und Zement zu verringern, oder um den Slump bzw. die Rutschung zu erhöhen. Typischerweise werden Wasserverminderungsmittel den Wassergehalt einer Mörtel- und Zement-Mischung um etwa 5% bis 15% herabsetzen (siehe die obig diskutierten Wasserverminderungsmischungen).
  • Superplastifizierungsmittel sind hochwirksame Wasser-Reduzierer oder Wasserverminderungszusätze/Wasserverminderungsmischungen. Sie werden zu Mörtel und Zement hinzugefügt, um eine hochgradig rutschende (bzw. Hoch-Slump-) Zusammenstellung auszubilden, wodurch das Wasser-Zement-Verhältnis herabgesetzt wird. Diese Zusätze/Mischungen erzeugen eine große Wasserreduktion oder ein großes Fließvermögen, ohne dass sie eine übermäßige Verschlechterung des Abbindens oder ein Einschließen von Luft in Mörtel und Zement bewirken. Unter den gebräuchlichen Rohmaterialien, die als Superplastifizierungsmittel verwendet werden können, sind Melaminsulfonatformaldehydpolymer, Naphtalinsulfonatformaldehydpolymer, bestimmte organische Säuren, Lignosulfonat und Mischungen hiervon. Superplastifizierungsmittel können ebenso Polyacrylsäurepolymere enthalten, die Oxyalkylengruppen aufweisen, und sind kommerziell unter dem Handelsnamen ADVA® von W. R. Grace & Co-Conn. erwerblich.
  • Farbstoffe können von natürlicher oder synthetischer Art sein, und sie können aus ästhetischen Gründen und aus Sicherheitsgründen zum Einfärben von Mörtel und Zement dienen. Die Farbmischungen setzen sich gewöhnlich aus Pigmenten zusammen, und gebräuchliche Rohmaterialien enthalten Kohlenstoffschwarz, Eisenoxid, Phthalocyanat, Umber, Chromoxid, Titanoxid und Kobaltblau.
  • Korrisionsinhibierungsmittel in Beton dienen dazu, zur Verstärkung eingeschlossenen Stahl aufgrund der hochgradig alkalischen Natur des Betons vor Korrosion zu schützen. Die hochgradig alkalische Natur des Betons bewirkt, dass sich eine passive und nicht korrodierende Schutzoxidschicht auf dem Stahl ausbildet. Jedoch kann die Karbonisierung oder das Vorhandensein von Chloridionen aus chemischen Enteisungsmitteln oder Seewasser die Schicht zerstören oder beeinträchtigen und zu Korrosion führen. Korrisionsinhibierungsmittel halten diese Korrosionsreaktion chemisch auf. Die zum Verhindern von Korrosion am gebräuchlichsten verwendeten Rohmaterialien sind Calciumnitrit, Natriumnitrit, Natriumbenzoate, bestimmte Phosphate oder Fluoraluminat und Fluorsilicat.
  • Feuchtigkeitsabdichtungsmischungen reduzieren die Permeabilität von Beton, das einen niedrigen Zementgehalt, ein hohes Wasser-Zement-Verhältnis oder einen Mangel hinsichtlich Feinstoffe in der Gesteinskörnung bzw. in den Zuschlagstoffen aufweist. Diese Mischungen verzögern das Eindringen von Feuchtigkeit in trockenes Beton, und die gebräuchlich zum Ausbilden dieser Mischungen verwendeten Rohmaterialien enthalten bestimmte Seifen, Stearate und Petroprodukte.
  • Gasbildungsmittel oder Gas-ausbildende Mittel werden gelegentlich in sehr kleinen Mengen zu Beton und Mörtel hinzugefügt, um ein geringes Expandieren vor dem Aushärten zu bewirken. Die Größe der Expansion hängt von der Menge des eingesetzten Gasbildungsmittels und der Temperatur der frischen Mischung ab. Rohmaterialien enthalten Aluminiumpuder, Harzseife und pflanzliche oder tierische Klebstoffe, Saponin oder hydrolysiertes Protein.
  • Permeabilitätsverminderungsmittel werden verwendet, um die Rate bzw. den Anteil zu verringern, bei welcher bzw. mit welchem Wasser unter Druck durch Beton übertragen wird. Rohmaterialien enthalten Silica-Rausch, Flugasche, Hochofenschlacke, natürliche Pozzolane, Wasserverminderungsmittel und Latex. Pozzolan ist ein Silikon- oder Silikon- und Aluminiummaterial, welches selbst nur geringe oder keine zementartigen Werte besitzt. Jedoch in der endgültig geteilten Form und beim Vorhandensein von Feuchtigkeit wird Pozzolan bei gewöhnlichen Temperaturen chemisch mit Calciumhydroxid reagieren, um Komponenten auszubilden, die zementartige Eigenschaften besitzen, und von daher ist es ein gebräuchliches Rohmaterial zum Herstellen von Permeabilitätsverminderungsmitteln.
  • Pumphilfsmittel werden zu Beton-Mischungen hinzugefügt, um das Pumpvermögen zu verbessern. Diese Mischungen dicken das Betonfluid ein, das heißt, sie erhöhen seine Viskosität, um das Entwässern der Masse, während sie unter Druck von der Pumpe steht, zu verringern. Unter den gebräuchlichen Roh materialien, die zum Ausbilden von Pumphilfsmitteln verwendet werden, sind organische und synthetische Polymere, mit Dispersionsmitteln vermischte Hydroxyethylcellulose (HEC) oder HEC, organische Flockungsmittel, organische Emulsionen von Paraffin bzw. Paraffinemulsionen, Kohlenteer, Asphalt, Acryl, Betonit und pyrogenes Silizium, natürliche Pozzolane, Flugasche und Kalkhydrat.
  • Ein Wachstum von Bakterien und Pilzen an oder in ausgehärtetem Beton kann teilweise durch die Verwendung von fungiziden, germiziden und insektiziden Mischungen (anderweitig ebenso als "biozide" Mischungen bezeichnet) gesteuert werden. Die wirksamsten Rohmaterialien zum Herstellen dieser Mischungen enthalten polyhalogeniertes Phenol, Dieldrinlösungen und Kupferbestandteile.
  • Wie zuvor erläutert, umfasst der Ausdruck "Beton-Mischungen" ebenso "Mauerwerk-Mischungen", für welche obig viele Rohmaterialien bereits angegeben wurden. Einige zusätzliche Mauerwerk-Mischungen sind es jedoch wert, hier erwähnt zu werden. Integrale wasserabstoßende Stoffe bzw. Mittel werden im Mauerwerk verwendet, um den Durchlauf von Wasser durch gefertigte Einheiten (Blöcke, Pflaster, andere Einheiten) zu reduzieren, die aus Beton mit einem geringen Feuchtigkeitsgehalt hergestellt wurden. Im einzelnen wird ein integraler wasserabstoßender Stoff zur Minimierung des durch kapillarische Wirkung von der Außenfläche der hergestellten Einheit zu der Innenseite der Einheit bewirkten Durchlaufes von Wasser verwendet. Eine typische Anwendung ist die Verwendung von integralen wasserabstoßenden Stoffen in einer für Außenwände von Gebäuden eingesetzten Beton-Mauerwerkeinheit. Einige gebräuchliche Rohmaterialien für integrale wasserabweisende Stoffe enthalten Calciumstearat, Zinkstearat und Butyloleat.
  • Ein Ausblüh-Steuermittel ist eine andere Mauerwerk-Mischung (wasserarme Beton-Mischung), die zum Reduzieren des Auftretens von Ausblühungen an den Oberflächen von hergestellten Einheiten (zum Beispiel Blöcken) verwendet wird. Die Ausblühung ist eine weißliche Ablagerung oder Verkrustung von löslichen und unlöslichen Salzen, die sich ausbildet, wenn Feuchtigkeit durch die Einheiten hindurchläuft und an den Mauerwerkeinheiten verdunstet. Übliche Rohmaterialien enthalten Calciumstearat, Zinkstearat, Butyloleat und Tallöl-Fettsalze.
  • Es sei ferner genannt, dass sämtliche bekannte Rohmaterialien und fertige Zement-Zusätze und Beton-Mischungsprodukte in dem Herstellungsprozess und Herstellungssystem der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, und zwar in bevorzugter Weise in ihrer flüssigen Form. Von daher beziehen weitere exemplarische Systeme und Prozesse der Erfindung die (mittels des Wasserhahns bei der Bezugsziffer 88 in 1 dargestellte) Verwendung von Wasser ein, welches am Ziel-Bestimmungsort (der die abgelegene Herstellungsstelle des Benutzers oder ein Bestimmungsort des Benutzers, wie etwa eine Zement-Mahlanlage oder eine Fertigbeton-Mischanlage, sein kann) bereitgestellt oder bezogen wird, um Rohmaterialien oder Fertigprodukte einzustellen bzw. abzustimmen. Demgemäss sind eine Ventil/Pumpen-Vorrichtung 82 und/oder eine Dosiervorrichtung 84 und optional ein vorrichtungseigener Wasserspeichertank 86 am Rahmen für den Zweck vorgesehen, dass Wasser 88 in den Mischer 50 (in bevorzugter Weise bei einer gesteuerten, überwachten Rate/Menge) zugefügt werden kann, um mit einem oder mehreren Rohmaterialien kombiniert zu werden, und/oder um es zu gestatten, dass Rohmaterialien in den Tanks oder in dem Mischer eingestellt oder modifiziert werden, um es zu gestatten, dass das fertige Produkt eingestellt oder modifiziert wird, und zwar beispielsweise derart, dass gemäß einer vorgegebenen Spezifikation, wie etwa gemäß einem Abnehmerprofil (zum Beispiel gemäß gewünschten Anforderungen), eine gewünschte Gesamtfeststoffmenge, Viskosität, pH-Wert, spezifische Schwere, Volumen und/oder andere physikalische Eigenschaften bereitgestellt werden kann.
  • Ein exemplarischer Prozess (wie er in 1 dargestellt ist) zum Herstellen fertiger Zement-Zusätze oder Beton-Mischungsprodukte bei einem Ziel-Bestimmungsort weist folgendes auf: Vorsehen in separaten, optional an einem Rahmen (12) montierten oder andersartig bei einem Rahmen (12) angeordneten Transporttanks (zum Beispiel 14, 16 und 18), die zumindest zwei Rohmaterialien (und in noch bevorzugter Weise zumindest vier Rohmaterialien) zum Herstellen von Zement-Zusätzen oder Beton-Mischungen enthalten; Transportieren der zumindest zwei Rohmaterialien zu einem Ziel-Bestimmungsort (beispielsweise an dem Rahmen 12 angebracht, falls sie auf einem LKW, auf einem Boot oder in einem Flugzeug angeordnet oder montiert sind); Zusammenmischen der Rohmaterialien bei dem Ziel-Bestimmungsort; und Abgabe eines fertigen Zement-Zusatzes oder Beton-Mischungsproduktes in einen Lagertank 60 oder in einen anderen Behälter, der bei dem Ziel-Bestimmungsort befüllbar vorgesehen ist.
  • In anderen exemplarischen Prozessen werden ein oder mehrere Rohmaterialien in einem Mischer 50 (zum Beispiel in einem statischen Mischer) dosiert, der es gestattet, dass die Rohmaterialien zusammengemischt werden, um einen endgültigen Zement-Zusatz oder ein entgültiges Beton-Mischungsprodukt in Übereinstimmung mit den Anweisungen des Abnehmers bereitzustellen. In bevorzugter Weise ist eine zentrale Verarbeitungseinheit ("CPU") 70, die an dem Rahmen (LKW, Gestell oder Auflieger) montiert ist, oder welche in der Gestalt eines Laptop-Computers, eines Hand-Computers (beispielsweise solch einer, der unter der Marke "NORAND" im Verkehr ist) oder in der Gestalt einer logischen Prozesssteuerung bereitgestellt wird, mit Ventilen und/oder Pumpvorrichtungen (beispielsweise 24, 26, 28, etc.) und Dosier-Vorrichtungen (zum Beispiel Durchflussmesservorrichtungen) (beispielsweise 34, 36, 38, etc.) elektronisch verbunden (beispielsweise mittels Festverdrahtung, Fernsteuerung oder mittels anderer bekannter Einrichtungen), so dass die von den Transporttanks (1422) ausgegebenen, separaten Mengen und/oder Raten bzw. Anteile der Rohmaterialien überwacht oder verfolgt werden können. Beispielsweise kann ein Abnehmerprofil oder Vorbestellungsinformation in einem Computerspeicher (zum Beispiel ein wie mit der Bezugsziffer 72 angedeuteter Speicherstandort) abgespeichert sein und von der CPU 70 zugegriffen werden, die geeignete Signale zu den Pumpen (2432) und Dosiervorrichtungen (3442) senden kann, um somit die geeigneten, in den Mischer 50 und/oder direkt in einen Speichertank 60 des Abnehmers oder in einen anderen Behälter eingeführten Mengen der Rohmaterialien zu haben. Die CPU kann ebenso mit Pump- oder Dosiervorrichtungen zur Steuerung der Menge des Wassers verbunden sein, welches am Ziel-Bestimmungsort 88 bereitgestellt oder bezogen wird, welches in den Mischer 50, oder welches bei Bedarf in einen der individuellen Transporttanks (14) eingezogen ist.
  • In bevorzugten Prozessen und Systemen der Erfindung kann die Abnehmerprofil-Information als ein Barcode 62 protokolliert sein, der auf dem Speichertank 60 des Abnehmers aufgebracht sein kann. Von daher kann der Fahrer des Fahrzeuges 12 den Barcode 62 in die CPU 70 einscannen, die dann auf das entsprechende Abnehmerprofil und/oder auf (in dem Speicher 72 abgespeicherte) Berechnungsinformation zugreift und die geeigneten Signale an die entsprechenden Ventile/Pumpen 2432 und/oder Dosiervorrichtungen 3442 sendet. Wenn die Transporttanks nicht das richtige Rohmaterial oder keine hinreichende Menge eines gewünschten Rohmaterials enthalten, kann die CPU 70 einen akustischen und/oder visuellen Alarm an den Fahrer aufrufen, der Einstellungen machen oder andersartig die Situa tion bestätigen muss, bevor mit der Ausgabe des fertigen Produktes fortgeschritten wird.
  • Die CPU 70 ist in bevorzugter Weise mit der Qualitätssteuereinheit verbunden, um Anzeigen bzw. Angaben von der Messvorrichtung der Gesamtfeststoffmenge 52, der Messvorrichtung des pH-Wertes 54, der Messvorrichtung der Viskosität 56 und/oder der Messvorrichtung der spezifischen Dichte 58 zu erzielen, und um visuelle Anzeigen bzw. Angaben auf einem Monitor bereitzustellen. Die CPU 70 kann derart programmiert sein, um einen Alarm zu signalisieren, wenn die Qualitätssteuereinheit ein Signal bereitstellt, welches anzeigt, dass eine oder mehrere der physikalischen Charakteristika des Abnehmerprofils 72 oder Spezifikationen nicht erfüllt werden; und die CPU kann derart programmiert sein, um Signale an die entsprechenden Ventil/Pump-Vorrichtungen (zum Beispiel 2432) oder an die entsprechende Dosier-Vorrichtung (3442) zu senden, um den Zufluss eines bestimmten Rohmaterials 1422 einzustellen oder zu steigern und um die Situation zu korrigieren. Die Qualitätssteuereinheiten 52/54/56/58 sind in bevorzugter Weise an dem Rahmen 12 angeordnet und können bei Bedarf hiervon entfernbar sein, so dass sie verwendet werden können, um ebenso den Inhalt des Abnehmer-Speichertankes 60 zu testen.
  • In weiteren exemplarischen Systemen und Prozessen der Erfindung weisen die Transport-Speichertanks (zum Beispiel 14, 16, etc.) eine Volumen-Abtasteinrichtung auf, die eine Anzeige bzw. Angabe hinsichtlich des Volumens des Rohmaterials in einem Transporttank bereitstellt, oder die der CPU 70 ein Signal bereitstellen kann, welches dem Tankvolumen entspricht. Von daher kann die CPU 70 an den Betreiber oder Fahrer eine Anzeige bzw. eine Angabe hinsichtlich Rohmaterialpegel (verbleibende Mengen) in jedem der Tanks (zum Beispiel 14, 16, etc.) bereitstellen, wie etwa über einen (nicht schematisch dargestellten) Ausdruck oder eine Monitoranzeige.
  • In weiteren exemplarischen Prozessen und Systemen der Erfindung kann der Hersteller oder Betreiber beispielsweise vor oder nach einem Herstellungsablauf oder Abgabe-Arbeitsvorgang eines vorgegebenen Produktes ermitteln, ob das System oder die Fahrzeugtanks bestimmte Rohmaterialien zum Erfüllen des nächsten Ablaufes oder des nächsten Abnehmerprofils aufweisen. Beispielsweise kann nach einer ersten Abgabe bei einem Bestimmungsort des Abnehmers ein Betreiber sicherstellen, dass der gegenwärtig betriebseigene Bestand ausreichend ist, um die nächste Abgabe bei dem gleichen Bestimmungsort oder bei einem anderen Abnehmerprofil bei einem anderen Bestimmungsort zu erfüllen. Solche Information kann bei dem Fahrzeug 12 gespeichert oder auch durch Übertragung von einer zentralen Dispositionsgeschäftsstelle bei einem anderen Standort erzielt werden. Alternativ hierzu kann die CPU 70 Auslesungen von gegenwärtigen Rohmaterialbeständen an Bord des Fahrzeuges bereitstellen und den Betreiber in die Lage versetzen, zu ermitteln, welche nächsten Abnehmeraufträge mit dem gegenwärtigen Bestand erfüllt werden können, was das Leistungsvermögen des Betreibers, auszuwählen, welcher der nächsten Abnehmer-Bestimmungsorte zum Erfüllen von Aufträgen angesteuert werden sollte, unterstützt.
  • Der Prozess des Erfüllens eines Abnehmerauftrages kann beispielsweise ablaufen, indem die CPU (beispielsweise ein Laptop) verwendet wird, um die Beschickungsgröße zu berechnen und um die Rohmaterialmengen an Bord zu bestätigen, und um eine Anzeige bzw. Angabe, etwa wie viel Wasser erforderlich ist, bereitzustellen. Der Betreiber kann dann einen fahrzeugeigenen Wasserbehältertank 86 befüllen oder andersartig durch die Abtasteinrichtung in dem Tank 86 bestätigen, dass hinreichend viel Wasser bereitsteht. Nach dem Entriegeln der Ventile und dem Verbinden der geeigneten Schläuche verwendet der Betreiber die CPU, um den Herstellungsprozess zu initiieren. Der CPU kann ein Satz von Anweisungen bereitgestellt werden, die entweder direkt oder von dem Abnehmerprofil-Datenspeicher 72 (der durch Abscannen des Barcodes 62 initiiert werden kann) eingegeben wurden, wodurch eine Anzahl von Operationen initiiert und überwacht werden: wie etwa das Öffnen und Schließen der Ventile und/oder die Operation/Geschwindigkeit der Pumpen; die Durchflussrate von Rohmaterialien: der Gesamtdurchfluss des Rohmaterials oder des fertigen Zement-Zusatzes oder Beton-Mischungsproduktes in den Speichertank 60; und einige oder sämtliche Qualitätssteuerfunktionen (zum Beispiel 52, 54, 56, 58) werden ebenso initiiert und überwacht.
  • In noch weiteren exemplarischen Systemen und Prozessen der Erfindung ist die CPU 70 mit einer Logik programmiert, um eine schrittweise Änderungsaddition (oder Ratenabnahmeaddition) der Rohmaterialien von jedem der Transporttanks 14/16/18/20/22 zuzulassen, um Endspezifikationen zu erfüllen. Die CPU 70 kann ebenso derart programmiert sein, um Ventile zu schließen, Pumpen abzustellen und/oder um visuelle und/oder akustische Alarme bereitzustellen, wenn eine gewünschte Kondition (zum Beispiel eine Qualitätssteuercharakteristik, wie etwa die Gesamtfeststoffmengen, der pH-Wert, die Viskosität, die spezifische Dichte, etc.) nicht erfüllt wird. Sicherheits-Abschaltschalter bzw. Annullierschalter können neben dem Laptop oder der Handsteuereinheit (zum Beispiel 70) oder am Ende des Ausgabeschlauches 59 installiert sein, um das System 10 während eines Notfalls oder Alarms abzuschalten.
  • Nach einer erfolgreichen Abgabe kann der Betreiber das System 10 verwenden, um Rohmaterialien, die in den Transporttanks (14, 16, etc.) verbleiben, zu bestätigen. Dieses kann unter Verwendung der CPU 70 und (nicht dargestellten) herkömmlichen Überwachungs- oder Druckervorrichtungen angezeigt werden. In bevorzugten Systemen und Prozessen können Abrechnungs- bzw. Verrechnungssoftware 74 implementiert sein, um die zur Erfüllung eines Auftrages erforderliche Identität und die zur Erfüllung eines Auftrages erforderliche Menge von individuellen Rohmaterialien oder Mischungen zu verfolgen, die in den Transporttanks (zum Beispiel 14, 16, etc.) enthalten sein können, und der Betreiber kann eine Rechnung oder ein Zählerticket, das diese Information zum Zeitpunkt der Abgabe enthält, bereitstellen. Das Zählerticket kann von dem Abnehmer als eine Empfangsbestätigung unterschrieben werden.
  • Noch weitere exemplarische Systeme 10 und Prozesse der Erfindung enthalten die Verwendung von zellularer Kommunikation, um es zu gestatten, dass beispielsweise Daten und Information hinsichtlich eines gegenwärtigen Rohmaterialbestandes, hinsichtlich Abnehmerprofile, hinsichtlich Abgaberouten, hinsichtlich Zählerticket-Informationen, hinsichtlich Empfangsbestätigungen und hinsichtlich anderer Informationen mit anderen Systemen 10 oder nur mit einem Verrechnungsbüro geteilt werden, so dass nationale oder regionale Informationen (wie etwa hinsichtlich Abnehmeraufträge, hinsichtlich Profile, Verwendung, eventuelle Probleme) gespeichert, übermittelt, überwacht, erfasst und/oder analysiert werden können. Das System gestattet es dem Fahrer, zu bestimmen, welche Rezepturprodukte mit dem verbleibenden bordeigenen Bestand erzeugt werden können, und zu bestätigen, wenn eine nächste Abgabe möglich ist. Der Fahrer kann dann zu dem nächsten Abnehmer-Bestimmungsort fahren und den Prozess wiederholen.
  • Wie es in 2 gezeigt wird, stellt ein anderes exemplarisches System 10 der vorliegenden Erfindung ein weiteres Leistungsvermögen und eine Flexibilität bei der Herstellung von Zement-Zusatz- und Beton-Mischungsprodukten bei einem Ziel-Bestimmungsort bereit. Die exemplarische, mobile Beton-Mischungsherstellungs-Vorrichtung 10 oder das exemplarische, mobile Beton-Mischungsherstellungs-System weist folgendes auf: zumindest zwei, und in bevorzugter Weise drei oder mehrere Tanks (14, 16, 18), wobei jeder ein Rohmaterial enthält, welches verschieden von dem Rohmaterial ist, welches in dem anderen Tank oder den anderen Tanks enthalten ist; einen Rahmen, wie etwa ein Ladegestell 12 (zum Beispiel ein Holz-, Metall- oder Plastik- Board, eine Auflagefläche oder ein anderer Rahmen) zum Montieren von zumindest zwei Pumpen (zum Beispiel 24, 26) und zum Transportieren dieser als eine integrale Einheit, wobei jede Pumpe wirksam ist, um Rohmaterial von den Tanks in einen Mischer 50 zu überführen, der optional ebenso auf dem Ladegestell 12 montiert sein kann. Eine hohe Anzahl von Tanks kann separat zu dem Ziel-Bestimmungsort transportiert oder verschickt werden. Zuleitungen, wie etwa Schläuche oder Leitungen, werden zum Verbinden der Rohmaterialien (zum Beispiel 14, 16, 18) mit den auf dem Ladegestell montierten Pumpen (24, 26, 28), dann mit den optional vorgesehenen Ventilen (34, 36, 38) und Durchflussmessern (104, 106, 108) und mit dem (in bevorzugter Weise auf dem Ladegestell montierten) Mischer 50 verwendet. Die integrale Einheit, die das Ladegestell und verschiedene Pumpen, einen Mischer und andere Bauteile (Ventile, Durchflussmesser) enthält, kann von daher trotz der (in 2 nicht dargestellten) Verbindungsröhren und elektrischen Verdrahtung hinsichtlich der Größe kompakt und hinsichtlich der Verwendung bequem ausgeführt werden.
  • Das Ladegestell 10 kann ebenso eine bordeigene Stromversorgung oder Umwandler bzw. Konverter 110 aufweisen, der in bevorzugter Weise mit den Pumpen 24, 26, 28 und anderen Anlagen (Ventile, Durchflussmesser, CPU, Monitore, etc.) verbunden ist, so dass das System 10 in abgelegenen Bereichen, wo Elektrizität unzureichend ist oder nicht zur Verfügung steht, verwendet werden kann. In weiteren Ausführungsformen kann die Stromversorgung 110 zum Antreiben eines Wechselstromgenerators einen benzinbetriebenen Motor oder einen Diesel enthalten, um Elektrizität für elektrische/elektronische Bauteile bereitzustellen. Der Motor kann ebenso an einem hydraulischen oder pneumatischen System zum Antreiben der Pumpen oder Ventile angeschlossen sein. Bei einem auf einem LKW montierten System (1) kann der LKW oder der Fahrzeugmotor selber zum Antreiben eines elektrischen Generators oder eines hydraulischen oder pneumatischen Systems zum Betreiben von Pumpen und Ventilen verwendet werden. Es sind von daher eine Vielzahl von Ansätzen zum Antreiben und Steuern der verschiedenen Komponenten in Erwägung zu ziehen.
  • Das Ladegestell 12 (wie es in 2 gezeigt wird) kann verwendet werden, um zumindest zwei, und in bevorzugter Weise eine Vielzahl von Pumpen (24, 26, 28) zu montieren, um einen oder mehrere Vermischer (50) oder Mischer und andere optionale Vorrichtungen zu montieren, wie etwa Ventile (34, 36, 38) zum Steuern der Menge oder der Rate von Materialien, die in den Vermischer 50 gepumpt werden, Messgeräte (104, 106, 108) zum Messen oder Überwachen der Menge oder der Durchflussrate von Materialien, die gepumpt werden, und eine optionale Verbindungsbox 100 zum elektrischen Verbinden der Pumpen, Ventilen und/oder Durchflussmesser mit einer Computerverarbeitungseinheit (CPU) 70, die in bevorzugter Weise ebenso auf dem Ladegestell 12 oder gesichert von dem Ladegestell 12 befestigt ist, oder die andersartig bei dem Ziel-Bestimmungsort elektrisch oder elektronisch mit dem Rest des Systems verbindbar ist. (Die Begriffe "elektrisch" und "elektronisch" werden hierin synonym verwendet, von daher kann der letztgenannte Begriff die Verwendung von Fernsteuerungen enthalten). Das resultierende, auf dem Ladegestell montierte System kann hinsichtlich der Größe klein genug ausgeführt werden, dass es zusammen mit den Tanks im gleichen Typ oder in der gleichen Größe von zum Versenden der Rohmaterialien verwendeten Versandboxen oder Fässern transportiert werden kann. Das Ladegestell 12 kann andersartig auf einem Transporter, auf einem Anhänger, in einem Boot, in einem Flugzeug oder auf einem Sattelschlepper oder einer Ladefläche oder auf einer anderen Transporteinrichtung zum Versenden zu dem Ziel-Bestimmungsort (beispielsweise zu einer ferngelegenen Herstellungs-Außenstelle) angeordnet sein.
  • Die CPU 70 kann auf dem Lagergestell 12 oder konventionell seitwärts mittels einer Verbindungsbox 10 oder eines seriellen elektrischen Terminals (Bus), der an dem Lagergestell befestigt ist, befestigt sein.
  • Das Lagergestell 12 weist in bevorzugter Weise zumindest eine Pumpe zum Pumpen von Wasser auf, welches beim Ziel-Bestimmungsort oder beim Abnehmer-Bestimmungsort in den (in 1 jedoch nicht in 2 gezeigten) Vermischer 50 zugeführt wird. Wenn beispielsweise ein Tank (18) nicht angeschlossen ist, dann kann die Pumpe 28 mittels eines Schlauches oder einer Leitung mit einem Wasserhahn verbunden werden, und das optionale Ventil 38 und der Durchflussmesser 108 sind zur Steuerung der Rate des Wassers zu dem Vermischer 50 nutzvoll. Das Lagergestell 12 kann ebenso Wasserfiltereinheiten und/oder Wasserbehandlungseinheiten (beispielsweise zum Modifizieren der Härte oder Weichheit des Wassers) aufweisen, falls es benötigt ist.
  • Die Verwendung des Rahmens oder des Lagergestells 12 zum Montieren der Pumpen, Ventile, Durchflussmesser und des Vermischers stellt einen Vorteil bzw. eine Verbraucherfreundlichkeit bereit, weil es nicht erforderlich ist, die separaten Bauteile am Ziel-Bestimmungsort substantiell nach der Versendung oder der Ablieferung zusammengebaut werden müssen. Das System wird eine bessere Steuerung bzw. Kontrolle über den Herstellungs- und Vermischungsprozess bereitstellen, weil die individuellen Baukomponenten, bevor sie zu dem Ziel-Bestimmungsort verschickt werden, selektiert, eingestellt und kalibriert werden können, um als ein System effizient miteinander zusammenzuarbeiten. Die Bauteile stellen ebenso eine Standar disierung dahingehend bereit, dass die Bauteile auf einfachere Art und Weise ersetzt oder andersartig repariert werden können, weil das gesamte Bauteil oder Teile hiervon von einem Anbieter bzw. Lieferanten oder einer Quelle erhältlich sein können. In weiteren exemplarischen Ausführungsformen können die Pumpen, der Vermischer und optionale Ventile und Durchflussmesser und andere Ausrüstungen (beispielsweise Qualitätstesteinheiten, die allgemein mit der Bezugsziffer 53 bezeichnet werden, Stromversorgung 110) elektrisch mit der CPU 70, welche derart programmiert ist oder sein kann, um das System zu betreiben, und/oder mit einer Verbindungsbox 100 verbunden sein, mit welcher die CPU elektrisch verbunden ist oder elektrisch verbunden sein kann, um die individuellen Systemkomponenten zu betreiben und/oder zu überwachen.
  • Die Komponenten sind in bevorzugter Weise für eine maximale Systemgenauigkeit und/oder Effizienz ausgewählt, montiert und angeordnet. Wenn die Pumpe 24 eine positive Bestückungspumpe (beispielsweise vom Kolbentyp) ist, dann sind das Ventil (34) und der Durchflussmesser (104) nicht erforderlich, weil Kolbenpumpen genauer als andere Arten von Pumpen sind, obwohl die Verwendung des Durchflussmessers als eine Einrichtung zum Bestätigen der Menge des gepumpten Materials und als eine Einrichtung zum Bereitstellen von Information zu der CPU aus Abnehmer-Abrechnungsgründen empfehlenswert sein kann. Eine Genauigkeit kann durch die Verwendung der Kolbenpumpen erzielt werden, weil das genaue Volumen des gepumpten Materials basierend auf der Hubzahl und des pro Kolbenhub verdrängten Volumens berechnet wird. Darüber hinaus stoppt der Fluss des Materials, wenn der Kolben anhält, so dass Ventile nicht notwendig sind, und Kolbenpumpen weisen kein Getriebe auf, das sich abnutzen kann. Wenn die Pumpe 24 von einem positiven Entfernungstyp (zum Beispiel Getriebetyp) ist, würde es dann bevorzugt sein, ein Ventil (34) vom Auf/Zu-Typ zu verwenden, um sicherzustellen, dass der Materialfluss anhält, wenn die Pumpe anhält; und hier ist ein Durchflussmesser 104 nicht notwendig jedoch empfehlenswert, da er erneut eine Art der Überwachung der Durchflussrate oder der Menge des mittels der Pumpe 24 zu dem Vermischer 50 überführten Materials bereitstellt. Wenn die Pumpe 24 eine Zentrifugalpumpe (zum Beispiel vom konstanten Geschwindigkeitstyp) ist, dann sollte ein Ventil 34, welches ein Steuerventil (beispielsweise ein einstellbares Steuerventil) ist, zur Steuerung der Menge des Materials, das mittels der Pumpe 24 zu dem Vermischer 50 überführt wird, verwendet werden; und demgemäß ist ein Durchflussmesser 24 zum Überwachen der Überführungsmenge oder der Flussrate des zu dem Vermischer 50 gepumpten Materials äußerst empfehlenswert.
  • In einem Rückkopplungssystem würde ein Durchflussmesser (wie etwa mit der Bezugsziffer 104 bezeichnet) ein elektrisches Ausgabesignal zu der CPU 70 in Proportion zu der Menge des gepumpten Materials senden, und diese Ausgabe würde mittels der CPU 70 mit der von dem Betreiber gewünschten Durchflussrate (wie sie in einen Computerspeicherstandort eingegeben ist) verglichen werden, und die CPU 70 würde dann ein geeignetes elektrisches Ausgabesignal zu der Pumpe 24 oder zu dem Steuerventil 34 senden, wodurch die tatsächlich zu dem Vermischer 50 gepumpte Menge oder Durchflussrate des Materials zu erhöhen oder herabzusetzen und dadurch einzustellen.
  • Von den vorliegenden Erfindern wird angenommen, dass das exemplarische mobile Zusatz- und/oder Mischungs-Herstellungssystem außerordentlich positive Vorteile für die Beton- und Bauindustrie mit dem Potential, es global zu expandieren, bringen wird. Beispielsweise können Tanks von verschiedenen Rohmaterialien und die auf dem Lagergestell montierte Ausrüstung mittels LKWs, Waggons, Helikopter, Booten oder anderen Transporteinrichtungen zu einer abgelegenen, desolaten oder unterentwickelten Gegend oder Land transportiert werden. Variationen aufgrund der Qualität des gemischten Kalksteins bei einer Fabrik oder aufgrund der Qualität des bei der Baustelle verwendeten Zements, die Qualität und Natur der Feinzusätze (Sand) und Grobzusätze (Kies) bei der Baustelle und die Natur des Wassers (zum Beispiel Härte oder Weichheit) würden für den Hersteller geringere Probleme bedeuten, um sich darüber Sorgen zu machen, da der Computer derart programmiert sein kann, um diese Faktoren zu berücksichtigen.
  • In einer bevorzugten Mischungs-Herstellungsvorrichtung und Verfahren der Erfindung ist die CPU 70 elektrisch (oder elektronisch) mit einem ersten Speicherstandort, in welchem Rezepturparameter gespeichert sind, kommunikativ verbunden, um die CPU in die Lage zu versetzen, die Durchflussrate oder die mittels der Pumpen überführte Menge der Rohmaterialien zu steuern. Die CPU ist in bevorzugter Weise elektrisch mit einem zweiten Speicherstandort kommunikativ verbunden, in welchem Abnehmer-Profilparameter (wie etwa die Identität von bestimmten gewünschten Rohmaterialien, relative Mengen von jeder Komponente, die zusammengemischt werden muss, um das gewünschte Endprodukt herzustellen, etc.) gespeichert sind, um die CPU in die Lage zu versetzen, die Durchflussrate oder die Menge der mittels der Pumpen überführten Rohmaterialien in Übereinstimmung mit den Spezifikationen des Auftrages oder der Bestellung des Abnehmers zu steuern.
  • Es ist möglich, einen Rohmaterialtank von dem System zu trennen und einen anderen Tank anzuschließen, der ein unterschiedliches Rohmaterial enthält, um verschiedene Zement-Zusatz- oder Beton-Mischungsprodukte mit dem gleichen System herzustellen; und, wenn dies getan wird, ist es angebracht, die Pumpe/das Ventil/den Durchflussmesser-Kreis zu reinigen, um eine Kreuzkontamination zu vermeiden. Dieses kann durch geführt werden, indem beispielsweise der Schlauch oder das Rohr in der bestimmten Leitung (oder, falls gewünscht, das gesamte System) unter Verwendung komprimierter Luft und/oder Wasser gespült wird. In bevorzugter Weise können zu diesem Zweck ein oder mehrere Tanks mit komprimierter Luft an oder in der Nähe des Ladegestells oder LKWs vorgesehen sein. Die Verwendung einer separaten, speziell vorgesehenen Luftzufuhr wird Reinigungsoperationen ermöglichen, ohne dass der Herstellungsbetrieb der Ventile, Pumpen oder anderer Komponenten gestört wird, die pneumatisch über den Kompressor bzw. die Kompressoren an dem LKW oder dem Ladegestell betrieben werden kann. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass es bevorzugt ist, die für Reinigungsoperationen und die für Herstellungsoperationen verwendeten Luftquellen zu isolieren. Eine zum Bereitstellen von Wasser in den Vermischer 50 verwendete bordeigene Pumpe kann ebenso zum Komprimieren von Wasser, zum Reinigen oder zum Durchspülen verwendet werden.
  • Modifikationen der Erfindung mögen einem Fachmann angesichts der vorliegenden Offenbarung ersichtlich sein, es ist jedoch nicht beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die vorangehenden Beispiele eingeschränkt wird.

Claims (24)

  1. Mobile Vorrichtung (10) zum Herstellen von Zement-Zusätzen oder Beton-Mischungen, mit: zumindest zwei Tanks (14, 16, 18, 20, 22), von denen jeder zumindest ein Rohmaterial zum Herstellen von Zement-Zusätzen oder Beton-Mischungen enthält; einem Rahmen (12) zum Montieren und Transportieren von zumindest zwei Pumpen (24, 26, 28, 30, 32) als eine integrierte Einheit, von denen jede betrieben werden kann, um Rohmaterial von den Tanks in einen Mischer (50) zu überführen; einem Mischer (50) zum Aufnehmen der Rohmaterialien, die von den Tanks überführt werden, und zum Vermischen der Rohmaterialien, um einen Zement-Zusatz oder ein Beton-Mischprodukt zur Verfügung zu stellen; und zumindest einer Qualitätssteuereinheit (52, 54, 56, 58) zum Messen einer physikalischen Qualität, zum Beispiel Gesamtfeststoffmenge, Viskosität, pH-Wert oder spezifische Dichte, von einem Rohmaterial oder einem fertigen Zement-Zusatz oder einem Beton-Mischprodukt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Rahmen ein Gestell aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, außerdem mit Leitungen, die aus Rohren oder Schläuchen ausgewählt sind, wobei die zumindest zwei Pumpen mit den zumindest zwei Tanks verbunden sind, die die Rohmaterialien enthalten.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zement-Zusätze ausgewählt sind aus: Mahlhilfsmitteln, Qualitätsverbesserungsmitteln, Verarbeitbarkeitsverbesserungsmitteln, Mauerwerk/Mörtel-Zusätzen, Schlammverdünnungsmitteln oder einer Mischung daraus; und die Beton-Mischungen ausgewählt sind aus: Beschleunigungsmitteln, Verzögerungsmitteln, Luftausstoßmitteln, Lufteinlaßmitteln, Alkalireaktivitätsverminderungsmitteln, Bindemittelmischungen, Wasserverminderungsmischungen, Superplastifizierungsmitteln, Farbstoffen, Korrosionsinhibierungsmitteln, Feuchtigkeitsabdichtungsmischungen, Gasbildungsmitteln, Permeabilitätsverminderungsmitteln, Pumphilfsmitteln, fungiziden Mischungen, germiziden Mischungen, Insektiziden Mischungen oder einer Mischung daraus.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die zumindest zwei Tanks jeweils ein Rohmaterial enthalten, das ausgewählt ist aus: Melasse, Sulfonat, Melaminsulfonatformaldehydpolymer, Naphthalinsulfonatformaldehydpolymer, Calciumchlorid, Natriumchlorid, Amine, Alkanolamine und deren zugehörige Salze, Tallöl, Tallöl-Fettsäure, Fettsäuren und deren Derivate, Calciumstearat, Zinkstearat, Butyloleat, Fettester und deren Derivate, Natriumgluconat, Farbstoffe, Ameisensäure, Sucrose, Zucker, Glucose, Natriumnitrit, Natriumnitrat, Calciumnitrit, Calciumnitrat, Calciumbromid, Natriumthiocyanat, Maissirup, Natriumsarcosinat, Calcium- oder Natriumlignosulfonat, Lignin, Alkohol, Glycol, Glycerol, Phenol, Essigsäure, wasserfreies Ätznatron, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, lineares Natriumalkylsulfonat, Formaldehyd, Silica, Diglycinat, Oxyalkyl enthaltende Polymere, Kalciumformiat, Ameisensäure, Siloxan, Surfactanten, Harze und Harzsäuren, Polyacrylsäure, Polyacrylsäuren mit Oxyalkylen, Polyvinylpyrollidon, Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Polysaccharid, Karbonsäure, Borax, organische Säuren und deren zugehörige Salze, Kohlenhydrate, Phosphate, Phthalate, wasserunlösliche Ester von Karbon- oder Borsäure, Silicone, synthetische Reinigungsmittel, Salze von sulfoniertem Lignin, Salze von Petrolsäure, proteinhaltige Materialien, Fett- und Harzsäuren sowie deren Salze, Alkyl benzolsulfonat, Salze von sulfonierten Kohlenwasserstoffen, Pozzolane, Flugasche, Silica-Rausch, Hochofenschlacke, Salze von Lithium und Barium, Gummi, Polyviniylchlorid, Akryle, Styrolbutadien-Copolymere, Kohlenstoffschwarz, Eisenoxid, Phthalocyanat, Umber, Chromoxid, Titanoxid, Kobaltblau, Natriumbenzoat, Fluoraluminat, Fluorsilicat, pflanzliche Klebstoffe, tierische Klebstoffe, Saponin, Hydroxyethyl-cellulose, organische Flocken, Paraffinemulsion, Kohlenteer, Bentonit, Silica, Fungizide, Germizide, Insektizide sowie Mischungen und Derivate aus irgendwelchen der Vorstehenden.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, außerdem mit einer Computerprozessoreinheit (70), die elektrisch oder elektronisch mit den zumindest zwei Pumpen verbunden ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, die außerdem eine Verbindungseinheit aufweist, um die Computerprozessoreinheit mit den Pumpen zu verbinden.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, außerdem mit einer Computerprozessoreinheit (70) (CPU), die elektrisch oder elektronisch mit einer ersten Speicherstelle (72) verbunden ist, in der Formelparameter gespeichert sind, um zu ermöglichen, dass die CPU die Strömungsgeschwindigkeit oder die Menge von Rohmaterialien steuert, die durch die zumindest zwei Pumpen gepumpt werden.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die CPU elektrisch oder elektronisch mit einer zweiten Speicherstelle verbunden ist, in der Kundenprofilparameter gespeichert sind, um zu ermöglichen, dass die CPU die Strömungsgeschwindigkeit oder die Menge von Rohmaterialien steuert, die durch die zumindest zwei Pumpen gepumpt werden, und zwar gemäß relativer Mengen von bestimmten Rohmaterialien für Zement- Zusätze oder Beton-Mischungen, die für einen Kunden spezifiziert sind.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, außerdem mit zumindest zwei Ventilen zum Steuern des Überführens, durch die zumindest zwei Pumpen, von Rohmaterial aus den zumindest zwei Tanks in den Mischer.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1, außerdem mit Messgeräten (104, 106, 108) zum Messen der Menge oder der Geschwindigkeit von Rohmaterial, das durch die Pumpen in den Mischer überführt wird.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 1, außerdem mit zumindest zwei Ventilen (34, 36, 38) zur Steuerung des Überführens, durch die zumindest zwei Pumpen, von Rohmaterial aus den zumindest zwei Tanks in den Mischer, wobei der Mischer an dem Rahmen montiert ist, und mit zumindest zwei Messgeräten zum Messen der Menge oder der Geschwindigkeit von Rohmaterial, das durch die Pumpen in den Mischer überführt wird.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, außerdem mit einer Computerprozessoreinheit (70), die elektrisch oder elektronisch mit den zumindest zwei Pumpen, mit den zumindest zwei Ventilen und mit den zumindest zwei Messgeräten verbunden ist, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit oder die Menge von Rohmaterial, das durch die Pumpen in den Mischer überführt wird, überwacht und eingestellt wird.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Rahmen durch Räder abstützend gehalten oder daran montiert ist, um den Rahmen zu einem Bestimmungsort zu transportieren und um dem Mischer dadurch Wasser zur Verfügung zu stellen.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 1, außerdem mit zumindest zwei Ventilen zum Steuern der Menge oder der Geschwindigkeit von Rohmaterialien, die durch die zumindest zwei Pumpen gepumpt werden; zumindest zwei Strömungsmessgeräten zum Messen der Menge oder der Strömungsgeschwindigkeit der zu pumpenden Rohmaterialien; einem Computerprozessor zum Einstellen der Pumpen und der Ventile in Reaktion auf eine bestimmte Signalausgabe von den Strömungsmessgeräten; und zumindest einer Pumpe (84), um an einem Bestimmungsort (88) Wasser zur Verfügung zu stellen.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, außerdem mit zumindest drei Pumpen, zumindest drei Ventilen und zumindest drei Messgeräten zum Messen der Menge oder der Strömung von Rohmaterialien, die in den Mischer gepumpt werden.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der die zumindest eine Qualitätssteuereinheit betrieben werden kann, um die Gesamtfeststoffmenge, den pH-Wert oder die spezifische Dichte von einem Zement-Zusatz oder einer Beton-Mischung zu messen.
  18. Verfahren zum Herstellen von Zement-Zusätzen oder Beton-Mischungen, mit: Vorsehen von zumindest zwei Tanks (14, 16, 18, 20, 22), von denen jeder zumindest ein Rohmaterial zum Herstellen von Zement-Zusätzen oder Beton-Mischungen enthält; Vorsehen eines Rahmens (12) zum Montieren und Transportieren von zumindest zwei Pumpen (24, 26, 28, 30, 32) als eine integrierte Einheit; Vorsehen eines Mischers (50) zum Aufnehmen der zumindest zwei Rohmaterialien, die aus den zumindest zwei Tanks gepumpt werden, und zum Mischen der Rohmaterialien, um einen Zement-Zusatz oder eine Beton-Mischung zur Verfügung zu stellen; und zumindest einer Qualitätssteuereinheit (52, 54, 56, 58) zum Messen einer physikalische Qualität, zum Beispiel Gesamtfeststoffmenge, Viskosität, pH-Wert oder spezifische Dichte, von einem Rohmaterial oder einem fertigen Zement-Zusatz oder einem Beton-Mischprodukt.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, das außerdem das Montieren der Tanks an einem Rahmen umfasst, der ein Gestell aufweist.
  20. Verfahren nach Anspruch 18, außerdem mit dem Vorsehen in den Tanks von zumindest zwei Rohmaterialien zum Herstellen von einem Zement-Zusatz oder einer Beton-Mischung; wobei die Zement-Zusätze ausgewählt sind aus: Mahlhilfsmitteln, Qualitätsverbesserungsmitteln, Verarbeitbarkeitsverbesserungsmitteln, Mauerwerk/Mörtel-Zusätzen und Schlammverdünnungsmitteln; und wobei die Beton-Mischungen ausgewählt sind aus: Beschleunigungsmitteln, Verzögerungsmitteln, Luftausstoßmitteln, Lufteinlaßmitteln, Alkalireaktivitätsverminderungsmitteln, Bindemittelmischungen, Wasserverminderungsmischungen, Superplastifizierungsmitteln, Farbstoffen, Korrosionsinhibierungsmitteln, Feuchtigkeitsabdichtungsmischungen, Gasbildungsmitteln, Permeabilitätsverminderungsmitteln, Pumphilfsmitteln, fungiziden Mischungen, germiziden Mischungen, Insektiziden Mischungen oder einer Mischung daraus.
  21. Verfahren nach Anspruch 18, außerdem mit dem Vorsehen von zumindest zwei Ventilen (34, 36, 38, 40, 42) zum Steuern der Menge oder der Strömungsgeschwindigkeit von Rohmaterialien, die in den Mischer gepumpt werden, von zumindest zwei Messgeräten (104, 106, 108) zum Messen der Menge oder der Strömungsgeschwindigkeit der Rohmaterialien, die in den Mischer gepumpt werden; und dem Vorsehen einer Computerprozessoreinheit (70) zur Steuerung der Werte und Messgeräte.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, außerdem mit dem Vorsehen von zumindest einer ersten Speicherstelle, in der Formelparameter gespeichert sind, um zu ermöglichen, dass die Computerprozessoreinheit die Strömungsgeschwindigkeit oder die Menge von Rohmaterialien steuert, die durch die zumindest zwei Pumpen gepumpt werden; und mit dem Vorsehen einer zweiten Speicherstelle, in der Kundenprofilparameter gespeichert sind, um zu ermöglichen, dass die Computerprozessoreinheit die Menge oder die Strömungsgeschwindigkeit von Rohmaterialien steuert, die entsprechend den Anforderungen des Kunden durch die Pumpen in den Mischer gepumpt werden.
  23. Verfahren nach Anspruch 18, mit dem Montieren der zumindest beiden Tanks, die Rohmaterialien enthalten, an dem Rahmen; und dem Transportieren des Rahmens auf Rädern.
  24. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die folgenden Schritte beim Kunden durchgeführt werden: Vorsehen einer Vielzahl von separaten Tanks, die an einem Fahrzeugrahmen montiert sind, mit verschiedenen Materialien zum Herstellen von Zement-Zusätzen oder Beton-Mischungen; Vorsehen von zumindest einem Mischer, der an dem Fahrzeugrahmen montiert ist, um zumindest zwei der verschiedenen Rohmaterialien miteinander zu vermischen; Vorsehen von Messgeräten zum Messen der Menge oder der Geschwindigkeit der Rohmaterialien, die aus einigen der separaten Tanks zu dem zumindest einen Mischer geliefert werden; Mischen der Rohmaterialien, um einen fertigen Zement-Zusatz oder Beton-Mischprodukt zur Verfügung zu stellen, das an einem Bestimmungsort ausgegeben wird; Vorsehen von zumindest einer Qualitätssteuereinheit, um zumindest eine physikalische Qualität von einem Zement-Zusatz oder einem Beton-Mischprodukt zum Messen; und Ausgeben von dem Zement-Zusatz oder dem Beton-Mischprodukt in einen Tank an dem Bestimmungsort.
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