KR20010023005A

KR20010023005A - 시멘트 첨가제 및 콘크리트 혼화재료의 이동식 제조방법 및 장치

Info

Publication number: KR20010023005A
Application number: KR1020007001613A
Authority: KR
Inventors: 마크 크레인헤더; 토마스 쉐아; 폴 웨스트게이트; 토마스 윙켈; 제임스 가도
Original assignee: 스티브 티. 트링커, 메기오 로버트; 더블유.알. 그레이스 앤드 캄파니-콘.
Priority date: 1997-08-25
Filing date: 1998-08-21
Publication date: 2001-03-26
Also published as: CN1097507C; EP1053088A4; MXPA00001577A; TR200000521T2; CN1276752A; DE69821996D1; US6224250B1; HK1031848A1; EP1053088A1; EP1053088B1; TW455529B; WO1999010148A1; DE69821996T2; AU730488B2; US5895116A; ATE260172T1; PL338921A1; PL188030B1; AU9030998A; JP2001513464A

Abstract

시멘트 첨가제 및/또는 콘크리트 혼화재료 제품을 제조하기 위한 이동식 장치 및 방법은 상이한 원료를 함유하는 탱크(14, 16, 18, 20, 22)를 포함한다. 펌프(24, 26, 28, 30, 32)는 원료를 배합기(50)로 보내어서 목적 위치에서 분배하기 위한 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료를 생성하게하고 또 탱크는 트럭 또는 트레일러 프레임에 위치하거나 고정될 수 있다. 바람직한 스키드 장착 장치(10)는 펌프(24), 밸브(34), 유량계(104) 및 장치를 제어하고 목적 위치에서 제조되게 조정하는 컴퓨터 처리 유닛(70)을 포함한다. 원료의 탱크는 함께 또는 별도로 프레임 장착 장치에서부터 목적 위치로 전달될 수 있으며, 완성된 제품은 석회, 시멘트, 골재, 물의 품질, 소망하는 제품 배합, 성능 특성과 같은 입력된 정보 변수에 따라 컴퓨터 제어되는 작업에 의해 작업 위치에서 혼합되고 조정될 수 있다.

Description

시멘트 첨가제 및 콘크리트 혼화재료의 이동식 제조방법 및 장치{Mobile cement additive and concrete admixture manufacturing process and system}

먼저 용어 "시멘트" 및 "콘크리트"의 의미를 이해한 다음 용어 "시멘트 첨가제" 및 "콘크리트 혼화재료"의 의미를 이해하면 유익할 것이다. 용어 "시멘트"는 통상 하나 이상의 형태를 갖는 황산 칼슘을 중간정도 분쇄된 첨가물로 함유하는 수경성 칼슘 실리케이트로 주로 구성되는 클링커를 분쇄하는 것에 의해 제조한 수경성 시멘트인 포틀랜드 시멘트를 일반적으로 지칭한다. 용어 "수경성 시멘트"는 물과의 화학적 작용에 의해 경화되는 시멘트를 지칭한다. "시멘트 모르타르"는 시멘트, 잔골재(예컨대, 모래) 및 물의 혼합물이다. 그러나, 본 명세서에서 사용된 용어 "콘크리트"는 시멘트(수경성 결합제로 작용), 잔골재(예컨대, 모래), 굵은 골재(예컨대, 자갈) 및 시멘트 결합제의 경화를 개시하기 위해 부가되는 물로부터 제조된 혼합물을 지칭한다.

"시멘트 첨가제"는 시멘트의 제조를 용이하게하거나 또는 시멘트의 품질을 향상시키기 위해 사용되는 물질이다. 시멘트 첨가제는 예컨대 (1) 광물 분쇄 공정(클링커 포함)의 효율을 향상시키고 분쇄된 물질의 유동성을 향상시키거나 또는 팩 경화(pack set) 또는 사일로 경화(silo set)로 공지된 현상을 방지하기 위한 분쇄 보조제; (2) 시멘트의 경화 시간을 변화시키기 위한 품질 향상제; (3) 시멘트에 필요한 물을 감소시키거나 및/또는 시멘트의 워커빌리티(workability)를 증가시키기 위한 워커빌리티 향상제; (4) 벽돌용으로 사용하기 위한 시멘트의 워커빌리티를 향상시키기 위한(뿐만 아니라 공기를 연행하고, 물 보유력 및 보드 수명을 향상시키기며, 경화시간을 조절하고, 내수성을 제공하거나 또는 강도를 향상시키기 위한) 벽돌/모르타르 첨가제; 및 (5) 원료 슬러리에서 물 함량을 감소시키기 위한 슬러리 신너(thinner)와 같은 여러 가지 용도로 사용될 수 있다.

"콘크리트 혼화재료"는 콘크리트 또는 모르타르의 성분으로 사용된 수경성 시멘트, 물 및 골재 이외의 물질로서, 혼합 전, 혼합 도중 또는 혼합 후 그리고 경화 전에 콘크리트 뱃치에 첨가된다. 혼화재료는 콘크리트가 특정 목적에 적합하거나 보다 경제적으로 되도록 콘크리트의 하나 이상의 특성을 개질하기 위해 사용된다.

혼화재료를 사용하는 주요 이유는 다음과 같다: (1) 생성한 경화 콘크리트에서 특정 구조적 향상을 도모하기 위해; (2) 불리한 기후 또는 교통 조건 동안 배합, 운반, 배치 및 양생시키는 단계를 연속해서 거치는 동안 콘크리트의 품질을 향상시키기 위해; (3) 콘크리트 작업을 하는 동안 특정 돌발상황을 극복하고; 또 (4) 콘크리트 제조 비용을 줄이기 위함. 일부 예로서, 소망하는 결과는 혼화재료를 사용함으로써만 달성될 수 있다. 또한 혼화재료를 사용함으로써 비용이 덜 소요되는 건축방법 또는 디자인을 이용할 수 있게되므로, 혼화재료의 비용을 상쇄할 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어 "콘크리트 혼화재료"는 이후에서 벽돌 콘크리트용 혼화재료도 또한 포함하는 것으로 이해되어진다. 벽돌 콘크리트 배합물은 수분 함량이 적은 것이다. 벽돌 혼화재료를 사용하는 이유는 다음과 같다: (1) 완성된 단위 전체에 걸쳐 물의 이동을 줄이고; (2) 최종 제품의 외관을 향상시키며; (3) 제조 비용을 절감하고; (4) 파손에 의한 제조 손실을 줄이며; 또 (5) 제조 기계의 마모를 줄이기 위함.

전형적으로, 시멘트 첨가제 및 콘크리트 혼화재료는 다른 완성 제품을 함유하는 다수의 구획을 갖는 탱커 트럭에 선적된 "완성 제품"으로 시판되거나, 또는 이들은 드럼, 토트(totes) (예컨대, 300 갤론 플라스틱 통) 또는 기타 부피가 큰 형태로 선적될 수 있다. 용어 "완성 제품"은 첨가제 또는 혼화재료가 "원료" 성분의 배합물로 포함되어 있음을 의미한다. 원료 혼화재료 물질은 물 및/또는 다른 원료 물질과 배합되는 예컨대, 리그노술포네이트, 옥수수 시럽, 아민 등을 포함할 수 있다.

본 발명은 시멘트, 콘크리트, 모르타르 및 벽돌용 첨가제와 혼화재료에 관한 것이고, 보다 자세하게는 본 발명은 첨가제 및 혼화재료 제품의 제조 방법 및 제조자의 새로운 작업위치 또는 멀리 떨어진 작업위치와 같은 특정 위치에서 또는 고객의 공장 또는 고객 위치에서도 첨가제 또는 혼화재료의 제조를 허용하는 이동식 장치에 관한 것이다.

도 1은 본원 발명의 이동식 제조 장치 및 방법의 일례를 도시하는 개략도이고,

도 2는 본원 발명의 이동식 제조 장치 및 방법의 다른 예를 도시하는 개략도이다.

본 발명은 고객의 시멘트 제조 공장 또는 레미콘 공장과 같은 목적 위치에서 또는 새로운 첨가제 또는 혼화재료 제조 위치에서도 완성된 시멘트 첨가제 및/또는 콘크리트 혼화재료 제품을 제조하기 위한 신규 방법과 장치를 제공한다. "목적 위치"란 예컨대, 제조자에 의해 처음으로 제조 작업이 개시되는, 다른 나라와 같은 새로운 또는 멀리 떨어진 제조자의 위치를 포함한다.

본 발명의 이동식 제조 장치 및 방법은 적어도 2개의 펌프 및 경우에 따라 바람직하게는 배합기, 밸브 및 유량계가 장착되어 상기 구성 부품들이 목적 위치로 편리하게 운반될 수 있도록 하는 스키드 (예컨대, 보드(board) 또는 플랫폼(platform))와 같은 프레임의 이용을 포함한다. 시멘트 첨가제 및/또는 콘크리트 혼화재료 제품을 제조하기 위한 원료를 함유하는 다양한 탱크는 프레임이 장착된 구성 부품과 함께 선적되거나 또는 별도로 목적 위치에서 펌프에 연결될 수 있다. 상기 프레임 그 자체는 차량 프레임에 부착되거나 차량 프레임으로 작용할 수 있으며; 이것은 단지 프레임 또는 스키드를 차량 또는 트럭 프레임상에 배치하거나 또는 탱크, 펌프 장치 및 차량이 장착된 트럭 프레임을 이용하여 달성할 수 있다.

펌프 장치가 차량에 배치된 구체예로서, 본 발명은 제조자로 하여금 멀리 떨어진 위치 또는 고객의 공장에서 시멘트 첨가제 및/또는 콘크리트 혼화재료를 맞춤 배합하도록한다. 제조자는 완성된 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 제품을 고객의 필요, 품질 관리 데이터 및 기타 요인을 기초로하여 시험하고 조정할 수 있다. 품질 관리 유닛을 이용함으로써 완성 제품의 물리적 특성, 예컨대, 총 고형분, 점도, 비중, pH, 및 기타 특성을 모니터링할 수 있고 또 필요에 따라 목적 위치에서 제품의 조정을 용이하게 할 수 있다.

제조자로 하여금 제조 공정을 분산, 배합, 모니터링, 평가 및 조정하도록 하는 발명의 중요한 특성은 쉽게 부여되며 이에 의해 수경성 시멘트 또는 석회, 골재, 물의 품질과 유형과 같은 국부적인 변수 또는 기타 요인이 목적 위치에서 고려될 수 있다. 예컨대, 제조자는 정보 또는 샘플이 보통의 제조 공장으로 돌아간 다음 고객의 위치로 되돌아가는데 소요되는 시간을 피할 수 있다. 제조자는 원료, 배합비 또는 최종 제품의 물리적 특성에 신속하고 중요한 조정을 가할 수 있어 시간, 물자 및 에너지를 절약할 수 있다.

본 발명의 새로운 특성은 시멘트 및 콘크리트 산업에서 중요한 영향을 줄 것으로 생각된다. 고객은 상이한 고객의 요구와 지역적 (및 공장 대 공장의 차이 및 위치 대 위치의 차이) 다양성에 대하여 제조자의 향상된 능력을 통한 제품 품질과 서비스면에서 향상된 것을 잘 알 수 있을 것이다.

시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 제품을 제조하기 위한 본원 발명의 방법의 일례는 목적 위치에서 시멘트 첨가제 및/또는 콘크리트 혼화재료를 제조하기 위한 원료를 배합기로 전달하기 위한 2개 이상의 펌프를 갖는 프레임을 제공하고 또 서로 상이한 원료를 담기 위한 2개 이상의 탱크를 제공하는 것을 포함하며, 그에 의해 완성 제품은 목적 위치에서 분배될 수 있다. 다른 공정의 예는 배합기로 펌핑될 원료의 양 또는 유속을 조절하고 측정하기 위한 밸브 및 유량계를 제공하는 것을 포함한다. 본원 발명의 다른 공정의 예는 총 고형분, 점도, pH, 비중, 또는 기타 물리적 특성을 측정하기 위한 장치와 같은 하나 이상의 품질 관리 유닛을 프레임상에 장착시켜 완성된 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 제품 또는 임의의 원료가 모니터링되거나 조정될 수 있다.

다른 예시적인 장치 및 방법은 프레임상의 밸브 및 펌프와 전자적으로 통할 수 있는 랩탑, 핸드 헬드 유닛 또는 처리 논리 제어기와 같은 중앙 처리 유닛(CPU) 및 완성된 시멘트 첨가제 제품, 콘크리트 혼화재료 제품, 또는 기타 임의의 원료의 물리적 특성을 제어하거나 및/또는 모니터링하기 위한 임의의 하나 이상의 품질 관리 유닛을 사용하는 것을 포함한다. 이들은 목적 위치에서 작용하여 완성 제품이 조정되거나 변형되게한다.

원료를 탱크로부터 바람직하게는 스키드상에 장착된 배합기로 전달하기 위한 2개 이상의 펌프를 장착하거나 고정하기 위한 스키드(예컨대, 목재, 금속, 플라스틱 또는 섬유유리판 또는 플랫폼)를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 상기 스키드는 트럭 또는 트레일러, 밴, 또는 배나 비행기와 같은 다양한 운반수단에 사용하기 위한 카톤(carton) 또는 박스에 수동 적재하기에 맞는 크기로 될 수 있다. 다양한 첨가제 또는 혼화재료 원료(또는 완성) 물질을 함유하는 탱크는 별도로 선적되거나 또는 스키드와 함께 선적되며 다르게는 개별적으로 취급될 수 있다.

다른 구체예로서, 스키드 또는 프레임은 또한 배합기로 펌핑될 원료 물질의 양 또는 유속을 제어하고 모니터링하기 위한 펌프, 밸브 및 유량계 세트를 3세트 이상 더 포함할 수 있다. 컴퓨터 처리 유닛(CPU) 또는 처리 논리 제어기 또는 기타 공지 제어 장치가 다양한 구성부품의 작업을 제어하고 및/또는 모니터링하기 위해 이용될 수 있다. CPU는 프레임상에 장착되거나 또는 아니면 프레임상에 장착될 접합 박스 또는 시리얼 버스(bus)를 통하여 펌프, 밸브 및/또는 유량계에 접속될 수 있다. 상기 CPU는 (유량)유량계로부터 출력 신호에 대응하여 펌프와 밸브를 제어하도록 프로그래밍될 수 있다. 이 CPU는 또한 고객 프로필 정보와 함께 프로그래밍되어 펌프가 정확한 원료의 양을 배합기로 전달하게함으로써 목적하는 최종 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 제품을 제공한다.

본원 발명의 방법과 장치의 기타 이점과 특징은 이하에 자세히 기술한다.

본원 발명의 일례에 대한 이하에 기재한 상세한 설명은 첨부한 도면을 참조하면 더욱 잘 이해될 수 있을 것이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본원 발명의 일례로든 방법과 장치(10)는 트럭 프레임, 트레일러 프레임, 스키드(예컨대, 보드 또는 기타 가동 또는 플랫폼), 기타 이동식 구조와 같은 프레임(12), 바람직하게는 액체상의 유동 형태(건조 과립상의 고체 형태와 대조적으로)로 제공되는 시멘트 첨가제 및/또는 콘크리트 혼화재료를 제조하기 위한 2개 이상의 원료를 함유하는 2개 이상의 별도 운반 탱크(예를들어 14, 16, 18, 20 및 22로 표시됨)를 제공하는 것을 포함한다. 2개 이상의 탱크의 함량은 서로 상이하게한다.

시멘트 첨가제 및 콘크리트 혼화재료는 전형적으로 "원료"를 물 및/또는 기타 원료와 혼합하여 완성 제품을 제공하게된다. 원료는 일반적으로 시멘트 및 콘크리트 산업에서 공지되어 있다. 본 발명의 목적을 위해 예로들 수 있는 원료는 당밀, 술포네이트 (예컨대, 멜라민 술포네이트 포름알데히드 중합체, 나프탈렌 술포네이트 포름알데히드 중합체), 염화 칼슘, 염화 나트륨, 아민 및 알칸올아민, 톨유 지방산, 지방산 및 이들의 유도체, 지방산 에스테르 및 이들의 유도체, 나트륨 글루코네이트, 염료, 포름산, 수크로오스, 당류, 글루코오스, 아질산 나트륨, 질산 나트륨, 아질산 칼슘, 질산 칼슘 (예컨대, 용액을 만드기 위한), 브롬화 칼슘, 티오시안산 나트륨, 옥수수 시럽, 나트륨 사르코시네이트, 칼슘 또는 나트륨 리그노술포네이트, 리그닌, 알코올 (예컨대, 글리콜 및 글리세롤), 페놀, 알칸올아민 및 이들의 아세테이트 또는 포르메이트 염, 포름산, 아세트산, 무수 가성 소다, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 나트륨 선형 알킬레이트 술포네이트, 포름알데히드, 실리카, 디글리시네이트, 옥시알킬렌을 함유하는 중합체, 포름산 칼슘, 포름산, 실옥산, 계면활성제, 수지 및 수지 산 및 송진 및 송진 산, 폴리아크릴산, 폴리비닐 피롤리돈, 상술한 것의 혼합물 및 유도체를 포함하며, 이들에 한정되지 않는다.

운반 탱크(14, 16, 18, 20, 22)는 2개 이상의 상이한 원료 및 바람직하게는 물 및/또는 기타 다른 물질과 배합될 수 있는 2 내지 6개 또는 그 이상의 상이한 원료를 운반 및 전달하여 완성된 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료를 제공하도록 사용될 수 있다.

운반 탱크는 탱크에 함유될 특정 물질에 의해 분해되지 않는 금속, 플라스틱, 섬유유리 또는 기타 물질로부터 제조될 수 있다. 용어 "탱크"는 통, 박스, 백 또는 심지어 접을 수 있는(부분적으로 유연한) 구조일 수 있는 용기를 지칭하는 것이다. 펌프, 하나 이상의 배합기 및 기타 장치를 장착하기 위해 스키드 유형의 프레임이 사용되는 본원 발명의 실시예에서, 탱크는 목적 위치에 별도로 선적되거나 운반될 수 있고 호스 또는 파이프에 의해 펌프에 연결될 수 있다. 예컨대, 도2는 원료의 통 또는 탱크를 스키드(12)상에 장착된 다양한 펌프(24/26/28)에 접속하기 위한 파이프의 용도를 도시한다.

상술한 물질중의 하나와 같은 원료 성분은 물 및/또는 기타 원료 성분과 조합되어 완성된 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 제품을 제공한다. 예컨대, 완성된 혼화재료 제품 형태의 감수 혼화재료는 리그노술포네이트, 옥수수 시럽, 아민 및 물(목적 위치로부터 기인한)을 조합하는 것에 의해 제조될 수 있다. 다른 완성 제품은 다양한 성분의 농도 조정제 또는 계면활성제 및/또는 생물독과 같은 추가의 물질을 포함할 수 있다.

물을 첨가하여 조정하거나 희석함없이 또는 다른 원료와 조합됨없이 고객의 위치에서 원료를 지지 탱크로 직접 분배하는 경우도 있다. (그러나, 이것은 직접적으로 부가된 물질이 본원 발명의 목적에 대한 원료가 아니라는 것을 의미하는 것은 아니다).

도 1에 도시한 바와 같이, 24, 26, 28, 30 및 32로 표시된 밸브 및/또는 펌프 장치는 원료 물질을 배합기(50)로 공급하기 위해 제공되는데, 여기서 이들은 목적 위치에서 최종 제품으로서 전달 탱크로 분배된 후 고객으로 보내기 위해 선적하기 전에 또는 고객의 위치에 존재하는 고객의 탱크(60)에 직접적으로 분배하기 전에 완전히 혼합될 수 있다. 배합기(50)는 펌프(24, 26 등)에 의해 공급된 다양한 원료와의 혼합을 실시하기 위한 내부 차폐장치(baffle) 또는 구조를 갖는 연장된 구획과 같은 정적 디자인일 수 있거나, 또는 임의적으로 컴퓨터 제어될 수 있는 모터달린 전단 혼합기 유형(50)일 수 있다.

본 발명의 일례로서, 총 고형분 측정 장치(52), pH 측정 장치(54), 점도 측정 장치(56) 및/또는 비중 측정 장치(58)와 같은 하나 이상의 품질 관리 유닛이 최종 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 제품 또는 상기 제품을 제조하기 위해 사용된 하나 이상의 원료의 물리적 특성을 조사, 측량하고, 측정 및/또는 확인하기 위해 이용될 수 있다. 최종 첨가제 또는 혼화재료 제품은 고객의 저장 탱크(60)로 또는 고객으로 보내기 위해 선적될 탱크로 분배되기 전후에 확인될 수 있다. 배합기(50) 또는 배합기(50)로부터 이어지는 밸브 또는 펌프(도시되지 않음)로 연결된 킬-스위치(kill-switch)를 갖는 파이프 또는 호스(59)는 목적 위치에서 원료 또는 완성 제품을 분배하기 위해 이용될 수 있다.

시멘트 첨가제 및 콘크리트 혼화재료는 흔히 기능에 의해 분류되므로 첨가제 및 혼화재료 카테고리 및 이들 카테고리에서 통상의 원료 물질 성분으로 흔히 사용되는 물질의 종류에 대한 간단한 설명을 제공하는 것이 유리할 것이다. (콘크리트 혼화재료의 예는 본 발명의 참고문헌으로 포함된 밸레 일행에 의한 미국 특허 제5,203,629호에 대부분 제공되어 있다).

분쇄 보조제는 임의의 광물 분쇄 공정(클링커 포함)의 효율을 향상시키기 위해, 분쇄 물질의 유동성을 향상시키기 위하여 또는 팩 경화 또는 사일로 경화를 방지하기 위하여 사용되는 시멘트 첨가제이다. 사용되는 통상의 원료는 아민, 알칸올아민, 및 이들의 아세테이트 또는 페놀레이트 염, 글리콜 및 폴리아크릴산이다.

품질 향상제는 초기 또는 말기 강도를 향상시키고, 클링커가 충전제로 치환될 수 있도록 하며 또는 비표면적 감소(예컨대, 블레인 표면적)를 통하여 제조 비용을 감소시키기 위해 시멘트 또는 기타 광물의 경화 시간을 변화시키기 위해 사용되는 시멘트 첨가제이다. 통상의 원료는 다양한 알칸올아민 및 이들의 상응하는 염, 염화 나트륨 또는 염화 칼슘 및 특정 탄수화물을 포함한다.

워커빌리티 향상제는 시멘트의 물 소요양을 감소시키기거나 시멘트의 워커빌리티를 증가시키기 위해 사용되는 시멘트 첨가제이다. 통상의 원료는 리그닌, 나트륨 글루코네이트, 리그노술포네이트, 나프탈렌 술포네이트, 및 옥시알킬렌 기를 갖는 폴리아크릴산 중합체를 포함한다.

벽돌 및 모르타르 첨가제는 벽돌 용도로 사용하기 위한 시멘트의 워커빌리티를 향상시키기 위하여 사용되는 시멘트 첨가제이다. 이러한 첨가제는 공기를 연행하기 위해, 물 보유 또는 보드 수명을 증가시키기고, 경화 시간을 제어하고, 내수성을 제공하거나 또는 초기 및/또는 말기 강도를 증가시키기 위하여 사용된다. 보통의 벽돌/모르타르 첨가제 원료는 나무 수지, 지방산, 톨유의 염 및 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 알코올, 히드록시프로필 치환된 다당류와 같은 중합체 또는 이들의 혼합물을 포함한다.

슬러리 신너는 시멘트 제조에 사용된 원료 슬러리에서 물 함량을 감소시키기 위하여 사용된 시멘트 첨가제이다. 통상의 원료는 리그노술포네이트, 리그닌 및 나트륨 글루코네이트를 포함한다.

촉진제는 시멘트 또는 콘크리트의 경화 및 초기 강도 발달을 촉진시키기 위하여 사용되는 시멘트 또는 콘크리트 혼화재료 (용도에 따라 상이함)이다. 상기 기능을 달성하기 위하여 사용될 수 있는 통상의 원료의 일부는 염화 칼슘, 알칸올아민 (예컨대, 트리에탄올아민), 티오시안산 나트륨, 포름산 칼슘, 질산 칼슘, 아질산 칼슘, 질산 칼륨, 아질산 칼륨, 질산 나트륨 및 아질산 나트륨이다.

완경제 또는 경화지연제, 첨가제 또는 혼화재료는 시멘트 또는 콘크리트의 경화 속도를 완화시키거나, 지연시키거나 느리게하기 위해 사용된다. 완경제는 모르타르 또는 콘크리트의 경화에 대한 뜨거운 기후의 가속 효과를 상쇄하기 위해, 또는 어려운 배치 상태가 생기거나 또는 건축 위치로 전달하기 어려운 문제가 있을 때 또는 특수한 완성 공정에 시간이 필요할 경우 모르타르, 콘크리트 또는 그라우트의 초기 경화를 지연시키기 위해 사용된다. 대부분의 완경제는 또한 감수제로로도 작용하며 일부 공기를 연행하여 모르타르 또는 콘크리트로 보내기 위해 사용될 수 있다. 통상의 원료는 리그노술포네이트, 히드록시화 카르복시산, 리그닌, 보락스, 글루콘산, 타르타르산, 및 기타 유기 산 및 이들의 상응하는 염 그리고 특정 탄수화물을 포함한다. 상표명 DARATARD^R로 제조된 완경제가 더블유. 알.그레이스 앤드 컴패니-콘.으로부터 시판되고 있다.

소포제는 시멘트 또는 콘크리트에서 공기 함량을 감소시키기 위해 사용되는 첨가제 또는 혼화 재료이다. 트리부틸 포스페이트, 디부틸 프탈레이트, 옥틸 알코올, 탄산 및 붕산의 수불용성 에스테르 및 실리콘이 상기 효과를 달성하기 위해 사용될 수 있는 통상의 원료의 일부이다.

공기 연행제 첨가제 또는 혼화재료는 미세 공기 기포를 모르타르 또는 콘크리트에 의도적으로 연행시키기 위해 사용된다. 공기 연행은 냉동 및 해동 주기동안 수분에 노출되는 모르타르 및 콘크리트의 내구성을 현저히 향상시킨다. 또한, 연행된 공기는 화학적 제빙에 의해 유발된 표면 스케일링에 대한 모르타르 및 콘크리트 내성을 향상시킨다. 공기 연행은 또한 분리 및 유출을 제거하거나 감소시키는 한편 새로운 모르타르 및 콘크리트의 워커빌리티를 향상시킨다. 이들 목적을 달성하기 위하여 사용되는 원료는 나무 수지의 염; (빈솔 수지); 일부 합성 세제; 술폰화 리그닌의 염; 석유 산의 염; 단백질성 물질; 지방산 및 수지성 산 및 이들의 염; 알킬벤젠 술포네이트; 및 술폰화된 탄화수소의 염을 포함한다.

알칼리 반응성 감소제는 이들 감소제의 알칼리 응집 팽창성을 감소시키며, 또 통상의 원료는 포졸란(플라이 애쉬, 실리카 퓸), 고로광재, 리튬 및 바륨의 염을 포함하며 또 기타 공기 연행제도 특히 효과적이다.

결합 혼화재료는 통상 포트랜드 시멘트 혼합물에 부가되어 신구 모르타르 및 콘크리트간의 결합 강도를 증가시키며 또 이들 결합 혼화재료는 고무, 염화 폴리비닐, 폴리비닐 아세테이트, 아크릴, 스티렌 부타디엔 공중합체 및 기타 중합체와 같은 유기 물질을 포함한다.

감수 첨가제 및 혼화재료는 특정 슬럼프의 모르타르 및 콘크리트를 제조하기 위해 필요한 물의 혼합양을 감소시키고, 물과 시멘트의 비율을 감소시키거나 또는 슬럼프를 증가시키기 위한 것이다. 전형적으로, 감수제는 모르타르 및 콘크리트의 물 함량을 약 5% 내지 15% 감소시킨다. (상술한 감수 혼화재료 참조).

초가소화제는 고도의 감수제 또는 감수 첨가제/혼화재료이다. 이들은 모르타르 및 콘크리트에 부가되어 고 슬럼프 유동 조성물을 생성하여 물-시멘트 비를 감소시킨다. 이들 첨가제/혼화재료는 모르타르 및 콘크리트에서 바람직하지 않은 경화지연 또는 공기 연행을 유발함없이 물 함량 또는 유동성을 크게한다. 초가소화제로서 사용될 수 있는 통상의 원료중에서 술폰화 멜라민 포름알헤히드 축합물, 술폰화 나프탈렌 포름알데히드 축합물, 특정의 유기 산, 리그노술포네이트 및 이들의 혼합물을 포함한다. 초가소화제는 또한 옥시알킬렌기를 갖는 폴리아크릴산 중합체를 포함하며, 또한 상표명 ADVA^R로 더블유. 알. 그레이스 앤드 컴패니-콘으로부터 시판되고 있다.

착색제는 천연 또는 합성일 수 있고 심미적 및 안정상의 이유로 모르타르 및 콘크리트를 착색시키기 위해 사용될 수 있다. 이들 착색 혼화재료는 통상 안료로 구성되며 또 통상의 원료는 카본 블랙, 산화철, 프탈로시아네이트, 엄버, 산화 크로뮴 및 코발트 블루를 포함한다.

콘크리트중의 부식 억제제는 끼워진 강화 철이 강한 알칼리로부터 부식되지 않게한다. 콘크리트의 강한 알칼리성은 강철상에 패시브 및 비부식성 보호 산화막을 형성하게한다. 그러나 탄산화 또는 제빙 장치 또는 해수로부터 염화 이온의 존재는 필름을 파괴하거나 필름으로 침투하여 부식을 초래한다. 부식 억제 혼화 재료는 이러한 부식 반응을 화학적으로 방지한다. 부식을 억제하기 위하여 흔히 사용되는 원료는 아질산 칼슘, 아질산 나트륨, 나트륨 벤조에이트, 특정 포스페이트, 또는 플루오로알루미네이트 및 플루오로실리케이트이다.

습기 방지 혼화재료는 시멘트 함량이 낮고 물-시멘트 비율이 높거나 또는 골재에서 미세도가 부족한 콘크리트의 투과성을 감소시킨다. 이들 혼화재료는 습기가 건조 콘크리트로 침투하는 것을 방지하며 이들 혼화재료를 제조하기 위하여 흔히 사용되는 원료는 특정 비누, 스테아레이트, 및 석유 제품이다.

기체 형성제는 콘크리트 및 그라우트에 매우 소량 부가되어 경화되기 전에 약간 팽창을 유발한다. 팽창 정도는 사용된 기체 형성제의 양 및 새로운 혼합물의 온도에 따라 상이하다. 원료는 알루미늄 분말, 수지 비누 및 식물성 또는 동물성 아교, 사포닌 또는 가수분해된 단백질을 포함한다.

투과성 감소제는 감압하에서 물이 콘크리트로 전달되는 속도를 감소시키기 위하여 사용한다. 원료는 실리카 퓸, 플라이 애쉬, 분쇄 광재, 천연 포졸란 감수제 및 라텍스를 포함한다. 포졸란은 규소성 또는 규소성 및 알루미늄성 물질로서 그 자체는 시멘트성 특성이 아주 적거나 아주 없다. 그러나 미세하게 분쇄된 형태 및 습기 존재하에서는 포졸란은 통상의 온도에서 수산화 칼슘과 화학적으로 반응하여 시멘트성 특성을 갖는 화합물을 형성하고 따라서 이것은 투과성 감소성을 나타내는 통상의 원료이다.

펌핑 보조제는 펌핑성을 향상시키기 위하여 혼합될 콘크리트에 부가된다. 이들 혼화재료는 유동성 콘크리트를 농조화시켜 점도를 증가시키고 감압하에서 펌핑되는 동안 페이스트의 탈수를 감소시킨다. 콘크리트에서 펌핑 보조제를 제조하기 위해 사용되는 통상의 원료는 유기 및 합성 중합체, 히드록시에틸셀룰로오스(HEC) 또는 분산제와 혼합된 HEC, 유기 응집방지제, 파라핀의 유기 유제, 코울타르, 아스팔트, 아크릴, 벤토나이트 및 발열성 실리카, 천연 포졸란, 플라이 애쉬 및 수화된 석회를 포함한다.

경화된 콘크리트상 및 콘크리트내에서 세균 및 진균 성장은 살진균제, 살균제 및 살충제 혼화재료(이후 모두 합쳐서 "살생물제"혼화재료로 칭함)를 사용함으로써 부분적으로 제어할 수 있다. 이들 혼화재료를 제조하기 위해 가장 효과적인 원료는 폴리할로겐화된 페놀, 디엘드린 유제 및 구리 화합물을 포함한다.

상술한 바와 같이, 용어 "콘크리트 혼화재료"는 많은 원료가 상기와 같이 확인된 "벽돌 혼화재료"도 포함한다. 그러나, 일부 추가의 벽돌 혼화재료도 중요하다. 인테그랄 발수제는 벽돌에 사용되어 수분 함량이 적은 콘크리트로부터 제조된 제조 유닛(예컨대, 블록, 포장도로, 기타 유닛)을 통하여 물 통과를 감소시킨다. 보다 특히, 인테그랄 발수제는 모세관 작용에 의해 제조된 유닛의 외면으로부터 유닛의 내부로 물의 전달을 최소화하기 위해 사용된다. 전형적인 적용은 건축물의 외부 벽에 사용되는 콘크리트 벽돌 단위내에서 인테그랄 발수제를 사용하는 것이다. 인테그랄 발수제의 통상의 원료는 스테아르산 칼슘, 스테아르산 아연 및 부틸 올레에이트를 포함한다.

백화 제어제는 제조된 유닛(예컨대, 블록)의 표면상에서 백화의 발생을 감소시키기 위하여 사용되는 벽돌(저습기 콘크리트) 혼화재료이다. 백화는 수분이 백돌 단위상을 거쳐서 증발할 때 생기는 가용성 및 비가용성 염의 백색 침착물 또는 외피이다. 통상의 원료는 스테아르산 칼슘, 스테아르산 아연, 부틸 올레에이트 및 톨유 지방산을 포함한다.

모든 공지 원료 및 완성 시멘트 첨가제 및 콘크리트 혼화재료는 본 발명의 제조 공정 및 장치에 특히 액체 형태로 사용될 수 있다. 따라서, 본원 발명의 예시적인 장치 및 공정은 목적 위치(사용자의 멀리 떨어진 제조 설비 또는 시멘트 분쇄 공장 또는 시멘트 레미콘 공장과 같은 고객의 위치일 수 있다)에서 원료 물질 또는 완성 제품을 조정하기 위하여 제공되거나 발생되는 물의 사용(도 1의 (88)에서 꼭지로 도시됨)을 포함한다. 따라서, 물(88)을 혼합기(50)에 부가하여 (바람직하게는 제어되고 모니커링된 속도/양) 하나 이상의 원료와 조합시키거나 및/또는 탱크 및 혼합기, 또는 완성 제품에서 원료가 소망하는 총 고형분, 점도, pH, 비중, 부피 및/또는 기타 물리적 특성이 주어진 시방서에 따라, 즉 고객의 요청(소망하는 요건)에 따라 제공될 수 있도록 조정하거나 개질시키기 위하여 프레임상에 밸브/펌프(82) 장치 및/또는 계량 장치(84) 및 임의의 온-보드 물 저장 탱크(86)를 제공한다.

목적 위치에서 완성 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 제품을 제조하기 위한 방법의 예(도 1에 도시한 바와 같음)는 프레임(12)상에 임의로 장착되거나 또는 다르게 배치된 별도의 운반 탱크(예컨대, 14, 16 및 18)에 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료를 제조하기 위한 적어도 2개의 원료(및 보다 바람직하게는 적어도 4개의 원료)를 제공하고; 상기 적어도 2개의 원료를 목적 위치(예컨대, 트럭, 배, 또는 비행기에 배치되거나 장착되었을 때 프레임(12)에 부착되는)로 운반하고; 상기 원료를 목적 위치에서 배합하며; 또 완성된 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 제품을 저장 탱크(60) 또는 기타 목적 위치에 있는 다른 용기로 분배시키는 것을 포함한다.

다른 방법의 예는 하나 또는 그 이상의 원료를 측량해서 혼합기(예컨대, 정적 혼합기)(50)에 넣어 혼합될 원료가 고객의 주문에 따라 최종 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 제품을 제공하게한다. 바람직하게는, 프레임(트럭, 스키드 또는 트레일러)상에 장착되거나 또는 랩탑 컴퓨터, 핸드 헬드 컴퓨터(예컨대, NORAND 상표명으로 시판되는 것과 같은) 또는 처리 논리 제어기 형태로 제공되는 중앙 처리 유닛(CPU)(70)은 밸브 및/또는 펌프 장치(예컨대, 24, 26, 28 등) 및 계량(예컨대, 유량계) 장치(예컨대, 34, 36, 38 등)에 전기적으로 접속(예컨대, 하드-배선, 리모트 콘트롤 또는 기타 공지 수단에 의해)되어 운반 탱크(14-22)로부터 분배된 원료의 각각의 양 및/또는 비율을 모니터링하거나 추적할 수 있게한다. 예컨대, 고객 프로필 또는 예비 주문 정보는 컴퓨터 메모리(예컨대, 72에서 표시된 메모리 위치)에 저장되어 적합한 신호를 펌프(24-32) 및 측량장치(34-42)로 보낼 수 있는 CPU(70)에 의해 액세스되어 적합한 양의 원료가 혼합기(50)로 도입되거나 및/또는 직접적으로 고객의 저장 탱크(60) 또는 기타 용기로 도입될 수 있다. CPU는 목적 위치(88)에서 제공되거나 발생하여 혼합기(50)로 보내지거나 또는 필요에 따라 개별 운반 탱크(14)로 보내질 수 있는 물의 양을 조정하기 위한 펌핑 또는 측량 장치에 접속될 수 있다.

본원 발명의 바람직한 공정 및 장치로서, 고객 프로필 정보는 고객의 저장 탱크(60)에 고정될 수 있는 바 코드(62)로 전사될 수 있다. 따라서, 차량(12) 운전자는 그 바 코드(62)를 CPU(70)에 스캐닝한 다음 상응하는 고객의 프로필 및/또는 거래 정보 (메모리(72)에 저장됨)를 액세스하여 적합한 신호를 적합한 밸브/펌프(24-32) 및/또는 측량 장치(34-42)로 보낸다. 운반 탱크가 정확한 원료 또는 원하는 원료를 충분양으로 함유하지 않으면, 이 CPU(70)는 작업자에게 가청 및/또는 가시적 경보를 보낼 것이고, 그 작업자는 최종 제품을 분배하는 작업전에 그 상황을 조정하거나 확인할 필요가 있다.

상기 CPU(70)는 품질 제어 유닛과 연결되어 총 고형분 측정 장치(52), pH 측정 장치(54), 점도 측정 장치(56) 및/또는 비중 측정 장치(58)로부터 표시를 얻고 모니터상에 가시적 표시를 제공한다. 이 CPU(70)는 품질 관리 유닛이 고객 프로필(72) 또는 자세한 사항의 하나 이상의 물리적 특성이 일치되지 않는 것을 나타내는 신호를 제공하면 경보신호를 나타내도록 프로그래밍될 수 있다; 또 상기 CPU는 신호를 적합한 밸브/펌프(예컨대, 24-32) 또는 측량장치(34-42)로 보내어 특정 원료(14-22)의 유동을 방지하거나 증가시켜 상황을 교정할 수 있도록 프로그래밍될 수 있다. 품질 관리 유닛(52,54,56,58)은 바람직하게는 프레임(12)상에 위치하며 또 그로부터 제거될 수 있으며 필요하다면 이들은 고객의 저장 탱크(60)의 함량을 시험하기 위하여 사용될 수 있다.

본원 발명의 다른 예시적 장치 및 공정으로서, 운반 저장 탱크(예컨대, 14, 16 등)는 운반 탱크에서 원료의 부피를 나타내는 부피 감지 수단을 갖거나 또는 신호를 탱크 부피에 따라 CPU(70)에 제공할 수 있다. 따라서, 이 CPU(70)는 프린트 아웃 또는 모니터 표시(도시적으로 나타내지 않음)를 통하여 작업자 또는 운전자에게 각 탱크(예컨대, 14, 16 등)에서 원료량 (남은 양)에 대한 정보를 제공한다.

본원 발명의 다른 예시적 공정 및 장치로서, 제조자 또는 작업자는 소정 제품제조 작업 전후 또는 운반 작업 전후에 장치 또는 차량 탱크가 작업 또는 고객의 프로필을 충족하는 특정 원료를 갖고 있는지에 대해 판단할 수 있다. 예컨대, 고객 위치에서 제 1 운반 후, 작업자는 현재 적재할 물품이 동일 위치에서 다음번 배달 또는 다른 위치에서 다른 고객의 프로필을 충분히 충족시킬 수 있는지에 대해 확인할 수 있다. 이러한 정보는 차량(12)에 저장(72)되거나 또는 다른 위치에서 중앙 전송 오피스로부터 전달에 의해 얻어질 수 있다. 다르게는, CPU(70)는 차량에 적재할 현재의 원료 물품을 판독하고 작업자가 다음번 고객 주문이 현재의 물품으로 충족될 수 있는지를 결정할 수 있어 작업자가 다음번 고객 위치가 주문을 충족하기 위해 표적화되어야하는 능력을 용이하게한다.

고객 주문을 충족시키기 위한 방법은 예컨대, CPU(예컨대, 랩탑)를 이용하여 뱃치 크기를 계산하고 싣고 있는 원료의 양을 확인하며 또 얼마나 많은 양의 물이 필요한지에 대한 표시를 제공한다. 작업자는 싣고있는 물 저장 탱크(86)를 채우거나 또는 탱크(86)내의 감지 수단을 통하여 충분한 물이 얻어졌는지에 대해 확인할 수 있다. 밸브를 열어 적합한 호스를 연결한 후, 작업자는 CPU를 사용하여 제조 작업을 개시한다. 직접적으로 입력되거나 또는 고객 프로필 데이터 저장(72)(바 코드(62)를 스캐닝하는 것에 의해 개시될 수 있음)으로부터 CPU에 일련의 지시를 전달함으로써 많은 작업이 개시되고 모니터링된다: 예컨대, 밸브의 개폐 및/또는 펌프의 작업/속도; 모든 원료의 유동 속도; 최종 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 제품이 저장 탱크(60)로 들어가는 총 유량; 및 모든 품질 관리 기능(예컨대, 52, 54, 56, 58)이 개시되고 모니터링된다.

본원 발명의 또다른 예시적인 장치 및 공정으로서, CPU(70)는 임의의 운반 탱크(14/16/18/20/22)로부터 원료의 단계 변화 첨가(또는 부가 속도 감소)하여 최종 명세를 만족할 수 있도록 하는 논리로 프로그래밍된다. CPU(70)는 또한 바람직한 조건(예컨대, 총 고형분, pH, 점도, 비중 등과 같은 품질 관리 특성)이 충족되지 않을 경우 밸브 또는 펌프를 닫도록하거나 및/또는 가시적 및/또는 가청 경보를 제공하도록 프로그래밍된다. 안전을 위한 킬 스위치(kill switch)는 랩탑 또는 핸드 헬드 제어 유닛(예컨대, 70) 근처 또는 분배 호스(59) 말단에 설치되어 긴급 또는 경보 기간 동안 장치(10)를 폐쇄시킨다.

성공적인 전달 후, 작업자는 장치(10)를 사용하여 저장 탱크(14,16 등)중의 원료를 확인한다. 이것은 CPU(70) 및 통상의 모니터 또는 인쇄 장치(도시되지 않음)를 이용하여 표시될 수 있다. 계산 소프트웨어(74)는 바람직한 장치 및 공정에 배치되어 주문을 만족시키는데 필요한 저장 탱크(14, 16등)내에 함유되어 있는 개별 원료 또는 배합물의 정체와 양을 확인할 수 있고 또 작업자는 전달시 이 정보를 포함하는 계산서 또는 측량 티켓을 제공할 수 있다. 이 측량 티켓은 전달 기록으로 고객에 의해 사인될 수 있다.

본 발명의 예시적인 장치(10) 및 방법은 또한 이동 통신의 이용을 포함함으로써 현재의 원료 물품, 고객 프로필, 전달 경로, 측량 티켓 정보, 전달의 확인 및 기타 장치(10) 또는 판매 사무실과 공유되어야할 기타 정보에 관한 데이터 및 정보를 가능하게하여 국가적 또는 지역적 정보(고객 주문, 프로필, 용도, 문제 등에 관함)가 저장되고, 전달, 모니터링되어 수집되고 및/또는 분석될 수 있다. 이 장치는 작업자가 배합 제품이 나머지 싣고 있는 물품으로 제조될 수 있는지에 대해 결정하고 또 다음번 전달이 가능한지를 확인하게한다. 작업자는 다음번 고객 위치로 운전하여 위 과정을 반복한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 예시적 장치(10)는 목적 위치에서 시멘트 첨가제 및 콘크리트 혼화재료 제품에서의 능력과 유동성을 제공한다. 예시적인 이동식 콘크리트 혼화재료 제조 장치(10)는 다른 탱크에 함유된 원료와는 상이한 원료를 각기 함유하는 2이상, 바람직하게는 3개 이상의 탱크(14,16, 18); 스키드(12)상에 경우에 따라 장착될 수 있는 탱크로부터 배합기(50)로의 원료 전달에 대응하는 통합 유닛으로서 적어도 2개의 펌프(예컨대, 24, 26)를 장착하고 운반하기 위한 스키드(12)(예컨대, 목재, 금속 또는 플라스틱 보드, 플랫폼 또는 기타 프레임)와 같은 프레임을 포함한다. 다수의 탱크는 목적 위치로 별도로 전달되거나 선적될 수 있다. 호스 또는 파이프와 같은 도관이 사용되어 원료(예컨대, 14, 16, 18)를 스키드 장착된 펌프(24,26,28)로 연결한 다음 임의의 밸브(34,36, 38) 및 유량계(104, 106, 108)로 전달하고 배합기(50)(바람직하게는 스키드상에 장착됨)로 전달한다. 스키드(12) 및 다양한 펌프, 혼합기 및 기타 성분의 장치(밸브, 유량계)를 포함하는 통합 유닛은 소형일 수 있고 연결 관 및 전기 외이어(도 2에 도시되지 않음)에 상관없이 사용하기 편리하다.

스키드(10)는 펌프(24, 26, 28) 및 기타 장치(밸브 유량계, CPU, 모니터 등)에 접속되는 온-보드 전력 공급기 또는 변환기(110)를 가질 수 있어 상기 장치(10)는 전기가 부적합하거나 공급되지 않는 외딴 지역에서도 사용될 수 있다. 다른 구체예로서, 전력 공급기(110)는 AC 전력 발생기가 전기/전자 부품용 전력을 제공하도록 전환시키기 위한 기체 동력 엔진 또는 디젤을 포함할 수 있다. 상기 엔진은 펌프 또는 밸브를 따라 흐를 수 있도록 수성 또는 공기 계에 결합될 수 있다. 트럭 장착된 장치(도 1)에서, 트럭 또는 차량 엔진 자체는 전기 발생기를 구동하기 위해 또는 펌프 및 밸브를 움직이기 위한 수성 또는 공기 계를 구동하기 위해 사용될 수 있다. 따라서 다양한 부품에 전력을 공급하고 제어하기 위해 다양한 방법을 고려할 수 있다.

스키드(12)(도 2에 도시됨)는 적어도 2개, 바람직하게는 복수개의 펌프(24, 26, 28), 하나 이상의 배합기(50) 또는 혼합기 및 배합기(50)로 펌핑될 원료의 양과 유속을 제어하기 위한 밸브(34, 36, 38)와 같은 기타 임의의 장치, 펌핑될 원료의 양과 유속을 측량하거나 모니터링하기 위한 유량계(104, 106, 108) 및 펌프, 밸브 및/또는 유량계를 스키드(12) 또는 목적 위치에서 장치의 나머지와 전기적으로 또는 전자적으로 결합될 수 있는 다른 영역에 장착되거나 고정되는 컴퓨터 처리 유닛(CPU)(70)에 전기적으로 결합하기 위한 임의의 접합 박스(100)를 장착하기 위해 사용될 수 있다. (용어 "전기적으로" 및 "전자적으로"는 동의어로 사용될 수 있지만, 후자는 원격 제어의 이용을 제시할 수 있다). 그 결과 생긴 스키드 장착 장치는 소형으로 제조될 수 있고 또 원료를 선적하기 위해 사용되는 동일 종류 또는 크기의 선적 카톤 또는 배럴중의 탱크를 따라 운반될 수 있다. 스키드(12)는 밴, 트레일러, 배, 비행기 또는 플랫-배드 트럭 또는 트레일러에 위치하거나 또는 목적 위치(예컨대, 외딴 제조 기지)로 선적하기 위한 기타 운반 수단에 위치할 수 있다. CPU(70)는 스키드(12)상에 장착되거나 또는 스키드상에 장착된 접합 박스(100) 또는 일련의 전기적 단자(버스)에 의해 특정 위치에 결합될 수 있다.

스키드(12)는 바람직하게는 목적 위치 또는 고객 위치에서 공급된 물(도 1에 도시됨 그러나 도2에는 도시되지 않음)을 배합기(50)로 펌핑하기 위한 하나 이상의 펌프를 포함한다. 예컨대, 탱크(18)가 연결되지 않으면, 펌프(28)는 호스 또는 파이프에 의해 물 꼭지에 연결될 수 있고 또 임의의 밸브(38) 및 유량계(108)는 배합기(50)로 들어가는 물의 유량을 제어하기에 유용하다. 스키드(12)는 또한 필요에 따라 물 필터 유닛 및/또는 물 처리 유닛(예컨대, 경도 또는 연도를 개질하기 위한)을 가질 수 있다.

펌프, 밸브, 유량계 및 배합기를 장착하기 위한 프레임 또는 스키드(12)를 사용하면 개별 부품이 선적 후 또는 목적 위치로 전달한 후 실제적 조립을 필요로하지 않기 때문에 유리하다. 이 장치는 제조 및 배합 공정에 대하여 보다 큰 제어효과를 제공할 수 있는데 이는 개별 부품이 목적 위치로 보내지기 전에 장치로서 효과적으로 작용하도록 선택하고, 조정하여 검량될 수 있기 때문이다. 상기 부품은 전체 부품이 한 개의 벤더 또는 공급원으로부터 수득될 수 있기 때문에 부품이 보다 쉽게 대체될 수 있거나 또는 수선될 수 있는 점에서 표준화를 제공할 수 있다. 다른 예시적인 구체예로서, 펌프, 배합기 및 임의의 밸브 및 유량계 및 기타 장치(예컨대, 일반적으로 53으로 표시되는 품질 시험 유닛, 전력 공급기(110))가 장치를 작동시키도록 프로그래밍될 수 있는 CPU(70)에 및/또는 CPU가 개별 장치 부품을 작업하거나 및/또는 모니터링하도록 전기적으로 연결될 수 있는 접합 박스(100)에 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 부품은 바람직하게 선택되고 장착되고 최대 장치 정확도 및/또는 효율을 위해 배열될 수 있다. 펌프(24)가 양의 배치 펌프(예컨대, 피스톤 유형)이면, 밸브(34) 및 유량계(104)는 불필요한데. 이것은 유량계의 사용이 펌핑될 원료의 양을 확인하고 또 고객 비용면에서 CPU에 정보를 제공하는 것을 확인하는 수단으로서 바람직함에도 불구하고 피스톤 펌프가 다른 종류의 펌프보다 보다 더 정밀하기 때문이다. 정확성은 피스톤 펌프를 사용하는 것에 의해 달성될 수 있는데 이는 펌핑될 물질의 정확한 부피가 행정의 횟수 및 피스톤 행정당 대체되는 부피를 기준하여 산출될 수 있기 때문이다. 더구나, 피스톤이 중지하면 물질의 유동이 중지되어 밸브가 필요없게하므로, 피스톤 펌프는 마모될 기어를 가지지 않는다. 펌프(24)가 포지티브 교체 유형(예컨대, 기어 펌프)이면, 펌프가 중지할 때 물질의 유동이 중지하도록 개폐 유형 밸브(34)를 사용하는 것이 유리할 것이다. 여기서 유량계(104)는 불필요하지만 이용하는 것이 유리한데 이는 펌프(24)에 의해 배합기(50)로 전달되는 물질의 양과 유속을 조절하는 방법을 제공하기 때문이다. 펌프(24)가 원심분리 유형 펌프(예컨대, 일정 속도 유형)이면, 제어 유형 밸브(예컨대, 조정가능한)인 밸브(34)가 펌프(24)에 의해 배합기(50)로 전달될 물질의 양을 조절하기 위해 사용되어야한다. 따라서 유량계(24)는 배합기(50)로 펌핑될 물질의 양 및 유속을 조절하기 위해 아주 필요하다.

피드백 장치로서, 유량계(104로 표시된 것과 같은)는 전기적 출력 신호를 펌핑될 물질의 양에 비례하여 CPU(70)로 보낼 것이므로 상기 출력은 CPU(70)에 의해 작업자가 필요로하는 유속(컴퓨터 메모리 위치로 입력되는)과 비교되며 또 CPU(70)는 적합한 전기적 출력 신호를 펌프(24) 또는 제어 밸브(34)로 보냄으로써 배합기(50)로 펌핑될 물질의 양과 유속을 증가 또는 감소시키는 것에 의해 제어할 수 있다.

본 발명자들은 예시한 이동식 첨가제 및/또는 혼화재료 제조 장치가 그의 이용가능성을 전체적으로 확장하는 것에 의해 콘크리트 및 빌딩 산업에 많은 이점을 제공할 것이라고 믿고 있다. 예컨대, 다양한 원료의 탱크 및 스키드 장착된 장치는 트럭, 웨건, 헬리콥터, 배 또는 기타 수송 수단에 의해 외딴, 황폐하거나 미개발 지역 또는 국가로 수송될 수 있다. 공장에서 혼합될 석회 및 공장에서 사용된 시멘트의 품질에 기인한 다양성, 상기 위치에서 잔골재(모래) 및 굵은 골재(예컨대, 자갈)의 품질과 성질 및 물의 성질(예컨대, 경수 또는 연수)은 제조자에게는 걱정될 정도의 문제는 아닌데, 이것은 컴퓨터가 이들 인자를 고려하도록 프로그래밍될 수 있기 때문이다.

본 발명에 의한 바람직한 혼화재료 제조 장치 및 방법으로서, CPU(70)는 배합 변수가 저장되는 제1 메모리 위치와 전기적(또는 전자적으로)으로 통하게되고 CPU는 펌프에 의해 전달되는 원료의 양과 유속을 제어할 수 있다. 이 CPU는 고객 프로필 변수(필요로하는 특정 원료의 확인, 소망하는 최종 제품을 제조하기 위하여 배합되어야할 각 성분의 상대적 양 등)가 저장되는 제2 메모리 위치와 전기적으로 통하게되어 CPU가 작업 또는 고객 주문의 명세에 따라 펌핑되어 전달될 원료의 양과 유속을 제어하도록 하는 것이 바람직하다.

장치(10)로부터 원료 탱크를 분리시켜서 상이한 원료를 함유하는 다른 탱크에 연결하여 동일한 장치로부터 상이한 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 제품을 제조하는 것이 바람직하다. 이것은 압축 공기 및/또는 물을 사용하는 것에 의해 특정 라인(또는 필요하다면 전체 장치)중의 호스 또는 파이프를 씻어내는 것에 의해 실시할 수 있다. 바람직하게는, 상기 목적을 위하여 하나 이상의 압축 공기 탱크가 스키드 또는 트럭 위에 또는 근처에 존재할 수 있다. 별도 목적의 공기 공급은 밸브, 펌프, 또는 트럭 또는 스키드상의 압축기에 의해 공기작용될 수 있는 기타 부품의 제조작업을 방해함없이 세정작업을 실시할 수 있게한다. 다시 말해, 세정 작업 및 제조 작업에 대하여 사용될 공기 공급원을 분리시키는 것이 바람직하다. 물을 배합기(50)에 공급하기 위해 사용되는 온-보드 펌프는 세정 작업을 위해 물을 압축시키기 위하여 사용될 수 있다.

본 발명의 변형은 본 명세서의 기술분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 잘 알 수 있을 것이며, 본원 발명의 범위는 상술한 실시예에 의해 제한되지 않는다.

Claims

시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료를 제조하기 위한 원료를 각기 함유하는 2개 이상의 탱크;

상기 탱크로부터 원료를 배합기로 전달되도록 작용하는 것으로 상기 2개 이상의 펌프를 통합 유닛으로서 장착 및 운반하기 위한 프레임; 및

상기 탱크로부터 전달된 원료를 수용하고 그 원료를 함께 배합하여 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 제품을 제공하기 위한 배합기;

를 포함하는 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료를 제조하기 위한 이동식 장치.
제1항에 있어서, 상기 프레임이 스키드를 포함하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 2개 이상의 펌프가 상기 원료를 함유하는 2개 이상의 탱크와 서로 연결될 수 있게하는 파이프 또는 호스로부터 선택된 도관을 추가로 더 포함하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 시멘트 첨가제가 분쇄 보조제, 품질 향상제, 워커빌리티 향상제, 벽돌/모르타르 첨가제, 슬러리 신너 또는 이들의 혼합물로부터 선택되고; 또 상기 콘크리트 혼화재료가 촉진제, 지연제, 소포제, 공기 연행제, 알칼리 반응성 감소제, 초가소화제, 착색제, 부식 억제제, 습기방지 혼화재료, 기체 형성제, 투과성 감소제, 펌핑 보조제, 살진균성 혼화재료, 살균성 혼화재료, 살충성 혼화재료, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 장치.
제1항에 있어서, 상기 2개 이상의 탱크가 각기 당밀, 술포네이트, 멜라민 술포네이트 포름알데히드 중합체, 나프탈렌 술포네이트 포름알데히드 중합체, 염화 칼슘, 염화 나트륨, 아민, 알칸올아민 및 이들의 상응하는 염, 톨유, 톨유 지방산, 지방산 및 이들의 유도체, 스테아르산 칼슘, 스테아르산 아연, 부틸 올레에이트, 지방산 에스테르 및 이들의 유도체, 나트륨 글루코네이트, 염료, 포름산, 수크로오스, 당류, 글루코오스, 아질산 나트륨, 질산 나트륨, 아질산 칼슘, 질산 칼슘, 브롬화 칼슘, 티오시안산 나트륨, 옥수수 시럽, 나트륨 사르코시네이트, 칼슘 또는 나트륨 리그노술포네이트, 리그닌, 알코올, 글리콜, 글리세롤, 페놀, 아세트산, 무수 가성 소다, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 나트륨 선형 알킬레이트 술포네이트, 포름알데히드, 실리카, 디글리시네이트, 옥시알킬렌을 함유하는 중합체, 포름산 칼슘, 포름산, 실옥산, 계면활성제, 수지 및 수지 산, 송진 및 송진 산, 폴리아크릴산, 옥시알킬렌을 갖는 폴리아크릴산, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 알코올, 다당류, 카르복시산, 보락스, 유기 산 및 이들의 염, 탄화수소류, 포스페이트, 프탈레이트, 탄산 및 붕산의 수 불용성 에스테르, 합성 세제, 술폰화 리그닌의 염, 석유 산의 염, 단백질성 물질, 지방 및 수지성 산 및 이들의 염, 알킬벤젠 술포네이트, 술폰화된 탄화수소의 염, 포졸란, 플라이 애쉬, 실리카 퓸, 고로광재, 리튬 및 바륨의 염, 고무, 염화 폴리비닐, 엄버, 산화 크로뮴, 산화 티탄, 코발트 블루, 벤조산 나트륨, 플루오로알루미네이트, 플루오로실리케이트, 식물성 아교, 동물성 아교, 사포닌, 히드록시에틸셀룰로오스, 유기 응집제, 파라핀 유제, 코울 타르, 벤토나이트, 실리카, 살진균제, 살균제, 살충제 및 이들의 혼합물 및 유도체를 포함하는 원료를 함유하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 2개 이상의 펌프에 전기적으로 또는 전자적으로 접속된 컴퓨터 처리 유닛을 추가로 더 포함하는 장치.
제6항에 있어서, 상기 펌프에 상기 컴퓨터 처리 유닛을 접속하기 위한 접합 박스를 추가로 더 포함하는 장치.
제1항에 있어서, 배합 변수가 저장되는 제1 메모리 위치와 전기적으로 또는 전자적으로 통하는 컴퓨터 처리 유닛(CPU)을 추가로 포함함으로써 이 CPU가 상기 2개 이상의 펌프에 의해 펌핑되는 원료의 유속과 유량을 제어할 수 있는 장치.
제7항에 있어서, 상기 CPU가 고객 프로필 변수가 저장되는 제2 메모리 위치와 전기적으로 또는 전자적으로 통하게되어 상기 CPU가 고객에 따라 규정된 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료에 대한 특정 원료의 상대적 양에 따라 상기 2개 이상의 펌프에 의해 펌핑되는 원료의 유속과 유량을 제어할 수 있는 장치.
제1항에 있어서, 상기 2개 이상의 펌프에 의해 상기 2개 이상의 프레임 장착된 탱크로부터 원료가 상기 배합기로 전달되는 것을 제어하기 위한 2개 이상의 밸브를 추가로 더 포함하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 펌프에 의해 상기 배합기로 전달되는 원료의 양 또는 유속을 계량하기 위한 유량계를 추가로 더 포함하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 2개 이상의 펌프에 의해 상기 2개 이상의 프레임 장착된 탱크로부터 원료가 상기 배합기로 전달되는 것을 제어하기 위한 2개 이상의 밸브; 및 상기 펌프에 의해 상기 배합기로 전달되는 원료의 양 또는 유속을 계량하기 위한 2개 이상의 유량계를 추가로 더 포함하는 장치.
제12항에 있어서, 상기 2개 이상의 펌프, 상기 2개 이상의 밸브 및 상기 2개 이상의 유량계와 전기적으로 또는 전자적으로 접속된 컴퓨터 처리 유닛을 추가로 더 포함함으로써 펌프에 의해 상기 배합기로 전달된 원료의 양 또는 유속을 모니터링하고 조정할 수 있는 장치.
제1항에 있어서, 상기 프레임이 프레임을 목적 위치로 전달하여 물을 상기 배합기로 제공하기 위한 차량에 의해 또는 차량상에 지지되는 장치.
제1항에 있어서, 상기 2개 이상의 펌프에 의해 펌핑될 원료의 양 또는 유속을 제어하기 위한 2개 이상의 밸브; 펌핑될 상기 원료의 양 또는 유속을 계량하기 위한 2개 이상의 유량계; 상기 펌프와 밸브를 상기 유량계로부터 나오는 특정 신호 출력에 대응하여 조정하기 위한 컴퓨터 처리기; 및 목적 위치에서 물을 제공하기 위한 하나 이상의 펌프를 추가로 더 포함하는 장치.
제15항에 있어서, 3개 이상의 펌프, 3개 이상의 밸브, 및 배합기로 펌핑될 원료의 양 또는 유속을 계량하기 위한 3개 이상의 유량계를 추가로 더 포함하는 장치.
제16항에 있어서, 하나 이상의 물리적 특성을 측정하기 위해 작용하는 1개 이상의 품질 관리 유닛을 추가로 더 포함하며, 상기 품질 관리 유닛은 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 또는 원료의 총 고형분, pH, 점도, 또는 비중을 측정하도록 작용하는 장치.
시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료를 제조하기 위한 원료를 각기 함유하는 2개 이상의 탱크를 제공하고;

상기 2개 이상의 펌프를 통합 유닛으로서 장착 및 운반하기 위한 프레임을 제공하며; 또

상기 2개 이상의 탱크로부터 펌핑된 2개 이상의 원료를 수용하고 그 원료를 함께 배합하여 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 제품을 제공하는 배합기를 제공하는 것을 포함하는 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료의 제조방법.
제18항에 있어서, 스키드를 포함하는 프레임상에 상기 탱크를 장착하는 것을 더 포함하는 방법.
제18항에 있어서, 상기 탱크에 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료를 제조하기 위한 2개 이상의 원료를 제공하는 단계를 더 포함하며; 상기 시멘트 첨가제는 분쇄 보조제, 품질 향상제, 워커빌리티 향상제, 벽돌/모르타르 첨가제, 슬러리 신너 또는 이들의 혼합물로부터 선택되고; 또 상기 콘크리트 혼화재료가 촉진제, 지연제, 소포제, 공기 연행제, 알칼리 반응성 감소제, 초가소화제, 착색제, 부식 억제제, 습기방지 혼화재료, 기체 형성제, 투과성 감소제, 펌핑 보조제, 살진균성 혼화재료, 살균성 혼화재료, 살충성 혼화재료, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 방법.
제18항에 있어서, 상기 배합기로 펌핑될 원료의 양 또는 유속을 제어하기 위한 2개 이상의 밸브; 상기 배합기로 펌핑될 원료의 양 또는 유속을 측량하기 위한 2개 이상의 유량계; 및 상기 유량계로부터 신호에 대응하여 상기 펌프 및 밸브를 제어하기 위한 컴퓨터 처리 유닛을 제공하는 것을 더 포함하는 방법.
제21항에 있어서, 배합 변수가 저장되는 제1 메모리 위치를 제공하여 상기 컴퓨터 처리 유닛이 2개 이상의 펌프에 의해 전달될 원료의 유속 또는 양을 제어하게하고; 또 고객 프로필 변수가 저장되는 제2 메모리 위치를 제공하여 상기 컴퓨터 처리 유닛이 상기 고객 요건에 따라 상기 배합기로 펌핑될 원료의 양 또는 유속을 제어하도록 하는 것을 추가로 더 포함하는 방법.
제18항에 있어서, 원료를 함유하는 2개 이상의 탱크를 상기 프레임에 장착하고; 상기 프레임을 차량상으로 운반하는 것을 더 포함하는 방법.
시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료를 제조하기 위한 원료와는 상이한 차량 프레임상에 장착된 복수개의 별도 탱크를 제공하고;

상기 2개 이상의 상이한 원료를 함께 혼합하기 위한 상기 차량 프레임상에 장착된 하나 이상의 배합기를 제공하며;

상기 별도 탱크로부터 상기 하나 이상의 배합기로 제공하기 위한 상기 원료의 양 또는 유속을 계량하기 위한 유량계를 제공하고;

목적 위치에서 분배될 완성된 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 제품을 제공하기 위한 원료를 배합하며;

시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 제품의 하나 이상의 물리적 품질을 측정하기 위한 하나 이상의 품질 관리 유닛을 제공하고; 또

상기 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 제품을 목적 위치에서 탱크로 분배하는 것을 포함하는,

목적 위치에서 완성된 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 제품을 제조하는 방법.
제24항에 있어서, 상기 목적 위치가 고객 위치인 방법.
제24항에 있어서, 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 제품의 하나 이상의 물리적 품질을 측정하기 위한 품질 관리 유닛을 제공하는 것을 더 포함하는 방법.
프레임상에 장착되고 또 탱크내에 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료를 제조하기 위한 2개 이상의 상이한 원료를 함유하는 별도의 운반 탱크를 복수개 포함하는 이동식 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 제조장치에 있어서, 상기 장치가 2개 이상의 원료를 함께 혼합하기 위한 배합기, 원료를 상기 운반 탱크로부터 상기 배합기로 공급하기 위한 펌프, 상기 배합기로 제공된 상기 원료를 계량하기 위한 유량계, 및 원료 또는 완성된 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 제품의 물리적 품질을 측정하기 위한 하나 이상의 품질 관리 유닛을 더 포함하는 이동식 시멘트 첨가제 또는 콘크리트 혼화재료 제조장치.
제27항에 있어서, 상기 펌프, 유량계 및 하나 이상의 품질 관리 유닛에 접속된 중앙 처리 유닛을 더 포함하는 장치.
제27항에 있어서, 상기 배합기로 도입된 소망하는 물의 양 또는 유속을 계량하기 위한 유량계를 더 포함하는 장치.
제27항에 있어서, 총 고형분, 점도, 비중, pH 또는 이들의 조합을 측정하기 위한 하나 이상의 품질 관리 유닛을 더 포함하는 장치.
제12항에 있어서, 밸브 및 펌프로부터 선택된 하나 이상의 부품을 작동시키기 위한 압축 공기 공급원을 더 포함하는 장치.
제31항에 있어서, 상기 장치를 세정하기 위한 제2 압축 공기 공급원을 더 포함하는 장치.
제21항에 있어서, 상기 프레임에 장착된 하나 이상의 밸브 또는 펌프를 세정하는 것을 더 포함하는 방법.