KR20190059279A - 배송된 콘크리트의 타설전 슬럼프의 최대화 방법 및 시스템 - Google Patents

배송된 콘크리트의 타설전 슬럼프의 최대화 방법 및 시스템 Download PDF

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병-와 전
카티 하즈라티
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베리파이 엘엘씨
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Abstract

본 발명은 최대의 슬럼프(또는 슬럼프 흐름, 또는 기타 슬럼프 특성)가 배출/타설 직전에 증가하도록, 바람직하게는 콘크리트 배송 트럭이 배송 타설 현장에 도착하기 직전에, 배송된 콘크리트 적재물에 대부분의 화학 혼합물을 주입하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 동일한 유형의 콘크리트 혼합물에서의 신속한 첨가로 인한 콘크리트 혼합물의 투입량 반응(슬럼프 특성의 변화)을 포함하는 저장된 데이터 및 타설(배출) 시간을 고려하도록 프로그램된 프로세서를 갖는 콘크리트 슬럼프 관리 시스템을 이용하고, 그에 따라 슬럼프 목표의 초과발생 위험을 최소화하거나 회피할뿐만아니라 타설 현장에서 목표 슬럼프값을 얻기 위하여 콘크리트를 조정하는데 필요한 시간을 제한하면서 슬럼프 특성의 증가를 타설 전에 극대화한다.

Description

배송된 콘크리트의 타설전 슬럼프의 최대화 방법 및 시스템
본 발명은 모니터링된 콘크리트 배송에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배송된 콘크리트 혼합 적재물에 최대화된 가소제 혼합물을 첨가하되, 더욱 바람직하게는 배송하여 타설하는 현장에서 콘크리트 혼합물 트럭이 도착하기 전에 가소제 혼합물을 첨가하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
건설 목적을 위한 콘크리트 제조업체는 건설 현장에서 콘크리트를 부을(타설할)때 배송된 콘크리트 적재물의 원하는 작업성 또는 목표로 하는 슬럼프를 달성하기 위해서 화학 혼합물과 같은 액체 성분을 정확하고 제어된 방식으로 투입하는 능력을 오래동안 모색해 왔다.
잔드버그(Zandberg) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,713,663 호(1998)에서는, 배송 트럭의 혼합 드럼에서 콘크리트 적재물을 회전시키고 정확한 양의 액체 성분을 콘크리트에 투입하기 위해 사용되는 모니터링 토크(monitoring torque)에 대해 기재하고 있다. 과량의 물이 트럭에 첨가되면, 콘크리트 혼합물은 슬럼프 시험에 실패하고 이러한 문제를 해결하기 위해 여분의 미립자 콘크리트 성분이 첨가될 수 있도록 배송 트럭이 저장소로 되돌아 가야한다는 것을 또한 기재하고 있다. 대안적으로는, 트럭은 슬럼프가 감소할 때까지 기다릴 수 있으며, 이는 상당한 시간이 걸릴 수 있다. 과량의 액체가 첨가된 후 비교적 짧은 시간 내에 여분의 미립자 성분이 첨가되지 않는다면, 콘크리트가 경화될 때 요구되는 강도를 달성하지 못한다는 것이 설명되었다. 미국특허 제 5,713,663 호, 컬럼 1, 라인 24-42 참조. 더욱이, 고객이 저장소로 반송된 콘크리트에 대한 비용을 지불할 수 없으므로 과량의 액체를 첨가하는 것을 피하기 위해 강력한 경제적 인센티브가 있었다. 미국특허 제 5,713,663 호, 컬럼 1, 라인 43-48 참조. 상기 특허에서 "특정 슬럼프와 관련된 혼합 바렐에서 미립자 물질의 양에 대해 미리 결정된 최소 토오크 적재에 접근하려고 시도하기 위해 혼합물의 특정 슬럼프에 접근하기에 충분한 체적의 [액체 성분]을 첨가하는 것"에 대해 기재하고 있는 것으로 볼 때, 콘크리트에 액체를 과다하게 투입함으로 인한 불안이 상기 특허의 조심스러운 논조에 추가로 반영되었다. 볼드 이탤릭체 추가, 미국특허 제 5,713,663 호, 컬럼 2, 라인 16-20, 및 컬럼 3, 라인 55-60 참조.
다시 말해서, 목표 슬럼프를 달성하는데 필요한 총 액체 성분의 이론양의 일부만 첨가하고 반복적인 방식으로 이 작업을 반복하여 배송된 콘크리트가 목표 슬럼프에 접근하지만 초과하지 않도록 하는 것이 중요하였다. 낭비되는 연료, 물질 및 운전자/트럭 시간을 피하기 위해 콘크리트 제조업체는 혼합 공장 또는 중앙 저장소에 적재물을 반환하지 않아야 했다.
콘크리트 적재물에서 배송 슬럼프 목표를 초과하는 것에 대한 이러한 불안은 상기 특허에서는 특이한 사항이 아니다. 이와 동일한 불안은 14년 전 듀런트(Durant)에게 허여된 EP 1126573 (1984)에 반영되었으며, 이 특허에서는 "미리 결정된 작업성"은 이론양의 미리 정해진 [콘크리트 중] 고체 성분을 갖는 믹서에 첨가함으로써 달성되었다고 설명하였다. EP 1126573, "57"단락(표제 페이지의 초록), 라인 1-14 참조. 따라서, 필요한 액체 성분의 이론양 중 일부를 사용함으로써, 콘크리트에 과다 투입되고, 배송/타설 현장에서 요구되는 목표 슬럼프(즉, 바람직한 작업성)를 초과하는 것을 피할 수 있다.
하인즈(Hines) 등에게 허여된 미국특허 제 6,042,258 호 및 제 6,042,259 호에서는, 혼합 드럼에서 콘크리트의 정확한 모니터링에 대한 필요성을 강조하고, 또한 수화 안정제(예를 들면, 지연제) 및/또는 활성제(촉진제)가 새로운 콘크리트 또는 작업 현장에서 반환된 콘크리트에 사용될 수 있다는 것을 교시하고 있다. 그들은 차트에 의존하여 콘크리트 주입시 고려해야 할 요소를 나열하였고, 그리고 이들 요소의 예로는 콘크리트 재료, 사용된 혼합 설계, 초기 뱃칭(batching)으로부터의 경과시간, 가소성 콘크리트 온도 및 기타 사항이 있다. 상기 하인즈 등의 특허에서는 그 차트가 잘못 해석되거나 과장되거나 부적절한 값을 포함할 수 있다는 것을 인정하였다. 예를 들면, 하인즈에게 허여된 미국특허 제 6,042,258 호, 컬럼 2, 라인 31-54 참조. 하인즈 등은 (화학)혼합물의 성공적인 사용은 혼합물이 준비되고 뱃치(batch)된 정확성에 달려 있다고 믿었으며, "뱃칭(batching)이란 콘크리트 또는 모르타르 뱃치에 대한 성분의 중량 또는 부피를 측정하거나 그들을 믹서에 도입하는 것을 의미한다"라는 것을 강조하였다. 그들은 또한 "뱃칭하는 동안 첨가된 혼합물의 양을 주의깊게 조절해야 한다"고 경고하였다. 미국특허 6,042,258, 컬럼 2, 라인 61-67 참조.
쾰러(Koehler) 등에게 허여된 미국특허 제 8,311,678 호(공동 양수인 소유)에서는, 콘크리트 레올로지(rheology)는 물과 수화도, 혼합성분, 온도 및 기타 요인을 조회 표를 참고하는 대신에 적응 과정을 이용함으로써 조정될 수 있다는 것을 기재하였다. 이 적응 공정은 적재물 크기 및 목표 레올로지(예, 슬럼프) 이외의 입력을 요구하지 않고 화학물질 또는 물의 첨가를 통해 목표 레올로지 값을 달성할 수 있게 하였다. 본질적으로, 쾰러 등은 콘크리트 적재물의 레올로지를 변경하는데 필요한 화학물질 또는 물의 투입량은 콘크리트의 각 배송 중에 학습되고 구현되므로 기타 요소와 독립적으로 학습될 수 있다고 교시하였다. 혼합 설계 또는 물 함량과 같은 정보는 선험적으로 알려지지 않았지만, 시스템 프로세서에 의해 허가된 초기 투입량은 특정 레올로지(예를 들면, 슬럼프) 목표를 초과하지 않도록 보수적으로 측정된다. 슬럼프 목표를 초과하면 목표값을 충족시키거나 슬럼프가 적절한 값으로 감소하기를 기다리기 위해 콘크리트의 슬럼프를 재조정하는데 필요한 상당한 시간을 낭비하게 될 수 있다. 그러므로, 쾰러 등은 콘크리트의 레올로지를 관리하기 위해 신중한 접근법을 반영하면서 요소를 조회표에 입력해야 할 필요성을 피할 수 있고, 따라서 그들의 접근 방식은 목표 슬럼프에 도달하기 전에 수많은 미세한 조정을 포함하므로 목표치를 초과할 위험이 줄어든다.
본 발명자들은 신규 방법 및 시스템이 액체 성분(물 및/또는 화학 혼합물)의 정확하고 신속한 투입, 특히 콘크리트 믹서 트럭 내에서 배송되는 콘크리트 적재물에 화학 가소제 혼합물을 투입하는데 필요하다고 믿는다.
발명의 요약
종래 방법의 단점을 극복하기 위해, 본 발명은 물 및/또는 화학 혼합물(예를 들면, 시멘트 가소제)과 상관없이 최대 액체 성분 투입량을 건설 배송 현장에서 타설하기 직전에 콘크리트 혼합 적재물에 도입하고, 그리고 타설작업 직전, 더욱 바람직하게는 현장에 도착하기 직전에 슬럼프 증가를 최대화하는 반직관적인(counter-intuitive) 방법 및 시스템을 제공한다. 본 발명자들은 본 발명이 작업 현장으로 콘크리트를 운송 전달하는 동안 콘크리트에 대해 보다 빠르고 신뢰성 있는 수정을 가능하게 한다고 믿는다. 이것은 두 가지 중요한 측면을 염두에 두고 구체적인 모니터링 시스템 프로세서를 프로그래밍함으로써 달성된다.
제1 요지에서, 시스템 프로세서는 이전 및 최근에 기록된 배송(예를 들면, 동일 날짜 납품전 배송)로부터 슬럼프 특성(예, 슬럼프, 슬럼프 흐름, 점도, 항복 응력(yield stress) 또는 기타 레올로지 측정)을 검색한다. 이 데이터는 화학 혼합물을 첨가하기 전의 슬럼프 값(예를 들면), 화학 혼합물을 첨가한 후의 슬럼프 값, 슬럼프의 변화를 형성하기 위해 첨가된 화학 혼합물의 부피 및 화학 혼합물이 첨가된 콘크리트의 부피를 포함한다. 당해 기술분야의 숙련자라면, 화학 혼합물 첨가 후의 슬럼프 값은 화학물질이 콘크리트 체적 전체에 걸쳐 혼합된 후에 결정된다는 사실을 이해할 것이다. 또한 데이터는 이러한 데이터의 조합, 예를 들면 슬럼프에서 1인치 게인 또는 화학물질 1 온스/yd3 당 수인치의 슬럼프 게인에 대해 입방 야드당 온스(oz/yd3 또는 콘크리트 부피당 기타 화학물질 부피)로 이루어질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 슬럼프 데이터는 또한 혼합 설계 파라미터(예, 시멘트 함량) 및/또는 트럭 특성(예, 혼합 드럼 유형)과 같은 기타 정보를 포함할 수 있다. 당해 기술분야의 업자는 화학 혼합물이 상이한 시멘트질 및 트럭 시스템에 대해 다르게 반응한다는 것을 이해할 것이다. 또한, 당시의 공기 함량(예를 들어, 미국 특허 제 2014/0297204 호 참조), 밀도 및 점도와 같은 성능 데이터가 적격 요소로서 이용될 수 있다. 시스템 공정은 검색된 데이터를 이용하여 모니터링 시스템으로 하여금 정확성을 희생시키지 않으면서 혼합물 투입량을 투입하는 데 필요한 시간 및 투입량의 슬럼프에 미치는 영향을 포함하여 특정 요인을 고려함으로써 보다 신속하게 목적하는 성능을 달성할 수 있게 한다. 이것은 혼합물의 모든 투입량이 혼합 드럼 내에 포함된 콘크리트 혼합물의 적재물을 통해 도입(첨가)하는 시간 및 혼합하는 시간(균질성 또는 균일성을 얻기 위해)을 필요로 하기 때문에 실제로 중요하다. 여러 번 추가하려면 상당한 시간이 걸릴 수 있다. 소량의 다중 투입량의 효과는 투입량을 투입하는데 걸리는 시간 때문에 콘크리트의 변화(예를 들면, 슬럼프 손실)에 의해 극복 될 수 있다. 따라서 슬럼프 손실은 또한 첨가될 화학 혼합물의 양을 결정하는 데 이용될 수 있다.
또한 슬럼프 손실이 큰 콘크리트에 소량의 액상 시멘트 가소제(예를 들면, 물)를 사용하면, 전체 슬럼프 손실이 보다 적은 가소제 첨가를 이용하여 얻어진 어떠한 이득도 극복할 수 있다고 생각되었다. 미국특허 제 8,311,678 호에서는 적은 투입량이 사용되어야 하며, 그에 따라 주어진 성능 목표에 대해 예측된 추정 투입량의 85 %에서 증가 투입량이 사용되었다는 것을 이미 교시하였다. 콘크리트에 물을 과다 투입하면 그 결과 생성된 경화 콘크리트의 강도를 현저히 감소시키기 때문에 특히 물을 첨가하기 위해 이는 바람직하였다.
목표 슬럼프 값을 과다초과(overshooting)하는 위험을 최소화하기 위해, 본 발명자들은 바람직하게는 본 발명이 이용되는 당시의 배송 작업과 동일한 날짜 내에 취해진 빠른 배송 데이터가 더 많은 투입량을 첨가하는 것과 관련된 위험성을 감소시키기 위해서 콘크리트 모니터링 시스템 프로세서에 의해 유리하게 이용될 수 있으며, 또한 목표 슬럼프 값을 달성하는 데 필요한 첨가 횟수를 줄일 수 있다고 믿는다. 예를 들면, 예측된 투입량의 85% 대신에, 더 많은 양, 이를테면 95%의 혼합물이 콘크리트 적재물에 바람직하게는 배송 현장에 도착하기 직전에 투입될 수 있으므로, 슬럼프 목표는 타설 시간(배출 시간) 직전 또는 그 순간에 도달될 수 있다. 더욱이, 슬럼프가 더 많이 증가될 수 있다. 현재, 시스템은 종종 1∼2 인치 정도의 작은 간격으로 슬럼프를 증가시킨다. 본 발명은 4 인치보다 큰 슬럼프 이득을 포함하여 훨씬 더 큰 슬럼프 간격을 달성하도록 정확한 투입을 가능하게 한다.
본 발명의 제2 요지는 배송 작업에서 가능한 늦게 화학 혼합물을 첨가하기 위해 더욱 "투입 효과"(즉, 특정 적재물의 배송에 대해 화학적 시멘트 분산제 혼합물의 최소 총량을 사용하고, 배출/타설 시간에 특정 목표 슬럼프를 달성)가 있다는 놀라운 사실을 밝혀낸 것이다. 그리고 더 놀라운 것은 (화학 혼합물을 포함하는) 동일한 양의 콘크리트 물질과 동일한 혼합 시간으로 혼합물이 가능한 한 늦게 첨가되었을 때 강도가 향상된다는 사실을 밝혀내었다.
이러한 제2 요지는 콘크리트 배송 트럭이 3 인치의 초기 슬럼프를 갖는 소정의 콘크리트 혼합물과 뱃칭되는 2 가지 경우를 비교함으로써 더 잘 이해된다. 첫 번째 경우, 콘크리트 혼합 적재물의 슬럼프는 초기에 가능한 한 신속하게 8 인치로 증가되고, 화학 시멘트 분산제 혼합물의 후속적인 첨가 및 혼합은 배송 현장으로 운송하는 동안 8 인치 슬럼프를 유지하기 위해 콘크리트 적재물에 이루어진다. 두번째 경우, 슬럼프가 뱃치 플랜트에서 작업장까지 이송하는 초기 상에 대해 3인치에서 유지되고, 작업장에 도달하기 직전에 전체 화학 혼합물의 대부분(예컨대, 배출/타설 시간에 콘크리트 혼합 적재물 내에서 표적 슬럼프 값을 얻기 위해 사용되는 전체 혼합물의 적어도 51%)를 부가하는 것에 의해 슬럼프가 표적 슬럼프 값에 급격하게 도달한다. 이러한 방식으로, 콘크리트는 도착시에 타설될 준비가 된다. 작업 현장 지연이 발생하면, 예상시간 지연은 슬럼프 모니터링 시스템 프로세서에 의한 혼합물 첨가 계산에 포함될 수 있다.
종래 기술의 조기 첨가법(케이스 1) 및 본 발명의 늦은 첨가법(케이스 2)은 도 1에 비교로서 예시되어 있다. 본 발명자들은 놀랍게도, 동일한 콘크리트 혼합물 및 목표 슬럼프 값에 대해, 본 발명의 늦은 첨가방법(케이스 2) 및 보다 높은 강도를 촉진하는 증진된 수화에 의해 보다 적은 총량의 화학 시멘트 분산제 혼합물이 요구되는 것을 밝혀내었다.
따라서, 프로세서-제어 시스템 및 배송 믹서 트럭 혼합 드럼을 사용하여 배송 믹서 트럭에 포함된 콘크리트 적재물에 시멘트 가소제 화학 혼합물을 투입하기 위한 본 발명의 예시적인 방법은 하기 단계(A) 내지 (D)를 포함한다:
(A) 배송 트럭의 회전 가능한 드럼에 알려진 부피를 갖는 콘크리트 혼합 적재물을 제공하는 단계;
(B) 데이터 세트가 화학 혼합물을 첨가하기 전의 슬럼프 특성, 화학 혼합물을 첨가한 후의 슬럼프 특성, 슬럼프 특성의 변화를 달성하기 위해 첨가된 화학 혼합물의 부피, 및 화학 혼합물이 첨가된 콘크리트의 부피, 또는 이들의 조합을 포함하는, 적어도 4회 투입량으로부터 얻어진 데이터 세트를 갖는 프로세서-접근 가능한 데이터베이스를 제공하는 단계;
(C) 하기 (i) 내지 (iii)을 기본으로 하여 콘크리트 혼합 적재물에 대하여 혼합물 투입-시간(ta로 표시)을 계산하기 위해서 프로세서 유닛을 사용하여 적어도 뱃칭으로부터 화학 혼합물의 투입까지 적어도 매 5분마다 운송 중 트럭 드럼의 콘크리트 혼합 적재물을 모니터링하는 단계:
(i) 예정된 타설 시간(tp로 표시);
(ii) 투입 시점에서 목표 슬럼프 특성을 달성하는데 필요한 슬럼프 특성 증가(△S로 표시), 여기서 슬럼프 특성 증가는 관계식 △S = ST-Sc로 계산되고, ST는 목표 슬럼프 특성을 나타내고, Sc는 이송 중 콘크리트 혼합 적재물의 당시의 슬럼프 특성을 나타내고;
(iii) 당시의 슬럼프 특성(Sc로 표시) 및 단계(B)에서 기재된 데이터에 기초한 슬럼프 특성 증가 △S(D△S로 표시)를 달성하는데 필요한 투입량;
여기서 혼합물 투입-시간(ta로 표시)은 관계식 ta = tp -th 로 계산되고, th는 화학 혼합물을 첨가하는데 필요한 최소한의 시간을 기준으로 하고; 및
(D) 당시의 시간(tc)이 투입-시간과 동일하거나 초과하는 경우(tc ≥ ta), 다음 관계식이 충족되도록 혼합물을 투입하는 단계:
D△s > Dc / (tc-tb) × (tp-ta)
상기 식에서,
tc는 당시의 시간을 나타내고,
ta는 혼합물 투입-시간을 나타내며,
D△s는 당시의 슬럼프 특성으로부터 목표 슬럼프 특성을 달성하는데 필요한 투입량을 나타내고,
Dc는 뱃칭시간(tb) 이후부터 당시의 시간(tc)까지의 누적된 총 혼합물 투입량을 나타내고, 그리고
tp는 콘크리트 적재물이 타설될 예정시간을 나타낸다.
본 발명은 또한 다음을 포함하며, 프로세서-제어 시스템 및 배송 믹서 트럭 혼합 드럼을 사용하여 배송 믹서 트럭에 포함된 콘크리트 적재물에 액상 가소제 화학 혼합물을 투입하기 위한 시스템을 제공한다:
프로세서 유닛,
상기 프로세서 유닛과 통신하여 배송 믹서 트럭 혼합 드럼에 포함된 콘크리트 적재물의 슬럼프 특성을 모니터링하고 상기 혼합 드럼의 적어도 하나의 회전 특성을 모니터링할 수 있게 하는 적어도 2개의 센서, 및
전술한 바와 같이, 단계 (A) 내지 (D)를 갖는 방법을 수행하도록 프로그래밍 되고, 배송 믹서 트럭에 포함된 콘크리트 적재물에 액상 가소제 화학 혼합물을 도입하기 위한 상기 프로세서 유닛과 통신하는 액체 디스펜서 제어장치.
본 발명의 기타 장점 및 특징들은 이하에서 상세하게 설명된다.
본 발명의 장점 및 특징은 바람직한 실시형태에 대한 다음의 설명이 도면과 관련하여 설명될 때 보다 용이하게 이해될 수 있다.
도 1은 2개 곡선의 비교 그래프이다. 상부 곡선은 화학 시멘트 가소제 혼합물의 조기 첨가가 콘크리트 혼합 적재물의 배송 개시시에 목표 슬럼프에 도달하도록 수행되는 종래 기술의 방법을 나타내고(케이스 1); 그리고 하부 곡선은 초기 슬럼프 및 혼합물 투입량이 초기에 낮고 전체 시멘트 분산제 화학 혼합물의 대부분 (> 51 중량%)이 배출/타설 직전에 콘크리트 적재물에서 슬럼프 달성을 최대화 하도록 배송 종료 부근에 첨가되는 본 발명의 예시적인 방법(케이스 2)을 나타낸다.
도 2는 또 다른 종래 기술의 콘크리트 배송 방법을 나타내는 그래프이다. 총 시멘트 가소제 혼합물 투입량의 대부분이 배송 공정 초기에 첨가되고, 배출/타설 60분 전에 목표 슬럼프에서 또는 그 근처에서 슬럼프(연속선)를 유지하기 위해 혼합물의 더 적은 첨가(미세 점선)가 요구되며, 그리고 거친 점선은 비교적 작은 슬럼프 변화를 나타낸다.
도 3은 종래 기술의 콘크리트 배송 공정의 그래프이다. 이송 중 슬럼프가 모니터링되지 않고 총 첨가물 투입량의 60%는 배송 트럭이 현장에 도착 직후에 콘크리트에 수동(프로세서-제어 시스템이 아님)으로 첨가되어 큰 슬럼프 변화(거친 점선)가 존재한다.
도 4는 본 발명의 예시적인 공정 및 시스템의 그래프이다. 이송 중에 슬럼프(실선)가 모니터링되고 배송 트럭이 배송 현장에 도착하기 직전에 전체 혼합물(미세 점선)의 76%가 첨가되고 사전의 적재물로부터 데이터의 이용을 통해 비교적 작은 슬럼프 변동(거친 점선)을 유지한다.
도 5는 본 발명의 예시적인 공정 및 시스템의 그래프이다. 슬럼프 관리 시스템 프로세서는 예정 타설 시간(tp), 화학 혼합물의 투입-시간(ta) 및 콘크리트의 균질성을 확보하는 데 필요한 시간(th)을 포함하는 요소를 고려하도록 프로그래밍되며, 총 혼합물 투입량의 대부분은 바람직하게는 배송현장에 도착하기 직전(현장 도착 전)에 첨가되고, 배송 콘크리트의 슬럼프는 예상되는 타설 직전(타설 시간은 tp)에 최대화된다.
도 6은 종래 기술의 공정을 나타내는 그래프이다. 이송 작업이 끝날 때 최대 슬럼프 증가가 시도되지만 배출/타설시(음영 영역) 슬럼프의 변성으로 인해 슬럼프 목표를 충족시키지 못하고 화학물질을 투입하는데 필요한 시간이 지연되고 화학물질이 콘크리트에 혼합되도록 한다.
도 7은 종래 기술 방법의 그래프이다. 총 혼합물 투입량의 많은 양이 배송 초기에 콘크리트에 첨가되어 목표 슬럼프 값을 만족시키지만(슬럼프의 ±0.5 인치의 허용 한계 내에서) 나머지 양에 대해서는 최대 슬럼프(예, 6 인치)가 이송 배송 초기에 달성된다.
도 8은 본 발명의 예시적인 공정을 도시하는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 예시적인 시스템의 구성 요소를 나타낸 도면이다.
본 명세서에 기재된 바와 같이, "화학 시멘트 가소제 혼합물"(또는 "시멘트 분산제 화학 혼합물" 또는 "화학 혼합물"이라고도 함)라는 문구는 주어진 콘크리트 혼합물에서 특정 슬럼프 또는 작업성을 얻는데 요구되는 물의 양을 감소시키는 중합체 분산제 혼합물을 의미한다. 이러한 감수성 혼합물(감수제라고도 함)은 수십년 동안 콘크리트 산업에서 사용되어왔다. 본 명세서에서 사용된 "화학 혼합물"이란 용어는 소위 시멘트 가소제 및/또는 초가소제(후자는 콘크리트 혼합물 내에서 보다 많은 양의 물을 대체함)를 포함하는 것으로 이해될 것이다.
본 명세서에서 사용된 "슬럼프"라는 용어는 표준 전환된 콘을 사용하여 콘크리트의 통상적인 수직 낙하 측정을 이용하여 결정되는 바와 같이 콘크리트 작업성을 의미한다. 그러나 이 용어는 콘으로부터 방출될 때 콘크리트의 수평 확산 측정을 이용하여 결정되는 "슬럼프 흐름(slump flow)"을 포함할 수 있다. "슬럼프 특성"이라는 용어는 또한 이들 유변학적(rheological) 특성들 중 하나 또는 둘 모두를 의미하고, 본 발명이 슬럼프 또는 슬럼프 흐름 측정 또는 모니터링 중 어느 하나에 반드시 제한되지 않는다는 것을 강조하기 위해 사용될 수 있지만 항복 응력과 같은 관련 레올로지 값으로 이해할 수 있다. "슬럼프"라는 용어는 콘크리트 레올로지 및 콘크리트 관리/모니터링 시스템을 언급할 때 편의상 사용된다.
슬럼프 또는 다른 레올로지 특성을 관리하기 위한 자동 콘크리트 슬럼프 관리(모니터링) 시스템은, 예를 들면 미국 매사추세츠 캠브리지의 휘트모어 애비뉴(Whittemore Avenue)의 Verifi LLC(62)로부터 상업적으로 이용 가능하며, 다음 특허문헌에 다양한 자동 콘크리트 모니터링 방법 및 시스템에 대해 기재하였다: 미국특허 8020431; 8118473; 8311678; 8491717; 8727604; 8764273; 8989905; 미국 특허출원 11/834,002 (공개 번호 US2003/0037026A1); 미국 특허출원 258,103 (공개 번호 2012/0016523 A1); 미국 특허출원 14/052,289 (공개번호 2014/0104066 A1); 미국 특허출원 14/052,310 (공개번호 2014/0104972); PCT/US2015/025054 (공개공보 WO 2015/160610 A1); 및 PCT/US2014/065709 (공개공보 WO 2015073825 A1).
대안적으로, 슬럼프 모니터링 시스템은 예를 들어 다음 특허문헌에 기재된 바와 같이, 드럼 내에 장착되는 힘(force) 센서의 사용에 기초한다: 버만(Berman) (Sensocrete Inc./GCP 응용기술)의 미국특허 8,848,061 및 미국 특허출원 공개 2015/0051737 A1, 데니스 뷰퍼(Denis Beaupre) 등의 미국특허 9,199,391 (I.B.B.Rheologie Inc.), 또는 베네가스(Benegas)의 미국 특허출원 공개 2009/0171595 및 WO 2007/060272.
본 발명의 예시적인 자동 콘크리트 슬럼프 관리(모니터링) 시스템은 도 9에 도시되어 있다. 예시적인 시스템은 모터 또는 유압 구동기(3)로부터 신호를 수신할뿐만 아니라 혼합 드럼(2)을 회전시키는 모터/구동기(3)의 속도를 제어하기 위해 전기적으로 또는 무선으로 연결되는 하나 이상의 프로세서 유닛(6)을 포함한다. 프로세서 유닛(6)은 모터 또는 유압 구동기(3)를 모니터링 및 제어하기 위한 프로그램 애플리케이션을 저장하는데 사용될 수 있는 하나 이상의 메모리 위치(7)에 전기적 또는 전자적으로 연결되고(그에 의해 드럼(2)의 회전 속도를 조정), 프로세서 유닛(6)은 물, 화학 혼합물 또는 둘 모두를 혼합 드럼(2)에 포함된 콘크리트 혼합물로 투입하기 위해 하나 이상의 분배 시스템(8)에 전기적 또는 전자적으로 연결된다. 시스템(1)은 바람직하게는 표준 작업 중에 드럼(2)의 회전을 측정하기 위해 자이로스코프 회전 측정장치와 같은 회전 모니터링 유닛(5)을 포함한다. 본 발명의 또 다른 예시적인 실시형태에서, 회전 모니터링 유닛(5)은 드럼(2) 상에 직접 장착된다. 또한, 유닛(5)은 회전축과 일치하지 않는 위치에서 회전 용기 내부 또는 상부에 부착 또는 고정하여 장착될 수 있다. 일 실시형태에서, 유닛(5)은 그의 회전축으로부터 일정 거리에 장착되며, 회전 드럼(2)의 회전축으로부터 보다 먼 거리에 의해 더 큰 정확성이 제공될 것이다. 드럼(2)이 모터(3)에 의해 구동됨에 따라, 드럼은 회전축(10)을 중심으로 회전하고, 모니터링 유닛(5)은 드럼(2)의 각속도를 측정한다. 모니터링 유닛(5)은 측정된 각속도에 대응하는 출력 신호를 제공하도록 구성된다.
지금까지 대다수의 콘크리트 제조업체는 사전-믹스 콘크리트 배송 트럭에 자동화 콘크리트 슬럼프 관리/모니터링 시스템을 사용하지 않고 있다. 다음 섹션에서는 이러한 자동 슬럼프 모니터링 시스템을 이용하거나 이용하지 않는 공지된 물 및/또는 화학 혼합물 투입 공정을 비교한다.
다음 용어는 본 발명을 설명하는데 이용되며, 편의상 열거되고 다음과 같이 정의된다:
슬럼프 특성: 슬럼프, 슬럼프 흐름, 항복 응력, 점도 등과 같은 레올로지 측정.
당시 시간(tc): 시스템 프로세서가 본 발명의 예시적인 방법을 (이송 배송 작업 동안) 당시에 실시하고 있는 시간.
뱃치 시간(tb): 당시 콘크리트 혼합 드럼 배송 트럭 내에서 콘크리트가 초기에 뱃칭된 시간(성분들이 드럼에서 조립 및 혼합됨).
투입-시간(ta): 대부분의 시멘트 가소제 화학 혼합물(총 투입량의 백분율)이 투입(콘크리트에 첨가)되는 시간.
타설 시간(tp): 콘크리트가 배송 트럭의 콘크리트 혼합 드럼으로부터 타설되거나 배출되는 시간.
화학 혼합물을 첨가하는 데 필요한 시간(th): 콘크리트에 시멘트 가소제 화학 혼합물의 첨가(투입)에 필요한 시간. 이것은 화학 혼합물을 드럼으로 펌핑하고 투입하는 데 걸리는 시간, 콘크리트 용적 전체에 화학 혼합물을 혼합하는 데 걸리는 시간(콘크리트 혼합 적재물 내에서 균질성 상태를 얻기 위함), ASTM C94-16a를 충족하기 위한 기타 시간(예, 혼합물에 혼합하기 위해 필요한 회전 수), 또는 이들의 조합이 포함될 수 있다.
목표 슬럼프 특성(ST): 콘크리트가 배출될 때 타설 시간에서 콘크리트의 원하는 슬럼프 특성.
당시의 슬럼프 특성(Sc): 당시 콘크리트의 슬럼프 특성.
슬럼프 특성 증가(△S): 당시 슬럼프 특성을 목표 슬럼프 특성으로 가져오는 데 필요한 슬럼프 특성의 증가.
혼합물의 총 누적 투입량(Dc): 뱃치 시간 이후 당시까지 투입된 총 누적 시멘트 가소제 화학 혼합물의 투입량.
목표 슬럼프를 달성하는 필요한 투입량(D△s): 당시의 슬럼프 특성값으로부터 목표 슬럼프 특성값으로 슬럼프 특성을 변경하기 위해 예상되는 시멘트 가소제 화학 혼합물의 투입량.
도 1에 도시한 바와 같이, 슬럼프 모니터링 시스템 및 유체 분배 시스템이 구비된 전형적인 콘크리트 운반 작업에서 화학 시멘트 가소제 혼합물을 투입하는 가장 일반적인 종래기술의 방법은, 상부 곡선에서 알 수 있는 바와 같이, 전체 시멘트 가소제 혼합물 투입량의 대부분을 조기에 첨가하는 것을 포함한다(케이스 1). 케이스 1에서, 총 화학 혼합물 투입량의 8%(80%)가 배송 작업의 처음 수분 동안 첨가되어 콘크리트 혼합 적재물의 슬럼프를 타설점(배출점)에서 원하는 슬럼프인 목표 슬럼프 값 또는 목표 슬럼프 값을 향해 증가시킨다. 어느 시점, 특히 콘크리트의 응답이 이해되지 않을 때 콘크리트 믹스에 많은 양을 첨가하는 데 따르는 위험이 있을지라도, 이송 도중 케이스 1에 대한 배출/타설 작업까지 콘크리트를 조정할 시간이 필요하다. 이 경우, 작업현장 도착 전에 추가적인 조정을 위해 많은 시간이 할당되었기 때문에 화학물질 첨가는 조심스럽거나 보수적인 방법으로 첨가되는 것으로 나타났다.
한편, 본 발명에 따른 예시적인 늦은 단계 첨가는 도 1의 하부 곡선(케이스 2)으로 나타내진다. 여기서, 전체 화학 혼합물의 초기 슬럼프 및 초기 첨가의 백분율 양은 초기에 낮으나, 전체 시멘트 가소제 혼합물 투입량의 대부분은 배출/타설 직전에 콘크리트 적재물의 슬럼프 도달을 최대화하기 위해 배송 말기 근처에 첨가된다. 따라서 케이스 2에서, 슬럼프는 목표 슬럼프 값에 근접하게 또는 그 이하로 조정되고, 이어서 가소제 혼합물의 소량 첨가는 배출/타설 직전에 목표 슬럼프를 달성하도록 투입될 수있다. 본 발명의 방법 및 시스템은 과거의 데이터(예를 들어, 바람직하게는 동일한 콘크리트 혼합 설계 및 동일한 트럭 설계에 기초하여 하루 중 더 일찍이 얻어지는 이송 슬럼프 모니터링 데이터)을 이용하기 때문에, 많은 양의 화학물질을 안심하고 첨가하여 최종 슬럼프의 정확성을 희생시키지 않으면서 더 높은 투입효율 및 강도를 달성할 수 있다.
도 2에서 더 상세히 설명된 바와 같이, 대부분의 액체 성분(물 및/또는 화학 혼합물이든)이 배송 작업의 시작시에 많이 투입되고, 이어서 자동 슬럼프 모니터링 시스템을 이용하여 유지되는 종래기술의 방법은 최적화된 화학물질 투입 및 강도로 거친 점선으로 표시되는 정확한 최종 슬럼프(배출/타설시 목표 슬럼프 충족)를 달성할 수 있다.
도 3은 트럭 혼합 드럼 내에 있는 콘크리트 적재물의 슬럼프가 이송 중에 모니터링되지 않는 또 다른 종래기술의 콘크리트 배송 공정을 나타낸다. 처음에는 전체 시멘트 가소제 혼합물 투입량의 40%가 콘크리트에 첨가되어 그래프의 오른쪽 세로축에서 측정된 2-4 인치 사이의 슬럼프로 운송된다. 배송 말기를 향해, 총 시멘트 가소제 혼합물의 약 60%는 배송 트럭이 건설 배송 현장에 도착한 후의 시점에서 콘크리트 적재물에 수동으로(탑재된 프로세서에 의해 제어된 콘크리트 관리 시스템이 아님) 투입된다. 이상적이거나 희망하는 슬럼프 거동을 나타내는 실선과 비교할 때, 점선으로 정의된 영역에 의해 제안된 슬럼프의 큰 변동이 실제 조건에서 존재한다. 8 인치 슬럼프 목표를 달성하는 대신에, 콘크리트의 슬럼프는 목표 슬럼프 값을 초과하거나 그 이하에서 2 인치 이하의 넓은 오차 범위 내에 존재할 수 있다. 또한, 슬럼프 목표를 달성할 수 있도록 콘크리트 혼합 적재물을 조정하기 위해 배송 현장에 트럭이 도착한 후 상당한 시간이 필요할 것이다. 슬럼프 목표를 달성하는 데 필요한 정확성은 슬럼프를 모니터링(측정)하지 않고는 혼합물을 첨가하고 이전의 배송으로부터 과거 슬럼프 모니터링 데이터를 이용하는 것이 불가능하다.
도 3에 도시된 종래기술의 공정과는 달리, 도 4에 도시된 배송 공정은 배송 트럭에 탑재된 자동 슬럼프 관리 시스템을 이용하여, 액체 성분(예를 들어, 화학 혼합물)의 증가된 첨가량이 배송 중에 모니터링될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 전체 시멘트 가소제 혼합물 투입량의 대부분은 슬럼프 관리 시스템에 의해 모니터링되는 바와 같이 이송 중에 첨가된다. 본 발명의 장점이 없으면, 슬럼프는 4 인치의 슬럼프로 유지될 수 있고, 예를 들면, 60분에 대략 추측 또는 근사치를 이용하여 총 화학 혼합물 투입량의 60%가 첨가될 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 공정을 이용하는 데 따른 장점이 없는 경우, 오류의 편차가 크기 때문에 콘크리트에 대한 슬럼프 목표 값을 조정하기 위해 배송 현장에 도착한 후 최대 20분이 소요될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 예시적인 공정 및 시스템은 콘크리트 슬럼프 관리 시스템(예를 들면, 슬럼프, 슬럼프 흐름, 점도, 항복 응력 또는 이들의 조합을 포함하는 레올로지 특성을 모니터링하기 위한 시스템, 그러나 이에 한정되지 않음)을 이용하는 것을 포함하고, 이때 시스템 프로세서는 언제(화학 혼합물의 투입-시간(ta)) 그리고 얼마나 많은 화학 시멘트 분산제 혼합물을 콘크리트 적재물에 첨가하는가를 계산할 때 고려하는 다음 요소를 포함하는 공정을 실시하기 위해 프로그램되고, 이러한 요소는 예정된 타설 시간(tp), 및 콘크리트 적재물의 균질성을 보장하는데 필요한 시간(th)을 포함한다. 이러한 요소를 고려하면, 슬럼프 관리 시스템이 콘크리트 적재물이 배송 현장에 도착하기 직전("현장 도착전")에 전체 시멘트 분산제 혼합물 투입량의 대부분, 보다 바람직하게는 대부분을 분배할 수 있게 되어, 배송된 콘크리트의 슬럼프는 배송/타설 직전에 최대화된다(여기서 배출 시간 또는 배출/타설 시간은 tp로 함). 당해 기술 분야의 숙련자는 화학 혼합물이 상이한 콘크리트 혼합 설계 및 트럭 시스템 설계에 다르게 반응하고, 그에 따라 첨가되는 화학 시멘트 분산제의 필요한 양이 바람직하게는 과거 데이터에 반영된 슬럼프 거동 이외에 혼합 설계 파라미터(예, 시멘트 함량) 및 믹서 트럭 파라미터(예, 혼합 드럼 유형)와 같은 적격 요소를 아는 과거 화학물질 투입작업에 기초하여 계산된다는 것을 이해할 것이다. 또한, 공기 함량(예컨대, 미국특허 제 2014/0297204 호에 의해 측정된 바와 같이), 밀도 및 점도와 같은 당시의 가소성 콘크리트 데이터가 또한 적격 요소로서 이용될 수 있다. 이 투입 데이터에는 화학물질 첨가 전의 슬럼프, 화학물질 첨가 후의 슬럼프, 화학물질 첨가 후의 슬럼프를 달성하기 위해 첨가되는 화학물질의 부피 및 화학 혼합물이 첨가된 콘크리트의 부피가 포함된다. 당해 기술분야의 숙련자는 화학물질이 콘크리트 부피 전체에 걸쳐 혼합된 후, 화학 혼합물 첨가후의 슬럼프 값이 결정된다는 것을 이해할 것이다. 또한, 데이터는 슬럼프에서 1" 게인 또는 화학물질의 1온스/yd3 당 수인치의 슬럼프 게인에 대해 온스/yd3(콘크리트 부피 당 화학물질 부피)를 포함하는 데이터의 조합으로 구성될 수도 있음을 이해할 수 있다.
도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 투입량(dose) 곡선의 기울기는 예정된 혼합물 투입의 효과를 반영하며, 이 투입량 곡선은 ta 이전의 시간 함수로서 작도된 경우 대부분의 양이 ta로 지정된 시점에서 콘크리트 적재물에 첨가되기 전에 화학 혼합물의 순차적인 투입으로서 수평축(시간)을 따라 계단식으로 증가하는 실선으로 도시되며, 전체 화학 혼합물의 양 중 대부분의 투입-시간(ta)과 뱃칭시간(tb) 사이의 시간 간격으로 나눈 누적 투입량(Dc)이다. 바람직하게는, 누적 투입량(Dc) 후의 혼합물 투입 계획을 반영하는 투입 곡선의 기울기는 슬럼프를 목표 슬럼프로 증가시키는데(D△s) 필요한 투입량의 타설 시간(tp)과 투입-시간까지의 시간(ta)으로 나눈 값으로 계산된다. 콘크리트 적재물로의 혼합물 투입-시간(ta) 전에 화학 혼합물 투입 계획을 반영하는 곡선의 기울기가 투입-시간(ta) 이후의 곡선의 기울기보다 작은 경우, ta 후에 발생하는 투입량은 ta 이전에 발생하는 양보다 커야한다. 이것은 화학 혼합물 총량의 대부분이 시간-투입 시점(time-to-administration point) 이후에 첨가되는 것을 의미한다. 본 발명자들은 많은 혼합물 투입 후의 슬럼프가, 특히 드럼 내의 콘크리트 체적이 높은 경우, "유출 슬럼프" 한도를 초과하지 않아야 하며, 그렇지 않으면 콘크리트가 드럼으로부터 흘러 내리지 않아야 한다는 것을 경고한다.
도 6은 배송 작업의 종료시에 슬럼프 증가가 시도되지만 슬럼프 목표가 슬럼프의 변동으로 인해 배출/타설시 충족되지 않는 종래기술에 따른 공정을 예시하는 그래프이다. 혼합물 투입 효율 및 콘크리트 강도는 달성되지 않는다. 트럭이 현장에 도착하기 전에 콘크리트 적재물의 슬럼프가 3인치(3")로 유지되고, 화학 혼합물을 투입하는 시간(ta)은 배송 트럭이 현장에 도착한 후에 시작된다. 이로 인해 시간 지연이 발생하며, 후속 배송이 지연될 수 있다.
도 7은 전체 시멘트 분산제 혼합물 투입량의 대부분이 배송 작업 개시를 향해 콘크리트에 첨가되는 종래기술 방법을 예시한 그래프이다. 이는 슬럼프의 허용오차 ±0.5 인치 이내에서 목표 슬럼프 값을 충족 시키지만 최대 슬럼프(예, 6 인치)가 조기에 달성되고 운송 배송 작업의 나머지 부분에서 결과적으로 최적의 투입효율과 콘크리트 강도에 못미친다.
도 8은 본 발명의 예시적인 공정을 나타내는 블록도이다. 본 발명의 바람직한 공정은 다음 절차를 수행하는 자동 슬럼프 관리 프로세서를 포함한다. 프로세서는 동일 트럭에서 최근 이력의 콘크리트 배송으로부터 또는 같은 날 전체 배송 트럭 중 유사한 트럭에서 얻어지는 데이터, 가장 바람직하게는 하루 중 일찍 시작한 배송 및 동일한 콘크리트 혼합 설계를 포함하는 데이터를 수집한다(블록 20). 이러한 데이터는 프로세서가 접근할 수 있는 메모리(예, 중앙 스테이션 또는 클라우드)에 저장된다. 바람직하게는, 데이터는 트럭 시스템 프로세서 또는 상기 슬럼프 관리 시스템 프로세서(블록 24)와 통신하는 기타 프로세서에 의해 검색되고 필터링될 수 있는 배송 트럭 유형, 콘크리트 혼합 설계 등과 같은 소정의 적격 파라미터 또는 태그(블록 24)와 함께 저장된다. 상기 시스템 프로세서 또는 슬럼프 관리 시스템 프로세서와 통신하는 기타 프로세서는 바람직하게는 메모리에 저장된 최근 이력 데이터의 변동 또는 평균오차를 계산하도록 프로그램된다(블록 26). 오차 한계는 배출(타설)이 요구될 때까지의 시간을 계산하거나 계획하기 위해 이용될 수 있다(블록 28). 시스템 프로세서는 타설시에 요구되는 당시의 슬럼프 및 목표 슬럼프를 고려하고, 트럭 혼합 드럼 내의 콘크리트 적재물의 슬럼프를 목표 슬럼프로 증가시키는데 필요한 물 및/또는 화학 혼합물의 양을 결정하고(블록 30), 또한 블록(30)에서 계산된 가변 데이터를 통합한다. 시스템 프로세서가 대부분의 화학 혼합물 투입양을 투입하는 시간이 아니라고 결정하면(블록 32), 프로세서는 투입량을 투입할 시간이 될 때까지 초기 단계(20)로 다시 돌아간다(블록 34). 시스템은 투입된 화학물질 혼합 투입량이 콘크리트 적재물에 미치는 반응 또는 효과를 기록하고 이를 프로세서 접근 가능한 메모리(블록 36)에 저장하며, 여기서 이는 최근의 이력 배송의 일부로 사용될 수 있다(블록 20 참조).
도 9는 본 발명의 목적을 달성하기 위한 자동 콘크리트 슬럼프 관리 시스템(1)의 구성 요소를 예시한다. 액상 시멘트 가소제 화학 혼합물을 프로세서-제어 시스템(1) 및 배송 트럭 혼합 드럼(2)(트럭은 도시되지 않음)을 이용하는 배송 믹서 트럭에 포함된 콘크리트 적재물에 투입하기 위한 시스템은 다음을 포함한다:
프로세서 유닛(6),
배송 믹서 트럭 혼합 드럼(2)에 포함된 콘크리트 적재물의 슬럼프를 모니터링하고 혼합 드럼(2)의 적어도 하나의 회전 특성을 모니터링할 수 있도록 프로세서 유닛(6)과 통신하는 적어도 2개의 센서(5, 9), 및
배송 혼합 드럼(2)에 포함된 콘크리트 적재물에 액상 가소제 화학 혼합물을 도입하고 전술한 방법을 수행하도록 프로그램되어 있는 프로세서 유닛(6)과 통신하는 액체 분배 제어기(8).
바람직하게는, 센서는 유압 센서(9)이고, 바람직하게는 제1 유압 센서는 충전 압력 포트에 장착되고, 제2 유압 센서는 혼합 드럼(2)을 회전시키기 위해 사용되는 유압 모터(3)의 배출 압력 포트 상에 장착된다(예를 들면, 본 양수인의 미국공개 번호 2014/0104972에 충전 및 배출 유압 센서의 사용을 개시된 것을 참조). 혼합 드럼의 회전 상태를 감지하기 위한 제2 센서(5)는 바람직하게는 미국 특허 제 8,727,604 호에 교시된 가속도계 및/또는 WO 2014/073825 A1에 교시된 자이로스코프 유닛의 사용에 기초한다.
대안적으로, 슬럼프 모니터링 시스템은, 예를 들면 버먼(Berman)의 미국특허 제 8,848,061 호 및 미국 공개특허 공보 제 2015/0051737 A1 호 (Sensocrete Inc./GCP Applied Technologies), 데니스 뷰퍼(Denis Beaupre) 등의 미국 특허 제 9,199,391 호(I.B.B.Rheologie Inc.), 또는 베네가스(Benegas)의 미국 공개특허 번호 제 2009/0171595 호 및 WO 2007/060272 호에 교시된 바와 같이, 드럼 내에 장착되는 힘(force) 센서의 사용에 기초할 수 있다.
따라서, 프로세서-제어 시스템 및 배송 믹서 트럭 혼합 드럼을 사용하여 배송 믹서 트럭에 포함된 콘크리트 적재물에 시멘트 가소제 화학 혼합물을 투입하기 위한 본 발명의 예시적인 방법은 하기 단계(A) 내지 (D)를 포함한다:
(A) 배송 트럭의 회전 가능한 드럼에 알려진 부피를 갖는 콘크리트 혼합 적재물을 제공하는 단계;
(B) 데이터 세트가 화학 혼합물을 첨가하기 전의 슬럼프 특성(예, 슬럼프, 슬럼프 흐름, 항복 응력), 화학 혼합물을 첨가한 후의 슬럼프 특성, 슬럼프 특성의 변화를 달성하기 위해 첨가된 화학 혼합물의 부피, 및 화학 혼합물이 첨가된 콘크리트의 부피, 또는 이들의 조합을 포함하는, 적어도 4회 투입량으로부터 얻어진 데이터 세트를 갖는 프로세서-접근 가능한 데이터베이스를 제공하는 단계;
(C) 하기 (i) 내지 (iii)을 기본으로 하여 콘크리트 혼합 적재물에 대하여 혼합물 투입-시간(ta로 표시)을 계산하기 위해서 프로세서 유닛을 사용하여 적어도 뱃칭으로부터 화학 혼합물의 투입까지 적어도 매 5분마다 운송 중 트럭 드럼의 콘크리트 혼합 적재물을 모니터링하는 단계:
(i) 예정된 타설 시간(tp로 표시);
(ii) 투입 시점에서 목표 슬럼프 특성을 달성하는데 필요한 슬럼프 특성 증가(△S로 표시), 여기서 슬럼프 특성은 관계식 △S = ST-Sc로 계산되고, 여기서 ST는 목표 슬럼프 특성을 나타내고, Sc는 이송 중 콘크리트 혼합 적재물의 당시의 슬럼프 특성을 나타내고;
(iii) 당시의 슬럼프 특성(Sc로 표시) 및 단계(B)에서 기재된 데이터에 기초한 슬럼프 특성 증가 △S(D△s로 표시)를 달성하는데 필요한 투입량, 여기서 혼합물 투입-시간(ta로 표시)은 관계식 ta = tp-th 로 계산되고, 여기서 th는 화학 혼합물을 첨가하는데 필요한 최소한의 시간을 기준으로 하고; 및
(D) 당시의 시간(tc)이 투입-시간과 동일하거나 초과하는 경우(tc ≥ ta), 다음 관계식이 충족되도록 혼합물을 투입하는 단계:
D△s > Dc / (tc-tb) × (tp-ta)
상기 식에서,
tc는 당시의 시간을 나타내고,
ta는 혼합물 투입-시간을 나타내며,
D△s는 당시의 슬럼프 특성으로부터 목표 슬럼프 특성을 달성하는데 필요한 투입량을 나타내고,
Dc는 뱃칭시간(tb) 이후부터 당시의 시간(tc)까지의 누적된 총 혼합물 투입량을 나타내고, 그리고
tp는 콘크리트 적재물이 타설될 예정시간을 나타낸다.
본 발명의 또 다른 예시적인 방법은 단계(B)에서 프로세서-접근 가능한 데이터베이스를 제공하는데 있어서, 프로세서-접근 가능한 데이터베이스는 4회 투입량 대신에 적어도 10회 투입량으로부터 얻어진 데이터 세트를 갖는다. 본 발명은 이전의 4회 혼합물 투입량으로부터 얻어진 데이터를 이용하여 수행될 수 있지만, 본 발명자들은 증가된 정확도를 위해 더 많은 데이터가 이용되는 것을 선호한다. 예를 들면, 화학 혼합물의 이력 투입량 및 슬럼프 특성에 미치는 해당 효과의 데이터는 트럭-기본 슬럼프 모니터링 시스템 또는 같은 날, 같은 주 초기에 배송 중의 시스템으로부터 또는 바람직하게는 동일한 콘크리트 혼합, 배송 특럭 설계 및 가소성 특성(예, 동일한 공기 함량)을 포함하여 이전 주간에 이전 배송 중에 (슬럼프 시스템 운전자, 중앙 통제 관리자 또는 프로그래머의 선호도에 따라) 얻어질 수 있다. 예를 들면, 대규모 건설 작업은 10, 20, 50 또는 70 트럭 적재물의 콘크리트를 타설할 수 있으므로 처음 10회 배송(자동 슬럼프 모니터링 시스템을 각각 이용하는 10 이하의 상이한 트럭을 포함 할 수 있음)은 슬럼프 데이터를 제공할 수 있다. 이에 따라, 혼합물의 대부분이 본 발명의 늦은 첨가 공정에 따라 투입되지만, 실제 투입된 양은 계산된 총량의 백분율이다(당시에 행해진 바와 같이 85 %). 그 결과, 실제 슬럼프 증가가 측정되고 예측된 슬럼프 증가와 실제 슬럼프 증가 사이의 차이는 후속적인 투입에 대한 슬럼프 모니터링 프로세서에 의해 고려된다(슬럼프 모니터링 시스템이 중앙 모니터링 사무실 또는 스테이션과 무선통신하는 배송 트럭의 전체 트럭 내뿐만 아니라 동일한 트럭 내에서). 따라서, 10회째 투입 다음의 배송에 대해서는 최대 투입량(예, 95 %)의 대부분이 배출/타설 직전에 투입될 수 있다.
본 발명의 기타 예시적인 방법은 단계(B)에서 프로세서 접근-가능한 데이터베이스를 제공함에 있어서, 적어도 50회 투입량으로부터 얻어진 데이터 세트를 갖는 프로세서-접근 가능한 데이터베이스를 포함한다.
본 발명의 기타 예시적인 실시형태에서, 슬럼프 모니터링 시스템 프로세서에 의해 이용된 데이터 세트는 시스템 관리자, 조절자 또는 감독자의 선호도에 따라 필터링될 수 있다. 예를 들면, 중앙 감독 또는 관리 사무소로 스트리밍될 수 있는 슬럼프 모니터링 시스템 데이터를 검토하는 감독자 또는 관리자, 및/또는 트럭 시스템 프로세서에 의해 이용된 데이터의 필터를 변경할 수있는 감독자 또는 관리자에 의해 다음 요소가 고려될 수 있지만, 이들 요소에 제한되지는 않는다:
(a) 트럭/믹서 조합 또는 설계가 배송 전체(fleet) 및 콘크리트 슬럼프 데이터에 걸쳐 데이터 변동에 큰 영향을 미치는지 여부;
(b) 콘크리트에 사용된 골재가 화학 혼합물 분산제(예를 들면, 특히 폴리카르복실레이트 중합체 유형)의 투입효율이 악영향을 받도록 점토 함량의 광범위한 변화를 갖는지 여부;
(c) 콘크리트 혼합 설계가 매우 광범위하게 (예를 들면, 저함량의 시멘트를 갖는 상주(residential) 혼합물과 고함량의 시멘트를 갖는 특수 상업용 혼합물 사이) 변하는지 여부; 및
(d) 본 발명에 따라 후속 단계 동안 화학 혼합물을 투입할 시기 및 양을 결정하기 위해 어떤 이력 데이터를 사용할지를 결정할 때 특정 데이터가 다른 것들로부터 필터링 되어야 한다는 것을 제안하는 기타 조건 또는 요소.
또 다른 예시적인 방법에서, 단계(B)에서 프로세서-접근 가능한 데이터베이스를 제공하는 데 있어서, 데이터 세트를 갖는 프로세서-접근 가능한 데이터베이스는 화학물질 첨가가 이루어진 콘크리트의 혼합 설계에 관한 정보, 화학물질 첨가가 이루어진 혼합 드럼에 관한 정보, 화학물질 첨가가 이루어진 혼합 드럼을 회전하는 데 사용된 혼합 드라이브 시스템에 관한 정보, 화학물질 첨가가 이루어진 가소성 콘크리트에 관한 정보, 또는 이들의 조합을 포함한다.
기타 예시적인 방법에서, 단계(C)의 콘크리트 모니터링에서, 트럭 드럼의 콘크리트 혼합 적재물은 슬럼프 모니터링 시스템 프로세서에 의해 적어도 매 1분마다 모니터링된다.
또 다른 예시적인 방법에서, 단계(C)의 콘크리트 모니터링에서, 트럭 드럼의 콘크리트 혼합 적재물은 적어도 뱃칭으로부터 콘크리트의 배출까지 모니터링된다.
추가의 예시적인 방법은 단계(C)(i)에서 예정된 타설 시간(tp로 표시됨)은 콘크리트 트럭이 현장에 도착하는 시간인 것을 포함한다.
추가의 예시적인 방법들에서, 단계(C)(i)의 콘크리트 모니터링에서, 시스템 프로세서는 위성위치 확인시스템(GPS)에 의해 제공된 위치정보 및 교통정보, 동일한 작업 현장에 대한 이력 배송, 작업 현장에 콘크리트를 배치하는 계약자로부터 받은 정보 또는 이들의 조합에 기초하여 예정된 타설 시간(tp로 표시됨)을 계산한다.
또 다른 예시적인 방법에서, 단계(C)(i)의 콘크리트 모니터링에서, 시스템 프로세서는 이동 장치를 통해 계약자에 의해 제공된 정보에 기초하여 예정된 타설 시간(tp로 표시됨)을 계산한다.
본 발명에서 이용된 모니터링 시스템은 콘크리트의 슬럼프 또는 기타 레올로지 측정을 예측하기 위해 유압, 스트레인 게이지, 또는 이들 모두의 조합을 기반으로 할 수있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 예시적인 방법에서, 시스템 프로세서는 적어도 하나의 유압 센서, 적어도 하나의 힘 센서, 또는 이들의 조합에 의해 제공된 신호에 기초하여 당시의 슬럼프 특성(Sc로 표시됨)을 계산한다.
또 다른 예시적인 방법에서, 단계(C)(ⅲ)의 콘크리트 모니터링에서, 시스템 프로세서는 슬럼프 특성 손실의 당시 속도에 기초하여 슬럼프 특성 증가 △S(D△s로 표시)를 달성하는데 필요한 투입량을 계산한다.
또 다른 예시적인 방법에서, 단계(C)(ⅲ)의 콘크리트 모니터링에서, 시스템 프로세서는 단계(B)에서 제공된 데이터 세트 내의 데이터의 변경에 기초하여 슬럼프 증가 △S(D△s로 표시)를 달성하는 데 필요한 투입량을 계산한다.
다른 예시적인 방법에서, 단계(C)의 콘크리트 모니터링에서, 시스템 프로세서는 혼합물을 펌핑하는데 필요한 시간, 화학물질을 콘크리트 전체에 혼합하는데 필요한 시간, ASTM C94-16a에 따른 기타 코드 요건 또는 이들의 조합을 기본으로 화학물질 첨가제를 첨가하는데 필요한 시간을 계산한다.
본 발명은 또한 배송 믹서 트럭에 포함된 콘크리트 적재물에 액상 가소제 화학 혼합물을 투입하기 위한 시스템을 제공한다. 예시적인 시스템은 다음을 포함한다:
프로세서 유닛,
배송 트럭 혼합 드럼에 포함된 콘크리트 적재물의 슬럼프를 모니터링하고 혼합 드럼 중 적어도 하나의 회전 특성을 모니터링할 수 있도록 프로세서 유닛과 통신하는 적어도 2개의 센서, 및
배송 믹서 트럭에 포함된 콘크리트 적재물에 액상 가소제 화학 혼합물을 도입하고 전술한 방법을 수행하도록 프로그램되어 있는 프로세서 유닛과 통신하는 액체 분배 제어기.
본 발명은 본 명세서에서 한정된 수의 실시형태를 사용하여 설명되었지만, 이들 특정 실시형태는 본 명세서에서 다르게 기술되어 있지 않는 한 본 발명의 범위 및 청구범위를 제한하지 않는다. 상술한 실시형태들로부터의 수정 및 변형이 가능하다. 보다 구체적으로, 하기 실시예는 청구된 발명의 실시형태의 특정 예시로서 제공된다. 본 발명은 실시예에 기재된 특정 세부 사항에 한정되지 않는다는 것을 이해해야한다. 실시예 및 명세서의 나머지 부분에서 모든 부 및 백분율은 달리 명시되지 않는 한 건조 중량%이다.
실시예 1
다음은 예기치 않은 장점을 설명하고 운송 중 화학 혼합물의 대부분을 지연시키는 예이다. 동일한 콘크리트 혼합 설계를 기초로 한 16개의 콘크리트 적재물이 뱃칭되어 자동 슬럼프 관리 시스템(미국 매사추세츠, 캠브리지의 Verifi LLC)이 구비된 동일한 콘크리트 믹서 트럭으로 배송되었다. 모든 콘크리트 적재물은 초기에는 시멘트 분산제 화학 혼합물을 사용하지 않고 2 인치(±1)의 슬럼프로 조정되었다. 이 시점에서, 혼합물을 첨가하기 전에 강도를 결정하고 일관된 수분 함량을 확보하기 위해 제1 샘플을 취했다. 혼합 드럼의 혼합 속도는 3 rpm에서 60분으로 설정되었다.
초기 슬럼프가 자동 슬럼프 관리 시스템으로 확인된 직후 8인치 슬럼프를 달성하기 위해 콘크리트에 화학 혼합물을 투입한 10개 적재물에 프로토콜 1을 사용하였다. 슬럼프는 8 인치로 유지되었고, 슬럼프가 0.5 인치까지 떨어지면 혼합물은 슬럼프 관리 시스템에 의해 슬럼프를 8인치로 되돌리는데 필요한 양만큼 자동으로 첨가되었다. 콘크리트가 초기 슬럼프를 달성한지 60분 후, 콘크리트는 1분 동안 18 rpm으로 혼합된 다음 시험을 위해 배출되었다. 시험에는 중복 슬럼프 측정, 공기 함량, 단위 중량 및 강도를 포함하였다. 콘크리트에 첨가된 화학 혼합물의 총 투입량을 기록하였다.
프로토콜 2에 따라 6개 적재물이 투입되었다. 이 프로토콜에서는 적재물은 초기 슬럼프가 확인된 직후 4 인치의 슬럼프를 달성하도록 투입되었다. 슬럼프는 동일한 1/2 인치 공차에서 4 인치로 유지되었다. 50분 후, 2 프로토콜에 의해 투입된 총 투입량이 동일해지도록 약간의 혼합물이 첨가되었다. 프로토콜 2가 동일한 투입시 투입량 면에서 더 효율적이라면, 프로토콜 2의 슬럼프는 프로토콜 1보다 높아야 한다. 콘크리트를 18 rpm에서 1분 동안 혼합한 다음 배출시킨 후 프로토콜 1에서와 동일한 방식으로 시험하였다.
재료 및 시험 방법의 고유한 가변성(즉, 콘크리트의 각 적재물은 뱃칭장비의 허용 오차로 인해 서로 다른 재료의 가변양을 갖고, 각 물리적 시험방법에는 자체 관련 오류가 있음)으로 인해, 투입량 반응(단위 슬럼프 증가 당 필요한 투입량)이 각 프로토콜 간에 비교됨에 따라 데이터를 표준화하였다. 이것은 60분 후에 측정된 슬럼프로 총 투입량을 나눔으로써 계산되었다. 때로는 ANOVA [Analysis of Variance)라고 하는 대표적인 분산 분석[연구원들을 위한 통계법 (ISBN 0-05-002170-2)]은 세트의 평균이 통계적으로 1%의 중요도로 다른 지를 결정하기 위해 2세트로 이용되었다. 프로토콜 1에서 평균 투입 반응은 6.3±0.2 온스/인치(즉, 1 인치의 슬럼프 게인을 달성하는 데 필요한 혼합물의 중량)인 반면, 프로토콜 2에서 평균 투입 반응은 5.4±0.1 온스/인치 이었으므로 동일한 수준의 슬럼프 성능을 달성하는데 필요한 혼합물의 양에서 14% 감소를 반영하였다. +/- 값은 평균값 주변의 분산을 나타낸다.
프로토콜 1을 이용하는 10개 적재물과 프로토콜 2를 이용하는 6개 적재물 각각에 대해 다음과 같은 계산이 이루어졌다:
(a) 마지막 추가 전의 누적 투입량(Dc);
(b) 마지막 첨가시간-뱃칭시간(tc-tb);
(c) 최종 첨가 투입량(D△s);
(d) 배출시간-최종 첨가시간(tp-tc);
(e) Dc/(tc-tb); 및
(f) D△s/(td-tc).
프로토콜 1을 이용하는 모든 적재물의 경우, e)의 비율은 f)의 비율보다 컸다. 반대로, 프로토콜 2를 이용하는 모든 적재물의 경우, e)의 비율은 f)의 비율보다 적었다. 모든 적재물에 대한 비율은 아래 표 1에 나타냈다.
표 1
Figure pct00001
실시예 2
투입반응 이외에, 혼합물 첨가 전과 각 프로토콜의 마지막에 강도 간에 비교분석하였다. 강도의 변화는 물과 공기의 함량이 명목상 같기 때문에 상이한 혼합 프로토콜에 기인할 것이다. 콘크리트의 초기 강도(화학 첨가제를 첨가하기 전)의 강도 증가율은 다음과 같이 계산되었다:
(최종 강도-초기 강도)/초기 강도
프로토콜 1의 경우 평균 증가율 0.6±0.1%가 관찰되었지만 프로토콜 2의 경우는 평균 증가율 5.2±0.1 %가 관찰되었다. ANOVA는 세트의 평균이 5%의 의미있는 값으로 통계적으로 서로 달랐다는 것을 나타낸다. +/- 값은 평균값 주변의 분산을 나타낸다.
실시예 3
화학 혼합물의 첨가 전에 콘크리트 혼합물에서 시험한 바와 같이 콘크리트의 28 강도 특성에 대한 추가 시험을 수행하여 물의 함량이 모든 혼합물에 대해 유사하다는 것을 추가로 확인하였다. ANOVA로부터의 결과는 2 데이터 세트의 평균값들 사이에 통계적으로 유의미한 차이가 없음을 나타냈다.
실시예 4
본 발명자들은 가상의 예가 본 발명의 놀라운 장점 및 이점을 확인하는데 이용될 수 있다고 추측한다. 콘크리트 적재 트럭이 새로운 적재물을 싣고 작업장을 향해 뱃치 플랜트를 떠나는 것을 고려한다. 동일한 믹서 트럭 유형 및 콘크리트 혼합 설계를 이용하는 이전의 10회 배송은 자동 슬럼프 모니터링 시스템을 통해 얻어진 폴리머 시멘트 분산제 화학 혼합물의 매 인치에 대해 4 인치 슬럼프 증가의 평균 온스/인치 슬럼프 반응의 항복 데이터를 갖는다(+/- 1/2 인치의 오차 이내). 투입 및 혼합에 필요한 시간은 10분 +/- 1분이었다. GPS (Global Positioning System) 데이터를 이용하여 작업 현장에 도달할 때까지의 시간은 44분으로 예측된다. 빠른 배송은 평균 46분 ±5 분이 걸렸다. 당시에 배송되는 슬럼프는 3인치이다. 이러한 정보를 기본으로 할 때, 슬럼프 모니터링 시스템은 콘크리트 믹서가 작업장으로부터 30분이 될 때까지 슬럼프를 3인치로 계속 유지할 것이다 (이때, 화학 혼합물에 투입 및 혼합하는데 10분이 소요되며, 5분을 절약할 수 있음). 이것은 예를 들면, 최근 기록 배송 및 교통 체증 또는 작업 현장 지연의 변경을 포함하도록 매분마다 업데이트될 수 있다.
본 발명은 본 명세서에서 별도로 언급하지 않는 한 본 발명의 범위 및 청구범위를 제한하지 않는 제한된 수의 예시적인 실시형태를 이용하여 설명된다.
1: 시스템, 2: 혼합 드럼, 3: 모터/구동기
5: 모니터링 유닛, 6: 프로세서 유닛, 7: 메모리 위치
8: 분배 시스템, 9: 유압센서, 10: 회전축

Claims (15)

  1. 하기 단계(A) 내지 (D)를 포함하는, 프로세서-제어 시스템 및 배송 믹서 트럭 혼합 드럼을 사용하여 배송 믹서 트럭에 포함된 콘크리트 적재물에 시멘트 가소제 화학 혼합물을 투입하기 위한 방법:
    (A) 배송 트럭의 회전 가능한 드럼에 알려진 부피를 갖는 콘크리트 혼합 적재물을 제공하는 단계;
    (B) 데이터 세트가 화학 혼합물을 첨가하기 전의 슬럼프 특성, 화학 혼합물을 첨가한 후의 슬럼프 특성, 슬럼프 특성의 변화를 달성하기 위해 첨가된 화학 혼합물의 부피, 및 화학 혼합물이 첨가된 콘크리트의 부피, 또는 이들의 조합을 포함하는, 적어도 4회 투입량으로부터 얻어진 데이터 세트를 갖는 프로세서-접근 가능한 데이터베이스를 제공하는 단계;
    (C) 하기 (i) 내지 (iii)을 기본으로 하여 콘크리트 혼합 적재물에 대하여 혼합물 투입-시간(ta로 표시)을 계산하기 위해서 프로세서 유닛을 사용하여 적어도 뱃칭으로부터 화학 혼합물의 투입까지 적어도 매 5분마다 운송 중 트럭 드럼 내의 콘크리트 혼합 적재물을 모니터링하는 단계:
    (i) 예정된 타설 시간(tp로 표시);
    (ii) 투입 시점에서 목표 슬럼프 특성을 달성하는데 필요한 슬럼프 특성 증가(△S로 표시), 여기서 슬럼프 특성 증가는 관계식 △S = ST-Sc로 계산되고, ST는 목표 슬럼프 특성을 나타내고, Sc는 이송 중 콘크리트 혼합 적재물의 당시의 슬럼프 특성을 나타내고;
    (iii) 당시의 슬럼프 특성(Sc로 표시) 및 단계(B)에서 기재된 데이터에 기초한 슬럼프 특성 증가 △S(D△S로 표시)를 달성하는데 필요한 투입량;
    여기서 혼합물 투입-시간(ta로 표시)은 관계식 ta = tp-th 로 계산되고, 여기서 th는 화학 혼합물을 첨가하는데 필요한 최소한의 시간을 기준으로 하고; 및
    (D) 당시의 시간(tc)이 투입-시간과 동일하거나 초과하는 경우(tc ≥ ta), 다음 관계식이 충족되도록 혼합물을 투입하는 단계:
    D△s > Dc / (tc-tb) × (tp-ta)
    상기 식에서,
    tc는 당시의 시간을 나타내고,
    ta는 혼합물 투입-시간을 나타내며,
    D△s는 당시의 슬럼프 특성으로부터 목표 슬럼프 특성을 달성하는데 필요한 투입량을 나타내고,
    Dc는 뱃칭시간(tb) 이후부터 당시의 시간(tc)까지의 누적된 총 혼합물 투입량을 나타내고, 그리고
    tp는 콘크리트 적재물이 타설될 예정 시간을 나타낸다.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 단계(B)에서 슬럼프 특성이 슬럼프 또는 슬럼프 흐름인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 단계 (B)에서 데이터 세트를 갖는 프로세서-접근 가능한 데이터베이스가 적어도 10회 투입량으로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 단계(B)에서 데이터 세트를 갖는 프로세서-접근 가능한 데이터베이스가 적어도 50회 투입량으로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 단계(B)에서 데이터 세트를 갖는 프로세서-접근 가능한 데이터베이스가 화학물질 첨가가 이루어진 콘크리트의 혼합 설계에 관한 정보, 화학물질 첨가가 이루어진 혼합 드럼에 관한 정보, 화학물질 첨가가 이루어진 혼합 드럼을 회전하는데 사용된 혼합 드라이브 시스템에 관한 정보, 화학물질 첨가가 이루어진 가소성 콘크리트에 관한 정보, 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 단계(C)에서, 트럭 드럼 내의 콘크리트 혼합 적재물이 적어도 매 1분마다 모니터링되는 것을 특징으로하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 단계(C)에서 트럭 드럼 내의 콘크리트 혼합 적재물이 적어도 뱃칭으로부터 콘크리의 배출까지 모니터링되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 단계(C)(i)에서 예정된 타설 시간(tp로 표시됨)이 콘크리트 트럭이 현장에 도착하는 시간인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 단계(C)(i)에서 시스템 프로세서가 위성위치 확인 시스템(GPS)에 의해 제공된 위치정보 및 교통정보, 동일한 작업 현장에 대한 이력 배송, 작업 현장에 콘크리트를 배치하는 계약자로부터 받은 정보 또는 이들의 조합에 기초하여 예정된 타설 시간(tp로 표시됨)을 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 시스템 프로세서가 이동 장치를 통해 계약자에 의해 제공된 정보에 기초하여 예정된 타설 시간(tp로 표시됨)을 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 단계(C)(ⅱ)에서 시스템 프로세서가 적어도 하나의 유압 센서, 적어도 하나의 힘 센서, 또는 이들의 조합에 의해 제공된 신호에 기초하여 당시의 슬럼프 특성(Sc로 표시됨)을 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 단계(C)(ⅲ)에서 시스템 프로세서가 슬럼프 특성 손실의 당시 속도에 기초하여 슬럼프 특성 증가 △S(D△s로 표시)를 달성하는데 필요한 투입량을 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 단계(C)(ⅲ)에서 시스템 프로세서가 단계(B)에서 제공된 데이터 세트 내의 데이터의 변경에 기초하여 슬럼프 특성 증가 △S(D△s로 표시)를 달성하는 데 필요한 투입량을 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 단계(C)에서 시스템 프로세서가 혼합물을 펌핑하는데 필요한 시간, 화학물질을 콘크리트 전체에 혼합하는데 필요한 시간, ASTM C94-16a에 따른 기타 코드 요건 또는 이들의 조합을 기본으로 화학물질 첨가제를 첨가하는데 필요한 시간을 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 하기를 포함하며, 프로세서-제어된 시스템 및 배송 믹서 트럭 혼합 드럼을 사용하여 배송 믹서 트럭에 포함된 콘크리트 적재물에 액상 가소제 화학 혼합물을 투입하기 위한 시스템:
    프로세서 유닛,
    배송 믹서 트럭 혼합 드럼에 포함된 콘크리트 적재물의 슬럼프를 모니터링하고 혼합 드럼의 적어도 하나의 회전 특성을 모니터링할 수 있도록 프로세서 유닛과 통신하는 적어도 2개의 센서, 및
    배송 믹서 트럭에 포함된 콘크리트 적재물에 액상 가소제 화학 혼합물을 도입하고 제 1항의 방법을 수행하도록 프로그램되어 있는 프로세서 유닛과 통신하는 액체 분배 제어기.
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