[发明专利]配料后向混凝土中投配CMA

说明书

本发明涉及缓解粘土对添加到混凝土中的水泥分散剂或其它掺合料的配量效率的不利影响，所述粘土由砂骨料、碎石、砾石和用于制造混凝土的其它骨料携带或传送。不同于在采石场或在混凝土拌合厂中配料时以一次性的前期配量向骨料材料中引入全部水泥缓解剂（CMA），本发明包括在混凝土拌合厂处的初始配料与施工现场的倾倒事件之间的运送的运输部分过程中向给定的混凝土配料拌合物中并入CMA总配量的至少51%和至多100%，最优选至少75%和至多100%。

发明领域

本发明涉及混凝土中使用的含粘土骨料的处理，更特别涉及自动化的混凝土运送监测方法和系统，以便配料后受控添加用于缓解粘土对施加到混凝土装料（concreteload）中的化学掺合料和/或水的配量效率（dosage-efficiency）的不利影响的试剂。

发明背景

在美国专利号6,352,952和6,670,415（由W. R. Grace Co.-Conn.所有）中，Jardine等人公开了粘土的存在可能降低混凝土中使用的分散剂的配量效率。公开了用于分散混凝土中的水泥颗粒的氧化烯聚合物倾向于被用于制造混凝土的砂和/或其它骨料所携带或传送的粘土颗粒吸收。

Jardine等人提出了通过配置某些化合物来缓解这种粘土问题，所述化合物以牺牲剂的方式被粘土颗粒吸收——否则这些粘土颗粒将会吸收氧化烯水泥分散剂分子并使它们无法用于在混凝土拌合物中充当水泥颗粒分散剂。

本发明人在本文中提及粘土活性改性剂，另外也称为粘土缓解剂（claymitigation agents），使用首字母缩略词“CMA”。

Jardine等人教导，添加CMA的次序取决于CMA的化学性质。因此，如果CMA含有阳离子或极性有机分子，则优选在向粘土中引入水之前将CMA添加到粘土中（参见US 6,670,415，摘要，第14-16行）。

对于对粘土具有极高亲和力的CMA如季胺（例如聚季胺）而言，Jardine等人描述了在引入水之前、期间或之后将此类CMA添加到含粘土的骨料中（参见US 6670415，摘要，第16-20行）和/或它们可以与水泥分散剂同时添加或在添加水泥分散剂之前添加（参见US6670415，第6栏，第48-58行）。

在美国专利8,257,490 B2（由Lafarge S.A.所有）中，Jacquet等人教导了使用惰化剂，优选在采石场或在预拌混凝土厂将其添加到含粘土的砂中，优选首先添加到砂中以防止过量使用超塑化剂。

在由W. R. Grace Co.-Conn共同拥有的系列号14/395,603（美国公开号2015/0065614）和14/378,158（美国公开号2015/0065614）中进一步强调了在采石场使用CMA处理骨料的概念。

直到本发明为止，人们通常认为，添加CMA的最有效方式是在将骨料与水和/或水泥分散剂混合之前在采石场或在预拌混凝土厂直接添加到含粘土的骨料上。这种单独和预先的添加避免了一方面的CMA与另一方面的水和/或水泥分散剂之间的任何竞争。

即使水泥分散剂与CMA相比具有低得多的粘土亲和力，但CMA的这种单独和预先的添加是优选的，因为最重要的目标是使混凝土的流变性能和强度最大化。

传统思维的基础也是假定CMA被粘土吸附是不可逆的。因此，为了加快混凝土运送过程的目的，在向混凝土拌合物中引入水泥分散剂之前首先将CMA引入到含粘土的骨料或混凝土中。

但是，本发明以完全预料不到的方式改变了这种传统思维。

发明概述