用來製造混凝土和混凝土製品的方法和設備的製作方法

2023-10-06 17:28:44

用來製造混凝土和混凝土製品的方法和設備的製作方法
【專利摘要】一種用來製造混凝土的方法，其包括：用離子和/或臭氧對水進行處理，以形成處理水；以及將處理水與粒料和水泥相混合。一種用來製造混凝土的系統，其包括：用來用離子、臭氧和/或帶電粒子處理充電水以形成處理水的裝置；以及用來將處理水與粒料和水泥相混合的裝置。
【專利說明】用來製造混凝土和混凝土製品的方法和設備
[0001]對於相關申請的交互參考
[0002]在35U.S.C§119 (e)下由此要求對於在2011年6月13日提交的、標題為「Concrete Product」的美國臨時專利申請61/486，768和在2012年5月28日提交的、標題為「Processes and Apparatus forMaking Concrete Product and Concrete Product，，的美國專利申請N0.29/423, 060的優先權，這兩個申請中的每一個申請的全部公開內容通過參考由此包括在這裡。
【技術領域】
[0003]總體而言，本發明涉及用來製造混凝土和混凝土製品的方法和設備。更具體地說，本發明涉及使用水(該水已經用電力、電流及/或臭氧處理)來製造混凝土的方法和設備。
【背景技術】
[0004]混凝土用在各種工程建設項目中，包括商用和民用建築物、公路、橋梁、塔、水壩、水池、停車場結構、管道、柵欄以及其它許多結構。在這樣的結構中的混凝土的重要特性包括其耐久性、強度及壽命。這些特性會由混合混凝土時或在由混凝土構造結構的同時的各種因素、以及由外部因素損害，這些外部因素如混凝土對於冰、鹽、化學製品及其它天然和人造物質的暴露。
[0005]關於強度，特別是對於由混凝土形成的豎向放置，如預製結構、牆壁及支柱，諸如鋼筋和張力纜索之類的鋼加強件通常用來增強豎向定向結構的抗拉強度。在水平放置中，如對於公路和地基，耐久性和壽命成為主要問題，因為混凝土結構更直接地暴露於雨、雪、冰、鹽及其它化學製品。當暴露於這樣的元素時，混凝土的退化會迅速地發生，導致劣化、剝落、凹坑及整體強度降低。當混凝土劣化時，其結構完整性、以及其外觀會受到影響。
[0006]混凝土是複合建築材料，該複合建築材料主要包括粒料、水泥及水。粒料一般是粗礫石或碎石，該粗礫石或碎石混合有沙子。水泥典型地是鈣、矽及鋁的氧化物的混合物和硫酸鹽的源，該硫酸鹽通常是硫酸鈣。水泥用作對於粒料的粘合劑。水是關鍵成分，因為它使材料能夠流動，所以混凝土可在固化和硬化之前成形。水也使水泥能夠粘合粒料，並且當固化時製成極硬材料。
[0007]已經進行了多種嘗試，以增進混凝土的強度和耐久性。各種添加劑已經包括在混合物中，具有分散結果。一些添加劑為了其它原因而被包括。加速劑加速水合作用，阻滯劑使它變慢。增塑劑可用作水還原劑，而粘結劑促進在舊和新混凝土之間的粘結。
[0008]已經發現，粒料、水泥及水的比例影響混凝土製品的強度和耐久性。例如，如果使用較少的水，則一直到一個點，結果將一般是形成更強、更耐久的製品。更多的水將提供更自由流動的混凝土，但帶有更高坍落度，並且會導致過早劣化。更粗的粒料一般傾向於增大混凝土的強度。然而，更大的粒料往往不像沙子一樣均勻地分布，特別是在振動存在的情況下，這會貫穿混凝土引起不合期望的強度梯度。也已發現，在添加粒料之前將水和水泥預先混合，能夠增大混凝土的抗壓強度。[0009]儘管有上述改進，但耐久性和強度的問題仍然存在。弱化的混凝土、和它對於基礎結構(如建築物和橋梁)引起的損壞，可能是特別關鍵的問題，如在最近幾年關於建築物和橋梁的最終坍塌和造成的死亡和破壞現象中已經看到的那樣。

【發明內容】

[0010]本發明涉及用來增大混凝土結構的強度、耐久性及壽命的方法和過程。在各個實施例中，本發明包括用來製造混凝土的方法。這樣的方法包括對水進行加載(或充電)，以產生離子和/或其它帶電粒子。所生成的水可以稱作「加載的水」(charged water)。將加載的水與粒料和水泥相混合。另外，本發明涉及一種用來製造混凝土的系統，這種系統包括用來將水用離子和/或其它帶電粒子加載以形成加載的水的裝置、和用來將加載的水與粒料和水泥相混合的裝置。
[0011]所公開主題的其它方法、以及各個方面的特徵和優點，通過隨後描述、附圖及所附權利要求書的考慮對於本領域的技術人員而言將更為顯明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]在附圖中:
[0013]圖1是根據本發明的一種用來改進混凝土的系統的方塊圖；
[0014]圖2是電氣示意圖，其中示出了變換器的一個實施例，該變換器可被包括在圖1中所不的系統中；
[0015]圖3是機械示意圖，其中示出了管組(pipe bank)電解系統的一個實施例，該管組電解系統可被包括在圖1中所不的系統中；
[0016]圖4是機械圖，其中示出了管組電解系統的另一個實施例，該管組電解系統可被包括在圖1中所不的系統中；
[0017]圖5和6是機械橫截面圖，其中示出了根據本發明用來將電荷施加到混凝土漿料上的實施例；
[0018]圖7是方塊圖，其中示出了根據本發明的臭氧產生系統的使用；
[0019]圖8是方塊圖，描繪根據本發明的、在圖3中所示的管組電解系統和圖7的臭氧產生系統的組合；而
[0020]圖9表示根據本發明的電解槽。
【具體實施方式】
[0021]概述
[0022] 本發明的公開實施利用的一些過程將電流或電荷施加到水上，或者這些過程否則將離子引入到水中。這樣的過程可以用來製備水，這種水用來製造混凝土，或者它們可以施加到在混合之後的混凝土漿料上。結果是產生明顯地更為堅固和更為耐久的混凝土。雖然對於實現該結果的過程，尚未獲得徹底的洞悉，但據信，在混凝土製造過程期間將電力施加到水或水混合物上，引起水的某種電解，就是說，將水分離成氫和氧成分。這些成分包括H+、0H' 03、02、H2、H202、H30+ 及多種其它成分。
[0023]這些成分中的大多數成分是不穩定的，並且迅速地與可得到的任何適當反應物反應，以形成更穩定分子。由於水中典型地具有雜質，所以施加電力時也可以由雜質產生離子。據信，在加載的水中存在的離子能夠與水泥和粒料相互作用，以增強由漿料混合物進行的粘結過程。
[0024]作為例子，一些水泥具有矽酸三鈣和矽酸二鈣的組合，矽酸三鈣和矽酸二鈣這兩者都是與粒料相組合的候選物。典型地，矽酸三鈣比矽酸二鈣反應更快、並且建造結構更快，因為矽酸三鈣比矽酸二鈣更可能粘合。結果可能是80-90%的矽酸三鈣形成粘合，而只有約15-20%的矽酸二鈣粘合。因而，不會充分地實現水泥的整個粘合潛力。
[0025]使用本發明的方法，如以上描述的那樣，存在多種另外的離子，從而很高百分比的矽酸二鈣將粘合得與矽酸三鈣的粘合同樣的好。結果是，能夠產生的混凝土比由相同批料製備的標準混凝土堅固幾乎兩倍。因而，本發明具有使用水泥和粒料的普通批料製造極為堅固的混凝土的潛力。
[0026]上述各種不穩定成分中的一種不穩定成分，亦即03或臭氧，可以使用常規臭氧發生器(如電暈放電發生器或冷等離子發生器)獨立於電解而產生。除臭氧之外，臭氧發生器可以產生離子和/或自由基。對於在本發明的方法中的使用，冷等離子發生器特別好地適於用來產生臭氧、和可能的離子和/或自由基，因為冷等離子發生器不需要相當大的電流，並且當它們用來形成臭氧時沒有電弧或燒毀。
[0027]在一個實施例中，臭氧發生器可以與用來製造水泥的水流連通。結果，臭氧和可能的離子和/或自由基可以注入到水中。加載的水然後與其它材料相結合，主要是與可以用來製造混凝土的水泥和粒料相結合。在混凝土的各個成分(這些成分包括加載的水)結合之後，可以將混凝土在任何用途中澆注。
[0028]在另一個實施例中，在將水與水泥和其它材料(例如，粒料、形成混凝土的其它成分、等等)相混合之前，將水暴露於電荷或電流。電荷或電流施加到水上的方式可以按幾種不同方式完成。電荷或電流可以作為交變電流、直流、或上述兩者的某種變化而施加。在混凝土的各種成分(這些成分包括加載的水)相結合之後，可以將混凝土在任何用途中澆注。
[0029]在又一個實施例中，在水和用來製造混凝土的其它成分的一些或全部已經混合之後，可以將臭氧、離子和/或電荷或電流施加到混凝土漿料上。在再一個實施例中，在混凝土已經澆注之後的短時間內(即，在暴露混凝土的至少一些未固化的同時、在暴露混凝土的任何顯著固化發生之前、等等)，可以將已經暴露於電荷或電流或暴露於臭氧的水通過噴射或其它措施添加到混凝土上。
[0030]因為臭氧加載器(ozone charger)提供臭氧、和可能的離子和/或自由基的方式，臭氧加載器可以在水與其它成分混合之前和/或在將水與其它成分混合之後，將水或水混合物加載。當水或水混合物流過被電氣加載的元件(electrically charged
elements)-如被陰極加載的管(cathode-charged pipe)(該被陰極加載的管使水穿
過其行進、並且在該被陰極加載的管的內部具有被陽極加載的管(anode-charged tube))時，在水或水混合物中可以產生臭氧，或者可以將電荷(electrical charge)或電流(current)施加到水或水混合物上。作為一個可選擇例，可`以在選定時間段內對於在靜止水箱中的水產生臭氧、或者施加電荷或電流。
[0031]通過水管組(bank of water pipes)的電處理水
[0032]參照圖1，該圖是方塊圖，該方塊圖描繪水處理系統100，該水處理系統100用電來處理待在製造混凝土時使用的水。水在進口 104處作為未處理水流入水處理單元102中，並且在106處作為已經用電處理的水離開。電流由常規發生器120提供，如由220伏特交流(AC)發生器提供。一種這樣的常規發生器是可以從General Electric Company以型號6wk2c購得的電焊機發生器。
[0033]由發生器120發生的電流經電線122提供給轉換單元126，該轉換單元126將來自發生器120的電力轉換成適用於水處理系統100的電流類型。經處理的電力然後在電線128上流到水處理系統102。
[0034]圖2是電氣圖，其中示出了作為全波整流電路的轉換器單元126的一個實施例。四個二極體130-136在橋式電路中連接，從而將在140處所示的AC電力輸入，整流成在142處所示的脈動直流(DC)電力，該脈動直流電力具有正和負DC分量輸出。二極體130和132在接點131處串聯連接，並且二極體134和136在接點135處串聯連接。AC電力如所示的那樣輸入到接點131和135。二極體130和134在接點133處反向串聯連接，並且二極體132和136在接點137處反向串聯連接。通過在接點133和137處的輸出連接得到脈動DC電力。輸出1提供在142處所示的正脈動DC電力，並且輸出2提供鏡像負脈動DC電力(未示出)。
[0035]現在來看圖3，該圖更詳細地示出一種形式的水處理單元102。示出了四根水處理管的管組200,在該管組200中，水依次通過四管單元202、204、206及208中的每根管。具體地說，管單元202包括空心管212，該空心管212連接在頂部帽蓋222與基底帽蓋232之間。另外的頂部帽蓋224、226及228連接到管214、216及218的頂部上。另外的基底帽蓋234、236及238連接到管214、216及218的底部上。實心杆242同心地布置在管212內，並且貫穿於管212的長度的大部分。另外的杆244、246、248分別布置在管214、216及218中的每一根管內。
[0036]水進口 250連接到基`底接點214，以使得水流通向管242。連接管252連接在管212的頂部帽蓋222與下根管214的基底帽蓋234之間。同樣，另外的連接管254、256及258連接在相應管214、216及218的頂部帽蓋224、226及228之間。連接管258從最後一根管單元258延伸，以將水引導出水處理管組200。
[0037]在管組200中，也設有導線，這些導線按電氣串聯方式連接四個管單元202、204、206及208。然而，在每個管單元中的電氣連接是建立在進入杆的第一根中的第一輸入、和進入管的最後一根中的第二輸入的基礎上的。因此，直到水流過各個管以將電流從每根杆引導到其相應管時，才有電流流動。
[0038]具體地說，電氣輸入導線260從外部電源(未示出)連接到在頂部帽蓋222的頂部處的終端270中，該頂部帽蓋222與管212相聯。另一根導線262從在管212處的底部處的基底終端271延伸到在頂部帽蓋224處的頂部終端272。導線264從在管214上的基底終端273延伸到在頂部帽蓋226上的頂部終端274。另一根導線266從基底終端275延伸到在頂部帽蓋228上的頂部終端276。最後，第二輸入導線268延伸到用於水處理管組200的基底終端277。
[0039]可以看到，水依次流過管單元202、204、206及208。水流動在進口 250處開始，並且經基底帽蓋232流入管單元202中，穿過管212向上流動，並且流出管252。水流動繼續經基底帽蓋234進入管單元204,穿過管214向上，並且從管254出去。接下來，水經基底帽蓋236流入管單元206中，穿過管216向上流動，並且從管256流出。最後，水經基底帽蓋238流入管單元208中，穿過管218向上流動，並且從管258流出。
[0040]施加的電流是來自在圖2中所示的轉換器的正和負脈動DC電力。相應地，在圖2中所示的正脈動DC電力輸出1和負脈動DC電力輸出2分別連接到在圖3中所示的輸入導線260和輸出導線268上。當水在管組200中正在流動時，脈動DC電力經導線260流入單元202中，在杆242中流過流動水，並且從導線262流出。電流繼續經導線262流入到管單元204中，在杆244中流過流動水，並且從導線264流出。電流繼續經導線264流入到管單元206中，在杆246中流過流動水，並且從導線266流出。最後，電流經導線266流入管208中，在杆248中流過流動水，並且流到第二輸入導線268。
[0041]在相對於圖1-3論述的上述系統中，在每個管單元之間的電氣連接串聯地布線，從而正脈動DC電力施加在管單元的一個導線輸入處，並且負脈動DC電力施加在管單元的另一個導線輸入處。DC電力的這種交變脈動作用使輸入電流在第一輸入導線260至第二輸入導線268之間交變。相應地，在單元200中的杆和管在起陽極作用和起陰極作用之間交變，從而在管單元中的電解作用的極性正在不斷地變換。結果是歸因於電解的系統劣化的顯著減小。
[0042]在圖1-3中所示的系統的一個實施例中，各個管由鑄鐵製成，並且每根管是31英寸長且直徑是2.5英寸。各個杆由銅製成，並且每根杆是31至36英寸長且直徑是一英寸。由發生器120產生的AC電力可以是在220伏特下的5安培。水的泵送速度可以是4.5加侖(即17升)每分鐘。使用這些參數，已經發現，使用在上述系統中加載的水製成的混凝土的硬度可以接近用未加載的水製成的混凝土的硬度的兩倍。
[0043]應該認識到，幾個因素起作用，這些因素包括管和杆的尺寸、施加的電流和電壓的量、水的泵送速度、及水的電解質含量。重要的是，對全部這些變量加以平衡，以便實現水對於電流的最佳暴露，從而在水中產生所需量的帶電離子，以增大所產生的混凝土的硬度。例如，供給電流可以在從4安培至124安培的範圍內變化，並且如果需要的話，可以超出上述範圍。泵送水的流量變化範圍可以為從每分鐘4加侖(即約15升)直到、甚至超出每分鐘25加侖(即約95升)。泵和杆的尺寸和數量的變化範圍可以無限制。
[0044]圖4表示四個水管單元302、304、306及308的管組300，這四個管單元302、304、306及308具有與在圖3中所示的水管單元202、204、206及208相同的水流動布置。唯一區別是，電氣連接是並聯而不是串聯。具體地說，各個杆342、344、346及348中的每一根杆通過它們的相應頂部終端370、372、374及376分別連接到公共輸入導線380上。類似地，各個底部終端371、373、375及377分別連接在管312、314、316及318中的一個管與公共輸出導線382之間。
[0045]相應地管單元302、304、306及308按並聯而不是按串聯電氣連接。已經確定，這種類型的電氣連接使杆和管不能夠在陽極和陰極之間變化。結果，管和杆的劣化比在圖3中所示的串聯連接系統顯著地更迅速。
[0046]例1:使用被電氣加載的(electrically-charged)水管的管組
[0047]使用在圖3中所示的四根串聯的被電氣加載的水管的水處理管組進行試驗運行。鑄鐵管每根是31英寸長，並且直徑是2.5英寸。銅杆每根是36英寸長，並且直徑是一英寸。由發生器120產生的AC電力是在220伏特下的約5安培。水的泵送速度是4.75加侖(SP，約18升)每分鐘。
[0048]處理水穿過四根水管的管組，並且然後被收集，這需要約三分鐘。處理水的量初始是2，000毫升(ml)(乾燥體積的30%)，就是說，約0.5美加侖(即，約2升)。處理水立即與約25磅(即，約11kg)水泥成分混合，該水泥成分從混凝土、沙子及礫石或石子的乾燥混合物的60磅袋中取得，該乾燥混合物作為qu丨KRETE? 1101銷售。然而，生成的批料太稠，所以施加500ml的更多處理水(總共乾燥體積的41.7%),總共2，500毫升、或約0.66美加侖。用小型常規可攜式攪拌器進行混合。然後將生成的漿料放置在兩個芯樣筒罐(4英寸(即，約10cm)直徑、8英寸(即，約20cm)長度)中固化。
[0049]將1，800ml (乾燥體積的30%)(或約0.48美加侖)的未處理自來水與約25磅卿，約11kg)水泥成分混合，該水泥成分從混凝土、沙子及礫石或石子的乾燥混合物的同一 60磅(即，約27kg)袋中取得，該乾燥混合物作為quiKRETE? hoi銷售。用同一可攜式
攪拌器進行混合。然後將生成的漿料同樣放置在兩個芯樣筒罐中，這兩個芯樣筒罐具有與用於處理樣本相同的尺寸。
[0050]在混凝土漿料的成形中有引人注意的區別。用處理水形成的漿料批料比未處理水與混凝土成分反應得積極，這就是為什麼對於處理批料需要更多處理水。此外，對於已處理的批料，在固化期間更多水來到表面，使得用泥刀加工和精整操作更容易。
[0051]在上述兩種情況下，環境溫度都是約50° F (即，約10°C)。將芯樣在混合之後放置在外殼中，並且在約72° F (即，約22°C)下保持24小時。
[0052]樣本由AGEC Applied Geotech in Sandy, Utah進行破裂試驗。各樣本中的一個樣本在配料之後8天破壞，並且各樣本中的另一個樣本在配料之後28天試驗。給出如下結果:
[0053]樣本試驗抗壓強度最大負載
[0054]8 天破壞試驗-3`，290psi41, 2601bs.[0055]米用處理水的混凝土 227bar18, 755kg
[0056]8 天破壞試驗-1，690psi21, 2601bs.[0057]米用未處理水的混凝土 117bar9, 664kg
[0058]28 天破壞試驗-4，700psi59, OlOlbs.[0059]米用處理水的混凝土 324bar26,823kg
[0060]28 天破壞試驗-2，410psi30, 3001bs.[0061]米用未處理水的混凝土 166bar13, 773kg
[0062]因而，在8天後，用處理水製成的混凝土比用未處理水製成的混凝土，在抗壓強度和最大負載方面都強出194%。在28天後，用處理水製成的混凝土在抗壓強度和最大負載的試驗中，都比用未處理水製成的混凝土強出195%。也注意到，由處理水製成的混凝土 j基本沒有收縮，而由未處理水製成的混凝土具有引人注意的收縮。
[0063]經電氣處理的漿料
[0064]在本系統的另一個實施例中，在水已經與混凝土混合物和任何另外的粒料混合之後，將電流施加到混凝土漿料上。漿料的這種電處理可以是對於上論述的對水進行充電處理的附加性處理方式，或者可以作為上文中論述的對水進行充電處理的替代性處理方式。[0065]混凝土漿料可以在獨立單元中處理，或者可以被包括以作為在移動用途中混凝土卡車系統的部分。在混凝土卡車移動系統中，混合漿料可以放置在水泥卡車中，以便運輸到安裝現場。將配料漿料進給到在泵卡車上的料鬥中。料鬥具有攪拌器，該攪拌器將漿料在泵送之前驅動到料鬥的底部中。料鬥通過泵進給混凝土，該泵將壓力施加到管柱上，強迫混凝土漿料通過潤滑管。
[0066]現在參照圖5和6，其中示出了上文描述類型的直管系統400，不同之處在於，管402已經被適配成用以對漿料進行充電。圖5表示管402的縱向橫截面。圖6提供管402的橫向橫截面。如在圖6中能夠最清楚地看到的那樣，彎曲板404和406由粘合成分408和410粘合到管402的內側上。彎曲板優選地由鎢或其它導電材料製成，並且沿管402的顯著部分延伸。如圖5所示，將板404和406連接到DC電源的正和負引線上，該DC電源布置在卡車上，並且由車載發電機驅動。相應地，一塊板成為陽極，而另一塊板成為陰極。
[0067]隨著漿料在板402的內側上的長板404、406之間通過，由上文描述的電解調節過程對漿料進行充電。當漿料從卸料卡車管出來時，它已經根據本發明被處理。
[0068]用臭氧處理水
[0069]接下來，參照圖7，其中示出了本發明的過程和系統500，在該過程和系統500中，臭氧與電解分離地產生，並且直接注入到用來製造混凝土的水中。可以使用常規臭氧發生器502，如常規冷等離子臭氧發生器，該常規臭氧發生器502由常規電源504供電。在所示的實施例中，水管線輸入 506將水從主水管線帶到混合站508。來自臭氧發生器502的臭氧注入到混合站508中，所以水變得成注入有臭氧，如上文中論述的那樣。加載的水然後經管510泵送到常規批料混凝土設備512中，在該處，加載的水與混凝土混合物和任何另外的粒料和選擇性地其它成分相混合，並且然後為了在514處應用而輸出。
[0070]例2:使用臭氧發生器
[0071]如圖7所示，使用臭氧發生器進行試驗運行。使用常規臭氧發生器，即型號HP-200,由Ozone Solutions, Inc.1n Hull, 1wa製造的電暈放電單元。這種發生器在120伏特的電壓下在60周交流下操作，並且按200mg每小時的速率、在2_3psi (即，約
0.14-0.21bar)的壓力下提供臭氧。可以使用其它常規臭氧發生器，這些其它常規臭氧發生器非限制性地包括在www.0zonesolutions.com處發現的那些。
[0072]藉助於將來自臭氧發生器的臭氧通過擴散器注入到五加侖的水中約11小時，對水進行處理。然後將一加侖的處理水與60磅(即，約27kg)的QU丨KRETE?水泥成分相混合。生成的漿料表現出了優良的可成形性，並且被收集到在例1中論述的類型的三個樣本筒罐中。
[0073]將一加侖的未處理水與60磅(即，約27kg)的QUIKRETE?水泥成分相混合。
這樣生成的漿料，並未表現出與採用處理水而生成的漿料一樣好的可成形性。另外，其與採用處理水而生成的漿料相比，將水與水泥成分混合是更為困難的。
[0074]在混合之後六天，由CMT Engineering Laboratories in Salt Lake City 將樣本試驗。實驗記錄的結果表明，採用經臭氧處理的水而製成的混凝土樣本在3，064psi (BP,約211bar)下破裂。用未處理水製成的混凝土樣本在1，292psi (即，約89bar)下破裂。因而，用經臭氧處理的水製成的混凝土相對於標準混凝土產生137%的強度增大，或者與標準混凝土的237%—樣堅固。[0075]本發明的另一些實施例可以涉及將在本申請中所示的各個系統加以任意組合，以將水處理進一步增強。例如，參照圖8，可以將如圖7所示的水的臭氧化與如圖3所示的水的離子化相組合，以增進處理水的有效性。在該組合系統530中，由常規電源534供電的臭氧發生器532產生臭氧，將該臭氧引入到水中，這些水從主水管線536帶到混合站538。處理水然後經管540泵送到在圖3中所示的類型的電解系統542中，以對處理水進行增強。被增強的處理水然後經管544泵送到常規批料混凝土設備550，在該處，被增強的處理水與混凝土混合物和任何其它粒 料和選擇性地其它成分相混合，並且然後為了在552處應用而輸出。
[0076]應該理解，在圖中所示的處理順序也可顛倒，從而水首先穿過電解系統，並且然後用臭氧加載。
[0077]在電解槽中的經電處理的水
[0078]參照圖9，在本發明的另一個實施例中，使水在與混凝土混合物和任何另外的粒料混合之前，在常規電解槽600中經受充電。在這個實施例中，將水通過單向閥602泵送到槽中，並且隨後從輸入開口 604排出。銅板606和608在槽600中定位成彼此間隔開。發電機610具有輸出導線611和613，這些輸出導線611和613將DC電力提供給連接器612和614，這些連接器612和614分別連結到板606和608上。將正DC電力施加到板606上，使它成為陰極，並且將負DC電力施加到板608上，使它成為陽極。
[0079]槽600可以裝有其它物品，如推進器(未示出)，以使水在周圍運動，並由此增強系統的充電效果。可以按需要添加另外的板。此外，應該理解，在圖9中所示的槽系統可以與如圖3所示的電解動力流動系統、以及與如圖7和8所示的臭氧發生系統相組合。例如，可以使用動力流動系統對水進行加載，並且然後將水運輸到另一個地點以便批料處理。在該情形下，人們可能想使用如圖9所示的電解槽系統，以將電荷保持在水上，直到它可用於批料處理。
[0080]例3、4及5:用電解槽處理水
[0081]例3
[0082]將五加侖塑料槽用水充注。兩根電極連結到6,000瓦特DC電力發電機上，該DC電力發電機提供約30安培的電流。將電極插入到水中，並且通過將帶電電極放置到槽中約3至5分鐘對水進行處理。然後將處理水與一袋qUlKRETE?水泥混合物和與另外的粒料相混合，並且固化以形成改進型混凝土樣本。關於未處理水和相同的水泥混合物和粒料遵循相同的方法，以形成標準混凝土樣本。使用標準壓力(即，ps1、bar、等等)測量，改進型混凝土樣本表現出比標準混凝土樣本大25%的強度。兩個樣本都經受鹽、冷凍及解凍條件20天。在試用時段結束時，改進型混凝土樣本仍然完好，而標準混凝土樣本已經劣化成沙子和5樂石。
[0083]例4
[0084]使用參照例1所描述的相同手段，不同之處在於，12伏特、300安培電池充電器用來將電流通過電極施加到水槽上約20小時。大體實現相同的結果，這些結果表明，改進型混凝土樣本比標準混凝土樣本好得多。
[0085]例5
[0086]使用與參照例3公開的批料相同的批料的水、粒料及混凝土混合物。然而，標準未處理水用來形成混合物。在將各成分混合之後，在混合物仍然在可流動狀態下的同時，將在例3中描述的類型的電流施加到混合物上。結果是，改進型混凝土樣本比標準混凝土樣本僅堅固約5至7%。
[0087]如由上文可以看到的那樣，本發明的各個實施例相對於現有系統帶來了顯著的改進。水的充電(electrical charging)可以由在管流動系統中的電解、電解槽及任何其它常規電解系統進行。另外，可以使用臭氧發生器對水進行處理，以將臭氧引入到水中。此外，可以使用上述方法對混凝土漿料加以處理。也可以用上述各種方法(過程)的任何組合，在將水與水泥和/或混凝土混合之前對水加以處理，或者對水和水泥或混凝土的漿料加以處理。
[0088]上述方法(過程)中的任一種，雖然添加的成本非常少，但結果卻能使得混凝土的硬度方面和耐久性方面的性能有顯著的改善提高。
[0089]儘管上述實施例體現了本發明，但本領域的技術人員藉助於對本說明書和所附權利要求書、或所公開的發明的實施例加以實踐，將顯然可以得到其它實施例。本說明書和其中的實施例僅 僅是例示性的，本發明由權利要求書和其等效物限定。
【權利要求】
1.一種用來製造混凝土的方法，包括:用離子或臭氧對水進行處理，以形成處理水；以及將所述處理水與粒料和水泥相混合。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，處理包括在電解槽中對水進行處理。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，處理包括在水流過電解系統的同時使水受到電流的作用。
4.根據權利要求2所述的方法，其中，處理包括使水流過充電管系列。
5.根據權利要求4所述的方法，還包括將電荷施加到所述管系列中的每根管上，以在其上產生電荷。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，施加電荷包括將脈動直流施加到所述管系列中的每根管上。
7.根據權利要求4所述的方法,還包括用杆為充電管系列充電，該杆穿過所述充電管系列中的每根管的長度的一部分沿縱向延伸。
8.根據權利要求7所述的方法，其中，充電包括將電荷施加到在所述管系列中的每根管內的杆上。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，施加電流包括將電路的正分量施加到所述管系列中的每根管的一部分上、和將電路的負分量施加到在所述管系列中的每根管內的杆的一部分上。
10.根據權利要求1所述的方法，其中，對水進行處理包括用來自臭氧發生器的臭氧對水進行處理。
11.根據權利要求10所述的方法，其中，用來自臭氧發生器的臭氧對水進行處理包括用來自冷等離子臭氧發生器的臭氧對水進行處理。
12.—種用來製造混凝土的方法，包括:將水與水泥和/或粒料相混合，以形成漿料；用離子或臭氧對所述漿料進行處理，以形成處理漿料；以及澆注所述處理漿料，使得所述處理漿料能夠硬化成混凝土。
13.根據權利要求12所述的方法，其中，對所述漿料進行處理包括使所述漿料受到電流的作用。
14.根據權利要求12所述的方法，其中，對所述漿料進行處理包括將臭氧引入到所述漿料中。
15.一種用來製造混凝土的系統，包括:用來用離子和/或臭氧對水進行處理以形成處理水的裝置；以及用來將所述處理水與粒料和水泥相混合的裝置。
16.根據權利要求15所述的系統，其中，用來對水進行處理的所述裝置包括電解系統。
17.根據權利要求16所述的系統，其中，所述電解系統包括電解槽。
18.根據權利要求16所述的系統，其中，所述電解系統包括充電管系列，所述充電管系列配置成用以讓水從中流過。
19.根據權利要求18所述的系統，其中，所述管系列中的每根管具有杆，該杆在所述每根管的長度的一部分內沿縱向延伸。
20.根據權利要求18所述的系統，其中，在所述管系列中的每一根管配置成在其上具有由電流提供的電荷。
21.根據權利要求20所述的系統，其中，所述電流是脈動直流。
22.根據權利要求20所述的系統，其中，在所述管系列中的每一根杆上具有由所述電流提供的電荷。
23.根據權利要求22所述的系統，其中，所述電流具有正分量和負分量，所述正分量施加到所述管系列的一部分上，所述負分量施加到在所述管系列內的杆的一部分上。
24.根據權利要 求15所述的系統，其中，用來對水進行加載的裝置包括臭氧發生器。
25.根據權利要求24所述的系統，其中，所述臭氧發生器是冷等離子臭氧發生器。
【文檔編號】C25B9/00GK103687980SQ201280036479
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年6月13日 優先權日:2011年6月13日
【發明者】理察·西利·克萊頓, 麥可·D·韋爾奇, 傑登·託馬斯·奧爾森 申請人:理察·西利·克萊頓