(57)【要約】  本発明は、改善された構造特性を有する様々なドライミックス建設材料および補助建設材料（ＤＭＣ）を製造するためのシステムおよびプロセスを開示する。前記システムおよびプロセスは、それらの粒子サイズおよび物理的特性に基づいて複数の原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）のうちの少なくとも１つを分類する材料分類ユニット（２０４）を使用する。これらの分類された原材料は、材料取扱区画（２６０）に別々に貯蔵され、エンドユーザの建築グレード要件に従って選択される。本発明はさらに、本発明の様々な構成要素の機能を制御する材料選択ユニット（２１０）の使用を含む。前記システムおよびプロセスはまた、フライアッシュ、高炉スラグのような産業廃棄物を再利用して様々な建設材料および補助建設材料を製造する容易な手段を提供する。
2019524505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
改良された工学的性質を有するドライミックス建設材料を製造するためのシステムであって、
複数の原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）を貯蔵するように適合された複数の原材料貯蔵区画（２０２）と、
前記複数の原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）のうちの少なくとも１つを複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）に分類するように適合された材料分類ユニット（２０４）であって、前記複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）は、複数の材料取扱区画（２６０）内に貯蔵される、材料分類ユニット（２０４）と、
複数の化学物質貯蔵ユニット（ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，．．．．．ＣＳｎ）に貯蔵された複数の化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）を有する化学物質分散ユニット（２２０）と、
前記複数の材料取扱区画（２６０）、前記複数の原材料貯蔵区画（２０２）、および前記複数の化学物質貯蔵ユニット（ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，．．．．．ＣＳｎ）と連携して動作する材料選択ユニット（２１０）であって、ユーザによって提供された建設材料グレードに従って、少なくとも１つの材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）、少なくとも１つの原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）、および少なくとも１つの化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）を選択するように適合された材料選択ユニット（２１０）と、
前記複数の材料取扱区画（２６０）、前記原材料貯蔵区画（２０２）、および前記複数の化学物質貯蔵ユニット（ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，．．．．．ＣＳｎ）のうちの少なくとも１つを混合ユニット（２４０）に接続する複数の搬送システムであって、前記混合ユニット（２４０）は、前記少なくとも１つの選択された材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）、前記少なくとも１つの選択された原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）、および少なくとも１つの化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）を混合して、ドライミックス建設材料混合物を製造するように適合されている、搬送システムと
を有するシステム。
【請求項２】
前記材料分類ユニット（２０４）は、少なくともふるい分けユニット、振動／回転ボールミル、エア分類システム、破砕スクリーニングユニット、またはそれらの組み合わせから選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記材料分類ユニットは、前記複数の原材料の各々の粒子サイズおよび／または粒子形状グレーディングに基づいて、前記複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）を提供するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記複数の化学物質は、セルロース系物質、デンプン物質、リグノスルホン酸塩、アルカリ金属群またはアルカリ土類金属群のステアリン酸塩、スルホン化ナフタレンホルムアルデヒド、ポリカルボン酸エーテル、添加組成物、アルカリ金属群の水酸化物塩、アルカリ土類金属群、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つから選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記材料選択ユニット（２１０）が、
ユーザインターフェース、データ記憶装置、計算プログラムおよびプロセッサを有する制御パネルであって、前記ユーザによって提供された前記建設材料グレードに従って複数のコマンドを生成するように適合された制御パネルと、
前記複数の原材料貯蔵区画（２０２）、前記複数の材料取扱区画（２６０）、前記複数の化学物質貯蔵ユニット（ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，．．．．．ＣＳｎ）に対して前記複数のコマンドを実行するためのコマンドパネルと
を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記ユーザインターフェースは、前記建設材料グレードを入力するための入力パネルを前記ユーザに提供する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記データ記憶ユニットは複数の建設材料データセットを有し、前記複数の建設材料データセットの各々は、コンクリート材料仕様、補助コンクリート材料仕様、補助セメント材料仕様、おがくず材料仕様、またはマッド材料仕様のうちの１つに対応する、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記複数の建設材料データセットの各々が、前記複数の原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）のうちの少なくとも１つの重量百分率比、前記複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）のうちの少なくとも１つの重量百分率比、前記複数の化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）のうちの少なくとも１つの重量百分率比、またはそれらの組み合わせから選択される、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記計算プログラムは、前記プロセッサと共に、前記ユーザによって入力された前記建設材料グレードを少なくとも１つの建設材料データセットと比較するように適合され、かつ前記入力された建設材料グレードに一致する前記少なくとも１つの建設材料データセットに従って前記複数のコマンドを生成する、請求項５に記載のシステム。
【請求項１０】
前記複数のコマンドは、前記コマンドパネルに伝達されて、前記複数の原材料貯蔵区画（２０２）、前記複数の材料取扱区画（２６０）、前記複数の化学物質貯蔵ユニット（ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，．．．．．ＣＳｎ）上で前記複数のコマンドを実行する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記複数のコマンドは、前記複数の原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）のうちの少なくとも１つの名称および重量百分率レベル、前記複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）のうちの少なくとも１つの名称および重量百分率レベル、前記複数の化学物質のうちの少なくとも１つの名称および重量百分率レベル、またはそれらの組み合わせから選択される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記複数のコマンドは、前記複数の搬送システムの上に複数の落下物を提供し、前記複数の落下物は、前記複数の原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．．Ｎ）のうちの１つの少なくとも落下物、前記複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）のうちの１つの少なくとも落下物、または前記複数の化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）のうちの１つの少なくとも落下物から選択される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記複数の落下物は、前記混合ユニット（２４０）内で混合されて、それにより前記ドライミックス建設材料混合物を生成する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記複数の原材料貯蔵区画（２０２）と並んで一体化された不純物および水分除去ユニットをさらに有し、前記不純物および水分除去ユニットは、前記複数の原材料からダストおよび水分を除去するように適合されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
改良された工学的性質を有するドライミックス建設材料を製造するためのプロセスであって、
複数の原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）を複数の原材料貯蔵区画（２０２）内に選択して貯蔵するステップと、
材料分類ユニット（２０４）により前記複数の原材料の少なくとも１つを複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）に分類するステップであって、前記複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）は、複数の材料取扱区画（２６０）に貯蔵される、分類ステップと、
複数の化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）を複数の化学物質貯蔵ユニット（ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，．．．．．ＣＳｎ）内に選択して貯蔵するステップであって、前記複数の化学物質貯蔵ユニット（ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，．．．．．ＣＳｎ）は、化学物質分散ユニット（２２０）に接続されている、選択して貯蔵するステップと、
少なくとも１つの原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）、少なくとも１つの材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）、および少なくとも１つの化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）を選択するステップであって、前記選択ステップは、ユーザにより材料選択ユニット（２１０）に提供される建設材料グレードに従って完了され、前記材料選択ユニット（２１０）は、前記複数の原材料貯蔵区画（２０２）、前記複数の材料取扱区画（２６０）および前記複数の化学物質貯蔵ユニット（ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，．．．．．ＣＳｎ）と協働して動作する制御ユニットおよびコマンドユニットを有している、選択ステップと、
前記少なくとも１つの選択された原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）、少なくとも１つの選択された材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）、および少なくとも１つの化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）を混合ユニット（２４０）によって混合するステップであって、それにより前記ドライミックス建設材料混合物を製造する、混合ステップと
を含むプロセス。
【請求項１６】
前記複数の原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）のうちの少なくとも１つを分類する前記分類ステップが、前記複数の原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）の各々の粒子サイズおよび／または粒子形状グレーディングに基づく、請求項１５に記載のプロセス。
【請求項１７】
前記材料分類ユニット（２０４）は、少なくともふるい分けユニット、振動／回転ボールミル、エア分類システム、破砕スクリーニングユニット、またはそれらの組み合わせから選択される、請求項１５に記載のプロセス。
【請求項１８】
前記複数の化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）は、セルロース系物質、デンプン物質、リグノスルホン酸塩、アルカリ金属群またはアルカリ土類金属群のステアリン酸塩、スルホン化ナフタレンホルムアルデヒド、ポリカルボン酸エーテル、添加組成物、アルカリ金属群の水酸化物塩、アルカリ土類金属群、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つから選択される、請求項１５に記載のプロセス。
【請求項１９】
前記制御パネルが、
ユーザインターフェースであって、前記ユーザが前記ユーザインターフェースを介して前記制御パネルに前記建設材料グレードを入力する、ユーザインターフェースと、
複数の建設材料データセットを有するデータ記憶装置であって、前記複数の建設材料データセットの各々は、建設材料仕様、補助建設材料仕様、補助セメント材料仕様、おがくず材料仕様、またはマッド材料仕様のうちの１つに対応する、データ記憶装置と、
前記ユーザによって入力された前記建設材料グレードを少なくとも１つの建設材料データセットと比較するように適合された計算プログラムおよびプロセッサであって、前記プロセッサは、前記入力された建設材料グレードと一致する前記少なくとも１つの建設材料データセットに従って前記複数のコマンドを生成し、前記複数のコマンドは前記コマンドパネルに伝達される、計算プログラムおよびプロセッサと
を有している、請求項１５に記載のプロセス。
【請求項２０】
前記複数の建設材料データセットの各々は、前記複数の原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）のうちの少なくとも１つの重量百分率比、前記複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）のうちの少なくとも１つの重量百分率比、前記複数の化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）のうちの少なくとも１つの重量百分率比、またはそれらの組み合わせから選択される、請求項１９に記載のプロセス。
【請求項２１】
前記コマンドパネルは、前記複数の原材料貯蔵区画（２０２）、前記複数の材料取扱区画（２６０）、前記複数の化学物質貯蔵ユニット（ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，．．．．．ＣＳｎ）上で前記複数のコマンドを実行する、請求項１９に記載のプロセス。
【請求項２２】
前記複数のコマンドは、前記複数の原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）のうちの少なくとも１つの名称および重量百分率レベル、前記複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）のうちの少なくとも１つの名称および重量百分率レベル、前記化学添加物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）のうちの少なくとも１つの名称および重量百分率レベル、またはそれらの組み合わせから選択される、請求項２１に記載のプロセス。
【請求項２３】
前記複数のコマンドは、複数の搬送システムの上へ複数の落下物を提供し、前記複数の落下物は、前記複数の原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．．Ｎ）のうちの１つの少なくとも落下物、複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）のうちの１つの少なくとも落下物、または前記化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）のうちの１つの少なくとも落下物から選択される、請求項２２に記載のプロセス。
【請求項２４】
前記複数の落下物は、前記混合ユニット（２４０）内で混合されて、前記ドライミックス建設材料混合物が生成され、前記ドライミックス構成材料混合物は、前記ユーザの要求に従って気密容器内に包装される、請求項２３に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンドユーザの建設材料グレード要件に従って種々のドライミックス建設材料（ＤＭＣ）を製造するためのシステムおよびプロセスに関する。具体的には、本発明は、様々なグレードのドライミックス建設材料を製造するために従来から使用されている建設原材料と共に様々な産業廃棄物材料を利用するシステムおよびプロセスを提供する。より具体的には、本システムおよびプロセスは、特定の構造建築物のための建築グレード選択、特定の構造建築物のための水要求量の推定、および特定の構造圧縮に必要な原材料の輸送および貯蔵の容易化などのエンドユーザの問題を解決する。
【背景技術】
【０００２】
世界中には、コンクリート、プラスター、強化おがくず（ｓａｗｄｕｓｔ）材料、鉄、鋼、ガラス、および／または木材など、インフラストラクチャ開発に使用される様々な種類の建設材料がある。これらの建設材料は、あらゆるインフラストラクチャ開発プロジェクトの最も基本的な成分である。さらに、コンクリート、プラスター、セメント強化おがくず材料などの前記建設材料および補助建設材料は、その性質において非常に用途が広く、すなわち、新しく混合したときには展性があるが、硬化すると強い。この多目的な性質は、家屋、高層ビル、高速道路、橋梁および他の同様のインフラストラクチャ建設プロジェクトにおけるそれらの使用を容易にする。
【０００３】
コンクリート、プラスターの多目的な性質を理解するためには、コンクリート材料の水和プロセスを理解することも重要である。水和プロセスでは、コンクリートとプラスター材料は、ドライミックス材料から固体構造塊に物理的変化を起こす。コンクリート材料の物理的性質のこの変化は、セメント質材料と水との間の化学反応によって起こる。水和プロセスは、乾燥コンクリートおよびプラスター材料を固体構造塊に固化させるだけでなく、不可逆的でもある。したがって、水が前記コンクリートおよびプラスター材料といつ混合されるかに関しては非常に重要である。
【０００４】
２０世紀後半まで、現場（サイト）ミックスコンクリート（ＳＭＣ）は、世界中でインフラストラクチャ開発を促進するための主要かつ唯一の方式であった。結局、伝統的に採用されているコンクリートの現場ミックスの方法は、もはや現在の社会経済的状況におけるコンクリート関連作業の生産および実施に対する大規模な要求に応えることができないことが判明した。また、高層ビルの出現、および高速軌道建設およびより高い品質基準の必要性により、それに応えるために現場ミックス建設材料を使用することは不可能になった。
【０００５】
後に、レディミックスコンクリート（ＲＭＣ）と呼ばれる別の概念が、上記のようなすべてのボトルネックを埋めるための効果的な解決策として浮上したが、ここで顧客が面するいくつかの問題は解決されると主張することもできるが、完全なワンストップ解決策をすべてのカテゴリの顧客に提供できるわけではない。現場で必要とされるコンクリートの量に関する限り、ＲＭＣは伝統的な現場ミックスコンクリートよりもはるかに有利であることが証明されているが、現場でのＲＭＣの遅延の場合のコンクリート品質の低下のような工程上の観点で依然として欠陥があった。また、ＲＭＣは、プラントからＲＭＣを集めて現場に運搬するトランジットミキサーであるトランスポート（トラック）を使用している。この方法もまた非常に高価である。
【０００６】
これにより、使用者が一定量の水をそれに添加した後にコンクリートおよび／またはプラスターミックスを使用することを可能にするドライミックスコンクリート（ＤＭＣ）の概念が導かれた。しかしながら、使用されるコンクリートおよび／またはプラスターの品質は、床、屋根、柱、および壁などの異なる建築要件によって異なり、したがって、種々の仕事のために種々のグレードのコンクリートを利用できないために既存のＤＭＣをすべての目的に使用することはできない。
【０００７】
既存の問題を解決するためには、ＳＭＣ用の「コンクリートおよび／またはプラスターの量」、ＲＭＣ用の「コンクリートおよび／またはプラスターの品質およびコストの問題」、およびＤＭＣ用の「コンクリートおよび／またはプラスターのグレードに応じた量と品質」などの問題を解決するのを助けることができるシステムが必要である。つまり、ＤＭＣを十分な量で提供するための手段と共に、特定の構造建築要件とユーザ要件を念頭に置いて製造されたＤＭＣ製品である。
【０００８】
以来、コンクリートは粗い砂利や砕石、石灰岩、花崗岩、砂などの微粒子などの天然資源から抽出された原材料を必要とする最も消費される建設材料である。したがって、コンクリートを製造するための原材料の取り出しは環境に悪影響を及ぼす。
【０００９】
他方、コンクリートおよび／またはプラスター材料を製造するための原材料として様々な産業からの廃棄物を利用することを提案する既存のコンクリート製造プロセスがある。しかし、このようにして製造されたコンクリートおよび／またはプラスター材料は、必ずしもエンドユーザのすべての要求を満たすわけではなく、したがってこの点では不合格である。さらに、産業廃棄物から製造されるそのようなコンクリートおよび／またはプラスター材料は、廃棄物の化学的および物理的特性に関して多くの知識を必要とする。したがって、一般の素人の人は、様々な産業廃棄物を利用することによって所望のコンクリートおよび／またはプラスター材料を必ずしも製造することができるわけではない。
【００１０】
さらに、そのような産業廃棄物の高排出によって引き起こされる環境汚染を克服するために様々な産業廃棄物を再利用することが常に望ましい。したがって、コンクリート、プラスター、強化おがくず材料、および／または補助建設材料などの様々な異なる種類の建設材料の製造などの有用な方法でそのような産業廃棄物を再利用することが求められている。
【００１１】
したがって、様々な建設材料の製造において出発原材料として様々な廃棄物材料を使用することができるシステムおよびプロセスもまた必要とされている。さらに、ユーザに優しく、環境に優しく、様々な種類の建設材料の採掘の負担を減らすことによって天然資源を保護するのにも役立つシステムおよびプロセスも必要とされている。
【００１２】
したがって、様々な産業廃棄物材料を使用することによって、ドライミックスコンクリート、プラスターおよび／または補助建設材料などの様々な異なるグレードの最も有用な建設材料を製造するシステムおよびプロセスが必要とされている。
【発明の概要】
【００１３】
したがって、本発明の観点は、ドライミックスコンクリートおよび／またはプラスターなど、エンドユーザの建築要件に従って構造特性を有するドライミックス建設材料（ＤＭＣ）を製造するためのシステムおよびプロセスに関する。さらに、前記ＤＭＣは、産業廃棄物を利用することによって調製され、ＤＭＣを環境に優しくし、ならびにユーザが望むグレードに従ってＤＭＣを提供する。
【００１４】
そのような建設材料を製造するための既存のシステムおよび方法に関して開示された様々な問題に鑑みて、本発明は、ユーザの要求に基づいて改善された構造特性を有するドライミックス建設材料を製造するだけでなく、様々な産業廃棄物材料の使用も利用する解決策を提案する。これらの廃棄物材料は、ドライミックスコンクリートおよび／またはプラスターなどの異なるグレードのドライミックス建設材料を製造する前にそれらの粒子サイズに基づいて分類される。したがって、既存のシステムおよび方法の問題を克服する。
【００１５】
本発明の一観点では、改良された構造特性を有するドライミックスコンクリートおよび／またはプラスターなどのドライミックス建設材料を製造するためのシステムが開示される。前記システムは、異なる供給源からの異なる原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）を貯蔵するように適合された複数の原材料貯蔵区画を有する。さらに、異なる原材料を複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）に分離または分類する材料分類ユニットを有する。分類のプロセスは、グレード、粒子サイズ、物理的状態、原材料の供給源などを含むが、これらに限定されない基準に基づいている。本発明の別の観点では、特定の原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）の形状が前記分類プロセスによって改善され、したがって本発明は、工学的性質が改善された建設材料を提供する。
【００１６】
一実施形態では、前記材料分類ユニットは、ふるい分けユニット、振動／回転ボールミル、サイクロン式分離装置などのエア分類システムなどを含むが、これらに限定されない。別の実施形態では、分類後に得られた材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）は、異なる材料取扱区画に貯蔵される。
【００１７】
一観点では、様々な化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）が、異なる化学物質貯蔵ユニット（ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，．．．．．ＣＳｎ）に貯蔵されている化学物質分散ユニットが使用されて、そのような化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）を前記ドライミックス建設材料（ＤＭＣ）に添加する。一実施形態では、添加される化学物質の量は、ユーザによって所望される建設材料のグレードに依存する。
【００１８】
本発明の別の観点では、材料選択ユニットは、材料取扱区画、原材料貯蔵区画、および化学物質貯蔵ユニット（ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，．．．．．ＣＳｎ）と連携して働く。材料選択ユニットは、ユーザの要求に応じてまたは自動的に製造される建設材料の種類を選択するための制御パネルと、ＤＭＣ材料を製造する工程を制御するためのコマンドパネルと、を有する。
【００１９】
一実施形態では、材料選択ユニットのコマンドパネルは、前記ＤＭＣ材料を製造するのに使用される原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）の量、化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）の量などを制御することによって工程を制御する。
【００２０】
一実施形態では、材料選択ユニットは、前記ＤＭＣ材料を製造するのに役立つ様々な構成要素を制御する。
【００２１】
別の実施形態では、プロセスは、ドライミックス建設材料（ＤＭＣ）を製造するプロセスを制御する材料選択ユニットによって生成されたコマンドを利用する。前記コマンドは、製造される建設材料の種類に基づいて異なり、したがってプロセスに必要な成分または原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）はそれに応じて変わる。
【００２２】
一観点では、生成されるコマンドは、原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）の流れを制御するように適合され、すなわち、利用される原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）の量は、材料選択ユニットによって生成されたコマンドによって制御される。
【００２３】
別の観点では、ドライミックス建設材料を製造するプロセスは、複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）のうちの少なくとも１つおよび原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）のうちの少なくとも１つと共に、混合ユニット内で混合された、化学物質分散ユニットからの化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）のうちの少なくとも１つを用いるステップを含む。
【００２４】
一実施形態では、ドライミックス建設材料を製造する本プロセスは、混合ユニットから製造されたドライミックス建設材料をサイロに移送する。原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）、化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）、ドライミックス建設材料などの搬送がコンベヤによって促進される。
【００２５】
したがって、本発明は、ユーザの要求に応じて構造特性が改良され、グレードが異なるドライミックスコンクリート、プラスターおよび／または補助建設材料などのドライミックス建設材料（ＤＭＣ）を製造するためのシステムおよびプロセスを提供する。
【００２６】
これは、本開示を特徴付ける新規性の様々な特徴と共に本発明の他の観点と併せて、添付の特許請求の範囲で詳細に指摘され、本発明の一部を形成する。本開示、その工程上の利点、およびその使用によって達成される特定の目的をより良く理解するために、本発明の例示的な実施形態が示されている添付の説明事項を参照されたい。
【００２７】
本発明の利点および特徴は、添付の図面と共に以下の詳細な説明を参照することによってより良く理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の様々な実施形態による、ユーザ側での実施と共にＤＭＣを生成するためのシステムを含む例示的な環境を示す図である。
【図２】本発明の様々な実施形態による、改善された構造特性を有するＤＭＣを製造するための様々な構成要素を含む例示的なブロック図である。
【図３】本発明の様々な実施形態による、ＤＭＣを製造するための例示的なフローチャートである。
【図４】本発明の様々な実施形態による、粒径に基づく原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）の例示的な分類を示す図である。
【図５】本発明の様々な実施形態による、異なる原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）の分類に基づく例示的なグレードの建設材料を示す図である。
【図６】本発明の様々な実施形態による、ＤＭＣがユーザの要求に基づいて製造される例示的なプロセスを示す図である。
【図７】従来の産業廃棄物原材料を利用してＤＭＣを製造するための原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）プロセス管理のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図面のいくつかの図の説明の全体を通して、同様の符号は同様の部分を指す。
【００３０】
例示の目的で本明細書に詳細に記載されている例示的な実施形態は、多くの変形を受ける。しかしながら、本発明はＤＭＣを製造するためのシステムに限定されないことを強調しなければならない。状況が示唆または好都合になる可能性があるので、均等物の様々な省略および置換が企図されるが、これらは本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく用途または実施を網羅することを意図していることが理解される。
【００３１】
本明細書および特許請求の範囲で使用される用語は、他に特定されない限り、建築および／または建設材料製造プロセスならびにそれに関わる機械の分野で一般に使用される意味を有する。具体的には、以下の用語は以下に示す意味を有する。
【００３２】
本明細書における単数形（「ａ」および「ａｎ」）は、量の制限を意味するのではなく、むしろ言及された項目のうちの少なくとも１つの存在を意味する。
【００３３】
「有する」、「備える」、「含む」という用語、およびそれらの変形は、構成要素の存在を意味する。
【００３４】
「アッシュ」または「フライアッシュ」という用語は、ここでは石炭火力発電所において産業廃棄物として発生する石炭燃焼生成物を指す。
【００３５】
「現場ミックス建築」、「レディミックス建築」および「ドライミックス建築」という用語は、以後に、それぞれ「ＳＭＣ」、「ＲＭＣ」および「ＤＭＣ」と互換的に呼ばれる。
【００３６】
「ドライミックス建設材料」という用語は、ここでは、建物構造物の建設、道路および走路舗装の建設、ダムおよび高架道路の建設、ならびに／あるいは地下および水中の構造物の建設などの様々な建設目的に使用される建設材料を指し、ドライミックスコンクリート、プラスターおよび／または強化おがくず材料などの材料を含む。
【００３７】
「補助建設材料」という用語は、ここではプラスター材料、補修用セメント混和剤、および／または強化セメント混和剤を指す。
【００３８】
「添加剤」という用語は、ドライミックス建設材料および補助建設材料の物理的および化学的特性を改善することができる合成もしくは天然の材料または化合物または薬剤を指す。
【００３９】
以下に言及する「ポゾラン活性」という用語は、当技術分野で理解されているように、水の存在下で水酸化カルシウムを結合する能力を意味することに留意されたい。
【００４０】
本明細書で言及する産業廃棄物には、火力発電所または低温燃焼装置、鉱業、高炉スラグからの産業廃棄物が含まれるがこれらに限定されない。
【００４１】
図１は、最終需要者の要求および要件に従ってドライミックス建設材料および補助建設材料（以後まとめて「ＤＭＣ」と呼ぶ）を製造するためのゼロエラーオペレーティングシステム（ＺＥＯＳ）の例示的なブロック図を示す。図１に示すように、最初に、特定の建設材料に関するユーザの要求がステップ（Ａ）によって表されるように決定される。特定の建設材料に関するユーザの要求には、これに限らないが、建築強度、熱／冷および／または水／領域などの建築使用環境、表面仕上げ、および／または建築設定期間などの建築仕様データが含まれる。
【００４２】
その後に、ステップ（Ｂ）で、ユーザは、ユーザインターフェースを介して、建設材料の需要および／または特定の構造物の構造要件に関する自分の入力を制御パネルに提供する。具体的には、ステップ（Ｃ）において、建設材料の前記ユーザ要求は、ユーザ自身によって、またはＤＭＣを製造するための本システムを操作している専門家によって直接入力される。前記入力は、要求される建築仕様データまたは建設材料および／または補助建設材料の要求される組成として提供することができる。
【００４３】
場合によっては、ユーザが建築仕様データの入力を制御パネルに提供すると、前記データは自動化サーバに転送される（Ｄ）。一実施形態では、ＤＭＣを生成するためのユーザ要件は、建築仕様データを分析し、最終用途に必要な様々な物理的および化学的建築基準を計算することによって前記自動化サーバ（Ｄ）によって決定される。そのような状況では、前記自動化サーバ（Ｄ）および前記複数のシステム構成要素（Ｅ）はドライミックス建築を準備するように適合されている。ここで、前記自動化サーバ（Ｄ）は、ユーザによって提供された建築仕様データに従って複数のコマンドを生成する。次に、前記複数のコマンドは前記複数のシステム構成要素に送信される。前記複数のシステム構成要素は、エンドユーザによって要求されるように、完全に乾いたドライミックス建築組成物を提供するために互いに協働して働くように適合される。
【００４４】
場合によっては、ユーザが建設材料および／または補助建設材料の必要な組成についての入力を提供すると、そのような情報は、カスタムＤＭＣを準備するために複数のシステム構成要素（Ｅ）に直接渡される。次いで、前記複数のシステム構成要素（Ｅ）は、エンドユーザによって要求される完全なドライミックス建築組成物を提供する。
【００４５】
一実施形態では、前記複数のシステム構成要素（Ｅ）は、複数の原材料貯蔵区画、材料分類ユニット、化学物質分散ユニット、材料選択ユニット、混合ユニット、および複数のコンベヤベルト／交互分散システムを含む。材料分類ユニットは、前記複数の原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）のうちの少なくとも１つを複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）に分類するように適合されている。さらに、前記複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）は、複数の材料取扱区画に貯蔵される。化学物質分散ユニットは、複数の化学物質貯蔵ユニット（ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，．．．．．ＣＳｎ）に貯蔵された複数の化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）を含む。前記複数のコンベヤベルトは、前記複数の材料取扱区画、前記原材料貯蔵区画、および前記複数の化学物質貯蔵ユニット（ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，．．．．．ＣＳｎ）を前記混合ユニットと接続するように適合されている。
【００４６】
さらに、前記複数の材料取扱区画、前記原材料貯蔵区画および前記複数の化学物質貯蔵ユニット（ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，．．．．．ＣＳｎ）は、微細建築骨材、粗建築骨材、セメント、化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）、および／または様々な産業廃棄物から得られる特別に分類された材料の複数の落下物（ｄｒｏｐｐｉｎｇ）を排出する。次いで、そのような複数の落下物は、複数のコンベヤベルト／交互分散システムによって運ばれ、混合ユニットによりドライミックス混合物に混合される。
【００４７】
一実施形態では、前記ドライミックス混合物は、硬化性を付与するためのセメント、ファイラとしての砂材料からの細骨材、ポゾラン活性を付与するためのフライアッシュおよび高炉スラグ、ならびに／または初期結合用の化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）を含む。さらに、前記ドライミックス混合物は、ドライミックスプラスター製品（ＤＭＰ）などのドライミックス建築補助製品として使用するのに適している。顧客が前記ドライミックスプラスターを必要とする場合には、前記ドライミックス混合物は、そのままで気密バッグ内に包装され、そしてユーザに輸送される。最後に、前記ドライミックス建設材料は、基準レベルの水分を確保した後に混合され、気密および防水バッグ（Ｆ）に包装される。さらに、本システムは所望の建設材料を製造するための閉鎖環境を提供し、前記閉鎖環境は水分を含まない建設材料を提供し、したがってシステム全体はゼロエラーオペレーティングシステム（ＺＥＯＳ）となる。そのようなプロセスは、構造特性が改善されているだけでなく、貯蔵および輸送が容易である長期持続性ドライミックス建設材料を提供する。
【００４８】
一実施形態では、製造されバッグ（Ｆ）に包装されたＤＭＣは、包装バッグ（Ｆ）に記載されているように特定量の水と混合した後に現場で利用される。最後に、前記ゼロエラーオペレーティングシステム（ＺＥＯＳ）は、最終顧客の要求および要件または特定の建築構造の建築仕様データに従ってドライミックス建設材料を提供する。
【００４９】
特定の実施形態では、図２は、改良された工学的性質を有するドライミックス建設材料を製造するのに適した様々なシステム構成要素を示す。前記システム構成要素は、複数の原材料貯蔵区画（２０２）、材料分類ユニット（２０４）、化学物質分散ユニット（２２０）、材料選択ユニット（２１０）、複数のコンベヤベルト（図示せず）、および原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）のうちの少なくとも１つ、複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）のうちの少なくとも１つ、材料選択ユニット（２１０）によって選択された化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）のうちの少なくとも１つを混合して、分配のためにサイロ（２７０）に貯蔵されるドライミックス構成組成物にするように適合された混合ユニット（２４０）を含む。
【００５０】
一観点では、図２に示すように、様々な供給源からの原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）がそれぞれの原材料貯蔵区画（２０２）に貯蔵される。例示的な実施形態では、原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）は、フライアッシュ（材料Ａ）、ＧＧＢＳ（材料Ｂ）、および砂、粉砕砂、スラグ砂などの細骨材（材料Ｎ）である。さらに、原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）は、それらのグレード、粒径、物理的状態、原材料の供給源などに従って、材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）として材料取扱区画（２６０）に貯蔵される。原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）は、材料分類ユニット（２０４）により材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）に分類される。
【００５１】
同様に、粗建築骨材（ＹおよびＺ）などである原材料（原材料Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ以外）もまた、材料取扱区画（２６０）に別々に貯蔵される。
【００５２】
これらの材料取扱区画（２６０）は材料選択ユニット（２１０）によって制御される。材料選択ユニットは、複数の原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）のうちの少なくとも１つの排出、複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）のうちの少なくとも１つの排出、および特定のグレードの建設材料を作るために必要とされる化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．．ＣＭｎ）のうちの少なくとも１つの排出を制御することを担当する。
【００５３】
本発明の一実施形態によれば、特定のグレードの建設材料に必要な原材料は、混合ユニット（２４０）内で混合される。少なくとも１つの原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）、複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）のうちの少なくとも１つが化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）のうちの少なくとも１つと共に混合されると、特定のグレードの建設材料の混合された混合物が形成される。化学物質分散ユニット（２２０）は、複数の化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）を有し、それらに限定はしないが、セルロース材料、デンプン材料、リグノスルホン酸塩、アルカリ金属群またはアルカリ土類金属群のステアリン酸塩、スルホン化ナフタレンホルムアルデヒド、ポリカルボン酸エーテル、アルカリ金属群またはアルカリ土類金属群の水酸化物塩などを含む。化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）は、材料選択ユニット（２１０）によって、製造が要求される建設材料のグレードに基づいて選択される。
【００５４】
例示的な実施形態では、改善された構造特性を有するＤＭＣを製造するためのシステムは、材料分類ユニット（２０４）、材料保持区画（２６０）、化学物質分散ユニット（２２０）、混合ユニット（２４０）、コンベヤ（図示せず）を制御するための材料選択ユニット（２１０）を使用する。すなわち、材料選択ユニット（２１０）は、自動化を使用して、ユーザ／現場の要件に従って改善された構造特性を有するＤＭＣを製造する。混合ユニット（２４０）で混合した後に形成されたＤＭＣは、発送および／または貯蔵のためにサイロ（２７０）に移送される。
【００５５】
一観点では、材料選択ユニット（２１０）は、制御パネルとコマンドパネルとを有する。制御パネルは、ユーザインターフェース（ＵＩ）として機能するプロセッサ実装機であり、コンピュータプログラムおよびコマンドパネル用の命令／コマンドを記憶するためのメモリなどのデータ記憶装置を有する。
【００５６】
一実施態様では、材料選択ユニット（２１０）の制御パネルはユーザの要求を受け取る。これらのユーザ要求は、プロセッサにインストールされたコンピュータプログラムを使用してプロセッサによって解析される。解析はユーザの要求に従って最も適している建設材料の種類を結論付ける。したがって、前記種類の建設材料の製造に関する様々なコマンドがコマンドパネルに送信される。
【００５７】
別の実施態様では、コマンドパネルは、原材料貯蔵区画（２０２）からの原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）の排出、材料取扱区画（２６０）からの複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）のうちの少なくとも１つ、複数の化学物質貯蔵ユニット（ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，．．．．．ＣＳｎ）からの化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）のうちの少なくとも１つの排出を担当する。さらに、コマンドパネルは、原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）、複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）、および化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）の流れを制御するように適合されている。さらに、コマンドパネルは、混合ユニット（２４０）、コンベヤ（図示せず）、およびＤＭＣを発送／貯蔵するためのサイロ（２７０）を制御する。
【００５８】
一観点では、骨材は、分離／分類が始まる前に乾燥システムを通して乾燥される。例えば、骨材は分類の前に乾燥されるか、または混合ユニット（２４０）で混合が行われる前に結合された水分を＜０．５％に保つ。
【００５９】
さらに別の例示的な実施態様では、材料選択ユニット（２１０）のコマンドパネルからのコマンドは、人間、または前記システムを操作することにおける専門家によって生成される。これにより、人間がプログラムによって生成されるものよりも優れたＤＭＣを生成するための専門知識を持っている場合にカスタマイズが可能になる。それに加えて、それは人間に材料選択ユニット（２１０）のＵＩによって生成されたコマンドを無効にすることを与える。
【００６０】
一実施形態では、前記材料分類ユニット（２０４）は、少なくともふるい分けユニット、サイクロン式分離装置、またはそれらの組み合わせから選択される。前記材料分類ユニット（２０４）は、原材料貯蔵区画（２０２）に貯蔵された前記複数の原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）のうちの少なくとも１つの粒径グレーディングに基づいて、複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）を提供するように構成される。
【００６１】
本発明の様々な実施形態によれば、図３に示すように、ドライミックス建設材料を製造するための図１のような環境のためのプロセス（３００）がステップ（３０２）で始まり、そこでコマンドパネルからコマンドを送信した後に材料選択ユニットがプロセス（３００）を開始する。上述のように、材料選択ユニットは、ユーザの要求を受け取り、適切なグレードの建設材料を製造するためのコマンドを生成する制御パネルを有する。これらのコマンドは、図２で説明したように、システムの様々なユニット、区画を制御するコマンドパネルによって実行される。
【００６２】
次のステップ（３０４）は、原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）を原材料貯蔵区画からグレード、サイズ、物理的状態、供給源などによって分離する材料選択ユニットの使用を含む。分離された材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）は別々の材料取扱区画に貯蔵される。一実施態様では、前記材料分類ユニットは、少なくともふるい分けユニット、サイクロン式分離装置、またはそれらの組み合わせから選択される。
【００６３】
一実施形態では、化学物質分散ユニットは、その中に格納された複数の化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）を有する。化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）は、セルロース材料、デンプン材料、リグノスルホン酸塩、アルカリ金属群またはアルカリ土類金属群のステアリン酸塩、スルホン化ナフタレンホルムアルデヒド、ポリカルボン酸エーテル、アルカリ金属群またはアルカリ土類金属群の水酸化物塩から選択される。ステップ（３０６）において、ユーザのために製造される建設材料の必要なグレードに基づいて、化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）が選択される。
【００６４】
ステップ（３０８）において、材料選択ユニットのコマンドパネルは、原材料貯蔵区画から混合ユニットへの原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）の流れを制御する。さらに、コマンドパネルは、化学物質分散ユニットからの化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）の流れと共に、材料取扱区画から混合ユニットへの材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）の流れも制御する。次いで、混合ユニットは、原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）、材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）、および化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．．ＣＭｎ）を混合することを担当する。
【００６５】
ステップ（３１０）において、ここでＤＭＣと呼ばれる、原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）、材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）、および化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）の混合された混合物は、発送および／または貯蔵のために混合ユニットからサイロに移送される。
【００６６】
ステップ（３１２）において、製造されたＤＭＣは漏れ防止バッグに包装されて現場に運ばれる。ステップ（３１４）において、バッグに処方された特定量の水を加えた後にＤＭＣが容易に利用される。
【００６７】
上記のプロセス（３００）は、ユーザ要求の収集、所望のグレードに従ったＤＭＣの製造、およびそのような製造されたＤＭＣの現場での利用を含む完全な環境を示すための単なる例示的な実施形態である。
【００６８】
本発明の一実施形態では、ＤＭＣを調製するためのシステムおよびプロセスは、ユーザ要求に基づいて建設材料のグレードを選択するために材料選択ユニットを使用する。材料選択ユニットは、ユーザの要求に従って最良のグレードの建設材料を特定するプログラムを実行する制御パネルを有する。制御パネルは、そのようなＤＭＣを製造するためにコマンドパネルが実行するためのコマンドを生成する。生成されたコマンドは、複数の建設材料データセットを有する。
【００６９】
例示的な実施形態では、前記複数の建設材料データセットの各々は、複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）の重量百分率レベル、複数の原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）の重量百分率レベル、化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）の重量百分率レベルまたはそれらの組み合わせから選択される。
【００７０】
本発明の一実施形態によれば、材料選択ユニット（２１０）のデータ記憶装置は、図４に示すように複数の建設材料データセットを含み、前記複数の建設材料データセットの各々は、図５に示されているようにドライミックス建築仕様に対応する。
【００７１】
図４に示すような建設材料データセットは、粒径に基づいて分離された例示的なデータセットである。このデータセットは、プラスター混合物、プレーンセメント建設材料、舗装建設材料などの様々なグレードのＤＭＣを製造するのに使用される。
【００７２】
様々なグレードの建設材料が図５に示されている。例えば、要件がＲＣＣ−Ｍ２０からＭ６０の場合には、図５の表を参照されたい。必要とされる成分は、セメント、細骨材代替品、ポゾラン活性を付与するためのポゾロナ、鉱物混和剤などである。関与する前記成分の割合は、図４に示すように表から選択される。
【００７３】
一実施形態によれば、本発明のシステムおよびプロセスは、ユーザによって入力された建築仕様を少なくとも１つの建設材料データセット（図５）と比較して、少なくとも１つの建設材料データセットに従って複数のコマンドを生成するように適合されたプロセッサと共に計算プログラムを有する材料選択ユニットを使用する。さらに、別の実施形態では、プロセッサと共に前記計算プログラムもエキスパートマニュアルインターフェースによって置き換えられる。前記エキスパートマニュアルインターフェースは、必要に応じて建築仕様を少なくとも１つの建設材料データセットと比較するための簡単な手段をユーザに提供する。したがって、本発明のシステムおよびプロセスは、ユーザが要求した建築仕様を少なくとも１つの建設材料データセットと比較するための自動および手動のインターフェースを提供する。
【００７４】
さらに別の実施形態では、前記複数のコマンドは、前記複数の原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）のうちの少なくとも１つの名称および重量百分率レベル、前記複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）のうちの少なくとも１つの名称および重量百分率レベル、前記化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）のうちの少なくとも１つの名称および重量百分率レベル、またはそれらの組み合わせから選択される。
【００７５】
一観点では、前記複数のコマンドは、複数のコンベヤベルトおよび／または代替分散システムの上で複数の落下物を提供し、前記複数の落下物は、複数のコンベヤベルトの上で複数の原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．．Ｎ）のうちの１つの少なくとも落下物、複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）のうちの１つの少なくとも落下物、または化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）のうちの１つの少なくとも落下物から選択される。
【００７６】
改善された構造特性を有するＤＭＣを製造するためのシステムおよびプロセスは、関与する構成要素および本発明のプロセスを制御するためのコマンドパネルを有する材料選択ユニットを利用する。コマンドパネルは、原材料貯蔵区画からの複数の原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）のうちの１つの少なくとも落下物、材料取扱区画からの複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）のうちの１つの少なくとも落下物、および／または化学物質分散ユニットからの化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）のうちの１つの少なくとも落下物の流れ／落下物を制御する。次いで、前記複数の落下物を混合ユニット内で混合し、ドライミックス建設材料を製造する。
【００７７】
本発明の一実施形態によれば、図６に示すプロセスは、図２の構成要素の例示的な作業を示す。プロセスはステップ（６０２）で開始し、そこで複数の原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）が異なる供給源からの複数の原材料貯蔵区画に貯蔵される。
【００７８】
次のステップ（６０４）は、図４に示すように、粒径に基づいて原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）の少なくとも１つを分類または分離する材料分類ユニットの使用を含む。
【００７９】
分離された原材料は、分離されていない原材料と共に、ステップ（６０６）で材料取扱区画に別々に貯蔵される。
【００８０】
様々な実施形態によれば、プロセス（６００）は材料選択ユニットによって制御される。ここで、材料選択ユニットは、ユーザ要求を受け取るように構成されているＵＩを含む制御パネルを有する。さらに、制御パネルは、データ記憶装置からのユーザ要求に基づいて特定のグレードの建設材料を識別するコンピュータプログラムを有する。データ記憶装置は粒径に基づいて様々な原材料を有し（図４のように）、このデータはユーザの要求に特有のＤＭＣの製造のためのコマンドを生成するために利用される。
【００８１】
ステップ（６０８）は、現場面積、場所（床、壁、屋根）、またはカスタム要求などを入力することを含む、ユーザ要求がどのように収集されるかを記述する。これらの要件は、材料選択ユニットの制御パネルのＵＩを通して収集される。
【００８２】
材料選択ユニットのコマンドパネルは、ユーザ要求に従って生成されるＤＭＣのグレードに関連して制御パネルによって生成された様々なコマンドを実行することを担当する。コマンドパネルは、原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）、材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）、化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，，．．．．．ＣＭｎ）の流れ、および本システムの混合ユニット、コンベヤなどの動作を制御する。したがって、ステップ（６１０）では、コマンドパネルは、異なる原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）、材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）、および／または化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）を調達し、それらを混合ユニット内で混合してユーザ要求に従ってＤＭＣを製造する。
【００８３】
製造されたＤＭＣは次にステップ（６１２）でサイロに移送され、そこでそれはバッグに入れて現場に発送されるかまたはさらなる使用のために貯蔵される。
【００８４】
例示的な実施態様では、ユーザが自分の現場で「プラスターミックス」を必要としている。ＤＭＣを製造する本システムおよびプロセスは、改善された構造特性を有する前記建設材料をユーザに提供する（図２および図６参照）。貯蔵区画（２０２）内の異なる原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）は、分類されて材料取扱区画（２６０）に貯蔵される。材料分類ユニット（２０４）によって分類される原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）はほとんどない。ユーザは最終製品として「プラスターミックス」を必要とするので、前記ＤＭＣが材料選択ユニット（２１０）の制御パネルを通して入力される。
【００８５】
制御パネルには、データ記憶装置から特定の建設材料データセットを選択するコンピュータプログラムが格納されている。選択された建設材料データセットに対応して、制御パネルはコマンドを生成し、それらを材料選択ユニット（２１０）のコマンドパネルに送る。コマンドパネルは、図２に開示されているようにシステムの様々な構成要素を制御するので、「プラスターミックス」の製造に必要な原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）、材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）および／または化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）を選択する。さらに、別の実施形態では、前記制御パネルも前記計算プログラムと共に、エキスパートマニュアルインターフェースによっても置き換えられる。前記エキスパートマニュアルインターフェースは、必要に応じて建築仕様を少なくとも１つの建設材料データセットと比較するための簡単な手段をユーザに提供する。
【００８６】
（図５参照）「プラスターミックス」を作るためには、セメント４００〜６００グラムについて、細骨材代替物６００〜８００グラム、通常のポゾラン（フライアッシュ／ＧＧＢＳに類似）２００〜３００グラムが必要である。（今度は図４を参照）また、細骨材代替物を製造するために、（０〜７５ｍｉｃ＋７５ｍｉｃ〜６００ｍｉｃ＋６００ｍｉｃ〜２．３６ｍｍ＋２．３６ｍｍ〜４．７５ｍｍ）の細骨材、（０〜１５０ｍｉｃ）のフライアッシュ、（０〜１５０ｍｉｃ）サイズのＧＧＢＳが、それぞれの材料取扱区画（２６０）から調達される。同様に、通常のポゾランについては、３２００〜４０００のブレインズ粒度のフライアッシュおよびＧＧＢＳが、材料取扱区画（２６０）から調達される。
【００８７】
図２に開示するように、材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）および／または化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）は、コンベヤ（図示せず）により混合ユニット（２４０）内に移送される。混合ユニット（２４０）は、材料選択ユニット（２１０）のコマンドパネルのコマンドによって選択された複数の材料サブクラス（Ａ１，Ａ２，Ａ３，．．．．．Ａｎ；Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，．．．．．Ｂｎ；Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，．．．．．Ｎｎ）のうちの少なくとも１つおよび／または化学物質（ＣＭ１，ＣＭ２，ＣＭ３，．．．．．ＣＭｎ）を混合して、生成されたＤＭＣ（プラスターミックス）をサイロ（２７０）に輸送する。
【００８８】
ユーザの要求に基づいて、製造されたＤＭＣは異なる容量のバッグのパケットであり、特定量の水をそれに加えた後にそれらが容易に利用できる現場に出荷される。
【００８９】
ＲＣＣ、舗装建設材料および他のＤＭＣについても、制御パネルによって生成され、材料選択ユニットのコマンドパネルによって制御される異なるコマンドによって、同じプロセスが繰り返される。
【００９０】
本発明の例示的な実施形態では、図７は、図６において先に開示した原材料プロセス管理ブロック図のためのステップごとの流れ７００を示す。
ｉ）天然の川砂（７０２）が特定の地域で豊富に入手可能であり、粗粒度およびグラデーションが所望の要件に完全に一致している場合には、そのような天然砂は、建設材料の製造のための細骨材として直接使用される。天然の川砂が存在しない場合は、粗粒度（ＦＭ）とグラデーションが望ましい要件を満たしていれば、砕石砂または鉄スラグ砂（７０２）を細骨材の全体または一部の代替として使用する（要件については図４を参照）。
ｉｉ）上記２つのパラメータが要件を満たしていない場合（７０４）は、細骨材を選別プラントに転送し、異なるフラクションを含む別々の砂サイロ（７０６）に貯蔵して、後に自動化プロセスによって混合してほぼ正確なＦＭとグラデーションを得て、さらに建設材料の製造に使用する。
ｉｉｉ）５〜１０ｍｍ（非ＶＳＩ材料）サイズの粗骨材は、２０ｍｍ未満の骨材などの他のサイズのフラクションの骨材と比較して、消費および／または生産率が非常に低い粉砕機（７０８）で豊富に利用できるフラクションである。
ｉｖ）砂製造／処理ユニット（７１０）を機能性として採用することを戦略的に計画している場合は、５〜１０ｍｍの骨材のこのフラクションは、加工砂を製造するための原材料（Ａ，Ｂ，．．．．．Ｎ）として使用することができる。
ｖ）処理された砂は次に選別ユニット（７０６）に送られ、その後異なるサイロに貯蔵され、後で適切な割合で混合され（７２４）、様々な性質および要件の建設材料製造のための所望の特性を実現する。これは、図７に示すステップごとの流れ７００の不可欠な部分を形成するカスタマイズされたプロセスである。これは砂処理ユニット（７１０）の主な出力となる。
【００９１】
ドライ建設材料の製造のためには、水分含有量の最大基準レベルを決定および／または設定しなければならないことも明らかである。具体的には、ドライ建設材料の製造のための水分含有量の前記基準レベルは、０．５％の最大レベルに設定される。さらに、原材料の水分含有量を、最終的なドライ建設材料用に設定されている水分基準レベルまで下げることが最も好ましい。例えば、水分基準レベルが最大レベル０．５％まで凍結されている場合には、原材料または骨材（特に細骨材）は、水分レベルを０．５％に下げるために予め設計された乾燥機内で乾燥されなければならない。
【００９２】
さらに、ドライ建設材料の製造中、閉鎖／半閉鎖環境を維持して、全製造プロセス中に水分レベルがそれ以上増加しないようにすることが最も好ましい。したがって、本システムは、所望の建設材料を製造するための規定された時間に依存した充填戦略を閉鎖／半閉鎖環境に提供する。前記時間に依存した充填戦略を有する前記閉鎖／半閉鎖環境は、ドライミックス建設材料の水分レベルがそれ以上増加しないことを確実にする。
【００９３】
一実施形態では、技術的に商業的に実行可能である効率的な燃料は、前記予め設計された乾燥機を動作させるために利用されなければならない。灯油または他の石油化学液体燃料は、やはりその比較的低い発熱量のために、商業的に実行可能であることが見出されていない。
【００９４】
慎重な検討と商業的分析の後に、非常に高い発熱量の石炭が前記予め設計された乾燥機を動作させるための原燃料として使用される場合には、そのような石炭燃焼は高品質の石炭灰も生成する。
ｖｉ）非常に高い発熱量（７１２）の石炭からのこの石炭灰（７１４）は、それをセメントまたは砂代替物として使用することの実現可能性についてその機械的および化学的特性について分析される。
ｖｉｉ）石炭灰がその元の状態で関連する基準を満たし、セメント代替物として適格であることが判明した場合には、それはフライアッシュサイロに直接注入されてセメント代替品として使用される。
ｖｉｉｉ）それがその特性のいくらかの変更を必要とすることが分かった場合には、石炭灰は粉砕／分類ユニット（７１６）に送られてもよく、それは灰をより粗いおよびより細かいフラクションに分離する。
ｉｘ）より粗いフラクションは、異なるフラクションの砂サイロに直接送られ、したがって後で適切な割合（７２４）で混合することによって使用され、細骨材の所望の特性を得て建設材料を製造する。
ｘ）より細かいフラクションは、フライアッシュサイロに送られ、建設材料の製造のためのセメント代替品として使用される。
ｘｉ）外部供給源（７２２）からのフライアッシュも、ステップｉ〜ｘを通して記載したのと同じプロセスにかけることができる。
ｘｉｉ）フライアッシュの代わりに粉砕粒状高炉スラグまたはＧＧＢＦＳ（７２６）が選択された場合には、図７のステップごとの流れ７００に示すように、ＧＧＢＦＳはステップｉ〜ｘを通して説明されたのと同じプロセスを受けることができる。
ｘｉｉｉ）セメント（７３０）は、確立された品質パラメータ、基本的には強度、地理的な利用可能性、会社の評判、および考慮される仕事の特定の技術的要件に基づいて適切に選択される。
ｘｉｖ）１０ｍｍ未満のサイズのＶＳＩ骨材、２０ｍｍの粗骨材、混和剤（粉末）は、標準的な混合設計に従って、加工された細骨材および加工されたセメント質材料と適切な割合で混合されているので、製造される建設材料の最適な品質を保証する。選択された骨材の形状が十分に許容可能であることを確認する。
ｘｖ）混和剤（７２８）はほとんどの場合粉体である。それらは、高度に機械的に設計されたシステムを通して、適切に設計されたドライディスペンサを通して中央ミキサーに分散される別々のビンに貯蔵される。
ｘｖｉ）したがって、図７に示すステップごとの流れ７００は、ユーザの要求に最も適したパラメータに基づいてドライミックス建設材料／モルタル／プラスター／スクリードを製造する。
【００９５】
本発明の特定の実施形態の前述の説明は、説明の目的で提示されている。それらは網羅的であることまたは開示された正確な形態に本発明を限定することを意図せず、明らかに多くの修正および変形が上記の教示に照らして可能である。実施形態は、本発明の原理およびその実際の用途を最もよく説明するために選択され説明され、それにより、当業者が、本発明および様々な変更を加えた様々な実施形態を企図される特定の用途に適したものとして最も良く利用することを可能にする。状況が示唆または好都合になる可能性があるので、均等物の様々な省略および置換が企図されるが、このような省略および置換は、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく用途または実施を網羅することを意図していることが理解される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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