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公開番号2025094176
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-24
出願番号2025048236,2022506741
出願日2025-03-24,2020-07-29
発明の名称セメントプレミキサ、コンクリート混合物を製造する装置及びセメント懸濁液の製造方法
出願人ソノクリートゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング
代理人弁理士法人有古特許事務所
主分類B28C 5/48 20060101AFI20250617BHJP(セメント,粘土,または石材の加工)
要約【課題】セメント懸濁液を製造するためのセメントプレミキサとそれを備えるコンクリート混合物の製造装置を提供する。
【解決手段】処理空間20を有する処理容器を備えるセメントプレミキサ1であって、処理容器は、側壁21と底部22と少なくとも一部が処理空間20内に突出する少なくとも1つの攪拌ユニット3.1、3.2を備え、攪拌ユニットは回転軸31を有するシャフト30に接続され、処理容器2は、少なくとも一部が処理空間20内に突出する少なくとも1つの超音波プローブ4と、超音波プローブ4に超音波を印加する超音波発振器42を備え、セメント供給用の少なくとも1つの第1の導入開口60と、プレミクスされたセメント懸濁液をコンクリートミキサ装置内に供給するための流体供給ライン7用の出口70を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
セメントプレミキサ(1)であって、
処理空間(20)を有し、側壁(21)と底部(22)とを備える処理容器(2)と、
少なくとも部分的に処理空間(20)内に突出し、回転軸(31)を有するシャフト(30)に接続された少なくとも１つの撹拌ユニット(3;3.1、3.2)と、
少なくとも部分的に処理空間(20)内に突出する少なくとも１つの超音波プローブ(4)と
、
少なくとも１つの超音波プローブ(4)に超音波を印加する少なくとも１つの超音波発振
器(42)とを備え、
２５Ｗ/ｃｍ
２
－２５０Ｗ/ｃｍ
２
の強度と１５μｍ－５００μｍの振幅で放出された超音波を調整するための制御及び/又は評価ユニット(9)を備えたセメントプレミキサにおいて、
セメントプレミキサは、セメント供給用の少なくとも１つの第１の導入開口(60)と、セメントプレミサ(1)によって提供されるセメント懸濁液のコンクリートミキサ内への流体
供給ライン(70)用の出口(70)を有することを特徴とするセメントプレミキサ。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
セメントプレミキサ(1)は、セメントプレミキサ(1)が、コンクリートミキサ(100)に接
続できるように、好ましくはフランジ(72)である機械的インターフェースを備えている、請求項１に記載のセメントプレミキサ(1)。
【請求項３】
少なくとも１つの超音波プローブが、処理容器(2)の側壁(21)を通して、少なくとも部
分的に処理空間(20)内へ突出する、請求項１に記載のセメントプレミキサ(1)。
【請求項４】
前記処理容器(2)は、軸対称、好ましくは回転対称の側壁(21)を有し、前記側壁(21)の
対称軸(23)は、前記撹拌ユニット(3;3.1、3.2)の回転軸(31)と平行に延びることが好ましい、請求項１又は２に記載のセメントプレミキサ(1)。
【請求項５】
側壁(21)は底部(22)に向かう半分部分に拡大部(25)を有し、該拡大部(25)が対称軸（23）と同心円状に側壁（21）の全周に沿って延びる、請求項４に記載のセメントプレミキサ(1)。
【請求項６】
少なくとも２つの超音波プローブ(4)、望ましくは３つ以上の超音波プローブ(4)が、処理空間(20)内に突出し、側壁(21)の対称軸(23)の周りにほぼ同じ角度で互いに分布する、請求項１乃至５の何れかに記載のセメントプレミキサ(1)。
【請求項７】
超音波プローブ(4)が側壁の拡大部(25)の領域に配置される、請求項１乃至６の何れか
に記載のセメントプレミキサ(1)。
【請求項８】
少なくとも１つの超音波プローブ(4)は長手方向の軸(41)を有し、該長手方向の軸(41)
が処理容器(20)の側壁(21)の対称軸(23)に対して５０°から７０°、特に５５°から６５°の角度で配置され、処理容器(2)の底部(22)の方向に配列されている、請求項１乃至７
の何れかに記載のセメントプレミキサ(1)。
【請求項９】
セメントプレミキサは、攪拌ユニット(3;3.1,3.2)を制御する制御及び/又は評価ユニット(9)を有しており、該攪拌ユニット(3;3.1,3.2)を１分間あたり２００回転から３００回転の速度で動作させる、請求項１乃至８の何れかに記載のセメントプレミキサ(1)。
【請求項１０】
セメントプレミキサのレベルを検出するレベルセンサ(8)を備える、請求項１乃至９の
何れかに記載のセメントプレミキサ(1)。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント懸濁液を製造するためのセメントプレミキサ、並びにそのようなセメントプレミキサを備えて、コンクリート混合物を製造するための装置、及びセメント懸濁液及び/又はコンクリート又はモルタル混合物を製造する方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
建設業においては、プレキャストコンクリート要素(コンクリート部材を予め工場で製
造し現地で組み立てること)が非常に重要であり、それは天候に左右されない生産である
ためである。プレキャストコンクリート要素は、年間を通じて高品質で製造することができる。しかし、現在の技術によるコンクリートの製造は、材料とエネルギーの大きな投入を伴う。効率的なプレキャスト生産工程を確保すべく、プレキャスト生産の所要時間を最小限に抑えるために、コンクリートは急速な強度の発現が必要である。急速な強度の発現は、一般的に、極めて反応性の高いポートランドセメントとコンクリートの熱処理によって提供される。しかし、極めて反応性の高いポートランドセメントは非常に高価であり、且つかなりの二酸化炭素排出量を有する。コンクリートの追加的な熱処理は、過熱された蒸気または熱油を使用して、熱風を伴う型枠内またはヒートチャンバー内で直接実施することができる。これはかなりの量の燃料を消費し、ひいてはＣＯ
２
の排出量が高くなる。また、生産された熱量の約１/３は鋼型加工の熱利用に利用されているため、化学反応を
加速させることもできない。
この問題は、Weisheit et al; Betonfertigteilherstellung (プレキャストコンクリート生産における熱回収の可能性), 2018, ibau, Weimar, Germany, Weimar, pp.1146-1153, Volume 1, ISBN 78-3-00-059950-7で取り上げられ、議論されている。
【０００３】
さらに、コンクリートの処理温度が高すぎると、構造的損傷を招き、コンクリートの耐久性にかなりの損失をもたらす可能性があるため、熱処理を任意に増加させることはできない。これは、Stark, Jochen; Wicht, Bernd (2013): Dauerhaftigkeit von Beton (コ
ンクリートの耐久性)
第２改訂版ベルリン: Springer Vieweg.などによって例証されている。
【０００４】
化学加速器を使用することで、圧縮強度を増やすことができる。しかしながら、化学加速器は他のコンクリート成分と負の相互作用を有し、熱処理の代替として経済的でない可能性がある。さらに、化学加速器によって達成される圧縮強度は、迅速且つ効率的な工程を維持するには、低温では不十分である。
【０００５】
ドイツ公開公報10 2017 206 660号は、高周波振動を利用してコンクリートミキサ内で
直接にコンクリート又はモルタル混合物を製造する装置を記載している。これらの高周波振動は、セメント、砂、砂利、グリット、可能であれば更なる混和材及び水を含むコンクリート又はモルタル混合物に伝達される。
ロシア特許2496748号及びロシア特許2533516号は、水及びセメント-水混合物を混合及
び超音波処理するための方法を記載する。ここで、これらの方法は、本発明に関連して、超音波パラメータの選択及び結果として生じる物理的効果において異なる。
【０００６】
前述の文献では、最大２.５Ｗ/ｃｍ
2
の強度が記載されており、これはいわゆる安定キ
ャビテーションの範囲に入る。これは、多くの音響サイクルにわたって、気体/蒸気泡が
成長し、その位置の周りで振動することを意味する。以下の論文を参照。Mason, Timothy
James; Lorimer, John Phillip (2002): Applied sonochemistry. Weinheim: Wiley-VCH
化学・加工での超音波の利用。
【０００７】
本発明では、はるかに高い集約度(２５Ｗ/ｃｍ
2
－２５０Ｗ/ｃｍ
2
)が、いわゆる一時的なキャビテーションを生成するように選択される。これは、ガス/蒸気泡が超音波場で成
長し、それらが大量のエネルギー(熱+圧力)を放出し、かくしてキャビテーションを発生
させる前に数音響サイクルだけ存在することを意味する。
さらに、ロシア特許2496748号、ロシア特許2533516号では、超音波処理中の周囲圧力の増加が提案されているが、本発明は、好ましくは、周囲圧力(１バール+/-０.１バール)で動作する。
【０００８】
ロシア特許2410237号は、本発明の開示の範囲で強度７*１０
４
Ｗ/ｍ
２
－７０*１０
４
Ｗ/ｍ
２
を開示しているが、超音波増幅は特定されておらず、また、分散及び/又は研磨セメントを目的としている。
【０００９】
本発明は、上記タイプのセメントプレミキサ及び上記タイプの方法を、このセメントプレミキサが既存のプラントに統合できるように説明することを意図しているが、一方、この装置を用いた方法は、コンクリートのより迅速で、より効率的で、費用対効果の高い強度の発現を可能にする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、請求項１の特徴を有するセメントプレミキサを提供し、請求項１２の特徴を有する装置を提供するとともに、請求項１６の特徴を有する方法を提供することによって、上記の問題を解決する。
（【００１１】以降は省略されています）

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