用来制造混凝土和混凝土制品的方法和设备的制作方法
【专利摘要】一种用来制造混凝土的方法，其包括：用离子和/或臭氧对水进行处理，以形成处理水；以及将处理水与粒料和水泥相混合。一种用来制造混凝土的系统，其包括：用来用离子、臭氧和/或带电粒子处理充电水以形成处理水的装置；以及用来将处理水与粒料和水泥相混合的装置。
【专利说明】用来制造混凝土和混凝土制品的方法和设备
[0001]对于相关申请的交互参考
[0002]在35U.S.C§119 (e)下由此要求对于在2011年6月13日提交的、标题为“Concrete Product”的美国临时专利申请61/486，768和在2012年5月28日提交的、标题为“Processes and Apparatus forMaking Concrete Product and Concrete Product，，的美国专利申请N0.29/423, 060的优先权，这两个申请中的每一个申请的全部公开内容通过参考由此包括在这里。
【技术领域】
[0003]总体而言，本发明涉及用来制造混凝土和混凝土制品的方法和设备。更具体地说，本发明涉及使用水(该水已经用电力、电流及/或臭氧处理)来制造混凝土的方法和设备。
【背景技术】
[0004]混凝土用在各种工程建设项目中，包括商用和民用建筑物、公路、桥梁、塔、水坝、水池、停车场结构、管道、栅栏以及其它许多结构。在这样的结构中的混凝土的重要特性包括其耐久性、强度及寿命。这些特性会由混合混凝土时或在由混凝土构造结构的同时的各种因素、以及由外部因素损害，这些外部因素如混凝土对于冰、盐、化学制品及其它天然和人造物质的暴露。
[0005]关于强度，特别是对于由混凝土形成的竖向放置，如预制结构、墙壁及支柱，诸如钢筋和张力缆索之类的钢加强件通常用来增强竖向定向结构的抗拉强度。在水平放置中，如对于公路和地基，耐久性和寿命成为主要问题，因为混凝土结构更直接地暴露于雨、雪、冰、盐及其它化学制品。当暴露于这样的元素时，混凝土的退化会迅速地发生，导致劣化、剥落、凹坑及整体强度降低。当混凝土劣化时，其结构完整性、以及其外观会受到影响。
[0006]混凝土是复合建筑材料，该复合建筑材料主要包括粒料、水泥及水。粒料一般是粗砾石或碎石，该粗砾石或碎石混合有沙子。水泥典型地是钙、硅及铝的氧化物的混合物和硫酸盐的源，该硫酸盐通常是硫酸钙。水泥用作对于粒料的粘合剂。水是关键成分，因为它使材料能够流动，所以混凝土可在固化和硬化之前成形。水也使水泥能够粘合粒料，并且当固化时制成极硬材料。
[0007]已经进行了多种尝试，以增进混凝土的强度和耐久性。各种添加剂已经包括在混合物中，具有分散结果。一些添加剂为了其它原因而被包括。加速剂加速水合作用，阻滞剂使它变慢。增塑剂可用作水还原剂，而粘结剂促进在旧和新混凝土之间的粘结。
[0008]已经发现，粒料、水泥及水的比例影响混凝土制品的强度和耐久性。例如，如果使用较少的水，则一直到一个点，结果将一般是形成更强、更耐久的制品。更多的水将提供更自由流动的混凝土，但带有更高坍落度，并且会导致过早劣化。更粗的粒料一般倾向于增大混凝土的强度。然而，更大的粒料往往不像沙子一样均匀地分布，特别是在振动存在的情况下，这会贯穿混凝土引起不合期望的强度梯度。也已发现，在添加粒料之前将水和水泥预先混合，能够增大混凝土的抗压强度。[0009]尽管有上述改进，但耐久性和强度的问题仍然存在。弱化的混凝土、和它对于基础结构(如建筑物和桥梁)引起的损坏，可能是特别关键的问题，如在最近几年关于建筑物和桥梁的最终坍塌和造成的死亡和破坏现象中已经看到的那样。
【发明内容】
[0010]本发明涉及用来增大混凝土结构的强度、耐久性及寿命的方法和过程。在各个实施例中，本发明包括用来制造混凝土的方法。这样的方法包括对水进行加载(或充电)，以产生离子和/或其它带电粒子。所生成的水可以称作“加载的水”(charged water)。将加载的水与粒料和水泥相混合。另外，本发明涉及一种用来制造混凝土的系统，这种系统包括用来将水用离子和/或其它带电粒子加载以形成加载的水的装置、和用来将加载的水与粒料和水泥相混合的装置。
[0011]所公开主题的其它方法、以及各个方面的特征和优点，通过随后描述、附图及所附权利要求书的考虑对于本领域的技术人员而言将更为显明。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]在附图中:
[0013]图1是根据本发明的一种用来改进混凝土的系统的方块图；
[0014]图2是电气示意图，其中示出了变换器的一个实施例，该变换器可被包括在图1中所不的系统中；
[0015]图3是机械示意图，其中示出了管组(pipe bank)电解系统的一个实施例，该管组电解系统可被包括在图1中所不的系统中；
[0016]图4是机械图，其中示出了管组电解系统的另一个实施例，该管组电解系统可被包括在图1中所不的系统中；
[0017]图5和6是机械横截面图，其中示出了根据本发明用来将电荷施加到混凝土浆料上的实施例；
[0018]图7是方块图，其中示出了根据本发明的臭氧产生系统的使用；
[0019]图8是方块图，描绘根据本发明的、在图3中所示的管组电解系统和图7的臭氧产生系统的组合；而
[0020]图9表示根据本发明的电解槽。
【具体实施方式】
[0021]概述
[0022] 本发明的公开实施利用的一些过程将电流或电荷施加到水上，或者这些过程否则将离子引入到水中。这样的过程可以用来制备水，这种水用来制造混凝土，或者它们可以施加到在混合之后的混凝土浆料上。结果是产生明显地更为坚固和更为耐久的混凝土。虽然对于实现该结果的过程，尚未获得彻底的洞悉，但据信，在混凝土制造过程期间将电力施加到水或水混合物上，引起水的某种电解，就是说，将水分离成氢和氧成分。这些成分包括H+、0H' 03、02、H2、H202、H30+ 及多种其它成分。
[0023]这些成分中的大多数成分是不稳定的，并且迅速地与可得到的任何适当反应物反应，以形成更稳定分子。由于水中典型地具有杂质，所以施加电力时也可以由杂质产生离子。据信，在加载的水中存在的离子能够与水泥和粒料相互作用，以增强由浆料混合物进行的粘结过程。
[0024]作为例子，一些水泥具有硅酸三钙和硅酸二钙的组合，硅酸三钙和硅酸二钙这两者都是与粒料相组合的候选物。典型地，硅酸三钙比硅酸二钙反应更快、并且建造结构更快，因为硅酸三钙比硅酸二钙更可能粘合。结果可能是80-90%的硅酸三钙形成粘合，而只有约15-20%的硅酸二钙粘合。因而，不会充分地实现水泥的整个粘合潜力。
[0025]使用本发明的方法，如以上描述的那样，存在多种另外的离子，从而很高百分比的硅酸二钙将粘合得与硅酸三钙的粘合同样的好。结果是，能够产生的混凝土比由相同批料制备的标准混凝土坚固几乎两倍。因而，本发明具有使用水泥和粒料的普通批料制造极为坚固的混凝土的潜力。
[0026]上述各种不稳定成分中的一种不稳定成分，亦即03或臭氧，可以使用常规臭氧发生器(如电晕放电发生器或冷等离子发生器)独立于电解而产生。除臭氧之外，臭氧发生器可以产生离子和/或自由基。对于在本发明的方法中的使用，冷等离子发生器特别好地适于用来产生臭氧、和可能的离子和/或自由基，因为冷等离子发生器不需要相当大的电流，并且当它们用来形成臭氧时没有电弧或烧毁。
[0027]在一个实施例中，臭氧发生器可以与用来制造水泥的水流连通。结果，臭氧和可能的离子和/或自由基可以注入到水中。加载的水然后与其它材料相结合，主要是与可以用来制造混凝土的水泥和粒料相结合。在混凝土的各个成分(这些成分包括加载的水)结合之后，可以将混凝土在任何用途中浇注。
[0028]在另一个实施例中，在将水与水泥和其它材料(例如，粒料、形成混凝土的其它成分、等等)相混合之前，将水暴露于电荷或电流。电荷或电流施加到水上的方式可以按几种不同方式完成。电荷或电流可以作为交变电流、直流、或上述两者的某种变化而施加。在混凝土的各种成分(这些成分包括加载的水)相结合之后，可以将混凝土在任何用途中浇注。
[0029]在又一个实施例中，在水和用来制造混凝土的其它成分的一些或全部已经混合之后，可以将臭氧、离子和/或电荷或电流施加到混凝土浆料上。在再一个实施例中，在混凝土已经浇注之后的短时间内(即，在暴露混凝土的至少一些未固化的同时、在暴露混凝土的任何显著固化发生之前、等等)，可以将已经暴露于电荷或电流或暴露于臭氧的水通过喷射或其它措施添加到混凝土上。
[0030]因为臭氧加载器(ozone charger)提供臭氧、和可能的离子和/或自由基的方式，臭氧加载器可以在水与其它成分混合之前和/或在将水与其它成分混合之后，将水或水混合物加载。当水或水混合物流过被电气加载的元件(electrically charged
elements)-如被阴极加载的管(cathode-charged pipe)(该被阴极加载的管使水穿
过其行进、并且在该被阴极加载的管的内部具有被阳极加载的管(anode-charged tube))时，在水或水混合物中可以产生臭氧，或者可以将电荷(electrical charge)或电流(current)施加到水或水混合物上。作为一个可选择例，可`以在选定时间段内对于在静止水箱中的水产生臭氧、或者施加电荷或电流。
[0031]通过水管组(bank of water pipes)的电处理水
[0032]参照图1，该图是方块图，该方块图描绘水处理系统100，该水处理系统100用电来处理待在制造混凝土时使用的水。水在进口 104处作为未处理水流入水处理单元102中，并且在106处作为已经用电处理的水离开。电流由常规发生器120提供，如由220伏特交流(AC)发生器提供。一种这样的常规发生器是可以从General Electric Company以型号6wk2c购得的电焊机发生器。
[0033]由发生器120发生的电流经电线122提供给转换单元126，该转换单元126将来自发生器120的电力转换成适用于水处理系统100的电流类型。经处理的电力然后在电线128上流到水处理系统102。
[0034]图2是电气图，其中示出了作为全波整流电路的转换器单元126的一个实施例。四个二极管130-136在桥式电路中连接，从而将在140处所示的AC电力输入，整流成在142处所示的脉动直流(DC)电力，该脉动直流电力具有正和负DC分量输出。二极管130和132在接点131处串联连接，并且二极管134和136在接点135处串联连接。AC电力如所示的那样输入到接点131和135。二极管130和134在接点133处反向串联连接，并且二极管132和136在接点137处反向串联连接。通过在接点133和137处的输出连接得到脉动DC电力。输出1提供在142处所示的正脉动DC电力，并且输出2提供镜像负脉动DC电力(未示出)。
[0035]现在来看图3，该图更详细地示出一种形式的水处理单元102。示出了四根水处理管的管组200,在该管组200中，水依次通过四管单元202、204、206及208中的每根管。具体地说，管单元202包括空心管212，该空心管212连接在顶部帽盖222与基底帽盖232之间。另外的顶部帽盖224、226及228连接到管214、216及218的顶部上。另外的基底帽盖234、236及238连接到管214、216及218的底部上。实心杆242同心地布置在管212内，并且贯穿于管212的长度的大部分。另外的杆244、246、248分别布置在管214、216及218中的每一根管内。
[0036]水进口 250连接到基`底接点214，以使得水流通向管242。连接管252连接在管212的顶部帽盖222与下根管214的基底帽盖234之间。同样，另外的连接管254、256及258连接在相应管214、216及218的顶部帽盖224、226及228之间。连接管258从最后一根管单元258延伸，以将水引导出水处理管组200。
[0037]在管组200中，也设有导线，这些导线按电气串联方式连接四个管单元202、204、206及208。然而，在每个管单元中的电气连接是建立在进入杆的第一根中的第一输入、和进入管的最后一根中的第二输入的基础上的。因此，直到水流过各个管以将电流从每根杆引导到其相应管时，才有电流流动。
[0038]具体地说，电气输入导线260从外部电源(未示出)连接到在顶部帽盖222的顶部处的终端270中，该顶部帽盖222与管212相联。另一根导线262从在管212处的底部处的基底终端271延伸到在顶部帽盖224处的顶部终端272。导线264从在管214上的基底终端273延伸到在顶部帽盖226上的顶部终端274。另一根导线266从基底终端275延伸到在顶部帽盖228上的顶部终端276。最后，第二输入导线268延伸到用于水处理管组200的基底终端277。
[0039]可以看到，水依次流过管单元202、204、206及208。水流动在进口 250处开始，并且经基底帽盖232流入管单元202中，穿过管212向上流动，并且流出管252。水流动继续经基底帽盖234进入管单元204,穿过管214向上，并且从管254出去。接下来，水经基底帽盖236流入管单元206中，穿过管216向上流动，并且从管256流出。最后，水经基底帽盖238流入管单元208中，穿过管218向上流动，并且从管258流出。
[0040]施加的电流是来自在图2中所示的转换器的正和负脉动DC电力。相应地，在图2中所示的正脉动DC电力输出1和负脉动DC电力输出2分别连接到在图3中所示的输入导线260和输出导线268上。当水在管组200中正在流动时，脉动DC电力经导线260流入单元202中，在杆242中流过流动水，并且从导线262流出。电流继续经导线262流入到管单元204中，在杆244中流过流动水，并且从导线264流出。电流继续经导线264流入到管单元206中，在杆246中流过流动水，并且从导线266流出。最后，电流经导线266流入管208中，在杆248中流过流动水，并且流到第二输入导线268。
[0041]在相对于图1-3论述的上述系统中，在每个管单元之间的电气连接串联地布线，从而正脉动DC电力施加在管单元的一个导线输入处，并且负脉动DC电力施加在管单元的另一个导线输入处。DC电力的这种交变脉动作用使输入电流在第一输入导线260至第二输入导线268之间交变。相应地，在单元200中的杆和管在起阳极作用和起阴极作用之间交变，从而在管单元中的电解作用的极性正在不断地变换。结果是归因于电解的系统劣化的显著减小。
[0042]在图1-3中所示的系统的一个实施例中，各个管由铸铁制成，并且每根管是31英寸长且直径是2.5英寸。各个杆由铜制成，并且每根杆是31至36英寸长且直径是一英寸。由发生器120产生的AC电力可以是在220伏特下的5安培。水的泵送速度可以是4.5加仑(即17升)每分钟。使用这些参数，已经发现，使用在上述系统中加载的水制成的混凝土的硬度可以接近用未加载的水制成的混凝土的硬度的两倍。
[0043]应该认识到，几个因素起作用，这些因素包括管和杆的尺寸、施加的电流和电压的量、水的泵送速度、及水的电解质含量。重要的是，对全部这些变量加以平衡，以便实现水对于电流的最佳暴露，从而在水中产生所需量的带电离子，以增大所产生的混凝土的硬度。例如，供给电流可以在从4安培至124安培的范围内变化，并且如果需要的话，可以超出上述范围。泵送水的流量变化范围可以为从每分钟4加仑(即约15升)直到、甚至超出每分钟25加仑(即约95升)。泵和杆的尺寸和数量的变化范围可以无限制。
[0044]图4表示四个水管单元302、304、306及308的管组300，这四个管单元302、304、306及308具有与在图3中所示的水管单元202、204、206及208相同的水流动布置。唯一区别是，电气连接是并联而不是串联。具体地说，各个杆342、344、346及348中的每一根杆通过它们的相应顶部终端370、372、374及376分别连接到公共输入导线380上。类似地，各个底部终端371、373、375及377分别连接在管312、314、316及318中的一个管与公共输出导线382之间。
[0045]相应地管单元302、304、306及308按并联而不是按串联电气连接。已经确定，这种类型的电气连接使杆和管不能够在阳极和阴极之间变化。结果，管和杆的劣化比在图3中所示的串联连接系统显著地更迅速。
[0046]例1:使用被电气加载的(electrically-charged)水管的管组
[0047]使用在图3中所示的四根串联的被电气加载的水管的水处理管组进行试验运行。铸铁管每根是31英寸长，并且直径是2.5英寸。铜杆每根是36英寸长，并且直径是一英寸。由发生器120产生的AC电力是在220伏特下的约5安培。水的泵送速度是4.75加仑(SP，约18升)每分钟。
[0048]处理水穿过四根水管的管组，并且然后被收集，这需要约三分钟。处理水的量初始是2，000毫升(ml)(干燥体积的30%)，就是说，约0.5美加仑(即，约2升)。处理水立即与约25磅(即，约11kg)水泥成分混合，该水泥成分从混凝土、沙子及砾石或石子的干燥混合物的60磅袋中取得，该干燥混合物作为qu丨KRETE? 1101销售。然而，生成的批料太稠，所以施加500ml的更多处理水(总共干燥体积的41.7%),总共2，500毫升、或约0.66美加仑。用小型常规便携式搅拌器进行混合。然后将生成的浆料放置在两个芯样筒罐(4英寸(即，约10cm)直径、8英寸(即，约20cm)长度)中固化。
[0049]将1，800ml (干燥体积的30%)(或约0.48美加仑)的未处理自来水与约25磅卿，约11kg)水泥成分混合，该水泥成分从混凝土、沙子及砾石或石子的干燥混合物的同一 60磅(即，约27kg)袋中取得，该干燥混合物作为quiKRETE? hoi销售。用同一便携式
搅拌器进行混合。然后将生成的浆料同样放置在两个芯样筒罐中，这两个芯样筒罐具有与用于处理样本相同的尺寸。
[0050]在混凝土浆料的成形中有引人注意的区别。用处理水形成的浆料批料比未处理水与混凝土成分反应得积极，这就是为什么对于处理批料需要更多处理水。此外，对于已处理的批料，在固化期间更多水来到表面，使得用泥刀加工和精整操作更容易。
[0051]在上述两种情况下，环境温度都是约50° F (即，约10°C)。将芯样在混合之后放置在外壳中，并且在约72° F (即，约22°C)下保持24小时。
[0052]样本由AGEC Applied Geotech in Sandy, Utah进行破裂试验。各样本中的一个样本在配料之后8天破坏，并且各样本中的另一个样本在配料之后28天试验。给出如下结果:
[0053]样本试验抗压强度最大负载
[0054]8 天破坏试验-3`，290psi41, 2601bs.[0055]米用处理水的混凝土 227bar18, 755kg
[0056]8 天破坏试验-1，690psi21, 2601bs.[0057]米用未处理水的混凝土 117bar9, 664kg
[0058]28 天破坏试验-4，700psi59, OlOlbs.[0059]米用处理水的混凝土 324bar26,823kg
[0060]28 天破坏试验-2，410psi30, 3001bs.[0061]米用未处理水的混凝土 166bar13, 773kg
[0062]因而，在8天后，用处理水制成的混凝土比用未处理水制成的混凝土，在抗压强度和最大负载方面都强出194%。在28天后，用处理水制成的混凝土在抗压强度和最大负载的试验中，都比用未处理水制成的混凝土强出195%。也注意到，由处理水制成的混凝土 j基本没有收缩，而由未处理水制成的混凝土具有引人注意的收缩。
[0063]经电气处理的浆料
[0064]在本系统的另一个实施例中，在水已经与混凝土混合物和任何另外的粒料混合之后，将电流施加到混凝土浆料上。浆料的这种电处理可以是对于上论述的对水进行充电处理的附加性处理方式，或者可以作为上文中论述的对水进行充电处理的替代性处理方式。[0065]混凝土浆料可以在独立单元中处理，或者可以被包括以作为在移动用途中混凝土卡车系统的部分。在混凝土卡车移动系统中，混合浆料可以放置在水泥卡车中，以便运输到安装现场。将配料浆料进给到在泵卡车上的料斗中。料斗具有搅拌器，该搅拌器将浆料在泵送之前驱动到料斗的底部中。料斗通过泵进给混凝土，该泵将压力施加到管柱上，强迫混凝土浆料通过润滑管。
[0066]现在参照图5和6，其中示出了上文描述类型的直管系统400，不同之处在于，管402已经被适配成用以对浆料进行充电。图5表示管402的纵向横截面。图6提供管402的横向横截面。如在图6中能够最清楚地看到的那样，弯曲板404和406由粘合成分408和410粘合到管402的内侧上。弯曲板优选地由钨或其它导电材料制成，并且沿管402的显著部分延伸。如图5所示，将板404和406连接到DC电源的正和负引线上，该DC电源布置在卡车上，并且由车载发电机驱动。相应地，一块板成为阳极，而另一块板成为阴极。
[0067]随着浆料在板402的内侧上的长板404、406之间通过，由上文描述的电解调节过程对浆料进行充电。当浆料从卸料卡车管出来时，它已经根据本发明被处理。
[0068]用臭氧处理水
[0069]接下来，参照图7，其中示出了本发明的过程和系统500，在该过程和系统500中，臭氧与电解分离地产生，并且直接注入到用来制造混凝土的水中。可以使用常规臭氧发生器502，如常规冷等离子臭氧发生器，该常规臭氧发生器502由常规电源504供电。在所示的实施例中，水管线输入 506将水从主水管线带到混合站508。来自臭氧发生器502的臭氧注入到混合站508中，所以水变得成注入有臭氧，如上文中论述的那样。加载的水然后经管510泵送到常规批料混凝土设备512中，在该处，加载的水与混凝土混合物和任何另外的粒料和选择性地其它成分相混合，并且然后为了在514处应用而输出。
[0070]例2:使用臭氧发生器
[0071]如图7所示，使用臭氧发生器进行试验运行。使用常规臭氧发生器，即型号HP-200,由Ozone Solutions, Inc.1n Hull, 1wa制造的电晕放电单元。这种发生器在120伏特的电压下在60周交流下操作，并且按200mg每小时的速率、在2_3psi (即，约
0.14-0.21bar)的压力下提供臭氧。可以使用其它常规臭氧发生器，这些其它常规臭氧发生器非限制性地包括在www.0zonesolutions.com处发现的那些。
[0072]借助于将来自臭氧发生器的臭氧通过扩散器注入到五加仑的水中约11小时，对水进行处理。然后将一加仑的处理水与60磅(即，约27kg)的QU丨KRETE?水泥成分相混合。生成的浆料表现出了优良的可成形性，并且被收集到在例1中论述的类型的三个样本筒罐中。
[0073]将一加仑的未处理水与60磅(即，约27kg)的QUIKRETE?水泥成分相混合。
这样生成的浆料，并未表现出与采用处理水而生成的浆料一样好的可成形性。另外，其与采用处理水而生成的浆料相比，将水与水泥成分混合是更为困难的。
[0074]在混合之后六天，由CMT Engineering Laboratories in Salt Lake City 将样本试验。实验记录的结果表明，采用经臭氧处理的水而制成的混凝土样本在3，064psi (BP,约211bar)下破裂。用未处理水制成的混凝土样本在1，292psi (即，约89bar)下破裂。因而，用经臭氧处理的水制成的混凝土相对于标准混凝土产生137%的强度增大，或者与标准混凝土的237%—样坚固。[0075]本发明的另一些实施例可以涉及将在本申请中所示的各个系统加以任意组合，以将水处理进一步增强。例如，参照图8，可以将如图7所示的水的臭氧化与如图3所示的水的离子化相组合，以增进处理水的有效性。在该组合系统530中，由常规电源534供电的臭氧发生器532产生臭氧，将该臭氧引入到水中，这些水从主水管线536带到混合站538。处理水然后经管540泵送到在图3中所示的类型的电解系统542中，以对处理水进行增强。被增强的处理水然后经管544泵送到常规批料混凝土设备550，在该处，被增强的处理水与混凝土混合物和任何其它粒 料和选择性地其它成分相混合，并且然后为了在552处应用而输出。
[0076]应该理解，在图中所示的处理顺序也可颠倒，从而水首先穿过电解系统，并且然后用臭氧加载。
[0077]在电解槽中的经电处理的水
[0078]参照图9，在本发明的另一个实施例中，使水在与混凝土混合物和任何另外的粒料混合之前，在常规电解槽600中经受充电。在这个实施例中，将水通过单向阀602泵送到槽中，并且随后从输入开口 604排出。铜板606和608在槽600中定位成彼此间隔开。发电机610具有输出导线611和613，这些输出导线611和613将DC电力提供给连接器612和614，这些连接器612和614分别连结到板606和608上。将正DC电力施加到板606上，使它成为阴极，并且将负DC电力施加到板608上，使它成为阳极。
[0079]槽600可以装有其它物品，如推进器(未示出)，以使水在周围运动，并由此增强系统的充电效果。可以按需要添加另外的板。此外，应该理解，在图9中所示的槽系统可以与如图3所示的电解动力流动系统、以及与如图7和8所示的臭氧发生系统相组合。例如，可以使用动力流动系统对水进行加载，并且然后将水运输到另一个地点以便批料处理。在该情形下，人们可能想使用如图9所示的电解槽系统，以将电荷保持在水上，直到它可用于批料处理。
[0080]例3、4及5:用电解槽处理水
[0081]例3
[0082]将五加仑塑料槽用水充注。两根电极连结到6,000瓦特DC电力发电机上，该DC电力发电机提供约30安培的电流。将电极插入到水中，并且通过将带电电极放置到槽中约3至5分钟对水进行处理。然后将处理水与一袋qUlKRETE?水泥混合物和与另外的粒料相混合，并且固化以形成改进型混凝土样本。关于未处理水和相同的水泥混合物和粒料遵循相同的方法，以形成标准混凝土样本。使用标准压力(即，ps1、bar、等等)测量，改进型混凝土样本表现出比标准混凝土样本大25%的强度。两个样本都经受盐、冷冻及解冻条件20天。在试用时段结束时，改进型混凝土样本仍然完好，而标准混凝土样本已经劣化成沙子和5乐石。
[0083]例4
[0084]使用参照例1所描述的相同手段，不同之处在于，12伏特、300安培电池充电器用来将电流通过电极施加到水槽上约20小时。大体实现相同的结果，这些结果表明，改进型混凝土样本比标准混凝土样本好得多。
[0085]例5
[0086]使用与参照例3公开的批料相同的批料的水、粒料及混凝土混合物。然而，标准未处理水用来形成混合物。在将各成分混合之后，在混合物仍然在可流动状态下的同时，将在例3中描述的类型的电流施加到混合物上。结果是，改进型混凝土样本比标准混凝土样本仅坚固约5至7%。
[0087]如由上文可以看到的那样，本发明的各个实施例相对于现有系统带来了显著的改进。水的充电(electrical charging)可以由在管流动系统中的电解、电解槽及任何其它常规电解系统进行。另外，可以使用臭氧发生器对水进行处理，以将臭氧引入到水中。此外，可以使用上述方法对混凝土浆料加以处理。也可以用上述各种方法(过程)的任何组合，在将水与水泥和/或混凝土混合之前对水加以处理，或者对水和水泥或混凝土的浆料加以处理。
[0088]上述方法(过程)中的任一种，虽然添加的成本非常少，但结果却能使得混凝土的硬度方面和耐久性方面的性能有显著的改善提高。
[0089]尽管上述实施例体现了本发明，但本领域的技术人员借助于对本说明书和所附权利要求书、或所公开的发明的实施例加以实践，将显然可以得到其它实施例。本说明书和其中的实施例仅 仅是例示性的，本发明由权利要求书和其等效物限定。
【权利要求】
1.一种用来制造混凝土的方法，包括:用离子或臭氧对水进行处理，以形成处理水；以及将所述处理水与粒料和水泥相混合。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，处理包括在电解槽中对水进行处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，处理包括在水流过电解系统的同时使水受到电流的作用。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，处理包括使水流过充电管系列。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括将电荷施加到所述管系列中的每根管上，以在其上产生电荷。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，施加电荷包括将脉动直流施加到所述管系列中的每根管上。
7.根据权利要求4所述的方法,还包括用杆为充电管系列充电，该杆穿过所述充电管系列中的每根管的长度的一部分沿纵向延伸。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，充电包括将电荷施加到在所述管系列中的每根管内的杆上。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，施加电流包括将电路的正分量施加到所述管系列中的每根管的一部分上、和将电路的负分量施加到在所述管系列中的每根管内的杆的一部分上。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，对水进行处理包括用来自臭氧发生器的臭氧对水进行处理。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，用来自臭氧发生器的臭氧对水进行处理包括用来自冷等离子臭氧发生器的臭氧对水进行处理。
12.—种用来制造混凝土的方法，包括:将水与水泥和/或粒料相混合，以形成浆料；用离子或臭氧对所述浆料进行处理，以形成处理浆料；以及浇注所述处理浆料，使得所述处理浆料能够硬化成混凝土。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，对所述浆料进行处理包括使所述浆料受到电流的作用。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，对所述浆料进行处理包括将臭氧引入到所述浆料中。
15.一种用来制造混凝土的系统，包括:用来用离子和/或臭氧对水进行处理以形成处理水的装置；以及用来将所述处理水与粒料和水泥相混合的装置。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，用来对水进行处理的所述装置包括电解系统。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述电解系统包括电解槽。
18.根据权利要求16所述的系统，其中，所述电解系统包括充电管系列，所述充电管系列配置成用以让水从中流过。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述管系列中的每根管具有杆，该杆在所述每根管的长度的一部分内沿纵向延伸。
20.根据权利要求18所述的系统，其中，在所述管系列中的每一根管配置成在其上具有由电流提供的电荷。
21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述电流是脉动直流。
22.根据权利要求20所述的系统，其中，在所述管系列中的每一根杆上具有由所述电流提供的电荷。
23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述电流具有正分量和负分量，所述正分量施加到所述管系列的一部分上，所述负分量施加到在所述管系列内的杆的一部分上。
24.根据权利要 求15所述的系统，其中，用来对水进行加载的装置包括臭氧发生器。
25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述臭氧发生器是冷等离子臭氧发生器。
【文档编号】C25B9/00GK103687980SQ201280036479
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年6月13日 优先权日:2011年6月13日
【发明者】理查德·西利·克莱顿, 迈克尔·D·韦尔奇, 杰登·托马斯·奥尔森 申请人:理查德·西利·克莱顿