НАБОР ИЗ АРМИРОВАНИЯ ДЛЯ БЕТОНА И МЕТОК Российский патент 2012 года по МПК E04C5/07 B28C5/40 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу определения количества волокон для производства фибробетона и к способу для определения содержания и/или распределения волокон внутри фибробетона. Изобретение также относится к набору волокон для бетона и к структуре бетона, содержащей волокна для армирования.

Уровень техники

Для производства фибробетона или бетона, армированного армирующими волокнами, чрезвычайно важно подавать или дозировать точное количество армирующих волокон в смесь компонентов строительного раствора или бетона. Смешанные с бетоном волокна должны также быть однородно распределены для обеспечения надлежащего армирования и качества.

Уже предложено множество решений, таких как содержащиеся в ЕР-А-522.029 (WO 91/14551); ЕР-А-499.572; ЕР-А-499.573; DE 29714704U; DE-A-3.412.216; DE-A-4.427.156; FR-A-2.672.045, US-A-4,284,667 и US-A1-6,945,686 и многих других патентных документах.

Несмотря на существование множества решений, обеспечивающих подачу точного количества и типов волокон в бетон, а также улучшение однородности распределения волокон в бетоне, по-прежнему есть необходимость в дальнейшем улучшении дозировки и распределения волокон в бетоне.

Другой недостаток существующих решений состоит в том, что раз волокна находятся в бетоне, свежем или затвердевшем, трудно контролировать качество армированного волокнами бетона, т.е. не только правильный тип и количество волокон, которые применялись, но в особенности действительное распределение волокон внутри бетона. Чтобы удостовериться, что в бетон было дозировано и равномерно распределено правильное количество волокон, на месте проводятся тесты с размыванием. На это уходит много времени, требуется специальное оборудование, а результаты могут быть получены слишком поздно.

Существует аппарат, производящий неразрушающее тестирование магнитным полем, но это требует отливки бетона в форму. Для затвердевшего бетона по-прежнему применяется высверливание сердцевины из структуры. Эти тесты, однако, не могут применяться для стальных волокон, и невозможно постоянное измерение. Для бетона и других структур все более и более широко применяются не стальные волокна, такие как, например, волокна полипропилена. Существует срочная необходимость в механизмах контроля для проверки правильного типа, количества и распределения стальных и не стальных волокон в армированном бетоне, даже когда бетонная структура простояла годами.

JP 2005-330729 раскрывает применение радиометок в виде микросхем для обеспечения информации о бетонном элементе структуры, таким образом, что указанная информация не теряется и не наносит ущерба внешнему виду и работоспособности бетонной структуры. Поскольку с годами метка может изнашиваться и может неправильно срабатывать, в глубине бетонной структуры применяются две или более меток. Метки также могут прикрепляться к стальной арматуре, помещаемой в бетон. Однако указанные метки применяются исключительно для обеспечения информации о бетонной структуре как таковой. Информация предварительно сохраняется на метке, означая, что в качестве информации на метке сохранена пропорция и/или соотношение состава, но не обеспечивая никакой гарантии или контроля действительной пропорции и/или соотношения состава в бетоне.

Цель настоящего изобретения состоит в обеспечении информации об армированном волокнами бетоне после перемешивания и/или затвердевания.

Изобретение должно исключить вышеуказанные недостатки.

Цель изобретения - обеспечить армированный волокнами бетон и структуры из армированного волокнами бетона информацией.

Еще одна цель изобретения - обеспечить простой способ дозирования волокон в бетон.

Еще одна цель изобретения - обеспечить способ определения содержания и качества армирования бетона, например количества волокон, происхождения, распределения, концентрации и/или типа волокон.

Раскрытие изобретения

Изобретение относится к набору из армирования для бетона и одной или более меток, например меток радиочастотной идентификации. Метка содержит, по меньшей мере, информацию типа «Я здесь». В рамках общего контекста настоящего изобретения пригодной является метка, содержащая, по меньшей мере, информацию типа «Я здесь».

Изобретение также относится к бетону или бетонной структуре, содержащим волокна и одну или более метку радиочастотной идентификации.

Изобретение также относится к способу определения количества волокон для бетона, содержащему следующие стадии: а) обеспечение набора волокнами и одной или более метками радиочастотной идентификации (далее - РЧ идентификации или RFID) или другими подходящими метками, в котором количество меток РЧ идентификации показательно для количества волокон, например пропорционально количеству волокон; б) обеспечение считывающего устройства для считывания указанных меток РЧ идентификации; в) подсчет количества меток РЧ идентификации и г) обратно пропорциональное вычисление для определения количества указанных волокон.

Изобретение также относится к способу определения количества волокон в бетоне или бетонной структуре, содержащему следующие стадии: а) обеспечение бетона или бетонной структуры, содержащей набор с волокнами и одной или более метками РЧ идентификации, в котором количество указанных меток РЧ идентификации показательно для количества волокон, например, пропорционально количеству волокон; б) обеспечение считывающего устройства для считывания меток РЧ идентификации; в) подсчет количества меток РЧ идентификации и г) обратно пропорциональное вычисление для определения количества указанных волокон.

Изобретение, кроме того, относится к способу определения распределения волокон в бетоне или бетонной структуре, указанный способ содержит следующие стадии: а) обеспечение бетона или бетонной структуры, содержащей набор с волокнами и одной или более метками РЧ идентификации, в котором количество указанных меток РЧ идентификации показательно для количества волокон, например пропорционально количеству волокон; б) обеспечение считывающего устройства для считывания меток РЧ идентификации; в) определение распределения меток РЧ идентификации и г) обратно пропорциональное вычисление для определения распределения указанных волокон.

Изобретение также относится к способу идентификации волокон в бетоне или бетонной структуре, содержащему следующие стадии: а) обеспечение бетона или бетонной структуры, содержащей набор с волокнами и одной или более метками РЧ идентификации, в котором указанные метки РЧ идентификации несут информацию об указанных волокнах, б) обеспечение считывающего устройства для считывания информации с одной или более меток РЧ идентификации в указанной бетонной структуре; в) идентификация указанных волокон на основании указанной информации.

Метки РЧ идентификации также могут нести информацию об истории волокон: когда и где они были произведены, так что контроль качества может быть автоматизирован, а рекламации могут быть отслежены.

Метки, используемые в настоящем изобретении, содержат информацию не только о бетонной детали как таковой, но, в частности, об армирующих волокнах и расположении/распределении указанных волокон в бетоне. Указанная информация может быть заданной (например, тип волокна) или внутренней (распределение или расположение меток определяют распределение или расположение волокон в бетоне, принимая во внимание, что волокна и метки находятся в количественном соотношении друг с другом).

В системах предшествующего уровня техники, например JP 2005-330729, в противоположность настоящему изобретению, пропорциональность и/или соотношение смеси может быть сохранено в качестве информации на метке, тогда как настоящее изобретение распределяет метки РЧ идентификации в бетонную смесь так, что присутствие/расположение/распределение меток является действительной мерой для присутствия/расположения/распределения волокон в бетоне. Простой информации «Я здесь» на метках РЧ идентификации достаточно для указания расположения/распределения указанных меток. Приняв, что метки распределены в бетоне подобным образом, что и волокна, метки являются мерой для распределения волокон в бетоне.

Метки систем предшествующего уровня техники не распределены в бетонной структуре регулируемым способом и не служат целям, описанным выше.

Для обеспечения надлежащего качества армирования необходимо, чтобы волокна в армированном бетоне имели однородное распределение. Влияние меток РЧ идентификации по настоящему изобретению состоит в том, что качество смеси может быть проверено в реальном времени, например во время заливки, а также неразрушающим способом, т.е. после того, как бетон уложен. Это может быть достигнуто проверкой предпочтительного однородного распределения меток РЧ идентификации в бетоне, а не информации на метках как таковой. Детали из некачественного бетона, таким образом, могут быть незамедлительно идентифицированы, удалены и уложены заново. В самом простом случае метки РЧ идентификации только содержат информацию, например, «1», означающую «Я здесь». Настоящие метки РЧ идентификации содержат информацию о волокнах, а не только о бетоне, в отличие от систем предшествующего уровня техники.

Термин «бетонная структура» относится к бетонной структуре как таковой, но и к бетону, который еще не был уложен на окончательное (укладка на место) или промежуточное (предварительная укладка на заводе) местоположение. В одном примере бетонную структуру представляет бетонная смесь в грузовике. Данный объект находится после производства бетона, но до того, как из него изготовлена собственно конструкция. Таким образом, термин «бетонная структура» также включает в себя незастывший бетон.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан пример метки РЧ идентификации с таким же соотношением длина/диаметр, как и у волокна.

На фиг.2а показан другой пример метки РЧ идентификации с таким же соотношением длина/диаметр, как и у склеенных волокон, показанных на фиг.2b.

На фиг.3 показан вариант воплощения способа определения количества волокон в соответствии с изобретением.

На фиг.4 показан вариант воплощения способа определения содержания/распределения волокон в бетонной структуре, содержащей набор в соответствии с изобретением.

На фиг.5 показан пример системы связанных упаковок, содержащей набор в соответствии с изобретением.

На фиг.6 показана разгрузка бетона из грузовика, где считывающее устройство обнаруживает содержание меток РЧ идентификации и волокон внутри бетона.

Осуществление изобретения

Цель изобретения - обеспечить набор из армирования для бетона и одной или более меток. Метки могут быть распределены или рассредоточены в указанном бетоне вдоль указанных волокон, посредством чего присутствие указанных меток может определить количество и/или распределение указанных волокон в указанном бетоне. В одном варианте воплощения волокна имеют армирующие свойства, как, например, для армирования бетона в армированном волокнами бетоне.

Изобретение также пригодно для волокон, которые улучшают другие свойства бетона, включая усадку на ранней стадии, огнеупорность и ударопрочность, но не ограничиваясь ими. Более того, изобретение пригодно для стальных и не стальных волокон или других элементов, которые улучшают свойства любой структуры.

Волокна по изобретению могут быть любыми волокнами, изготовленными из стали, не стального материала или комбинации этих двух материалов. Обычно сюда включаются волокна, изготовленные из стали, полимеров, углерода, поливинилацетата, стекла и т.д.

Например, указанные волокна могут быть представлены волокнами DRAMIX® для армирования бетона, производимыми и продаваемыми заявителем. Патент US 6,945,986 заявителя раскрывает набор волокон для бетона.

Стальные волокна для армирования бетона обычно имеют длину в диапазоне от 3 мм до 60 мм, толщину в диапазоне от 0.08 мм до 1.20 мм и прочность на разрыв более чем 800 МПа, например, более чем 1200 МПа, например, более чем 2000 МПа. Стальные волокна предпочтительно снабжены анкеровкой для механического закрепления волокна в бетоне. Соотношение длина/толщина обычно лежит в диапазоне от 40 до 200. Концентрация волокон в бетоне может находиться в диапазоне от 10 кг/м³ до 80 кг/м³ или даже выше для специальных применений бетона, например, сверхвысококачественного бетона.

Термин «толщина» стального волокна относится к наименьшему размеру в сечении прямого стального волокна без анкеровки.

Термин «анкеровка» относится к любому отклонению от прямого стального волокна с унифицированным поперечным сечением, где отклонение помогает улучшить закрепление стального волокна в бетоне. Волокно может быть волнообразным или может иметь крючковатые и/или деформированные концы.

Стальные волокна могут быть или могут не быть обеспечены металлическим покрытием, таким как латунное, цинковое, или органическим покрытием, таким как полиамидное, или неорганическим покрытием, или сочетанием металлического покрытия с полимерным покрытием.

Наряду со стальными волокнами, в бетоне могут применяться не стальные волокна, как сами по себе, так и в сочетании со стальными волокнами. Примерами таких волокон являются стекловолокно, углеродное волокно, арамидное волокно, синтетические полимеры (например, полиолефин, полиэстер, полиамид, полипропилен или полисульфон). Например, синтетические полимерные волокна могут быть связаны вместе и обернуты при помощи дисперсного усадочного оберточного материала, такого как раскрытый, например, в WO-A-94/25702. Настоящее изобретение особенно подходит для изучения распределения не стальных волокон внутри конструкции.

Волокна могут быть использованы в растворах, таких как бетон, строительный раствор, штукатурка или асфальт. Волокна перемешиваются с бетоном, строительным раствором, штукатуркой или асфальтом в таких целях, как армирование или защита от огня. Основное требование состоит в однородности распределения волокон и в известном содержании или соотношении структур, как показано на примерах выше.

Волокна по изобретению могут иметь любую форму или соотношение длина/диаметр, например круглые, треугольные волокна, волокна в форме зигзага, сетчатые волокна или пучки волокон, или любую другую форму волокон, пригодную для применения для армирования в бетоне или бетонной структуре.

В другом варианте воплощения наборы для армирования бетона могут содержать армирующие структуры, отличные от волокон, такие, как стальные прутья/сетка, кабели предварительного напряжения или натяжения арматуры на бетон. Для обнаружения указанного армирования могут быть применены метки РЧ идентификации в соответствии с настоящим изобретением, означающие в простейшем случае информацию «Я здесь», либо близость расположения в бетонной структуре, либо просто присутствие, либо количество, либо распределение такого армирования внутри бетонной структуры. Такое применение может быть полезным, например, там, где армированный бетон должен укладываться дополнительно и не хочется ограничивать себя стальным армированием. Определение положения стального армирования внутри бетонной структуры очень полезно во всех видах применений. Для определения точного положения внутри бетонной структуры одна или более меток РЧ идентификации могут быть помещены, например, вдоль стального стержня.

Метки РЧ идентификации могут быть также использованы в сочетании с армирующими полосками в форме сетки или с армирующими скрепками для армирования горизонтальных и вертикальных соединений каменной кладки, такими как раскрытые в ЕР-В1-0719366 или в ЕР-В1-1528176.

Метки предпочтительно являются метками РЧ идентификации.

Радиочастотная идентификация - это метод автоматической идентификации, основанный на хранении и удаленном снятии данных с использованием устройств, называемых метками, РЧ идентификаторами, маркерами или транспондерами.

Автоматическая идентификация и сбор данных относится к методам автоматической идентификации объектов, сбору данных вокруг них и вводу этих данных непосредственно в компьютерную систему, т.е. без привлечения человека. Технологии, обычно рассматриваемые в качестве части автоматической идентификации и сбора данных, также включают в себя штрих-коды. Автоматическую идентификацию и сбор данных также обычно называют «Автоматическая идентификация», «Автоидентификация», и «Автоматический сбор данных». РЧ идентификация становится стандартом в системах автоматизированного сбора данных, идентификации и анализа по всему миру.

РЧ идентификация стала принятой технологией в таких областях, как логистика, маркировка, безопасность и управление производством. Первые применения можно найти в строительной индустрии, в результате чего данная технология призвана заменить транспортные накладные на метки РЧ идентификации, вмешанные в бетон.

Термин «метка РЧ идентификации» подразумевает любую метку РЧ идентификации, транспондерного или любого другого типа, которая представляет собой автоматическое устройство, которое передает (предварительно определенное) сообщение в ответ на полученный (предварительно определенный) сигнал в соответствии с вышеупомянутой технологией РЧ идентификации. Метки РЧ идентификации по изобретению могут также передавать непрерывные сигналы, подлежащие захвату любым приемником.

Термин «метка РЧ идентификации» следует понимать чрезвычайно широко как любую другую подходящую метку, обладающую способностью, по меньшей мере, посылать сигнал, посредством которого может быть обнаружено присутствие («Я здесь») или местоположение указанной метки. Будем называть это также информацией «1/0» или «вкл/выкл». Термин включает в себя метки радиочастотной идентификации, беспроводные чипы, магнитные материалы или чрезвычайно малые устройства любого другого вида, которые могут быть внедрены, например, в бетонную структуру и которые могут быть обнаружены в удобном диапазоне считывания снаружи указанной бетонной структуры. Термин «метка РЧ идентификации» также может означать сочетание указанных меток, например метки РЧ идентификации для возможности идентификации и мягкий магнитный провод для возможности определения количества и распределения.

Метка обычно может быть приклеена на волокно или другую подложку, хотя это не обязательно для случая с идентификатором.

Метка РЧ идентификации может содержать информацию любого вида, которая может быть считана посредством электромагнитного излучения.

Метки РЧ идентификации могут быть приложены или внедрены в продукт в целях идентификации с применением радиоволн.

Пассивные метки РЧ идентификации дешевле, чем активные метки, и не требуют технического обслуживания. Благодаря отсутствию встроенного источника питания метки РЧ идентификации могут иметь достаточно малые размеры, а значит, очень подходят для способов изобретения.

Чип метки РЧ идентификации содержит неразрушающиеся хранимые данные. Метки могут быть считаны с расстояния нескольких метров в зависимости от частоты и окружающей среды и за пределами линии видимости считывающего устройства.

Однако еще не существует мирового стандарта на частоты, используемые для технологии РЧ идентификации. Следовательно, для методов изобретения может оказаться необходимым использование различных типов меток РЧ идентификации в зависимости от страны, где они будут применяться.

Метки РЧ идентификации могут быть беспорядочными, отвечающими на все схожие запросы, или безопасными, требующими опознавания и контролируемыми обычным управлением паролями и выдачей ключа безопасности. Метка также может быть подготовлена для активации и деактивации в ответ на определенные команды считывающего устройства.

Информация, хранимая на метке РЧ идентификации, может быть организована несколькими способами: только для чтения, для однократной записи и многократного чтения и для записи-чтения. Метки также могут быть наделены способностью наблюдения, измерения и записи многочисленных условий окружающей среды при объединении с чувствительным элементом.

Полученные данные могут быть либо интерпретированы в реальном времени, либо сохранены на вычислительном устройстве. Полученные данные (например, данные идентификации) могут быть также использованы для связи с дополнительной информацией, подлежащей поиску через Интернет или специализированные базы данных.

В одном варианте воплощения метки РЧ идентификации несут основную информацию, которая позволяет обнаружение метки как таковой, например, посредством посылания сигнала «Я здесь». В этом случае может также применяться метка РЧ идентификации, не содержащая чип, или любые другие метки, отличные от меток РЧ идентификации, например материалы со специальными магнитными свойствами или любыми другими характеристиками, которые позволяют обнаружить их присутствие. В другом варианте воплощения метки РЧ идентификации несут также другую информацию, относящуюся или не относящуюся к волокнам.

Цель изобретения - обеспечить набор волокон для бетона и одну или более меток РЧ идентификации, в котором указанные метки РЧ идентификации несут информацию об указанных волокнах.

В зависимости от применения, набор может содержать одну или более меток РЧ идентификации. Одной метки может быть достаточно для обнаружения, например, набора как такового или идентификации определенного вида информации в наборе. Для обнаружения, например, количества или распределения волокон может потребоваться более одной метки РЧ идентификации или другого типа метки.

Метки РЧ идентификации обычно работают на высоких (например, 13.56 МГц) и сверхвысоких (например, от 856 до 960 МГц) частотах. Другие метки могут использовать низкие частоты (например, 132 кГц) и имеют диапазон считывания, который гораздо шире, например область считывания 100×100 футов. Другие подходящие метки могут содержать магнитные материалы, вещества со специальными магнитными свойствами (например, магнитомягкие), химически обработанные подложки и т.д.

Метки РЧ идентификации в наборе по изобретению, подлежащие добавлению в бетон или бетонную структуру, могут хранить любую информацию, относящуюся к бетону, но особенно относящуюся к волокнам. Примеры включают такие параметры идентификации продукта, как длина, диаметр, соотношение длина/диаметр, происхождение и тип, но не ограничиваются ими.

Метки РЧ идентификации в наборе по изобретению могут также хранить информацию «контрольная сумма», или метаданные о наборе меток РЧ идентификации. Посредством нее можно проверить, все ли метки, которые должны быть в бетоне, в действительности прошли. Информация о метках может храниться в отдельной метке «контрольная сумма» или в сети. Метаданные обеспечивают информацию о возможной потере или о поврежденных метках РЧ идентификации.

Метки РЧ идентификации по изобретению могут также хранить любой тип информации, не имеющей отношения к волокнам, например, имеющей отношение к бетонной структуре как таковой или относящейся к любому другому аспекту сооружения, такому как логистика, производство или любому другому типу информации.

Метки РЧ идентификации по изобретению могут нести одинаковую или разную информацию. Набор по изобретению может содержать, например, несколько меток, несущих одинаковую информацию, и одну или более меток, несущих разную информацию.

Метки РЧ идентификации могут хранить один или более типов информации на одной и той же метке.

Настоящее изобретение позволяет применять самые простые и самые дешевые метки РЧ идентификации, несущие лишь информацию «вкл/выкл». Местоположение/распределение указанных меток обеспечивает информацию об армированном бетоне, и это в отношении (распределения) армированных волокон. Любой другой тип меток, отличный от РЧ идентификации, может быть также применен для обеспечения этой простой функциональности.

В одном варианте воплощения набор по изобретению содержит метки РЧ идентификации, имеющие такое же соотношение длина/диаметр, что и волокна. В этом случае, распределение меток РЧ идентификации служит хорошей мерой для распределения волокон, поскольку метки будут распределены в бетоне подобным образом, что и волокна. В другом варианте воплощения набор по изобретению содержит метки РЧ идентификации, форма которых отлична от формы волокон.

В предпочтительном варианте воплощения изобретения метка РЧ идентификации имеет такое же или подобное соотношение длина/диаметр, что и волокна или набор волокон. Приемлемое соотношение подобия находится в пределах от 10 до 20%. Причину можно объяснить следующим образом. В технике известно, что соотношение длина/диаметр волокна является важным параметром, влияющим на распределение волокон в бетоне. Имея метку РЧ идентификации с таким же соотношением длина/диаметр, что и волокна, метки РЧ идентификации распределятся таким же образом, что и волокна в бетоне, так что определение местоположения меток РЧ идентификации в бетоне даст информацию о местоположении волокон в бетоне.

В одном варианте воплощения изобретения предварительно определенные количество и тип армирующих волокон дополнительно содержит предварительно определенное количество и тип одной или более меток РЧ идентификации. Количество и/или тип меток РЧ идентификации может, таким образом, быть индикатором количества и/или типа волокон. В одном варианте воплощения изобретения количество одной или более меток РЧ идентификации пропорционально количеству указанных волокон.

Метки РЧ идентификации могут также хранить любой тип информации, относящийся к набору, или пакету волокон и меток, где обычно одна метка РЧ идентификации может идентифицировать пакет волокон, или определенное количество меток РЧ идентификации могут идентифицировать определенное количество или тип волокон.

Метки РЧ идентификации в наборе могут быть зафиксированы или прикреплены к одному или более волокнам, или могут быть добавлены отдельно от волокон к набору. Метки РЧ идентификации могут быть сгруппированы вместе в пакете и в таком виде добавлены в набор.

В одном варианте воплощения может быть возможно, что набор становится набором как таковым только уже в бетонной смеси. Вначале могут быть добавлены волокна, а во время или после этого, по мере того, как будет установлен «логический» набор волокон и меток РЧ идентификации - соответствующие метки РЧ идентификации.

Идентификаторы, в особенности метки, могут быть отпечатаны непосредственно на волокнах, а могут быть отпечатаны на наборе как таковом.

Набор может содержать одинаковые волокна, а может содержать различные типы волокон. В одном примере различные метки РЧ идентификации могут быть добавлены для идентификации различных типов волокон в наборе.

Метки РЧ идентификации могут быть также распределены в волокна по весу, например, одна, или две, или три, или более меток на килограмм волокон.

Далее приведены другие примеры волокон и меток.

В одном примере каждое волокно или тип волокна содержит метку РЧ идентификации, идентифицирующую волокно.

В другом примере каждый подпакет волокон содержит одну или более меток РЧ идентификации, идентифицирующих подпакет. Подпакетом может быть набор волокон, склеенных вместе, как в патенте US 4,284,667 заявителя. Метка РЧ идентификации может быть также вклеена в подпакете или отпечатана на нем.

В другом примере подпакет может представлять собой одиночный мешочек в пакете волокон в виде цепочки, как в патентной заявке US 6,945,686 A1 заявителя.

Еще в одном примере одна или более меток РЧ идентификации могут быть помещены вместе с волокнами в тот же самый мешочек, или в другой мешочек пакета в виде цепочки с регулярными интервалами в цепочке. Тогда метки РЧ идентификации будут идентифицировать волокна в предыдущем или последующем пакете(ах) между интервалами.

В случае одноразового упаковочного материала для волокон метки РЧ идентификации могли бы быть также прикреплены к одноразовому упаковочному материалу или отпечатаны на нем.

Опытному специалисту ясно, что имеется множество примеров того, как связать одну или более меток РЧ идентификации с одним или более волокнами и так сформировать набор.

Метки РЧ идентификации, или идентификаторы, являются только одним примером меток, пригодных для метода по изобретению. В другом примере вместо меток РЧ идентификации в тех же целях могут применяться транспондеры. Другие примеры включают в себя любой тип меток, который подходит для обеспечения информации «Я здесь» или «Я здесь и я знаю, кто я» по отношению к устройству обнаружения.

Метки РЧ идентификации по изобретению могут иметь различные формы.

Транспондер РЧ идентификации по изобретению может быть упакован в метку РЧ идентификации множеством различных способов. В одном примере он может быть установлен на подложке для создания метки. В другом примере он может быть вложен между липким слоем и бумажной этикеткой по типу сэндвича для создания печатной этикетки РЧ идентификации, или умной этикетки. Транспондеры также могут быть встроены в пластиковую карту или специальную упаковку для противостояния нагреву, холоду или жестким условиям.

В целях способа изобретения метка РЧ идентификации должна быть пригодна для сохранности в бетонной среде. Метки РЧ идентификации по изобретению предпочтительно устойчивы к щелочной среде и сильным механическим ударам во время перемешивания, подачи насосом и укладки.

Набор по изобретению может быть помещен в пакет, коробку, цепочную упаковку, обертку, связующий элемент или любое другое средство для удержания волокон и меток РЧ идентификации вместе.

Обычно наборы могут быть упакованы в большие пакеты или большие коробки по 1100 кг стальных волокон.

Другая упаковка предусматривает растворимые и не растворимые в воде пакеты среднего размера в 20 кг.

Могут использоваться малые пакеты от 100 г до 2 кг. Эти малые пакеты могут быть изолированы или могут образовывать систему связанных упаковок.

Существуют метки РЧ идентификации и считывающие устройства для различных частот. Метки РЧ идентификации по изобретению могут использовать низкие, высокие, ультравысокие и сверхвысокие или другие частоты в зависимости от условий и области применения.

Набор по изобретению может содержать метки РЧ идентификации, имеющие одинаковые или различные частоты.

Практические расстояния считывания по изобретению лежат в диапазоне от около нескольких сантиметров до нескольких метров в зависимости от выбранной радиочастоты, а также конструкции и размера антенны.

Еще одна цель изобретения - обеспечить бетон или бетонную структуру, содержащую набор волокон или армирующие структуры из распределенных волокон и одну или более меток РЧ идентификации, как описано выше.

В одном примере концентрация стальных волокон в бетоне лежит в диапазоне 10 кг/м³ и более.

Дополнительная цель изобретения - обеспечить способ производства указанной бетонной структуры внедрением или смешиванием набора из волокон и одной или более меток РЧ идентификации в бетонной структуре.

Термин «бетон или бетонная структура» означает любое состояние бетона, включая, но не ограничиваясь следующим: например, сухая смесь или часть смеси, жидкий, предварительно смешанный, предварительно приготовленный, готовый, застывший, выломанный, поврежденный, взорванный, разрушенный землетрясением или любой кусок бетона в любом положении или состоянии. Он может быть найден, например, на строительной площадке, на заводе, в распределительном или производственном центре, в грузовике-бетономешалке, в бетонном здании, на дороге или на мосту.

Основная цель изобретения - обеспечить способ определения количества волокон для бетона, содержащий следующие стадии: а) обеспечение набора, как указано выше, в котором количество меток РЧ идентификации пропорционально количеству волокон; б) обеспечение считывающего устройства для считывания указанных меток РЧ идентификации; в) подсчет количества меток РЧ идентификации; г) обратно пропорциональное вычисление указанного количества для определения количества волокон.

Другая цель изобретения - обеспечить способ для определения качества или содержания волокон для бетона, содержащий следующие стадии: а) обеспечение набора, как указано выше, в котором метки РЧ идентификации несут информацию о волокнах; б) обеспечение считывающего устройства для считывания информации об указанных метках РЧ идентификации; в) интерпретация информации меток РЧ идентификации на содержание и/или качество.

Метод по изобретению описывает автоматизированный способ дозирования точного числа (количества) и содержания (качества) волокон, необходимых для изготовления фибробетона.

В особо предпочтительном варианте воплощения способы по изобретению включают определение количества и распределения бетона во время разгрузки грузовика с бетоном.

В одном примере способ по изобретению может работать следующим образом. Когда набор из волокон и метки РЧ идентификации проходят, например, воронку миксера, информация на метках РЧ идентификации считывается считывающим устройством, и/или метки РЧ идентификации, проходящие устройство, могут быть подсчитаны. Это может быть устройство, устанавливаемое на воронке бетономешалки-миксера на грузовике. Вычислительное устройство может интерпретировать, когда точное количество и тип волокон прошли воронку посредством интерпретации информации, считанной с меток РЧ идентификации, посредством которой воронка миксера затем поднимается для прекращения подачи волокон, добавляемых в миксер. Считывающее устройство может также считывать любые пакеты волокон, содержащие метки РЧ идентификации перед их смешиванием с бетоном, определяя, таким образом, точное количество пакетов, подлежащих добавлению для смешивания. Считывание может быть либо встроено в процесс смешивания, либо выполняться отдельно перед действием смешивания, в зависимости от способностей и сложности считывающего устройства.

Другие примеры по изобретению могут включать в себя устройства считывания на лентах конвейера, рукавах, трубопроводах, насосах, но не ограничиваются этим.

Набор волокон и меток РЧ идентификации может также включать в себя волокна и метки РЧ идентификации от отдельных поставщиков, имеющих, либо не имеющих отношения друг к другу.

В одном примере общее количество волокон, которое было дозировано в предпочтительно известный объем бетона, может быть определено считыванием и интерпретацией количества считанных меток и количества меток на килограмм волокон. В другом примере измерение разницы во времени между каждым подсчетом меток позволит создать информацию о распределении имеющихся волокон. Это может быть использовано, например, при разгрузке миксера бетона (например, центрального миксера или миксера на грузовике) в транспортирующее устройство или когда бетон выливается из транспортирующего устройства или прямо из миксера или миксера на грузовике. В случае непостоянной скорости разгрузки измеренная разница во времени между двумя метками может быть отрегулирована знанием действительного объемного потока. Объемный поток может быть, например, измерен непосредственно или выведен из количества оборотов барабана миксера за единицу времени.

Вычислительное устройство может либо работать самостоятельно, либо быть встроено в считывающее устройство. Вычислительное устройство может иметь лишь функцию считывания, например считывать количество волокон, которые прошли, или может иметь более совершенную функциональность обработки данных, например может визуализировать, подсчитывать и устанавливать соотношение количества и распределения волокон, необходимого для данного количества бетона. Вычислительное устройство может также дополнительно считывать и/или интерпретировать информацию, которую несут метки РЧ идентификации. Вычислительное устройство может быть расположено на здании или в производственном помещении, либо может быть удаленным и связанным через Интернет или любую другую сеть. Вычислительное устройство может также получать или передавать информацию от/к датчикам или исполнительным механизмам, которые не являются встроенной частью вычислительного устройства. Такие датчики могут быть необходимы, например, для обнаружения скорости вращения барабана при разгрузке грузовика, так что может быть определен объемный поток.

Вычислительное устройство может также связывать информацию, которую несут метки РЧ идентификации, с Интернетом или базами данных, так что данные могут быть использованы для создания промышленного объема или извлечения дополнительной информации, не хранящейся на метках. Потребитель может, например, консультироваться по типу волокна и рекомендациям по строительству, тогда как производитель волокна может, например, проверить содержание и происхождение фибробетона, содержащего метки РЧ идентификации.

Будучи смешанной с бетоном или строительным раствором, смесь волокон и бетона или строительного раствора содержит метки РЧ идентификации в распределенном виде, таким же или подобным образом, что и волокна распределены в бетоне или строительном растворе.

Преимуществом, присущим методу по изобретению, является то, что, будучи смешанными и погруженными в бетон или строительный раствор (присутствие), армирующие волокна могут быть по-прежнему идентифицированы. Примеры включают тип волокон, происхождение и распределение волокон внутри бетона, но не ограничиваются только этим.

Степень идентификации зависит от информации, которую несут метки РЧ идентификации. В одном примере полная прослеживаемость волокон может быть обеспечена хранением информации, например, о дате производства, производственной линии и любой другой информации, необходимой для полного слежения за волокном в производственном или логистическом процессе.

Технология РЧ идентификации позволяет считывать метку через упаковку или непосредственно с продукта. Метка может быть считана независимо от ее ориентации. В этом состоят два главных преимущества перед этикетками со штрих-кодом.

Так как волокна и метки РЧ идентификации находятся внутри бетона, метки могут служить другим целям, как устанавливается ниже в дополнительных способах по изобретению.

Соответственно, дополнительная цель изобретения - обеспечить способ для определения количества волокон в бетоне или бетонной структуре, содержащий следующие стадии: а) обеспечение бетона или бетонной структуры, содержащей набор волокон и одну или более меток РЧ идентификации, где количество меток РЧ идентификации является показателем или пропорционально количеству указанных волокон; б) обеспечение считывающего устройства для считывания меток РЧ идентификации в указанной бетонной структуре; в) подсчет количества меток РЧ идентификации и г) обратно пропорциональный подсчет указанного количества для определения количества указанных волокон.

Еще одна цель изобретения - обеспечить способ для идентификации волокон в бетоне или бетонной структуре, содержащий следующие стадии: а) обеспечение бетона или бетонной структуры, содержащей набор из волокон и одной или более меток РЧ идентификации, в котором указанные метки РЧ идентификации несут информацию об указанных волокнах; б) обеспечение считывающего устройства для считывания информации на одной или более метках РЧ идентификации в указанной бетонной структуре и в) идентификация указанных волокон на основе указанной информации.

Дополнительная цель изобретения - обеспечить способ для определения распределения волокон в бетонной структуре, содержащий следующие этапы: а) обеспечение бетона или бетонной структуры, содержащей набор из волокон и одной или более меток РЧ идентификации, где количество меток РЧ идентификации показательно или пропорционально количеству указанных волокон; б) обеспечение считывающего устройства для считывания меток РЧ идентификации; в) определение распределения меток РЧ идентификации и г) обратно пропорциональный подсчет указанного распределения для определения распределения волокон.

Вариант способа по изобретению для определения распределения волокон в бетоне или бетонной структуре представляет собой способ, содержащий следующие этапы: а) обеспечение бетона или бетонной структуры, содержащей набор из волокон и одной или более меток РЧ идентификации, где количество меток РЧ идентификации показательно или пропорционально количеству указанных волокон; б) обеспечение считывающего устройства для считывания меток РЧ идентификации; в) определение распределения меток РЧ идентификации и г) определение распределения указанных волокон на основе информации и распределения меток РЧ идентификации.

Предыдущие два способа могут дополнительно содержать вычислительное устройство для визуализации местоположения каждой метки РЧ идентификации внутри указанной бетонной структуры.

Еще одна дополнительная цель изобретения - обеспечить способ для определения происхождения волокон внутри бетона или бетонной структуры, содержащий следующие этапы: а) обеспечение бетона или бетонной структуры, содержащей набор из волокон и одной или более меток РЧ идентификации, где, по меньшей мере, одна из указанных меток РЧ идентификации несет информацию о происхождении указанных волокон, и б) обеспечение считывающего устройства для считывания указанной информации о происхождении.

И еще одна цель изобретения - обеспечить способ для определения типа волокон внутри бетона или бетонной структуры, содержащий следующие стадии: а) обеспечение бетона или бетонной структуры, содержащей набор из волокон и одной или более меток РЧ идентификации, где, по меньшей мере, одна из указанных меток РЧ идентификации несет информацию о типе указанных волокон, и б) обеспечение считывающего устройства для считывания указанной информации о типе.

Способы по изобретению, как описано выше, предусматривают передовой контроль качества и неразрушающее тестирование волокон для бетона и фибробетона. В одном примере метки РЧ идентификации могут быть отпечатаны или прикреплены к каждому волокну, предусматривая точное определение распределения или содержания волокон внутри бетона. Компьютерная визуализация может представить точное место каждой метки РЧ идентификации/волокна внутри бетона.

Описание чертежей

С помощью примеров некоторые варианты воплощения изобретения описаны посредством сопровождающих фигур и чертежей.

На фиг.1 показана метка 10 РЧ идентификации с таким же или подобным соотношением длина/диаметр, что и у волокна 12. Метка РЧ идентификации и волокно имеют очень похожую форму, чтобы обеспечить похожее распределение или рассеивание меток РЧ идентификации и волокон. Таким образом, распределение меток РЧ идентификации представляет объективную меру для распределения волокон.

На фиг.2а показана другая форма метки 14 РЧ идентификации с таким же соотношением длина/диаметр, как и у приклеенных волокон 16, показанных на фиг.2b.

На фиг.3 показан миксер 18 для бетона, имеющий считывающее устройство 20 для считывания проходящих наборов меток 10 РЧ идентификации и волокон 12.

На фиг.4 показана бетонная структура 22, содержащая волокна 12 и метки 10 РЧ идентификации. Считывающее устройство 20 считывает информацию с меток, а вычислительное устройство 24 интерпретирует данные.

На фиг.5 показана система связанных упаковок, продаваемая заявителем, где каждый подпакет 26 содержит волокна 12 и метку 10 РЧ идентификации.

На фиг.6 показана разгрузка бетона из грузовика 28. Считывающее устройство 20 обнаруживает содержание внутри бетона, т.е. проходящие наборы меток 10 РЧ идентификации и волокон 12 внутри бетона. Считывающее устройство, пригодное для считывания меток РЧ идентификации или любых других меток, может также определять количество и распределение волокон внутри бетона.

Изобретение относится к набору волокон для бетона с метками РЧ идентификации или любым другим типом меток, которые могут обеспечивать информацию «Я здесь», и к бетону или бетонной структуре, содержащим волокна с метками РЧ идентификации, для армирования или для любых других целей. Изобретение также относится к способу определения типа и количества волокон для производства армированного волокнами бетона и к методу определения типа, содержания и/или распределения волокон внутри армированного волокнами бетона с помощью меток РЧ идентификации. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ определения количества армирующих бетон волокон для бетона или в бетоне, или в бетонной структуре, содержащий следующие стадии:
а. обеспечение набора из армирующих бетон волокон (12) и одной или более меток (10) радиочастотной идентификации (RFID), в котором количество RFID меток (10) является показательным для количества армирующих бетон волокон (12);
b. обеспечение считывающего устройства (20) для считывания указанных RFID меток (10);
c. подсчет количества указанных RFID меток (10);
d. обратное пропорционирование указанного количества для определения количества указанных армирующих бетон волокон (12).

2. Способ по п.1, в котором стадии а. и b. дополнительно содержат:
a. обеспечение бетона или бетонной структуры, содержащей набор из армирующих бетон волокон (12) и одной или более RFID меток (10), в котором количество RFID меток (10) является показательным для количества армирующих бетон волокон (12);
b. обеспечение считывающего устройства (20) для считывания указанных RFID меток (10) в указанном бетоне или бетонной структуре.

3. Способ по п.1 или 2, в котором указанные RFID метки (10) содержат информацию об указанных армирующих бетон волокнах (12).

4. Способ по п.1 или 2, в котором указанные RFID метки (10) имеют отношение длина/диаметр подобное отношению длина/диаметр у указанных армирующих бетон волокон (12).

5. Способ по п.1 или 2, в котором указанные армирующие бетон волокна (12) изготовлены из стали, из не стального материала или комбинации указанных материалов.

6. Способ по п.1 или 2, в котором набор содержит более чем одну RFID метку (10), и в котором каждая из указанных меток (10) содержит одинаковую или различную информацию.

7. Способ по п.3, в котором указанная информация об указанных армирующих бетон волокнах (12) представляет собой, по меньшей мере, одну из информаций: происхождение, идентификация продукта, диаметр, длина, отношение длина/диаметр или тип.

8. Способ по п.1 или 2, в котором указанные RFID метки (10) имеют одну и ту же или разные частоты.

9. Способ по п.1 или 2, в котором указанный набор упакован в пакет, коробку, систему связанных упаковок, обертку, клеевую упаковку или любое другое средство для удержания указанных армирующих бетон волокон (12) и RFID меток (10) вместе.

10. Способ определения распределения армирующих бетон волокон в бетоне или в бетонной структуре, содержащий следующие стадии:
а. обеспечение бетона или бетонной структуры, содержащей набор из армирующих бетон волокон (12) и одной или более RFID меток (10), в котором количество RFID меток (10) пропорционально количеству указанных армирующих бетон волокон (12);
b. обеспечение считывающего устройства (20) для считывания указанных RFID меток (10) в указанном бетоне или бетонной структуре;
c. определение распределения указанных RFID меток (10);
d. обратное пропорционирование указанного распределения для определения распределения указанных армирующих бетон волокон (12).

11. Способ по п.10, в котором указанные RFID метки (10) содержат информацию об указанных армирующих бетон волокнах (12).

12. Способ по п.10, в котором указанные RFID метки (10) имеют отношение длина/диаметр подобное отношению длина/диаметр у указанных армирующих бетон волокон (12).

13. Способ по п.10, в котором указанные армирующие бетон волокна (12) изготовлены из стали, из не стального материала или комбинации указанных материалов.

14. Способ по п.10, в котором набор содержит более чем одну RFID метку (10), и в котором каждая из указанных меток (10) содержит одинаковую или различную информацию.

15. Способ по п.11, в котором указанная информация об указанных армирующих бетон волокнах (12) представляет собой, по меньшей мере, одну из информаций: происхождение, идентификация продукта, диаметр, длина, отношение длина/диаметр или тип.

16. Способ по п.10, в котором указанные RFID метки (10) имеют одну и ту же или разные частоты.

17. Способ по п.10, в котором указанный набор упакован в пакет, коробку, систему связанных упаковок, обертку, клеевую упаковку или любое другое средство для удержания указанных армирующих бетон волокон (12) и RFID меток (10) вместе.