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1 0 6 - 8 6f u s e / a 0 O RA l l 113 ix

92251357United S t a t e s Patent [ 9Hodson

[ 1 1 ] 4 , 2 2 5 , 3 5 7[ 4 5 ] S e p . 3 0 , 1 9 8 0

[ 5 4 ] METHOD OF P RODU CING ANDDISTRIBUTING A PERVIOUS CONCRETEPRODUCT

[ 7 6 ] I n v e n t o r : H a r r y H o d s o n , 4 7 3 0 Dunn r . ,S a r a s o t a , F l a . 3 3 5 8 3

[ 2 1 ] A p p l . N o . : 1 9 , 1 5 2[ 2 2 ] F i l e d : M a r . 9 , 1 9 7 9[ 5 1 ] I n t . C l . 2 C048 7/02[ 5 2 ] U.S. C l . 106/86; 106/97[ 5 8 ] F i e l d of Search 1 0 6 / 8 6 , 97[ 5 6 ] References Cited

U . S . PATENT DOCUMENTS2 , 1 3 0 , 4 9 8 9/1938 Klemschofski e t a 1 . 106/862 , 3 1 5 , 7 3 2 4/ 1943 Patch 106/862 , 7 9 3 , 9 5 7 5/1957 M a ng ol d 106/86

P r i m a r y Examiner-James P o e r

A t t o r n e y , A g e n t , o r Firm-Arthur W. F i s h e r , I I I[ 5 7 ] ABSTRACTA e r v i o u s c o n c r e t e p r o d u c t a n d m e t h o d o f f o r m a t i o n ,d i s t r i b u t i o n a n d p l a c i n g o f t h e s a m e which i n c l u d e s t h ep r e - m i x i n g o f a p r e d e t e r m i n e d q u a n t i t y o f c e m e n t a n dw a t e r , u t i l i z i n g what may b e d e ? n e d a s h i g h e n e r g yt e c h n i q u e s t o a c c o m p l i s h a p r e d e t e r m i n e d d e g r e e o fh y d r a t i o n o f t h e c e m e n t p a r t i c l e s p r i o r t o t h e m i x i n g o ft h e r e s u l t i n g c e m e n t i t i o u s m a t e r i a l b a t c h w i t h a g g r eg a t e h a v i n g a p r e d e t e r m i n e d p a r t i c l e s i z e s o a s t o a cc o m p l i s h v o i d s o f a s u f f i c i e n t d e g r e e i n t h e o v e r a l l r e -s u l t i n g c o n c r e t e p r o d u c t . The o n c r e t e p r o d u c t i s t r a n sp o r t e d by s u i t a b l e means which a r e mounted on andp e r f o r m a s p a r t o f a d i s t r i b u t i n g , p l a c i n g a n d ? n i s h i n gu n i t , d e v e l o p e d t o p r o v i d e a u n i f o r m , d u r a b l e a n d s u bs t a n t i a l l y p l a n e r s u r f a c e t o t h e ? n a l u s e o f t h e c o n c r e t ep r o d u c t .

8 C l a i m s , 1 D r a w i n g F i g u r e

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U.S. P a t e n t

AGG REGATESUPPLY

r _ _W HBATCHING

[ I O

S e p . 3 0 , 1 9 8 0

B U L K STORAGE

BULKSTORAGE

yumTRACTORHAUL TOJOB

4 , 2 2 5 , 3 5 7MAIN PLANTPERATION

(LlWEIGHBATCHING

O 0 0 0 0 * ?I 3U 4 2

y ,

I

SUPPLY

JOB SITEOPE RATIO NPAVINGUNIT

CEMENT

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4 , 2 2 5 , 3 5 71METHOD OF PRODUCING AND DISTRIBUTING

A ERVIOUS CONCRETE PRODUCTBACKGROUND OF THE INVENTION

1 F i e l d o f t h e I n v e n t i o nT h i s i n v e n t i o n r e l a t e s t o a p e r v i o u s c o n c r e t e p r o d u c to f t h e t y p e w h i c h a l l o w s l i q u i d a n d p a r t i c u l a r l y w a t e r

t o d r a i n t h e r e t h r o u g h i s o t r o p i c a l l y o r i n a s u b s t a n t i a l l ye v e n d i s t r i b u t i o n a n d t h e p r o c e s s o f f o r m i n g a n d d i s t r i bu t i n g t h e r e s u l t i n g c o n c r e t e p r o d u c t t h r o u g h t r a n s p o rt a t i o n , m i x i n g a n d d i s t r i b u t i o n p r o c e d u r e s a n d e q u i pm e n t w h i c h d i f f e r f r o m c o n v e n t i o n al t e c h n i q u e u t i l i z e di n p r o d u c i n g a n d f o r m i n g P o r t l a n d c e m e n t t y p e c o nc r e t e .2 . D e s c r i p t i o n o f t h e P r i o r A r t

I n t h e c o n s t r u c t i o n a n d b u i l d i n g i n d u s t r y t h e t e r m c o n c r e t e i s u s e d g e n e r i c a l l y t o de?ne a c o l l e c t i o n o ra g g r e g a t i o n o f m a t e r i a l s which t o g e t h e r f o r m a r e a s o na b l y c o n t i n u o u s s o l i d . P r i o r a r t p r o d u c t s i n c l u d e b o t hn a t u r a l c o n c r e t e and a v a r i e t y o f s y n t h e t i c c o n c r e t e s .The m o s t common o f s u c h p r o d u c t s b e i n g a s p h a l t i cc o n c r e t e i n which i n e r t a g g r e g a t e s a r e mixed w i t h ab i t u m i n o u s b i n d i n g c o m p o n e n t , a n d P o r t l a n d c e m e n tc o n c r e t e . I n P o r t l a n d cement c o n c r e t e t h e o b j e c t i s t oo b t a i n a c o n t i n u o u s m o n o l i t h i c m a t e r i a l o f s u b s t a n t i a l l yu n i f o r m p r o p e r t i e s . I n c o n v e n t i o n a l a n d b y f a r themaj o r i t y o f n o r m a l a p p l i c a t i o n s o f c o n c r e t e , v o i d s a n d / o rs m a l l d i s c o n t i n u i t i e s o r i n c l u s i o n s of a i r a r e c o n s i d e r e dt o b e h i g h l y u n d e s i r a b l e s i n c e t h e s e v o i d s , e t c . harmf u l l y a f f e c t t h e o p e r a t i n g o r p e r f o r m a n c e c h a r a c t e r i s t i c so f t h e e n d concrete product.

H o w e v e r , i n t h e s p e c i a l i z e d c a t e g o r y o f p e r v i o u s o rp o r o u s c o n c r e t e s u c h v o i d s a r e i n t e n t i o n a l i n t h e format i o n o f t h e c o n c r e t e p r o d u c t . W h i l e s u c h p o r o u s c o nc r e t e i s g e n e r a l y w e l l known i n t h e p r i o r a r t , p o r o u sc o n c r e t e s u f f e r s f r o m i n h e r e n t p r o b l e m s which maket h e o v e r a l l p r o d u c t r e l a t i v e l y u n d e s i r a b l e . S u c h p r i o ra r t p o r o u s c o n c r e t e s a r e g e n e r a l l y c o n s i d e r e d o f v a r ia b l e q u a l i t y a n d i n d e t e r m i n a t e p e r m a b i l i t y a n d t h u s

5

1 0

2 0

3 0

3 5

40u n r e l i a b l e or defective f o r controlled or speci?ed c o n - .s t r u c t i o n a p p l i c a t i o n s .T h e f o l l o w i n g U . S . P a t e n t s d i s c l o s e p r i o r a r t p r o du c t s a n d / o r methods o f f o r m i n g c o n c r e t e p r o d u c t s o rc e m e n t i t i o u s m a t e r i a l w h i c h a r e g e n e r a l l y a p p l i c a b l eb u t c l e a r l y d i s t i n g u i s h a b l e f r o m t h e p r o d u c t a n d p r oc e s s o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n , d e s c r i b e d h e r e i n a f t e r U . S .P a t . N o s . : 2 7 1 , 0 8 0 , t o L y n c h ; 3 5 8 , 2 8 8 t o M o o r e ;1 , 6 6 5 , 1 0 4 t o M a r t i e n s s e n ; 3 , 1 9 6 , 1 2 2 , t o E v a n s ;3 , 2 4 0 , 7 3 6 , t o B e c k w i t h ; 3 , 3 6 0 , 4 9 3 , t o E v a n s ; 3 , 4 3 9 , 4 5 0t o R i c h a r d s ; 3 , 4 7 7 , 9 7 9 t o H i l l y e r ; 3 , 6 8 7 , 0 2 1 t o H e n s l e y ;3 , 6 9 0 , 2 2 7 t o W e l t r y ; 3 , 8 7 0 , 4 2 2 , t o M e d i c o ; 2 , 1 3 0 , 4 9 8 t oK l e m s c h o f s k i ; a n d 3 , 8 2 2 , 2 2 9 t o M c M a s t e r .A s e v i d e n c e d b y t h e p r i o r a r t s e t f o r t h a b o v e t h e r e i sa n o b v i o u s d e s i r a b i l i t y a n d n e e d f o r p o r o u s c o n c r e t ep r o d u c t s . S u c h p r o d u c t s g e n e r a l l y a n d / o r t h e o r e t i c a l l ywould b e much more e f ? c i e n t where d r a i n a g e o f w a t e ri s d e s i r e d p e r t i n e n t t o c o n c r e t e p r o d u c t a p p l i c a t i o n ss u c h a s i n h i g h w a y s , a i r p o r t s , p a r k i n g f a c i l i t i e s , b r i d g ed e c k s , e t c .H o w e v e r , p r o d u c t s o f t h e t y p e d i s c l o s e d i n t h e a b o v es e t f o r t h U . S . p a t e n t s f r e q u e n t l y s u f f e r f r o m c e r t a i ni n h e r e n t d i s a d v a n t a g e s s u c h a s f r a c t u r e when u s e du n d e r h e a v y l o a d o r s t r e s s c o n d i t i o n s (commonly c a l l e dr a v e l l i n g ) i n r o a d s , h i g h w a y s , a n d p a v e m e n t s w h e r et h e y a r e g e n e r a l l y f o r m e d u s i n g s u b s t a n t i a l l y c o n v e nt i o n a l c o n c r e t e f o r m i n g t e c h n i q u e s o r p r o c e s s e s , w i t ho r w i t h o u t t h e a p p l i c a t i o n o f a d d i t i v e s t o a l l e g e d l y

5 0

5 5

6 5

2i n c r e a s e a d h e s i o n b e t w e e n t h e a g g r e g a t e p a r t i c l e s a n di m p r o v e o t h e r p e r f o r m a n c e c h a r a c t e r i s t i c s .

However, t h e r e i s a g r e a t n e e d i n t h e c o n s t r u c t i o na n d b u i l d i n g i n d u s t r y , s p e c i ? c a l l y i n b u i l d i n g r o a d s ,highways, e t c . f o r a porous c o n c r e t e having an evend i s t r i b u t i o n o f l i q u i d f l o w t h e r e t h r o u g h a n d w h i c h c a nb e t t e r p r o v i d e f o r t h e l o a d o r s t r e s s c o n d i t i o n s fromh i g h s p e e d o p e r a t i o n o f a u t o m o b i l e s o r l a r g e v e h i c l e ss u c h a s t r u c k s , a i r p l a n e s o r t h e l i k e .

SUMMARY OF THE INVENTIONThe p r e s e n t i n v e n t i o n i s d i r e c t e d toward a c o n c r e t e

p r o d u c t h a v i n g a p e r v i o u s o r w a t e r p e r m e a b l e s t r u c t u r ew h i c h i n c l u d e s a c o m p e t e n t d e g r e e o f p h y s i c a ls t r e n g t h , b u t w h i c h , a s s e t f o r t h a b o v e , p e r m i t s l i q u i d s ,p a r t i c u l a r l y w a t e r , t o p a s s t h r o u g h i n a n y d i r e c t i o n , a n di t s p r e p a r a t i o n , p l a c i n g a n d ? n i s h i n g t o p r o v i d e d u r a b l ep r o d u c t s .

W a t e r , a n d a n y t y p e o f P o r t l a n d c e m e n t i n c l u d i n gw h i t e cement o r h i g h a l u m i n a cement m a y be u s e d i nf o r m i n g t h e s u b j e c t p r o d u c t w i t h o r w i t h o u t c o l o r i n gp o w d e r s o r a d d i t i v e s . F u r t h e r m o r e , a g g r e g a t e i s u t il i z e d i n t h e f o r m a t i o n o f t h e r e s u l t i n g p e r v i o u s c o n c r e t ep r o d u c t s and m ay i n c l u d e i n e r t components on anym a t e r i a l n o r m a l l y u s e d f o r t h e p r o d u c t i o n o f c o n v e nt i o n a l P o r t l a n d cement c o n c r e t e . However, i n c o n s i d e ri n g t h e d i m e n s i o n a l c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e a g g r e g a t eu t i l i z e d i t i s i m p o r t a n t t h a t t h e p r o p o r t i o n s o f t h e v a r io u s s i z e s o f t h e p a r t i c l e s must b e such a s t o produce ad e s i r e d d e g r e e o f v o i d s i n t h e r e s u l t i n g c o n c r e t e p r o du c t . The d i s c o n t i n u i t y i n s i z e o r g r a d i n g i s u s e d t o p r od u c e v a r y i n g d e g r e e s o f p e r m e a t io n ( o r p a s s i b i l i t y ) o fw a t e r t h r o u g h t h e r e s u l t i n g c u r e d c o n c r e t e p r o d u c t ,a n d v a r y i n g s t r e n g t h . H o w e v e r , e x p e r i e n c e d i c t a t e st h a t t h e d e s i r a b l e o v e r a l l d i m e n s i o n a l c h a r a c t e r i s t i c sa n d t h e r e l a t i v e p r o p o r t i o n s o f p a r t i c l e s i z e m u s t b es u c h t h a t l e s s t h a n t e n p e r c e n t by w e i g h t o f t h e o v e r a l la g g r e g a t e i s s m a l l e r i n s i z e t h a n o n e - h a l f t h e maximump a r t i c l e s i z e o f t h e r e m a i n i n g a g g r e g a t e .

While n o t n e c e s s a r y t o a c c o m p l i s h t h e d e s i r e d andi n t e n d e d o p e r a t i o n a l c h a r a c t e r i s t i c s , e s p e c i a l l y s t r e n g t ha n d d e s i r e d p e r m e a b i l i t y o f t h e r e s u l t i n g p e r v i o u s c o nc r e t e p r o d u c t , a n y a d d i t i v e s u s e d i n n o r m a l P o r t l a n dcement c o n c r e t e c a n a l s o be u s e d i n t h e p r o d u c t o f t h esubject invention.

I n t h e f o r m a t i o n o f t h e p e r v i o u s c o n c r e t e p r o d u c t o ft h e s u b j e c t i n v e n t i o n , a n i m p o r t a n t p r o c e d u r a l s t e pt h e r e o f c o m p r i s e s t h e p r e - m i x i n g o f t h e c e m e n t a n dw a t e r , i n p r e d e t e r m i n e d a p p l i c a b l e q u a n t i t i e s u t i l i z i n gh i g h e n e r g y t e c h n i q u e s f o r t h e p u r p o s e o f a c c o m p l i s hi n g a p r e d e t e r m i n e d d e g r e e o f h y d r a t i o n o f t h e c e m e n tp a r t i c l e s . S u c h d e g r e e o f h y d r a t io n i s g r e a t e r t h a n t h ed e g r e e o f h y d r a t i o n g e n e r a l l y a c c o m p l i s h e d w i t h c o nv e n t i o n a l P o r t l a n d cement t y p e c o n c r e t e b u t s o m e wh a tl e s s t h a n t o t a l h y d r a t i o n , o r t h e amount o f h y d r a t io na c h i e v e d w i t h c e r t a i n e x i s t i n g t e c h n i q u e s c o m m o n l yknown a s wet m i l l i n g . Such d e g r e e o f h y d r a t i o n p r ov i d e s a r e s u l t i n g c e m e n t i t i o u s m a t e r i a l b a t c h which h a sa s u b s t a n t i a l l y c o n t i n u o u s v i s c o s i t y a n d a c o n s i s t e n c yw h i c h s u b s t a n t i a l l y r e d u c e s b l e e d i n g o r t h e n o r m a ls e p a r a t i o n o f w a t e r from t h e c o n c r e t e p a r t i c l e s a s i sc o m m o n i n t h e f o r m a t i o n of c o n v e n t i o n a l P o r t l a n dc e m e n t s l u r r i e s , g r o u t s o r l i k e p r o d u c t s .The t e r m h i g h e n e r g y m i x i n g c a n b e u s e d t o de?nea n y t y p e o f m i x i n g t e c h n i q u e w h i c h a c c o m p l i s h e s o re f f e c t i v e l y f o r c e s m o r e i n t i m a t e c o n t a c t with t h e watera n d t h e c e m e n t p a r t i c l e s . One t e c h n i q u e u t i l i z e d i n t h e

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4/5

4 , 2 2 5 , 3 5 73f o r m a t i o n o f t h e s u b j e c t c e m e n t i t i o u s b a t c h u t i l i z e s ah i g h e n e r g y m i x e r which d e v e l o p s , d u e t o t h e s t r u c t u r a lcomponents a n d a r r a n g e m e n t t h e r e o f , a c o n t r o l l e ds h e a r f l o w o f t h e p r o d u c t d u r i n g i t s m i x i n g o p e r a t i o n .Such s h e a r ?ow a n b e s t be de?ned by a complex s u bs t a n t i a l l y c o u n t e r a n d / o r i n t e r r u p t i v e r o t a r y ? o w p a t hof v a r i o u s p o r t i o n s of t h e cement and water concurr e n t l y a s t h e e n t i r e c e m e n t i t i o u s b a t c h i s b e i n g m i x e d .T h i s h i g h e n e r g y m i x i n g t a k e s p l a c e u n t i l c o n t i n u o u sand c o n s i s t e n t v i s c o s i t y h a s been e s t a b l i s h e d t o a s u f f ic i e n t d e g r e e t o e f f e c t i v e l y e l i m i n a t e s e p a r a t i o n o r b l e e d i n g of t h e water from t h e cement p a r t i c l e s .F i n a l l y a f t e r p r e - m i x i n g , u s i n g t h e e q u i v a l e n t o f h i g he n e r g y t e c h n i q u e s a s s e t f o r t h a b o v e , t h e a g g r e g a t e i sm i x e d w i t h t h e r e s u l t i n g c e m e n t i t i o u s m a t e r i a l b a t c h i na p o s i t i v e m e c h a n i c a l m i x e r which may b e o f convent i o n a l d e s i g n .

D i s t r i b u t i o n o f t h e r e s u l t i n g c o n c r e t e p r o d u c t w h i l es t i l l i n a m o b i l e s t a t e t a k e s p l a c e t h r o u g h t h e p r o v i s i o no f a ? r s t f e e d e r f a c i l i t y o r means which i s d i s p o s e d i nd i r e c t c o m m u n i c a t i o n w i t h t h e m i x i n g f a c i l i t y i m m e d ia t e l y s e t f o r t h a b o v e . A c c o r d i n g l y , t h e v i s c o u s c o n c r e t ep r o d u c t i s t r a n s f e r r e d f r o m t h e m i x i n g f a c i l i t y t o t h ed i s t r i b u t i o n f a c i l i t y b y mean o f t h e f e e d e r f a c i l i t y w h i c hi s t r a n s f e r a b l e i n a m o b i l e manner, t h e r e b e t w e e n . D i s t r ib u t i o n i s t h u s a c c o m p l i s h e d a s t h e c o n c r e t e p r o d u c t i sf e d s u c c e s s i v e l y f r o m t h e m i x i n g f a c i l i t y t o t h e f e e d e rf a c i l i t y t o t h e d i s t r i b u t i o n f a c i l i t y . The d i s t r i b u t e r o rd i s t r i b u t i o n f a c i l i t y w i l l d i s c h a r g e c o n t i n u o u s l y a n yd e s i r e d d e p t h a n d w i d t h o f p a v i n g u p t o t h e l i m i t s i mp o s e d b y t r a f ? c r e g u l a t i o n s , e t c .Upon d i s c h a r g e t h e r e s u l t i n g c o n c r e t e p r o d u c t i sc o n s o l i d a t e d and ? n i s h e d t o a uniform and even s u r f a c eb y p e r c u s s i v e , v i b r a t o r y a n d s p r i n g o r w e i g h t l o a d e ds l i p ? n i s h i n g p l a t e s a s p a r t o f t h e d i s t r i b u t e r . C u r i n g i sa l l o w e d t o o c c u r f o r a n optinum p e r i o d o f from ?ve t os e v e n d a y s .The i n v e n t i o n a c c o r d i n g l y , c o m p r i s e s t h e f e a t u r e s o fc o n s t r u c t i o n , c o m b i n a t i o n o f e l e m e n t s , a n d a r r a n g ement o f p a r t s which w i l l b e e x e m p l i ? e d i n t h e c o n s t r u ct i o n h e r e i n a f t e r s e t , f o r t h , and t h e s c o p e o f t h e i n v e n t i o nw i l l b e i n d i c a t e d i n t h e c l a i m s .BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGSFor a f u l l e r u n d e r s t a n d i n g o f t h e n a t u r e and o b j e c t s

o f t h e i n v e n t i o n , r e f e r e n c e s h o u l d b e had t o t h e f o l l o wi n g d e t a i l e d d e s c r i p t i o n t a k e n i n c o n n e c t i o n w i t h t h ea c c o m p a n y i n g d r a w i n g s i n w h i c h :The s i n g l e FIGURE f t h e s u b j e c t i n v e n t i o n i n d u c e sa s c h e m a t i c ? o w d i a g r a m i n c l u d i n g t h e p i c t o r i a l r e p r es e n t a t i o n o f t h e method o f p r o d u c t i o n a n d d i s t r i b u t i o no f t h e p r o d u c t o f t h e s u b j e c t i n v e n t i o n .

S i m i l a r r e f e r e n c e c h a r a c t e r s r e f e r t o s i m i l a r p a r t st h r o u g h o u t t h e s e v e r a l v i e w s o f t h e d r a w i n g s .DETAILED DESCRIPTION OF THE

PREFERRED EMBODIMENTI n t h e p r e f e r r e d e m b o d i m e n t o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n ,

a s a m p l e o f t h e p e r v i o u s c o n c r e t e p r o d u c t was f o r m e da s f o l l o w s .A r e d e t e r m i n e d q u a n t i t y o f P o r t l a n d c e m e n t was

c o n t i n u o u s l y f e d t o a h i g h e n e r g y m i x i n g f a c i l i t y c o nc u r r e n t l y w i t h t h e a p p l i c a t i o n t h e r e t o o f p r e d e t e r m i n e dq u a n t i t i e s o f w a t e r b e i n g b r o u g h t i n t o i n t i m a t e c o n t a c tw i t h t h e c e m e n t p a r t i c l e s t h r o u g h a s p r a y f a c i l i t y . Theq u a n t i t i e s o f cement and water w e r e t h e r e b y mixed i n amanner which accomplished a v i s c o u s s h e a r ?owt h e r e b y p r o v i d i n g a p r e d e t e r m i n e d d e g r e e o f h y d r a t i o n

m 0

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4o f t h e c e m e n t p a r t i c l e s which p r o d u c e d a r e s u l t i n gc e m e n t i t i o u s m a t e r i a l b a t c h h a v i n g a c o n t i n u o u s andc o n s i s t e n t v i s c o s i t y . The a f o r e m e n t i o n e d r e s u l t in g c e ~m e n t i t i o u s m a t e r i a l b a t c h s e r v e d a s a u n i f o r m s l u r r y o fh i g h v i s c o s i t y c a p a b l e o f u n i f o r m a l l y c o a t i n g a n d b i n di n g t h e i n d i v i d u a l p a r t i c l e s o f a g g r e g a t e a n d p r e v e n t i n gs e g r e g a t i o n of t h e cement-w a ter c o m p o n e n t or concen~t r a t i o n o f t h e a g g r e g a t e i t s e l f .However, a n i m p o r t a n t s t e p i n t h e p r o c e s s o f f o r m i n gt h e r e s u l t i n g c o n c r e t e p r o d u c t was t h e m i x i n g o f t h ea g g r e g a t e s u b s e q u e n t l y t o f o r m i n g o f t h e h i g h l y v i s c o u sm i x t u r e of cement and w a t e r . Aggregate p a r t i c l e s i z ewas s u c h t h a t l e s s t h a n t e n p e r c e n t by w e i g h t o f t h et o t a l amount o f a g g r e g a t e u t i l i z e d was o f a p a r t i c l e s i z eo f l e s s t h a n h a l f o f t h e maximum p a r t i c l e s i z e o f t h er e m a i n i n g q u a n t i t y o f a g g r e g a t e , t o o b t a i n a maximumd e g r e e o f p e r m e a b i l i t y . V a r i a t i o n s o f t h i s p r o p o r t i o nw i l l r e t a i n some p e r m e a b i l i t y a n d i n c r e a s e c o m p r e s s i v es t r e n g t h .

M i x t u r e o f t h e a g g r e g a t e a n d t h e c e m e n t i t i o u s m a t er i a l batch o r mixer w a s accomplished i n a p o s i t i v e mec h a n i c a l m i x e r which may b e s u b s t a n t i a l l y o f convent i o n a l d e s i g n .

D i s t r i b u t i o n o f t h e r e s u l t i n g c o n c r e t e p r o d u c t w h i l es t i l l i n a h i g h l y m o b i l e s t a t e i s a c c o m p l i s h e d i n t h e m a nn e r which w i l l be d e s c r i b e d w i t h r e f e r e n c e t o t h e a cc o m p a n y i n g d r a w i n g .A g g r e g a t e i s s u p p l i e d b y a n y c o n v e n t i o n a l t r a n s p o rt a t i o n f a c i l i t y 1 0 a n d s t o r e d i n h o p p e r s 1 2 . B u l k c e m e n ts u p p l y a n d s t o r a g e i s s i m i l a r a s a t 1 4 a n d 1 6 . From b u l ks t o r a g e 1 2 a n d 1 6 , a g g r e g a t e a n d c e m e n t r e s p e c t i v e l ya r e w e i g h - b a t c h e d d i r e c t l y , 1 8 a n d 2 0 r e s p e c t i v e l y , i n t oa p l u r a l i t y o f c o n t a i n e r s . The c o n t a i n e r s may b emounted i n a t r a i l e r f r a m e o r l i k e p o r t a b l e s t r u c t u r e 2 2i n t h e c a s e o f t h e a g g r e g a t e , a n d 24 i n t h e c a s e o f t h eb u l k c e m e n t . W h e n c h a r g e d , e a c h a g g r e g a t e c o n t a i n e rc a r r i e s t h e m a t e r i a l f o r o n e u n i t f o r c h a r g i n g i n t o t h ep o s i t i v e m i x e r 2 6 o p e r a t i n g a t t h e j o b s i t e . Each c e m e n tc o n t a i n e r i s s i z e d f o r a p r e d e t e r m i n e d l a r g e r number o fs u c h b a t c h e s ( p r e f e r a b l y 4 ) . T h i s r a t i o i s a d o p t e d s i n c ei t r e s u l t s i n a g g r e g a t e and cement c o n t a i n e r s o f t h e sames i z e s o t h a t t h e t r a i l e r frame or mobile f a c i l i t i e s 22 and2 4 may b e i n t e r c h a n g e a b l e . W h e n f u l l y c h a r g e d t h ec o n t a i n e r s and t r a i l e r s a r e h a u l e d by any a p p l i c a b l emotor v e h i c l e 2 8 t o t h e j o b s i t e . A t s u c h s i t e , f o r k l i f tt r u c k s , o r l i k e t r a n s p o r t f a c i l i t i e s m a y t r a n s f e r t h e i n d iv i d u a l c o n t a i n e r s 3 0 d i r e c t l y t o t h e p o s i t i v e m i x e r 2 6 t oc h a r g e t h e m i x t u r e . S y n c h r o n i z e d w i t h t h i s a c t i o n , l i k et r a n s p o r t s of t h e i n d i v i d u a l cement c o n t a i n e r s 32 a r et r a n s f e r r e d t o t h e h i g h s h e a r m i x e r f a c i l i t y 3 4 .With t h e a d d i t i o n o f t h e c o n t r o l l e d q u a n t i t y o f w a t e r ,p r e f e r a b l y i n s p r a y f o r m , t h e p r e p a r a t i on i n 3 4 i s c o mp l e t e d a n d t h e e n t i r e b a t c h i s d i s c h a r g e d i n t o a pumpingu n i t 3 8 o f u b s t a n t i a l l y c o n v e n t i o n a l d e s i g n . T h i s pumpi n g u n i t 3 8 d i s c h a r g e s t h e s l u r r y i n t o m i x e r 2 6 w h i c h i sa c t i v a t e d a n d c o m p l e t e s t h e m i x i n g o f t h e p e r v i o u sc o n c r e t e p r o d u c t s f o r d i s c h a r g e i n t o f e e d e r 4 0 . Ther e s u l t i n g m i x t u r e i s t h e n t r a n s p o r t e d t o t h e d i s t r i b u t o rf a c i l i t y 4 2 f o r t o t a l l a t e r a l d i s t r i b u t i o n o f t h e p r o d u c ta c r o s s t h e a r e a t o be paved o r a t which t h e r e s u l t i n gc o n c r e t e i s t o b e d e p o s i t e d .Both f e e d e r means o r f a c i l i t y 4 0 and d i s t r i b u t o r f a c i l it i e s 4 2 i n t o which t h e b a t c h i s f e d by f e e d e r f a c i l i t y 4 0c a n b e a d j u s t e d t o s u i t t h e l a t e r a l w i d t h o f p a v i n g . Thed e s i g n o f f e e d e r 4 0 p e r m i t s a f u l l b a t c h o f p e r v io u sc o n c r e t e p r o d u c t t o b e p r o g r e s s i v e l y d i s c h a r g e d a c r o s st h e working width o f t h e d i s t r i b u t o r s o t h a t a uniform

8/12/2019 Us 4225357

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4 , 2 2 5 , 3 5 75d e p t h o f c o n c r e t e i s m a i n t a i n e d i n t h e d i s t r i b u t o r f a c i li t y 4 2 a t a l l t i m e s d u r i n g a c t u a l o p e r a t i o n .The d i s t r i b u t o r f a c i l i t y 4 2 i s s p r i n g m o u n t e d a n d? t t e d w i t h p e r c u s s i o n u n i t s o r a j o l t i n g mechanism s ot h a t a u n i f o r m f l o w o f p e r v i o u s c o n c r e t e i s f o r c e dt h r o u g h a f l a p c o n t r o l l e d o p e n i n g a t t h e b a s e . T h i so p e n i n g c a n b e a d j u s t e d i n b o t h w i d t h a n d h e i g h t t h u sp e r m i t t i n g a pavement o f u n i f o r m d i m e n s i o n t o b e dep o s i t e d a t a s t e a d y r a t e a s t h e d i s t r i b u t o r m o v e s over t h ea r e a t o b e p a v e d . A l u r a l i t y o f ? n i s h i n g u n i t s o r f a c i l it i e s which m a y e i n t h e form o f b l a d e s o r l i k e e l e m e n t sa r e p u l l e d o v e r t h e d i s t r i b u t e d c o n c r e t e w h i l e e x e r t i n ga h e a v y s p r i n g l o a d e d o r w e i g h t e d v i b r a t o r y p r e s s u r eo v e r t h e s u r f a c e t h e r e o f . T h i s i s a c c o m p l i s h e d by a tt a c h i n g t h e ? n i s h i n g f a c i l i t i e s t o t h e r e a r o f t h e d i s t r i b ut o r s o t h a t i t m ay t r a v e l a l o n g t h e r e w i t h . The i n i t i a lf o r m a t i o n a n d ? n i s h i n g o f t h e p e r v i o u s c o n c r e t e m a t er i a l i s t h e r e b y c o m p l e t e d a l l o w i n g f o r a p r e d e t e r m i n e dc u r i n g p e r i o d t o b e a p p l i e d a n d s o a s t o g i v e t h e r e s u l ti n g p r o d u c t t s maximum t r e n g t h a n d o p e r a t i o n a l c h a ra c t e r i s t i c s .I t s h o u l d b e n o t e d t h a t w h i l e t h e p r o c e s s o f t h e p r e se n t i n v e n t i o n i s d e s c r i b e d h e r e i n with r e f e r e n c e t o ab a t c h t y p e i n f o r m a t i o n o f t h e f o r m e d c e m e n t i t i o u s mat e r i a l , t h e p r o c e s s can be performed o n a c o n t i n u o u sb a s i s . A c c o r d i n g l y , i t i s c o n t e m p l a t e d t o b e w i t h i n t h es c o p e o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n t h a t c e m e n t p a r t i c a l s c a nb e d i s c h a r g e d i n t o a h i g h e n e r g y m i x i n g f a c i l i t y a m i x e dt h e r e i n with water on a c o n t i n u o u s b a s i s . I n a d d i t i o n t h er e s u l t i n g c o n c r e t e p r o d u c t c a n b e f o r m e d c o n t i n u o u s l yb a s e d on a c o n t i n u o u s d i s c h a r g e of t h e c o n s t i t u e n t mat e r i a l i n t o m i x i n g w i t h t h e s u b s e q u e n t l y s u p p l i e d a g g r eg a t e .

I t w i l l t h u s b e s e e n t h a t t h e o b j e c t s s e t f o r t h a b o v e ,among t h o s e made a p p a r e n t f o r m t h e p r e c e d i n g d es c r i p t i o n a r e e f ? c i e n t l y a t t a i n e d a n d s i n c e c e r t a i nc h a n g e s may e ma de n t h e a b o v e c o n s t r u c t i o n w i t h o u td e p a r t i n g f r o m t h e s c o p e o f t h e i n v e n t i o n , i t i s i n t e n d e dt h a t a l l m a t t e r c o n t a i n e d i n t h e a b o v e d e s c r i p t i o n o rshown i n t h e a c c o m p a n y i n g d r a w i n g s h a l l b e i n t e rp r e t e d a s i l l u s t r a t i v e and n o t i n a l i m i t i n g s e n s e .I t i s a l s o t o b e u n d e r s t o o d t h a t t h e f o l l o w i n g c l a i m s .a r e i n t e n d e d t o c o v e r a l l o f t h e g e n e r i c a n d s p e c i ? cf e a t u r e s o f t h e i n v e n t i o n h e r e i n d e s c r i b e d , a n d a l l s t a t ements of h e scope of h e i n v e n t i o n which, a s a m a t t e r ofl a n g u a g e , m i g h t b e s a i d t o f a l l t h e r e b e t w e e n .Now h a t t h e i n v e n t io n h a s b e e n d e s c r i b e d ,What s claimed i s :1 A ethod o f p r o d u c i n g a p e r v i o u s c o n c r e t e p r o du c t o f t h e t y p e which a l l o w s ? u i d s t o p a s s t h e r et h r o u g h , s a i d m e t h o d c o m p r i s i n g t h e s t e p s o f :( a ) s u p p l y i n g a p r e d e t e r m i n e d q u a n t i t y o f c e m e n t

d e p e n d e n t o n q u a n t i t y a n d d e s i r e d s t r e n g t h a n dp e r f o r m a n c e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e r e s u l t i n g p e r v ious c o n c r e t e p r o d u c t s ,( b ) s u p p l y i n g a p r e d e t e r m i n e d q u a n t i t y o f w a t e r d ep e n d i n g o n s a i d p r e d e t e r m i n e d q u a n t i t y o f s u p p l i e dc e m e n t ,

1 5

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2 5

3 5

4 0

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6( c ) c o n t i n u o u s l y m i x i n g t o g e t h e r s a i d p r e d e t e r m i n e dq u a n t i t i e s o f cement and water t o form a c e m e n t it i o u s m a t e r i a l u t i l i z i n g h i g h e n e r g y t e c h n i q u e s , a tl e a s t u n t i l s a i d r e s u l t i n g c e m e n t i t i o u s m a t e r i a l e s t ab l i s h e s a s u b s t a n t i a l l y c o n s i s t e n t v i s c o s i t y d e ? n e db y s e p a r a t i o n o f a i d w a t e r f r o m s a i d c e m e n t b e i n gs u b s t a n t i a l l y e l i m i n a t e d ,( d ) s u p p l y i n g a p r e d e t e r m i n e d q u a n t i t y o f a g g r e g a t ed e p e n d i n g u p o n q u a n t i t y a n d d e s i r e d s t r e n g t h a n dp e r f o r m a n c e c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e r e s u l t i n g c o nc r e t e p r o d u c t , and w h e r e i n t h e a v e r a g e s i z e o fi n d i v i d u a l a g g r e g a t e i s d e p e n d e n t on d e s i r e d p e rm e a b i l i t y o f t h e r e s u l t i n g c o n c r e t e p r o d u c t ,( e ) m i x i n g s a i d p r e d e t e r m i n e d q u a n t i t y o f a g g r e g a t ew i t h s a i d c e m e n t i t i o u s m a t e r i a l s u b s e q u e n t t o t h em i x i n g o f s a i d c e m e n t a n d w a t e r t o f o r m s a i d p e r v ious c o n c r e t e p r o d u c t .2 . A ethod a s i n c l a i m 1 f u r t h e r i n c l u d i n g c o n t i n u

o u s l y m i x i n g s a i d a g g r e g a t e a n d c e m e n t i t i o u s m a t e r i a land d i s t r i b u t i n g s a i d c o n c r e t e p r o d u c t a t an a r e a o fa p p l i c a t i o n i m m e d i a t e l y f r o m s a i d p o i n t o f c o n t i n u o u sm i x i n g .

3 . A ethod a s i n c l a i m 1 f u r t h e r c o m p r i s i n g m i x i n gs a i d p r e d e t e r m i n e d q u a n t i t i e s o f c e m e n t a n d w a t e r t og e t h e r u t i l i z i n g h i g h e n e r g y t e c h n i q u e s a n d c o n t i n u i n gs a i d h i g h e n e r g y m i x i n g u n t i l a p r e d e t e r m i n e d d e g r e e o fh y d r a t i o n o f t h e p a r t i c l e s o f c e m e n t i s a c c o m p l i s h e d .4 . A ethod a s i n c l a i m 3 f u r t h e r c o m p r i s i n g c o n t i n ui n g h i g h e n e r g y m i x i n g o f s a i d c e m e n t a n d w a t e r u n t i ls a i d c e m e n t i t i o u s m a t e r i a l i s c h a r a c t e r i z e d by a p r e d et e r m i n e d a n d s u b s t a n t i a l l y c o n t i n u o u s d e g r e e o f v i s c o sity.

5 . A ethod a s i n c l a i m 1 f u r t h e r c o m p r i s i n g c o n t i n uo u s l y s u p p l y i n g s a i d p r e d e t e r m i n e d q u a n t i t i e s o f c e m e n tand w a t e r t o a m i x i n g f a c i l i t y , s p r a y i n g s a i d water conc u r r e n t l y i n t o m i x t u r e w i t h s a i d c e m e n t upon s u p p l y i n go f s a i d c e m e n t t o s a i d m i x i n g f a c i l i t y .6 . A eth o d a s i n c l a i m 1 wherein l e s s t h a n t e n p e rc e n t b y w e i g h t o f t h e s u p p l i e d a g g r e g a t e i s s m a l l e r t h a no n e - h a l f t h e a v e r a g e maximum p a r t i c l e s i z e o f s a i d p r ed e t e r m i n e d q u a n t i t y o f a g g r e g a t e s u p p l i e d .7 . A ethod a s i n c l a i m 1 f u r t h e r i n c l u d i n g :( a ) d i s c h a r g i n g s a i d f o r m e d c o n c r e t e p r o d u c t i n t o a

f e e d e r m e a n s d i s p o s e d a n d c o n ? g u r e d f o r t r a n s f e ro f s a i d c o n c r e t e p r o d u c t t o t h e a r e a o f a p p l i c a t i o n ,and( b ) t r a n s f e r i n g s a i d f o r m e d c o n c r e t e p r o d u c t f r o ms a i d f e e d e r means t o d i s t r i b u t i o n means d i s p o s e d t od i s t r i b u t e s a i d c o n c r e t e p r o d u c t over a p r e d e t e rm i n e d s u r f a c e area a t the area o f a p p l i c a t i o n .8 . A ethod a s i n c l a i m 7 f u r t h e r c o m p r i s i n g c o n t i n u

o u s l y d i s t r i b u t i n g a f l o w o f s a i d c o n c r e t e p r o d u c t i n am o b i l e s t a t e i n c o n s i s t e n t l y s u f ? c i e n t q u a n t i t i e s f o r d el i v e r y a t a s i t e o f a p p l i c a t i o n t o de?ne a ? n i s h e d p r o d u c to f p r e d e t e r m i n e d t h i c k n e s s a n d l a t e r a l d i m e n s i o n , ?ni s h i n g s a i d a p p l i e d c o n c r e t e p r o d u c t c o n c u r r e n t t o a n di m m e d i a t e l y s u b s e q u e n t t o d i s t r i b u t i o n t h e r e o f .

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