BR112016009971B1

BR112016009971B1 - Placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras e método para produção da mesma

Info

Publication number: BR112016009971B1
Application number: BR112016009971-0A
Authority: BR
Inventors: Yoshinori Hitomi; Shinya Inada; Yoshihiro Iwasaki; Hiroaki NORITAKE; Saburo HADA; Minoru Morioka; Takayuki Higuchi; Makoto Shoji; Katsuaki IRIUCHIJIMA
Original assignee: Kuraray Co., Ltd.; Denka Company Limited
Priority date: 2013-11-05
Filing date: 2014-11-04
Publication date: 2022-06-07
Also published as: EP3067337A4; WO2015068704A1; EP3067337B1; JP6609474B2; US20160289119A1; EP3067337A1; US10093577B2; JPWO2015068704A1; MX2016005719A; ES2857511T3; BR112016009971A2

Abstract

PLACA MOLDADA INORGÂNICA HIDRÁULICA CARBONATADA REFORÇADA COM FIBRAS E MÉTODO PARA PRODUÇÃO DA MESMA. É proporcionada uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras tendo uma gravidade específica bruta elevada, uma elevada resistência à flexão e uma taxa de variação dimensional por gravidade específica pequena. (1) Uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras incluindo: um componente de cimento, uma polpa e uma fibra de reforço tendo uma relação de aspecto na faixa de 40 a 1000; e sendo uma placa moldada curada por carbonatação. (2) Uma placa moldada, sendo um produto curado de uma composição incluindo, pelo menos, um componente de cimento, uma polpa e uma fibra de reforço, em que a placa é moldada é uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras e tem uma taxa de reação de carbonatação maior ou igual a 30 %.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA PARA PEDIDO RELACIONADO

Este pedido se baseia e reivindica prioridade para o pedido de patente japonês N° 2013-229661, depositado em 05 de novembro de 2013 e pedido de patente japonês N° 2014-201206, depositado em 30 de setembro de 2014, cujas divulgações completas são incorporadas aqui por referência, como uma parte deste pedido.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da Invenção

A presente invenção se refere a uma placa moldada inorgânica hidráulica e a um método para produzir a mesma. A placa (painel) moldada (formada ou configurada) inorgânica hidráulica é carbonatada e reforçada com fibras. A placa moldada inorgânica hidráulica tem uma gravidade específica bruta elevada, excelente resistência à flexão e tem uma pequena taxa de variação dimensional por gravidade específica; e é vantajosamente aplicável aos materiais de construção, tais como materiais para telhados/coberturas e materiais de parede.

Descrição da Técnica Relacionada

O Documento de Patente 1 divulga que, quando um corpo de cimento curado tendo um elevado teor de belita é colocado em uma atmosfera contendo uma concentração elevada de dióxido de carbono gasoso, é possível obter um corpo curado que possui excelente permeabilidade ao dióxido de carbono gasoso e possui uma resistência à flexão aumentada por carbonatação.

O Documento de Patente 2 divulga uma composição de cimento usada para corpos curados carbonatados, cuja composição contém uma mistura de polímero, -belita (- 2CaO^SiO2) e um ligante que inclui um cimento. O Documento de Patente 2 divulga uma composição de concreto de cimento para corpos curados carbonatados, os corpos curados sendo usados para uma grande placa usada para construções relativamente grandes, por exemplo, painéis, tais como divisórias e ALC (do inglês, autoclaved lightweight concrete - concreto celular) e um método para produzir os mesmos.

De acordo com o Documento de Patente 3, após o início da geração de hidróxido de cálcio causada por hidratação na cura primária, é realizada a desmoldagem. Então, a cura é realizada em uma atmosfera de dióxido de carbono gasoso (i) a partir de um período de aceleração em que a hidratação da alita (C3S) do cimento é ativada, (ii) por um período de desaceleração, no qual é gerada uma grande quantidade de cristais de hidróxido de cálcio em um corpo curado, (iii) até um período estacionário, no qual o corpo curado é densificado.

De acordo com o Documento de Patente 4, no processo de cura de uma composição para moldagem inorgânica hidráulica, um parâmetro de "permeabilidade" é introduzido para a obtenção de um produto moldado com alta porosidade, de modo a investigar a "capacidade de absorção de som" ou o "isolamento térmico".

O Documento de Patente 5 divulga uma invenção relacionada com uma fibra apropriada para melhorar a resistência à explosão de refratários monolíticos e um refratário monolítico (concreto refratário), ao qual a fibra é adicionada. O Documento de Patente 5 divulga que a permeabilidade é usada eficazmente para aumentar a resistência à explosão do refratário monolítico.

Documentos relacionados Documento de Patente

[Documento de Patente 1] Publicação de Patente em aberto JP N° H10-194798

[Documento de Patente 2] Publicação de Patente em aberto JP N° H10-107129

[Documento de Patente 3] Publicação de Patente em aberto JP N° H06-263562

[Documento de Patente 4] Publicação de Patente em aberto JP N° H09-132481

[Documento de Patente 5] Publicação de Patente em aberto JP N° 2012-91987

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

O Documento de Patente 1 reconhece que a carbonatação de um corpo de cimento curado permite aumentar a resistência à flexão do corpo de cimento curado no processo de fabricação de produtos de concreto. No entanto, o Documento de Patente 1 não sugere uma aplicação de carbonatação a uma placa moldada inorgânica hidráulica que necessita ter estabilidade dimensional, tal placa moldada sendo formada pela adição de uma polpa e uma fibra de reforço a um cimento.

O Documento de Patente 2 relata que uma mistura de polímero usada como um acelerador de carbonatação polimérico orgânico é preferida. No entanto, o Documento de Patente 2 não sugere uma aplicação de uma mistura polimérica a uma placa moldada inorgânica hidráulica que necessita ter estabilidade dimensional, tal placa moldada sendo formada pela adição de uma polpa e uma fibra de reforço a um cimento.

O Documento de Patente 3 descreve especificamente a difusão do dióxido de carbono gasoso. No entanto, o Documento de Patente 3 não sugere uma placa moldada inorgânica carbonatada reforçada com fibras que necessita ter estabilidade dimensional, tal placa moldada sendo formada pela adição tanto de uma polpa como de uma fibra de reforço a um cimento.

O Documento de Patente 4 examina a relevância entre a permeabilidade e a porosidade em um corpo poroso inorgânico, mas não sugere a relevância entre a permeabilidade e a carbonatação.

O Documento de Patente 5 considera a permeabilidade em vista do efeito de inibição de explosão para refratários monolíticos, mas não sugere a relevância entre a permeabilidade e a carbonatação.

Os inventores da presente invenção consideraram que, diferentemente dos produtos típicos de concreto, uma placa moldada inorgânica hidráulica reforçada com fibras usada como material de construção, tal como materiais para telhado/cobertura e materiais de parede, necessita ter uma pequena taxa de variação dimensional ao mesmo tempo em que tem uma elevada gravidade específica bruta e uma elevada resistência à flexão. Por conseguinte, os inventores definiram como objeto da presente invenção proporcionar uma placa moldada inorgânica hidráulica reforçada com fibras tendo uma elevada gravidade específica bruta, uma elevada resistência à flexão e uma taxa de variação dimensional pequena.

Os inventores da presente invenção realizaram um estudo extenso, de modo a resolver o problema mencionado acima, focando na relação entre um método para a cura de uma composição de cimento e as propriedades físicas do corpo curado, e obtiveram uma primeira configuração da presente invenção.

Uma primeira configuração (uma primeira modalidade do produto) da presente invenção é direcionada para uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras incluindo, pelo menos, um componente de cimento, uma polpa e uma fibra de reforço tendo uma relação de aspecto na faixa de 40 a 1000; e sendo uma placa moldada curada por carbonatação.

A placa moldada, de preferência, tem uma taxa de variação dimensional por gravidade específica inferior ou igual a 0,1 %.

A taxa de variação dimensional por gravidade específica é um valor obtido pela divisão da taxa de variação dimensional medida de acordo com a norma JIS A 5430 pela gravidade específica bruta da placa moldada.

Na placa moldada inorgânica hidráulica, a fibra de reforço é, de preferência, uma fibra de álcool polivinílico.

Além disso, os inventores da presente invenção descobriram que, quando um corpo moldado pré-curado, tendo uma permeabilidade específica maior ou igual a um determinado valor, é submetido à carbonatação, o desenvolvimento do corpo moldado na carbonatação progride até uma camada interna (interior) do corpo moldado que tem uma estrutura de placa e, por conseguinte, obtiveram uma segunda configuração da presente invenção.

Uma segunda configuração (uma segunda modalidade do produto) da presente invenção é direcionada a uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, a placa moldada sendo um produto curado de uma composição incluindo, pelo menos, um componente de cimento, uma polpa e uma fibra de reforço, em que a placa é moldada é reforçada com fibras e carbonatada por cura por carbonatação; e tem uma taxa de reação de carbonatação (uma proporção da porção carbonatada com base em porções carbonatadas e não carbonatadas) maior ou igual a 30 %.

Na presente descrição, a avaliação de "carbonatada (neutralizada)" pode ser determinada como a ausência de coloração vermelha de uma superfície de seção transversal de uma placa moldada, onde a placa moldada é cortada em uma direção vertical e, em seguida, uma solução de fenolftaleína aquosa é aplicada à superfície da seção transversal. Uma placa moldada, que foi curada por carbonatação, alterna de um estado altamente alcalino para um estado neutro. Portanto, uma porção não carbonatada apresenta coloração vermelha brilhante, ao passo que uma porção carbonatada não apresenta a coloração brilhante. Portanto, a carbonatação pode ser detectada.

A placa moldada inorgânica hidráulica, de preferência, tem uma taxa de reação de carbonatação superior ou igual a 50 5%.

A placa moldada inorgânica hidráulica, de preferência, tem uma taxa de variação dimensional por gravidade específica inferior ou igual a 0,1 %.

Na placa moldada inorgânica hidráulica, de preferência, o componente do cimento é um cimento contendo belita a uma proporção de 18 % em massa ou superior. A belita, de preferência, tem uma taxa de reação superior ou igual a 70 %.

Uma terceira configuração (primeira modalidade do método de produção) da presente invenção é uma modalidade direcionada a um método para a produção de um produto de acordo com a primeira configuração. A terceira configuração da presente invenção é direcionada a um método para produção de uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, o método incluindo:pré-cura de uma composição que contém, pelo menos, um componente de cimento, uma polpa, uma fibra de reforço tendo uma relação de aspecto na faixa de 40 a 1000, e água, para a obtenção de um corpo de pré-curado; e cura por carbonatação do corpo pré-curado, para a obtenção de uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras.

No método acima para a produção da placa moldada inorgânica hidráulica, a composição inclui, de preferência, como o componente de cimento, um cimento que contém belita em uma proporção de 18 % em massa, ou mais; e é processado para ser pré-curado para a obtenção de um corpo moldado que tem uma dureza suficiente para ser desmoldável (uma dureza suficiente para que o corpo possa ser retirado do molde); e o corpo moldado é curado por carbonatação.

No método de produção da placa moldada inorgânica hidráulica, a cura por carbonatação, de preferência, é realizada em uma atmosfera contendo uma umidade de 60 a 100 5%.

No método de produção da placa moldada inorgânica hidráulica, a cura por carbonatação, de preferência, é realizada em uma atmosfera contendo dióxido de carbono gasoso a uma concentração de 5 a 30 %.

Uma quarta configuração (segundo modalidade do método de produção) da presente invenção é uma modalidade para um método para a produção de um produto de acordo com a segunda configuração e a quarta configuração da presente invenção é direcionada a um método para a produção de uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras e o método inclui: a preparação de um corpo moldado, que tem uma permeabilidade maior ou igual a 0,1x10-15 m2, por pré-cura de uma composição contendo, pelo menos, um componente de cimento, uma polpa, uma fibra de reforço e água; e cura por carbonatação do corpo moldado obtido, de modo a produzir uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras que tem uma taxa de reação de carbonatação superior ou igual a 30 %.

No método para a produção da placa moldada inorgânica hidráulica, a composição inclui, de preferência, como o componente de cimento, um cimento que contém belita em uma proporção de 18 % em massa, ou mais; e é processado para ser pré-curado para a obtenção de um corpo moldado que tem uma dureza suficiente para ser desmoldável (uma dureza suficiente para que o corpo possa ser retirado do molde); e o corpo moldado é curado por carbonatação.

Qualquer combinação de, pelo menos, duas modalidades divulgada nas reivindicações anexas e/ou no relatório descritivo deve ser entendida como incluída no escopo da presente invenção. Em particular, qualquer combinação de duas ou mais das reivindicações anexas também deve ser interpretada como igualmente incluída no escopo da presente invenção.

De acordo com a primeira configuração (uma primeira modalidade do produto) da presente invenção, uma vez que a placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras contém, pelo menos, um componente de cimento, uma polpa e uma fibra de reforço tendo uma relação de aspecto na faixa de 40 a 1000, bem como uma estrutura densificada devido à cura por carbonatação, a placa moldada tem uma gravidade específica bruta elevada e uma elevada impermeabilidade à água e tem excelente capacidade para pintura. Além disso, a cura por carbonatação faz com que seja possível alcançar uma elevada resistência à flexão, bem como uma pequena taxa de variação dimensional por gravidade específica. Portanto, a placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras obtida é usada, vantajosamente, como material de construção, tal como materiais para telhado/cobertura e materiais de parede.

De acordo com a segunda configuração (uma segunda modalidade do produto) da presente invenção, através da realização da cura por carbonatação, de modo a produzir uma placa moldada com uma taxa de reação de carbonatação superior ou igual a 30 %, a placa moldada é carbonatada no seu interior. Tal placa moldada pode atingir uma gravidade específica bruta elevada e elevada resistência à flexão e, além disso, uma taxa de variação dimensional por gravidade específica pequena. Assim, é possível proporcionar uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras que é usada, vantajosamente, como material de construção, tal como materiais para telhado/cobertura e materiais de parede.

De acordo com a terceira configuração (uma primeira modalidade do método de produção) da presente invenção, uma composição contendo, pelo menos, um componente de cimento, uma polpa, uma fibra de reforço e água é submetida a uma pré- cura (cura primária) e, em seguida, submetida à cura por carbonatação (cura secundária). Em uma cura natural comum sem carbonatação, a velocidade de hidratação do cimento é tão lenta que o tempo necessário para a cura é de cerca de duas semanas a um mês. Ao contrário, uma vez que a velocidade da reação de carbonatação é mais rápida do que a velocidade de hidratação do cimento, a cura por carbonatação após a pré- cura faz com que o tempo necessário para a cura seja reduzido a cerca de um a três dias, de modo a permitir a obtenção de um corpo curado densificado em um curto período de tempo.

De acordo com a quarta configuração (uma segunda modalidade do método de produção) da presente invenção, através da pré-cura de uma composição que contém um componente de cimento, uma polpa, uma fibra de reforço e água, de modo a obter um corpo moldado pré-curado tendo uma permeabilidade maior ou igual a 0,1x10-15 m2, seguido por cura por carbonatação do corpo moldado pré-curado, é possível produzir uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, em que a carbonatação se desenvolveu para o interior da placa moldada, de modo a ter uma taxa de reação de carbonatação maior ou igual a 30 %. Por conseguinte, o corpo moldado tem gravidade específica bruta elevada, elevada resistência à flexão e uma taxa de variação dimensional por gravidade específica pequena, de modo a ser usado, vantajosamente, como material de construção, tal como materiais para telhado/cobertura e materiais de parede.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Em qualquer caso, a presente invenção será mais claramente compreendida a partir da seguinte descrição de modalidades preferidas da mesma, quando considerada em conjunto com os desenhos anexos. No entanto, as modalidades e os desenhos são fornecidos apenas para efeitos de ilustração e explicação e não devem ser considerados limitantes, de qualquer forma, do escopo da presente invenção, escopo esse que é determinado pelas reivindicações anexas.

A Fig. 1 é uma fotografia que mostra a coloração da superfície de uma seção transversal de uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada, de acordo com uma segunda modalidade do produto da presente invenção, após a pulverização de uma solução aquosa de fenolftaleína sobre a superfície da seção transversal; e

A Fig. 2 é uma fotografia que mostra a coloração da superfície de uma seção transversal de um corpo moldado inorgânico hidráulico carbonatado, como um objeto de comparação, após a pulverização de uma solução aquosa de fenolftaleína sobre a superfície da seção transversal. DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

Placa Moldada Inorgânica Hidráulica Carbonatada Reforçada com Fibras e Método para Produção da Mesma

Uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras de acordo com a presente invenção inclui as duas modalidades seguintes: uma modalidade de acordo com uma primeira configuração (primeira modalidade do produto) e uma modalidade de acordo com uma segunda configuração (segunda modalidade do produto).

A primeira modalidade do produto: uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras incluindo, pelo menos, um componente de cimento, uma polpa e uma fibra de reforço tendo uma relação de aspecto na faixa de 40 a 1000; e sendo uma placa moldada curada por carbonatação. A placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, de preferência, tem uma taxa de variação dimensional por gravidade específica menor ou igual a 0,1 %. A placa moldada pode ter uma gravidade específica bruta de, por exemplo, maior ou igual a 1,6 e/ou uma resistência à flexão de, por exemplo, maior ou igual a 20 N/mm2.

A segunda modalidade do produto: uma placa moldada inorgânica hidráulica, a placa moldada sendo um produto curado de uma composição incluindo, pelo menos, um componente de cimento, uma polpa e uma fibra de reforço, em que a placa é moldada é reforçada com fibras e carbonatada por cura por carbonatação; e a placa moldada tem uma taxa de reação de carbonatação maior ou igual a 30 %.

Um método para a produção de uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras de acordo com a presente invenção inclui as duas modalidades seguintes: uma modalidade de acordo com uma terceira configuração (uma primeira modalidade do método de produção) e uma modalidade de acordo com uma quarta configuração (uma segunda modalidade do método de produção).

A primeira modalidade do método de produção (correspondente à primeira modalidade do produto): um método para produção de uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, o método incluindo: a pré- cura de uma composição que contém, pelo menos, um componente de cimento, uma polpa, uma fibra de reforço tendo uma relação de aspecto na faixa de 40 a 1000 e água para a obtenção de um corpo de pré-curado; e cura por carbonatação do corpo pré- curado para a obtenção de uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras.

A segunda modalidade do método de produção (correspondente à segunda modalidade do produto): um método para produção de uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, o método incluindo:a preparação de um corpo moldado tendo uma permeabilidade superior ou igual a 0,1x10-15 m2 por pré-cura de uma composição contendo, pelo menos, um componente de cimento, uma polpa, uma fibra de reforço e água; e cura do corpo moldado obtido, de modo a produzir uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras que tem uma taxa de reação de carbonatação maior ou igual a 30 %.

A descrição seguinte é aplicável a qualquer uma dentre a primeira modalidade do produto e a segunda modalidade do produto e/ou a qualquer uma da primeira modalidade do método de produção e segunda modalidade do método de produção, salvo especificação em contrário.

Corpo Moldado Inorgânico Hidráulico Carbonatado Reforçado com Fibras

Uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras da presente invenção é obtida pela pré- cura de uma composição que contém, pelo menos, um componente de cimento, uma polpa, uma fibra de reforço e água e, em seguida, pela cura por carbonatação da composição pré-curada. Na presente invenção, a placa moldada inorgânica hidráulica significa qualquer placa que é formada por preparação de uma composição contendo, pelo menos, um componente de cimento, uma polpa e uma fibra de reforço misturada com água, e submetendo a composição obtida à fundição, desidratação, extrusão e/ou outros. A sua espessura é de cerca de 2 a 100 mm e, de preferência, cerca de 3 a 90 mm. A placa pode ter não só uma forma planar, mas também uma forma que inclui uma superfície curva. A placa pode incluir uma porção em degrau, uma porção irregular ou uma porção corrugada, desde que a placa tenha a espessura descrita anteriormente.

A placa moldada, de acordo com a segunda modalidade do produto, se refere a uma placa moldada obtida por cura da composição, a placa moldada tendo uma taxa de reação de carbonatação maior ou igual a 30 %. A placa moldada é produzida pela preparação de um corpo moldado com uma permeabilidade maior ou igual a 0,1x10-15 m2, por pré-cura da composição e cura por carbonatação do corpo moldado obtido, de modo a produzir uma placa moldada com uma taxa de reação de carbonatação maior ou igual a 30 % (segunda modalidade do método de produção).

Componente de cimento

Exemplos do componente de cimento usado na presente invenção podem incluir vários cimentos Portland, tal como um cimento comum, um cimento de alta resistência inicial e um cimento de resistência inicial ultra-alta. Além disso, exemplos deste podem incluir vários cimentos mistos de uma escória de alto-forno, cinzas volantes, ou uma sílica, pelo menos um deles sendo misturado com o cimento Portland, um cimento de calor moderado e um cimento de alumina.

O cimento comum contém minerais de cimento, tais como alita: 3CaO^SiO2 (fórmula da composição C3S), belita: 2CaO•SiO2 (fórmula da composição C2S), aluminato Al2O3 (fórmula da composição C3A), e ferrita: 4CaO•Al2O3•Fe2O3 (fórmula da composição C4AF).

A belita é um tipo de silicato dicálcico que contém CaO e SiO2 como componentes principais e inclui uma -belita, uma '-belita, uma -belita e uma -belita, cada uma das quais é diferente uma da outra pela estrutura cristalina ou densidade. Entre elas, a hidraulicidade pode ser obtida através da mistura do componente da -belita, '-belita, ou -belita com água para ser reagida. A -belita, no entanto, não apresenta hidraulicidade, mas reage com o dióxido de carbono. Basicamente, o cimento comum, tal como o cimento Portland, não contém quase (praticamente nenhuma) -belita (belita do tipo ).

Como o componente de cimento de acordo com a presente invenção é curado por carbonatação após a pré-cura, é possível usar os cimentos de belita disponíveis comercialmente, ou cimentos obtidos pela mistura de vários cimentos com o cimento de belita. Na presente invenção, entre a -belita, a '-belita, a -belita e a -belita, conforme descrito acima, a -belita e a -belita são preferidas.

De acordo com a presente invenção, no componente de cimento, o teor de belita é de 18 a 60 % em massa e, de preferência, de 20 a 58 % em massa. Quando o teor da belita é excessivamente pequeno, a quantidade de belita que pode ser carbonatada é excessivamente pequena e o efeito de densificação é insuficiente, de modo que não podem ser esperadas a estabilidade dimensional e a impermeabilidade à água. Por outro lado, quando o teor da belita é excessivamente grande, apesar da carbonatação pode ser realizada, a quantidade de um componente hidráulico que serve como um ligante é reduzida e não pode ser obtida uma resistência à flexão suficiente.

A taxa de reação da belita, de preferência, é maior ou igual a 70 %. Da mesma forma que a alita, quando ocorre a hidratação, a belita provoca a geração de um gel C-S-H que apresenta um desempenho de ligante. No entanto, visto que a velocidade de hidratação da belita é menor do que a da alita, a taxa de reação é ainda baixa para a produção em fábricas e o efeito como ligante é insuficiente. Enquanto isso, na técnica da presente invenção, tanto a hidratação e a carbonatação ocorrem simultaneamente, de modo que a taxa de reação da belita pode, certamente, se tornar maior ou igual a 70 %, em uma fase inicial, e pode ser proporcionado um produto que tem uma elevada resistência à flexão e é excelente quanto à estabilidade dimensional. A taxa de reação, de preferência, é maior ou igual a 75 % e, mais de preferência, maior ou igual a 80 %. Polpa

Na presente invenção, a polpa a ser adicionada à placa moldada inorgânica hidráulica pode ser polpa natural ou sintética. Como polpa natural, é usada principalmente uma polpa branqueada ou não branqueada produzida a partir de madeira macia ou madeira de lei. Também pode ser usada a polpa obtida a partir de palha, bambu, algodão, cânhamo, rami, amora do papel (ou mora chinesa), oriental paperbush, eucalipto ou semelhantes. Resíduos de papel coletados obtidos a partir de jornais, sacos de papel, caixas de papelão e semelhantes também podem ser usados. Entretanto, como celulose sintética pode ser usada a polpa de poliolefina, a polpa de poliaramida ou semelhantes. Além disso, pode ser usada qualquer substância do tipo fibrila tendo uma forma semelhante a esta. Entre elas, de preferência, é usada pasta de papel alvejada produzida a partir de madeira macia ou madeira de lei.

Para a obtenção da composição de acordo com a presente invenção, a polpa pode ser previamente processada em uma máquina de refino, tal como um refinador ou um batedor. A polpa pode ter um grau de refino Canadian freeness, de preferência, de 30 a 750 ml e, mais de preferência, de 50 a 300 ml.

O conteúdo da polpa pode ser de 1 a 10 % em massa do teor de sólidos na composição e, de preferência, de 2 a 6 % em massa do teor de sólidos na composição. A redução excessiva do teor de sólidos causa a deterioração na captura dos particulados. O aumento excessivo deste teor é desvantajoso, na medida em que a uniformidade de dispersão se torna insuficiente e pode ser causada a separação entre as camadas ou a resistência à chama pode ser reduzida.

Fibra de Reforço

Na composição de acordo com a presente invenção, a fibra de reforço pode ser adicionada para proporcionar resistência e dureza à placa moldada inorgânica hidráulica. Exemplos de fibras de reforço podem incluir fibras inorgânicas, tais como fibras de vidro resistentes à álcalis, fibras de carbono, fibras de aço inoxidável, fibras cerâmicas e fibras de amianto; fibras orgânicas, tais como fibras regeneradas (por exemplo, fibras celulósicas) e fibras de resina sintética. Entre estas, devido à redução do peso, fibras orgânicas, em particular, fibras de resina sintética são usadas vantajosamente. Exemplos de fibras de resina sintética podem incluir fibras de poliolefina, fibras de álcool polivinílico, fibras de poliamida, fibras de aramida, fibras de poliéster, fibras de acrilonitrila e fibras de poliuretano. Entre estas, devido à resistência a álcalis, resistência mecânica e à ligação com o cimento, as fibras de álcool polivinílico são vantajosamente usadas.

A fibra de reforço, usada na primeira modalidade do produto da presente invenção, tem uma relação de aspecto, essencialmente, na faixa de 40 a 1000 e, de preferência, na faixa de 50 a 900. Além disso, a fibra de reforço usada na segunda modalidade do produto da presente invenção tem, de preferência, uma relação de aspecto na faixa descrita acima. Quando a relação de aspecto é excessivamente pequena, a adesão da fibra ao cimento é insuficiente e o efeito de proporcionar resistência à placa moldada inorgânica hidráulica pode não ser suficiente após a cura. Por outro lado, quando a relação de aspecto é maior do que 1000, as fibras podem facilmente se emaranhar ou podem ser excessivamente adesivas, de modo que as fibras podem não responder à expansão e contração da placa moldada inorgânica hidráulica, resultando na quebra da fibra.

A fibra de reforço, que é usada vantajosamente na primeira modalidade do produto e na segunda modalidade do produto, pode ter um diâmetro de fibra, de preferência, de 1 a 200 m e um comprimento de fibra, de preferência, de 3 a 20 mm. Quando o diâmetro da fibra é inferior a 1 m, pode ser difícil uma dispersão uniforme. Quando o diâmetro da fibra é maior que 200 m, o número de fibras por unidade de volume na placa moldada inorgânica hidráulica curada pode ser muito pequeno, de modo que é menos provável que seja apresentado um efeito de reforço.

Uma proporção da fibra de reforço no componente sólido na composição pode ser de 0,1 a 5,0 % em massa e, de preferência, entre 0,3 a 4,5 % em massa. Se a proporção da fibra de reforço é menor do que 0,1 % em massa, o efeito de reforço da fibra pode ser insuficiente na placa moldada inorgânica hidráulica curada. Se a proporção da fibra de reforço é maior do que 5,0 % em massa, a dispersão uniforme das fibras de reforço durante a mistura pode ser muito difícil.

Uso de Fibra de Reforço e Polpa em Combinação

De acordo com a presente invenção, tanto a polpa e a fibra de reforço devem ser adicionadas ao componente de cimento. A adição da fibra de reforço pode melhorar a resistência e a dureza da placa moldada inorgânica hidráulica. A adição de polpa melhora a dispersão da fibra de reforço, facilita o controle da permeabilidade descrito abaixo e contribui para o efeito de reforço. Quando nenhuma polpa é adicionada, não é possível obter a dispersão vantajosa da fibra de reforço e, além disso, o controle da permeabilidade se torna difícil. Como resultado, as propriedades físicas vantajosas não podem ser obtidas. Além disso, quando não é adicionada polpa, não é possível a laminação da composição e a produção da placa moldada inorgânica hidráulica por processo de laminação se torna difícil. A laminação se refere a um processo no qual a lama, obtida pela suspensão de um componente de cimento e semelhantes em um meio aquoso, é filtrada através de uma malha para ser moldada. Um corpo de placa produzido por laminação se refere a um corpo moldado (placa moldada) formado por laminação.

Agregado

De acordo com a presente invenção, a composição contendo o componente de cimento pode conter vários agregados, conforme apropriado. Exemplos de agregados incluem agregados finos, agregados leves e agregados grosseiros. Os agregados podem ser usados isoladamente ou em combinação de dois ou mais.

Como agregado fino podem ser usadas, por exemplo, partículas finas tendo, cada uma, um diâmetro de partícula igual ou inferior a 5 mm e os exemplos destas incluem areia, tal como areia de rio, areia de montanha, areia do mar, areia triturada, areia de sílica, escória, areia de vidro , areia de ferro, areia de cinza, sílica ativa, carbonato de cálcio e areia artificial.

Exemplos de agregados leves incluem agregados leves naturais, tais como cascalho vulcânico, escória expandida e cinza; e agregados leves artificiais, tais como perlita expandida (espuma de perlita), obsidiana expandida, vermiculita, balão shirazu (shirasu balloon), cinzas volantes e microbalão.

Exemplos dos agregados grosseiros incluem agregados em que as partículas, cada uma tendo um diâmetro de partícula igual ou superior a 5 mm, estão contidas em 85 % em massa ou mais e, por exemplo, vários cascalhos, agregados artificiais, ou agregados regenerados podem ser usados como o agregado grosseiro.

Aditivo

De acordo com a presente invenção, a composição que contém o componente de cimento pode incluir, conforme apropriado, vários aditivos, tais como um agente AE, um fluidificante, um agente redutor de água, um agente redutor de água de alto desempenho, um agente redutor de água AE, um agente redutor de água AE de alto desempenho, um espessante, um material de retenção de água, um agente repelente de água, um agente de expansão, um acelerador de cura, um retardador de pega, ou semelhantes. Estes aditivos podem ser usados isoladamente ou em combinação de dois ou mais.

De acordo com a composição da presente invenção, um polímero solúvel em água pode ser adicionado, conforme apropriado. Exemplos de polímero solúvel em água incluem um éter de celulose, tais como metilcelulose, hidroximetilcelulose, hidroxietilcelulose, carboximetil- celulose e hidroxipropilmetilcelulose; um álcool polivinílico; um ácido poliacrílico e um sulfonato de lignina. Estes polímeros podem ser usados isoladamente ou em combinação de dois ou mais.

Além disso, na composição da presente invenção, pode ser adicionado um acelerador de cura para o componente hidráulico, conforme apropriado. Exemplos de acelerador de cura podem incluir cloreto de cálcio, cloreto de alumínio, cloreto de ferro, cloreto de sódio, cloreto de magnésio, sulfato alcalino, carbonato alcalino e silicato de sódio.

Além disso, na composição da presente invenção, pode ser adicionado um acelerador de carbonatação, conforme apropriado. Exemplos do acelerador de carbonatação podem incluir, como uma dispersão polimérica aquosa, uma emulsão termoplástica, tal como um éster poliacrílico, um acetato de polivinila e um copolímero de etileno-acetato de vinila, e um látex de borracha sintética, tal como uma borracha de estireno-butadieno. Além disso, exemplos destes podem incluir, na forma de um pó de polímero redispersível (emulsão em pó), um copolímero de etileno-acetato de vinila e um acetato de vinila-versatato de vinila (VAVeoVa). Além disso, exemplos destes podem incluir, como um polímero solúvel em água, um derivado de celulose, tal como metilcelulose, e um álcool polivinílico.

Além disso, podem ser adicionados produtos químicos com uma afinidade elevada para o dióxido de carbono gasoso. Os produtos químicos com afinidade elevada não se limitam a quaisquer produtos químicos específicos e exemplos de produtos químicos com afinidade elevada podem incluir produtos químicos de amina, tais como monoetanolamina, dietanolamina e trietanolamina e géis aos quais os produtos químicos de amina são fixados. Os produtos químicos com afinidade elevada podem ser usados isoladamente ou em combinação de dois ou mais.

Quantidade de Água a Ser Misturada

A composição de acordo com a presente invenção pode conter água de tal modo que, por exemplo, a proporção de água-cimento (A/C) é de cerca de 20 a 80 % em massa, de preferência, 25 a 70 % em massa e, mais de preferência, 30 a 60 % em massa.

Mistura

O componente de cimento, a polpa, a fibra de reforço e a água são misturados por meios de mistura convencionais ou publicamente conhecidos, tais como um misturador, para formar a composição. Na mistura, é preferível que, após a polpa e a água terem sido misturadas para dispersar a polpa na água, os outros componentes de cimento sejam adicionados.

Na mistura, a ordem dos componentes para a mistura não é limitada a qualquer ordem específica. De preferência, a polpa e a água são misturadas para dispersar a polpa em água e, depois disso, o componente de cimento e outros aditivos são adicionados e misturados e a fibra de reforço é, então, adicionada no final.

Formação ou Moldagem

A composição em forma de lama, preparada conforme descrito acima, é alimentada em uma pluralidade de tanques de uma máquina de laminação a úmido. Em cada um dos tanques, por rotação de um cilindro de malha que tem uma pressão negativa no interior, é formado um bolo sobre a superfície do cilindro e, em seguida, este é transportado para o rolo de laminação. Depois que o bolo transportado obtém uma espessura predeterminada, usada como uma camada única ou como camadas múltiplas, este é removido do rolo girante para a obtenção de um produto moldado em forma de placa, em um estado úmido. O produto moldado em forma de placa, que pode ser moldado por prensagem usando uma máquina de compressão, é curado (pré- curado e submetido à cura por carbonatação) e, em seguida, seco, conforme apropriado, para produzir a placa moldada inorgânica hidráulica desejada. A descrição acima se refere a uma modalidade usando uma máquina de laminação (laminador) Hatschek. No entanto, a presente invenção não está limitada, de forma alguma, à modalidade acima e pode ser aplicada a laminação pelo processo Fourdrinier, tal como laminação de uma camada, moldagem por fundição, moldagem por prensagem, moldagem por extrusão, ou um método de escoamento para produzir uma lama com uma espessura desejada de uma só vez ou em várias vezes.

Pré-cura

A pré-cura (cura primária), de acordo com a presente invenção, pode ser realizada de tal modo que uma composição moldada em uma forma predeterminada é pré-curada a um grau em que a composição moldada é curada na sua totalidade. A composição moldada que não está curada na sua totalidade pode ser quebrada durante o manuseio desta, quando esta se move para o processo subsequente de remoção da placa ou desmoldagem. Além disso, a composição moldada que não está totalmente curada também é desvantajosa do ponto de vista de densificação do corpo moldado, que é um dos pontos mais importantes da presente invenção, porque se a composição moldada que não está totalmente curada é submetida à carbonatação, a carbonatação causa a expansão do corpo moldado, devido ao aumento da massa (ou aumento de volume) por geração de CaCO3, resultando em falha da densificação.

Por conseguinte, a pré-cura é realizada, de preferência, em uma atmosfera com umidade elevada, pelo menos, impedindo a evaporação de água na composição. A cura é causada por hidratação (pega) do cimento. A evaporação da água do corpo moldado pode inibir a hidratação do cimento, de modo a inibir o progresso da cura até tal grau que permita o manuseio do corpo moldado. Em geral, a cura e o endurecimento são realizados em uma atmosfera na qual a umidade relativa é maior ou igual a 65 %, de preferência, maior ou igual a 80 %, mais de preferência, maior ou igual a 90 % e, ainda mais de preferência, 100 %. Além disso, a cura pode ser realizada utilizando um método, de modo a evitar a evaporação da água da composição em tal atmosfera com umidade elevada, por exemplo, um método no qual a composição é colocada em, por exemplo, um recipiente ou um saco impermeável à água, ou um método no qual a composição é ensanduichada por placas de plástico, películas de plástico ou placas de metal. A temperatura durante a cura e o endurecimento não está limitada a qualquer temperatura específica. Um processo de autoclavagem pode ser realizado de forma a atingir uma temperatura de 100 °C ou superior. Quando uma fibra de álcool polivinílico é usada como a fibra de reforço, um processo a uma temperatura de 120 °C ou superior não é preferível, em vista da resistência ao calor úmido da fibra. Além disso, a maturidade calculada pela temperatura de cura (°C) x tempo de cura (h) necessário para o endurecimento é, de preferência, de 300 a 2000. A atmosfera gasosa para a cura não está limitada a qualquer uma específica. Além de ar, um gás, tal como nitrogênio gás, oxigênio gás, vapor de água, gás hélio, gás de argônio ou gás de dióxido de carbono tendo uma concentração mais baixa do que aquela da cura por carbonatação, pode ser misturado e usado em uma faixa que não inibe o objeto da presente invenção.

Permeabilidade

Após a pré-cura, o corpo moldado, de preferência, tem uma permeabilidade igual ao valor descrito acima (maior ou igual a 0,1x10-15 m2), mais de preferência, o valor (maior ou igual a 0,2x10-15 m2) e, ainda mais de preferência, o valor (maior ou igual a 0,3x10-15 m2) . A permeabilidade pode ser ajustada, por exemplo, aumentando o teor da polpa na composição, pela utilização parcial de agregados leves, ou através do ajuste da pressão de prensagem. O corpo moldado obtido é então submetido à cura por carbonatação.

Cura por Carbonatação

De acordo com a presente invenção, da mesma forma que para a composição totalmente endurecida por meio da pré-cura, que será referida algumas vezes, a seguir, como um corpo curado, a composição totalmente endurecida, tendo uma dureza suficiente para ser removível de um molde, é submetida à cura por carbonatação (cura secundária). A carbonatação de um corpo curado compreendendo um cimento é uma reação em que o hidróxido de cálcio: Ca(OH)2 gerado pela hidratação do cimento [ver a fórmula (1) indicada abaixo], reage com o dióxido de carbono gasoso (CO2) que foi permeado para formar carbonato de cálcio (CaCO3) e água, conforme indicado abaixo na fórmula (2). Neste momento, o corpo de cimento curado muda de um estado altamente alcalino para um estado neutro. Por conseguinte, quando uma solução de fenolftaleína aquosa é aplicada à face de corte de uma seção transversal do corpo curado, a ocorrência da carbonatação pode ser facilmente verificada por observação da presença ou ausência de coloração.

As condições para a carbonatação são tais, que a cura é realizada em uma atmosfera que contém dióxido de carbono gás com uma concentração mais elevada do que a concentração no ar, por exemplo, em uma atmosfera em que a concentração do dióxido de carbono gasoso é, por exemplo, 5 a 30 % e, de preferência, 8 a 20 %. Onde a concentração do dióxido de carbono gasoso é superior a 30 %, isso pode ser desvantajosamente perigoso e pouco econômico. Entretanto, onde a sua concentração é inferior a 5 %, pode ser desvantajoso em virtude do progresso da carbonatação. Exemplos da atmosfera gasosa incluem ar, nitrogênio gasoso, oxigênio gasoso, vapor de água, gás hélio e gás argônio, além de dióxido de carbono gasoso, e o gás diferente do dióxido de carbono gasoso pode ser misturado e usado em uma variedade tal que não inibe o objeto da presente invenção.

Além disso, também é eficaz realizar a carbonatação em um recipiente tendo uma pressão de dióxido de carbono gasoso elevada, tendo em vista a melhoria da produtividade. Além disso, a temperatura durante a carbonatação não é limitada a qualquer temperatura específica. De um modo vantajoso, quanto mais elevada a temperatura, mais rápida é a reação de carbonatação.

De acordo com a presente invenção, para a reação de carbonatação, é necessária água, conforme indicado na fórmula (1) e, portanto, a cura por carbonatação, de preferência, é realizada com certo grau de umidade. Quando a umidade é excessivamente elevada, a superfície do corpo moldado pode ser coberta com água da condensação do vapor. Em tal caso, o gás dióxido de carbono não pode entrar no interior do corpo moldado, como também pode corroer a superfície do corpo moldado, de modo que a aparência externa do produto fique desvantajosamente deteriorada. Entretanto, onde a umidade é excessivamente baixa, a reação de carbonatação ou a hidratação do cimento é inibida, desvantajosamente. Portanto, a cura secundária é realizada, de preferência, em uma atmosfera tendo uma umidade relativa de 30 a 95 %, de preferência, 35 a 90 % e, mais de preferência, 40 a 85 %.

De acordo com a presente invenção, em que o corpo curado obtido pelo endurecimento total por meio da pré-cura é submetido à cura por carbonatação, a reação de carbonatação progride não apenas na superfície do corpo curado, mas também no seu interior, de modo que a totalidade do corpo moldado pode ser uniformemente densificada, sem a expansão do corpo moldado curado. Embora seja ainda incerto, em muitos pontos, como obter a densificação do corpo de cimento curado contendo belita por dióxido de carbono gasoso, o mecanismo pode ser explicado conforme a seguir. Isto é, onde um corpo de cimento curado típico é carbonatado (neutralizado), Ca(OH)2 gerado pela hidratação do cimento reage com o dióxido de carbono gasoso para formar CaCO3, conforme indicado pelas fórmulas (1) e (2). Ao contrário, quando o corpo de cimento curado contém uma grande quantidade de belita, a belita reage diretamente com o dióxido de carbono gasoso sem causar a hidratação, de modo a formar grandes quantidades de CaCO3 e SiO2. Simultaneamente, o gel C-S-H gerado por hidratação também reage com o dióxido de carbono gasoso para formar, de modo semelhante, CaCO3 e SiO2. Além disso, o Ca(OH)2 gerado pela hidratação do cimento, também reage com o dióxido de carbono gasoso para formar CaCO3. Portanto, pode ser considerado que, em comparação com o corpo de cimento curado típico, uma grande quantidade de produto de reação é gerada em uma fase inicial e preenche lacunas no corpo de cimento curado para obter a densificação. Na verdade, a densificação da estrutura interna pode ser determinada a partir do fato de que o corpo curado carbonatado tem uma maior gravidade específica, uma absorção de água reduzida, um volume total de poros menor e ainda uma taxa de variação dimensional reduzida, em comparação com o corpo curado não carbonatado. Deve ser observado que o volume total dos poros pode ser determinado medindo a distribuição de poros, usando porosimetria por intrusão de mercúrio.

Como a forma cristalina do CaCO3, estão presentes três tipos de formas cristalinas, isto é, a calcita, aragonita, e vaterita. Embora qualquer uma delas possa ser usada vantajosamente em termos de densificação, uma forma particularmente preferível inclui aragonita e vaterita. A aragonita tem cristais em agulha e é usada, vantajosamente, não só para a densificação, mas também para um efeito de reforço de flexão do corpo moldado. Enquanto isso, a vaterita tem uma gravidade específica que é menor do que a da calcita e da aragonita. Portando, quando o corpo de cimento curado tem a mesma massa de CaCO3, o volume ocupado da vaterita é maior. Assim, a vaterita é mais eficaz e vantajosa para a densificação. A calcita é, mais provavelmente, gerada a partir de Ca(OH)2, enquanto a aragonita e a vaterita são mais suscetíveis de serem geradas a partir da belita ou do gel C- S-H. Esta é uma outra característica importante da presente invenção, em que a aragonita e a vaterita, que são eficazes para a densificação, são geradas em uma fase inicial.

Em comparação com um método em que a gravidade específica é aumentada para diminuir lacunas de uma maneira mecânica, por prensagem ou semelhante, antes da cura, a densificação causada pela carbonatação é vantajosa porque esta densificação pode ser obtida de forma mais eficiente. Por exemplo, uma vez que a taxa de variação dimensional se refere à expansão/contração do corpo curado durante a absorção/evaporação de água, o aumento da gravidade específica permite que a taxa de variação dimensional seja reduzida. Quando a gravidade específica é igual, a taxa de variação dimensional por gravidade específica pode ser reduzida quando a densificação é realizada por carbonatação, em comparação com o aumento da gravidade específica por prensagem. Isto é, pela cura por carbonatação, conforme descrito acima, é possível obter um placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, a placa moldada tendo excelente estabilidade dimensional, de modo a ter uma taxa de variação dimensional por gravidade específica menor ou igual a 0,1 %.

A maneira da cura por carbonatação não está limitada a qualquer uma específica. Por exemplo, a cura por carbonatação pode ser realizada em uma condição predeterminada, após a introdução de um corpo moldado pré-curado em um tanque de cura, com a colocação do corpo moldado pré-curado em um suporte ou semelhante. Entretanto, se o contato do dióxido de carbono gasoso com a placa moldada é inibido, de modo a causar irregularidade na reação na placa, pode surgir o problema da chapa moldada ficar deformada. Por conseguinte, de modo a superar a irregularidade na reação, é particularmente vantajosa a introdução do dióxido de carbono gasoso em contato uniforme com a placa moldada, por exemplo, por um método em que o gás no tanque de cura é circulado, um método no qual o dióxido de carbono gasoso é pulverizado uniformemente na placa moldada, tanto por cima, como por baixo, ou um método que evite que as placas moldadas sejam sobrepostas uma sobre as outras, pelo fornecimento de um espaçador ou pela colocação de cada uma das placas moldadas na vertical no suporte.

Na segunda modalidade do produto e segunda modalidade do método de produção é possível, pela obtenção de um corpo moldado tendo uma permeabilidade maior ou igual a 0,1 x 10-15 m2, após a pré-cura de uma composição que contém pelo menos um componente de cimento, uma polpa, uma fibra de reforço e água, conforme descrito acima, e posteriormente cura por carbonatação do corpo moldado obtido, produzir uma placa moldada com uma taxa de reação de carbonatação maior ou igual a 30 %, de preferência, maior ou igual a 50 % e, mais de preferência, maior ou igual a 60 %.

Formação da Película de Tinta (Revestimento)

A superfície do corpo curado que foi submetida à cura por carbonatação pode ser pintada (revestida), dependendo das necessidades. O material de pintura não está limitado a qualquer um específico. Exemplos de materiais de pintura podem incluir tinta de resina fenólica, tinta pronta a base de resina sintética, tinta de resina alquídica, tinta de resina ftálica, tinta de resina acrílica-alquídica, tinta de resina amino-alquídica, tinta de resina de melamina cozida, tinta de resina epóxi, tinta de resina epóxi modificada, tinta de resina epóxi e piche, tinta de resina de poliuretano, tinta de resina de poliuretano curável com umidade, tinta de resina de uretano acrílico, tinta de resina de uretano poliéster, tinta de resina de silicone modificado por resina alquídica, tinta de resina de silicone acrílico, tinta de resina de silicone, tinta de resina à base de borracha clorada, tinta de emulsão de acetato de vinila, tinta de resina acrílica, tinta de resina de emulsão acrílica, tinta de resina acrílica NAD, tinta de resina de cloreto de vinila, tinta de resina fluorada e pintura laca.

A placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, de acordo com a presente invenção, é altamente densificada e a sua neutralização progrediu. Por conseguinte, o material de pintura possuindo resistência alcalina e o material de pintura indispensável para um material de cimento típico não são necessariamente selecionados, para que a presente invenção seja economicamente vantajosa.

Corpo Moldado Inorgânico Hidráulico Carbonatado Reforçado com Fibras

A placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, de acordo com a primeira modalidade do produto da presente invenção, obtida pelo método descrito acima (primeira modalidade do método de produção), pode ser uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras tendo uma elevada resistência à flexão, uma pequena taxa de variação dimensional por gravidade específica, excelente impermeabilidade à água e boa capacidade de pintura, porque a cura por carbonatação de um corpo pré-curado é realizada após o endurecimento da totalidade do corpo pré-curado, a um grau tal que o corpo pré-curado é desmoldável, de modo que o desenvolvimento da densificação progride por meio de taxa de reação de carbonatação mais rápida. Assim, mesmo se a hidratação pelo componente hidráulico, na qual a taxa de reação é mais lenta do que a da carbonatação, é incompleta, a placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras descrita acima pode ser obtida em um período de tempo curto. A modalidade preferida da presente invenção permite obter uma placa moldada com uma taxa de variação dimensional por gravidade específica menor ou igual a 0,10 % (mais de preferência, menor ou igual a 0,09 %).

A placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, de acordo com a segunda modalidade do produto da presente invenção, obtida pelo método descrito acima (segunda modalidade do método de produção), pode ser uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras que é neutralizada no seu interior, porque um corpo moldado pré-curado com uma elevada permeabilidade é submetido à carbonatação. A placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras assim obtida tem uma elevada resistência à flexão e é excelente em estabilidade dimensional, visto que a carbonatação progrediu no interior da mesma. Na modalidade preferida, a placa moldada tem uma taxa de variação dimensional por gravidade específica menor ou igual a 0,10 %.

Aplicação

A placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, de acordo com a presente invenção, pode ser uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras tendo uma elevada resistência à flexão e uma taxa de variação dimensional pequena, porque a placa moldada é densificada por carbonatação após uma composição com uma estrutura predeterminada ser pré-curada, para ser endurecida no seu interior. Por conseguinte, a placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras pode ser usada, vantajosamente, no campo dos materiais de construção, como produtos moldados, incluindo placas de ardósia, telhas/cerâmicas, painéis de parede, materiais de teto, materiais de piso, materiais de telhado/cobertura e paredes divisórias; e produtos secundários.

EXEMPLOS

Os exemplos serão descritos a seguir, de modo a descrever a presente invenção em mais detalhe. No entanto, a presente invenção não está limitada a eles. Nos exemplos, "%" e "parte" são indicados em base de massa, salvo especificação em contrário.

Método de Medição da Tenacidade da Fibra

Em conformidade com a norma JIS L-1015, amostras de fibra foram deixadas durante cinco dias a uma temperatura de 20 °C e em uma umidade relativa de 65 %, para controle da umidade (condicionamento), e cortadas curtas a um comprimento de teste de 60 mm e, em seguida, a resistência à ruptura foi medida usando um equipamento FAFEGRAPH H [fabricado por Textechno] a uma velocidade de tração de 60 mm/min. A tenacidade da fibra foi obtida dividindo a resistência à ruptura pela finura das fibras da amostra. A medição foi realizada, pelo menos, 10 vezes para a obtenção de um valor médio.

Método para Medir a Gravidade Específica Bruta

Em conformidade com a norma JIS A 5430, um corpo de prova foi colocado em um secador a ar com agitador e seco a 105 °C ± 5 °C durante 24 horas e, subsequentemente, a gravidade específica bruta foi calculada a partir da massa e do volume do corpo de prova.

Método de Medição da Resistência à Flexão

Um corpo de prova foi cortado para a obtenção, por cada corpo de prova, de três espécimes de teste em forma de tira, cada um tendo o comprimento de cerca de 150 mm e a largura de cerca de 50 mm. Depois disso, para ajustar um teor de água constante dos espécimes de teste durante a medição, estes espécimes de teste cortados foram secos durante 72 horas, usando um secador ajustado para 40 °C. A resistência à flexão dos espécimes de teste foi medida de acordo com a norma JIS A 1408. A resistência à flexão foi medida usando um equipamento Autograph AG500-B, fabricado pela Shimadzu Corporation, em condições em que a velocidade de teste (velocidade da cabeça de carga) foi de 2 mm/min e a extensão de flexão foi de 100 mm no método de carga no centro.

Método de Medição da Taxa de Variação Dimensional

De acordo com a norma JIS A 5430, um corpo de prova foi colocado em um secador com agitador a uma temperatura mantida em 60 ± 3 °C. Após 24 horas, o corpo de prova foi retirado do secador e colocado em um dessecador com a umidade ajustada por gel de sílica e deixado descansar até a temperatura atingir a temperatura ambiente (20 ± 1,5 °C). Em seguida, um vidro branco leitoso foi preso ao corpo de prova e foram feitas linhas de marcação, de tal modo que a distância entre as linhas era de cerca de 140 mm e, em seguida, o comprimento entre as linhas de marcação foi medido usando um comparador com uma precisão de 1/500 mm. O comprimento medido foi considerado como um comprimento de referência. Em seguida, o corpo de prova foi colocado na extremidade, horizontalmente em relação ao seu comprimento, e foi embebido em água a 20 °C ± 1,5 °C, de modo que o corpo de prova foi embebido a cerca de 30 mm abaixo da superfície da água. Após 24 horas de imersão, o corpo de prova foi retirado da água e a água na sua superfície foi limpa e o comprimento entre as linhas de marcação foi medido novamente. A taxa de alteração do comprimento devido à absorção da água foi calculada como se segue.

Além disso, a taxa de variação dimensional obtida foi dividida pela gravidade específica bruta para a obtenção de uma taxa de variação dimensional por gravidade específica. Método de Avaliação da Impermeabilidade à Água

De acordo com a norma JIS A 5430, um tubo (diâmetro interno de 35 mm, altura de 300 mm) feito de uma resina acrílica foi preso a um corpo de prova e, em seguida, a porção de contato entre o tubo e o corpo de prova foi vedada com um elemento de vedação. Em seguida, foi vertida água até a altura de 250 mm, a partir do fundo do tubo, e a peça de teste foi deixada descansar durante 24 horas para verificar o vazamento de água na superfície posterior do corpo de prova. Como a impermeabilidade à água, a porção de vazamento com um diâmetro menor que 35 mm, foi determinada como "A", a porção de vazamento com um diâmetro de 35 a 60 mm foi determinada como "B" e a porção de vazamento com diâmetro maior do que 60 mm foi determinada como "C".

Método de Avaliação da Capacidade de Pintura

Foi aplicada tinta de resina ftálica (NEO KING fabricada por KAWAKAMI PAINT MFG. CO., LTD) sobre uma superfície de uma amostra de um corpo moldado curado. Posteriormente, de acordo com a norma JIS K 5600-7-7 (resistência às intempéries acelerada e resistência à luz acelerada (método da lâmpada de xenônio)), foi realizado o ensaio de resistência às intempéries acelerado. O caso em que foram encontrados rachaduras, descascamento, ou expansão claras foi determinado como "C", o caso em que foi encontrado um sinal destes foi determinado como "B" e o caso em que não foi encontrada nenhuma anormalidade foi determinado como "A".

Método para Medir a Permeabilidade

A permeabilidade foi medida de acordo com a norma JIS R 2115.

A permeabilidade de uma substância representa a característica de a substância permitir que gás passe através da mesma devido a uma diferença de pressão e a permeabilidade é calculada usando a seguinte fórmula, em que é usado o volume de gás que passa através da substância em um determinado período de tempo.

Em que V: é uma quantidade de gás (m3) que passa através da substância a uma pressão p1, t: é o tempo necessário para o valor (V) de gás passar através da substância, μ: permeabilidade (m2) da substância, μ: viscosidade (Pa-s) do gás na temperatura de teste, A: área da seção (m2) da substância através da qual o gás passa, δ: espessura (m) da substância através da qual o gás passa, P: pressão absoluta (Pa) do gás, obtida quando um volume do gás é medido, p1: pressão absoluta (Pa) obtida quando o gás entra na substância, e p2: pressão absoluta (Pa) obtida quando o gás se separa da substância.

O corpo de prova foi testado como uma coluna tendo um diâmetro de 50 mm ± 2 mm x uma altura de 6 mm a 7 mm.

Na fórmula (1) acima, uma alta permeabilidade μ da substância pode ser considerada como um índice que representa uma permeabilidade ao gás vantajosa do seu interior.

Medição da Taxa da Reação de Carbonatação

Uma solução a 1,0 % p/v de fenolftaleína em etanol (90), fabricada pela Wako Pure Chemical Industries, Ltd., foi aplicada à superfície da seção transversal do corpo moldado antes e após a cura por carbonatação. Fotografias da superfície da seção transversal do corpo moldado foram tiradas um minuto após a aplicação. Em seguida, usando o tom da coloração com fenolftaleína na fotografia antes da cura por carbonatação, a fotografia do corte transversal após a cura por carbonatação foi avaliada conforme a seguir: se a fotografia após a cura por carbonatação tivesse uma porção com um tom de cor semelhante ao tom da coloração na fotografia antes da cura por carbonatação, a porção é considerada como sendo tingida. Utilizando um software de análise de imagem (software livre IMAGE-J), a área tingida foi totalmente calculada e, em seguida, a taxa de reação de carbonatação foi calculada pela seguinte fórmula:

Medição da Taxa de Reação da Belita

Um corpo de prova, que foi submetido a uma reação de carbonatação, foi pulverizado em um moedor de argamassa e, em seguida, adicionado à água para remover os componentes de fibra com gaze. Além disso, o componente em pasta no filtrado foi filtrado em papel de filtro para a obtenção de uma amostra retida no papel de filtro e, em seguida, esta foi seca em um dessecador a 20 °C durante três dias, para a obtenção de uma amostra para análise. A amostra foi submetida à análise qualitativa usando um dispositivo de difração de raios X (MultiFlex fabricado pela Rigaku Corp.) e submetida à análise quantitativa por análise de Rietveld, para determinar o produto de hidratação e minerais de cimento não hidratados. De acordo com o resultado dos mesmos, a taxa de reação da belita foi calculada a partir da seguinte fórmula. taxa de reação de belita (%) = % do componente belita em matéria prima - % do componente belita no corpo de prova x 100 % do componente belita em matéria prima

A seguir, exemplos específicos da placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, de acordo com uma primeira configuração (um primeiro produto) da presente invenção e o método de produção da placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, de acordo com uma segunda configuração (um primeiro método de produção) da presente invenção, serão descritos de acordo com os Exemplos 1 a 8.

Exemplo 1

Como a fibra de PVA, um PVA totalmente saponificado possuindo um grau de polimerização de 1700 (PVA1), foi dissolvido em água a uma concentração de 16,5 % e foi adicionado ácido bórico a 1,6 % em relação ao PVA, para preparar um material para fiação. O material para fiação foi submetido à extrusão a úmido em um banho de coagulação com uma temperatura de 70 °C e contendo 11 g/l de hidróxido de sódio e 350 g/l de sulfato de sódio. As fibras fiadas foram estiradas por um rolo, neutralizadas, submetidas à trefilação com calor úmido, lavadas com água e secas por um método usual, submetidas à trefilação com calor seco a 235 °C e enroladas de tal modo que a proporção de estiramento total foi de 19 vezes em um processo de tratamento térmico do mesmo processo de produção da fibra. A fibra obtida tinha um diâmetro de fibra de 7 m e uma tenacidade de fibra de 14,3 cN/dtex. As fibras obtidas foram cortadas com um comprimento de fibra de 4 mm (relação de aspecto: 571).

Corpo moldado: 1,5 partes em massa das fibras de PVA cortadas curto foram adicionadas a uma composição contendo 3 partes em massa de polpa (NUKP) tendo um valor de Canadian freeness de 115 ml e 95,5 partes em massa de cimento Portland comum (teor de -belita: 27 % em massa), para moldar uma placa em camadas produzida pelo processo Hatschek (método de laminação). Em seguida, a pré-cura foi realizada em um tanque de cura por calor úmido ao ar, em que a umidade relativa (UR) era de 100 % a 80 °C durante 8 horas. Em seguida, para a cura por carbonatação, a placa foi colocada em um dispositivo de teste de neutralização Asahi ACT-250, fabricado pela ASAHI KAGAKU CO. LTD., e tratado durante 24 horas em uma condição onde a concentração de dióxido de carbono gasoso era de 20 %, a umidade 90 % e a temperatura 40 °C. O desempenho do corpo moldado produto obtido é mostrado na Tabela 1. Apesar do período curto, 24 horas, da cura secundária (cura por carbonatação), o corpo moldado obtido tinha uma gravidade específica bruta de 1,7, de modo que a densificação foi muito aumentada, uma elevada resistência à flexão de 28 N/mm2 e uma pequena taxa de variação dimensional por gravidade específica de 0,065 %. Além disso, o corpo moldado tinha impermeabilidade à água e capacidade de pintura satisfatórias.

Exemplo 2

Um corpo moldado foi produzido da mesma maneira que no Exemplo 1, exceto que foi usado um cimento de baixo calor (teor de -belita: 50 % em massa). O desempenho do corpo moldado produto obtido é mostrado na Tabela 1. Apesar do período curto da cura secundária de 24 horas, o corpo moldado obtido tinha uma gravidade específica bruta de 1,7, de modo que a densificação foi muito aumentada, uma elevada resistência à flexão de 26 N/mm2 e uma pequena taxa de variação dimensional por gravidade específica de 0,053 %. Além disso, o corpo moldado tinha impermeabilidade à água e capacidade de pintura satisfatórias.

Exemplo 3

Um corpo moldado foi produzido da mesma maneira que no Exemplo 1, exceto que foi usado um cimento especial (teor de -belita: 50 % em massa). O desempenho do corpo moldado produto obtido é mostrado na Tabela 1. Apesar do período curto da cura secundária de 24 horas, o corpo moldado obtido tinha uma gravidade específica bruta de 1,7, de modo que a densificação foi muito aumentada, uma elevada resistência à flexão de 24 N/mm2 e uma pequena taxa de variação dimensional por gravidade específica de 0,041 %. Além disso, o corpo moldado tinha impermeabilidade à água e capacidade pintura satisfatórias.

Exemplo 4

Um corpo moldado foi produzido da mesma maneira que no Exemplo 2 e deixado por mais 13 dias a 20 °C e UR de 100 %, onde a hidratação do cimento progrediu. O desempenho do corpo moldado produto obtido é mostrado na Tabela 1. O corpo moldado obtido tinha uma gravidade específica bruta de 1,7, de modo que a densificação foi muito aumentada, uma resistência à flexão de 32 N/mm2 extremamente elevada e uma pequena taxa de variação dimensional por gravidade específica de 0,053 %. Além disso, o corpo moldado tinha impermeabilidade à água e capacidade de pintura satisfatórias.

Exemplo 5

Um corpo moldado foi produzido da mesma maneira que no Exemplo 1, exceto que foram adicionadas 2 partes em massa de PVA2 (diâmetro de fibra de 26 m, comprimento da fibra de 6 mm, tenacidade da fibra de 12 cN/dtex, relação de aspecto de 231) como a fibra de PVA. O desempenho do corpo moldado produto obtido é mostrado na Tabela 1. Apesar do período curto da cura secundária de 24 horas, o corpo moldado obtido tinha uma gravidade específica bruta de 1,7, de modo que a densificação foi muito aumentada, uma elevada resistência à flexão de 24 N/mm2 e uma pequena taxa de variação dimensional por gravidade específica de 0,059 %. Além disso, o corpo moldado tinha impermeabilidade à água e capacidade de pintura satisfatórias.

Exemplo 6

Um corpo moldado foi produzido da mesma maneira que no Exemplo 1, exceto que foram adicionadas 3 partes em massa de PVA3 (diâmetro de fibra de 40 m, comprimento da fibra de 8 mm, tenacidade da fibra de 12 cN/dtex, relação de aspecto de 200) como a fibra de PVA. O desempenho do corpo moldado produto obtido é mostrado na Tabela 1. Apesar do período curto da cura secundária de 24 horas, o corpo moldado obtido tinha uma gravidade específica bruta de 1,7, de modo que a densificação foi muito aumentada, uma elevada resistência à flexão de 25 N/mm2 e uma pequena taxa de variação dimensional por gravidade específica de 0,065 %. Além disso, o corpo moldado tinha impermeabilidade à água e capacidade de pintura satisfatórias.

Exemplo 7

Um corpo moldado foi produzido da mesma maneira que no Exemplo 1, exceto que foram adicionadas 2 partes em massa de fibra de polipropileno (fabricada pela Daiwabo, diâmetro de fibra de 17 m, comprimento da fibra de 6 mm, tenacidade da fibra de 5,3 cN/dtex, relação de aspecto de 353) como a fibra de reforço. O desempenho do corpo moldado produto obtido é mostrado na Tabela 1. Apesar do período curto da cura secundária de 24 horas, o corpo moldado obtido tinha uma gravidade específica bruta de 1,7, de modo que a densificação foi muito aumentada, uma elevada resistência à flexão de 20 N/mm2 e uma pequena taxa de variação dimensional por gravidade específica de 0,059 %. Além disso, o corpo moldado tinha impermeabilidade à água e capacidade de pintura satisfatórias.

Exemplo 8

Um corpo moldado foi produzido da mesma maneira que no Exemplo 1, exceto que foram adicionadas 2 partes em massa de fibra de poliacrilonitrila (fabricada pela Dolanit, diâmetro de fibra de 12 m, comprimento da fibra de 6 mm, tenacidade da fibra de 12 cN/dtex, relação de aspecto de 500) como a fibra de reforço. O desempenho do corpo moldado produto obtido é mostrado na Tabela 1. Apesar do período curto da cura secundária de 24 horas, o corpo moldado obtido tinha uma gravidade específica bruta de 1,7, de modo que a densificação foi muito aumentada, uma elevada resistência à flexão de 24 N/mm2 e uma pequena taxa de variação dimensional por gravidade específica de 0,065 %. Além disso, o corpo moldado tinha impermeabilidade à água e capacidade de pintura satisfatórias.

Exemplo Comparativo 1

Um corpo moldado foi produzido da mesma maneira que no Exemplo 1, exceto que não foi adicionada fibra de PVA e a cura secundária foi realizada durante 24 horas em ar a 40 °C e UR de 90 %. O desempenho do corpo moldado produto obtido é mostrado na Tabela 1. A resistência à flexão era tão baixa quanto 15 N/mm2. Além disso, a taxa de variação dimensional por gravidade específica era tão alta quanto 0,156 %. Além disso, a impermeabilidade à água e a capacidade de pintura eram insuficientes.

Exemplo Comparativo 2

Um corpo moldado foi produzido da mesma maneira que no Exemplo 1, exceto que a secagem secundária foi realizada em uma atmosfera de 20 % de dióxido de carbono gasoso em vez de ar. O desempenho do corpo moldado produto obtido é mostrado na Tabela 1. A taxa de variação dimensional por gravidade específica era de 0,059 % e a impermeabilidade à água e a capacidade de pintura eram vantajosas. No entanto, a resistência à flexão era tão baixa quanto 17 N/mm2.

Exemplo Comparativo 3

Um corpo moldado foi produzido da mesma maneira que no Exemplo 1, exceto que a cura secundária foi realizada durante 24 horas em ar a 40 °C e UR de 90 %. O desempenho do corpo moldado produto obtido é mostrado na Tabela 1. O corpo moldado obtido tinha uma gravidade específica de 1,5 que era, assim, menor do que a do Exemplo 1. Além disso, a resistência à flexão era tão baixa quanto 18 N/mm2. A taxa de variação dimensional por gravidade específica era tão alta quanto 0,167 %. Além disso, a impermeabilidade à água e a capacidade de receber pintura eram insuficientes.

Exemplo Comparativo 4

Um corpo moldado foi produzido da mesma maneira que no Exemplo 1, exceto que a cura secundária foi realizada durante 14 dias em ar a 40 °C e UR de 90 %. O desempenho do corpo moldado produto obtido é mostrado na Tabela 1. O corpo moldado obtido tinha uma gravidade específica de 1,5 que era, assim, menor do que no Exemplo 1. A resistência à flexão era tão elevada quanto 25 N/mm2, devido à hidratação do cimento ter progredido. No entanto, a taxa de variação dimensional por gravidade específica era de 0,167 % e a impermeabilidade à água e a capacidade de pintura eram insuficientes.

Exemplo Comparativo 5

Um corpo moldado foi produzido da mesma maneira que no Exemplo Comparativo 4, exceto que uma placa laminada produzida por laminação foi moldada e, posteriormente, adicionalmente prensada a 8 N/mm2, durante cinco minutos. O desempenho do corpo moldado produto obtido é mostrado na Tabela 1. O corpo moldado obtido tinha uma gravidade específica de 1,7, maior do que aquela do Exemplo Comparativo 4. Por conseguinte, a resistência à flexão era tão elevada quanto 28 N/mm2, que também é maior do que a do Exemplo Comparativo 4. Ao contrário, a taxa de variação dimensional por gravidade específica era tão alta quanto 0,118 %.

Enquanto a impermeabilidade à água foi ligeiramente melhorada, a capacidade de pintura era insuficiente. Assim, foi verificado que, embora a prensagem tenha causado um aumento na gravidade específica bruta, somente a prensagem não foi suficiente para proporcionar um efeito dedensificação.

Exemplo Comparativo 6

Um corpo moldado foi produzido da mesma maneira que no Exemplo 1, exceto que a cura foi realizada, como pré-cura, durante 3 horas em ar a 20 °C e UR de 50 %. O desempenho do corpo moldado produto obtido é mostrado na Tabela 1. O corpo moldado obtido tinha uma gravidade específica bruta baixa de 1,4 e uma resistência à flexão de 20 N/mm2. Além disso, a taxa de variação dimensional por gravidade específica era tão alta quanto 0,171 %. Embora a capacidade de pintura fosse boa, a impermeabilidade à água era insuficiente. Isso pode ser explicado pelo fato de a carbonatação ter sido realizada em um estado em que o endurecimento do corpo moldado na pré- cura foi insuficiente e, assim, a expansão precedeu a densificação.

Exemplo Comparativo 7

Um corpo moldado foi produzido da mesma maneira que no Exemplo 1, exceto que foi usado PVA4 (diâmetro de fibra de 100 m, comprimento da fibra de 2 mm, tenacidade da fibra de 10 cN/dtex, relação de aspecto de 20) como a fibra de PVA. O desempenho do corpo moldado produto obtido é mostrado na Tabela 1. O corpo moldado obtido tinha uma gravidade específica bruta elevada de 1,7 e uma pequena taxa de variação dimensional por gravidade específica de 0,071 %. Embora tanto a impermeabilidade à água e a capacidade de receber fossem boas, a resistência à flexão era tão baixa quanto 17 N/mm2. Tabela 1

A seguir, exemplos específicos da placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, de acordo com a primeira configuração (o primeiro produto e o segundo produto) da presente invenção e o método de produção da placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, de acordo com a segunda configuração da presente invenção, serão descritos de acordo com os Exemplos 9 a 13.

Exemplo 9

As seguintes matérias-primas foram usadas para produzir uma composição mostrada na Tabela 2.

Fibra de álcool polivinílico (PVA): um PVA totalmente saponificado possuindo um grau de polimerização de 1700, foi dissolvido em água a uma concentração de 16,5 % e foi adicionado ácido bórico a 1,6 % em relação ao PVA, para preparar um material para fiação. O material para fiação foi submetido à extrusão a úmido em um banho de coagulação com uma temperatura de 70 °C e contendo 11 g/l de hidróxido de sódio e 350 g/l de sulfato de sódio. As fibras fiadas foram estiradas por um rolo, neutralizadas, submetidas à trefilação com calor úmido, lavadas com água e secas por um método usual e submetidas à trefilação com calor seco a 235 °C e enroladas de tal modo que a proporção de estiramento total foi de 19 vezes em um processo de tratamento térmico do mesmo processo de produção da fibra. A fibra obtida tinha um diâmetro de fibra de 7 m e uma tenacidade de fibra de 14,3 cN/dtex. As fibras obtidas foram cortadas com um comprimento de fibra de 4 mm (relação de aspecto: 571).Polpa (NUKP): ("Cello-fiber" fabricada pela PALITEK CORP [Grau de refinamento CSF = 115 ml (ver nota 1)]) Cimento: cimento Portland comum (teor de -belita: 20 % em massa) (Nota 1) [Freeness (CSF) ml] Método para testar a freeness da polpa (norma JIS P 8121-1976): o teste foi realizado de acordo com o método da norma canadense e um valor médio obtido por correção de valores obtidos para uma concentração de lama de 0,3 % em massa e uma temperatura de 20 °C foi definido como o valor padrão do Canadian freeness, representado em ml, com uma precisão de 1 ml.

Produção do Corpo Moldado

A uma composição contendo 3 partes em massa da polpa (NUKP) (fabricado pela PALITEK CORP. "Cello-fiber") e 95,5 partes em massa de cimento Portland comum, foram adicionadas 1,5 partes em massa de fibras de PVA de corte curto tendo um comprimento de fibra de 4 mm, para a obtenção de uma lama contendo 3,2 % em massa de um componente sólido e 96,8 % em massa de água. A lama foi vertida em um molde com uma malha metálica no fundo e a água foi filtrada para coletar um componente sólido equivalente à espessura de 0,4 mm. Em seguida, 10 peças dos componentes sólidos foram sobrepostas uma à outra, de modo a ter uma espessura total de 4 mm ± 0,3 mm e foram, em seguida, prensadas para espremer o líquido dos componentes sólidos a uma pressão de 2 N/mm2, durante cinco minutos, produzindo assim um corpo moldado. O corpo moldado tinha um teor de água de 35 % nesse ponto, 56 % em termos de A/C.

Pré-cura

Após o corpo moldado ser produzido, este foi submetido à pré-cura (cura primária) a uma temperatura de 50 °C, em umidade saturada (UR de 100 %) durante 8 horas. A permeabilidade do corpo moldado pré-curado era de 4x10—15 m2. Cura por Carbonatação

O corpo moldado pré-curado foi colocado em um dispositivo de teste de neutralização Asahi ACT-250, fabricado pela ASAHI KAGAKU CO., LTD., e tratado durante 12 horas em uma condição onde a concentração de dióxido de carbono gasoso era de 20 %, a temperatura de 40 °C e a umidade 60 %, de modo a realizar a cura por carbonatação em ambas as superfícies do corpo moldado. O desempenho e a taxa de reação de carbonatação do corpo moldado obtido são apresentados na Tabela 2.

Além disso, a Fig. 1 mostra uma fotografia da superfície de uma seção transversal do corpo moldado usada para medir a taxa de reação de carbonatação obtida por tingimento com fenolftaleína. A cor vermelha única de tingimento com fenolftaleína foi observada apenas em pequena escala.

Exemplo 10

Um corpo moldado foi produzido da mesma maneira que no Exemplo 9, exceto que a quantidade de polpa a ser misturada foi alterada de 3 partes em massa para 4 partes em massa e a quantidade de cimento Portland a ser misturada foi alterada de 95,5 partes em massa para 94,5 partes em massa. A pré-cura foi realizada da mesma maneira que no Exemplo 9, exceto que a temperatura foi alterada de 50 °C para 80 °C. A permeabilidade do corpo moldado pré-curado era de 6x10—15 m2. O corpo moldado obtido após a pré-cura foi submetido à cura por carbonatação do mesmo modo que no Exemplo 9. O desempenho e a taxa de reação de carbonatação do corpo moldado obtido são apresentados na Tabela 2.

Exemplo 11

Um corpo moldado foi produzido da mesma maneira que no Exemplo 9, exceto que 3 partes em massa de microbalão de cinzas volantes (FA) (agregado leve) (KAINOSPHERES fabricado por KANSAI MATEC CO., LTD.) foram adicionados à polpa, cuja quantidade de mistura era a mesma que no Exemplo 9, e a quantidade de cimento Portland a ser misturada foi alterada de 95,5 partes em massa para 92,5 partes em massa. A pré-cura foi realizada da mesma maneira que no Exemplo 9, exceto que a temperatura foi alterada de 50 °C para 80 °C, para produzir um corpo moldado. A permeabilidade do corpo moldado pré- curado era de 7x10-15 m2. O corpo moldado obtido após a pré- cura foi submetido à cura por carbonatação do mesmo modo que no Exemplo 9. O desempenho e a taxa de reação de carbonatação do corpo moldado obtido são apresentados na Tabela 2.

Exemplo 12

A cura por carbonatação foi realizada da mesma maneira que no Exemplo 9, exceto que a concentração de dióxido de carbono gasoso na cura por carbonatação foi alterada de 20 % para 5 %. O desempenho e a taxa de reação de carbonatação do corpo moldado obtido são apresentados na Tabela 2.

Exemplo 13

A cura por carbonatação foi realizada da mesma maneira que no Exemplo 9, exceto que o período de carbonatação para a cura por carbonatação foi alterado de 12 horas para 6 horas. O desempenho e a taxa de reação de carbonatação do corpo moldado obtido são apresentados na Tabela 2.

Exemplo 14

Uma composição contendo 50 partes em massa de cimento Portland comum (teor de -belita: 20 %), 7,5 partes em massa de areia de sílica N° 8 (agregado fino), 4,5 partes em massa de sílica ativa (EFACO, fabricada pela TOMOE KOGYO CO., LTD.) (agregado fino), 33 partes em massa de carbonato de cálcio (fabricado por Sankyo Seifun Kabushiki Kaisha, Grau 1) (agregado fino), 3 partes em massa de polpa seca pulverizada e 1 parte em massa de metilcelulose (Metolose fabricada pela Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) (polímero solúvel em água), foi misturada usando uma amassadeira e, em seguida, foram adicionados 23 % em massa de água em relação à massa total das substâncias misturadas, e novamente amassada e, a isso, foram adicionadas mais 1,5 partes em massa da fibra de PVA (PVA-1) e misturada com a composição obtida. O material hidráulico amassado foi colocado em uma máquina de moldagem por extrusão a vácuo e moldado por extrusão através de uma matriz tendo a largura de 50 mm e a espessura de 50 mm.

O corpo moldado foi submetido à pré-cura (cura primária) durante 8 horas a 50 °C, em umidade saturada (UR 100 %). A permeabilidade do corpo moldado pré-curado era de 1x10-15 m2.

O corpo moldado pré-curado foi colocado em um dispositivo de teste de neutralização Asahi ACT-250, fabricado pela ASAHI KAGAKU CO., LTD., e tratado durante 72 horas em uma condição onde a concentração de dióxido de carbono gasoso era de 20 %, a temperatura de 40 °C e a umidade 60 %, de modo a realizar a cura por carbonatação em ambas as superfícies do corpo moldado. O desempenho e a taxa de reação de carbonatação do corpo moldado obtido são apresentados na Tabela 2.

Exemplo Comparativo 8

Foi usada a mesma fibra de PVA do Exemplo 9. Em um misturador de argamassa, foram adicionadas 49,2 partes em massa de cimento Portland comum (teor de -belita: 20 %) e 49,3 partes em massa de areia do mar (agregado fino) e ainda foi acrescentada água em uma quantidade para satisfazer uma proporção A/C de 56 % processadas em um amassador. Em seguida, 1,5 partes em massa de fibra de PVA de corte curto com um comprimento de fibra de 4 mm foram adicionadas e amassados para se obter uma mistura amassada. A mistura amassada foi, então, vertida em um molde de tal modo que a espessura era de 4 mm ± 0,3 mm, para produzir um corpo moldado. O corpo moldado obtido foi submetido à pré-cura nas mesmas condições que as do Exemplo 9, de modo a ser obtido um corpo moldado pré-curado tendo uma permeabilidade de 0 x 10-15 m2. O corpo moldado obtido foi submetido à cura por carbonatação do mesmo modo que no Exemplo 9. O desempenho e a taxa de reação de carbonatação do corpo moldado obtido são apresentados na Tabela 2.

A Fig. 2 mostra uma fotografia da seção transversal do corpo moldado obtida por tingimento com fenolftaleína, sendo o corpo moldado usado para medir a taxa de reação de carbonatação. A totalidade da superfície da seção transversal do corpo moldado foi tingida de vermelho com fenolftaleína.

Exemplo Comparativo 9

Usando a mesma fibra que a do Exemplo 9, foi produzido um corpo moldado da mesma maneira que no Exemplo 9, pela adição de 1,5 partes em massa de fibra de PVA de corte curto, tendo um comprimento de fibra de 4 mm, a uma composição contendo 1 parte em massa da polpa misturada com 97,5 partes em massa de cimento. O corpo moldado obtido foi submetido à pré-cura nas mesmas condições que as do Exemplo 9, para a obtenção de um corpo moldado pré-curado tendo uma permeabilidade de 0,1 x 10-15 m2. O corpo moldado obtido foi submetido à cura por carbonatação do mesmo modo que no Exemplo 9. O desempenho e a taxa de reação de carbonatação do corpo moldado obtido são apresentados na Tabela 2.

Exemplo Comparativo 10

Usando a mesma fibra que a do Exemplo 9, foi produzido um corpo moldado da mesma maneira que no Exemplo 9, pela adição de 1,5 partes em massa de fibra de PVA de corte curto, tendo um comprimento de fibra de 4 mm, a uma composição contendo 3 partes em massa da polpa misturada com 95,5 partes em massa de cimento. O corpo moldado obtido foi prensado a uma pressão de 8 N/mm2 e foi, em seguida, submetido à pré- cura, com a temperatura de pré-cura no Exemplo 9 alterada de 50 °C para 80 °C, para a obtenção de um corpo moldado pré- curado com uma permeabilidade de 0,2 x 10-15 m2. Em seguida, o corpo moldado obtido foi carbonatado nas mesmas condições do Exemplo 9. O desempenho e a taxa de reação de carbonatação do corpo moldado obtido são apresentados na Tabela 2.

Exemplo Comparativo 11

Usando a mesma fibra que a do Exemplo 9, foi produzido um corpo moldado da mesma maneira que no Exemplo 9, através da adição de 1,5 partes em massa de fibra de PVA de corte, curto tendo um comprimento de fibra de 4 mm, a uma composição contendo 3 partes em massa da polpa misturada com 95,5 partes em massa de cimento. O corpo moldado obtido foi prensado a uma pressão de 2 N/mm2, mas não foi submetido à pré-cura realizada no Exemplo 9. Assim, foi obtido um corpo moldado com uma permeabilidade de 4 x 10-15 m2. Em seguida, o corpo moldado obtido foi carbonatado nas mesmas condições do Exemplo 9. O desempenho e a taxa de reação de carbonatação do corpo moldado obtido são apresentados na Tabela 2. Tabela 2

Os resultados na Tabela 2 indicam que, nos Exemplos 9 a 13, cada um dos corpos moldados que foram submetidos à cura por carbonatação tinham uma taxa de reação de carbonatação extremamente elevada, de 60 a 100 %, e a carbonatação quase completa do corpo moldado havia progredido para o interior deste, razão pela qual o corpo moldado carbonatado tinha uma gravidade específica bruta elevada, resistência à flexão elevada e uma pequena taxa de variação dimensional por gravidade específica.

Embora, nos Exemplos 9 a 13, o corpo moldado que foi submetido à pré-cura tivesse a permeabilidade de (4 a 7) x 10-15 m2, o corpo moldado que foi submetido à pré-cura tinha uma permeabilidade baixa, de (0 a 0,2) x 10-15 m2, nos Exemplos comparativos 8 a 10. Como resultado, o progresso da carbonatação foi lento. Isso indica que é importante que a permeabilidade do corpo moldado que foi submetido à pré-cura seja maior ou igual a um valor fixo. Em particular, no Exemplo Comparativo 8, no qual a polpa não foi misturada, a taxa de reação de carbonatação foi extremamente baixa e, além disso, o estado de tingimento por fenolftaleína não pareceu indicar que a reação tinha progredido de maneira uniforme na superfície superior e na superfície inferior, e as propriedades físicas obtidas eram baixas. Portanto, quando a carbonatação é realizada em um estado em que a permeabilidade é alta, a carbonatação avança para o interior do corpo moldado e o desempenho do corpo moldado carbonatado pode ser melhorado.

No Exemplo 14, a espessura era grande e foi realizada a moldagem por extrusão a vácuo. Por conseguinte, a permeabilidade era de 1 x 10-15 m2 sendo, portanto, um pouco menor do que a dos outros Exemplos. No entanto, foi obtida, com certeza, uma permeabilidade desejada. Por conseguinte, foi confirmado que, mesmo em tal corpo de prova com grande espessura, a carbonatação progride.

No Exemplo Comparativo 11, a cura por carbonatação foi realizada sem a realização da pré-cura. O corpo moldado obtido tinha uma baixa resistência à flexão e uma taxa de variação dimensional elevada. Isso pode ser porque a cura por carbonatação foi realizada sem a realização do endurecimento por pré-cura, de modo que ocorreu a expansão devido ao carbonato de cálcio gerado pela reação de carbonatação, não sendo obtido um efeito de densificação.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

A placa moldada inorgânica carbonatada reforçada com fibras obtida pela presente invenção tem características que, devido à carbonatação, a gravidade específica bruta é elevada, a resistência à flexão é elevada e a taxa de variação dimensional por gravidade específica é pequena. Em particular, a presente invenção é industrialmente aplicável no campo dos materiais de construção (tais como materiais de telhado/cobertura e materiais de parede).

Embora a presente invenção tenha sido completamente descrita em ligação com as modalidades preferidas desta, com referência aos desenhos anexos, os especialistas na técnica irão prontamente conceber numerosas alterações e modificações dentro do escopo da obviedade, mediante a leitura do relatório descritivo da presente invenção apresentado aqui. Por conseguinte, essas alterações e modificações, salvo se as mesmas se afastarem do escopo da presente invenção, tal como apresentadas nas reivindicações anexas, devem ser interpretadas como incluídas nesta.

Claims

1. Placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras caracterizada por compreender um componente de cimento, uma polpa, uma fibra de reforço tendo uma relação de aspecto de 40 a 1000; e sendo uma placa moldada curada por carbonatação tendo uma taxa de reação de carbonatação de maior ou igual a 30 %, e uma gravidade específica bruta de maior ou igual a 1,6.

2. Placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por ter uma taxa de variação dimensional por gravidade específica menor ou igual a 0,1 %.

3. Placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a fibra de reforço é uma fibra de álcool polivinílico.

4. Placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras tem uma velocidade de carbonatação maior ou igual a 50 %.

5. Placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras tem uma taxa de variação dimensional por gravidade específica menor ou igual a 0,1 %.

6. Placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o componente de cimento é um cimento contendo belita a uma proporção de 18 % em massa ou mais.

7. Placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a belita tem uma taxa de reação maior ou igual a 70 %.

8. Método de produção de uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras como definida na reivindicação 1, o método caracterizado por compreender: pré-cura de uma composição que contém, pelo menos, um componente de cimento, uma polpa, uma fibra de reforço tendo uma relação de aspecto em uma faixa de 40 a 1000, e água, para a obtenção de um corpo de pré-curado tendo uma permeabilidade superior ou igual a 0,1x10-15 m2; e cura por carbonatação do corpo pré-curado, para a obtenção de uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras.

9. Método de produção de uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a composição inclui, como o componente de cimento, um cimento que contém belita em uma proporção de 18 % em massa ou mais e é deixado ser pré-curado para a obtenção de um corpo moldado que tem uma dureza suficiente para ser desmoldável; e o corpo moldado é curado por carbonatação.

10. Método de produção de uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a pré- cura é realizada em uma atmosfera com uma umidade de 65 a 100 %.

11. Método de produção de uma placa moldada inorgânica hidráulica carbonatada reforçada com fibras, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que a cura por carbonatação é realizada em uma atmosfera contendo dióxido de carbono gasoso a uma concentração de 5 a 30 %.