BR112020006048A2

BR112020006048A2 - uso de gás, sistema de carbonatação e kit

Info

Publication number: BR112020006048A2
Application number: BR112020006048-8A
Authority: BR
Inventors: Zaid AL-GHOULEH; Paul Wayne HARGEST
Original assignee: Carboclave Corp.
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2020-10-06
Also published as: CN111527056A; US20200255349A1; EP3687960C0; MX2020003797A; AU2018340887B2; CL2020000783A1; EP3687960A4; EP3687960A1; AU2018340887A1; ES2980276T3; CA3077118A1; EP3687960B1; WO2019060992A1

Abstract

A presente invenção se refere ao uso de gás dióxido de carbono para curar meios de concreto pela aplicação de um diferencial de pressão criado através de uma substituição parcial do volume ambiente original de ar presente em um invólucro de cura com gás CO2 puro.

Description

USO DE GÁS, SISTEMA DE CARBONATAÇÃO E KIT

ANTECEDENTES (a) Campo

[001] A matéria revelada geralmente relaciona-se ao uso de gás dióxido de carbono para curar meios de concreto pela aplicação de um diferencial de pressão, criado através de uma substituição parcial do volume original de ar ambiente presente em um invólucro de cura por gás CO2 puro. (b) Estado da Técnica Relacionada

[002] O processo de carbonatação envolve o componente de silicato de cálcio do cimento Portland, nomeadamente, silicato tricálcico (3CaO.SiO2; C3S- alíta) e silicato dicálcico (2CaO.SiO2; C2S-belíta), que compõem a maior parte do cimento. O gás CO2 reage com estes silicatos de cálcio, na presença de água, para formar C-S-H e CaCO3 (de acordo com as Equações 1 e 2 abaixo). 2C3S + 3CO2 + 3H2O → C-S-H + 3CaCO3 (1) (também: 2(3CaO.SiO2) + 3CO2 + 3H2O → 3CaO.2SiO2.3H2O + 3CaCO3) 2C2S + CO2 + 3H2O → C-S-H + CaCO3 (2) (também: 2(2CaO.SiO2) + CO2 + 3H2O → (3CaO.2SiO2.3H2O + CaCO3)

[003] Geralmente, C-S-H é conhecido como a fase que contribui para a ligação do concreto, e é um dos produtos normalmente gerados pela reação hidráulica entre cimento e água (junto com hidróxido de cálcio em um âmbito muito menor). A taxa de formação desta fase é consideravelmente acelerada na presença de CO2 suficiente, que também atua como reagente de reação que agiliza a reação que resulta na precipitação de carbonato de cálcio (em vez de hidróxido de cálcio). Por esta razão, a carbonatação é, algumas vezes, considerada como um acelerador para a hidratação do cimento. Trabalhos iniciais por Young et al. [1] e Bukowski et al. [2] mostraram uma rápida consolidação de pós de silicato de cálcio submetidos a curtos períodos de pura exposição ao CO2. Este desenvolvimento físico é correlacionado com a geração igualmente rápida de C-S-H, conforme as Equações 1 e 2. Os cristais de CaCO3 que são simultaneamente produzidos a partir da reação, são encontrados intimamente misturados com o C-S-H em nanoescala. Estes precipitados de nano-CaCO3 reforçam a matriz C-S-H, resultando em uma matriz de ligação de compósito resiliente.

[004] Seria altamente desejável realizar um processo industrial facilmente adaptável que praticamente explora a carbonatação como um meio para envolver ativamente o cimento Portland dentro da janela de tempo de um ciclo de produção convencional, assim, chegando a um produto pré-moldado de concreto altamente resiliente caracterizado por ter um alto teor imediato de C- S-H, resistência consideravelmente maior do que as referências comerciais, e a capacidade de sequestrar beneficamente o dióxido de carbono na forma de cristais precipitados de CaCO3 fisicamente reforçados.

SUMÁRIO

[005] Esta invenção apresenta uma configuração de processo alternativa a uma contemplada no Pedido de Patente Provisório US Nº 62/217,239- PCT/CA2016/051076, desenvolvida para facilitar a ampla adoção da tecnologia Carboclave® em fábricas existentes e novas de concreto pré-moldado. A invenção introduz um novo sistema de cura que pode ser razoavelmente fácil de ser integrado como uma modificação de projeto para novas instalações de cura ou como um retroajuste físico para processos de cura já em operação. O sistema marginaliza a dependência da carbonatação sob pressão para a produção de produtos de concreto Carboclave®, para o qual CO2 é usado como agente de cura. Ao invés de um acúmulo de pressão elevado para promover a difusão e carbonatação de CO2, a nova configuração de sistema depende de aplicar um diferencial de pressão suficiente para a reação. O diferencial é alcançado pelo deslocamento de ar ambiente primeiramente através de sucção/vácuo, seguido por injeção de gás CO2. A sucção poderia resultar em uma ligeira pressão subatmosférica, que é mantida somente momentaneamente em um esforço para purgar tanto volume de ar quanto como tecnicamente possível pelo arranjo. A presença de um volume residual de ar ambiente na câmara de cura é minimizada, mas realisticamente inevitável. Após a semi-purga, a injeção de CO2 é iniciada e regulada de tal modo que a carbonatação é realizada a uma pressão de manômetro ligeiramente positiva, a qualquer ponto entre 101,3 kPa e 115,1 kPa (0 e +2 psig). Tais condições de operação permitem conduzir a cura por carbonatação em câmaras convencionais de cura por vapor ligeiramente modificadas (o processo de produção referência da indústria). O sistema apresentado e o processo associado recebem a abreviação DAC, correspondente a Carbonatação de Ar Deslocado.

[006] De acordo com a presente invenção, é provido o uso de gás dióxido de carbono para curar meios de concreto aplicando um diferencial de pressão criado através de uma substituição parcial do volume original de ar ambiente presente em um invólucro de cura por gás CO2 puro.

[007] O uso da presente invenção pode adicionalmente compreender uma etapa de deslocamento de ar que precede a carbonatação destinada para criar sucção e alcança pressões subatmosféricas dentro do invólucro de cura entre 0 e 66,8 kPa (0 e -5 psig).

[008] O uso da presente invenção pode adicionalmente compreender uma etapa de purga que precede a carbonatação em que o gás CO2 é continuamente fluído para o interior do invólucro de cura para deslocar volumes parciais de ar ambiente através de uma saída aberta, em que a saída é fechada quando o ar descarregado atinge uma concentração de CO2 que excede 10.000 ppm.

[009] O invólucro de cura pode atingir uma concentração interna de CO2 entre 20 e 50% após a etapa de purga.

[010] O uso da presente invenção pode adicionalmente compreender uma etapa de injeção regrada de CO2 até que uma pressão interna entre 101,3 kPa e 115,1 kPa (0 e +2 psig) seja atingida e mantida constante pela duração do processo de carbonatação pelo qual o diferencial de pressão deve criar uma cabeça de pressão suficiente para uma melhor difusão de gás dentro do material de concreto e para melhorar a reação de carbonatação.

[011] A necessidade de pressão durante a carbonatação pode ser marginalizada.

[012] O uso da presente invenção pode ser para a preparação de pré- moldados ou produtos de concreto moldados a seco, reforçados e não- reforçados.

[013] Os produtos de concreto pré-moldados ou moldados a seco podem ser selecionados a partir do grupo que consiste em unidades de alvenaria, pavimentos, pedra sintética, tijolos, lajes de núcleo oco, tubos, painéis de parede, tábuas de fibrocimento e paredes de retenção.

[014] O invólucro de cura de concreto pode ser selecionado a partir do grupo que consiste em forno, câmara, autoclave, tanque, tenda, em que o invólucro é projetado ou modificado para ser estanque ao ar e capaz de suportar desvios marginais em pressão tanto abaixo como acima das condições ambientes.

[015] De acordo com a presente invenção, é provido um sistema de carbonatação de ar deslocado que utiliza gás dióxido de carbono para curar o meio de concreto que compreende, uma câmara estanque ao ar e pressurizável tendo um revestimento interno de compósito aspergido de poliuretano/poliuréia com uma montagem de porta flexível ou rígida, na qual um diferencial de pressão é aplicado e criado através da substituição parcial do volume original de ar ambiente presente em um invólucro de cura por gás CO2 puro.

[016] A montagem de porta pode ser construída a partir de qualquer um ou uma combinação de materiais que incluem polímero, plástico, alumínio e/ou aço.

[017] O revestimento interno compósito pode consistir em uma camada primária de Spray de Espuma de Poliuretano (SPF) que varia em espessura a partir de 25 a 50 mm, e uma camada secundária de poliuréia variando entre 2 e 10 mm de espessura, onde o revestimento compósito é destinado a aliviar as tensões internas decorrentes do diferencial de pressão aplicado do sistema.

[018] De acordo com a presente invenção, é provido um kit para transformar um sistema de câmara em um invólucro estanque ao ar e pressurizável compreendendo um revestimento interno de compósito aspergido de poliuretano/poliuréia uma montagem de placa de porta de polímero.

[019] O revestimento interno de compósito pode consistir em uma camada primária de Spray de Espuma de Poliuretano (SPF) que varia em espessura a partir de 25 a 50 mm, e uma camada secundária de poliuréia que varia entre 2 e 10 mm de espessura.

[020] Recursos e vantagens da matéria em questão se tornarão mais aparentes à luz da seguinte descrição detalhada de modalidades selecionadas, conforme ilustrado nas figuras em anexo. Conforme será percebido, a matéria revelada e reivindicada é capaz de modificações em vários aspectos, tudo sem se afastar do escopo das reivindicações. Consequentemente, os desenhos e o relatório descritivo devem ser considerados como ilustrativos em natureza, e não como restritivos e o escopo completo da matéria é apresentado nas reivindicações.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[021] Recursos e vantagens adicionais da presente invenção se tornarão evidentes a partir da seguinte descrição detalhada, tomada em combinação com os desenhos anexos, nos quais:

[022] A Fig. 1 ilustra um diagrama de fluxo de processo do processo DAC para a produção de uma unidade de alvenaria de concreto de 20 cm padrão (CMU);

[023] A Fig. 2 ilustra uma ilustração esquemática de uma típica câmara de cura de grande escala convertida em um sistema de cura DAC;

[024] A Fig. 3 ilustra uma seção transversal do revestimento de compósito da parede interna do sistema DAC;

[025] A Fig. 4 ilustra um sistema de cura DAC antes e depois de começar a cura por carbonatação;

[026] A Fig. 5 ilustra um protótipo do sistema DAC;

[027] A Fig. 6 ilustra um sistema de exaustão de deslocamento de ar do protótipo;

[028] A Fig. 7 ilustra (a) um invólucro carregado com blocos de CMU de 20 cm padrão; (b) uma placa de polímero de Neoprene de 5 mm presa firmemente e compondo assim o invólucro estanque ao ar; e

[029] A Fig. 8 ilustra o sistema do invólucro DAC quando desinflado através de sucção, e quando posteriormente inflado a uma pressão constante de 101,3 kPa e 104,8 kPa (0 e +0.5 psig) durante a carbonatação.

[030] Será observado que em todos os desenhos anexos, recursos similares são identificados por números de referência similares.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Processo DAC

[031] O processo DAC apresenta uma metodologia para curar artigos de concreto utilizando dióxido de carbono no lugar de vapor (a rota de cura convencional). A geração de vapor consome água e gás natural, ambos sendo evitados com o processo DAC. Economias adicionais podem ser realizadas a partir da redução de cimento, a matéria prima mais cara, sem comprometer o cumprimento das especificações do código de construção. Produtos de concreto Carboclave® superam referências comerciais nas áreas de desempenho ambiental e de durabilidade, bem como demonstram aperfeiçoamentos consideráveis em resiliência química e física. O processo DAC se aplica a produtos de concreto pré-moldado (reforçados com aço e não reforçados) incluindo, mas não limitado a, unidades de alvenaria de concreto, pavimentos, tubos, tábuas de fibrocimento e lajes de núcleo oco. O processo pode ser adaptado a sistemas de cura por vapor existentes através de modificações físicas de retroajuste sem incorrer em grandes custos de capital, não recuperáveis. A Fig. 1 é um diagrama de fluxo do processo que detalha as etapas do processo DAC para a produção de CMU (unidade de alvenaria de concreto) de 20 cm.

[032] As etapas individuais na Fig. 1 são descritas em maiores detalhes abaixo,

[033] i. Formação de bloco: Esta etapa segue as práticas convencionais de formação de bloco, com a única diferença sendo a possibilidade de proporcionar teores de cimento mais baixos. A alta resistência alcançada pelos blocos processados por CO2 permite compensação parcial do teor de cimento (até 25%) através da redução direta de teor e/ou substituição por preenchedores cimentícios.

[034] ii. Pré-ajuste: Pré-ajuste é uma etapa de preparação importante, implicando o monitoramento de perto e o controle de perda de água experimentada pelos blocos antes da carbonatação. A perda de água cria espaços dentro do componente em pasta dos blocos úmidos, facilitando assim a difusão de CO2 e alcançando graus de carbonatação otimizados. A partir de estudos paramétricos extensivos anteriores, uma perda de massa na faixa de 30 a 50% da água total nos blocos rende resultados de escolha em termos de reação. O teor de água residual no bloco é um parâmetro um tanto crítico – demais, e a difusão de CO2 é prejudicada como resultado de bloqueio; muito pouco, e grãos de cimento não se envolvem na reação devido à falta de água. Um teor ótimo de água precisa ser mantido antes da exposição ao CO2. A água de fato serve para dois propósitos vitais: é o meio nos quais os solvatos de gás CO2 e silicatos de cálcio se dissolvem; e um reagente na reação de carbonatação de múltiplas etapas subsequente, que gera a matriz de ligação do compósito de C-S-H (silicato de cálcio hidratado) e CaCO3. C3S: 2(3CaO.SiO2) + 3CO2 + 3H2O → 3CaO.2SiO2.3H2O + 3CaCO3 (1) [1] C2S: 2(2CaO.SiO2) + CO2 + 3H2O → 3CaO.2SiO2.3H2O + CaCO3 (2) [2]

[035] As equações (1) e (2) apresentam as reações estequiométricas genéricas dos constituintes principais do cimento, tri-cálcio (C3S) e silicatos de di-cálcio (C2S), respectivamente, durante a carbonatação. O gás CO2 é finalmente convertido em CaCO3 estável. Ambos C-S-H e CaCO3 formam núcleo em poros previamente ocupados pela água na pasta úmida. Sabe-se geralmente que o hidrato de C-S-H é responsável pela resistência de ligação de concreto endurecido. A taxa de formação desta fase é consideravelmente acelerada quando os silicatos de cálcio são ativados por CO2. Trabalhos iniciais por Young et al [1] e Bukowski et al [2] mostraram uma rápida consolidação de pós de silicato de cálcio submetidos a períodos curtos de exposição de CO2 puro, onde eles correlacionam o efeito a uma geração igualmente rápida de C-S-H.

[036] A secagem foi quantificada pela monitoração da alteração de peso experimentada por blocos representativos. O grau de secagem procurado foi simplificado para um peso alvo final absoluto, com base na fórmula da Equação 3, que também leva em conta a propriedade de absorção dos agregados. A equação calcula a queda de peso que precisa ser experimentada por um único bloco, considerando uma perda alvo de 35% do teor total de água neste caso. Alcançar a queda de peso marca o final da etapa de pré-ajuste. Por exemplo, a WL35% para um bloco NW com um peso inicial de 16,8 kg, e uma absorção agregada de 3%, é de 0,349 kg. WL35% = [(Mag. × Aag. )+ (Mbloco × % Água)] × 35% (3) WL35%: Massa de 35% de perda de água alvo MAg.: Massa de agregados no bloco AAg.: Absorção de agregados MBloco: Massa de bloco

[037] iii. Carbonatação: Esta etapa é realizada depois que os produtos de concreto adequadamente preparados são colocados em um invólucro de cura e vedados. Uma vez garantida a estanqueidade ao ar, o invólucro é submetido a sucção (através do uso de bomba, venturi, compressor, etc.…) para o deslocamento parcial do volume de ar ambiente originalmente presente no invólucro. Isto pode resultar em um estado de vácuo parcial, possivelmente registrando pressões subatmosféricas dentro do invólucro entre 0 e 66,8 kPa (0 e -5 psig). Este estado é mantido somente brevemente até que a pressão seja trazida de volta para a atmosférica (101,3 kPa (0 psig)), e até um máximo de 115,1 kPa (+2 psig), com a injeção de gás CO2. O propósito principal do diferencial de pressão -ve/+ve é criar uma cabeça de pressão suficiente para uma melhor difusão de gás dentro do material de concreto e, portanto, uma reação de carbonatação melhorada.

[038] Durante a carbonatação, a injeção de gás CO2 é cuidadosamente regulada para garantir que o meio de concreto sature sua capacidade alvo de CO2 para as condições de cura e quadro de tempo dados. Este recurso de “auto- limpeza” foi desenvolvido para assegurar que o gás injetado seja totalmente consumido pelo concreto - evitando a liberação de gás para a atmosfera no final do ciclo de carbonatação. Utiliza-se um regulador para assegurar que a pressão de carbonatação (entre 101,3 kPa e 115,1 kPa (0 e +2 psig)) dentro do invólucro seja precisamente mantida. Uma queda de pressão acontece quando o concreto absorve CO2, induzindo o regulador para reagir com o reabastecimento do invólucro com mais gás. Um medidor de fluxo é usado para quantificar a quantidade total de CO2 injetado. Uma vez que a capacidade alvo de gás que pode ser absorvido pelo carregamento de concreto seja atingida, o fornecimento de gás é então parado.

[039] Para quantificar a quantidade de CO2 que pode ser absorvida por um carregamento de concreto, Eq. 4 pode ser usada. Isto permitirá a precisa proporção da injeção de gás durante a carbonatação. QCO2 = N × Munidade × (%Aglutinante) × UCO2 (4) Aonde, QCO2: Quantidade de gás CO2 total a ser injetada por carregamento, Kg N: Número de unidades de concreto carregadas para cura (por exemplo, blocos, pavimentos, tubos) Munidade: Massa média de uma unidade individual, Kg % Aglutinante: % de proporção de aglutinante (isto é, cimento) no projeto de mistura de concreto, % UCO2: captação de CO2 alvo, expressa como % de massa de aglutinante (usualmente entre 15 e 25%), %

[040] A Equação 4 se aplica geralmente ao concreto pré-moldado. A partir de testes anteriores extensivos, a quantidade de CO2 que pode ser potencialmente sequestrado por uma unidade de concreto (UCO2), sob as condições de processamento prescritas, é conservadoramente presumida equivalente a 20% da massa inicial de cimento. Por exemplo, considerando 10 unidades padrão de alvenaria de concreto de 20 cm de peso normal (CMU), com um peso médio de 17 kg por unidade e um teor de cimento de 9,7%, a quantidade de CO2 que poderia potencialmente ser absorvida pelo carregamento é de 3,3 kg (QCO2 = 10 × 17kg × 9,7% × 20%). Sistema DAC

[041] A montagem do sistema de cura DAC é detalhada nesta seção, com a modalidade descrita adaptável a fábricas novas e existentes de cura à vapor. A adaptação geralmente transforma qualquer sistema de cura (forno, tanque, câmara, etc...) em um invólucro estanque ao ar, capaz de suportar um diferencial de pressão que varia de 66,8 kPa (-5 psig) durante a sucção a até 115,1 kPa (+2 psig) durante a carbonatação. A Figura 2 ilustra um típico sistema de cura DAC de grande escala, representando uma versão modificada da câmara de cura a vapor mais comumente usada. A inserção da figura é um detalhamento da seção transversal da parede, que revela um revestimento interno de compósito composto de duas camadas sucessivamente pulverizadas. A seção transversal de parede revela um revestimento interno de compósito de poliuretano/poliuréia. A primeira camada é um material de Spray de Espuma de Poliuretano (SPF) de 25 a 50 mm de espessura, usualmente usado para propósitos de isolamento em construção. A segunda camada é a de um material de “poliuréia” flexível que varia em espessura entre 2 e 10 mm. Ambos os materiais exibem alta tolerância à deformação elástica.

[042] O revestimento de compósito alivia as tensões que atuam sobre as paredes interiores do invólucro e que surgem do diferencial de pressão aplicado. Cria um compartimento tipo bexiga que anula consideravelmente as alterações dimensionais impostas durante a operação. A etapa de deslocamento de ar antes da carbonatação é administrada para criar sucção e obter uma pressão subatmosférica a qualquer ponto entre 101,3 kPa e 66,8 kPa (0 e -5 psig). Entretanto, o efeito de vácuo é mantido marginal para evitar a delaminação do revestimento interno. Quando o invólucro carregado de concreto é inflado durante a carbonatação, o acúmulo de pressão interna é em sua maior parte contido pelo revestimento através da tensão e deformação do material. A Figura 3 ilustra a dissipação da carga interna durante a inflação. A camada de poliuréia experimenta uma ligeira expansão volumétrica, que se traduz em forças de tração dentro do material. A expansão resulta adicionalmente na deformação dimensional da camada de SPF (δ), que por sua vez absorve parte da carga criada pela pressão interna. O efeito de alívio duplo apresentado pelo revestimento interno de compósito minimiza a pressão direta que atua sobre as paredes reais da câmara. Desta maneira, uma câmara não compressível pode ser convertida em um arranjo de cura estanque ao ar, compressível, sem incorrer em quaisquer outras grandes modificações estruturais na câmara.

[043] Existem muitos tipos de revestimentos pulverizados e não pulverizados de espuma de poliuretano e poliuréia que podem ser usados e cuja composição, densidade e propriedades mecânicas variam significativamente. Sem restringir a invenção a utilizar um produto ou marca específica, um critério de conformidade geral de material é apresentado para assegurar a aplicação apropriada do componente de revestimento interno. A primeira camada de espuma (SPF ou outras espumas em spray) precisa ser adesiva, porosa e ligeiramente maleável de modo que ela seja elasticamente compressível quando uma carga está atuando sobre o revestimento interno. A camada de SPF é preferencialmente uma espuma em spray de densidade média de célula fechada (ccSPF). Espuma em spray de baixa densidade e de célula aberta (ocSPF) também pode ser usada. A segunda camada de poliuréia (ou outro polímero spray equivalente ou material elastomérico) precisa ser sem emenda, altamente adesiva, e possuir resistência superior à tração (> 20 MPa) e capaz de atingir >200% de alongamento. A poliuréia elastomérica de auto-cicatrização também pode ser usada. Em geral, qualquer sistema de revestimento, compreendido por um ou mais componentes, obedecendo os atributos acima mencionados, e servindo a funcionalidade destinada, pode ser intercambiável com as modalidades prescritas.

[044] Um outro recurso importante do sistema DAC é a montagem de porta, em que é usada uma placa de polímero flexível e fixada à extremidade aberta do invólucro. Depois que o carregamento de concreto é carregado, a porta de polímero é fortemente firmada/apertada de modo que o invólucro é completamente estanque ao ar. A espessura da porta pode ser ajustada de acordo com as propriedades de tração requeridas (>20 MPa). Antes da carbonatação, a bomba de sucção é usada para deslocar parcialmente o volume de ar ambiente presente no invólucro. A porta de polímero flexível provê um indicador visual para esta etapa, em que a placa se esvaziaria internamente. Uma vez que uma quantidade suficiente de ar seja descarregada, a carbonatação é iniciada pela injeção de gás CO2 até que o invólucro se torne inflado e uma pressão interna entre 101,3 kPa e +115,1 kPa (0 e +2 psig) é mantida durante todo o curso da carbonatação. Novamente, a placa polimérica se projeta para fora durante a carbonatação, conforme mostrado na Fig. 4. A carbonatação é prolongada até que a quantidade alvo de CO2 (QCO2) seja completamente injetada.

Prova de conceito

[045] Uma prova de conceito em escala reduzida do sistema e processo DAC foi realizada no local de uma unidade de alvenaria de concreto (CMU). Os blocos de CMU produzidos localmente foram submetidos ao processo DAC utilizando o protótipo mostrado na Fig. 5. Para o invólucro, uma caixa de madeira foi usada com seu interior primeiro pulverizado com uma camada SPF de 50 mm de espessura (Bayseal 2,7 Insulthane por Elastochem), seguido por uma camada de poliuréia de 2 mm (9511 HT por Elastochem). Foi usado o gás CO2 liquefeito de alta pureza, com injeção controlada por uma válvula de intervalo fina e regulador. A Fig. 6 mostra o sistema de descarga de deslocamento de ar. Uma bomba de venturi foi usada para criar a sucção necessária para deslocar parcialmente o volume de ar ambiente antes da carbonatação.

[046] Uma vez que os blocos de concreto preparados são colocados dentro do invólucro (Fig. 7(a)), uma placa de polímero de Neoprene de 5 mm é presa firmemente usando parafusos e um selante de alta pressão (X-Trasil H.T), conforme mostrado na Fig. 7(b). O ar dentro do invólucro foi então evacuado usando a bomba de venturi, com o manômetro lendo uma pressão subatmosférica de 80,6 kPa (-3 psig) após 5 a 10 minutos. A sucção resultante resultou em uma deflexão da placa polimérica para dentro, como mostrado na Fig. 8. A injeção de gás CO2 foi iniciada logo após até uma pressão positiva de 104,8 kPa (0,5 psig) ser alcançada e mantida durante toda a etapa de carbonatação, que durou cerca de 10 horas. A Fig. 8 mostra também o estado inflado do invólucro durante a carbonatação. A carbonatação foi prolongada até que a quantidade alvo de CO2, que pudesse ser absorvida pelos blocos, foi fornecida (QCO2 = 1,33 Kg de CO2 utilizando a Eq. 4).

[047] Os blocos finais atingiram uma captação média de CO2 de 310g e uma resistência à compressão média de 1 dia de 38 MPa.

[048] Embora modalidades preferidas foram descritas acima e ilustradas nos desenhos anexos, ficará evidente para técnicos no assunto que podem ser feitas modificações sem se afastar desta invenção. Tais modificações são consideradas como possíveis variantes compreendidas no escopo da invenção. Referências:

[049] Young, J.F.; Berger, R.L.; Breese, J. 1974. Accelerated Curing of Compacted Calcium silicate Mortars on Exposure to CO2. Journal of the American Ceramic Society 57(9), 394-397.

[050] Bukowski, J.M.; Berger, R.L. 1979. Reactivity and Strength Development of CO2 Activated Non-Hydraulic Calcium Silicates. Cement and Concrete Research 9(1), 57-68.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Uso de gás dióxido de carbono, caracterizado pelo fato de que é para curar meios de concreto pela aplicação de um diferencial de pressão criado através de uma substituição parcial do volume ambiente original de ar presente em um invólucro de cura com gás CO2 puro.

2. Uso, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma etapa de deslocamento de ar precedendo a carbonatação destinada a criar sucção e alcançar pressões subatmosféricas dentro do invólucro de cura entre 101,3 kPa e 66,8 kPa (0 e -5 psig).

3. Uso, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma etapa de purga precedendo a carbonatação em que gás CO2 é continuamente fluído para o interior do invólucro de cura para deslocar volumes parciais de ar ambiente através de uma saída aberta, em que a saída é fechada quando o ar exaurido alcança uma concentração de CO2 que excede 10.000 ppm.

4. Uso, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que, após a etapa de purga, o invólucro de cura alcança uma concentração de CO2 interna entre 20 e 50%.

5. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende uma etapa adicional de injeção regrada de CO2 até que uma pressão interna entre 101,3 kPa e 115,1 kPa (0 e +2 psig) seja alcançada e mantida constante pela duração do processamento de carbonatação através do que o diferencial de pressão serve para criar cabeça de pressão suficiente para melhor difusão de gás dentro do material de concreto e para aprimorar a reação de carbonatação.

6. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que uma necessidade por pressão durante a carbonatação é marginalizada.

7. Uso, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é para a preparação de produtos de concreto pré-moldado ou moldado a seco, reforçado e não reforçado.

8. Uso, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que os produtos de concreto pré-moldados ou moldados a seco são selecionados a partir do grupo consistindo em unidades de alvenaria de concreto, pavimentos, pedra sintética, tijolos, lajes de núcleo oco, tubos, painéis de parede, tábuas de fibrocimento e paredes de retenção.

9. Uso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o invólucro de cura de concreto é selecionado a partir do grupo consistindo em forno, câmara, autoclave, tanque, tenda, em que o invólucro é projetado ou modificado para ser estanque ao ar e capaz de suportar desvios marginais em pressão abaixo e acima de condições ambientes.

10. Sistema de carbonatação por ar deslocado que usa gás dióxido de carbono para curar meios de concreto caracterizado pelo fato de que compreende: uma câmara estanque ao ar e pressurizável que tem um revestimento interno de compósito aspergido de poliuretano/poliuréia com uma montagem de porta flexível ou rígida, em que um diferencial de pressão é aplicado e criado através da substituição parcial de volume ambiente original de ar presente em um invólucro de cura com gás CO2 puro.

11. Sistema de carbonatação por ar deslocado, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a montagem de porta é construída a partir de qualquer um ou uma combinação de materiais que incluem polímero, plástico,

alumínio e/ou aço.

12. Sistema de carbonatação por ar deslocado, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que o revestimento interno de compósito consiste em uma camada primária Spray de Espuma de Poliuretano (SPF) se situando na faixa de espessura de 25 a 50 mm, e uma camada secundária de poliuréia se situando na faixa entre 2 e 10 mm de espessura, em que o revestimento de compósito é destinado a aliviar estresses internos surgindo do diferencial de pressão aplicado ao sistema.

13. Kit para transformar um sistema de câmara em um invólucro estanque ao ar e pressurizável, caracterizado pelo fato de que compreende um revestimento interno de compósito aspergido com poliuretano/poliuréia uma montagem de porta de folha polimérica.

14. Kit, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o revestimento interno de compósito consiste em uma camada primária de Spray de Espuma de Poliuretano (SPF) se situando na faixa de espessura de 25 a 50 mm, e uma camada secundária de poliuréia se situando na faixa entre 2 e 10 mm de espessura.