JP2000256077A - セメント成形体の製造方法 - Google Patents

セメント成形体の製造方法

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JP2000256077A
JP2000256077A JP6030099A JP6030099A JP2000256077A JP 2000256077 A JP2000256077 A JP 2000256077A JP 6030099 A JP6030099 A JP 6030099A JP 6030099 A JP6030099 A JP 6030099A JP 2000256077 A JP2000256077 A JP 2000256077A
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cement
carbonation
water
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treatment
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JP6030099A
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English (en)
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Takashi Osugi
高志 大杉
Takeshi Inoue
毅 井上
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/02Selection of the hardening environment
    • C04B40/0231Carbon dioxide hardening

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形後直ぐに保型強度が得られるセメント成
形体を短時間で製造する方法を提供する。 【解決手段】 水、セメント及び骨材を含有するセメン
トスラリーを調製し、成形型内に供給して賦形した後に
炭酸化処理する工程を備えたセメント成形体の製造方法
であって、炭酸化処理する前の賦形体の水分量を、水/
セメントの重量比で0.075 〜0.5 とした状態において、
温度40℃〜200 ℃、圧力10kg/cm2〜200kg/cm2 の二酸化
炭素によって1 分以上20分以内で炭酸化処理するこセメ
ント成形体の製造方法及び、上記炭酸化処理を成形型内
で行うセメント成形体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、成形直後に保型強
度が得られるセメント成形体の製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、セメント材料を賦形しようとした
場合、成形体が形状を保持できる一定の強度を発現する
まで成形型もしくは養生型を使用して一昼夜以上養生す
る必要があった。そこで特開平7−232943号公報
では30分以内で早期脱型が可能な急結材が提案されて
いる。しかし、上記提案の方法においては、急結材を添
加した材料の可使時間が制限されるという問題が残され
ていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
解決するためになされたものであり、成形後直ぐに保型
強度が得られるセメント成形体を短時間で製造する方法
を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の本発明は、水、セメント及び骨材を
含有するセメントスラリーを調製し、該セメントスラリ
ーを成形型内に供給して賦形した後に炭酸化処理する工
程を備えたセメント成形体の製造方法であって、炭酸化
処理する前の賦形体の水分量を、水/セメントの重量比
で0.075 〜0.5とした状態において、温度40℃〜200
℃、圧力10kg/cm2〜200kg/cm2 の二酸化炭素によって1
分以上20分以内で炭酸化処理することを特徴とするセメ
ント成形体の製造方法を提供する。
【0005】以下本発明を更に詳細に説明する。本発明
のセメントスラリーとは下記セメントと水と骨材の他、
必要に応じて各種添加剤を混合したスラリーを言う。本
発明に用いられるセメントは、水和に伴い水酸化カルシ
ウムが生成するセメントであれば特に限定されず、例え
ば、普通ポルトランドセメント、特殊ポルトランドセメ
ント,アルミナセメント等を使用することが出来るが、
炭酸化時の緻密化効果が大きいという点でポルトランド
系セメントが好ましい。
【0006】ここに、ポルトランド系セメントとは一般
にエーライト( C3S:3CaO・SiO2)或いはビーライト
( C2S:2CaO・SiO2)と呼ばれる未水和珪酸カルシウム
化合物を主成分とするセメントであり、普通ポルトラン
ドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルト
ランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポ
ルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、
各種低アルカリ形ポルトランドセメント等のポルトラン
ドセメントや、高炉セメント、シリカセメント、フライ
アッシュセメント等の混合セメント、白色セメント等が
挙げられる。本発明に用いられる骨材としては、例え
ば、珪砂,川砂等のセメントモルタル用骨材、炭酸カル
シウム、珪藻土等の無機質充填材や、木片、パルプ、各
種繊維等が挙げられる。
【0007】上記セメントと水、骨材等は所定の比率で
混合されてスラリーとされ、従来公知の装置により混練
された後、成形型内に供給され賦形される。その後、成
形型内で炭酸化処理されて脱型を行う。上記成形方法は
成形型を利用する方法であれば特に限定されず、例え
ば、圧縮成形法(脱水プレス等)、注型成形法等が挙げ
られる。
【0008】賦形に際しては賦形に最適な流動性を得る
ことができる配合を選ぶことができるが、配合時に水分
量が水/セメント比0.5 以上で添加されている場合は、
賦形時に加圧、もしくは吸引によって炭酸化処理時の水
分量を、水/セメントの重量比が0.075 〜0.5 になるよ
うに調製する必要がある。
【0009】本発明でいう炭酸化処理時の水/セメント
の重量比とは賦形体に含有される水分の重量を配合時の
セメント成分の重量で割った値であり、賦形時に加圧、
吸引等によってセメントスラリーから水分が抽出される
場合には抽出された水分量を配合時の水分量より差し引
くことで容易に算出できる。また、賦形時に水分の抽出
が全くない場合は配合時の水/セメント比を炭酸化時の
水/セメントの重量比としてよい。
【0010】炭酸化処理時の水/セメントの重量比が0.
075 より低いと、二酸化炭素との反応が充分に起こらず
炭酸化反応の効率が低下する。逆に水/セメントの重量
比が0.5 より高いとセメント粒子間に存在する余剰水が
二酸化炭素の拡散を妨げ、水和反応の初期段階における
炭酸化反応が充分に起こらない。
【0011】また、最適な水/セメント比は、用いるセ
メント、骨材の添加量によって異なるが、本発明のセメ
ントとしてポルトランド系セメントを用いた場合、水/
セメント比は0.1 〜0.4 が最も好ましい。本発明におけ
る炭酸化処理とは賦形体に含まれるアルカリ成分、特に
カルシウム成分が炭酸化される処理をいう。この様な炭
酸化処理としては例えば気体、 超臨界状態の二酸化炭素
を利用する方法が挙げられる。
【0012】炭酸化処理時の温度は、40℃〜200 ℃の範
囲内であることを必要とする。加温温度が40℃より低い
と炭酸化反応を充分に起こすには長時間を要し、逆に加
温温度が200 ℃より高いと炭酸化反応は迅速になるもの
の大きなエネルギーが必要になるとともに、用いられる
添加物に有機系の強化繊維等が含まれる場合には、該繊
維等が熱劣化を起こしやすくなるという危険性があるか
らである。
【0013】また、炭酸化処理時の圧力は、10kg/cm2〜
200kg/cm2 の範囲内であることを必要とするい。加圧圧
力が10kg/cm2より低いと成形体への浸透性、炭酸化反応
量が低下し、炭酸化反応が充分に起こらなくなるか、も
しくは炭酸化反応を充分に起こすには長時間を要する。
一方、加圧圧力を200kg/cm2 より高くしても炭酸化反応
は大きく変わらず、逆に、大きなエネルギーがかかり工
業生産性や設備の大型化という観点から不適当である。
【0014】更に、炭酸化処理の時間は、1 分以上20分
以内であることを必要とする。処理時間が1分より短い
と、炭酸化反応が充分に起こらず成形体の保型強度が得
られない。一方、処理時間を20分より長くした場合、炭
酸化処理によって得られる成形体強度は増大するもの
の、早期に保型強度を発現して成形体のハンドリングを
可能とする本発明の目的に反し、工業的にみても、消費
エネルギー、設備の面から合理的ではない。
【0015】本発明によって得られるセメント成形体
は、上記賦形工程及び炭酸化処理工程を経たものであれ
ば、炭酸化処理後の後養生を経ていなくても構わない
が、セメント成形体の強度を必要とする場合は、例え
ば、炭酸化処理後に後養生を施すのが好ましい。後養生
としては、特に限定されず、室温養生、水中養生、オー
トクレーブ養生、炭酸化養生等の公知の養生方法を採用
し得る。
【0016】他方、本発明によって得られるセメント成
形体は、後養生を行わない場合は、いわゆる予備硬化体
と称することが出来、このままでは、強度を必要とする
用途には適用し難いが、炭酸化処理直後、即ち予備硬化
直後に、成形体をハンドリング可能なレベルの強度を発
現している点で有用な成形体である。本発明において、
炭酸化処理を成形型内で行うとは、賦形時に利用した成
形型内に成形体を保持したまま炭酸化処理を行うことを
いう。
【0017】(作用)本発明のセメント成形体の製造方
法は、上記セメントスラリーを調製し、成形型内に供給
して賦形した後に炭酸化処理する工程を備えたセメント
成形体の製造方法であって、炭酸化処理する前の水分量
が特定された賦形体を、特定の温度及び圧力で短時間の
炭酸化処理を行うことを特徴としているため、従来方法
の急結材を利用した早期脱型方法と比較すると、材料の
可使時間は制限されないが、一方、セメントスラリーを
調製し始めてから保型強度を発現する迄の時間が極めて
短い。
【0018】従って、本発明は、大量に得たセメント成
形体を次々にハンドリングして後養生工程に移送し、高
強度のセメント成形体を工業的に製造する場合に好適に
採用される。
【0019】また、予備硬化処理を成形型内で行うこと
で、炭酸化処理に必要な設備を簡易化することや、成
型、炭酸化、脱型のサイクルを短時間で行うことが可能
である。
【0020】
【実施例】(実施例1〜3、比較例1〜3)普通ポルト
ランドセメント100重量部に、珪砂50重量部、水5
0重量部を添加して混練し、セメントスラリーを得た。
得られたスラリーを、成形型に供給し、真空引きしなが
らプレスするいわゆる脱水プレス成形することにより、
400mm×400mm、厚さ10mmの賦形体を得
た。脱水プレス時の脱水量から算出した賦形体の水分量
(水/セメントの重量比)は表1に示す通りであった。
【0021】脱水プレスを終了した後に成形型内に二酸
化炭素を注入し、表1に示した条件(温度、圧力、処理
時間)で炭酸化処理を行いセメント成形体を得た。その
直後、成形型より脱型を行った際の脱型の状況を目視で
評価果して、表1に○又は×で表示した。尚、○は、成
形体を損壊せずに脱型できた場合を、×は脱型時に一部
又は全部が損壊した場合を表す。
【0022】(比較例4)実施例1と同様に賦形体を成
型した後、炭酸化を行わずに常温常圧中で3時間養生し
た後に脱型を行った結果を表1に示した。
【0023】
【表1】
【0024】表1から判る通り、実施例1〜3では、適
当な賦形体の水分量及び炭酸化処理条件で製造を行った
ため、成形体の損壊なく脱型が可能であった。それと比
較して、比較例1では賦形体の水分量が多すぎるため、
比較例2では炭酸化処理時間が短すぎるため、比較例3
では炭酸化温度が低すぎるために十分な脱型強度が得ら
れなかった。また、比較例4では自然養生を3時間行っ
て脱型を試みたが同様に脱型強度が不足した。
【0025】
【発明の効果】本発明のセメント成形体の製造方法は、
上述の通りであり、本発明の方法によれば、材料の可使
時間を制限されることなく賦形できる上に、賦形後短時
間で硬化が完了し、製造直後の脱型や、表面加工等が可
能である。従って、後養生を要するセメント成形体の製
造工程における取扱いが容易となり、成形型の効率的な
利用ができる。また、予備硬化処理を成形型内で行うこ
とで、炭酸化処理に必要な設備を簡略化することや、成
型、炭酸化、脱型のサイクルを短時間で行うことが可能
となり、従来のセメント材料の成形方法より遙かに速い
成形サイクルでセメント成形体を得ることができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水、セメント及び骨材を含有するセメン
    トスラリーを調製し、該セメントスラリーを成形型内に
    供給して賦形した後に炭酸化処理する工程を備えたセメ
    ント成形体の製造方法であって、炭酸化処理する前の賦
    形体の水分量を、水/セメントの重量比で0.075 〜0.5
    とした状態において、温度40℃〜200℃、圧力10kg/cm2
    〜200kg/cm2 の二酸化炭素によって1 分以上20分以内で
    炭酸化処理することを特徴とするセメント成形体の製造
    方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200101971A (ko) * 2017-12-27 2020-08-28 사우디 아라비안 오일 컴퍼니 시멘트질 제품에서 기계적 강도 및 co2 저장을 향상시키는 방법

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