JP2009528240A - メーソンリー部材用マトリックス及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 なし
Description
本発明は、煉瓦(brick)及びメーソンリー部材に関し、より詳細には、軽量骨材材料を含んだセメント状マトリックスから製造される煉瓦及びメーソンリー製品に関する。
建設産業における水砕鉄高炉スラグの使用は、十分に確立されている。しかしながら、その使用は、超微粉末へと粉砕された場合の、補助的なセメント状用材としてが主であった。或る水砕鉄高炉スラグは、化学的耐久性及び耐火性を向上させるための通常の建設骨材の部分的な置換用に使用されていた。
粒度、
耐久性、
粒子形状及びきめ(surface texture)、
磨耗及び滑り抵抗、
単位重量及び空隙、
吸収性及び表面水(surface moisture)
が挙げられる。
本発明は、上述の観点で、メーソンリーセメント系部材の幾つかの特性を向上させ、既知のメーソンリー部材に対する有用な代替物を提供するために開発されてきた。また、本発明は、十分に活用されていないか又は単なる廃棄製品であっただろう、豊富な資源である鉄高炉スラグをリサイクルして使用するために開発されてきた。
異形メーソンリー製品であって、
水砕鉄高炉スラグを具備した骨材と、
空冷鉄高炉スラグと、
ボトムアッシュと、
粉末状燃料灰(pulversed fuel ash)、及びポルトランドセメントから構成されたセメント状バインダと、
粉砕した水砕鉄高炉スラグと
を含んだ材料の群より形成される異形メーソンリー製品を含んでいる。
メーソンリー製品を形成するための空練セメント状マトリックスであって、
水砕鉄高炉スラグを具備した骨材と、
空冷鉄高炉スラグと、
ボトムアッシュと、
粉末状燃料灰、及びポルトランドセメントから構成されたセメント状バインダと、
粉砕した水砕鉄高炉スラグと
を含んだ材料の群より形成される空練セメント状マトリックスを含んでいる。
メーソンリー製品を形成するためのセメント状マトリックスであって、
水砕鉄高炉スラグを含んだ骨材と、
空冷鉄高炉スラグと、
ボトムアッシュと、
粉末状燃料灰、及びポルトランドセメントから構成されたセメント状バインダと、
粉砕した水砕鉄高炉スラグと、
水と
を含んだ材料の群より形成されるマトリックスを含んでいる。
複数の別個の建設部材を形成するためのセメント状マトリックスであって、
少なくとも1種の骨材と、
少なくとも1種のバインダと、
少なくとも1種の混合剤と、
水と
を含んだ成分を含み、
骨材が、
(a)水砕鉄高炉スラグ、
(b)空冷鉄高炉スラグ、
(c)ボトムアッシュ、
(d)フライアッシュ
のうちの1種以上から選択されることを特徴とするマトリックス含んでいる。
(i)普通ポルトランドセメント、
(ii)粉砕した水砕鉄高炉スラグ、
(iii)フライアッシュ
のうちの1種以上から選択される。
(i)減水剤、
(ii)空気混入剤、
(iii)撥水剤、
(iv)凝結促進剤、
(v)粘度変更剤
のうちの1種以上から選択される。
(i)工場の屋根からの雨水、
(ii)プラント洗浄用の水、
(iii)製品貯蔵&発送エリアの排水
を含み得る。
複数の別個の建設部材を形成するためのセメント状マトリックスであって、
骨材であって、
i)水砕鉄高炉スラグ、
ii)空冷鉄高炉スラグ、
iii)ボトムアッシュ、
vi)フライアッシュ
のうちの1種以上から選択される骨材と、
水と
を含んだマトリックを含んでいる。
メーソンリー製品であって、
i)水砕鉄高炉スラグ、
ii)空冷鉄高炉スラグ、
iii)ボトムアッシュ、
vi)フライアッシュ
のうちの1種以上から選択される骨材を含んだメーソンリー製品を含んでいる。
構造体における使用のための建築部材であって、
i)水砕鉄高炉スラグ、
ii)空冷鉄高炉スラグ、
iii)ボトムアッシュ、
vi)フライアッシュ
のうちの1種以上から選択される骨材を含んだ部材を含んでいる。
セメント状マトリックスから製品を製造する方法であって、
a)空練組成物を任意の順序でブレンドする工程であって、前記空練組成物は、
i)少なくとも1種の骨材であって、
水砕鉄高炉スラグ、
空冷鉄高炉スラグ、
ボトムアッシュ、
フライアッシュ
のうちの1種以上から選択される骨材と、
ii)少なくとも1種のバインダと、
iii)少なくとも1種の混合剤と
を含んでいる工程と、
b)添加材を添加する工程と
を含んだ方法を含んでいる。
a)水を添加する工程と、
b)組成物を混和させる工程と、
c)所定の時間をかけて、混和物を凝結させる工程と
を更に含んでいる。
セメント状マトリックスから製品を製造する方法であって、
a)原材料の空練組成物を、材料の導入順に、重量と割合とに従ってブレンドする工程であって、原材料の空練組成物が、
i)少なくとも1種の骨材であって、
水砕鉄高炉スラグ、
空冷鉄高炉スラグ、
ボトムアッシュ、
フライアッシュ
のうちの1種以上から選択される骨材と、
ii)少なくとも1種のバインダと、
iii)少なくとも1種の混合剤と、
を含んだ工程と、
iv)空練物を振動させる工程と、
v)水を添加して水和を生じさせる工程と、
vi)混和組成物をモールドの中に打設する工程と、
vii)所定の時間かけて、組成物を凝結させる工程と、
viii)組成物をモールドから取り出す工程と
を含んだ方法を含んでいる。
実例の組成物を参照しながら、本発明を以下で説明するが、これら例が非限定的であることは、当業者によって認識されるであろう。
乾燥 1m3当たり2.70乃至2.80トン
SSD 1m3当たり2.75乃至2.85トン
(i)ボトムアッシュ
ボトムアッシュの要件は、材料が10mmの篩を通り抜けることである。
ラン−オブ−ステーション(Run-of-station)フライアッシュが使用される。
(i)ポルトランドセメント、
(ii)粉砕した水砕鉄高炉スラグ、
(iii)フライアッシュ。
混合剤
(i)減水剤、
(ii)空気混入剤、
(iii)撥水剤、
(iv)凝結促進剤、
(v)粘度変更剤
である。
(i)煉瓦及びメーソンリーユニットの製造用の材料の配合は、Dinger-Funkの式(Formula)の修正形を使用する「粒子充填原理」による。
VPSIZE =100*((篩のサイズ、ミクロン)eq − (最小粒径、ミクロン) eq)/( (最大粒径、ミクロン) eq − (最小粒径、ミクロン) eq)
「q」は、分布の微細度の尺度であり、通常0.3に設定される。
利用される大部分の材料が工業的な副産物又は副生成物であるため、温室効果ガス排出物は、製造される製品中に既に吸収されており、それは、スラグの場合は鉄であり、フライアッシュの場合は電気である
スラグ/アッシュ煉瓦 壁1m2当たり0.02186トンのCO2。
骨材として及びバインダとして使用される高炉スラグは、
苛性ソーダ
消石灰
珪酸ナトリウム
炭酸ナトリウム
上述したものの様々な組み合わせ
などの多くの様々な薬品を用いて活性化され得る。
Claims (47)
- メーソンリー製品の形成において使用されるセメント状マトリックスであって、
空冷鉄高炉スラグと、
ボトムアッシュと、
粉末状燃料灰と、
粉砕した水砕鉄高炉スラグと
のうちの1種以上から選択される少なくとも1種の骨材を含んだマトリックス。 - 請求項1記載のセメント状マトリックスであって、
少なくとも1種のバインダ
を更に含んだセメント状マトリックス。 - 請求項2記載のマトリックスであって、水と、ポルトランドセメントを含んだセメント状バインダとを更に含んだマトリックス。
- 請求項3記載のマトリックスであって、少なくとも1種の混合剤であるマトリックス。
- 請求項4記載のマトリックスであって、前記少なくとも1種の混合剤は、
(i)減水剤、
(ii)空気混入剤、
(iii)撥水剤、
(iv)凝結促進剤、
(v)粘度変更剤
のうちの1種以上から選択されるマトリックス。 - 請求項5記載のマトリックスであって、前記少なくとも1種のバインダは、
(i)普通ポルトランドセメント、
(ii)粉砕した水砕鉄高炉スラグ、
(iii)フライアッシュ
のうちの1種以上から選択されるマトリックス。 - 請求項6記載のマトリックスであって、骨材として及びバインダとして使用される前記高炉スラグが、以下の薬品:
苛性ソーダ、
消石灰、
珪酸ナトリウム、
炭酸ナトリウム、
上述の物質の様々な組み合わせ
のうちの1種以上によって、バインダとして働くように活性化されるマトリックス。 - 請求項7記載のマトリックスであって、前記組成物が、メーソンリー建築ブロックの製造用のモールドの中に導入されるマトリックス。
- 請求項8記載のメーソンリーブロックであって、ポルトランドセメントが、マトリックスの水和中に、前記マトリックス混和物のスラグ成分との反応に利用可能な必要とされる水酸化カルシウムを遊離するメーソンリーブロック。
- 請求項9記載のマトリックスであって、前記水砕鉄高炉スラグの嵩密度が、好ましくは、1m3当たり1.2トン未満であるマトリックス。
- 請求項10記載のマトリックスであって、前記空冷高炉スラグの嵩密度が、1m3当たり1.35乃至1.45トンであるマトリックス。
- 請求項11記載のマトリックスであって、前記空冷高炉スラグの嵩密度が、圧縮時、1m3当たり1.50乃至1.60トンであるマトリックス。
- 請求項11記載のマトリックであって、前記マトリックスからつくられる前記メーソンリー製品は、従来の骨材を使用する同様の大きさのメーソンリー製品よりも30%乃至50%軽量であるマトリックス。
- 請求項13記載のマトリックスであって、前記マトリックスからつくられる前記製品が、ブロック、スラブ、煉瓦、プレキャストパネル及び下塗り壁を含んでいるマトリックス。
- メーソンリー製品の形成において使用されるセメント状マトリックスであって、
骨材としての水砕鉄高炉スラグと、
空冷鉄高炉スラグと、
ボトムアッシュと、
粉末状燃料灰及びセメント状バインダと、
粉砕した水砕鉄高炉スラグと、
水と
を含んだマトリックス。 - 請求項15記載のマトリックスであって、前記セメント状バインダが、ポルトランドセメント、粉砕した水砕鉄高炉スラグ又はフライアッシュのうちの1種以上から選択されるマトリックス。
- 異形メーソンリー製品を形成するためのセメント状マトリックスであって、
少なくとも1種のバインダと、
骨材であって、
i)水砕鉄高炉スラグ、
ii)空冷鉄高炉スラグ、
iii)ボトムアッシュ、
iv)フライアッシュ
vi)粉末状燃料灰及び少なくとも1種のセメント状バインダ、並びに
v)粉砕した水砕鉄高炉スラグ
のうちの1種以上から選択される骨材と、
水と
を含んだマトリックス。 - 請求項17記載のマトリックスであって、前記少なくとも1種のバインダが、
i)普通ポルトランドセメント、
ii)粉砕した水砕鉄高炉スラグ、
iii)フライアッシュ
のうちの1種以上から選択されるマトリックス。 - 請求項18記載のマトリックスであって、前記粉砕した水砕鉄高炉スラグが、潜在性補助的セメント状バインダとしても働くマトリックス。
- 請求項19記載のマトリックスであって、前記セメント状バインダが、ポルトランドセメントを含んでいるマトリックス。
- 請求項20記載のマトリックスであって、前記粉砕した水砕鉄高炉スラグが、前記ポルトランドセメントによって生じた水酸化カルシウムと化合しているマトリックス。
- 請求項21記載のマトリックスであって、前記粉砕した水砕鉄高炉スラグ及び水酸化カルシウムアルミネートが、化合/反応して、カルシウムの珪酸塩/アルミン酸塩の水和物を形成するマトリックス。
- 請求項22記載のマトリックであって、水砕鉄高炉スラグが、骨材として及び前記バインダとして使用されるとき、
苛性ソーダ、
消石灰、
珪酸ナトリウム、
炭酸ナトリウム、
上述の物質の様々な組み合わせ
から選択される薬品を用いて活性化されるマトリックス。 - 請求項23記載のマトリックスであって、少なくとも1種の混合剤を更に含んだマトリックス。
- 請求項24記載のマトリックであって、前記少なくとも1種の混合剤が、
(i)減水剤、
(ii)空気混入剤、
(iii)撥水剤、
(iv)凝結促進剤、
(v)粘度変更剤
のうちの1種以上から選択されるマトリックス。 - 建設部材の製造におけるモールド内での使用のためのセメント状マトリックスであって、
少なくとも1種の骨材と、
少なくとも1種のバインダと、
少なくとも1種の混合剤と、
水と
を含み、
前記骨材が、
i)水砕鉄高炉スラグ、
ii)空冷鉄高炉スラグ、
iii)ボトムアッシュ、
iv)フライアッシュ
のうちの1種以上から選択されるマトリックス。 - 請求項26記載のマトリックスであって、前記少なくとも1種のバインダが、
i)普通ポルトランドセメント、
ii)粉砕した水砕鉄高炉スラグ、
iii)フライアッシュ
のうちの1種以上から選択されるマトリックス。 - 請求項27記載のマトリックスであって、前記混合剤が、
(i)減水剤、
(ii)空気混入剤、
(iii)撥水剤、
(iv)凝結促進剤、
(v)粘度変更剤
のうちの1種以上から選択されるマトリックス。 - 請求項28記載のマトリックスであって、骨材として使用される水砕鉄高炉スラグの割合が、前記メーソンリー製品の軽量嵩密度に影響を与えるマトリックス。
- セメント状マトリックス組成物から製造されるメーソンリーブロックであって、前記セメント状マトリックス組成物は、
骨材であって、
i)水砕鉄高炉スラグ、
ii)空冷鉄高炉スラグ、
iii)ボトムアッシュ、
iv)フライアッシュ、
v)粉砕した水砕鉄高炉スラグ、
vi)粉末状燃料灰
のうちの1種以上から選択される骨材と、
水と、
少なくとも1種のバインダと
を含んだメーソンリーブロック。 - 請求項30記載のメーソンリーブロックであって、前記セメント状マトリックスが、少なくとも1種の混合剤を更に含んでいるメーソンリーブロック。
- 請求項31記載のメーソンリーブロックであって、前記少なくとも1種の混合剤が、
(i)減水剤、
(ii)空気混入剤、
(iii)撥水剤、
(iv)凝結促進剤、
(v)粘度変更剤
のうちの1種以上から選択されるメーソンリーブロック。 - 請求項32記載のメーソンリーブロックであって、前記バインダが、ポルトランドセメント、粉砕した水砕鉄高炉スラグ又はフライアッシュから選択されるメーソンリーブロック。
- 請求項33記載のメーソンリーブロックであって、前記組成物は、前記ブロックを形成するための所定の形状のモールドの中に導入されるメーソンリーマトリックス。
- 異形メーソンリー製品を形成するためのセメント状マトリックスであって、
骨材であって、
水砕鉄高炉スラグ、
空冷鉄高炉スラグ、
ボトムアッシュ、
粉末状燃料灰、及び少なくとも1種のセメント状バインダ
を含んだ骨材と、
バインダ及び骨材として働く粉砕した水砕鉄高炉スラグと、
水と
を含んだ材料の群から形成されるマトリックス。 - 請求項35記載のマトリックスであって、前記少なくとも1種のバインダが、
i)普通ポルトランドセメント、
ii)粉砕した水砕鉄高炉スラグ、
iii)フライアッシュ
のうちの1種以上から選択されるマトリックス。 - 請求項36記載のマトリックスであって、前記粉砕した水砕鉄高炉スラグも、潜在的な補助的セメント状バインダとして働くマトリックス。
- 請求項37記載のマトリックスであって、前記セメント状バインダがポルトランドセメントを含んでいるマトリックス。
- 請求項38記載のマトリックスであって、前記粉砕した水砕鉄高炉スラグが、前記ポルトランドセメントによって生じた水酸化カルシウムと化合するマトリックス。
- 請求項39記載のマトリックスであって、前記粉砕した水砕鉄高炉スラグ及び水酸化カルシウムアルミネートが、化合/反応して、カルシウムの珪酸塩/アルミン酸塩の水和物を形成するマトリックス。
- 請求項40記載のマトリックスであって、
(i)減水剤、
(ii)空気混入剤、
(iii)撥水剤、
(iv)凝結促進剤、
(v)粘度変更剤
のうちの1種以上から選択される少なくとも1種の混合剤を更に含んだマトリックス。 - 異形建設部材の製造における使用のためのセメント状マトリックスであって、
少なくとも1種の骨材と、
少なくとも1種のバインダと、
少なくとも1種の混合剤と、
水と
を含み、
前記骨材が、
i)水砕鉄高炉スラグ、
ii)空冷鉄高炉スラグ、
iii)ボトムアッシュ、
iv)フライアッシュ
のうちの1種以上から選択され、
少なくとも1種のバインダが、
i)普通ポルトランドセメント、
ii)粉砕した水砕鉄高炉スラグ、
iii)フライアッシュ
のうちの1種以上から選択され、
混合剤が、
(i)減水剤、
(ii)空気混入剤、
(iii)撥水剤、
(iv)凝結促進剤、
(v)粘度変更剤
のうちの1種以上から選択されるマトリックス。 - セメント状マトリックスから異形メーソンリー製品を製造する方法であって、
a)空練組成物と水とを任意の順序でブレンドする工程であって、前記空練組成物は、
i)少なくとも1種の骨材であって、
水砕鉄高炉スラグ、
空冷鉄高炉スラグ、
ボトムアッシュ、
フライアッシュ、
粉砕した水砕鉄高炉スラグ
のうちの1種以上から選択された骨材と、
ii)少なくとも1種のバインダと、
iii)少なくとも1種の混合剤と
を含んでいる工程と、
前記マトリックスをモールドの中に導入する前に前記マトリックスを混和させる工程と、前記マトリックスを所定の時間かけて凝結させる工程と、
を含む方法。 - 請求項42記載の方法であって、
a)原材料の空練組成物を、材料の導入順に、重量と割合とに従ってブレンドする工程であって、前記原材料の空練組成物が、
i)少なくとも1種の骨材であって、
水砕鉄高炉スラグ、
空冷鉄高炉スラグ、
ボトムアッシュ、
フライアッシュ
のうちの1種以上から選択される骨材と、
ii)少なくとも1種のバインダと、
iii)少なくとも1種の混合剤と、
を含んだ工程と、
iv)前記空練物を振動させる工程と、
v)水を添加して水和を生じさせる工程と、
vi)前記混和組成物をモールドの中に打設する工程と、
vii)所定の時間かけて、前記組成物を凝結させる工程と、
viii)前記組成物を前記モールドから取り出す工程と
を含んだ方法。 - 請求項記載のマトリックスであって、混和時、前記マトリックスにおける水和反応が、石灰、水酸化カルシウム、Ca(OH)2、(ポルトランダイト)を遊離するマトリックス。
- 請求項44記載のマトリックスであって、水砕鉄高炉スラグが、前記石灰を、追加の結合剤へと変換させるマトリックス。
- 請求項45記載のマトリックスであって、粗粒度水砕高炉スラグが、結果として、前記スラグ粒子と前記ポルトランドセメントとの間の水和生成物を生成する反応性骨材となるマトリックス。
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