JP7374897B2 - セメント系製品における機械的強度およびco2貯蔵を向上させる方法 - Google Patents
セメント系製品における機械的強度およびco2貯蔵を向上させる方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7374897B2 JP7374897B2 JP2020528926A JP2020528926A JP7374897B2 JP 7374897 B2 JP7374897 B2 JP 7374897B2 JP 2020528926 A JP2020528926 A JP 2020528926A JP 2020528926 A JP2020528926 A JP 2020528926A JP 7374897 B2 JP7374897 B2 JP 7374897B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- curing
- cementitious
- volume
- steam
- article
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims description 44
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 70
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 60
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 36
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 229910021534 tricalcium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 9
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 48
- 239000000047 product Substances 0.000 description 45
- 239000003570 air Substances 0.000 description 27
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 24
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 24
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 23
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 23
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 22
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 22
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 21
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 235000019976 tricalcium silicate Nutrition 0.000 description 11
- BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N dicalcium;oxocalcium;silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca]=O.[O-][Si]([O-])([O-])[O-] BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 8
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 8
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 4
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009919 sequestration Effects 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000011400 blast furnace cement Substances 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- HOOWDPSAHIOHCC-UHFFFAOYSA-N dialuminum tricalcium oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[Al+3].[Al+3].[Ca++].[Ca++].[Ca++] HOOWDPSAHIOHCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000010454 slate Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000012453 solvate Substances 0.000 description 1
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/18—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type
- C04B28/186—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type containing formed Ca-silicates before the final hardening step
- C04B28/188—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type containing formed Ca-silicates before the final hardening step the Ca-silicates being present in the starting mixture
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/02—Selection of the hardening environment
- C04B40/0231—Carbon dioxide hardening
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
- B28B11/24—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for curing, setting or hardening
- B28B11/245—Curing concrete articles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/10—Lime cements or magnesium oxide cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/02—Selection of the hardening environment
- C04B40/0263—Hardening promoted by a rise in temperature
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/02—Selection of the hardening environment
- C04B40/0277—Hardening promoted by using additional water, e.g. by spraying water on the green concrete element
- C04B40/0281—Hardening in an atmosphere of increased relative humidity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00439—Physico-chemical properties of the materials not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00448—Low heat cements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
- Y02P40/18—Carbon capture and storage [CCS]
Description
2Ca3SiO5(s)+7H2O(l)→3CaO・2SiO2・4H2O(s)+3Ca(OH)2(s)、
および
2Ca3SiO5(s)+7H2O(g)→3CaO・2SiO2・4H2O(s)+3Ca(OH)2(s)。
また、乾燥蒸気とCO2との混合物からのCO2は、セメント系物品と反応して、セメント系物品において、以下の反応のうちの少なくとも1つによりCaCO3を形成する。
2Ca3SiO5(s)+3・CO2(g)+4H2O(l)→3CaO・2SiO2・4H2O(s)+3CaCO3(s)、
および
Ca(OH)2(s)+CO2(g)→CaCO3(s)+H2O(l)
実施形態において、硬化したセメント系物品は、少なくとも15重量%、例えば少なくとも20重量%のCO2吸収を有する。
2Ca3SiO5(s)+7H2O(l)→3CaO・2SiO2・4H2O(s)+3Ca(OH)2(s)、
および
2Ca3SiO5(s)+7H2O(g)→3CaO・2SiO2・4H2O(s)+3Ca(OH)2(s)
また、乾燥蒸気とCO2との混合物からのCO2は、セメント系物品中のCa3SiO5およびCa(OH)2のうちの少なくとも1種と反応し、セメント系物品中で、以下の反応のうちの少なくとも1つによりCaCO3を形成する。
2Ca3SiO5(s)+3・CO2(g)+4H2O(l)→3CaO・2SiO2・4H2O(s)+3CaCO3(s)、
および
Ca(OH)2(s)+CO2(g)→CaCO3(s)+H2O(l)
乾燥蒸気とCO2とのガス混合物により硬化させたセメント系物品におけるCO2吸収は、少なくとも15重量%である。
2Ca3SiO5(s)+7H2O(l)→3CaO・2SiO2・4H2O(s)+3Ca(OH)2(s)、
および
2Ca3SiO5(s)+7H2O(g)→3CaO・2SiO2・4H2O(s)+3Ca(OH)2(s)
また、CO2は、セメント系物品と反応して、セメント系物品において、以下の反応のうちの少なくとも1つによりCaCO3を形成する。
2Ca3SiO5(s)+3CO2(g)+4H2O(l)→3CaO・2SiO2・4H2O(s)+3CaCO3(s)、
および
Ca(OH)2(s)+CO2(g)→CaCO3(s)+H2O(l)
硬化したセメント系物品は、養生室から取り出され、15重量%以上の重量パーセント(重量%)のCO2吸収を有する。いくつかの実施形態において、硬化したセメント系物品におけるCO2吸収は、20重量%以上である。他の実施形態において、硬化したセメント系物品におけるCO2吸収は、25重量%以上である。
2Ca3SiO5(s)+7H2O(l)→3CaO・2SiO2・4H2O(s)+3Ca(OH)2(s)
(1)
ケイ酸二カルシウムの水和は、以下の化学反応を介して起こる。
2Ca2SiO4(s)+5H2O(l)→3CaO・2SiO2・4H2O(s)+Ca(OH)2(s)
(2)
実施形態において、乾燥蒸気は、ケイ酸三カルシウムと反応して水酸化カルシウムを形成する液体状の水に凝縮する。すなわち、乾燥蒸気は、セメント系物品の気孔に流れ込み、その内部で凝縮して、ケイ酸三カルシウムと反応して水酸化カルシウムを形成する水分(水)を気孔内にもたらす。あるいは、またはそれに加えて、乾燥蒸気は、ケイ酸三カルシウムと直接反応して、以下の化学反応を介して水酸化カルシウムを形成する。
2Ca3SiO5(s)+7H2O(g)→3CaO・2SiO2・4H2O(s)
(3)
また、乾燥蒸気は、凝縮熱または伝導熱のいずれかを介してケイ酸三カルシウムに熱をもたらし、それにより、水酸化カルシウム形成の速度を上げることができる。
2Ca3SiO5(s)+3CO2(g)+4H2O(l)→3CaO・2SiO2・4H2O(s)+3CaCO3(s)
(4)
CO2とケイ酸二カルシウムとの全体反応は、以下の通りである。
4Ca2SiO2(s)+2CO2(g)+8H2O(l)→2(3CaO・2SiO2・4H2O)(s)+2CaCO3(s)
(5)
ケイ酸カルシウムと反応するCO2に加えて、ケイ酸カルシウムと水との反応(例えば、上記の反応(1)、(2)および/または(3)を介する)により形成された水酸化カルシウムは、以下の全体反応を介して炭酸カルシウムに変換されてもよい。
Ca(OH)2(s)+CO2(g)→CaCO3(s)+H2O(l)
(6)
したがって、CO2は、炭酸カルシウムの量を増加させながら、セメント系製品中の水酸化カルシウムの量を減少させることができる。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態1
セメント系物品を硬化させる方法であって、
Ca 3 SiO 5 を含むセメントバインダーと、骨材と、水との混合物から形成されたセメント系物品を用意することと、
前記セメント系物品を養生室内に置くことと、
前記養生室内の硬化相対湿度を約40%~約80%に維持することと、
前記養生室内の硬化温度を約50℃~約80℃に維持することと、
前記硬化相対湿度および前記硬化温度を約4時間~約24時間の期間にわたり維持しながら、乾燥蒸気とCO 2 との混合物を前記養生室に流し込むことにより前記セメント系物品を硬化させることと、
を含み、
前記乾燥蒸気とCO 2 との混合物におけるCO 2 の濃度が、約2.5体積%~約20.0体積%であり、
Ca(OH) 2 が、以下の反応のうちの少なくとも1つにより形成され、
2Ca 3 SiO 5 (s)+7H 2 O(l)→3CaO・2SiO 2 ・4H 2 O(s)+3Ca(OH) 2 (s)、および
2Ca 3 SiO 5 (s)+7H 2 O(g)→3CaO・2SiO 2 ・4H 2 O(s)+3Ca(OH) 2 (s)
前記乾燥蒸気とCO 2 との混合物からのCO 2 が、前記セメント系物品と反応して、前記セメント系物品において、以下の反応のうちの少なくとも1つによりCaCO 3 を形成し、
2Ca 3 SiO 5 (s)+3CO 2 (g)+4H 2 O(l)→3CaO・2SiO 2 ・4H 2 O(s)+3CaCO 3 (s)、およびCa(OH) 2 (s)+CO 2 (g)→CaCO 3 (s)+H 2 O(l)
前記硬化したセメント系物品が、15重量%以上のCO 2 吸収を含む、方法。
実施形態2
前記乾燥蒸気とCO 2 との混合物を前記養生室に流し込むことが、乾燥蒸気を第1の入口を通して前記養生室に流し込み、純粋なCO 2 流を前記第1の入口とは異なる第2の入口を通して前記養生室に流し込むことを含み、前記乾燥蒸気を前記第1の入口を通して流し込むこと、および前記CO 2 を前記第2の入口を通して流し込むことにより、前記養生室内のCO 2 の濃度を約2.5体積%~約20.0体積%に維持する、実施形態1に記載の方法。
実施形態3
前記養生室に流れ込む前記乾燥蒸気とCO 2 との混合物におけるCO 2 の濃度が、約5体積%~約10体積%である、実施形態1または2に記載の方法。
実施形態4
前記硬化相対湿度が、約50%~約70%である、実施形態1~3のいずれか1つに記載の方法。
実施形態5
前記硬化温度が、約50℃~約70℃である、実施形態1~4のいずれか1つに記載の方法。
実施形態6
前記セメント系物品を、約4時間~約16時間の期間にわたり前記養生室内で硬化させる、実施形態1~5のいずれか1つに記載の方法。
実施形態7
前記セメント系物品を、約6時間~約10時間の期間にわたり前記養生室内で硬化させる、実施形態1~5のいずれか1つに記載の方法。
実施形態8
前記硬化したセメント系物品が、20重量%以上のCO 2 吸収を含む、実施形態1~7のいずれか1つに記載の方法。
実施形態9
前記硬化したセメント系物品が、25重量%以上のCO 2 吸収を含む、実施形態1~8のいずれか1つに記載の方法。
実施形態10
約1時間~約4時間の期間にわたり前記養生室内で前記セメント系物品を硬化させる前に空気中で前記セメント系物品を硬化させることをさらに含む、実施形態1~9のいずれか1つに記載の方法。
実施形態11
前記養生室内で前記セメント系物品を硬化させた後に、前記セメント系物品に空気硬化および水噴霧を行うことをさらに含む、実施形態1~10のいずれか1つに記載の方法。
実施形態12
前記セメント系物品に空気硬化および水噴霧を行った後に、前記セメント系物品を空気硬化させることをさらに含む、実施形態11に記載の方法。
実施形態13
セメント系物品に二酸化炭素を貯蔵する方法であって、
乾燥蒸気とCO 2 との混合物であって、約2.5体積%~約20.0体積%のCO 2 の濃度を含む、前記乾燥蒸気とCO 2 との混合物を用意することと、
Ca 3 SiO 5 を含むセメントバインダーと、骨材と、水との混合物から形成されたセメント系物品を用意することと、
前記セメント系物品を養生室内に置くことと、
前記養生室内の硬化相対湿度を約50%~約70%に維持することと、
前記硬化温度内の硬化温度を約50℃~約70℃に維持することと、
前記乾燥蒸気とCO 2 との混合物を4~24時間の期間にわたり前記養生室に流し込み、前記セメント系物品を硬化させることと、
を含み、
Ca(OH) 2 は、前記セメント系物品中で、以下の反応のうちの少なくとも1つにより形成され、2Ca 3 SiO 5 (s)+7H 2 O(l)→3CaO・2SiO 2 ・4H 2 O(s)+3Ca(OH) 2 (s)、および
2Ca 3 SiO 5 (s)+7H 2 O(g)→3CaO・2SiO 2 ・4H 2 O(s)+3Ca(OH) 2 (s)
前記乾燥蒸気とCO 2 との混合物からのCO 2 が、前記セメント系物品と反応して、前記セメント系物品において、以下の反応のうちの少なくとも1つによりCaCO 3 を形成し、
2Ca 3 SiO 5 (s)+3CO 2 (g)+4H 2 O(l)→3CaO・2SiO 2 ・4H 2 O(s)+3CaCO 3 (s)、および
Ca(OH) 2 (s)+CO 2 (g)→CaCO 3 (s)+H 2 O(l)
前記硬化したセメント系物品におけるCO 2 吸収が、15重量%以上である、方法。
実施形態14
前記乾燥蒸気とCO 2 との混合物を前記養生室に流し込むことが、乾燥蒸気を第1の入口を通して前記養生室に流し込み、純粋なCO 2 流を前記第1の入口とは異なる第2の入口を通して前記養生室に流し込むことを含み、前記乾燥蒸気を前記第1の入口を通して流し込むこと、および前記CO 2 を前記第2の入口を通して流し込むことにより、前記養生室内のCO 2 の濃度を約2.5体積%~約20.0体積%に維持する、実施形態13に記載の方法。
実施形態15
前記硬化相対湿度が約50%~約70%であり、前記CO 2 吸収が20重量%以上であり、約1時間~約4時間の期間にわたり前記乾燥蒸気とCO 2 との混合物中で前記セメント系物品を硬化させる前に空気中で前記セメント系物品を硬化させる、実施形態13または14に記載の方法。
Claims (10)
- セメント系物品を硬化させる方法であって、
Ca3SiO5を含むセメントバインダーと、骨材と、水との混合物から形成されたセメント系物品を用意することと、
前記セメント系物品を養生室内に置くことと、
前記養生室内の硬化相対湿度を40%~80%に維持することと、
前記養生室内の硬化温度を50℃~80℃に維持することと、
前記硬化相対湿度および前記硬化温度を4時間~24時間の期間にわたり維持しながら、乾燥蒸気とCO2との混合物を前記養生室に流し込むことにより前記セメント系物品を硬化させることと、
を含み、
前記乾燥蒸気とCO2との混合物におけるCO2の濃度が、2.5体積%~20.0体積%である、方法。 - 前記乾燥蒸気とCO2との混合物を前記養生室に流し込むことが、乾燥蒸気を第1の入口を通して前記養生室に流し込み、純粋なCO2流を前記第1の入口とは異なる第2の入口を通して前記養生室に流し込むことを含み、前記乾燥蒸気を前記第1の入口を通して流し込むこと、および前記CO2を前記第2の入口を通して流し込むことにより、前記養生室内のCO2の濃度を2.5体積%~20.0体積%に維持する、請求項1に記載の方法。
- 前記養生室に流れ込む前記乾燥蒸気とCO2との混合物におけるCO2の濃度が、5体積%~10体積%である、請求項1または2に記載の方法。
- 前記硬化相対湿度が、50%~70%である、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記硬化温度が、50℃~70℃である、請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記セメント系物品を、4時間~16時間の期間にわたり前記養生室内で硬化させる、請求項1~5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記セメント系物品を、6時間~10時間の期間にわたり前記養生室内で硬化させる、請求項1~5のいずれか1項に記載の方法。
- 1時間~4時間の期間にわたり前記養生室内で前記セメント系物品を硬化させる前に空気中で前記セメント系物品を硬化させることをさらに含む、請求項1~7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記養生室内で前記セメント系物品を硬化させた後に、前記セメント系物品に空気硬化および水噴霧を行うことをさらに含む、請求項1~8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記セメント系物品に空気硬化および水噴霧を行った後に、前記セメント系物品を空気硬化させることをさらに含む、請求項9に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15/855,348 US10894743B2 (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Method for enhancement of mechanical strength and CO2 storage in cementitious products |
US15/855,348 | 2017-12-27 | ||
PCT/US2018/027068 WO2019133040A1 (en) | 2017-12-27 | 2018-04-11 | Method for enhancement of mechanical strength and co2 storage in cementitious products |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021509100A JP2021509100A (ja) | 2021-03-18 |
JP2021509100A5 JP2021509100A5 (ja) | 2021-05-20 |
JP7374897B2 true JP7374897B2 (ja) | 2023-11-07 |
Family
ID=62092288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020528926A Active JP7374897B2 (ja) | 2017-12-27 | 2018-04-11 | セメント系製品における機械的強度およびco2貯蔵を向上させる方法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10894743B2 (ja) |
EP (1) | EP3720831B1 (ja) |
JP (1) | JP7374897B2 (ja) |
KR (1) | KR102456743B1 (ja) |
CN (1) | CN111556858B (ja) |
SA (1) | SA520412340B1 (ja) |
SG (1) | SG11202004681XA (ja) |
WO (1) | WO2019133040A1 (ja) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20200062660A1 (en) * | 2018-08-27 | 2020-02-27 | Solidia Technologies, Inc. | Multi-step curing of green bodies |
CN110480811A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-11-22 | 湖北工业大学 | 一种转印混凝土表面处理方法 |
US20210114943A1 (en) * | 2019-10-16 | 2021-04-22 | Saudi Arabian Oil Company | Curing Cementitious Products |
US11236517B2 (en) * | 2019-12-23 | 2022-02-01 | Saudi Arabian Oil Company | Cementitious print head, 3D printing architecture, and cementitious printing methodology |
CN110962224A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-07 | 天津中匠建筑科技有限公司 | 低温下预制构件蒸养参数获取试验方法及装置、蒸养方法 |
US11426708B2 (en) | 2020-03-02 | 2022-08-30 | King Abdullah University Of Science And Technology | Potassium-promoted red mud as a catalyst for forming hydrocarbons from carbon dioxide |
US11420915B2 (en) | 2020-06-11 | 2022-08-23 | Saudi Arabian Oil Company | Red mud as a catalyst for the isomerization of olefins |
US11495814B2 (en) | 2020-06-17 | 2022-11-08 | Saudi Arabian Oil Company | Utilizing black powder for electrolytes for flow batteries |
US11427519B2 (en) | 2021-01-04 | 2022-08-30 | Saudi Arabian Oil Company | Acid modified red mud as a catalyst for olefin isomerization |
US11814289B2 (en) | 2021-01-04 | 2023-11-14 | Saudi Arabian Oil Company | Black powder catalyst for hydrogen production via steam reforming |
US11724943B2 (en) | 2021-01-04 | 2023-08-15 | Saudi Arabian Oil Company | Black powder catalyst for hydrogen production via dry reforming |
US11820658B2 (en) | 2021-01-04 | 2023-11-21 | Saudi Arabian Oil Company | Black powder catalyst for hydrogen production via autothermal reforming |
US11718522B2 (en) | 2021-01-04 | 2023-08-08 | Saudi Arabian Oil Company | Black powder catalyst for hydrogen production via bi-reforming |
CA3229380A1 (en) * | 2021-10-26 | 2023-05-04 | Carbicrete Inc. | Simultaneous conditioning and curing process for concrete products |
CN114290504A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-04-08 | 北京建筑材料科学研究总院有限公司 | 利用水泥窑尾气矿化强化建筑垃圾及矿化养护混凝土制品的生产工艺及装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000256077A (ja) | 1999-03-08 | 2000-09-19 | Sekisui Chem Co Ltd | セメント成形体の製造方法 |
JP2003246688A (ja) | 2002-02-26 | 2003-09-02 | Clion Co Ltd | 成形材料の製造方法、および製造装置 |
JP2007186373A (ja) | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 耐爆裂性セメント硬化体及びその製造方法 |
JP2011168436A (ja) | 2010-02-18 | 2011-09-01 | Kajima Corp | コンクリート混練物並びにco2吸収プレキャストコンクリートおよびその製造方法 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB644615A (en) | 1946-11-08 | 1950-10-11 | British Thomson Houston Co Ltd | Improvements in and relating to methods of curing cement-type cold moulding compositions |
US3238279A (en) | 1962-07-27 | 1966-03-01 | John W Tarlton | Method for curing concrete products |
US3759328A (en) * | 1972-05-11 | 1973-09-18 | Shell Oil Co | Laterally expanding oil shale permeabilization |
JPS56134578A (en) * | 1980-03-21 | 1981-10-21 | Ajia Suigen Kk | Concrete curing method |
US5624493A (en) | 1995-04-19 | 1997-04-29 | The United States Of America As Represented By The Department Of Energy | Quick-setting concrete and a method for making quick-setting concrete |
JP2002080285A (ja) * | 2001-07-27 | 2002-03-19 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 炭酸化反応を利用した高強度セメント硬化体の製造方法 |
CN100465121C (zh) * | 2007-08-17 | 2009-03-04 | 济南大学 | 碳化养护加气混凝土 |
WO2009132692A1 (en) * | 2008-04-28 | 2009-11-05 | Carbstone Innovation Nv | Production of an article by carbonation of alkaline materials |
CN101343155B (zh) * | 2008-08-29 | 2011-07-27 | 济南大学 | 碳化养护废弃物制成的再生骨料 |
DK2563495T3 (da) * | 2010-04-30 | 2020-01-06 | Peter Eisenberger | Fremgangsmåde til carbondioxidopfangning |
AR090065A1 (es) * | 2012-02-07 | 2014-10-15 | Massachusetts Inst Technology | Composicion de cemento hidratado |
US20140127450A1 (en) | 2012-10-04 | 2014-05-08 | Richard E. Riman | Marble-like composite materials and methods of preparation thereof |
US8845940B2 (en) | 2012-10-25 | 2014-09-30 | Carboncure Technologies Inc. | Carbon dioxide treatment of concrete upstream from product mold |
CN103273562B (zh) * | 2013-02-01 | 2016-12-07 | 查晓雄 | 一种利用二氧化碳制作水泥基建材构件的装置和方法 |
CA2904720C (en) | 2013-03-14 | 2016-11-29 | Solidia Technologies, Inc. | Curing systems for materials that consume carbon dioxide |
CN104876484B (zh) * | 2015-05-15 | 2017-12-01 | 史才军 | 低收缩再生骨料混凝土制品及其制备方法 |
CN105801069B (zh) * | 2016-02-25 | 2017-11-10 | 武汉大学 | 一种制备高固碳量建筑材料制品的方法 |
-
2017
- 2017-12-27 US US15/855,348 patent/US10894743B2/en active Active
-
2018
- 2018-04-11 WO PCT/US2018/027068 patent/WO2019133040A1/en unknown
- 2018-04-11 JP JP2020528926A patent/JP7374897B2/ja active Active
- 2018-04-11 EP EP18721579.3A patent/EP3720831B1/en active Active
- 2018-04-11 CN CN201880084422.8A patent/CN111556858B/zh active Active
- 2018-04-11 SG SG11202004681XA patent/SG11202004681XA/en unknown
- 2018-04-11 KR KR1020207021751A patent/KR102456743B1/ko active IP Right Grant
-
2020
- 2020-06-27 SA SA520412340A patent/SA520412340B1/ar unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000256077A (ja) | 1999-03-08 | 2000-09-19 | Sekisui Chem Co Ltd | セメント成形体の製造方法 |
JP2003246688A (ja) | 2002-02-26 | 2003-09-02 | Clion Co Ltd | 成形材料の製造方法、および製造装置 |
JP2007186373A (ja) | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 耐爆裂性セメント硬化体及びその製造方法 |
JP2011168436A (ja) | 2010-02-18 | 2011-09-01 | Kajima Corp | コンクリート混練物並びにco2吸収プレキャストコンクリートおよびその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20200101971A (ko) | 2020-08-28 |
JP2021509100A (ja) | 2021-03-18 |
EP3720831A1 (en) | 2020-10-14 |
KR102456743B1 (ko) | 2022-10-21 |
CN111556858B (zh) | 2022-06-21 |
EP3720831B1 (en) | 2021-09-01 |
US20190194074A1 (en) | 2019-06-27 |
WO2019133040A1 (en) | 2019-07-04 |
SG11202004681XA (en) | 2020-06-29 |
CN111556858A (zh) | 2020-08-18 |
US10894743B2 (en) | 2021-01-19 |
SA520412340B1 (ar) | 2023-02-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7374897B2 (ja) | セメント系製品における機械的強度およびco2貯蔵を向上させる方法 | |
JP4789466B2 (ja) | 急速凝固セメント組成物 | |
KR101713828B1 (ko) | 무시멘트 촉진형 혼화제 및 이를 포함하는 무시멘트 조성물 | |
JP2005537208A (ja) | 高速凝結性セメント組成物 | |
JP2010528972A (ja) | 高い早期圧縮強度を有する超急結性セメント系組成物 | |
CN111566071B (zh) | 制备用于生成建筑材料的钙矾石粘合剂的方法 | |
Kryvenko et al. | Alkali-sulfate activated blended portland cements | |
WO2015017185A1 (en) | Fast setting portland cement compositions with alkali metal citrates and phosphates with high early-age compressive strength and reduced shrinkage | |
RU2014138999A (ru) | Способ изготовления цемента, строительных растворов, бетонных композиций, содержащих наполнитель на основе карбоната кальция, содержащий кремнийорганическое вещество, причем вышеупомянутый "смешанный наполнитель" обработан суперпластификатором, получаемые цементные композиции и цементные материалы и их применения | |
US20230019095A1 (en) | Method for producing supersulphated cement | |
RU2361833C2 (ru) | Комплексный модификатор бетона полифункционального действия (варианты) | |
KR101143434B1 (ko) | 균열저감재 조성물 및 이를 포함하는 모르타르 조성물과 콘크리트 조성물 | |
JP2003277111A (ja) | 硬化促進剤及びセメント組成物 | |
KR20040017144A (ko) | 경량콘크리트 및 그 제조 방법 | |
WO2021076585A2 (en) | Curing cementitious products | |
Escadeillas et al. | Binders | |
JP2008074659A (ja) | 気泡混入珪酸カルシウム硬化体 | |
EP2723696A1 (en) | Hydraulic composition submitted to a thermal treatment | |
JP2001294460A (ja) | コンクリート用超早強型膨張材及びおよびこれを用いたコンクリート製品の製造方法 | |
JP3628157B2 (ja) | コンクリート製品の製造方法 | |
JP7312385B1 (ja) | コンクリート組成物の製造方法、及び、コンクリートの製造方法 | |
JP7370204B2 (ja) | 蒸気養生製品用セメント組成物 | |
JP2000086312A (ja) | 水和硬化体 | |
Reiterman et al. | X-Ray Diffraction Study of Hardening Kinetics of Natural Hydraulic Lime | |
JP2002087867A (ja) | セメント材料の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210402 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210402 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220209 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220509 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220803 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20221125 |
|
C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22 Effective date: 20230215 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231025 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7374897 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |