JPH0639087B2 - 経時硬化性混合物からの物体とくに建築用ユニット部材の製造方法とその装置 - Google Patents

経時硬化性混合物からの物体とくに建築用ユニット部材の製造方法とその装置

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JPH0639087B2
JPH0639087B2 JP63107470A JP10747088A JPH0639087B2 JP H0639087 B2 JPH0639087 B2 JP H0639087B2 JP 63107470 A JP63107470 A JP 63107470A JP 10747088 A JP10747088 A JP 10747088A JP H0639087 B2 JPH0639087 B2 JP H0639087B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は水硬結合剤、とくに凝集剤としてのセメントを
含む経時硬化性材料からの物体とくに建築用ユニット部
材の製造方法に関する。
従来技術 原料混合物内にＣＯ２ガスを注入することによりセメン
ト凝結成形材料の硬化が加速されるような建築用ユニッ
ト部材の製造方法は既知である（例えば米国特許第 4,0
93,690号およびスイス特許第 1 460 284号）。これらの
方法は炭酸化、即ちセメントモルタル中に存在する大量
のＣａ（ＯＨ）２化合物がＣＯ２ガスの硬化により迅速
に石灰石に変化する過程を基礎にしている。この過程中
に形成された石灰石分子は相互に極めて密に結合するの
で、例えばセメントのような結合剤の水和反応がまだ始
まらなくても、例えば建築用パネルのような製品の強度
は、 5〜30分後にはその28日強度の35〜50％にも達す
る。
炭酸化は一般に、セメントで凝結されるべき原料混合物
を含む密閉空間内で差別的な圧力を形成することにより
行われるが、このとき大気圧を超える圧力がＣＯ２ガス
の注入により形成され、その結果ＣＯ２ガスは原料混合
物の気孔内に浸透して化学反応が行われる。原料混合物
は製造されかつ緊密化されるべき製品の形状を決定する
鋳型内に装填され、次に鋳型と共にまたは鋳型から離脱
させて密閉空間内に放置される。しかしこれらの方法
は、密閉空間は十分な気密を必要とするので技術的に難
かしくかつ費用がかかりコスト高となる。このことは別
にしても、真空と高圧とを交互に与えねばならないので
時間がかかり、従って技術的にも幾つかの作業（鋳型へ
の装填および緊密化、炭酸化空間への装填および取出
し、炭酸化）をステップごとに分割しなければならず、
これはかなり時間を要する。
炭酸化と組合せた建築用ユニット部材製造技術は、ハン
ガリー特許第 189 455号に記載されている。ここではセ
メント凝結原料混合物の調整に添加剤として弾性繊維材
料が使用され、締固め後に多少弾性的はね返りがあると
いうこの材料の特徴が利用されて、圧縮力がやむと水和
結合剤、即ちセメントの凝結時間内にその容積は膨張す
る。２枚の圧着板の間に装入された原料混合物は、圧着
板のフランジに沿って肉厚部分を形成していること、ま
たは局部的に大量の原料混合物装入することのいずれか
によって混合物の内部よりもフランジに沿った部分で圧
縮が大きくなり、従って内部よりもフランジ部分に密度
の高い従ってガス浸透度の低い帯部分が形成される。フ
ランジに沿った密度の高い帯部分はシールとして働き、
炭酸化のために注入されたＣＯ２ガスが両側で混合物か
ら抜け出すのが防止される。この方法は前の方法よりは
好ましいが、この方法の欠点は主にその反復性、従って
その比較的低能率の生産性にあり、また固形最終製品は
弾性繊維物質を含む混合物からのみしか製造できない。
本発明は、炭酸化で凝結を加速することにより、経時硬
化性材料からの物体とくに建築用ユニット部材の製造方
法であって、一方では連続生産を可能として生産性およ
び経済的効率を著しく向上し、一方では（鋳型に装入さ
れる）出発材料として弾性繊維質添加剤を加えた経時硬
化性混合物の使用に限定されることなく、それで製品選
択を、炭酸化で経済的に生産できるものにまで実質的に
拡張する方法を提供することを目的とする。
発明の概要 本発明は、経時硬化性材料が両端開放の鋳型空間内を通
過するに当って、入口の点の付近において原料混合物を
連続的な機械的締固めにより、およびＣＯ２ガスの圧力
を出口の点の付近において最小の圧力−ある場合には大
気圧−まで減少することによりＣＯ２ガスの漏出が防止
されること、およびＣＯ２ガスは、これら２つの点の間
で鋳型面に沿って鋳型空間内に注入され均等に分配され
るが圧力は入口から出口に向かって減少し、生産は連続
的に行われ、かつ鋳型空間から出る製品は鋳型空間内で
行われる炭酸化の結果として固体の成形状態として現れ
ること等の認識を基礎にしている。
この認識を基礎にして、この課題は本発明により、その
方法の過程において未硬化の混合物が鋳型内に装入さ
れ、ここでＣＯ２ガスを混合物内に注入することにより
炭酸化反応が行われてこれにより混合物が硬化され、こ
の方法は経時硬化性混合物を連続的に両端開放の鋳型空
間内に圧入するステップを含み、一方材料の入口ポート
から硬化物体の出口ポートへと低下するように形成され
た圧力下で材料内にＣＯ２ガスが注入され、入口ポート
付近にはこの鋳型空間内への機械的締固めにより経時硬
化性材料からなる準気密層を形成し、この層と鋳型面と
の間には準気密状態を形成し、および出口ポート付近に
は炭酸化化学反応を完全に完了させるかまたは本質的に
完了させるのに必要な量のＣＯ２ガスを鋳型空間内へ注
入するところの方法により解決される。経時硬化性材料
は鋳型空間内へ好ましくは往復動装置により打込み押圧
（スタンピングプレス）される。
少なくとも１つの閉鎖面を介して鋳型空間内へ大気圧を
超える圧力でＣＯ２ガスが注入され、および経時硬化性
材料を通過したとき、圧力および量が低下したガスは少
なくとも他の鋳型面を介して鋳型空間から吐出され、お
よび／または鋳型空間の少なくとも１つの面に真空が付
加され、このようにしてＣＯ２ガスは材料を貫通して流
動させられまたはその流動が増大されることが好まし
い。
本発明の他の特徴によれば、入口ポート付近の材料の締
固め層に続く領域内で混合物の気孔内に３−６バールの
圧力のＣＯ２ガスが注入され、次に材料の移動方向に見
た第２の領域であって瞬間的な爆発的炭酸化反応が行わ
れるこの領域内で例えば２−３バールのより低い圧力の
ＣＯ２ガスが材料内に注入され、その量が本質的には反
応で消費されるガス量に等しく、これにより炭酸化反応
は継続され、次に第３の領域内で例えば１−２バールの
さらに低い圧力のＣＯ２ガスが鋳型空間内に注入され、
これにより炭酸化反応は本質的に完了される。この方法
の他の実施例は、炭酸化により硬化された材料の出口ポ
ートのすぐ手前に位置する鋳型空間内に均衡化領域を形
成し、ここでガスの流出量が測定されること；および均
衡化領域の手前の領域内へは、このガスの流出量および
／または圧力の関数としてガスが注入されることを特徴
とする。一般には、鋳型空間を離れる炭酸化硬化物体を
鋸で適当な大きさに切断すること、および少なくとも30
％のＣＯ２ガスを適切に含む気体混合物を用いて鋳型空
間内へＣＯ２ガスを注入することとが好ましい。
原料混合物を鋳型内に供給する前に原料混合物内にＣＯ
２ガスを注入することが好ましい。この炭酸化処理によ
り凝結工程は加速可能である。
本発明による装置は鋳型と、例えばガスボンベのような
ＣＯ２ガス源と、および大気圧を超える圧力のＣＯ２ガ
スを鋳型空間内に注入するのに適した例えば鋳型の少な
くとも１つの壁内の孔のような開口とを含み、この装置
は、経時硬化性原料混合物を供給するための入口ポート
および炭酸化により硬化された物体を吐出するための出
口ポートとを有する鋳型と、経時硬化性原料混合物を鋳
型空間内に圧入しかつ経時硬化性混合物ならびにそれか
ら炭酸化により硬化された物体とを鋳型空間内で移動さ
せるために、入口ポートの前正面に配置された圧入機構
と、および各領域に対しそれぞれ個別に制御された圧力
でＣＯ２ガスを注入するのに適した装置と連絡する個別
の孔群に分割されてＣＯ２ガスの注入に使用される鋳型
空間内に通じる孔とを特徴とする。
所与の事例においては炭酸化化学反応を完了した後に残
留ＣＯ２ガスを吐出するために鋳型の少なくとも１つの
壁に孔が設けられ、この孔は、例とえばガスボンベのよ
うなＣＯ２ガス源を、鋳型空間内へＣＯ２ガスを注入す
るための孔を含む鋳型板に接続する管と都合よく連絡し
ていることが好ましい。
本装置の他の実施例は、鋳型空間にＣＯ２ガスを供給す
るための供給管およびある事例においては炭酸化反応完
了後の残留ＣＯ２ガスを供給管へ送り返すための戻り管
とを有する。ガスポンプはそれへ戻り管も連絡している
供給管に接続され、またガス流れ方向上流側かつポンプ
の手前では別の管が、例えばガスボンベのようなＣＯ２
ガス源から出てかつ戻り管に接続された遮断手段と結合
しており、さらに供給管は弁を含む脚管を介してガス入
口側の個別の孔群に接続され、一方ある事例において炭
酸化反応完了後の残留ガスを吐出するために、同様な弁
を含みかつ孔群から戻り管へ連絡する脚管が設けられる
などを特徴とする。戻り管内に真空ポンプを挿入可能で
ある。
本発明の他の特徴によれば、ガス入口側および残留ガス
出口側との孔群は、鋳型板の外面に都合よく気密に装着
された個別の密閉室に連絡する。さらに孔群は、鋳型板
の中を走行するダクト−例えば蛇行ダクト−から鋳型空
間に通じ、各ダクトは、供給管から出る脚管のいずれか
と、または戻り管へ入る脚管のいずれかとに連絡するこ
とが好ましい。
例示装置の他の実施例によれば、鋳型空間から出る炭酸
化硬化物体を切断するのに適切な例えば鋸のような装置
は、鋳型の出口ポートの後方に配置される。
本発明の他の配置によれば、鋳型の出口ポートの手前付
近において鋳型板の外側に、少なくとも１つの孔群を包
囲する室が設けられ、また室からは制御弁を含むガス出
口配管が出る。
本装置の他の実施例は、その断面の形状および寸法が鋳
型の入口ポートのそれと本質的に同一である例えばピス
トンのような往復動たたき機を含む押圧機構を設けるこ
とを特徴とする。この場合、鋳型の位置およびピストン
通路は鉛直であり、ピストンは案内レール間に設けら
れ、案内レールはその下部フランジが案内レールの下端
縁付近を通る吊鐘状保護カバーで包囲され、および前記
下部フランジと案内レールとの間に間隙が設けられるこ
と、および駆動機構は保護カバーと共に、経時硬化性原
料混合物を鋳型へ供給する役をなすホッパ内に配置さ
れ、ホッパは鋳型空間の上方端部に連絡することを特徴
とする。
本発明を以下に例示装置の好ましい実施例、その幾つか
の詳細構造例、例示方法におけるプロセス変数のグラフ
図、さらに本発明により製造可能な建築用ユニット部材
の幾つかの例とを示す添付図面に基づきさらに詳細に説
明する。
実施例 第１図および第２図に示す装置は全体を１で示す鋳型
と、ホッパ2 とおよび押圧機構3 とを含み、本実施例に
おいて押圧機構は、二方向矢印ｂで示すように上下に運
動しかつ拡大ネック部分を有するピストン8 と、駆動機
構（図示なし）と、およびピストンの上下運動を案内す
るためにピストン8 の両側にある鉛直案内レール9 とを
含む。
鋳型1 の鋳型空間5 は、幅Ｓ（第２図）を有しかつ相互
に間隔ａ（第１図）をなして配置された鉛直の鋳型板4
a,4b と、この鋳型板に直角で同様に鉛直な幅の狭い壁
（図示なし）により区画される。第１図および第２図に
示す装置は即ち厚さａの建築用パネル22の製造に使用さ
れ、図面（第１図）平面に直角な方向の幅は同一方向に
測定された鋳型板4a,4b の幅（第２図における値ｓ）に
より決定され、一方その他の寸法、例えば図面（第１
図）の平面内の長さは実用範囲内で任意に選択可能であ
る。鋳型1 はその頂部および底部が開放である。鋳型の
入口ポートには参照番号6 が、またその出口ポートには
7 が記入される。ホッパ2 （供給ホッパ）は鋳型1 の上
方開放端部に連絡し、ホッパ内のピストン8 は鋳型1 の
入口ポート6 と適合する。即ちその断面形状および寸法
は入口ポート6 のそれと本質的に同一かまたはそれより
やや小さいのが適当である。
開放端部10a を下向きにした吊鐘状保護カバー10はホッ
パ2 内で鋳型1 の上部に配置され、保護カバーは案内レ
ール9 を包囲し、またその下部フランジは鉛直案内レー
ル9 の下端縁付近を通る。保護カバー10は、ホッパ2 の
内面からおよび案内レール9 の外面からある間隔をなし
て配置され、その外面は適当に湾曲しているので、ホッ
パ2 内の入口ポート6 の方へ矢印ｃの方向に供給された
原料混合物の下向き運動を容易にする。
本装置は、大気圧を超える圧力のＣＯ２ガスを保有する
第１図に示すガスタンク14を含み、前記ガスタンクは遮
断手段15a を設けた中間管15を介して、循環ガスポンプ
16に通じる戻り管18に接続される。ガスポンプ16からは
供給管17が出て、該供給管からは弁17a′−17c′を設け
た脚管17a −17c が分岐される。脚管17a −17c は鋳型
板4bに沿って相互に上下に配置された分配室23−25内と
連絡し、それらの区画面の１つは鋳型板の外側自身によ
り形成され、室23−25は相互に気密であることが好まし
いシール31により分離される。他の室26は室25の下側に
配置され、室25からは同様にシール31により分離され、
かつ脱気およびガス圧補償配管を有し、配管は室から出
て弁21a′を装着する。
上から下へ参照番号27−30を付した４つの室もまた鋳型
板4aの外面に隣接する。脚管18a −18c は室27−29から
出て、圧力計19および弁18a′−18c′のいずれかが各脚
管に組込まれる。脚管18a −18c は真空ポンプ32が挿入
された前記戻り管18に接続される。弁20a （制御弁）を
設けた脱気およびガス圧補償配管20は、最下部の室30か
ら出る。室27−30もまたシール31により同様に相互に分
離される。
複数の孔12は第２図に示すように鋳型板4a,4b を貫通す
るが、同じ孔は第１図では点線で図示されている。従っ
て孔12は、鋳型空間5 と室23−26および室27−30のそれ
ぞれ（第２図では室23のみが示される）との間のガス連
絡通路を形成する。
鋳型1 は頂部から下方にＩ−IVで識別される技術的領域
に分割され、各領域は一対の室23と27、24と28、25と2
9、および26と30を含むが、これらの領域の機能は装置
の運転の項でさらに詳細に説明する。
ガスは第１図と第２図に示すばかりでなく第3a図と第3b
図の構造例にも示すように鋳型空間内に注入できる。こ
の場合鋳型板4a,4b は前記技術的領域Ｉ−IVごとに形成
されたダクト系を含む。最上領域Ｉはガス伝送用蛇行孔
群11を２つ含むが領域II−IVは各々孔群11を１つずつ含
み、これらの孔12は鋳型板4bの中を走行する蛇行ガス分
配ダクト13から同じように外に出る。（見易くするため
に、第3a図では鋳型空間5 へ入る孔12は４個だけに示さ
れる。）各ガス分配ダクト13は、供給管17から出る脚管
17a……17n のいずれかに（第3a図の実施例では脚管17
a に）接続される入口配管32を有する。各孔群11から流
出するＣＯ２のガス圧を独立に調節するために、各脚管
内に弁17a′−17n′が設けられるのは当然である。第3a
図および第3b図に示したのと同一のダクト・孔系は鋳型
板4a内にも設けられ、ここでは戻り管18は各孔群に対し
脚管 18a−18n に接続される。
第１図および第２図内の室23−26および27−30ならびに
第3a図および第3b図による独立ガス管に接続される孔群
11は、局部的に区画された領域の鋳型空間5 内へ異なる
圧力のＣＯ２ガスを注入することを可能にする。
第１図と第２図（同様に第3a図と第3b図）による装置を
用いた建築用パネルの製造は次のように行われる。
結合材料としてセメントを含む経時硬化性原料混合物
は、安定速度で第１図に示す矢印ｃに従って連続的にホ
ッパ2 内に供給される。経時硬化性材料は鋳型1 の入口
ポート6 の方へ下方へ通過する。ピストン8 は二方向矢
印ｂで示すような往復運動を継続する。ピストン8 は１
分間に約15−300 回、主として 100−150 回の圧縮行程
を実行し、即ちピストンの上下運動は、製造される建築
用ユニット部材および／または基礎材料とに応じて広範
囲にしかも極めて迅速に変更可能である。カバー10は原
料混合物が案内レール9 の上方端部に入り込むのを防止
するが、もしこれがないと故障が発生し、即ち経時硬化
性材料をホッパ2 から鋳型板4a,4b の間即ち鋳型空間5
へ押圧するピストン8 の運動妨害することになろう。こ
の圧入の結果、原料混合物の密度は緩い状態の圧入前の
密度の何倍にも増加する。ピストン8 の行程に比例して
材料の部分量が鋳型空間5 を充填し、鋳型空間を通過中
にＣＯ２ガス（またはガス混合物のＣＯ２ガス成分）に
より処理された炭酸化セメント凝結材料は硬化された状
態で鋳型1 の出口ポート7 を離れる。
その状態も含めて詳細に順次に説明した上記の生産技術
は、次のような因子により支配される。
−実際には添加剤が加えられるセメント凝結原料混合物
は、常に多孔質組織を有している。多孔性の程度は混合
物の添加剤成分の大きさ（例えば粒子および／またはフ
ァイバのサイズ）と圧縮度とに依存する。多孔性は混合
物がガスに対して透過性であることを意味し、ＣＯ２ガ
スは材料のガス透過成分にのみ注入可能であるので、こ
の特性は炭酸化に重要な役割をなす； −混合物内の最高内部圧力（応力）は鋳型1 の入口ポー
ト6 の付近で生じ、鋳型空間5 内を下方に進むにつれて
連続的に低下する。前記最大内部圧力の結果として、材
料は鋳型空間5 内に注入されたＣＯ２ガスが鋳型から入
口ポート6 を通過して逃げられない程度の準気密性とな
ろう。換言すると製品の気密状態は、まだ硬化はされて
いないがすでに緻密化された材料により保証される。
第１図による装置の操作の記載に戻ると、ピストン8 に
より鋳型空間5 を通過して下方に送られる材料は技術的
領域Ｉ−IV内で処理され、炭酸化は主として領域Ｉ−II
I内で行われる。
入口ポート6 の付近において材料を領域Ｉの最上部内に
押入れることにより、即ち前記のように機械的には圧縮
された材料の弛緩力をも利用することにより、材料内に
準気密状態が形成され、鋳型空間5 内の材料に注入され
たＣＯ２ガスは室23および孔12（第２図も参照）から逃
げるのが防止される。（原料混合物の送給と押入れ圧入
とは両方とも連続的であるので、製造の全工程中は連続
生産により鋳型の上方部分には準気密性コアが常に存在
する）。機械的締固めの効果（下方にいくほど効果は減
少するが）は領域Ｉ全体に及び、弛緩力の値は高く、従
って原料混合物の気孔内にＣＯ２ガスを注入するために
は相当高いガス圧力とおよび／または鋳型の壁4aのから
の真空の利用が必要となる。即ちＣＯ２ガスは混合物の
気孔内へ圧入されなければならない。例えば６バールと
いう所要ガス圧力が弁17a′（第１図）で設定可能であ
る。ＣＯ２ガスの混合物内への注入効率は、真空ポンプ
32を使用することにより向上可能である。この場合弁18
a′は開いている。流動するガスの圧力状態は脚管18a
内に組込まれた圧力計19で制御可能であり、17a′，18
a′が必要に応じて調節可能である。例えば 0.5バール
という真空を使用することにより鋳型板4a,4b の内面間
に差圧が形成され、これにより鋳型板4bから鋳型板4aへ
の横断ガス流動は明らかに増大され、全断面内で混合物
の気孔は均等にＣＯ２ガスで充満されよう。
領域Ｉ内の混合物の気孔はＣＯ２ガスで充満され、一方
鋳型板4aの孔12を通過して室27に入る低圧（例えば３バ
ール）の不要なガスは、脚管18a および戻り管18とを通
過してガスサイクル内に戻る。第１図に示す管内のガス
流れ方向は矢印で示されるが、一方第２図における脚管
17a から室23へ通過するガスの径路は矢印ｅで示され、
又孔12を通過して鋳型空間5 へ流れるガスの径路は矢印
ｆで示される。従って第3a図および第3b図でも同一の記
号ｅ，ｆが使用された。領域Ｉの下部範囲内にある上か
ら２番めの孔群11（第３図）を通過して鋳型空間5 へ
は、この領域ではピストン8 の締固め効果の影響は小さ
く材料の密度は小さい（前記のように締固め混合物の内
部応力は領域Ｉの上方端部で最大で下へ下がるに従って
低下する）ので、より低い圧力のガスを注入するだけで
十分であるという可能性を第3a図および第3b図による注
入法は提供することが分かる。この場合残量吐出ガスの
圧力は約２−３バールである。どの場合でも領域Ｉへ注
入されるＣＯ２ガスの圧力は、鋳型1 の入口ポート6 の
付近において領域Ｉの上方に配置された材料の締固め層
を通過してＣＯ２ガスが逃げないように選択されるべき
である。鋳型板4a,4b の内面と混合物との間にもまた準
気密状態が存在するので、ＣＯ２ガスはいずれの鋳型板
に沿っても鋳型空間5 から逃げることはない。２つの異
なる圧力で領域Ｉへガスを注入することは、高い圧力の
ガスが低い圧力のガスを反対側の鋳型板4aの方向へ、即
ち混合物を貫通する横断通路へ導くので、低圧ガスが入
口ポート6 の方向へ下か上方へ流動できないという利点
をさらに有する。
ＣＯ２ガスとセメントとの間の化学反応、即ち炭酸化は
ちょうど領域Ｉ内で始まるが、反応は領域IIにおいて爆
発的（瞬間反応）に行われる。化学反応は領域Ｉ内へ注
入されたＣＯ２ガスを消費して圧力は低下し、ＣＯ２ガ
スで置換されない限り材料内に真空が広がるであろう。
従って脚管17b および室24を介して領域IIへのＣＯ２の
注入を継続すると、化学反応中に領域Ｉ内で消費された
ＣＯ２ガスは置換される。領域IIにおいては、ＣＯ２ガ
スは大気圧は超えるが例えば４バール（ガスをより高圧
力で混合物の気孔内に押圧する必要はない）というより
低圧力で注入され、ＣＯ２ガスは材料内を通過した後に
約２バール以下の圧力で室28内に入り、脚管18b と戻り
管18とを介してガスサイクルに戻る。弁18b′を正しく
調節することで領域II内にも真空が与えられるが、これ
は必要条件ではない。
混合物の硬化は領域Ｉ内でわずかではあるがすでに開始
され、一方領域IIではその激しさは弛緩力を完全に停止
させる。従って硬化状態にある建築用パネル22（第１
図）は、邪魔されることなく連続的に鋳型1 内を下方に
通過可能であり、領域Ｉ（ここではピストン8 により形
成される圧縮力はまだ硬化しない原料混合物を下方に押
出す）の上方部分内におけるように材料は鋳型の壁に押
圧されることはない。炭酸化化学反応の結果、材料内に
は真空が形成されるであろう。
領域IIIへ注入されるＣＯ２ガスの圧力はさらに低下さ
れ、そこには例えば１バールの圧力のガスが供給され
る。この領域内における炭酸化工程は実際には完了して
いる。領域IIIに供給されるガスの量は、完全炭酸化反
応に必要ななお不足な量を補充すればよい。このように
して工程の経済効率に不利に働くＣＯ２の好ましくない
損失は、鋳型空間5 の下方端部において、即ち圧縮され
かつすでに炭酸化されて一部硬化された材料が大気中に
出る出口ポート7 において、単に領域III内の圧力条件
を適切にすることにより防止可能である。換言するとこ
こでは最低の量（圧力）のＣＯ２ガスが供給されるだけ
である。室29内に流入する残留ＣＯ２ガスの圧力は（も
し真空が存在しなければ）、例えば 0.8− 0.9 バール
という供給ガスの圧力よりそれほど低いものではない。
このようにして炭酸化反応は無事完了される。室28,29
内へ横断ガス流れを増加するべく、ポンプ32を用いて領
域IIおよびIII内でも例えば 0.5バールの真空を形成可
能であることが分かる。
領域IVは均衡化領域であって、ここではＣＯ２ガスは注
入されず、かつ実際にはここでは化学反応が行われな
い。結果的に鋳型板4a,4b に沿って室26と30とに流入し
たガスは中から外へ流出し、その量と圧力とは炭酸化反
応を完了するのに十分なように領域III内で選択され
る。もしガスの圧力が領域III内で正しく選択されたな
らば、ガスは制御弁20a,21a′を介してちょうど抜け出
す程度である。従ってこれらの制御弁20a,21a′の力を
介して、領域IV内でＣＯ２ガスは均衡化可能である。従
って鋳型1 の頂部または底部のいずれかから逃げるガス
量は、実際には検知できる程ではないので、製造技術は
ＣＯ２の過剰消費を伴なうことはない。
しかし炭酸化のために純粋ＣＯ２ではなくＣＯ２のを一
部のみ（例えば30％）含むガス混合物がもし使用される
ならば、中性ガス成分（一成分または複数成分）は炭酸
化反応には使用されず、この場合は制御弁20a,21a′を
介して吐出されるガス（空気）の量はかない多くなり、
弁20a,21a′はここでは空気抜き弁として働らく。
炭酸化工程の個々のステップは、それぞれ空間的および
時間的に異なって行われるが、建築用パネルとして成形
され硬化される材料は鋳型空間5 内を連続的に通過する
ので、製造工程全体は連続的である。出口ポート7 から
連続的に無限長で吐出される建築用パネル22は、その作
動が圧入速度と同期する横方向の鋸21によりある寸法に
切断される。この時例えば28日強度の約30％の強度を有
する部分硬化建築用パネルが得られ、このパネルは既知
の方法の放置による人工エージングによりさらに養成が
可能である。
第１図と第２図による装置を用いて製造される建築用パ
ネル22の断面第9a図に示すが、本発明の方法と装置を用
いれば、実用上の制限範囲内で鋳型空間の断面形状およ
びピストンを適当に選ぶことにより、任意断面を有する
建築用ユニット部材が製造可能なことが容易に分かる。
第9b図による建築用ユニット部材30の断面はくさび型で
あり、一方第9c図に示す建築用ユニット部材31は波形で
ある。台形の建築用ユニット部材32を第9d図に示す。本
発明を利用すれば、実際には中空の建築用ユニット部材
もまた製造可能である。第9e図に示す部材33は円環断面
を示し、その円形中空部を参照番号33a で示す。第9f図
に示す矩形建築用ユニット部材は２つの空洞部34a,34b
を有する。中空建築用ユニット部材の製造には、空洞部
の成形のために適当な鋳型が必要であるのは当然であ
る。第9f図による建築用部材のための鋳型構造の構成を
第10図に示す。
ＣＯ２ガスを注入し、かつ鋳型内を通過するよう材料内
にＣＯ２ガスを貫通させるためのダクトおよび孔は、第
3a図および第3b図に示すのと同様に、外部鋳型フレーム
35内ならびに中空内部鋳型コア36,37 （空洞は参照番号
36a,37a で示す）内に形成される。可能なガス流れの一
例を第10図に矢印で示すが、分かり易くするためにダク
トおよび孔の図示は省略されている。
さらに、炭酸化に必要なＣＯ２ガス量は与えられた化学
式により使用されるセメント量に常に比例し、ＣＯ２ガ
ス量はセメント量の約 8−10質量％である。もし純粋の
ＣＯ２が使用されないときは、炭酸化に使用されるガス
混合物は、ＣＯ２を少なくとも30％含むのが好ましい。
本発明の実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例１ 厚さ20mm、60×100 cmの建築用パネルが第１図と第２図
に示す装置を用いて本発明による方法で製造される。押
圧および炭酸化処理で成形される経時硬化性原料混合物
の組成は次のとおりである。
セメント 42質量％ 苛性石灰 2 〃 けい砂 42 〃 水 14 〃 第４図は、弾性（有機）添加剤成分を含まない混合物に
圧縮力を与えたときの時間の関数としての内部応力（圧
力）Ｐおよび密度Ｒ０の経過を示す。押圧工程の初期段
階においては、内部応力および密度は急激に上昇する
が、短かい時間の経過後に密度の上昇速度は低下して曲
線Ｒ０は時間軸に対しほぼ平行となり（曲線は時間軸に
ほとんど接近しない）、一方内部応力Ｐは最大値に達す
ると短時間の間は本質的に一定であって次に急速に低下
する。曲線ＰとＲ０との交点Ｍにおける内部応力の大き
さはわずかであり、この点においては混合物の密度Ｒ０
は圧縮力を停止したとしても変化しないであろう。（さ
らにこれらすべての経時硬化性混合物の圧力および密度
は、第４図のグラフに類似の曲線が特徴であり、その湿
分は最大で50％、これらの添加剤は例えば砂質砂利、砂
利、珪藻土、ガラス繊維などの無機質固形物質であ
る）。
第１図から第3a,b図に示す装置の往復動ピストン8 を用
いて、この実施例に記載の混合物を圧入したとき発生す
る時間の関数としての圧力状態すなわち内部応力の経過
を第６図により一連の曲線の組で示す。各曲線Ｐは各ピ
ストン行程で与えられる圧縮の内部応力−影響線を示
す。第６図は、鋳型空間5 （第１図）内の混合物の最上
層においては常に同一の最大内部応力が発生し、曲線Ｐ
の上方水平部分（第４図も参照）は実際には相互に重な
り合うので、最大内部応力は連続して存在することを明
確に示す。従って材料のこの上部層内における機械的押
圧工程の結果として、装置のピストン8 が混合物を鋳型
1 内に打込む限りは、準気密状態が確保される。
ＣＯ２ガスは下記の圧力で、鋳型1 内に存在しかつ領域
Ｉ−III内を下降する材料内に注入される。
領域 Ｉ 入口 ６バール 出口 ３バール 領域 II 入口 ２バール 出口 １バール 領域 III 0.4バール 出口 ０バール 領域IIIから鋳型板の内壁に沿って付随的に流下するガ
スは均衡化領域IV内に吐出される。そのガス量は極めて
わずかである。
材料は鋳型空間5 内を連続的に 1.0ｍ／分の速度で通過
する 第８図はガス圧力・径路・時間線図で、ここでｖは鋳型
内の材料の下降速度、Ｒ０は経時硬化性混合物の密度、
およびｄは製造される建築用パネルの厚さであり、材料
が領域Ｉを約２分で通過することを示し、ここでＣＯ２
ガスの圧力は最大（６バール）である。一方領域IIおよ
びIIIの通過にはほぼ１分足らずを要し、この間にガス
圧は順次低下してゼロに近づき、領域IVでは圧力を示さ
ない。第８図の曲線はピストンにより発生される圧縮力
に比例した内部弛緩力を示し、換言すると、圧入される
材料に加えられる締固めおよび押圧に必要な力の強さ
は、常に鋳型の側壁に与える弛緩力に比例する。
鋳型1 の出口ポート7 を通過して離れる材料の曲げ強さ
は約35kp／cm2（最終28日強度の30％）であり、その密
度は1250kg／m3である。鋳型を連続的に離れるパネル材
料は、切断ディスクにより所定寸法に切断される。炭酸
化により部分硬化されたパネルは、その端縁上に立てて
保管される。
実施例２ 厚さ14mm、 163×1250×1000mmの中空建築用ユニット部
材が第１図から第3a,b図に示す装置を用いて本発明によ
る方法で製造される。押圧および炭酸化処理で成形され
る経時硬化性原料混合物の組成は次のとおりである。
セメント 58質量％ 水ガラス １ 〃 かんな屑 14 〃 水 24 〃 苛性石灰 ３ 〃 第５図は任意弾性（有機）添加剤成分を含む混合物に圧
縮力を与えたときの時間の関数としての内部応力（圧
力）Ｐおよび密度Ｒ０の経過を示す。（混合物の調合の
ために、かんな屑の代りに例えばセルロース、植物繊
維、植物削り屑、合成繊維等の他の弾成有機添加物成分
またはそれらのうちの任意の組合せを含む混合物が使用
されても、同様な曲線が得られる）。この場合内部応力
Ｐは、最大値に到達すると曲線内の対応の水平部分また
は本質的に水平な部分は第４図における曲線Ｐの対応部
分より長いが、密度Ｒ０を一定値に保持するためには、
圧縮力を長時間かけることが必要なので、力は低速度で
のみ降下する。
（材料の硬化前に）圧縮力の付加が停止されると、材料
はスプリングバック（弛緩効果）しようとするので、混
合物内に存在する内部応力により密度は減少する。
上記成分の混合物原料が第１図および第２図に示す装置
の往復動ピストン8 により鋳型1 内に押圧されると、混
合物内には第７図に示す圧力状態が形成される。この場
合に各ピストン行程に対応する内部応力−影響線Ｐの水
平部分もまた連続的に相互に重なり、従って材料がピス
トン8 により鋳型1 内に連続的に打込まれる限りは、鋳
型空間5 の入口ポート6 の付近の混合物内に常に最大応
力が形成されよう。このように機械的締固めにより製造
工程中は準気密状態が確保される。
領域Ｉ−IIIへ注入されるガス圧およびそれらから吐出
されるガス圧は実施例１に示すものと同一であり、また
圧力・径路・時間線図もまた第８図のそれに類似する
が、最終製品の対容積重量および強度は、添加物に現わ
れる差によってより低い。
本発明の主な利点は、建築用ユニット部材の大量生産を
連続的に可能とし、鋳型から吐出された状態における強
度は最終（28日）強度の少なくとも30％であり、従って
その生産は極めて効率的かつ経済的であることにある。
他の利点は本発明の装置の単純さにあり、従ってその投
資コストは比較的低く、かつ弾性（繊維質）添加物また
は固形粒状添加物のいずれかを含む混合物原料からユニ
ット部材を製造するのに適している。
本発明は方法に関する前記実施例、および装置に関し図
示しかつ説明をした実施態様に限定されることなく、特
許請求の範囲に記載の保護範囲内で種々の形で実施可能
であることは当然である。鋳型は必ずしも直立位置でな
くてもよく、建築用ユニット部材は傾斜鋳型でもまたは
水平鋳型でさえも製造可能である。本方法は実施例に記
載のものとは異なる幾つかの方式でも実施可能である。
ガスを材料内に通過させる方法も前記のものとは異なる
多くの方法で実施可能であり、前記記載のものからの変
更態様は、他の幾つかの態様により特許請求の範囲内に
記載の保護範囲から逸脱することなく実施可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本装置の概略縦断面図、第２図は第１図の線Ａ
−Ａによる水平断面図、第3a図は第3b図における線Ｂ−
Ｂによる鋳型板の一実施例の拡大断面図、第3b図は第3a
図において矢印Ｃの方向から見た図、第４図は弾性添加
物を含まない経時硬化性混合物の圧縮の間における時間
の関数としての混合物内の応力と物体の密度との変化を
示す線図、第５図は弾性添加物を含む経時硬化性混合物
に関する第４図に示す図と同様の特性線図、第６図は迅
速反復圧縮工程の結果を図示した、第４図に示す曲線か
ら形成された一組の曲線からなる線図、第７図は第５図
に示す曲線から形成された点で第６図とは異なる一組の
曲線からなる線図、第８図はガス圧・径路・時間を示す
線図、第9a図から第9f図は、本発明の広範囲の適用性を
示す本発明の方法を用いて製造された種々の断面形状を
有する建築用ユニット部材、第10図は本発明の炭酸化法
を用いて製造される第9f図に示す建築用ユニット部材の
製造モデルを示す。 1……鋳型、 2……ホッパ、 3……押圧機構、4a,4b …
…鋳型板、 5……鋳型空間、 6……入口ポート、 7……
出口ポート、 8……ピストン、 9……案内レール、10…
…保護カバー、 10a……開口、11……孔群、12……孔、
13……ダクト、14……ガスボンベ、15……管、 15a……
遮断手段、16……ガスポンプ、17……供給管、 17a,17
b,17c……脚管（供給管用）、17a′,17b′,17c′……弁
（供給管用）、18……戻り管、 18a,18b,18c……脚管
（戻り管用）、18a′,18b′,18c′……弁（戻り管
用）、21……鋸、22……物体または建築用ユニット部
材、23〜30……密閉室、32……真空ポンプ。

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】結合剤としてのセメントおよび／または石
    灰ならびに添加剤および水を含む経時硬化性混合物から
    の物体とくに建築用ユニット部材の製造方法であって、
    その工程中においてまだ硬化していない混合物が鋳型内
    に装入され、ここでＣＯ２ガスを混合物内に注入するこ
    とにより炭酸化反応が行われてこれにより混合物が硬化
    される方法であって、経時硬化性混合物を連続的に両端
    開放の鋳型空間を通して押圧し、一方材料の入口ポート
    から硬化物体の出口ポートへと低下するように形成され
    た圧力下で材料内にＣＯ２ガスが注入され、入口ポート
    付近には鋳型内への機械的締固めにより経時硬化性材料
    からなる準気密層が形成され、この層と鋳型面との間に
    は準気密状態が形成され、さらには出口ポート付近には
    炭酸化化学反応を完全に完了させるかまたは本質的に完
    了させるのに必要な量のＣＯ２ガスが鋳型空間内へ注入
    されることを特徴とする経時硬化性混合物からの物体と
    くに建築用ユニット部材の製造方法。
  2. 【請求項２】経時硬化性材料を鋳型空間内へ往復動装置
    により打込み押圧することを特徴とする、特許請求の範
    囲第１項に記載の方法。
  3. 【請求項３】少なくとも１つの閉鎖面を介して鋳型空間
    内へ大気圧を超える圧力でＣＯ２ガスを注入し、かつ経
    時硬化性材料を通過したときは、圧力および量が低下し
    たガスは少なくとも他の鋳型面を介して鋳型空間から吐
    出され、および／または鋳型空間の少なくとも１つの面
    に真空が付加され、このようにしてＣＯ２ガスは材料を
    貫通して流動させられ、またはその流動が増大されるこ
    とを特徴とする、特許請求の範囲第１項または第２項に
    記載の方法。
  4. 【請求項４】入口ポート付近の材料の締固め層に続く第
    １の領域内で混合物の気孔内に３〜６バールの適当な圧
    力のＣＯ２ガスを注入すること、次に材料の移動方向に
    見た第２の領域であって瞬間的な爆発的炭酸化反応が行
    われる該領域で例えば２〜３バールのより低い圧力のＣ
    Ｏ２ガスが注入され、その量が本質的には反応で消費さ
    れるガス量に等しく、これにより炭酸化反応を継続させ
    ること、次に第３の領域内で例えば１〜２バールのさら
    に低い圧力のＣＯ２ガスが鋳型空間内に注入され、これ
    により炭酸化反応は本質的に完了されることを特徴とす
    る、特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか一項に
    記載の方法。
  5. 【請求項５】炭酸化により硬化された材料の出口ポート
    のすぐ手前に位置する鋳型空間内に均衡化領域を形成
    し、ここでガスの流出量が点検され、また均衡化領域の
    手前の各領域内へのガス注入が、このガスの流出量およ
    び／または圧力の関数として行われることを特徴とす
    る、特許請求の範囲第１項から第４項のいずれか一項に
    記載の方法。
  6. 【請求項６】鋳型空間を離れる炭酸化硬化物体を鋸で適
    当な大きさに切断することを特徴とする、特許請求の範
    囲第１項から第５項のいずれか一項に記載の方法。
  7. 【請求項７】少なくとも30％のＣＯ２ガスを適切に含む
    ガス混合物を用いて鋳型空間内へＣＯ２ガスを注入する
    ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項から第６項の
    いずれか一項に記載の方法。
  8. 【請求項８】原料混合物を鋳型内に供給する前に原料混
    合物内にＣＯ２ガスを注入することを特徴とする、特許
    請求の範囲第１項から第７項のいずれか一項に記載の方
    法。
  9. 【請求項９】結合剤としてのセメントおよび／または石
    灰ならびに添加剤および水を含む経時硬化性混合物から
    その炭酸化により物体とくに建築用ユニット部材を製造
    するための装置であって、前記装置は、鋳型と、例えば
    ガスボンベのようなＣＯ２ガス源と、大気圧を超える圧
    力のＣＯ２ガスを鋳型空間内に注入するのに適した例え
    ば鋳型の少なくとも１つの壁内の孔のような開口とを含
    み、経時硬化性原料混合物を供給するための入口ポート
    および炭酸化により硬化された物体を排出するための出
    口ポートを有する鋳型と、経時硬化性原料混合物を鋳型
    空間内に押圧しかつ経時硬化性混合物ならびにそれから
    炭酸化により硬化された物体とを鋳型空間を通して移動
    させるために入口ポートの前に配置された押圧機構と、
    および鋳型空間内に通じた孔であって、各領域に対しそ
    れぞれ個別に制御された圧力でＣＯ２ガスを注入するの
    に適したガス注入装置と連絡する個別の孔群に分割され
    ており、ＣＯ２ガス入口としての役をなす該孔とによっ
    て特徴ずけられる、経時硬化性混合物からの物体とくに
    建築用ユニット部材の製造装置。
  10. 【請求項１０】所与の事例において炭酸化反応を完了し
    た後に残留ＣＯ２ガスを吐出するために鋳型の少なくと
    も１つの壁内に設けられた吐出孔であって、例えばガス
    ボンベのようなＣＯ２ガス源を、鋳型空間内へＣＯ２ガ
    スを注入するための孔を含む鋳型板に接続する管と有効
    に連絡する前記吐出孔を特徴とする、特許請求の範囲第
    ９項に記載の装置。
  11. 【請求項１１】鋳型空間にＣＯ２ガスを注入するための
    供給管と所与の事例において炭酸化反応完了後の残留Ｃ
    Ｏ２ガスを供給管へ再循環するための戻り管とを有して
    おり、ガスポンプはそれへ戻り管も連絡している供給管
    に接続されており、ガスポンプの手前でガス流れ方向上
    流側では別の管が、例えばガスボンベのようなＣＯ２ガ
    ス源から出てかつ戻り管に接続された遮断手段と結合し
    ており、供給管が弁を含む脚管を介してガス注入側の個
    別の孔群に相互接続され、一方所与の事例において炭酸
    化反応完了後の残留ガスを吐出するために、弁をも備え
    かて孔群から戻り管へ連絡する脚管が設けられることを
    特徴とする、特許請求の範囲第10項に記載の装置。
  12. 【請求項１２】真空ポンプが戻り管内に挿入されること
    を特徴とする、特許請求の範囲第11項に記載の装置。
  13. 【請求項１３】ガス入口側および残留ガス出口側との孔
    群が、鋳型板の外面に効果的に気密に装着された個別の
    密閉室内に連絡することを特徴とする、特許請求の範囲
    第11項または第12項に記載の装置。
  14. 【請求項１４】孔群が鋳型板の中を走行するダクト−例
    えば蛇行ダクト−から鋳型空間に通じ、各ダクトが供給
    管から出る脚管の一つと、および戻り管へ入る脚管の一
    つとにそれぞれ連絡することを特徴とする、特許請求の
    範囲第11項から第13項のいずれか一項に記載の装置。
  15. 【請求項１５】鋳型空間を離れる炭酸化硬化物体を切断
    するために、鋳型の出口ポートの後に鋸手段が適切に設
    けられることを特徴とする、特許請求の範囲第９項から
    第14項のいずれか一項に記載の装置。
  16. 【請求項１６】鋳型の出口ポートの手前付近において鋳
    型板の外側に、少なくとも１つの孔群を包囲する室が設
    けられることを特徴とする、特許請求の範囲第９項から
    第15項のいずれか一項に記載の装置。
  17. 【請求項１７】その断面の形状および寸法が鋳型の入口
    ポートのそれと同様か又は本質的に同様である例えばピ
    ストンのような往復動たたき機を含む押圧機構によって
    特徴づけられる、特許請求の範囲第９項から第16項のい
    ずれか一項に記載の装置。
  18. 【請求項１８】鋳型が鉛直に配置され、ピストンが案内
    レール間に設けられ、案内レールがその下部フランジが
    案内レールの下端縁付近を通る吊鐘状保護カバーで包囲
    され、前記下部フランジと案内レールとの間に開口が設
    けられ、駆動機構が保護カバーと共に経時硬化性原料混
    合物を鋳型へ供給するためのホッパ内に配置され、前記
    ホッパが鋳型空間の上方端部に連絡することを特徴とす
    る特許請求の範囲第17項に記載の装置。
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