JPS58167461A - 熱水硬化珪酸カルシウム素材から成る成形体の炭酸飽和による後硬化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、００２を作用させることによって熱水硬化珪
酸カルシウム素材より成る成形体を炭酸飽和により後硬
化する方法に関する。

熱水硬化珪酸カルシウム素材からの代表的成形体は周知
の灰砂れんがである。

００２の作用による炭酸飽和によって圧縮強さ及び引張
強さの著しい改善が達成されることは公知である〔０ザ
・セメンチング・マチＩＪ　−ｆ　／Ｌ・イン・カルシ
ウム・シリケイト・ブリック（Ｔｈｅ　ｃｅｍｅｎｔｉ
ｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｉｎ　ｃａｌｃｉｕｍ　５ｉ
ｌｉｃａＬ。

ｂｒｉｃｋｓ　）”Ｔｒａｎｓ　ｃｅｒａｍ、ｓｏｃ、
ｂｒｉｔ、（Ｌ　９３３）、３牛、１４〕。しかもまた
全ＯａＯをＣ０２雰囲気中で暴露することによって００
２によってＣ！ａｃＯ３として結合することができるこ
とも知られている。これによればＯＯ２雰囲気中におけ
る完全な結合は約３ケ月かかつて終ることになる。空気
中に含まれた００２の吸収ｔこよる炭酸飽和には著しく
長い期間を要する。炭酸飽和はそれぞれのＣ８Ｈ相に依
存して数年数十年間に亘って延長する可能性がある。し
、かも特に初年では灰砂れんが中の結晶格子が変化し、
次々に幾つものＣ３Ｈ相さえ通過することがあるが、そ
れをｆめ決定したり又はこれに関して規則性を示すこと
はできない。

００２の作用による灰砂れんが中のＯａＯの結合によっ
て、形状安定でかつ化学的にも環境作用によって殆ど変
化することのない安定なＣａ００３−８ｉｎ２相が生じ
る。前記の珪酸カルシウム素材に関する限り、同素材は
０ａＯ１Ｓ１０２及びＨ２Ｃの混合物のみならず、Ａｌ
２Ｏ３及び通常の他の同伴鉱物の混在物を含有するよう
な混合物を意味するものとする。すなわち、灰砂れんが
工業で使用される５１０２含有砂は、しばしばＡｌ２Ｏ
３を含有し、その他に不純物としてＰ゛θ、０３、Ｃａ
ＣＯ３及びＭｇＣＯ３を含有していてもよいことは周知
であるが、これら不純物は決して灰砂れんがの強度に不
利な影響を与えてはならない。

珪酸カルシウム素材から型で成形されるか又は鋳造され
る成形体の工業的製造の場合には、前記の改善を獲得す
るためにそれ自体望ましいり、コ 該成形体の炭酸飽和はまだ普及されていない。

経済的理由から、長い期間に亘って実施されるＣ０２雰
囲気中での暴露は適当ではない。

硬化工程の間に前記蒸気にＣＯ３を加えかつ全硬化時間
の間岐化釜中でＨ２Ｏ／　ＣＯ２の混合雰囲気を保つこ
とは公知である〔ボルマン（Ｇｏｒｍａｎｎ〕の論文、
１９６８、西独国花クラウスタール（０１ａｕｓｔｈａ
ｌ　）工業大学〕。Ｃ５Ｈ相の形成中の００２の作用は
不利な効果を有している。他の提案によれば硬化釜の放
圧及び冷却の間に００２ガスを硬化釜中に供給すること
が要求される。この方法は小さな効果しかない。

本発明ＯＲ顧は、冒頭記載の種類の炭酸飽和による後硬
化方法を、工業的規模で著しいシス１上昇なしに容易に
実施して、強度特性の顕衿な改善が得られるように該成
形体に含有されたＣａ○の十分な炭酸飽和を達成するこ
とのできるように前記方法を形成することである。

この課題は本発明により、少なくとも１００℃の温度を
有する成形体に１００〜４００℃の温度及び少なくとも
１０％の００２濃度を有するＣｏ２含有ガスを作用させ
ることによって解決される。

後硬化のためには特に灰砂れんが工場に存在する釜燃焼
炉の排ガスの使用が提案される。この排ガスは、油又は
ガス燃焼炉の場合には１３％の００２ａ度を有する。し
かしまた脱塵装置を有する石炭燃焼炉からの排ガスも使
用することができる。また２５〜４４％のＣ＋　０２濃
度を有する石灰炉からの排ガスを用いて該処理を実施し
てもよい。

（ｊｏｚ含有排ガスを用いるＣ０２処理は有利には高め
られた圧力、つまり最高０．５Ｎ／−まで、好ましくは
０．１〜０．２Ｎ／−の圧力で行なわれる。

ＣＯ２含有排ガスの温度は、少なくとも１５０℃でなけ
ればならない。更に成形体の温度は１００℃を越えてい
てもよい。有利には該後処理は、成形体が硬化釜を出る
時に有する成形体の温度で行なわれ、この温度は約１８
０〜２２０℃である。

００２含有ガスの必要作用時間は、所与の成形体温度の
場合、ＯＯ２の濃度及び圧力が高くなればなる程それだ
け短かい。実際的目的にとって十分な後処理時間は３０
〜６０分である。

該作用時間は、素材中の水酸化カルシウムの表面積が大
きくなればなる程それだけ短かくてよい。該表面積は有
利には、反応釜で得られる水酸化カルシウム表面積の上
の範囲、つまり０８０分の高い軟焼石灰の場合に得られ
る４０００〜５０００ブレーン（Ｂｌａｉｎｅ　）’　
（ｃｒｄ　／　ｇ）の範囲にあることが要求される。し
かもまた、１５００’ｏプレーン及びそれ以上の表面積
をもって提供され、大きな表面積のために素材中の水酸
化カルシウム分の低減のためにも使用されうる水酸化カ
ルシウム製品を使用することも経済的である。

成形体中のＣａＯの完全な炭酸飽和を達成するためには
、ｃｏ２含有排ガスを成形体中に可及的に十分通過させ
ることが必要である。このために必要な処理時間は一つ
には前記の高められた圧力によって減少される。しかし
また処理前のガスを圧縮して、ＣＯ２含有ガスを高めら
れだ速度で作用させるのも有利である、この場合には速
度を流動が乱流範囲にあるように選択しなければならな
い。流動速度は有利には１４０〜１９０　ｍ　／　ｓθ
Ｃまでのガス速度が可能である。

成形体の後処理は成程硬化釜における蒸気処理の終了後
に硬化釜自体で実施することができる。しかし後処理に
関しては特定の後処理釜又はその中を排ガスが通るトン
ネル炉又はトンネル乾燥炉を設けるのが有利である。通
常３０〜６０分の後処理時間で十分なので、７〜８個の
硬化釜の処理能力の後処理のためには１個の後処理炉で
十分である。従って６〜１２個の硬化釜を有する灰砂れ
んがの生産量を唯１個の後処理炉で処理することができ
る。該方法にとって必要な投資経費は、得られる品質改
善から見て小さく、いづれにしても許容できる。後処理
を排ガスを用いて実施する場合には、極めて小さい付加
的エネルギーコストしか生じない。

前記のように、熱水硬化成形体中のＯａＯの完全な炭酸
飽和は圧縮強さ及び曲げ強さの著しい増大を伴っている
。これらの高められた強度の値は、灰砂れんがが現行規
格の要求のみを満足させることを要求されている場合に
は、必ずしも必要ではない。本発明の場合には、炭酸飽
和による後硬化の利点は、０ａｋ−８ｉｎ２−Ｈ８０素
材中のＯａＯ含有量を低減させるという趣旨で利用され
、これによってコストが節約されうるのである。更に灰
砂れんがの場合には、要求強度の獲得のために今日不可
欠の、珪酸カルシウム素材の圧縮のためのプレスは中止
することができる。従って現行規格の強度要求に応じる
灰砂れんがは鋳造によっても製造することができる。従
って投資及び使用エネルギーの著しい低減を達成するこ
とができる。

灰砂れんが工場〔ドイツ連邦共和国Ｄ−６４ｏ７シユリ
ツツ（５ｃｈｌｉｔｚ　）　Ｌ−リムバッハ（Ｒｌｍｂ
ａｃｈ　）在すムノ々ツバ灰砂れんが工場の標準製品か
らの灰砂れんがを使用する２系列の実験を実施した。前
記標準製品から灰砂れんが８４−０個を含む一群を取り
出した。未処理れんが４００個に関して圧縮強さを測定
した。これらの圧縮強さは２ＯＮ／−近傍の極めて狭い
限界内にあった。残りのれんがを用いて、れんが６個の
吸収能力を有する炉で２系列の実験を行った。炉は、０
０２含有ガスの通過のために設けられていた。炉は無圧
で操作した。ＣＯ２含有ガスの作用時間はその都度３０
分であった。

第１系列の実験では、１０％のｏｏ２濃度を用いる炭酸
飽和実験を、炉温度１５０，２００゜２５０及び３５０
℃で実施した（実験Ａ−Ｄ）。第２系列の実験の場合に
は、１５％のｏｏ２濃度を用いて実験Ｅ　−Ｊ　、つま
り炉温度１５ｏ１２００．３００及び３５０’ＣＴの実
験を行ツタ００２含有ガスを用いる処理後にそれぞれの
れんかに関して圧縮強さ、ＯａＯの含有量（％）及び水
に浸漬されたれんがの水吸収量（重量％）を測定した。

第１図及び第２図は炭酸飽和処理を施したれんが及び未
処理れんがの圧縮強さに関する測定結果を示すグラフで
ある。図中縦座標には炉温度が表示されており、横座標
には圧縮強さがプロットされている。

第１表及び第２表には、各系列の実験に関してれんが中
のＯａＯ含有量（％）の最小、綴大及び平均ならびにれ
んが中の水吸収量（重置％）を記載しである。

第　　１　　表 （炉中のＣ０２濃度＝１０％、作用時間＝３００）第　
　２　　表 （Ｃ０２濃度＝１５％、作用時間＝３０分）前記実験か
ら、実験Ａ〜Ｄの場合Ｖこは平均約７５％の圧縮強さの
増大が達成されたことが判る。

１５％のＣ０２濃度を用いる実験Ｋ　−Ｊのグラフから
は、圧縮強さは平均して若１°高く、しかも未処理れん
がの圧縮強さよりも約８０〜８５％高いことが判る。

圧力下にＣＯ２含有ガスを使用する場合には価値の他の
改善も一層短い時間で得ら才［ることを期待することが
できる。

史Ｖこ強度の住目に値する増大は、珪酸カルシウム素材
にＡｌ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３を加えることによっても達
成することができる。この際ＡＩ　Ｏ及　３ びドθＯは微細に粉砕して１００μｍの平均粒　３ 径（粒径は主として８０〜１２０μ口１の範囲にある）
をもって添加しなければならない。Ａｌ２Ｏ３及びＦｅ
２Ｏ３は全素材の５〜１５％の割合で添加することがで
きるので、５１０２の割合はいう７１にしても依然とし
て７０％よりも大きい。

また灰砂れんがの軽量物体、例えば珪酸カルシウム素材
から鋳造される多孔性絶縁スラブの製造の際Ｏても、本
発明方法は極めて有利である。この種の多孔性絶縁スラ
ブは従来熱水硬化後にＧＳＩＩ相の保護のだめに防水的
に含浸されなければならなかった。この含浸け、１年の
オーダーの期間後にすでにその効果を喪失し始める。

このような表面処理はＣＯａ有ガス中での炭酸飽和によ
って省略することができる、それというのも炭酸飽和に
よって形成されたＯ　ａｏ　０３は、人気、特に空気中
湿気によっては作用され得ず、この種のスラブは特定の
表面保護を要しないからである。

転磁物体を製造するためのイ１利な方法は、場合によっ
ては液相（スラッジ）中へのＡｌ２Ｏ３及びＦ・θ０　
の前記添加下に、ＯａＯ及び５１０２の混と３ 合物から出発する。この場合成分は、微細に粉砕されて
平均粒径約９０μｍをもって存在していなければならな
い。該混合物には、スラグ繊維、セルロース等の繊維物
質を加える。次に該混合物から成形体が鋳造され、次に
このものは常法で硬化釜で圧力及び高められた温度下＆
ｃ硬化される。次にこの硬化物体は炭酸飽和される。こ
の際、約３〜４　ｙｎｍの表面層が完全に伏酸飽和され
れば足りることが判った。このようｔζ製造された軽磁
物体は、常法で製造された軽組物体と比べて著しく低減
された水吸収量を有する。また圧縮強さの著しい増大も
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明方法による処理を受けた灰
砂れんがと未処理れんがの圧縮強さの測定結果を示すグ
ラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　熱水硬化珪酸カルシウムから成る硬化成形体に００
   ２を作用させることによって該成形体を炭酸飽和により
   後硬化するりこ当り、少なくとも１００℃の温度を有す
   る成形体に、１００〜牛００℃の温度及び少なくとも１
   ０％の００２濃疫を有するＣＯ２含有ガスを作用させる
   ことを特徴とする熱水硬化珪酸カルシウムから成る成形
   体の炭酸飽和による後硬化力法。 ２、後処理のために釜燃焼炉の排ガスを使用する特ｊ′
   ｆ請求の範囲第１項記載の方法。 ３゜　後処理のために石灰炉からの排ガスを使用する特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ４、ＣＯ２含有ガスを高められた圧力を用いて作用させ
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 δ、正圧力最高５パール、好ましくは１〜２・々−ルで
   ある特許請求の範囲第１項記載の方法６、ＣＯ含有ガス
   を高められた速度で作用させ、特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ７、　ガス速度が最高２２δｍ　／　ｓθＣ１好ましく
   は１４０〜ｌ　９　Ｑ　ｍ　／　ｓθＣである特許請求
   の範囲第６項記載の方法。 ８、００２含有ガスを成形体に作用させる時間が少なく
   とも３０分である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ９、処理時間が３０〜６０分である特許請求の範囲第８
   項記載の方法。 １０、処理時間が最高牛時間である特許請求の範囲第８
   項記載の方法。 １１、ガス処理をトンネル炉で行なう特許請求の範囲第
   １項記載の方法。