SE437984B - Forfarande for framstellning av ett cellulosafiberforsterkt karbonatbyggnadselement - Google Patents
Forfarande for framstellning av ett cellulosafiberforsterkt karbonatbyggnadselementInfo
- Publication number
- SE437984B SE437984B SE7906573A SE7906573A SE437984B SE 437984 B SE437984 B SE 437984B SE 7906573 A SE7906573 A SE 7906573A SE 7906573 A SE7906573 A SE 7906573A SE 437984 B SE437984 B SE 437984B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- fibers
- porosity
- range
- article
- carbonation
- Prior art date
Links
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
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/26—Carbonates
-
- 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
-
- 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
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/38—Fibrous materials; Whiskers
-
- 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
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/63—Inorganic compounds
- D21H17/70—Inorganic compounds forming new compounds in situ, e.g. within the pulp or paper, by chemical reaction with other substances added separately
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/63—Inorganic compounds
- D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
- D21H17/675—Oxides, hydroxides or carbonates
-
- 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
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Description
7906573-6
varaktighet, brandmotstånd, ytjämnhet, hanterbarhet, bearbetbarhet
och användningskaraktäristika (se omedelbart nedan beträffande de
sista tre egenskaperna). Denna uppfinning, sådan den härefter defini-
eras och beskrives, uppfyller detta behov.
Anmärkning: Begreppet "hanterbarhet" avser skivans förmåga att
kunna bäras och fixeras utan att brista och är vanligen relaterat
till mätbara karaktäristika såsom: brotthållfasthet, elasticitets-
modul, hårdhet, slagstyrka och skenbar specifik vikt (dessa egen-
skaper definieras i följande beskrivning). Begreppet "bearbetbar-
het" avser skivans förmåga att kunna skäras, spikas, borras och
förses med hål. Uttrycket "användningskaraktäristika" avser livs-
längd och skivans förmåga att motstå de påfrestningar som den
kommer att unpleva under sin livstid efter installation; dylika
påfrestningar inbegriper sådana som resulterar av hygro-expansion
och frysnings- tiningsbetingelser. Det är viktigt att en bygg-
nadsskiva har dessa egenskaper.
Vid sökandet av en lösning på de med användningen av asbestfibrer för-
knippade problemen har ett försök varit att ersätta dylika fibrer med
plasfibrer. Som helhet betraktat har emellertid detta försök icke va-
rit framgångsrikt på grund av glasfibrernas pris och bristen på ålders-
bestündighet som resulterar av lösligheten av glas, över en tidsperi-
od, i en cementomgivning (alltigenom denna beskrivning innebär "cement"
ett cement av Portlandtyp), åhuru lösligheten kan tillgodoses till
en del genom att belägga fibrerna, medför detta i sin tur andra pro-
blem och det leder dessutom till ytterligare kostnadsökningar. Försök
att framställa "speciella" glassammansättningar med låg löslighet har
även misslyckats på grund av kostnadsöverväganden. En ytterligare svå-
righet har varit att glas/cementslam eller -suspensioner har filtre-
ringskaraktäristika som gör dem svåra att formera på ordinära asbest-
ccmentformningsmaskiner.
Ett annat försök har varit att ersätta asbestfibrerna med cellulosa-
fibrer. Detta försök är emellertid regressivt eftersom asbestcement,
när det först infördes, övervann styrke- och livslängdsproblem för-
knippade med tidigare användning av cellulosafibrer för att förstärka
cement av Portlandtyp. Dessa tidigare problem kommer nu att diskuteras
i korthet eftersom de, såsom varande förknippade med användningen av
cellulosafibrer, är bland de problem som man icke skulle ha förväntat
sig att övervinna genom föreliggande uppfinning.
7906573-6
Styrkeproblemet är i korthet enligt följande: Lïgnin och andra för-
oreningar förknippade med cellulosafibrer interfererar med cementetu
hårdnande. Comentet, när detta hârdnat, förefaller icke ha någon bind-
ning till oellulosafibrernas ytor och följaktligen kan överdriven
rörelse äga rum mellan fibrerna och den hârdnade cementen. Dessutom
har svårigheter till och med uppträtt vid blandningen av ett cement
innehållande cellulosafibrer.
Livslängdsproblem uppträder typiskt eftersom cellulosa är ett orga-
niskt material och kan vara föremål för mikrobisk nedbrytning och
eventuellt termitangrepp. Problemet med mikrobisk nedbrytning kan
vara speciellt äventyrlig om den av det fiberförstärkta cementet
tillverkade artikeln har en strukturell eller bärande användning
eftersom artikeln plötsligen kan fallera vid någon oväntad tidpunkt
efter installationen. Ett sådant plötsligt fallissomang eller brott
resulterar vanligen på grund av egenskapsförändringar, såsom alkali-
tetsförlust, som kontinuerligt äger rum i hårdnad cement, varvid
dylika förändringar åstadkommer en mer fördelaktig omgivning för
mikrubur, Prublvmet mod tormitungropp på cellulosa är givetvis vüLkünL.
Hygróexpansion är även ett problem. En Portlandcementgrundmassa är
själv hygroexpansiv liksom cellulosafibrer, vilket innebär att kvan-
titeten cellulosasom kan införlivas i cementgrundmassan begränsas
genom övervägande av hydroexpansionen.
De ovan anförda tidigare problemen, vilka tidigare övervanns genom
att ersätta cellulosafibrer med asbestfibrer, har icke återinförts
genom föreliggande uppfinning eftersom vi i denna övervunnit proble-
men genom att ersätta cement med en lämplig oxid eller hydroxid och
genom att ersätta vattenhârdnande processen genom en karbonerings-
hârdnande process, varigenom oxiden eller hydroxiden omvandlas till
en karbonatmassa. Föreliggande uppfinning grundar sig dessutom på
den överraskande upptäckten att om man formerar den hopfiltade fil-
ten (av cellulosafibrer, vatten och utvalda oxider eller hydroxider)
så att den har on porositet och företrädesvis en cellulusahalt inom
specificerade områden kommer produkten av det efterföljande karbone-
ringssteget att vara ett fiberförstärkt byggnadselement, som (såsom
kommer att framgå härefter) är en fullständigt tillfredsställande
n.r:°.:'í!.l;r1íng',' För :mbestcelnentskivorxizz enligt Lixiígçare -xz-knila.
(B) Det förekommer ett stort antal variabler som är kända att vara
förknippade med tillverkningen av en karbonerad fiberskiva och pro-
7906573-6
blemet är att välja speciella variabler, eller kombinationer av vari-
abler, och att bestämma specifika områden för de valda variablerna
så att syftena med uppfinningen kan uppnås. Vissa exempel på variabler-
na uppräknas enligt följande: fibertyp, fiberlängd, fiberdiameter,
fibermängd, hydroxidtyp, hydroxidmängd, typ och mängd av ballastmate-
rial eller aggregat, formningstryck, skiv- eller plattjocklek, gas-
permeabilitet, vattenpermeabilitet, vattenmängd, karboneringstempera-
tur, karboneringsperiod, koldioxidtryck, koldioxidkoncentration och
hastighet hos karboneringsgasen. När det inses att, utan uppfinnings-
mässig sinnrikhet, områden för varje variabel skulle behöva.undersökas
innan en lämplig variabel skulle kunna utväljas, blir det klart varför
syftena med uppfinningen tidigare icke har uppnåtts.
Problemet kompliceras ytterligare eftersom många av variablerna är
relaterade och relationerna vanligen icke år enkla. För korthets
skull har vi icke i beskrivningen beskrivit omfattningen av det
problem som lösts genom vår uppfinning (som följaktligen skulle kunna
förefalla att icke ha den fulla sinnrikhet, som bör krediteras upp-
finningen). En granskning av tidigare teknik illustrerar emellertid
betydelsen av vad vi uppnår.
Genom att välja från fasta ämnen fri porositet såsom vår huvudsakliga
variabel har vi icke blott i själva verket upptäckt en icke-uppenbar
variabel som icke har beaktats tidigare utan vi har samtidigt undvikit
komplikationer i enlighet med de ovan antydde linjerna. Vid beaktande
av vår uppfinning måste det slutligen inses att, trots de finansiella
belöningar som väntar lösningen av de problem, med vilka föreliggande
uppfinning har gett sig i kast med, är vi de första att uppnå de ome-
delbara syftena.
(C) Vår upptäckt, såsom angives ovan, ledde oss till att studera ti-
digare teknisk litteratur, vilket studium avslöjade åtskilliga publi-
kationer som faller in0m den allmänna kategorin av besläktat bakgrunds-
material. Ingen av dessa publikationer beskriver emellertid ett för-
farande eller en produkt, såsom definieras härefter och i bifogade
krav. I synnerhet åstadkommer icke någotav de i tidigare teknik beskriv-
na förfarandena en artikel eller ett alster med en okarbonerad porosi-
tet inom det i denna beskrivning fastlagda området.
Uppfinningstanken är, uttryckt i vida ordalag, förkroppsligad i ett
förfarandeför framställning av ett hopfiltat filtalster lämpet för
7906573-6
karbonering för att bilda ett fiberförstärkt karbonatbyggnadselement.
Detta förfarande innefattar stegen att
(a) välja fasta ämnen innefattande åtminstone en jordalkalioxid eller
-hydroxid och cellulosafibrer, blanda de fasta ämnena med vatten för
att åstadkomma ett slam, och att
(b) formera slammet till det hopfiltade filtalstret med detta alster
innehållande porer som är förbundna och innehåller vatten,
-varvid den hopfiltade filten har en porositet i området 55-50 %. Med
fördel är cellulosafibrerna närvarande i en mängd i området 7-40 vikt-%.
Uppfinningen åstadkommer även ett förfarande för att framställa ett
cellulosafiberförstärkt karbonatbyggnadselement, vilket förfarande
innefattar stegen att
(a) blanda fasta ämnen och vatten för att åstadkomma ett slam eller en
suspension, i vilken de fasta ämnena innefattar åtminstone en jordalkali-
oxid eller -hydroxid och en cellulosafibermängd i det föredragna områ-
det 7-40 vikt-% av de fasta ämnena,
(b) formera slammet såsom ett gaspermeabelt alster med porer som inne-
håller vatten, varvid alstret är kännetecknat av att det har en poro-
sitet 1 området 55-50 %, een att
(c) bringa koldioxidgas att tränga in i alstret med hjälp av porerna,
- varigenom hydroxiden eller hydroxiderna omvandlas till karbonat res~
pektive karbonater och sålunda åstadkommande elementet.
Up finnin,en innefattar även inom sin ram alster och byggnadselement
9
med de ovan definierade karaktäristikorna, såväl i och för sig som så-
som varande framställda genom de föregående förfarandena.
Fördelarna med, och andra särdrag hos, uppfinningen kommer att utveck-
las i följande allmänna beskrivning av uppfinningen, i vilken hänvis-
ning bland nnnnn göres (nen inte nnnvanalntvin 1 följa) till (1) peni-
tiva syften och deras uppnåendo, (ii) använd termjnulori, (iii) elc-
mentegenskaper hos uppfinningen, (iv) föredragna undergeneriska detal-
jer med teoretisk diskussion såsom är tillämpligt, (v) parameteröver-
väganden och (vi) detaljerade uppförandesärdrag.
Uppfinninxon har tre huvudsyften: Det första nr att uppnå e onnkaper-
na hos asbestcement i fiberkarbonatbyggnadselementot. Det andra är
att uppnå en högre karboneringshastighet än inom tidigare teknik. Det
tredje är att utnyttja avfallsmaterial (exempelvis avgas och avfalls-
papper) för att därigenom skydda miljön och bevara ursprungsresurser.
7906573-6
Såsom är uppenbart av följande beskrivning uppfylles samtliga syften.
Egenskaperna hos det i enlighet med uppfinningen åstadkomna byggnads-
elementet, härefter ofta helt enkelt benämnt den uppfunna produkten
för bekvämlighets skull, diskuteras omedelbart nedan. Byggnadselemen-
tcts egenskaper framföras även i tabell ? vil slutet av beskrivningen.
Böjhållfasthet: Brotthållfastheten hos den upnfunna produkten jämföras
med den för asbestcement i den omedelbart följande tabellen 1.
Qabe1l_l
Uppfunnen fustraliensisk ISO speci-
produkt "External fication
Grade" för asbest-
asbestcement cement
Riktningsgenomsnitt 9.8-19.5 14.4 22.0
Brotthållfasthct -
Våtprovninfl (MPa)
Upps:attat ríktningu- 16.7-§5.2 22.5 55.0
genomsnitt för brott-
hällfasthet -
Torrprovning (MPa)
Såsom framgår är böjhållfastheterna hos den uppfunna produkten liknan-
de de för asbestcement.
Slaghâllfasthetz Izod-slaghâllfastheten hos men uppfunna produkten
varierar från 1650-3525 J/m2 medan australiensisk "external grade"-
asbestcement varierar från 1350-2400 J/m2.
Elasticitetsmoaulz Böjelasticitetsmodulen hos den uppfunna produkten
varierar från 0,6-2,5 MPa x 104 medan australiensisk "external grade"-
ašbestcement varierar från 0,9-1,1 X 104 MPa.
Hygroexpansion: Hygroexpansionen hos den uppfunna produkten varierar
från 0,17-0,57 ß medan australiensisk "external grade"-asbestcement
uppvisar en siffra på Ö,28 %.
Hårdhet: Hårdhetsintryckningen hos den uppfunna produkten var 1,41-
2,56 mm. Siffran för australiensisk asbestcement är 0,74-1,10 mm. Den
något lägre hårdheten hos den uppfunna produkten återspêglas i utmärkt
bearbetbarhet.
7906573-6
Sammanfattnincsvis är huvudegenskaperna hos den uppfunna produkten
demonstrerbart liknande eller bättre än de för asbestcoment.
Denna beskrivning utnyttjar ett antal regelbundet upprepade utryck
(inbegripande de inkluderade i diskussionen av egenskaper ovan), vil-
kas precisa betydelser är viktiga för full förståelse av uppfinningen.
Följande uttryck bör förstås såsom havande angiven betydelse.
Porositet: I beskrivningen definieras porositet i allmänhet såsom
volymprocenten av från fasta ämnen fria, väsentligen inbördes för-
bundna porer i den hopfiltade filten. Alla porositetssiffror i denna
beskrivning är för den okarbonerade kroppen.
Porvolymen bestämmes genom att substrahera volymen av de okarbonerade
komponentmaterialen (exempelvis volymen av jordalkalihydroxiden och
cellulosan) från den av den hopfiltade filtens ytterytor inneslutna
volymen. Den sålunda erhållna porvolymen uttryckes sedan såsom ett
procenttal av den av den hopfiltade filtens ytterytor inneslutna volymen.
Volymen av komponenterna bestämmes från komponenternas vikt och deras
respektive specifika vikter. Den specifika vikten för cellulosa antogs
f 3 N. H .. _ .
såsom 1,¿ 3/cm ior såval ren cellulosa som oellulosaiibrer innehål-
lande lignin och/eller hemicellulosa.
Hoparbetad eller hopfiltat filt: Den hopfiltade filten definieras så-
som det element som framställes genom partiell avvattning av slammet
av jordalkalihydroxiden och cellulosafibern som är vid en lämplig poro-
sitet för behandling med koldioxiden.
Grad av karbonatisering: Detta är den fraktion av hydroxiden som om-
vandlas till karbonat under härdning eller hårdning med CO?-gas.
Skenbar specifik vikt (SSV): Detta är den skenbara densiteten hos den
torra karbonatiserade sammansättningen uttryckt i kg/ma. Den kalkyle-
ras genom att dividera kroppens vikt med dess utvändiga volym, som
innefattar håligheterna inuti kroppen.
Permeabilitet: Detta är flödeshastigheten hos luft dragen genom en
2 . . _
yta på 52,8 m av en torr sammansättning under en tryckdifferens på
711,2 mm kvicksilver multiplicerad med sammansättningens tjocklek.
rusar mätas i liter/min och tjocklek i mm.
Slagstyrka: Slagstyrkor mättes med en Izodslagprovare på skârade,
fuktutjämnade prov av sammansättningen.
7906573-6
Riktningsgenomsnittet (av åtminstone 4 provresultat) rapporteras såsom:
slagstyrka I =
.Yta (m )
Brotthållfasthet (BH) eller böjhållfasthet: BH-mätninearna utfördes på
prov som hade blötlagts i vatten åtminstone 18 timmar före provet.
Proverna utfördes på 13 x 15 x 0,45 om -prover som provades i en
"Avery Universal Testing Machine".
Spännvidden vid böjprovet var 11,5 om och hastigheten för belastningen
bibehölls vid ett konstant värde. Brotthållfasthetresultaten kalkyle-
raoes i MPa frän formeln
BH (MPa) = 5- 1:
2 br
'
l
där u applicerad last
spännvidden
l
b = 'pICOVO ISS 'bredd
u = provets tjocklek
nu här rapportvcade rosulLdLcn är av prov gjorda på vattnnmättude
provstycken. Anmärkning: De inom tidigare teknik återgivna resultaten
är vanligen gjorda på atmosfärsutjämnade provstycken och dessa resul-
tat är alltid högre än de för vattenmättade prover.
Böjelasticitetsmodul (BEM): BEN-beräkningarna gjordes genom att regi-
strera avböjningarna hos BH-provexemplaren. Modulen beräknades från
formeln
F* ._ _
4bd°A
.
där AL. är provets avhöjning,
De härefter i tabell 2 angivna BEN-värdena är från prover gjorda på
prov av dimensioner 60 x 60 x 4,5 mm, som är en mindre storlek än den
som normalt användes för dessa prover.
Hårdhet: Denna metod mäter intryckningen av en fallande metallstav på
ytan av ett fuktighetsutjämnat prov. lntryckningen göres medelst en
konformad ände av staven. Mätningen upptecknas i mm. Fallets höjd är
BP9 mm Från provytan.
Hygroexpansion: Hygroexpansioner mättes på prover med 24 mm längd.
Dimensionsförändring mättes mellan vattenmättning och torra betingelser
i en ugn på 10200.
7906573-6
9
Upikbarhet: Spikbarhetsprovet utfördes på atmosfärsutjämnade prover
på en linje 6,55 mm från skivans kant. Konventionella ?5 x 2,0 mm
spikar med flata huvuden hamrades jäms med ekivytan. Resultaten be-
dömdes oacceptabla när skivan splittradeseller delade sig.
ï de omedelbart följande styckena ges en teoretisk spekulation be-
träffande möjliga förklaringar som kan ge anledningen till överraskan-
de kombinationen av i vår produkt observerade fysikaliska egenskaper.
Den grundläggande kemin som ligger till grund för vårt förfarande för
framställning av en karbonatgrundmassa eller -bindemedel, exempelvis
en kalciumkarbonatgrundmassa, anföres först nedan. I det givna fallet
utfälles kalciumkarbonatet såsom en massa av inbördes sammanlåsande
fina kristaller, vilkas volym är approximativt 12 % större än den
kalciumhydroxidvolym, från vilken den härledes.
H29 + C02 = H2CO5
ca(øH)2 + 112005 = cacoš + 2H2o + 17,7 K kal
Det förmodas att de utmärkta fysikaliska egenskaperna hon don före-
dragna produkten kan bero på kombinationen av fin mikrostruktur, in-
tern expansion, optimal porositet och optimal cellulosafiberhalt. Des-
sa karaktäristiskasärdrag diskuteras nu individuellt och kollektivt.
Den i den uppfunna produkten utvecklade, fina mikrostrukturen demonst-
reras under hänvisning/fig 1-4, i vilka fig 1 visar ett kraftigt för-
storat fotografi av en brottyta av en presskropp av släckt kalk, fig 2
visar ett fotografi av en liknande yta efter att karbonatiseringen av
presskroppen utförts under fyra timmar 6006, fig 3 visar ett fotogafi
under mycket större förstoring av en region Z liknande den i fig 2
visade regionen Y och fig 4 visar ett fotografi, med en förstoring
liknande den i fig 2, av en brottyta av ett hårdnat cement innefattan-
de huvudsakligen hydratiserade kalciumsilikater.
Såsom framgår av Big 1 och 2 innefattar båda ytorna ett sfäriskt glas-
agqregat som icke är ett särdrag hos föreliggande uppfinning. Regionen
X i fig 1 visar stora partiklar av släckt kalk och porer däremellan,
I regionen Y i fig 2 framgår att kalciumkarbonatpartiklarna är mycgàtdïe
och uppträder (i figuren) såsom ett vitt pulver och har expanderat
invändigt in i porerna för att åstadkomma ett material med finare mikro-
struktur.
Såsom angivits ovan kan expansionen som äger rum genom omvandlingen av
7996573-6
kalciumhydroxid till kalciumkarbonat beräknas och är approximativt
12 % av hydroxidens volym. Eftersom vi har observerat att de utvändiga
dimensionerna förblir konstanta under denna process måste expansionen
vara en invändig expansion.
Figurcrna 5 och 4 (cementet hos det senare har tillâtits16-18 timmar
för hârdnande och har utsatts i en autoklav i 8 timmar vid en tem-
peratur i omrâdet 150-TBOOC) gör en intressamtjämförelse. De mörkare
områdena i fig 4 mellan de ljusare trâdliknande kristallkanterna hos
silikaterna är porerna och det är klart att porerna i fig 5 är mycket
mindre och till antalet fler än de i fia 4. Det framgår att karbonatot
i fig 5 har en finare mikrostruktur än cementet i fig 4.
I ett föredraget utförande av uppfinningen (såsom angivits ovan) är
den förening som blandas med cellulosafibrerna och vatten kalciumoxiä
och/eller -hydroxid så att när skivan tillverkas i enlighet med detta
utförande av uptfinningen finns återstående kalcium- och hydroxidjoner
i kontakt med fibrerna till den tidpunkt då karbonatiserinçen är full-
ständig. Denna kontakt innefattar fallet när jonerna absorberas in i
fibrerna via ytkaviteterna och det förmodas attdylik absorption eller
dylikt jonntbyte väl kan åstadkomma ínmmnitot mot mikrobiskt angrepp
eller termitangrepp. Över en längre tidsperiod kan kontakten kalcifi-
era fibrerna. Avsaknaden av stora porer, och den tidigare diskuterade
bindningen, kan även förklara varför mycket korta fibrer med lågt pris
kan utnyttjas och i en annan föredragen aspekt av uppfinningen erhålls
dylika fibrer av avfallstidningspapper eller av kända trämassatillverk-
ningsprocesser. Det bör emellertid observeras att längderna hos i tid-
ningspapper använda fibrer kan variera avsevärt. Avfallstidningspappe-
ret kan ha sitt ursprung i mjukt eller hårt trä och kan vara framställt
medelst en mångfald massatillverkningsprocensur.
Vid användning av avfallstidningspappersfibror hade i ett experimnet
den kartonntiserauu skivan en högre brotthällfnnihut (BU) än on lik-
nande skiva utnyttjande kraft- eller nulfatfibrer. Denna upptäckt var
överraskande eftersom de använda tidningspapnersfibrerna vanligen an-
ses sämre än kraftfibrer (i det att de är kortare och har en genomsnitts-
längd på ca 1 mm i motsats till ca 4 mm). Det skulle även ha förvän-
tats att kraft- eller sulfatfibrer skulle vara överlägsna i samband
med denna uppfinning på grund av deras högre renhet. I detta samman-
hang anses vanligen närvaron av lignin och oxtraktmaterial vara skad-
liga för hårdnandeprocesser.
7906573-6
11
Den ovan nämnda högre brotthållfastheten illustreras i fig 5 som visar
BH-värden för skivor med, såsom anges, varierande fiberprocentsatser.
kurvan A är för skivor innehållande tidningsnanpersfibrer och kurvan B
är för liknande skivor innehållandeSulfatfibrer. Varje skiva innehöll
1 % "E" glasfibrer, 1 % polypropenfibrer, kalciumkarbonat och en liten
procentsats oomvandlad släckt kalk. En jämförelse mellan kurvorna ll-
lustrerar klart den ovan nämnda, överraskande upptäckten.
Såsom angivits tidigare är optimal porositet av central betydelse för
uppfinningen. Porositeten är givetvis relaterad till formninfstrycket
men sambandet är icke enkelt. Denna brist på enkelhet illustreras ge-
nom exempel sådana dessa anges i bifogade fia 6, som visar samband
mellan okarbonatiserad porositet och formníngstryck i MPa för två Oli-
ka kompositioner av fasta ämnen innefattande avfallspappersfibrer,
kaloiumhydroxid, polypropenfibrer och "E"-glasfibrer. Punkterna märkta
"o" motsvarar materialviktprocentsatser enligt följande: 15 %, 84 %,
0,5 %, 0,5 p. Punkterna markerade "X" motsvarar ekvivalenta procent-
satser men den använda släckte kalkon kom från en annan källa. Dessa
kurvor visar hur formningstryckot kan varieras för en given porositet.
Såsom angivits ovan kan de observerade, excellentafysikaliska egenska-
perna hos den föredragna produkten uppkomma genom samverkan av optimal
porositet och cellulosahalt, fin mikrostruktur och invändig expansion.
Den fina mikrostrukturen och den invändiga expansionen kan svara för
effektiv vidhäftning på cellulosafibern (och det mer än en grovt granulerad
mikrostruktur där punktkontakterna på fibrerna skulle vara färre). Val
av optimal porositet före karbonatisering svarar även för effektiv vidhäft-
ning (och dessutom tvingar grundmassans invändiga expansion karbona-
tet in i porerna och till kontakt med fibrerna). Kombinationen av fin
mikrostruktur, optimal porositet och cellulosahalt och invändig expan-
sion kan svara för en fibervidhäftning som är tillräckligt tät eller
härd för att ge den höga, observerade böjhülifusthoton. tillräcklig
glidning eller slirning kan emellertid äga rum för att ge de observe-
rade, höga slaghållfastheterna. Hypotesen att viss glidning är nödvän-
dig för att uppnå höga slagstyrkor stödes av diagrammet över slag-
styrkor gentemot okarbonatiserad porositet vid olika oellulosahalter
(fig 7), där i själva verket slagstyrkeoptima observerats. Det anses
att när porositeten minskas förbi slagstyrkemaxima, uppför sig mate-
rialet såsom ett sprött, mono-fas, keramikliknande material eftersom
elasticitetsmodulen hos cellulosan är liknande den hos kalciumkarbonat.
7906573-6
12
Det har befunnits att när förfarandet enligt uppfinningen utövas kan
skivor med rimlig hållfasthet uppnås om viktförhållandet i slammet av
cellulosafibrer (relativt hydroxid + ballastmaterial när sådant är
närvarande) hålles i det föredragna området Y-40 %. Om emellertid ski-
vor med överlägsen slagstyrka och mer acceptabel hygroexpansion er-
fordras hålles detta viktsförhållande optimalt inom området 10-30 %.
I samtliga fall har det kompakterade alstret en porositet i omrâdet
55-50 % före karbonatisering.
Ovan har uppfinningen generellt behandlats såsom varande ett förfaran-
de för framställning av en byggnadsskiva som är en lämplig ersättning
för asbestoementskivor och det har angivits att vår skiva följaktli-
gen måste ha ett antal egenskaper som är lika goda som, om icke över-
lägsna, de ekvivalenta egenskaperna hos asbestcementskivor. Vi har disku-
terat faktorerna involverade i framställningen av vår skiva och vi har
även hänvísat till vår upptäckt beträffande vikten av den okarbonati-
serade porositeten. Vi har framlagt hypoteser beträffande varför poro-
siteten är av central vikt för uppfinningen och vi har specificerat
omrâdet för den icke karbonatiserade poroniteten såsom varande mellan
55 och 50 % av den okarbonatiserade skivan. Den inverkan detta omrâde
har på skivegenskaperna summeras i korthet enligt följande: När poro-
siteten är mindre än 55 % är den karbonatiserade skivan oacceptabel
i vissa länder eftersom slagstyrkan är låg och skivan är för hård,
ospikbar och obearbetbar. När porositeten är större än 50 fi är den
karbonatiserade skivan oacceptabel eftersom våtböjhållfastheten är
mindre än 11 MPa, vilket är för lågt (se fig 8). För porositeter så-
dana som denna.vidhäftas fibrerna icke på korrekt sätt och utdragning
uppträder när skivan utsätts för böjning eller slasbelastning.
För att återvända till cellulosafiberhalten som är förknippad med det
specificerade porositetsomrâdet, må anföras att det (såsom tidigare
angivits) finns cellulosafibcromrâden som är viktiga om skivorna skall
tillverkas för att ha de erforderliga egenskaperna. Företrädesvis,
och optimalt, är dessa cellulosafiberområden inom ett allmänt område
på 10- 0 vikts-ß fasta ämnen i det för att bilda skivan använda slam-
met. När cellulosahalten är mindre än 10 % är sålunda den karbonati-
seradc skivan mindre acceptabel (eftersom våtböjhâllfastheten vanli-
gen är mindre än 11 MPa) och skivan kan vara relativt hård och svår
att spika i. När cellulosahalten är större 50 % kan hygroexpansionen
vanligen vara för hög.
.....____...______._._.. . ._ _.
7905573-6
En annan egenskap som är förknippad med ifrågavarande porositetsom-
råde är hårdheten, som mätes genom det ovan angivna förfaringssättet.
Fig 9 visar penetreringar såsom linjära funktioner av porositet för
skivor av varierande cellulosahalt.
Med porositeten, eftersom den är relaterad till användningskaraktäris-
tika, är även förknippad fuktighetsstabilitet hos skivorna när de fixe-
ras och utsätts för varierande väderbetingelser; om skivorna icke är
stabila förekommer för mycket expansion och spikarna kommer att dra-
gas ut och tätt anliggande skivor kommer att buckla sig. Vid prover
togs hygrocxpansion såsom ett mått på fuktighetsstabilitob och prover-
na utfördes på skivor med cellulosamängder på 10 %, 15 ß, 25 %, 50 ß
och 55 %. Skivorna blötlades först i vatten och torkades sedan i en
ugn vid 10200. Hygroexpansion beräknades för varje skiva genom att
mäta den linjära krympning som ägde rum under torkning och genom att
uttrycka krympningen såsom en procentsats. Resultaten av dessa prover
är angivna i fig 10 och det noteras att cellulosamängder över 30 %
leder till hygroexpansioner som kan vara oacceptabla.
Ett ytterligare särdrag med vårt förfarande är återanvändbarheten av
avskärníngar och spolierad produkt. Laboratiorieprover har visat att
skivor eller plattor som har bildats (dvs filterformats och formpres-
sats) kan återbringas till massa och återformas utan någon större för-
lust vad avser skivans eller plattans styrka efter karbonatisering.
Detta står i kontrast till den traditionella teknologin där återanvänd-
ning av avskärningar av förhärdad asbestcement är begränsad genom
cementets hårdnande som uppträder under behandlingen.
Såsom tidigare nämnts är ett syfte med uppfinningen att uppnå en högre
karbonatiseringshastighet än inom tidigare teknik. Uppnåendet av detta
syfte kommer nu att beskrivas. Många försök har i tidigare teknik
gjorts för att tillverka koldioxidhårdnade kalkprodukter. I samtliga
fal] har försöket vidlådits av krav på långa uppehållstider för k&Ib0~
natiseringen. I fall där kalkkroppen karbonatiseras i en koldioxid-
atmosfär med en koncentration på 10-100 % C02 har sålunda uppehålls-
tidcrna typiskt varit från cirka 10 timmar till många dagar. Dylika
långa uppehållstidor har inneburit att satsbehandling har varit oblig'-
torisk och kostnaderna har varit höga.
I motsats till det ovanstående har en överraskande hög karbonatiserings-
hastighet uppnåtts med föreliggande uppfinning. Karbonatiseringstider
på 0,5 och 2,5 timmar uppnås sålunda typiskt med 100 ß respektive 28 %
7906573-6
14
koldioxid. Dylika höga hastigheter tillåter att karbonatisering ut-
föres i automatiserade kontinuerliga tunnlar till låg kostnad.
Den exceptionellt höga karbonatiseringshastighet som uppnås med upp-
finningen synes primärt bero på våra porositetsområden och, i samver-
kan därmed, vår föredragna cellulosafiberhalt. Dessa områden resulte-
rar i en kropp (exempelvis en kalkkropp) som såväl har hög permeabili-
tet som ger produkten de erforderliga fysikaliska egenskaperna. Prover
har utförts som direkt demonstrerar betydelsen av vårt cellulosahalt-
omrâde vad avser ökningen av karbonatiseríngshastigheten för skivor
eller plattor i vårt porositetsområde.
En platta gjordes som bestod av 15 % tidningsuappersfibrer, 84 % hydra-
tiserad kalk plus 0,5 % "E"-glasfiber och 0,5 % polypropenfiber (dessa
procentsatser var baserade på fasta råmaterialämnen slammet). Efter
filtrering och pressning var kalkkroppens porositet 59 %. Denna kropp
karbonatiserades med 100 % C02 under en timme och detta resulterade i
omvandling av cirka 80 % av don hydratiserade kalken.
En undra platta gjordes i vilken slamråmaterialet bestod av 5 % tid-
ninfiupapper och 94 % kalk plus 0,5 % "E"-glas och 0,5 % polypropon.
Efter filtrering och pressning var porositeten 56 %. Denna kropp kar-
bonatiserades i 100 % C02 under en timme och detta resulterade i om-
vandling av cirka 50 % av den hydratiserade kalken. Plattan som inne-
höll blott 5 % cellulosa karbonatiserades sålunda mycket långsammare
än den som innehöll 15 % cellulosa (som hade en karbonatiseringshas-
tighet typisk fär områdena enligt denna uppfinning).
En tredje platta gjordes som icke innehöll någon cellulosa utan bestod
av blott hydratiserad kalk. Porositeten var 42 %. Denna platta karbo-
natiserades på ett liknande sätt som det för de första och andra plat-
torna ovan. Det var icke möjligt att fastställa karbonatiseringshas-
tigheten eftersom kroppen utvecklade mikrosprickor och sedan bröts
upp. Ehuru det faktiskt icko visar huruvida karbonatisoringshastig-
heten var till och med lägre när icke någon cellulosa var närvarande,
demonstrerar detta experiment tydligt ett annat förhållande, nämligen
betydelsen i vår uppfinning av kombinationen av porositet och cellu-
losafibrer. När en platta gjordes inom vårt porositetsområde men
utan cellulosafibrer var sålunda resultatet helt otillfredsställande.
Tidigare skrifter vad avser koldioxidhârdnade kalkkroppar har pekat
på (betydelsen av) att karbonatiseringen utföres på en partiellt torkad
7906573-6
kropp (dvs en kropp i vilken porerna icke är fullständigt blockerade
med vatten. I allt nuvarande arbete har den initiella fukthalten hos
plattor som karbonatiserats motsvarat att approximativt 50 % av por-
volymen är fylld med vatten, vilket stämmer överens med vårt före-
dragna vattenhaltsområde, nämligen 40-60 volym-% (exempelvis 45-55
volym-ß) av porerna. Detta sätt att välja Fukthalten före karbonati-
sering kan ha bidragit till den uppfinningen uppnådda, höga karbona-
tiseringshastigheten.
Såsom ovan nämnts tillåter vår uppfinning utnyttjande av två avfalls-
material. Vi har sålunda visat att tidningspapper (avfallstidnings-
papper) ger i hög grad effektiv förstärkning i den uppfunna produkten,
varvid erhållna resultat är lika med eller bättre än med andra mer
kostsamma cellu1osakäll0r (se fig 5). Vi har även visat att den upp-
funna produkten mycket lätt karbonatiseras, vilket innebär att för-
bränningsgaser eller avgaser innehållande låga koldioxidprocentsatser
kan utnyttjas.
För att reducera kostnaderna kan det vara tillrådligt att i slammet
eller suspensionen inbegrjpa ett lämpligt bullafitsmatnrlul eller fyll-
medu] (såsom ovan angivits). Ett ballastmaterial som uppfyller detta
krav är ett fint malt karbonat av samma typ som den färdiga skivan
innefattar (exempelvis CaC05). När kalciumoxid och/eller -hydroxid
användes för att åstadkomma vår skiva med maximal styrka, kan ballast-
materialet vara kalciumkarbonat malt eller krossat till att ha parti-
kelstorlekar mindre än 200 BS mesh (exempelvis i området 50-200) och
blandat med materialen så att förhållandet i slammet mellan kalcium-
karbonat och kalciumhydroxid kan vara upp till 2:1.
Ett annat ballastmaterial som uppfyller dessa krav är pulveríserad
bränsleaska (flygaska). Ännu ett annat är krossad eller mald glasugns-
slagg.
När den hopfiltade filten har bildats kompakteras den i allmänhet till
den erforderliga formen utan att söndras; exempelvis kan den formas
i en matris direkt under en press eller kan den formas nå en transportör
och pressas medan den förflyttas på transportören. Det kan emellertid
vara nödvändigt att söndra den hopfiltade filten, såsom exempelvis
när den bildas såsom separata lager på en "makeup" vals och sedan av-
lägsnas. I sådana fall synes vid blandning av slammet tillsatta glas-
fibrer öka den hopfiltade filtens råhållfasthet. Ett föredraget områ-
de av glasfibrer är 0,5-5,0 vikt-% av torra material i slammet. Hhuru
7906573-6
16
med fördel glasfibrerna är av den alkaliresistenta typen är detta blott
en fördel eftersom vår skivas totalstyrka (av de ovan angivna anled-
ningarna) tillåter användning av mycket prisbilligare glasfibrer av
_ nErz_-byp_
Andra fibrer eller fiberklasser kan tillsättes inom uppfinningens
vida ram. En sådan klass av fibrer innefattar sådana med en Young's
modul i området 200-500 kg/mmz, såsom exempelvis polypropenfibrer.
Vi har funnit att en liten tillsättning av polypropenfibrer (exempel-
vis i området 0,1-5 %) till satsen leder till en notabel förbättring
av skivorn s spikbarhetsegenskaper. I detta sammanhang härrör ett sätt
att tillförsäkra spikbarhet från observationen att skivor med hög
slagstyrka vidlådes av mindre brott under spikning än skivor med låg
slagstyrka och tig 11 visar slagstyrkor i Joule ner kvadratmeter för
skivor innehållande 0, 0,5, 1,0 och 2,0 % polypropenfibrer. Av diagram-
met kan noteras att det förekommer en avsevärd_förbättring av slag-
ntyrkan vid tíllsüttningar på 0,5 % och större.
När slammet formas till en hopfiltad filt kan tillsättning därtill,
och Fördelning däri av ett lämpligt flockuleringsmedel vara till hjälp,
nämligen för att möjliggöra att formningen kan utföras så snabbt som
möjligt (så atL fibrerna och hydroxiden förblir fördelade så likfor-
mist som möjligt i vad som skall bli den färdiga skivan) och för att
öka Filtreringsförmågan. När kalciumhydroxid är närvarande i
slammet, och fibrerna är sådana från avfallstidningspapper, kan flocku-
leringsmedlet med fördel vara en anjonísk yolyelektrolytemulsion med
hög molekylär vikt, som kan vara närvarande i en mängd från 0,1 till
0,5 vikt-% flockuleringsmedel relativt materialens torra vikt.
I följande stycken beskrivas ett speciellt utförande av uppfinningen.
hetta utförande demonstrerašy%örfarandet enligt uppfinningen kan om-
vandla avfallsmaterial till en byggnadsskiva som har hög slagstyrka
och samtliga tidigare beskrivna karaktäristika, som vanligen är för-
knippade med asbestcementskivor. Avfallsmaterialen är tidningspapper
och avgas från en kalkugn. Byggnadsskivan tillverkad i enlighet med
förfarandet har typiskt en tjocklek på 4,5 mm.
1. Introduktion:
Vid utövande av detta utförande väljasförst en speciell porositet och
en speciell cellulosafiberprocentsats i enlighet med de krav på bygg-
nadselementet som skall tillverkas. Alstrets volym bestämmes sedan
och volymen av fibrerna och fasta ämnen i det karbonatiserade, hop-
7906573-6
17
filtade filtalstret erhålles med användning av den valda porositeten.
Vikter av fibrer och fasta ämnen per volymenhet av filtalstret beräk-
nas sedan av den bestämda volymen med kunskap om fibrernas och de fas-
ta ämnenas densitet. Ett slam bildas sedan av en känd vikt av fibrer-
na och de fasta ämnena så att förhållandet mellan ïibervikten och vik-
ten av de fasta ämnena är såsom ovan beräknats.
Slammet filtreras så att den resulterande tjockleken, efter filtrering
och om nödvändigt pressning, är 4,5 mm. Slammet avvattnas sedan, och
kompaktoras, genom tryck om nödvändigt, för att bilda det hopfiltade
filtalstret. I detta utförande beräknas mängden vatten i alstret och
vatten i kvantitet representerande approximativt 50 volym-% av porer-
na avlägsnas sedan genom värmning; mängden avlägsnat vatten övervakas
genom vägning. Den bildade eller hopfiltade filten är sedan färdig för
karbonatisering.
2. För att fortsätta, med materialen valda var procentuatserna av
slammaterialen på basis av torrvikt enligt följande:
avfallstidningspapper: 20 p
hyaratiseraa kanwmçä ce(0.n)2, 5 71» cacoš,
% annat; partikelstorlek 100% mindre än
-200 mesh): 78,5%
PVA-belagda "E" glasfibrer med genomsnitts-
ianga 20 mm: 0, 5%
denier polypropenfibrer med genomsnitts-
längd 20 mmoch Young's modul i området
200-300 kg/mz: 0, 5%
flockuleringsmedel (det som är tillgängligt
såsom "Alfloc 6731" - reg. varumärke): O,5%
Avfellspapperet (tidningspapper) blötlades initiellt i vatten under
approximativt 10 minuter och bringades sedan till massa (dispergera-
des) i en konventionell höghastighetsblandare. Hydratiseraä kalk och
"E"-g1as- och polypropenfibrer tillsattes till blandaren och blandades
in i pappersmassan. Halten fasta ämnen vid denna punkt cirka 10 % vikt/volym.
Ytterligare vatten tillsattes sedan med blandning för att reducera
halten fasta ämnen till 5 ß vikt/volym. Slutligen tillsattes flockulerings-
medlet till slammet och omrördes försiktigt tills f1ocknin¿ uppträdde.
Så snart som Tlockning uppträdde hälldeo slammet snabbt in i en skiv-
formad formninfisläda och ett vakuum på 50«6O HPa (581-457 mm kvicksilver)
7906573-6
18
applicerades under approximativt 45 sekunder genom "S0 mesh"-sil i
botten av lådan för att avvattna slammet. Den hällda mängden var till-
räcklig för att bilda en avvattnad hopfiltad filt med en tjocklek på
approximativt 12 mm. Den hopfiltade filten sålunda bildad innehöll
approximativt 100 % vatten i förhållande till vikten av torra fasta
ämnen.
Filten överfördes sedan till en press och utsattes för ett formnings-
tryck mellan motsatta flata plattor, vilket tryck var tillräckligt för
att komprimera mattan till en tjocklek av 4,5 mm och en okarbonatiserad
porositet inom det erforderliga (55-50 É) området. I detta speciella
utförande var den pressade mattans porositet 42 %. Mattan överfördes
sedan till en ugn och torkades vid 8000 tills porerna var halvfyllda
med vatten (dvs mängden vatten var inom området 45-55 % av porernas
volym). Detta bestämdes genom att väga den våta plattan under torkning
till en förutbestämd vikt.
Den partiellt torkade mattan (eller råskivan, som den tidvis benämnas)
kyldes sedan till approximativt 60°C och placerades i en karbonatise-
ringskammare, genom vilken cirkulerades en förbrännings- eller avgas
(från en kalkugn) innehållande koldioxid. Gasen innehöll en koncentra-
tion på 28 % (på volymbasis) av koldioxid. Innan avgasen cirkulerades
reducerades dess temperatur till cirka 4000. En tillfredsställande
karbonatisering (omvandling av hydratet) erhölls på 2,5 timmar.
Vid slutet av karbonatiseringsperioden avlägsnades skivan från karbo-
natiseringskammaren och utsattes för (bl a)slagstyrkeprov- vad avser
denna speciella parameter befanns skivan ha en slagstyrka på 5660 J/m2
och inga svårigheter upplevdes beträffande spikning.
~l detta utförande, och såsom angivits i den tidigare beskrivningen, är
jordalkalimetallen företrädesvis kalcium. Det bör êmellertiå förståfi
att uttrycket "jordalkali" har sin normala betydelse i denna beskriv-
ning så att andra metaller, såsom magnesium, kan ersätta kalcium om
så önskas. I stället för vakuumdränering kan på liknande sätt avvatt-
ning effektueras genom exempelvis gravitetsdränering, centrifugal-
avvattning, valsning eller pressning. Kompaktering av filten kan ut-
föras efter eller under avvattning, varvid steget eller stegen kan
utföras i (exempelvis) en Fourdrinier-maskin följd av en "makeun"-vals
eller en Hatschakæmaskin eller en stapelpress.
Såsom sammanfattning:
(i) riktas uppmärksamheten på tabell 2 som följer omedelbart härefter.
19
79Ü6573*6
Såsom angivits i den tidigare diskussionen beträffande tabellen, anger
denna egenskaperna för produkten enligt uppfinningen.
(ii) Betonas den föredragna beskaffenheten hos mycket av föregående
beskrivning. Så länge som de grundläggande kriterierna, sådana dessa
definieras på omfattande sätt, observeras kan vilka som helst omstän-
digheter, som faller
inom
dem och icke i mig är kritiska, varieras
i enlighet med situations- och/eller miljökrav.
TABELL 2
REsULæA¶mABELL
____v____ _____,, ___-- _. _ _e.....1...._... .....-..._ -~--«--~--« í-m- -~~ - V» ~~~- ~ »-~-~-~~~ --~--~~-^'-'- °" 7'
íèrov % Karbonati- Skenbar Okarbonati- Permeabi- Slagstyrká
nr _ . _ serings- specifik serad poro- litet E
šâfigåggs grad OC _ viktš siteš 1/min x mm J/mg I
1.0 =100¿ | kg/m f, 1
{117 -1 10 .90 1109 -0 1a.e 1950
-3 -" .as 1399 45 11.3 1650
. -3 " .77 1435 ao 5.0 3050
i -1 " _59 1523 35 2.7 1350
ÉL1s -1 15 .95 _ 1163 5: 22.1 2625
: -2 " _91 1341 44 8.3 3450
-3 " .sz 1114 39 6.1 3525
-4 " .sa 1155 36 3.1 aoso
_L11 -1 20 .91 1153 51 41.0 3100 '
§ -2 " .90 1260 47 45.0 3275
; -3 " .70 1332 39 9.7 z625
¿ -1 " .70 1450 35 6.0 zaso
fL1e -1 25 '.se 1010 54 36.3 3150
; -2 " .ss 1160 as 12.5 2900
-3 " .7s 1251 43 10.3 3100
-1 " .e7 1329 39 5.2 2700
1113 -1 30 .95 91a ss - 2625
' _; 1' _93 1059 50 - 2900
! -3 " _37 11A0 44 - 3175 i
ï «1 " .73 1217 11 ' - 3000 1
. _ I
1- _. .
§119 ~1 35 .saa 920 55 57.6 3000 i
. -2 " _93 1075 43 23.7 3275 ;
-3 1' .se 1132 44 14.3 2900 1
I -q .77 1243 38 ¿.a 3100 i
7906573-6
TABELL 2
RESULTATTABELL gfortsë
Hårdhet-
111531163
Prov Brotthåll- 1666615061 I Hygroex-
nr fasthet Penetra- tetsmodul_spikbarhet pansion
(våt) tion
MPa mm MPa x 104 1/ 75
11711 flj-.s 1.1.9 2.30 x 0.17
~z 11.0 Las 1.20 x
-3 11.0 1.41 1.60 _._ f'
-4 11.: 1.1.1 1.90 X "
1.15 -1 10.5 2.36 1.00 f 0.19
-z 11.7 2.05 1.1.2 1 "
-3 15.5 1.61 1.79 / "
-4 10.1 1.52 2.08 x "
111-1 9.5 2.09 .21 x -
~2 12.0 1.77 1.17 f -
-3 16.7 1.511 1.511 / -
-4 111.7 1.52 2.12 x ~
1.16 -1 10.0 2.1.2 0.6: -f o 40
_2 15_A 2.b0 0.62 / "
-3 17.7 1.93 1.16 f "
-4 13.6 1.66 1.50 / "
1.1.5 -1 9.4 2.1.1 0.60 .f 0.51
-2 1.1.3 2.35 0.70 J, "
-3 16.6 1.90 0.62 « “
»a 19.5 1.78 1.70 / "
119 -1 3.4 2.113 0.50 J 0.69
-2 13.3 2.37 0.60 J "
-3 17.1 2.39 0.90 f, "
-1 20. 1.2.9 1.17 f "
Claims (9)
1. Förfarande för att framställa ett cellulosafiberförstärkt karbonatbyggnadselement, vilket förfarande innefattar stegen att (a) blanda fasta ämnen och vatten för att åstadkomma ett slam, i vilket de fasta ämnena innefattar åtminstone en jordalkali- oxid eller -hydroxid och en mängd cellulosafibrer i området 7-40 vikt-% av de fasta ämnena, (b) att formera slammet såsom ett gaspermeabelt alster, som har inbördes förbundna porer vilka innehåller vatten, k ä n n e t e c k n a t därav, att alstret har en porosi- tet i området 35-50%, varvid porositeten är porernas volym inuti alstret uttryckt såsom procent av alstrets hela vo- lym, och av steget att (c) bringa koldioxidgas att tränga in i alstret med hjälp av porerna för att därigenom omvandla hydroxiden eller hydroxiderna till karbonat resp karbonater och sålunda åstadkomma elementet.
2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t där- av, att cellulosafibrerna är närvarande i en mängd inom om- rådet 10-30 vikt-%, av de torra fasta ämnena.
3. Förfarande enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a t därav, att alstrets vattenhalt, före karbonatisering, är i området 45-55 volym-% av porerna_
4. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t därav, att jordalkalimetallen är kalcium.
5. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t därav, att blandningssteget innefattar till- sättning av en polypropenfibermängd i området 0,1-5% och med en Youngs modul i området 200-300 kg/mmz.
6. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t därav, att blandningssteget innefattar till- sättning av ett ballastmaterial eller fyllmedel valt från 7906573-6 22 kalciumkarbonatpartiklar, pulveriserad bränsleaska och mald glasugnsslagg.
7. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t därav, att blandningssteget innefattar till- sättning av glasfibrer så att mängden glasfibrer i slammet är i området 0,5~5,0% av torrvikter.
8. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t därav, att koldioxidgasen är innefattad i en gasblandning, i vilken koldioxidkoncentrationen är 28% och karbonatiseringsperioden är 2% timme.
9. Förfarande enligt något av kraven 1-7, k ä n n e - t e c k n a t därav, att karbonatiseringen åstadkommes i en atmosfär av 100% koldioxid, och att karbonatiserings- perioden är från 30 minuter till 1 timme beroende på den speciella porositeten och på cellulosafiberinnehållet.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AUPD537578 | 1978-08-04 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE7906573L SE7906573L (sv) | 1980-02-05 |
SE437984B true SE437984B (sv) | 1985-03-25 |
Family
ID=3767647
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE7906573A SE437984B (sv) | 1978-08-04 | 1979-08-03 | Forfarande for framstellning av ett cellulosafiberforsterkt karbonatbyggnadselement |
Country Status (39)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4350567A (sv) |
JP (1) | JPS5560054A (sv) |
KR (1) | KR850001173B1 (sv) |
AR (1) | AR221504A1 (sv) |
AT (1) | AT379575B (sv) |
AU (1) | AU541464B2 (sv) |
BE (1) | BE878079A (sv) |
BR (1) | BR7905001A (sv) |
CA (1) | CA1143910A (sv) |
CH (1) | CH645328A5 (sv) |
CS (1) | CS222183B2 (sv) |
CU (1) | CU21094A3 (sv) |
DE (1) | DE2931488A1 (sv) |
DK (1) | DK329079A (sv) |
ES (1) | ES483091A1 (sv) |
FI (1) | FI68801C (sv) |
FR (1) | FR2432370A1 (sv) |
GB (1) | GB2027085B (sv) |
GR (1) | GR70268B (sv) |
HU (1) | HU182936B (sv) |
IE (1) | IE48671B1 (sv) |
IL (1) | IL57937A (sv) |
IN (1) | IN152751B (sv) |
IT (1) | IT1117432B (sv) |
MW (1) | MW2279A1 (sv) |
MX (1) | MX151294A (sv) |
NL (1) | NL7905981A (sv) |
NO (1) | NO792557L (sv) |
NZ (1) | NZ191211A (sv) |
OA (1) | OA06387A (sv) |
PH (1) | PH15620A (sv) |
PL (1) | PL127603B1 (sv) |
PT (1) | PT70026A (sv) |
RO (1) | RO85440B (sv) |
SE (1) | SE437984B (sv) |
TR (1) | TR20830A (sv) |
YU (1) | YU187279A (sv) |
ZA (1) | ZA794006B (sv) |
ZM (1) | ZM6879A1 (sv) |
Families Citing this family (38)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4994148A (en) * | 1989-03-14 | 1991-02-19 | Shetka Stanley J | Pulp press molding method for making products from paper pulp from recycled paper |
US5171496A (en) * | 1990-09-18 | 1992-12-15 | Forintek Canada Corp. | Process for making wood composite employing blast-furnace slag as the binder |
US5246641A (en) * | 1991-11-13 | 1993-09-21 | Mainlining Service, Inc. | Method for lining a pipe with a cement mortar |
US5443377A (en) * | 1991-11-13 | 1995-08-22 | Mainlining Service, Inc. | Increased efficiency apparatus for lining a pipe with a cement mortar |
US5593625A (en) * | 1992-08-11 | 1997-01-14 | Phenix Biocomposites, Inc. | Biocomposite material and method of making |
US5611882A (en) * | 1993-08-11 | 1997-03-18 | Phenix Biocomposites, Inc. | Board stock and method of manufacture from recycled paper |
GR1002510B (el) * | 1995-12-21 | 1997-01-17 | Βελτιωση των ιδιοτητων της υδρασβεστου για συντηρηση μνημειων και νεων κτιριων:στερεωση της επιφανειας η και της μαζας των δομικων υλικων η και αγαλματων και γλυπτων διακοσμων. | |
US6264736B1 (en) | 1997-10-15 | 2001-07-24 | Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College | Pressure-assisted molding and carbonation of cementitious materials |
DE60221373D1 (de) | 2001-04-13 | 2007-09-06 | Co2 Solution Inc | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von zementklinker |
CA2353307A1 (fr) | 2001-07-13 | 2003-01-13 | Carmen Parent | Appareil et procede pour le traitement des effluents gazeux |
CA2405635A1 (en) | 2002-09-27 | 2004-03-27 | C02 Solution Inc. | A process and a plant for the production of useful carbonated species and for the recycling of carbon dioxide emissions from power plants |
US7993570B2 (en) | 2002-10-07 | 2011-08-09 | James Hardie Technology Limited | Durable medium-density fibre cement composite |
FR2859743A1 (fr) * | 2003-09-15 | 2005-03-18 | Saint Gobain Mat Constr Sas | Produit cimentaire en plaque, et procede de fabrication |
GB0322246D0 (en) * | 2003-09-23 | 2003-10-22 | Exxonmobil Chem Patents Inc | Improvement in or relating to isobutylene |
US7998571B2 (en) | 2004-07-09 | 2011-08-16 | James Hardie Technology Limited | Composite cement article incorporating a powder coating and methods of making same |
RU2360059C2 (ru) * | 2004-07-14 | 2009-06-27 | Интернэшнл Пэйпа Кампани | Способ производства бумаги |
US9028607B2 (en) * | 2005-02-24 | 2015-05-12 | Wisconsin Electric Power Company | Carbon dioxide sequestration in foamed controlled low strength materials |
US7390444B2 (en) * | 2005-02-24 | 2008-06-24 | Wisconsin Electric Power Company | Carbon dioxide sequestration in foamed controlled low strength materials |
US8993462B2 (en) | 2006-04-12 | 2015-03-31 | James Hardie Technology Limited | Surface sealed reinforced building element |
AU2008308602B2 (en) * | 2007-10-02 | 2014-01-16 | James Hardie Technology Limited | Cementitious formulations and products |
CA2705857C (en) * | 2007-11-15 | 2016-08-30 | Rutgers, The State University Of New Jersey | Systems and methods for capture and sequestration of gases and compositions derived therefrom |
UA101636C2 (ru) * | 2007-11-15 | 2013-04-25 | Ратджерс, Те Стейт Юниверсити Оф Нью Джерси | Способ гидротермального жидкостно-фазового спекания керамических материалов и полученные таким способом продукты |
US20110158873A1 (en) * | 2010-01-22 | 2011-06-30 | Rutgers, The State University Of New Jersey | Sequestration of a gas emitted by an industrial plant |
UA113844C2 (xx) | 2011-03-05 | 2017-03-27 | Зв'язуючий елемент, зв'язуюча матриця і композитний матеріал, що має зв'язуючий елемент, та спосіб його виготовлення | |
MY161364A (en) | 2011-06-09 | 2017-04-14 | Univ Rutgers | Synthetic formulations and methods of manufacturing and using thereof |
US8845940B2 (en) | 2012-10-25 | 2014-09-30 | Carboncure Technologies Inc. | Carbon dioxide treatment of concrete upstream from product mold |
EP2951122B1 (en) | 2013-02-04 | 2020-05-27 | Carboncure Technologies Inc. | System and method of applying carbon dioxide during the production of concrete |
US10927042B2 (en) | 2013-06-25 | 2021-02-23 | Carboncure Technologies, Inc. | Methods and compositions for concrete production |
US20160107939A1 (en) | 2014-04-09 | 2016-04-21 | Carboncure Technologies Inc. | Methods and compositions for concrete production |
US9376345B2 (en) | 2013-06-25 | 2016-06-28 | Carboncure Technologies Inc. | Methods for delivery of carbon dioxide to a flowable concrete mix |
US9388072B2 (en) | 2013-06-25 | 2016-07-12 | Carboncure Technologies Inc. | Methods and compositions for concrete production |
US9108883B2 (en) | 2013-06-25 | 2015-08-18 | Carboncure Technologies, Inc. | Apparatus for carbonation of a cement mix |
WO2015123769A1 (en) | 2014-02-18 | 2015-08-27 | Carboncure Technologies, Inc. | Carbonation of cement mixes |
US9707513B2 (en) | 2014-03-03 | 2017-07-18 | Blue Planet, Ltd. | Alkali enrichment mediated CO2 sequestration methods, and systems for practicing the same |
EP3129126A4 (en) | 2014-04-07 | 2018-11-21 | Carboncure Technologies Inc. | Integrated carbon dioxide capture |
US9993799B2 (en) | 2014-10-09 | 2018-06-12 | Blue Planet, Ltd. | Continuous carbon sequestration material production methods and systems for practicing the same |
SG11201810010PA (en) | 2016-04-11 | 2018-12-28 | Carboncure Tech Inc | Methods and compositions for treatment of concrete wash water |
AU2018288555A1 (en) | 2017-06-20 | 2020-01-30 | Carboncure Technologies Inc. | Methods and compositions for treatment of concrete wash water |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB149120A (en) | 1919-06-26 | 1920-08-12 | Eduard Steiger | Improvement in or relating to the manufacture of tiles, flags, sheetings, or the like, of cement and fibre |
GB217791A (en) * | 1923-08-02 | 1924-06-26 | Charles Holmes Harrison | Improvements in the manufacture of reconstructed stone |
US1916949A (en) * | 1931-02-02 | 1933-07-04 | Carbonated Lime Processes Ltd | Cellular synthetic carbonate product |
CH192324A (de) * | 1936-05-23 | 1937-08-15 | Holzach Hans | Verfahren zur Herstellung von Isoliermassen. |
FR900604A (fr) * | 1943-01-08 | 1945-07-04 | Svenska Cellulosa Ab | Procédé de fabrication de plaques murales et autres objets en mortier durcissable au moyen d'acide carbonique, notamment en mortier de chaux |
CH259771A (de) * | 1946-02-19 | 1949-02-15 | Leutenegger Jean | Verfahren zur Herstellung von Bauelementen unter Verwendung von unter Carbonatbildung abbindenden Bindemitteln. |
US2676884A (en) * | 1946-09-19 | 1954-04-27 | Syntics Ltd | Manufacture of articles such as boards and sheets from fibrous vegetable materials |
US3062669A (en) * | 1957-01-28 | 1962-11-06 | Dilnot Sidney | Light weight aerated concrete |
US3149986A (en) * | 1961-03-13 | 1964-09-22 | Zelmanoff Nissan | Process for the manufacture of artificial stone articles |
FR1368228A (fr) | 1963-06-18 | 1964-07-31 | Ct De Rech S De Pont A Mousson | Procédé de traitement de produits fibreux à base de ciment et produits traités en résultant |
DE1915563U (de) | 1965-03-17 | 1965-05-13 | Fernsprecher Ges M B H Deutsch | Fernsprechapparat. |
GB1275042A (en) * | 1968-01-25 | 1972-05-24 | Nat Res Dev | The utilisation of paper sludge for sheeting or moulding |
GB1285701A (en) * | 1968-08-23 | 1972-08-16 | Laing & Son Ltd John | Improvements in low density concretes and their manufacture |
DE1947363A1 (de) * | 1969-09-19 | 1971-03-25 | Ludwig Knell | Verfahren zur Herstellung von Formkoerpern aus Sulfitlauge bzw. Abfaellen der Papierindustrie |
GB1327792A (en) * | 1971-05-28 | 1973-08-22 | Tac Construction Materials Ltd | Manufacture of reinforced asbestos cement products |
US3979217A (en) * | 1973-06-01 | 1976-09-07 | Halliburton Company | Lightweight cellular cement compositions and methods of casting the same |
-
1978
- 1978-08-04 AU AU49577/79A patent/AU541464B2/en not_active Ceased
-
1979
- 1979-07-31 IL IL5793779A patent/IL57937A/xx unknown
- 1979-08-01 YU YU187279A patent/YU187279A/xx unknown
- 1979-08-02 ES ES483091A patent/ES483091A1/es not_active Expired
- 1979-08-03 GR GR59764A patent/GR70268B/el unknown
- 1979-08-03 NO NO792557A patent/NO792557L/no unknown
- 1979-08-03 DE DE19792931488 patent/DE2931488A1/de not_active Withdrawn
- 1979-08-03 CS CS538079A patent/CS222183B2/cs unknown
- 1979-08-03 CH CH716679A patent/CH645328A5/de not_active IP Right Cessation
- 1979-08-03 AT AT533079A patent/AT379575B/de not_active IP Right Cessation
- 1979-08-03 GB GB7927108A patent/GB2027085B/en not_active Expired
- 1979-08-03 PL PL1979217548A patent/PL127603B1/pl unknown
- 1979-08-03 NL NL7905981A patent/NL7905981A/nl not_active Application Discontinuation
- 1979-08-03 PT PT7002679A patent/PT70026A/pt unknown
- 1979-08-03 MW MW2279A patent/MW2279A1/xx unknown
- 1979-08-03 CA CA000333129A patent/CA1143910A/en not_active Expired
- 1979-08-03 NZ NZ19121179A patent/NZ191211A/xx unknown
- 1979-08-03 BR BR7905001A patent/BR7905001A/pt unknown
- 1979-08-03 JP JP9979079A patent/JPS5560054A/ja active Pending
- 1979-08-03 FR FR7920007A patent/FR2432370A1/fr active Granted
- 1979-08-03 HU HUCE001227 patent/HU182936B/hu unknown
- 1979-08-03 FI FI792429A patent/FI68801C/fi not_active IP Right Cessation
- 1979-08-03 DK DK329079A patent/DK329079A/da not_active Application Discontinuation
- 1979-08-03 ZA ZA00794006A patent/ZA794006B/xx unknown
- 1979-08-03 BE BE0/196604A patent/BE878079A/fr not_active IP Right Cessation
- 1979-08-03 IT IT4995879A patent/IT1117432B/it active
- 1979-08-03 SE SE7906573A patent/SE437984B/sv unknown
- 1979-08-04 RO RO98368A patent/RO85440B/ro unknown
- 1979-08-04 IN IN812/CAL/79A patent/IN152751B/en unknown
- 1979-08-06 TR TR2083079A patent/TR20830A/xx unknown
- 1979-08-06 PH PH22862A patent/PH15620A/en unknown
- 1979-08-08 IE IE1413/79A patent/IE48671B1/en unknown
- 1979-08-09 KR KR7902721A patent/KR850001173B1/ko active
- 1979-08-09 ZM ZM6879A patent/ZM6879A1/xx unknown
- 1979-08-20 AR AR27776779A patent/AR221504A1/es active
- 1979-08-27 CU CU35129A patent/CU21094A3/es unknown
- 1979-09-17 MX MX17930279A patent/MX151294A/es unknown
- 1979-11-15 OA OA56949A patent/OA06387A/xx unknown
-
1980
- 1980-08-29 US US06/182,633 patent/US4350567A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE437984B (sv) | Forfarande for framstellning av ett cellulosafiberforsterkt karbonatbyggnadselement | |
US4428775A (en) | Reinforced cement sheet product containing no asbestos for fabricating on hatschek machine | |
AU697348B2 (en) | Cement formulation | |
US7128965B2 (en) | Cementitious product in panel form and manufacturing process | |
US6875503B1 (en) | Cementitious product in panel form and manufacturing process | |
Bouchefra et al. | Mechanical and thermophysical properties of compressed earth brick rienforced by raw and treated doum fibers | |
Delvasto et al. | An appropriate vacuum technology for manufacture of corrugated fique fiber reinforced cementitious sheets | |
GB2148871A (en) | Sheet material of fibre-reinforced cement | |
JPH09227200A (ja) | 無機質板の製造方法 | |
US20100234491A1 (en) | Method and material for manufacturing fiber cement board | |
Anandaraju et al. | Experimental investigation of papercrete brick | |
da Costa Correia et al. | Vegetable fiber as reinforcing elements for cement based composite in housing applications–a Brazilian experience | |
Thomas et al. | Wastepaper fibers in cementitious composites | |
EP4173787A1 (en) | Layered molded plate and method for manufacturing the same | |
NO853528L (no) | Fremgangsmaate for aa endre egenskapene til betong. | |
AU638696B2 (en) | Improved gypsum board | |
Randika et al. | Development of Fibre Cement Composites Reinforced with Natural Fibres | |
Chun | Investigation on the use of pulp and paper mill residual solids in producing durable concrete | |
De Klerk | The durability of natural sisal fibre reinforced cement-based composites | |
Singh et al. | Fibre reinforced gypsum binder composite, its microstructure and durability | |
Khorami | Application of natural and synthetic fibres as a replacement for asbestos fibres in cement boards | |
JPH08295551A (ja) | セメント系無機質板 | |
AU2004277443B2 (en) | Cement sheet product and production method thereof | |
Caronge et al. | Study on Some Properties of Sustainable Mortar Incorporating Processed Waste Tea Ash | |
SG184590A1 (en) | Inorganic board and inorganic board production method |