WO2012060059A1 - 炭化珪素構造体およびその製造方法 - Google Patents

炭化珪素構造体およびその製造方法 Download PDF

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今川　憲英
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株式会社 Ｔｉｓ＆Ｐａｒｔｎｅｒｓ
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Definitions

  • the present invention relates to a structure of silicon carbide formed by reacting carbon dioxide with silicon oxide, and in particular, a certain shape formed by injecting carbon dioxide into a frame mold and injecting carbon dioxide into a frame mold and reacting it.
  • the present invention relates to a silicon carbide structure that is a building material composed of a block body having a structure and a method for manufacturing the same.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-39887 discloses a building material formed by dispersing fine hollow aggregates, glass fibers, and, if necessary, modified amine, titanium oxide, etc. in an epoxy resin. Thus, while maintaining excellent light weight, it is possible to easily perform thick coating and to provide a building material having high strength.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-228003 discloses a technique related to a building material using an epoxy resin composition. Here, it is disclosed that a material having low water absorption and high heat resistance can be supplied efficiently and at low cost.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-265742 considers the burden on the environment at the time of incineration and decomposition of vinyl chloride resin, and provides an alternative compound so that rigidity, strength, impact resistance, weather resistance, chemical resistance are provided. Providing building materials with excellent wear resistance, scratch resistance, scratch resistance, indentation recovery, printability, heat resistance, stress relaxation characteristics, shape following characteristics, and processing characteristics during molding It is disclosed that this can be realized.
  • the present invention provides a structure composed of a silicon carbide block body used as a building material and a natural environment that consumes carbon dioxide and releases oxygen in the block body manufacturing process.
  • a method for producing a silicon carbide structure made of a block body is provided.
  • a silicon carbide structure according to the present invention has a certain shape of silicon carbide formed by injecting carbon dioxide into silicon oxide sand made of silicon oxide sealed in a frame mold and reacting it. It is the structure formed in the block body which has. Moreover, this block body is a structure used as a building material. Furthermore, the silicon carbide structure formed of a block body has a configuration in which a waterproof process such as a waterproof coating is applied to a part or the entire surface of the block in order to maintain watertightness.
  • a block body is the structure which consists of a silicon carbide structure which consists of a block body formed with the mold of arbitrary shapes. Further, the silicon carbide structure made of a block body is a completed shape for use as a compression resistance-type silicon carbide structure itself, and for use as a silicon carbide structure having a tensile strength of a material. In addition, the silicon carbide structural body made of a block body is also provided with a material having tension resistance and / or a metal material on the inside and side surfaces (joint portions).
  • the manufacturing method of a silicon carbide structure has a fixed shape used as a building material from this by encapsulating silicon oxide sand made of silicon oxide in a frame mold and injecting carbon dioxide into this. It is the structure which consists of a process of forming a silicon carbide block body.
  • the frame mold is a mold that forms a side wall, a pillar, or a foundation part of a building, and the frame is directly installed on the wall, the pillar, or the foundation to form a wall, a pillar, or a foundation of the building. It is.
  • the silicon carbide structure is carbonized by injecting carbon dioxide into silica oxide sand made of silicon oxide enclosed in a frame mold, causing it to react, and then injecting and / or applying a curing agent made of an organic material.
  • silicon is formed into a block body having a certain shape.
  • a structure in which silicon carbide formed by injecting carbon dioxide and sodium silicate (sodium silicate) into silicon oxide sand made of silicon oxide sealed in a frame mold and reacting it is formed into a block body having a certain shape. is there.
  • the silicon carbide structure has a structure in which silicon carbide in which a curing agent is injected and / or applied is formed into a block body having a certain shape.
  • curing agent is a structure which consists of an epoxy resin or urethane.
  • the present invention is configured as described in detail above, the following effects are obtained. 1. Since carbon dioxide is injected into silicon oxide sand made of silicon oxide enclosed in a frame mold, it is possible to form silicon carbide structures that maintain a constant shape that does not collapse easily in any shape and size. It becomes. In addition, carbon dioxide is injected into silica oxide to react with it to form silicon carbide. As a substance formed after the reaction, oxygen is formed in addition to silicon carbide. A silicon carbide structure comprising a block body can be provided. 2. Since the said block body has the advantage of hardness, heat resistance, and chemical stability, it is suitable for using as a building material, and can provide the building material in consideration of the natural environment.
  • the silicon carbide structure composed of the block body can be used as a completed structure itself, but if it is equipped with a metal material such as a reinforcing bar, it can also be used as a structure requiring tensile strength in any direction. Even if tension and pressing force are applied, it can be used as a stable material.
  • the silicon carbide structure comprising the block body has a simple manufacturing method, in which silica oxide sand is enclosed in a frame mold, and carbon dioxide is injected into this, and the manufacturing method does not emit environmentally friendly carbon dioxide. Can be provided. 7.
  • the frame type used above can be easily formed by simply assembling the formwork by installing it directly on the side wall, pillar, or foundation part of the building, so the cost of transporting the building material can be reduced. And the load to the natural environment which arises at the time of conveyance can also be reduced.
  • the block body is cured by injecting carbon dioxide into silica oxide sand, and further injecting and / or applying a curing agent (epoxy resin, urethane, or the like) made of an organic material, the outer shape is more stable. Thus, it is possible to provide a strong block body that can withstand the impact from the. 9. Moreover, since the said block body inject
  • a curing agent epoxy resin, urethane, or the like
  • FIG. 1 is a perspective view of a frame for forming a silicon carbide structure 1 composed of a rectangular parallelepiped block
  • FIG. 2 shows a structure-forming frame 10 provided with a carbon dioxide injection lid 31.
  • It is a perspective view. 3 is a perspective view of the columnar structure forming frame 12
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view of a circular lid 34 for injecting carbon dioxide used in the frame forming structure 14 with cylindrical injection holes
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of FIG. FIG.
  • FIG. 7 is a perspective view of silicon carbide structure 1 made of a block body subjected to waterproofing
  • FIG. 8 is a silicon carbide structure 1 made of a block body equipped with material 60 that is efficient in tension resistance.
  • FIG. FIG. 9 is a perspective view of a silicon carbide structure 70 made of comb teeth
  • FIG. 10 is a perspective view showing a state in which silicon carbide structures 70 made of comb teeth are stacked
  • FIG. It is a perspective view which shows another Example of the silicon carbide structure 70 which consists of a comb-tooth body.
  • the silicon carbide structure 1 according to the present invention is generated by the structure forming frame 10, the silica oxide sand 20, and the carbon dioxide 30, and is further waterproofed by the waterproofing member 50 as necessary. .
  • the structure forming frame body 10 is a frame body in which rectangular parallelepiped long plate panels provided to form the silicon carbide structure 1 made of a block body are combined.
  • the shape of the frame is not necessarily limited to a rectangular parallelepiped.
  • a cylindrical structure-forming frame 12 can be formed as necessary.
  • the structure-forming frame 14 with a cylindrical injection hole As shown in FIG. 5, the structure-forming frame 14 with a cylindrical injection hole and It is also possible to do. Whether it is a columnar structure forming frame 12 or a columnar structure forming frame 14 with an injection hole for cylindrical shape, silicon oxide sand 20 is enclosed and reacted to form the silicon carbide structure 1. It is also possible to increase the strength by applying a pressing force from above.
  • the silicon oxide sand 20 is made of a sand-like body made of silicon oxide (SiO 2).
  • Silica oxide sand 20 enclosed in the frame is silicon oxide, and is in a state before the reaction of silicon carbide structure 1 formed in the block body. After the reaction, it solidifies and becomes a block body composed of the silicon carbide structure 1 and is used as a building material.
  • Carbon dioxide 30 is ordinary carbon dioxide (CO2).
  • CO2 carbon dioxide
  • SiO2 silicon oxide
  • SiC silicon carbide
  • the carbon dioxide injecting lid 31 and the columnar carbon dioxide injecting circular lid 34 are lids used when injecting carbon dioxide 30 into the oxidized silica sand 20, and the carbon dioxide injection holes 32 are connected to the oxidized silica sand 20. This is an opening for injecting carbon dioxide 30.
  • silica oxide sand 20 is enclosed in a rectangular parallelepiped silicon carbide structure forming frame 10.
  • the frame for forming the structure is a rectangular parallelepiped in the embodiment, but is not limited to this shape, and may be a cube, a cylinder, or the like.
  • the size is not limited, in this embodiment, the size is about 300 mm ⁇ 900 mm in view of the stability of the shape, the ease of manufacture and the ease of transport.
  • the silicon oxide sand 20 is enclosed in a rectangular parallelepiped silicon carbide structure forming frame 10. At that time, in order to increase the strength of the silicon carbide structure 1 made of a block body, it is desirable to enclose the silicon carbide structure 1 by applying a pressing force. Moreover, after sealing, in order to prevent the aesthetic viewpoint of the silicon carbide structure consisting of block bodies and wobbling during stacking, processing may be performed so as to keep the sealing opening portion horizontal.
  • the silica oxide sand 20 is sealed in a rectangular parallelepiped silicon carbide structure forming frame 10 and then covered with a carbon dioxide injection lid 31 as shown in FIG.
  • the carbon dioxide injection lid 31 is provided with an opening which is a carbon dioxide injection hole 32.
  • the size and number of the carbon dioxide injection holes 32 are arbitrary. In this embodiment, in view of the reaction efficiency with the carbon dioxide 30 and the scattering of the carbon dioxide 30 to the outside, in the case of the frame having a size of about 300 mm ⁇ 900 mm, the diameter of the opening is around 10 mm.
  • the numerical aperture is about 18 locations.
  • Carbon dioxide 30 is injected from the carbon dioxide injection hole 32 into the silicon oxide sand 20 sealed in the rectangular silicon carbide structure forming frame 10 using a carbon dioxide gas cylinder (not shown) or the like. Thereby, a chemical reaction is caused, silicon carbide which is a substance excellent in hardness, heat resistance and chemical stability is formed, and silicon carbide structure 1 made of a block body is formed.
  • the injection time of the carbon dioxide 30 is arbitrary, but in this embodiment, in consideration of the reaction efficiency with the carbon dioxide 30 and the scattering of the carbon dioxide 30 to the outside, if the volume of the frame is above, the carbon dioxide
  • the injection time of 30 is around 20 seconds, but further injection may be considered depending on the reaction rate.
  • generation of the silicon carbide of this invention is as follows.
  • SiO2 + CO2 SiC + 2O2
  • oxygen (O 2) is formed and discharged into the air by a chemical reaction that occurs during the formation of the silicon carbide structure 1. Since a chemical reaction that is friendly to the natural environment such as carbon dioxide (carbon dioxide) injection and oxygen discharge occurs, the formation of the silicon carbide structure 1 as a building material derives the effect of reducing carbon dioxide.
  • silicon carbide structure 1 made of a block body is not limited, the formation method is easy and a large number of block bodies can be formed in a short time. Since silicon carbide itself is a substance excellent in chemical stability, it is a strong and heat-resistant object. Even if it is produced in large quantities, it is a chemical reaction that gives due consideration to the environment because oxygen is produced and discharged at the same time. Use as a building material is considered to be a desirable method consistent with the reduction of carbon dioxide emissions.
  • the waterproof member 50 is installed in order to prevent moisture such as rain from adhering to the silicon carbide structure 1 composed of the formed block body.
  • silicon carbide has a high melting point and is a compound having a stable property of being insoluble in water, but the silicon carbide structure 1 composed of the block body formed according to the present invention has a portion that is not completely formed by reaction. The possibility of remaining. In this case, there is a possibility that the stability to water is lowered in terms of the hardness of the silicon carbide structure itself made of a block body. Therefore, in order to eliminate this, the waterproof member 50 is made of a silicon carbide structure made of a block body. It is to be installed on the body 1.
  • the waterproof member 50 is laid on the surface of the silicon carbide structure 1 made of a block body as shown in FIG. 7 and in contact with water during use.
  • the material used for waterproofing may be a waterproof material such as a waterproof coating. Although it is desirable to lay so as to surround the entire surface of the silicon carbide structure 1 made of a block body, it may be laid only on a part in contact with water. Further, the material of the waterproof member 50 is not limited. For example, when the silicon carbide structure 1 made of a block body is used as a building material and used for an outer wall, an inner wall, etc., silicon carbide made of a block body from the viewpoint of aesthetics. It is also conceivable to use transparent glass, plastic, acrylic resin or the like that allows the structure 1 to be visually recognized from the outside.
  • the columnar structure forming frame 12 is a frame that is provided to form a columnar structure. As shown in FIG. 3, it is also possible as another embodiment to enclose silica sand 20 in a columnar structure forming frame 12 and increase the strength by applying a pressing force from above. By injecting carbon dioxide from the columnar structure forming frame 12 using a carbon dioxide gas cylinder or the like, the silicon carbide structure 1 composed of a cylindrical block body is formed by reaction. In addition to the cylindrical shape of this embodiment, this frame can be changed to a polygonal column shape, a cube, a sphere, etc. depending on the application, and can be arbitrarily changed by arbitrarily changing the shape of the frame. Silicon carbide structure 1 made of a shaped block body can be formed.
  • FIG. 5 shows another example in which a cylindrical body-forming carbon dioxide injecting circular lid 34 is placed on a cylindrical body-forming structure 14 with an injection hole.
  • the carbon dioxide injection hole 32 is provided in the carbon dioxide injection circular lid 34 and the columnar structure forming frame 14 with the cylindrical injection hole.
  • the carbon dioxide injection hole 32 may have any size.
  • the diameter of the opening is about 10 mm.
  • carbon dioxide is injected into the carbon dioxide injection hole 32 provided in the circular lid 34 for injecting carbon dioxide and the structure forming frame 14 with the cylindrical injection hole.
  • silicon carbide structure 1 formed of a cylindrical block body is formed by reaction.
  • the frame can be changed to a polygonal columnar shape in addition to the columnar shape.
  • the material 60 effective in tension resistance is a member used when the silicon carbide structure 1 made of a block body needs to have tension resistance.
  • Silicon carbide structure 1 made of a block body has a resistance to compression, and in use as a compression resistance system, silicon carbide structure 1 itself made of a block body is used as a completed shape. .
  • the silicon carbide structure 1 itself composed of the block body formed in the rectangular parallelepiped having the above shape is used. Instead, as shown in FIG.
  • a material 60 for example, a metal material such as a reinforcing bar
  • the material 60 effective in tension resistance may be any material that can resist the hardness of the silicon carbide structure 1 made of a block body to such an extent that the silicon carbide structure 1 is resistant to tension such as twisting and bending.
  • a metal material such as a reinforcing bar or another reinforcing member.
  • the material 60 effective for tension resistance is not limited to a rod-shaped material, and may be a plate-shaped material.
  • silicon carbide structure 1 As another example constituting the silicon carbide structure 1, a rectangular parallelepiped silicon carbide structure forming frame 10, a columnar structure forming frame 12, or a columnar structure with an injection hole Carbon dioxide 30 is injected into the silica oxide sand 20 enclosed in the forming frame 14. Thereby, a chemical reaction is caused to form silicon carbide, and silicon carbide structure 1 made of a block body is formed.
  • the silicon carbide structure 1 has sufficient strength to maintain a certain shape even when the curing agent 40 is not injected and applied, but is formed by injecting and / or applying the curing agent 40. It is possible to make silicon carbide structure 1 strong against external pressure and not to collapse. As a result, it is possible to maintain a certain shape with a higher strength, so that it may be used for a wide range of uses in scenes where sufficient strength is required, such as building foundations.
  • sodium silicate 36 (sodium silicate) is injected at the same time and reacted to form silicon carbide.
  • the structure 1 can be formed.
  • Sodium silicate is a water-soluble substance, and this concentrated aqueous solution is a highly viscous liquid called water glass and has a use as an additive for viscosity adjustment.
  • an epoxy resin or urethane can be used as the curing agent 40.
  • These resins are considered suitable as a material used for the silicon carbide structure 1 of the present invention from the viewpoint of strength and handling, but are not limited to these, as long as the strength can be ensured, Other resins may be used.
  • the implantation and / or coating amount can be appropriately adjusted according to the use of the silicon carbide structure 1, but it is considered that the visual effect on the person in contact with the silicon carbide structure 1 is important. It is desirable to adjust the injection and / or coating amount to such an extent that the material feeling of the silica sand of the silicon carbide structure 1 is not lost.
  • a silicon carbide structure 70 composed of comb teeth stacked in a shape along contour lines As shown in FIGS. 9 to 11, it is possible to arrange a silicon carbide structure 70 composed of comb teeth stacked in a shape along contour lines as another embodiment.
  • silicon carbide structure 70 made of a comb tooth body having a shape in which a comb tooth body is erected on a flat plate is generated.
  • the silicon carbide structures 70 are stacked while protruding in the height direction in such a manner that comb tooth pairs are alternately arranged.
  • FIG. 11 by stacking in a shape along the contour line, a structure like a contour line is completed. Thereby, a strong and stable wall surface can be configured, and the inside can be used as a space.
  • the silicon carbide structure 1 made of a block body is sealed by applying a pressing force in order to increase the strength by sealing the silicon oxide sand 20 in a rectangular parallelepiped-shaped silicon carbide structure forming frame 10. After filling, level the filling mouth evenly so that it is horizontal. Thereafter, the carbon dioxide injection lid 31 is put on, and the carbon dioxide 30 is injected from the carbon dioxide injection holes 32 using a carbon dioxide gas cylinder or the like. At this time, sodium silicate 36 (sodium silicate) can also be injected together. After injecting carbon dioxide 30 and / or sodium silicate 36 (sodium silicate) to cause a chemical reaction, the silicon carbide structure 1 composed of the solidified block body is taken out from the rectangular silicon carbide structure forming frame 10. .
  • silicon carbide maintaining a certain shape which is a substance excellent in hardness, heat resistance and chemical stability, is formed, and silicon carbide structure 1 made of a block body is formed.
  • silicon carbide structure 1 a certain shape in which hardness is further reinforced by injecting and / or applying and curing a curing agent 40 made of an organic material before or after taking it out of the mold. It can also be formed in a block body having
  • the silica oxide 20 is enclosed in the frame 12 and a pressing force is applied from above to increase the strength. Thereafter, carbon dioxide 30 is injected from the upper opening of the columnar structure forming frame 12 using a carbon dioxide gas cylinder or the like. At this time, it is also possible to inject sodium silicate 36 (sodium silicate) together. After injecting carbon dioxide 30 and / or sodium silicate 36 (sodium silicate) to cause a chemical reaction, the silicon carbide structure 1 formed of a solid block body having a certain shape is formed into a cylindrical structure. Remove from the frame 12.
  • a carbon dioxide gas cylinder or the like is used to replace the carbon dioxide 30 and / or sodium silicate 36 (sodium silicate) with the columnar carbon dioxide injecting circle.
  • silicon carbide structure 1 it is also possible to inject and / or apply and harden curing agent 40 made of an organic material before or after taking it out of the mold. As a result, oxygen is formed during the reaction formation of the silicon carbide structure 1 having a cylindrical shape. Therefore, carbon dioxide is prevented from being generated in the formation process of the silicon carbide structure, and oxygen is released instead.
  • a silicon structure can be formed.
  • frame bodies such as the rectangular-shaped silicon carbide structure forming frame 10 and the column-shaped structure forming frame 12, are used as the side walls of the building. It can be arranged directly on the part. It is possible to directly form building walls, pillars, foundations, etc. at the construction site, easily provide building materials, and at the same time reduce the cost of transporting building materials, and the natural environment generated during transportation It becomes possible to reduce the load on.
  • the perspective view of the frame for forming the silicon carbide structure 1 which consists of a rectangular parallelepiped block body
  • pouring A perspective view of a columnar structure forming frame 12
  • Sectional view of FIG. A perspective view of a circular lid 34 for injecting carbon dioxide used in the frame forming structure 14 with a cylindrical injection hole. Sectional view of FIG.
  • the perspective view of the silicon carbide structure 1 which consists of a block body which gave the waterproof process The perspective view of the silicon carbide structure 1 which consists of a block body equipped with the material 60 efficient in tension resistance
  • Perspective view of silicon carbide structure 70 made of comb teeth The perspective view which shows the state which accumulated the silicon carbide structure 70 which consists of a comb-tooth body.

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Abstract

【課題】　建築用材として利用される炭化珪素のブロック体からなる構造体、および、ブロック体の製造工程で二酸化炭素を消費し、酸素を放出する自然環境に充分配慮したブロック体からなる炭化珪素構造体の製造方法を提供する。 【解決手段】　枠型の中に封入された酸化珪素からなる酸化珪砂に二酸化炭素を注入し、反応させて形成した炭化珪素を一定の形状を有するブロック体に形成した炭化珪素構造体であり、防水加工を施して建築用材として用いられる。

Description

炭化珪素構造体およびその製造方法
　本発明は、酸化珪素に二酸化炭素を反応させて形成した炭化珪素の構造体に関し、特に、酸化珪素からなる酸化珪砂を枠型に入れて二酸化炭素を注入し、反応させて形成した一定の形状を有するブロック体からなる建築用材となる炭化珪素構造体とその製造方法に関する。
　建築技術が飛躍的に進歩する昨今、強度、耐摩耗性、耐薬品性、応力緩和特性、弾性回復性等に優れた建築用材が開発され、利用されている。例えば、特開平７－４１３４３では、石灰石、ガラス微粉末に膨剤の炭化珪素等を添加して粘結性粘土を用いて造粒し、これを低火度焼成して形成される人工軽量骨材が開示されている。これにより、軽量かつ高硬質な人工軽量骨材を提供でき、高層建築物等建築用材に用いる可能性が示唆されている。
　また、特開２００７－３９８８７では、エポキシ樹脂中に、微小中空骨材、グラスファイバー、更に必要に応じて、変性アミン、酸化チタン等を分散して形成された建築用材が開示されており、これにより、優れた軽量性を維持し、容易に厚塗りを行うことができると共に、高い強度を有する建築用材の提供が可能になるとされている。
　さらに、特開２００９－２２８００３では、エポキシ樹脂組成物を用いた建築用材に関する技術が開示されている。ここでは、吸水性が低く、耐熱性の高い素材を効率良く低コストで供給できるということが開示されている。
　ところが、上記技術を用いた建築用材は、その生産過程等や解体、分解過程で環境への負荷がかかる可能性があり、その中でも二酸化炭素を放出するということからは、二酸化炭素の発生を抑制すべきであるという、環境への配慮の観点において逆行するものであり、その点では優れているとはいえなかった。地球温暖化防止が至上命題とされている今日では、二酸化炭素の放出の抑制という観点からの環境に配慮した建築用材の開発は必須であると考えられる。
　また、特開２００２－２６５７４２においては、塩化ビニル樹脂の焼却、分解時における環境に対する負荷を考慮し、これに替わる化合物を提供することで、剛性、強度、耐衝撃性、耐候性、耐薬品性、耐摩耗性、耐傷付き性、耐圧痕性、押込み回復性、印刷性に優れ、さらに耐熱性、応力緩和特性、形状追随性、成形時の加工特性にも優れた建築用材料等を提供することが実現できると開示されている。
　ここでは確かに自然環境に配慮した技術が開示されているが、積極的に自然環境を向上するという思想の有無の観点からは、その配慮は十分ということはできなかった。特に二酸化炭素放出という観点からは、その抑制が充分であるとはいえなかった。
　そこで、剛性、強度、耐衝撃性等を有し、かつ、その製造過程等において自然環境について充分考慮した建築用材の開発が望まれていた。
特開平７－４１３４３ 特開２００７－３９８８７ 特開２００９－２２８００３ 特開２００２－２６５７４２
　本発明は上記問題を解決するために、建築用材として利用される炭化珪素のブロック体からなる構造体、および、ブロック体の製造工程で二酸化炭素を消費し、酸素を放出する自然環境に充分配慮したブロック体からなる炭化珪素構造体の製造方法を提供する。
　上記の目的を達成するために本発明に係る炭化珪素構造体は、枠型の中に封入された酸化珪素からなる酸化珪砂に二酸化炭素を注入し、反応させて形成した炭化珪素を一定の形状を有するブロック体に形成した構成である。
　また、このブロック体は、建築用材として用いられる構成である。
更に、ブロック体からなる炭化珪素構造体は、水密性を保つため、ブロックの一部分または全面に防水コーティング等の防水加工が施されている構成である。
　また、ブロック体は、任意形状の型枠によって形成されたブロック体からなる炭化珪素構造体からなる構成である。
　更に、ブロック体からなる炭化珪素構造体は、それ自体が圧縮抵抗系の炭化珪素構造体として使用するための完成した形状であるとともに、資材の引張り強度を有する炭化珪素構造体として使用するために、ブロック体からなる炭化珪素構造体の内部および側面（接合部）に張力抵抗のある素材および／または金属材を装備した構成でもある。
　また、炭化珪素構造体の製造方法は、枠型の中に酸化珪素からなる酸化珪砂を封入し、これに二酸化炭素を注入して反応させ、これより建築用資材として用いられる一定の形状を有する炭化珪素ブロック体を形成する工程からなる構成である。
　また、枠型は、建築物の側壁または柱または基礎部分を形成する型枠であり、建築物の壁または柱または基礎を形成するために該型枠を壁または柱または基礎に直接設置する構成である。
　また、炭化珪素構造体は、枠型の中に封入された酸化珪素からなる酸化珪砂に二酸化炭素を注入して、反応させ、さらに、有機系素材からなる硬化剤を注入および／または塗布した炭化珪素を一定の形状を有するブロック体に形成した構成である。
　また、枠型の中に封入された酸化珪素からなる酸化珪砂に二酸化炭素および珪酸ソーダ（珪酸ナトリウム）を注入し、反応させて生成した炭化珪素を一定の形状を有するブロック体に形成した構成である。
　また、炭化珪素構造体は、硬化剤を注入および／または塗布した炭化珪素を一定の形状を有するブロック体に形成した構成である。
　更に、前記硬化剤は、エポキシ樹脂またはウレタンからなる構成である。
　本発明は、上記詳述した通りの構成であるので、以下のような効果がある。
１．枠型の中に封入された酸化珪素からなる酸化珪砂に二酸化炭素を注入するため、あらゆる形状、大きさの簡単に崩れることのない一定の形状を維持した炭化珪素構造体を形成することが可能となる。また、酸化珪砂に二酸化炭素を注入し反応させて炭化珪素を形成するため、反応後に形成される物質としては炭化珪素以外に酸素を形成することから自然に配慮した、強固かつ耐熱性に優れたブロック体からなる炭化珪素構造体が提供できる。
２．上記ブロック体は、硬度、耐熱性、化学的安定性という利点を有するため、建築用材として用いることに適しており、自然環境に配慮した建築用材を提供できる。
３．上記ブロック体からなる炭化珪素構造体の一部または全面に防水加工が施されているため、水密性が保たれ、より安定した炭化珪素構造体および建築用材を提供できる。
４．上記ブロック体からなる炭化珪素構造体は型枠の形状を任意の形状とすることができるため、あらゆる用途や形状に応じた炭化珪素構造体および建築用材を提供できる。
５．上記ブロック体からなる炭化珪素構造体は、それ自体を完成した構造体として利用できるが、鉄筋等の金属材を装備すれば引張り強度を必要とする構造体としても利用することができ、あらゆる方向から張力、押圧力も加わっても安定した素材として利用できる。
６．上記ブロック体からなる炭化珪素構造体は、製造方法が簡便であり、枠型に酸化珪砂を封入し、これに二酸化炭素を注入するだけの工程で、環境に配慮した二酸化炭素を排出しない製造方法を提供することができる。
７．また、上記に利用する枠型は、建築物の側壁または柱または基礎部分に直接設置するにより、型枠を組むだけで容易に建築用材を形成できるので、建築用材の運搬に係るコストを軽減でき、かつ、運搬時に生じる自然環境への負荷も軽減することができる。
８．また、上記ブロック体は、酸化珪砂に二酸化炭素を注入して硬化させた後、さらに有機系素材からなる硬化剤（エポキシ樹脂またはウレタン等）を注入および／または塗布したため、より形崩れのない外部からの衝撃に耐えられる強固なブロック体を提供することができる。
９．また、上記ブロック体は、酸化珪砂に二酸化炭素と合わせて珪酸ソーダを注入するため、より堅強なブロック体を構成することができる。
１０．更に硬化剤を注入または塗布することにより、表面も強固な形崩れのしない実用に耐えられるブロック体を提供することができる。
１１．使用する硬化剤としてはエポキシ樹脂以外にウレタン等であっても同様の効果をあげることが可能である。
　以下、本発明に係る炭化珪素構造体を、図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。図１は、直方体形状のブロック体からなる炭化珪素構造体１を形成するための枠体の斜視図であり、図２は、二酸化炭素注入用蓋３１を設置した構造体形成用枠体１０の斜視図である。また、図３は、円柱形状の構造体形成用枠体１２の斜視図であり、図４は、図３の断面図である。また、図５は、円柱形状用注入孔付き構造体形成用枠体１４に用いる二酸化炭素注入用円形蓋３４の斜視図であり、図６は、図５の断面図である。また、図７は、防水加工を施したブロック体からなる炭化珪素構造体１の斜視図であり、図８は、張力抵抗に効率的な素材６０を装備したブロック体からなる炭化珪素構造体１の斜視図である。また、図９は、櫛歯体からなる炭化珪素構造体７０の斜視図であり、図１０は、櫛歯体からなる炭化珪素構造体７０を積み重ねた状態を示す斜視図であり、図１１は櫛歯体からなる炭化珪素構造体７０の別の実施例を示す斜視図である。
　本発明に係る炭化珪素構造体１は、構造体形成用枠体１０と、酸化珪砂２０と、二酸化炭素３０により生成するものであり、さらに、必要に応じて防水加工部材５０により防水加工される。
　構造体形成用枠体１０は、ブロック体からなる炭化珪素構造体１を形成するのに供される直方体形状の長板パネルを併行に組み合わせた枠体である。
　この枠体の形状は、必ずしも直方体に限定されるものではない。例えば、図３のように、必要に応じて円柱形状の構造体形成用枠体１２とすることも可能であり、図５のように、円柱形状用注入孔付き構造体形成用枠体１４とすることも可能である。円柱形状の構造体形成用枠体１２であっても円柱形状用注入孔付き構造体形成用枠体１４であっても、酸化珪砂２０を封入し、反応させて炭化珪素構造体１を形成することが可能であり、更に上部から押圧力を加えて強度を高めることも可能である。
　酸化珪砂２０は、酸化珪素（ＳｉＯ２）からなる砂状体からなる。枠体に封入された酸化珪砂２０は酸化珪素であって、ブロック体に形成される炭化珪素構造体１の反応前の状態である。反応後は固化し炭化珪素構造体１からなるブロック体となり、建築用材に供される。
　二酸化炭素３０は、通常の炭酸ガス（ＣＯ２）であり、本発明では、酸化珪素（ＳｉＯ２）に注入されて反応を起こし、酸化珪素から酸を結合反応させて除去して、炭化珪素（ＳｉＣ）を生成する媒体の役目を果たす。
　二酸化炭素注入用蓋３１および円柱形状用二酸化炭素注入用円形蓋３４は、二酸化炭素３０を酸化珪砂２０に注入する際に使用される蓋であり、二酸化炭素注入孔３２は、酸化珪砂２０への二酸化炭素３０の注入に供される開口である。
　図１で示すように、直方体形状の炭化珪素構造体形成用枠体１０の中に、酸化珪砂２０が封入される。構造体を形成するための枠体は、実施例では直方体となっているが、この形に限定されるものではなく、立方体、円筒形状等であってもよい。また、大きさを限定するものではないが、形状の安定性や製作容易性ないし運搬容易性に鑑み、この実施例では３００ｍｍ×９００ｍｍ程度の大きさとしている。
　酸化珪砂２０は、直方体形状の炭化珪素構造体形成用枠体１０の中に封入される。その際、ブロック体からなる炭化珪素構造体１の強度を高めるため、押圧力を加えて封入するのが望ましい。また、封入後は、ブロック体からなる炭化珪素構造体の審美的観点や積み重ねる際のぐらつき等を防止するため、封入口部分を水平に保つように処理を施してもよい。
　酸化珪砂２０は、直方体形状の炭化珪素構造体形成用枠体１０の中に封入され、その後、図２で示すような二酸化炭素注入用蓋３１が被せられる。この二酸化炭素注入用蓋３１には二酸化炭素注入孔３２である開口が設けられている。二酸化炭素注入孔３２の大きさおよび数は任意の大きさおよび数とされる。この実施例では、二酸化炭素３０との反応効率や二酸化炭素３０の外部への飛散を鑑みると、上記の３００ｍｍ×９００ｍｍ程度の大きさからなる枠体の場合は、開口の直径が１０ｍｍ前後であって、開口数は１８箇所前後としている。
　直方体形状の炭化珪素構造体形成用枠体１０の中に封入された酸化珪砂２０に、炭酸ガスボンベ（図示せず）等を使用して、二酸化炭素注入孔３２より二酸化炭素３０が注入される。これにより、化学反応を起こし、硬度、耐熱性および化学的安定性に優れた物質である炭化珪素が形成され、ブロック体からなる炭化珪素構造体１が形成される。二酸化炭素３０の注入時間は任意であるが、この実施例では二酸化炭素３０との反応効率や二酸化炭素３０の外部への飛散という点を考慮して、上記枠体の体積であれば、二酸化炭素３０の注入時間は２０秒前後であるが反応速度によって更に注入することも考えられる。
　なお、本発明の炭化珪素の生成の化学反応は、以下の通りである。
　ＳｉＯ２＋ＣＯ２＝ＳｉＣ＋２Ｏ２
　なお、炭化珪素構造体１の形成時に起きる化学反応により、酸素（Ｏ２）が形成され空気中に排出することになる。二酸化炭素（炭酸ガス）の注入と酸素の排出という自然環境に優しい化学反応が発生するため、建築用材である炭化珪素構造体１の形成は、二酸化炭素の削減という効果を派生する。
　ブロック体からなる炭化珪素構造体１の用途は限定されるものではないが、形成方法が容易であり短時間に多くのブロック体を形成することが可能である。炭化珪素自体が化学的安定性に優れた物質であるため強固であり、耐熱性を有する物体である。大量に生成しても同時に生成排出するものが酸素であることから、環境を充分配慮した化学反応である。建築用材として用いられることが二酸化炭素の排出削減と合致した望ましい工法と考えられる。
　防水加工部材５０は、形成されたブロック体からなる炭化珪素構造体１に、雨などの水分が付着するのを防止するために設置される。本来、炭化珪素は融点が高く、水に対しては不溶という安定した性質を有する化合物であるが、本件発明により形成されたブロック体からなる炭化珪素構造体１は、完全に反応形成されない部分が残存する可能性が考えられる。この場合，ブロック体からなる炭化珪素構造体自体の硬度という点で水に対する安定性が低くなる可能性が考えられるため、これを解消する目的で、防水加工部材５０をブロック体からなる炭化珪素構造体１に設置するものである。
　防水加工部材５０は、図７のようにブロック体からなる炭化珪素構造体１の表面であって、その使用時に水に接する可能性のある部分に敷設される。防水加工に使用される素材は防水コーティングのような防水材であってもよい。ブロック体からなる炭化珪素構造体１の全面を囲うように敷設するのが望ましいが、水に接する一部分のみに敷設してもよい。また、防水加工部材５０の材質は問わないが、例えばブロック体からなる炭化珪素構造体１を建築用材であって外壁、内壁等に用いる場合では、審美性の観点から、ブロック体からなる炭化珪素構造体１が外部から視認できるような透明なガラス、プラスチック、アクリル樹脂等を用いることも考えられる。
　円柱形状の構造体形成用枠体１２は、円柱形状の構造体を形成するのに供される枠体である。図３のように円柱形状の構造体形成用枠体１２に酸化珪砂２０を封入し、上部から押圧力を加えて強度を高めることも他の実施例として可能である。炭酸ガスボンベ等を使用して、二酸化炭素を円柱形状の構造体形成用枠体１２から注入することで、円筒形状のブロック体からなる炭化珪素構造体１が反応形成される。この枠体は、この実施例の円柱形状以外に、用途に応じて、多角形の柱形状、立方体、球体などに変更することが可能であり、枠体の形状を任意に変更することにより任意形状のブロック体からなる炭化珪素構造体１を形成することができる。
　図５は、円柱形状用注入孔付き構造体形成用枠体１４に円柱形状用二酸化炭素注入用円形蓋３４を被せた別の実施例である。この場合、二酸化炭素注入用円形蓋３４および円柱形状用注入孔付き構造体形成用枠体１４に二酸化炭素注入孔３２が設けられる。二酸化炭素注入孔３２の大きさは任意のものであってもよい。この実施例では、二酸化炭素３０との反応効率や二酸化炭素３０の外部への飛散を鑑み、開口の直径を１０ｍｍ前後としている。炭酸ガスボンベ等を使用して、二酸化炭素３０を円柱形状用二酸化炭素注入用円形蓋３４に設けられる二酸化炭素注入孔３２および円柱形状用注入孔付き構造体形成用枠体１４に設けられる二酸化炭素注入孔３２から注入することにより、円筒形状のブロック体からなる炭化珪素構造体１が反応形成される。この枠体も同様に、円柱形状以外に、多角形の柱形状等に変更可能である。
　張力抵抗に効率的な素材６０は、ブロック体からなる炭化珪素構造体１が張力抵抗を具備する必要がある際に用いられる部材である。
　ブロック体からなる炭化珪素構造体１は、圧縮に対する抵抗力を有しており、圧縮抵抗系としての使用にあっては、完成した形状としてブロック体からなる炭化珪素構造体１自体が使用される。一方、ねじれ、曲げ等、資材の引張り強度を必要とする場合は、より高い強度が求められるため、前記の形状の直方体に形成されたブロック体からなる炭化珪素構造体１自体を使用するのではなく、図８のように、ブロック体からなる炭化珪素構造体１の内部および接合部に張力抵抗に効率的な素材６０（例えば鉄筋等の金属材）を付設することが望ましい。張力抵抗に効率的な素材６０は、ブロック体からなる炭化珪素構造体１が、ねじれ、曲げ等、資材の引張りに対して抵抗力を有する程度まで硬度を有する状態に抵抗できるものであればよく、例えば、鉄筋等の金属材やその他の補強部材を使用することが考えられる。また、張力抵抗に効率的な素材６０は、棒状のものに限定されず、板状のものであってもよい。また、縦方向、横方向いずれに設置してもよいし、縦横両方向に設置してもよい。
　炭化珪素構造体１を構成する別の実施例として、直方体形状の炭化珪素構造体形成用枠体１０、または、円柱形状の構造体形成用枠体１２、または、円柱形状用注入孔付き構造体形成用枠体１４の中に封入された酸化珪砂２０に、二酸化炭素３０を注入する。これにより、化学反応を起こして炭化珪素が形成され、ブロック体からなる炭化珪素構造体１が形成される。これに対して更に有機系素材からなる硬化剤４０を注入および／または塗布することが考えられる。炭化珪素構造体１は、硬化剤４０注入および塗布しない場合であっても一定の形状を維持するのに充分な強度を有するが、硬化剤４０を注入および／または塗布することにより、形成された炭化珪素構造体１をより外圧に強く崩れにくい強固なものとすることが可能となる。これにより、より強度に一定の形状を保つことができるので、建築の基礎など、充分な強度が求められる場面における広範な用途に利用する可能性が考えられる。
　更なる別の実施例として、上記各種枠体の中に封入された酸化珪砂２０に対して二酸化炭素３０を注入する際に、同時に珪酸ソーダ３６（珪酸ナトリウム）を注入し、反応させて炭化珪素構造体１を形成する事が可能である。珪酸ナトリウムは水溶性の物質であって、この濃水溶液は水ガラスと呼ばれる粘性の強い液体であり、粘度調整用の添加剤としての用途を有するものである。二酸化炭素３０と合わせて珪酸ナトリウムを酸化珪砂２０に注入することで、より強固な一定の形状を有する炭化珪素構造体１を形成することが可能となった。なお、炭化珪素構造体１に対して更に有機系素材からなる硬化剤４０を注入および／または塗布することも可能である。これにより、更に表面が崩れにくい強固な炭化珪素構造体１を形成することが可能となる。
　硬化剤４０としては、エポキシ樹脂またはウレタン等が利用可能と考えられる。これらの樹脂は、強度や取扱の観点から本発明の炭化珪素構造体１に用いる素材としては適していると考えられるが、これらに限定されるものではなく、強度が確保できるものであれば、その他の樹脂を用いてもよい。
　また、注入および／または塗布量も炭化珪素構造体１の用途に合わせて適宜調整することが可能であるが、炭化珪素構造体１に接する人に対する視覚的効果を大事にするということを考慮し、炭化珪素構造体１が有する珪砂の素材感を失わない程度に注入および／または塗布量を調整するのが望ましい。
　図９乃至図１１のように、等高線に沿うような形状で積層した櫛歯体からなる炭化珪素構造体７０を配置することも他の実施例として可能である。ここでは、図９のように、平面板に櫛歯体を立設した形状の櫛歯体からなる炭化珪素構造体７０を生成する。そして、図１０のように前記炭化珪素構造体７０を、櫛歯対が交互に並ぶような態様で高さ方向にせり出しながら積み重ねる。図１１のように、等高線に沿うような形状で積層していくことで、等高線のような構造体が出来上がる。これにより、強固かつ安定した壁面を構成することができ、内部を空間として使用可能となる。
　ブロック体からなる炭化珪素構造体１は、直方体形状の炭化珪素構造体形成用枠体１０の中に酸化珪砂２０を封入し、強度を高めるため、押圧力を加えて封入する。封入後は、封入口部分を水平になるように均等にならす。その後、二酸化炭素注入用蓋３１を被せ、炭酸ガスボンベ等を使用して、二酸化炭素注入孔３２より二酸化炭素３０を注入する。このとき、更に珪酸ソーダ３６（珪酸ナトリウム）を合わせて注入することもできる。二酸化炭素３０および／または珪酸ソーダ３６（珪酸ナトリウム）を注入し化学反応を起こさせた後、固化したブロック体からなる炭化珪素構造体１を直方体形状の炭化珪素構造体形成用枠体１０から取り出す。これにより、硬度、耐熱性および化学的安定性に優れた物質である一定の形状を維持した炭化珪素が形成され、ブロック体からなる炭化珪素構造体１が形成される。なお、炭化珪素構造体１に対しては、更に有機系素材からなる硬化剤４０を、型枠から取り出す前または後に、注入および／または塗布し、硬化させて、更に硬度を補強した一定の形状を有するブロック体に形成することもできる。
　円柱形状の構造体形成用枠体１２を用いる場合は、枠体１２に酸化珪砂２０を封入し、上部から押圧力を加えて強度を高める。その後、炭酸ガスボンベ等を使用して、二酸化炭素３０を円柱形状の構造体形成用枠体１２の上部開口から注入する。このとき、更に珪酸ソーダ３６（珪酸ナトリウム）を合わせて注入することも可能である。二酸化炭素３０および／または珪酸ソーダ３６（珪酸ナトリウム）を注入し化学反応を起こさせた後、固形化された一定の形状を有するブロック体からなる炭化珪素構造体１を円柱形状の構造体形成用枠体１２から取り出す。また、円柱形状用二酸化炭素注入用円形蓋３４を被せる実施例の場合は、炭酸ガスボンベ等を使用して、二酸化炭素３０および／または珪酸ソーダ３６（珪酸ナトリウム）を円柱形状用二酸化炭素注入用円形蓋３４および円柱形状用注入孔付き構造体形成用枠体１４に設けられた二酸化炭素注入孔３２から注入し、化学反応を起こさせた後、固形化されたブロック体からなる炭化珪素構造体１を円柱形状用注入孔付き構造体形成用枠体１４から取り出す。これにより、一定の形状を有する円筒形状の炭化珪素構造体１が形成される。なお、炭化珪素構造体１に対しては、更に有機系素材からなる硬化剤４０を、型枠から取り出す前または後に、注入および／または塗布し、硬化させて形成することも可能である。
　これにより、円筒形状からなる炭化珪素構造体１の反応形成時に酸素が形成されるため、炭化珪素構造体の形成過程において二酸化炭素の発生を防ぎ、却って酸素を放出するので、自然環境に優しい炭化珪素構造体の形成が可能となる。
　なお、ブロック体からなる炭化珪素構造体１を建築用材として用いる場合、直方体形状の炭化珪素構造体形成用枠体１０や円柱形状の構造体形成用枠体１２などの枠体を建築物の側壁部分等に直接配置することが可能となる。建築物の壁や柱または基礎等を建築現場で直接形成することが可能であって、容易に建築用材を提供できると同時に建築用材の運搬に係るコストを軽減でき、かつ、運搬時に生じる自然環境への負荷を軽減することが可能となる。
直方体形状のブロック体からなる炭化珪素構造体１を形成するための枠体の斜視図 二酸化炭素注入用蓋３１を設置した構造体形成用枠体１０の斜視図 円柱形状の構造体形成用枠体１２の斜視図 図３の断面図 円柱形状用注入孔付き構造体形成用枠体１４に用いる二酸化炭素注入用円形蓋３４の斜視図 図５の断面図 防水加工を施したブロック体からなる炭化珪素構造体１の斜視図 張力抵抗に効率的な素材６０を装備したブロック体からなる炭化珪素構造体１の斜視図 櫛歯体からなる炭化珪素構造体７０の斜視図 櫛歯体からなる炭化珪素構造体７０を積み重ねた状態を示す斜視図 櫛歯体からなる炭化珪素構造体７０の別の実施例を示す斜視図
　１　　　炭化珪素構造体
　１０　　構造体形成用枠体
　１２　　円柱形状の構造体形成用枠体
　１４　　円柱形状用注入孔付き構造体形成用枠体
　２０　　酸化珪砂
　３０　　二酸化炭素
　３１　　二酸化炭素注入用蓋
　３２　　二酸化炭素注入孔
　３４　　円柱形状用二酸化炭素注入用円形蓋
　３６　　珪酸ソーダ
　４０　　硬化剤
　５０　　防水加工部材
　６０　　張力抵抗に効率的な素材
　７０　　櫛歯体からなる炭化珪素構造体

Claims (11)

  1. 　枠型の中に封入された酸化珪素からなる酸化珪砂に二酸化炭素を注入し、反応させて生成した炭化珪素を一定の形状を有するブロック体に形成したことを特徴とする炭化珪素構造体。
  2. 　前記ブロック体は、建築用材として用いられることを特徴とする請求項１記載の炭化珪素構造体。
  3. 　前記ブロック体は、水密性を保つため、ブロックの一部分または全面に防水コーティング等の防水加工が施されていることを特徴とする請求項１および請求項２記載の炭化珪素構造体。
  4. 　前記ブロック体は、任意形状の型枠によって形成されたブロック体であることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の炭化珪素構造体。
  5. 　前記ブロック体は、それ自体が圧縮抵抗系の炭化珪素構造体として使用するための完成したブロック形状であるとともに、資材の引張り強度を有する炭化珪素構造体として使用するために、ブロック体の内部および側面（接合部）に張力抵抗のある素材および／または金属材を装備したことを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の炭化珪素構造体。
  6. 　枠型の中に酸化珪素からなる酸化珪砂を封入し、これに二酸化炭素を注入して反応させ、これより建築用資材として用いられる一定の形状を有する炭化珪素ブロック体を形成することを特徴とする炭化珪素構造体の製造方法。
  7. 　前記枠型は、建築物の側壁部分を形成する型枠であり、建築物の壁または柱または基礎を形成するために該型枠を壁または柱または基礎に直接設置することを特徴とする請求項６記載の炭化珪素構造体の製造方法。
  8. 　枠型の中に封入された酸化珪素からなる酸化珪砂に二酸化炭素を注入して、反応させ、さらに、有機系素材からなる硬化剤を注入および／または塗布した炭化珪素を一定の形状を有するブロック体に形成したことを特徴とする炭化珪素構造体。
  9. 　枠型の中に封入された酸化珪素からなる酸化珪砂に二酸化炭素および珪酸ソーダ（珪酸ナトリウム）を注入し、反応させて生成した炭化珪素を一定の形状を有するブロック体に形成したことを特徴とする炭化珪素構造体。
  10. 　前記炭化珪素構造体は、硬化剤を注入および／または塗布した炭化珪素を一定の形状を有するブロック体に形成したことを特徴とする請求項９記載の炭化珪素構造体。
  11. 　前記硬化剤は、エポキシ樹脂またはウレタンであることを特徴とする請求項８乃至請求項１０記載の炭化珪素構造体。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8839593B2 (en) * 2010-02-17 2014-09-23 Ply Gem Industries, Inc. Pre-cast blocks for use in column construction
US9988317B2 (en) 2016-08-16 2018-06-05 Go Team CCR LLC Structures constructed using coal combustion materials
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WO2023171713A1 (ja) * 2022-03-09 2023-09-14 国立大学法人東北大学 二酸化炭素の資源化方法及び固形炭化物の製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008150263A (ja) * 2006-12-20 2008-07-03 Tokai Carbon Co Ltd 炭化ケイ素粉末の製造方法
JP2010143771A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Shin-Etsu Chemical Co Ltd α型炭化ケイ素粒子の製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3523094A (en) * 1969-02-19 1970-08-04 Krause Milling Co Foundry cores comprising cereal binder and a critical amount of water
US5720614A (en) * 1996-03-18 1998-02-24 Pestano; Domingo Structure modeling members for sand figures
US20020190438A1 (en) * 2001-06-15 2002-12-19 Michael Landauer Process and kit for casting sand
US7055574B2 (en) * 2004-07-27 2006-06-06 Honeywell International Inc. Method of producing metal article having internal passage coated with a ceramic coating

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008150263A (ja) * 2006-12-20 2008-07-03 Tokai Carbon Co Ltd 炭化ケイ素粉末の製造方法
JP2010143771A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Shin-Etsu Chemical Co Ltd α型炭化ケイ素粒子の製造方法

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