▶ ソリディア テクノロジーズ インコーポレイテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-05-06
(45)【発行日】2022-05-16
(54)【発明の名称】コンディショニングされた硬化システムおよびその方法
(51)【国際特許分類】
B28B 11/24 20060101AFI20220509BHJP
B01D 53/26 20060101ALI20220509BHJP
E01C 5/08 20060101ALI20220509BHJP
【ＦＩ】
B28B11/24
B01D53/26 100
B01D53/26 230
E01C5/08
【請求項の数】
28
(21)【出願番号】P 2018562661
(86)(22)【出願日】2017-05-31
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2019-07-11
(86)【国際出願番号】 US2017035214
(87)【国際公開番号】W WO2017210294
(87)【国際公開日】2017-12-07
【審査請求日】2020-05-29
(31)【優先権主張番号】62/343,633
(32)【優先日】2016-05-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】515252684
【氏名又は名称】ソリディア テクノロジーズ インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＳＯＬＩＤＩＡ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ， ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100181847
【弁理士】
【氏名又は名称】大島 かおり
(72)【発明者】
【氏名】アンドレア セシリア モントーヤ ヒメネス
(72)【発明者】
【氏名】ヴァヒット アタカン
(72)【発明者】
【氏名】アンドレス マルティーニ
(72)【発明者】
【氏名】ジョージ マシュー ペリー
(72)【発明者】
【氏名】ケネス マイケル スミス
(72)【発明者】
【氏名】デヴィン パテン
(72)【発明者】
【氏名】ダニエル カストロ
(72)【発明者】
【氏名】シャレンドラ ナリネ
(72)【発明者】
【氏名】アヌジュ セス
(72)【発明者】
【氏名】ショーン キャムロン クイン
【審査官】神▲崎▼ 賢一
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９－１４９４５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／０２２５２２（ＷＯ，Ａ２）
【文献】国際公開第２０１５／０５１２４３（ＷＯ，Ａ２）
【文献】国際公開第２０１４／１６０１６８（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２８Ｂ １１／２４
Ｂ０１Ｄ ５３／２６
Ｅ０１Ｃ ５／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
プレキャストオブジェクトを硬化させる方法であって、ガスを収容することができるエンベロープ内にプレキャストオブジェクトを導入し、前記エンベロープは封止されているかまたは通気されており、
１次ガス循環ループを提供することであって、
前記エンベロープに、第１の状態でガスを導入し、
前記エンベロープ内のプレキャストオブジェクトの表面上に前記ガスを流してガスを第２の状態にし、該第２の状態で、ガスを第１のガスコンディショニングシステムに通して、ガスを第１の状態に戻し、前記第１のガスコンディショニングシステムは、ガスの温度を上昇させるために加熱ユニットにわたって第１の流量でガスを流し、相対湿度を低下させるために第２の流量で除湿ユニットを通ってガスを流すことを含み、
前記ガスを前記１次ガス循環ループに再循環させることを含み、
１以上の２次ガス循環ループを提供することであって、該２次ガス循環ループは、
前記エンベロープ内のガスを第３の状態で取り出し、該第３の状態のガスは、第１の状態と比較して、より低い温度、より高い相対湿度、および／またはより低い流量を有し、
それを第２のガスコンディショニングシステムに通して第４の状態に調整し、該第４の状態のガスは、第３の状態と比較して、より高い温度、より低い相対湿度、および／または異なる流量を有し、
第４の状態に調整した後の前記ガスをプレキャストオブジェクトの少なくとも別の表面にわたって流すことを含み、
硬化プレキャストオブジェクトを生成するのに十分な時間、プレキャストオブジェクトを硬化させ、
前記プレキャストオブジェクトは炭酸化可能なケイ酸カルシウム系セメントで作られ、前記ガスは二酸化炭素である、方法。
【請求項2】
前記２次ガス循環ループの少なくとも１つの前記第２のガスコンディショニングシステムは、前記エンベロープ内に位置される、請求項１の方法。
【請求項3】
複数の２次ガス循環ループを提供することを含む、請求項１または２の方法。
【請求項4】
前記第２のガスコンディショニングシステムと前記第１のガスコンディショニングシステムとは同じシステムである、請求項１から３のいずれかの方法。
【請求項5】
前記第２のガスコンディショニングシステムと前記第１のガスコンディショニングシステムとは異なるシステムである、請求項１から３のいずれかの方法。
【請求項6】
前記プレキャストオブジェクトの前記表面および別の表面をガスが通過することは、前記プレキャストオブジェクト内の空隙をガスが通過することを含む、請求項１から５のいずれかの方法。
【請求項7】
前記第２のガスコンディショニングシステムは、ガスの温度を上昇させる少なくとも１つの加熱ユニットを備える、請求項１から６のいずれかの方法。
【請求項8】
前記第２のガスコンディショニングシステムは、ガスの温度を上昇させる複数の加熱ユニットを備える、請求項７の方法。
【請求項9】
前記２次ガス循環ループは、ガスのフローを増加させる少なくとも１つのファンを備える、請求項１から８のいずれかの方法。
【請求項10】
前記第２のガスコンディショニングシステムは、ガスから湿気を除去して相対湿度を低下させるための除湿ユニットを備える、請求項１から９のいずれかの方法。
【請求項11】
前記除湿ユニットは、冷却器、乾燥剤、湿気除去を可能にする膜、またはこれらの２つ以上の組み合わせを備える、請求項１０の方法。
【請求項12】
ガスの前記第４の状態は、ガスの前記第１の状態と同じである、請求項１から１１のいずれかの方法。
【請求項13】
ガスの前記第３の状態は、ガスの前記第２の状態と同じである、請求項１から１１のいずれかの方法。
【請求項14】
ガスの前記第４の状態は、ガスの前記第１の状態と異なる、請求項１から１１のいずれかの方法。
【請求項15】
ガスの前記第３の状態は、ガスの前記第２の状態と異なる、請求項１から１１のいずれかの方法。
【請求項16】
前記プレキャストオブジェクトは、舗装材、ブロック、屋根タイル、および枕木からなる群から選択される複数のオブジェクトである、請求項１から１５のいずれかの方法。
【請求項17】
前記プレキャストオブジェクトは、その長手に沿って走る複数のチャネルを備える中空コアスラブである、請求項１から１５のいずれかの方法。
【請求項18】
前記第１の状態は、ガスの温度により特徴づけられ、該ガスの温度は２０℃から９９℃の間であり、および／またはガスの相対湿度により特徴づけられ、該ガスの相対湿度は０．１％から９９％の間であり、および／またはガスの流量により特徴づけられ、該ガスの流量は１ｋｇ／ｈｒ／ｍｔｏｎから１００ｋｇ／ｈｒ／ｍｔｏｎの間で蒸発速度を促進し、前記第２の状態は、ガスの温度により特徴づけられ、該ガスの温度は２０℃から９９℃の間であり、および／またはガスの相対湿度により特徴づけられ、該ガスの相対湿度は０．１％から９９％の間であり、および／またはガスの流量により特徴づけられ、該ガスの流量は１ｋｇ／ｈｒ／ｍｔｏｎから１００ｋｇ／ｈｒ／ｍｔｏｎの間で蒸発速度を促進し、
前記第３の状態は、ガスの温度により特徴づけられ、該ガスの温度は２０℃から９９℃の間であり、および／またはガスの相対湿度により特徴づけられ、該相対湿度は０．１％から９９％の間であり、および／またはガスの流量により特徴づけられ、該流量は１ｋｇ／ｈｒ／ｍｔｏｎから１００ｋｇ／ｈｒ／ｍｔｏｎの間で蒸発速度を促進し、
前記第４の状態は、ガスの温度により特徴づけられ、該ガスの温度は２０℃から９９℃の間であり、および／またはガスの相対湿度により特徴づけられ、該相対湿度は０．１％から９９％の間であり、および／またはガスの流量により特徴づけられ、該流量は１ｋｇ／ｈｒ／ｍｔｏｎから１００ｋｇ／ｈｒ／ｍｔｏｎの間で蒸発速度を促進する、請求項１から１７のいずれかの方法。
【請求項19】
プレキャストオブジェクトを硬化するための装置であって、ガスを収容することができるエンベロープであって、該エンベロープが封止または通気可能に構成されるエンベロープと、
前記エンベロープに接続される１次ガス循環ループであって、第１の状態にガスを戻すために、第２の状態にガスをコンディショニングすることが可能な１以上の第１のガスコンディショニングシステムを含む１次ガス循環ループであって、前記第１のガスコンディショニングシステムは、ガスの温度を上昇させるために加熱ユニットにわたって第１の流量でガスを流し、相対湿度を低下させるために第２の流量で除湿ユニットを通ってガスを流すことを含むように構成される、１次ガス循環ループと、
１以上の２次ガス循環ループとを含み、該２次ガス循環ループは、第３の状態でのガスを第４の状態に調整するための１以上の第２のガスコンディショニングシステムを含み、
第３の状態のガスは、第１の状態と比較して、より低い温度、より高い相対湿度、および／またはより低い流量を有し、第４の状態のガスは、第３の状態と比較して、より高い温度、より低い相対湿度、および／または異なる流量を有し、
１以上の２次ガス循環ループは、第４の状態に調整した後のガスをプレキャストオブジェクトの少なくとも別の表面にわたって流すように構成され、
前記プレキャストオブジェクトは炭酸化可能なケイ酸カルシウム系セメントで作られ、前記ガスは二酸化炭素である、装置。
【請求項20】
前記２次ガス循環ループの少なくとも１つの前記第２のガスコンディショニングシステムは、前記エンベロープ内に位置される、請求項１９の装置。
【請求項21】
複数の２次ガス循環ループを含む、請求項１９または２０の装置。
【請求項22】
前記第２のガスコンディショニングシステムと前記第１のガスコンディショニングシステムとは同じシステムである、請求項１９から２１のいずれかの装置。
【請求項23】
前記第２のガスコンディショニングシステムと前記第１のガスコンディショニングシステムとは異なるシステムである、請求項１９から２１のいずれかの装置。
【請求項24】
前記第２のガスコンディショニングシステムは、少なくとも１つの加熱ユニットを備える、請求項１９から２３のいずれかの装置。
【請求項25】
前記第２のガスコンディショニングシステムは、複数の加熱ユニットを備える、請求項２４の装置。
【請求項26】
前記２次ガス循環ループは、少なくとも１つのファンを備える、請求項１９から２５のいずれかの装置。
【請求項27】
前記第２のガスコンディショニングシステムは、除湿ユニットを備える、請求項１９から２６のいずれかの装置。
【請求項28】
前記除湿ユニットは、冷却器、乾燥剤、湿気除去を可能にする膜、またはこれらの２つ以上の組み合わせを備える、請求項２７の装置。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
優先権主張および関連特許出願
本出願は、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１６年５月３１日に出願された米国仮出願第６２／３４３，６３３号の優先権の利益を主張する。
本出願は、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１６年５月３１日に出願された米国仮出願第６２／３４３，６３３号の優先権の利益を主張する。
【0002】
本発明は、概して、複合材料の物品を製造するためのシステムおよび方法に関する。より具体的には、本発明は、固体内部を有する複合材料（例えば、炭酸化可能なケイ酸カルシウム系セメントで作られたプレキャストオブジェクト）または中空内部ダクト、チャネルおよびチャンバ、あるいは、空洞化を有する物品、並びに、建設、舗装や造園、インフラの様々な用途に適しており、そのように作られたプレキャストオブジェクトの最適なＣＯ２硬化を達成するためのガスフローおよびコンディショニングのための新規な装置および方法に関する。
【背景技術】
【0003】
コンクリートは世界で最も消費される人工材料である。舗装材、ブロック、中空コアスラブ、屋根タイル、曝気されたコンクリートブロックなどのプレキャストコンクリート製品は、建設、舗装および造園、インフラストラクチャおよび輸送に広く使用されている。
【0004】
典型的なコンクリート製品は、約１，４５０℃の焼結温度でロータリーキルン中で、ポルトランドセメント、粉砕された石灰石と粘土との混合物を燃焼させることにより製造された合成材料、または同様の組成の材料とともに砂や砕石などの骨材を水と混合することにより製造される。ポルトランドセメント製造は、エネルギー集約的な方法であるだけでなく、相当量の温室効果ガス（ＣＯ２）を排出する方法でもある。セメント産業は、世界の人為的ＣＯ２排出量の約５％を占めている。このようなＣＯ２の６０％以上は、石灰岩の化学分解または焼成から生じる。
【0005】
最近、炭酸化可能なケイ酸カルシウム材料に基づく革新的な形態のセメントが、伝統的なセメントおよびコンクリート製品の有望な代替物として浮上している。炭酸化可能なケイ酸カルシウム系セメントおよびコンクリート製品の製造は、ＣＯ２排出量およびエネルギー消費を大幅に削減する。さらに、この新しいセメントは、コンクリート製品を形成するための硬化プロセス中に炭酸化可能なケイ酸カルシウム材料と反応するためにＣＯ２が必要とされるため、コンクリート製品に硬化されたときにＣＯ２を隔離する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
今日製造されたほとんどのプレキャストオブジェクトは、従来のコンクリート製であり、経済的および環境的な両方の面で最適ではない。既存の生産技術は、エネルギー消費量が大きく、二酸化炭素排出量が多いため、好ましくないカーボンフットプリントを導く。
【0007】
従って、改善された製品品質、エネルギー消費及び望ましいカーボンフットプリントを有する新規なプレキャストオブジェクションシステムおよびプロセスの継続的な必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、固体内部を有する複合材料または中空内部ダクト、チャネルおよびチャンバ、あるいは、空洞化を有する物品、並びに、そのように作られたオブジェクトの最適なＣＯ２硬化を達成するためのガスフローおよびコンディショニングのための新規な装置および方法を提供する。
【0009】
一態様では、本発明は、概して、プレキャストオブジェクトを硬化する方法に関する。方法は、ガスを収容することができるエンベロープ内にプレキャストオブジェクトを導入し（例えば、エンベロープは封止されているかまたは通気されている）、１次ガス循環ループを提供し、１以上の２次ガス循環ループを提供し、硬化プレキャストオブジェクトを生成するのに十分な時間、プレキャストオブジェクトを硬化させることを含む。１次ガス循環ループは、エンベロープに、第１の状態でガス（例えば、ＣＯ２）を導入し、エンベロープ内のプレキャストオブジェクトの表面上に前記ガスを流してガスを第２の状態にし、ガスを第１の状態に戻すために第１のガスコンディショニングシステムを介して第２の状態でガスを通過させ、ガスを前記１次ガス循環ループに再循環させることを含む。２次ガス循環ループは、エンベロープ内のガスを第３の状態で取り出し、それを第２のガスコンディショニングシステムに通して第４の状態に調整し、第４の状態に調整した後のガスをプレキャストオブジェクトの少なくとも別の表面にわたって流すことを含む。
【0010】
いくつかの実施形態では、プレキャストオブジェクトは炭酸化可能なケイ酸カルシウム系セメントで作られ、ガスは二酸化炭素を含む。ガスは、二酸化炭素、水蒸気、空気、及び場合によっては他のガスからなることができる。二酸化炭素は、十分に高い純度で十分なガス量を供給することができる任意の便利な供給源から提供され得る。いくつかの実施形態では、二酸化炭素の供給源は、液体二酸化炭から生成されるガスである。いくつかの実施形態では、二酸化炭素の供給源は、高圧シリンダー内でガスの形態で提供されるガスである。いくつかの実施形態では、二酸化炭素の供給源は、精製された二酸化炭素の供給を提供するように処理される燃焼システムからの流出物である。いくつかの実施形態では、ガスは工業グレードの二酸化炭素を含む。いくつかの実施形態では、ガスは本質的に工業グレードの二酸化炭素からなる。
【0011】
いくつかの実施形態では、複数の２次ガス循環ループが存在する。
【0012】
いくつかの実施形態では、２次ガス循環ループの少なくとも１つの第２のガスコンディショニングシステムは、エンベロープ内に位置される。
【0013】
いくつかの実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムと第１のガスコンディショニングシステムとは同じシステムである。いくつかの実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムと第１のガスコンディショニングシステムとは異なるシステムである。
【0014】
いくつかの実施形態では、プレキャストオブジェクトの表面および別の表面をガスが通過することは、前記プレキャストオブジェクト内の空隙をガスが通過することを含む。
【0015】
いくつかの実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムは、ガスの温度を上昇させる少なくとも１つの加熱ユニットを備える。いくつかの実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムは、ガスの温度を上昇させる複数の加熱ユニットを備える。
【0016】
いくつかの実施形態では、２次ガス循環ループは、ガスのフローを増加させる少なくとも１つのファンを備える。いくつかの実施形態では、２次ガス循環ループは、ガスのフローを増加させる複数のファンを備える。いくつかの実施形態では、２次ガス循環ループは、残りの他のファンと比較して、反対方向にガスを流すように構成される少なくともいくつかのファンを備える。いくつかの実施形態では、２次ガス循環ループは、第１の速度でガスを流すように構成される少なくともいくつかのファンと、第１の速度とは異なる速度でガスを流すように構成される他のファンとを備える。
【0017】
いくつかの実施形態では、２次ガス循環ループは複数のファンを備え、隣り合うファンは２つの異なる速度で吹き出し、第１の吹き出しは速度１で、第２の吹き出しは速度２で吹き出す。いくつかの実施形態では、２つの異なる速度で吹き出す前記隣り合うファンを含む２次ガス循環ループは、反対方向にガスを吹き出す。いくつかの実施形態では、隣り合うファンを含む２次ガス循環ループは、少なくとも１つのファンに加熱エレメントを含む。
【0018】
いくつかの実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムは、ガスから湿気を除去して相対湿度を低下させるための除湿ユニットを備える。いくつかの実施形態では、除湿ユニットは、冷却器、乾燥剤、湿気除去を可能にする膜、またはこれらの２つ以上の組み合わせを備える。
【0019】
いくつかの実施形態では、ガスの第４の状態は、ガスの第１の状態と実質的に同じである。いくつかの実施形態では、ガスの第３の状態は、ガスの第２の状態と実質的に同じである。いくつかの実施形態では、ガスの第４の状態は、ガスの第１の状態と実質的に異なる。いくつかの実施形態では、ガスの第３の状態は、ガスの第２の状態と実質的に異なる。
【0020】
いくつかの実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムを通過した後の第４の状態のガスが、プレキャストオブジェクトの別の表面の上を流れ、前記プレキャストオブジェクトの別の表面は、第２のガスコンディショニングシステムを通過するためのエンベロープ内から得られるポイントに隣り合っている。
【0021】
いくつかの実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムを通過した後の第４の状態のガスが、プレキャストオブジェクトの別の表面の上を流れ、プレキャストオブジェクトの別の表面は、第２のガスコンディショニングシステムを通過するためのエンベロープ内から得られるポイントから離れているポイントにある。
【0022】
いくつかの実施形態では、プレキャストオブジェクトは、舗装材、ブロック、屋根タイル、および枕木からなる群から選択される複数のオブジェクトである。
【0023】
いくつかの実施形態では、プレキャストオブジェクトは、その長手に沿って走る複数のチャネルを備える中空コアスラブである。いくつかの実施形態では、中空コアスラブが約４から約１０のチャネルを備える。
【0024】
いくつかの実施形態では、第１の状態のガスは、中空コアスラブのチャネルを通ってエンベロープ内に導入される。いくつかの実施形態では、第１の状態のガスは、中空コアスラブの上部または側面から前記エンベロープ内に導入される。いくつかの実施形態では、第１の状態のガスは、鋳造ベッドを通ってスラブの底からエンベロープ内に導入される。
【0025】
いくつかの実施形態では、第１の状態は、ガスの温度により特徴づけられ、該ガスの温度は約２０℃から約９９℃の間であり、および／またはガスの相対湿度により特徴づけられ、該ガスの相対湿度は約０．１％から約９９％の間であり、および／またはガスの流量により特徴づけられ、該流量は約１ｋｇ／ｈｒ／ｍｔｏｎから約１００ｋｇ／ｈｒ／ｍｔｏｎの間で蒸発速度を促進する。
【0026】
いくつかの実施形態では、第２の状態は、ガスの温度により特徴づけられ、該ガスの温度は約２０℃から約９９℃の間であり、および／またはガスの相対湿度により特徴づけられ、該ガスの相対湿度は約０．１％から約９９％の間であり、および／またはガスの流量により特徴づけられ、該流量は約１ｋｇ／ｈｒ／ｍｔｏｎから約１００ｋｇ／ｈｒ／ｍｔｏｎの間で蒸発速度を促進する。
【0027】
いくつかの実施形態では、第３の状態は、ガスの温度により特徴づけられ、該ガスの温度は約２０℃から約９９℃の間であり、および／またはガスの相対湿度により特徴づけられ、該ガスの相対湿度は約０．１％から約９９％の間であり、および／またはガスの流量により特徴づけられ、該流量は約１ｋｇ／ｈｒ／ｍｔｏｎから約１００ｋｇ／ｈｒ／ｍｔｏｎの間で蒸発速度を促進する。
【0028】
いくつかの実施形態では、第４の状態は、ガスの温度により特徴づけられ、該ガスの温度は約２０℃から約９９℃の間であり、および／またはガスの相対湿度により特徴づけられ、該ガスの相対湿度は約０．１％から約９９％の間であり、および／またはガスの流量により特徴づけられ、該流量は約１ｋｇ／ｈｒ／ｍｔｏｎから約１００ｋｇ／ｈｒ／ｍｔｏｎの間で蒸発速度を促進する。
【0029】
別の態様では、本発明は、概して、プレキャストオブジェクトを硬化する方法に関する。方法は、ガスを収容することができるエンベロープ内にプレキャストオブジェクトを導入し、エンベロープは封止されているか又は通気されており、１次ガス循環ループを提供することであって、硬化プレキャストオブジェクトを生成するのに十分な時間、プレキャストオブジェクトを硬化させることを含む。１次ガス循環ループは、エンベロープに、第１の状態でガスを導入し、エンベロープ内のプレキャストオブジェクトの表面上にガスを流してガスを第２の状態にし、ガスを第１の状態に戻すために第１のガスコンディショニングシステムを介して第２の状態で前記ガスを通過させ、ガスを前記一次ガス循環ループに再循環させることを含む。第１のガスコンディショニングシステムは、ガスの温度を上昇させるために加熱ユニットにわたって第１の流量でガスを流し、相対湿度を低下させるために第２の流量で除湿ユニットを通ってガスを流すことを含む。
【0030】
いくつかの実施形態では、プレキャストオブジェクトは炭酸化可能なケイ酸カルシウム系セメントで作られ、ガスは二酸化炭素を含む。好ましい実施形態では、ガスは工業グレードの二酸化炭素を含む。好ましい実施形態では、ガスは実質的に工業グレードの二酸化炭素からなる。
【0031】
いくつかの実施形態では、プレキャストオブジェクトの表面をガスが通過することは、プレキャストオブジェクト内の空隙をガスが通過することを含む。
【0032】
いくつかの実施形態では、プレキャストオブジェクトは、舗装材、ブロック、屋根タイル、および枕木からなる群から選択される複数のオブジェクトを含む。
【0033】
いくつかの実施形態では、プレキャストオブジェクトは、その長手に沿って走る複数のチャネルを備える中空コアスラブである。ある実施形態では、プレキャストオブジェクトにおける空隙は、中空コアスラブの長手に沿って走る複数のチャネルの少なくとも１つである。ある実施形態では、中空コアスラブが約４から約１０のチャネルを備える。
【0034】
いくつかの実施形態では、ヒーターにわたる第１の速度でのガスのフローと除湿ユニットを通る第２の速度でのガスのフローは、並列してセットアップされている。
【0035】
いくつかの実施形態では、１次ガス循環ループのフローの方向は、前記プレキャストオブジェクトの硬化中に方向を変化させる。
【0036】
いくつかの実施形態では、第１の状態は、ガスの温度により特徴づけられ、該ガスの温度は約２０℃から約９９℃の間であり、および／またはガスの相対湿度により特徴づけられ、該ガスの相対湿度は約０．１％から約９９％の間であり、および／またはガスの流量により特徴づけられ、該流量は約１ｋｇ／ｈｒ／ｍｔｏｎから約１００ｋｇ／ｈｒ／ｍｔｏｎの間で蒸発速度を促進する。
【0037】
いくつかの実施形態では、第２の状態は、ガスの温度により特徴づけられ、該ガスの温度は約２０℃から約９９℃の間であり、および／またはガスの相対湿度により特徴づけられ、該相対湿度は約０．１％から約９９％の間であり、および／またはガスの流量により特徴づけられ、該流量は約１ｋｇ／ｈｒ／ｍｔｏｎから約１００ｋｇ／ｈｒ／ｍｔｏｎの間で蒸発速度を促進する。
【0038】
さらに別の態様では、本発明は、概して、本明細書に記載される方法により製造された硬化プレキャストオブジェクトに関する。
【0039】
いくつかの実施形態では、硬化プレキャストオブジェクトは硬化中空コアスラブである。ある実施形態では、硬化中空コアスラブは少なくとも約５０メートルの連続した長さを有する。ある実施形態では、硬化中空コアスラブは少なくとも約７５メートルの連続した長さを有する。ある実施形態では、硬化中空コアスラブは少なくとも約１００メートルの連続した長さを有する。ある実施形態では、硬化中空コアスラブは約３０ＭＰａより大きい圧縮強度により特徴づけられる。
【0040】
さらにまた別の態様では、本発明は、概して、プレキャストオブジェクトを硬化するための装置に関する。装置は、ガスを収容することができるエンベロープであって、該エンベロープが封止または通気可能に構成されるエンベロープと、エンベロープに接続される１次ガス循環ループであって、第１の状態にガスを戻すために、第２の状態にガスをコンディショニングすることが可能な１以上の第１のガスコンディショニングシステムを含む１次ガス循環ループと、１以上の２次ガス循環ループとを含み、該２次ガス循環ループは、第３の状態でのガスを第４の状態に調整するための１以上の第２のガスコンディショニングシステムを含む。
【0041】
いくつかの実施形態では、２次ガス循環ループの少なくとも１つの前記第２のガスコンディショニングシステムは、前記エンベロープ内に位置される。ある実施形態では、装置は、複数の２次ガス循環ループを含む。
【0042】
いくつかの実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムと第１のガスコンディショニングシステムとは同じシステムである。ある実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムと第１のガスコンディショニングシステムとは異なるシステムである。
【0043】
いくつかの実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムは、少なくとも１つの加熱ユニットを備える。ある実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムは、複数の加熱ユニットを備える。
【0044】
いくつかの実施形態では、２次ガス循環ループは、少なくとも１つのファンを備える。ある実施形態では、２次ガス循環ループは、複数のファンを備える。ある実施形態では、２次ガス循環ループは、残りの他のファンと比較して、反対方向にガスを流すように構成される少なくともいくつかのファンを備える。ある実施形態では、２次ガス循環ループは、第１の速度でガスを流すように構成される少なくともいくつかのファンと、前記第１の速度とは異なる速度でガスを流すように構成される他のファンとを備える。
【0045】
いくつかの実施形態では、２次ガス循環ループは複数のファンを備え、隣り合うファンは２つの異なる速度で吹き出し、第１の吹き出しは速度１で、第２の吹き出しは速度２で吹き出す。いくつかの実施形態では、２つの異なる速度で吹き出す前記隣り合うファンを含む前記２次ガス循環ループは、反対方向にガスを吹き出す。いくつかの実施形態では、隣り合うファンを含む前記２次ガス循環ループは、少なくとも１つのファンに加熱エレメントを含む。
【0046】
いくつかの実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムは、除湿ユニットを備える。ある実施形態では、除湿ユニットは、冷却器、乾燥剤、湿気除去を可能にする膜、またはこれらの２つ以上の組み合わせを備える。
【0047】
本発明の目的および特徴は、以下に説明する図面および特許請求の範囲を参照することにより、よりよく理解することができる。図面は必ずしも縮尺通りではなく、その代わりに、概して本発明の原理を例示することが重要視されている。図面では、様々な視点を通して同様の部品を示すために同じ番号が使用されている。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図7】図７は、化合物ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ２およびＣＯ２の間の相関係を示す四面体図であり、Ｃｃ－Ｄｉ－ＷｏおよびＣｃ－Ｗｏ－Ｍｏ面（陰影付き）の下のＣＯ２欠乏領域を示し、Ｃｃはカルサイト、Ｗｏはウォラストナイト、Ａｋはアケルマナイト、Ｄｉはジオプサイド、Ｍｏはモンチセライト（ＣａＭｇＳｉＯ４）を示す。
【図8】図８は、カルサイト（Ｃｃ）、ジオプサイド（Ｄｉ）、フォルステライト（Ｆｏ）、モンチセライト（Ｍｏ）、アケルマナイト（Ａｋ）、およびＣＯ２相を含む４次不変点から発する一変曲線による、化合物ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、およびＣＯ２間の相関係を示す圧力－温度相図である。挿入図は、ＣａＣＯ３、ＭｇＯ、およびＳｉＯ２の３つの化合物系の相図である。
【図53】図５３は、中空コアスラブの３つのセクションの実施形態を示しており、３２メートルの長さの硬化した中空コアスラブから得られた、下の２つが９メートルの長さのもの、上の１つが６メートルの長さのものである。
【図56】図５６は、ファンを備えた３００フィート／９０メートルの長さの中空コアスラブの図を示し、他のすべてのプレナムは、スラブを通る流れを駆動するファンを有する。タープはガスを導入する主供給源を１つのみ有する。
【図58】図５８は、ファンを備えた３００フィート／９０メートルの長さの中空コアスラブの模式図を示し、タープはガス供給源と２つのガス除去アーチファクトを有する。プレナムは循環ループのために、それらの中にファンを有する。
【発明を実施するための形態】
【0049】
本発明は、固体内部を有する複合材料または中空内部ダクト、チャネルおよびチャンバ、あるいは、空洞化を有する物品、並びに、そのように作られたオブジェクトの最適なＣＯ２硬化を達成するためのガスフローおよびコンディショニングのための新規な装置および方法を提供する。
【0050】
炭酸化ケイ酸カルシウムベースのセメントから製造されたコンクリート製品は、水硬性セメントから製造された従来のコンクリート製品の代替品として役立つことができる新規クラスのコンクリート製品である。開示された硬化システムおよび方法は、これらの非コンフェデートコンクリート製品が、柔軟な設備および生産要件を伴う大規模生産に適しているので、より効率的かつ費用効果の高い製造を可能にする。改良されたエネルギー消費及びより望ましいカーボンフットプリントを介して、建築、舗装及び造園から、インフラ及び輸送まで、幅広い用途が本発明の恩恵を受けることができる。
【0051】
本発明は、炭酸化可能な（発泡性の）ケイ酸カルシウムセメントを使用して製造された舗装材、ブロック、中空コアスラブ、屋根タイル、気泡入りコンクリートブロックなどのこれらに限定されないプレキャストオブジェクトを硬化するために利用される異なるガス循環システムを包含する。炭酸化可能なケイ酸カルシウムセメントを使用して製造されたプレキャストオブジェクトは、セメントを水の存在下で二酸化炭素ガスと反応させることによって硬化される。
【0052】
本明細書に開示された装置および方法は、ガス圧力勾配、流れのパターンと速度、ＣＯ２（ｇ）濃度勾配、温度勾配の制御、および湿度勾配の制御などの制御を含むが、これに限定されない、炭酸化可能なケイ酸カルシウムセメントからのプレキャストオブジェクトの大規模生産に直面する多くの困難な問題に取り組む。これらの要因の適切な制御と規制は、製品品質の向上と生産の拡大に不可欠である。
炭酸化可能なケイ酸カルシウムセメントのプレキャストオブジェクト
炭酸化可能なケイ酸カルシウムセメントのプレキャストオブジェクト
【0053】
ここで使用されるプレキャストオブジェクトは、炭酸化可能なケイ酸カルシウムセメントから作られている。本明細書で用いられる炭酸化可能なケイ酸カルシウムセメント組成物は、好ましくは水和しないことに留意されたい。しかしながら、少量の水和可能なケイ酸カルシウム相（例えば、Ｃ２Ｓ、Ｃ３ＳおよびＣａＯ）が存在してもよい。Ｃ２Ｓは、水に暴露されると水和速度が遅く、ＣＯ２硬化プロセス中に急速にＣａＣＯ３に変換される。Ｃ３ＳおよびＣａＯは、水に曝されると迅速に水和するので、＜５質量％に制限されるべきである。
【0054】
本明細書で使用する「ケイ酸カルシウム」材料という用語は、一般に、ケイ酸カルシウム相の１つ以上の群からなる天然に存在するミネラルまたは合成材料を指す。本明細書で使用される「炭酸化可能な」とは、本明細書に開示される条件下で炭酸化反応によってＣＯ２と反応する物質を指す。物質は、本明細書に開示された条件下で炭酸化反応によってＣＯ２と反応しない場合、「非炭酸化性」である。例示的な炭酸化可能なケイ酸カルシウム相には、ＣＳ（ウォラストナイトまたはシュードウォラストナイト（擬珪灰石）、場合により、配合されたＣａＳｉＯ３またはＣａＯ・ＳｉＯ２を配合）、Ｃ３Ｓ２（ランキナイト、場合により、配合されたＣａ３Ｓｉ２Ｏ７または３ＣａＯ・２ＳｉＯ２として処方される）、Ｃ２Ｓ（ビーライト、β－Ｃａ２ＳｉＯ４またはラルナイト、Ｃａ７Ｍｇ（ＳｉＯ４）４またはブリジガイト（ｂｒｅｄｉｇｉｔｅ）、α－Ｃａ２ＳｉＯ４またはγ－Ｃａ２ＳｉＯ４であり、場合により、配合されたＣａ２ＳｉＯ４または２ＣａＯ・ＳｉＯ２として時々処方される）が含まれる。アモルファス相はまた、それらの組成に応じて炭酸化可能であり得る。これらの材料の各々は、１つ以上の他の金属イオンおよび酸化物（例えば、アルミニウム、マグネシウム、鉄または酸化マンガン）、またはそれらの混合物を含むことができ、微量（１％）～約５０重量％またはそれ以上の範囲の天然または合成の形態のケイ酸マグネシウムの量を含むことができる。例示的な非炭酸化または不活性相は、メリライト（（Ｃａ、Ｎａ、Ｋ）２［（Ｍｇ、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ａｌ、Ｓｉ）３Ｏ７］）および結晶質シリカ（ＳｉＯ２）を含む。
【0055】
ケイ酸カルシウム組成物に含まれる炭酸化可能なケイ酸カルシウム相は、水に暴露されたときに水和しない。このため、ケイ酸カルシウム組成物を結合剤として使用して製造された複合材料は、水と組み合わせた場合に顕著な強度を生じない。強度の生成は、複合材料を含むケイ酸カルシウム組成物をＣＯ２の存在下で特定の硬化レジームに曝すことによって制御される。
【0056】
本明細書に開示されるケイ酸カルシウム組成物、相および方法は、ケイ酸カルシウム相の代わりにまたはケイ酸カルシウム相に加えてケイ酸マグネシウム相を使用するために採用され得ることを理解されたい。本明細書で使用される場合、用語「ケイ酸マグネシウム」は、例えば、Ｍｇ２ＳｉＯ４（「フォルステライト（ｆｏｓｔｅｒｉｔｅ）」としても知られている）およびＭｇ３Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）２（「タルク」としても知られている）およびＣａＭｇＳｉＯ４（「モンチセライト」としても知られている）を含む、マグネシウム－ケイ素含有化合物の１つ以上の群で構成される天然に存在するミネラルまたは合成材料を指し、それぞれの材料は、１つ以上の他の金属イオンおよび酸化物（例えば、カルシウム、アルミニウム、鉄または酸化マンガン）、もしくはそれらの混合物を含むことができ、または、微量（１％）～約５０重量％もしくはそれ以上の範囲の天然または合成の形態のケイ酸カルシウムの量を含むことができる。
【0057】
例示的な実施形態では、粉砕ケイ酸カルシウム組成物が使用される。粉砕ケイ酸カルシウム組成物は、約１μｍ～約１００μｍの平均粒径（例えば、約１μｍ～約８０μｍ、約１μｍ～約６０μｍ、約１μｍ～約５０μｍ、約１μｍ～約４０μｍ、約１μｍ～約３０μｍ、約１μｍ～約２０μｍ、約１μｍ～約１０μｍ、約１μｍ～約５μｍ、約５μｍ～約９０μｍ、約５μｍ～約８０μｍ、約５μｍ～約７０μｍ、約５μｍ～約６０μｍ、約５μｍ～約５０μｍ、約５μｍ～約４０μｍ、約１０μｍ～約８０μｍ、約１０μｍ～約７０μｍ、約１０μｍ～約６０μｍ、約１０μｍ～約５０μｍ、約１０μｍ～約４０μｍ、約１０μｍ～約３０μｍ、約１０μｍ～約２０μｍ、約１μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ）、約０．５ｇ／ｍＬ～約３．５ｇ／ｍＬ（ゆるみ、例えば、０．５ｇ／ｍＬ、１．０ｇ／ｍＬ、１．５ｇ／ｍＬ、２．０ｇ／ｍＬ、２．５ｇ／ｍＬ、２．８ｇ／ｍＬ、３．０ｇ／ｍＬ、３．５ｇ／ｍＬ）および約１．０ｇ／ｍＬ～約１．２ｇ／ｍＬ（先細）のかさ密度、約１５０ｍ２／ｋｇ～約７００ｍ２／ｋｇ（例えば、１５０ｍ２／ｋｇ、２００ｍ２／ｋｇ、２５０ｍ２／ｋｇ、３００ｍ２／ｋｇ、３５０ｍ２／ｋｇ、４００ｍ２／ｋｇ、４５０ｍ２／ｋｇ、５００ｍ２／ｋｇ、５５０ｍ２／ｋｇ、６００ｍ２／ｋｇ、６５０ｍ２／ｋｇ、７００ｍ２／ｋｇ）のブレーン表面積を有してもよい。
【0058】
本発明のケイ酸カルシウム組成物の炭酸化の例示的な実施形態では、使用される粉砕ケイ酸カルシウム粒子は、粒度分布の体積分布において１μｍより大きい累積１０％直径を有する粒度を有する。
【0059】
任意の適切な凝集体を使用して、本発明の炭酸化可能な組成物、例えば、酸化カルシウム含有材料またはシリカ含有材料から複合材料を形成することができる。典型的な凝集体は、トラップ・ロック、建設用砂、玉砂利等の不活性材料を含む。特定の好ましい実施形態では、パーライトまたはバーミキュライトのような軽量の骨材も骨材として使用することができる。産業廃棄物（例えば、フライアッシュ、スラグ、シリカフューム）のような材料も、微細な充填材として使用することができる。
【0060】
複数の凝集体は、任意の適切な平均粒径および粒度分布を有し得る。特定の実施形態において、複数の凝集体は、約０．２５ｍｍ～約２５ｍｍ（例えば、約５ｍｍ～約２０ｍｍ、約５ｍｍ～約１８ｍｍ、約５ｍｍ～約１５ｍｍ、約５ｍｍ～約１２ｍｍ、約７ｍｍ～約２０ｍｍ、約１０ｍｍ～約２０ｍｍ、約１／８”、約１／４”、約３／８”、約１／２”、約３／４”）の範囲の平均粒子サイズを有する。
【0061】
複合材料には化学的混合物を含めることもできる。例えば、可塑剤、遅延剤、促進剤、分散剤および他のレオロジー改質剤を含む。ＢＡＳＦ（登録商標）ケミカルズ社のＧｌｅｎｉｕｍ（商標）７５００およびＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ社のＡｃｕｍｅｒ（商標）のような特定の商業的に入手可能な化学混合物も含まれ得る。特定の実施形態では、所望の複合材料に応じて、１つ以上の顔料を結合マトリックス中に均一に分散させるか、または実質的に不均一に分散させることができる。顔料は、例えば、種々の金属の酸化物（例えば、黒色酸化鉄、酸化コバルトおよび酸化クロム）を含む任意の好適な顔料であり得る。顔料は、例えば、黒色、白色、青色、灰色、ピンク色、緑色、赤色、黄色および茶色から選択される任意の色（単数）または色（複数）であり得る。顔料は、所望の複合材料に応じて、例えば約０．０重量％～約１０重量％の範囲の量で、任意の適切な量で存在することができる。
炭酸化可能なケイ酸カルシウムセメントの炭酸化
炭酸化可能なケイ酸カルシウムセメントの炭酸化
【0062】
炭酸化可能な組成物の主な有用性は、炭酸化して様々な用途に有用な複合材料を形成することができることである。以下の反応は、本明細書に開示されるケイ酸カルシウムの炭酸化の間に起こると考えられる。
ＣａＳｉＯ３（ｓ）＋ＣＯ２（ｇ）→ＣａＣＯ３（ｓ）＋ＳｉＯ２（ｓ）
…（１）
Ｃａ３Ｓｉ２Ｏ７（ｓ）＋３ＣＯ２（ｇ）→３ＣａＣＯ３（ｓ）＋２ＳｉＯ２（ｓ）…（２）
Ｃａ２ＳｉＯ４（ｓ）＋２ＣＯ２（ｇ）→２ＣａＣＯ３（ｓ）＋ＳｉＯ２（ｓ）
…（３）
ＣａＳｉＯ３（ｓ）＋ＣＯ２（ｇ）→ＣａＣＯ３（ｓ）＋ＳｉＯ２（ｓ）
…（１）
Ｃａ３Ｓｉ２Ｏ７（ｓ）＋３ＣＯ２（ｇ）→３ＣａＣＯ３（ｓ）＋２ＳｉＯ２（ｓ）…（２）
Ｃａ２ＳｉＯ４（ｓ）＋２ＣＯ２（ｇ）→２ＣａＣＯ３（ｓ）＋ＳｉＯ２（ｓ）
…（３）
【0063】
一般に、ＣＯ２は、水のような浸透流体に溶解する気相として導入される。
ＣＯ２の溶解は、溶液中のｐＨを低下させる酸性の炭酸（炭酸、Ｈ２ＣＯ３など）を形成する。弱酸性溶液は、ケイ酸カルシウム相からのカルシウム種を不当に溶解する。カルシウムは、カルシウム含有非晶質相から同様のメカニズムによって浸出することができる。放出されたカルシウムカチオンおよび解離されたカーボネート種は、不溶性カーボネートの沈殿をもたらす。シリカに富む層は、カルシウム枯渇層として鉱物粒子上に残ると考えられている。
ＣＯ２の溶解は、溶液中のｐＨを低下させる酸性の炭酸（炭酸、Ｈ２ＣＯ３など）を形成する。弱酸性溶液は、ケイ酸カルシウム相からのカルシウム種を不当に溶解する。カルシウムは、カルシウム含有非晶質相から同様のメカニズムによって浸出することができる。放出されたカルシウムカチオンおよび解離されたカーボネート種は、不溶性カーボネートの沈殿をもたらす。シリカに富む層は、カルシウム枯渇層として鉱物粒子上に残ると考えられている。
【0064】
本明細書に開示されるこれらのまたは他の任意のＣＯ２炭酸化反応から生成されるＣａＣＯ３は、いくつかのＣａＣＯ３多形体（例えば、カルサイト、アラゴナイトおよびバテライト）の１つ以上として存在し得る。ＣａＣＯ３粒子は、好ましくはカルサイトの形であるが、アラゴナイトまたはバテライトとして、または２つまたは３つの多形体（例えば、カルサイト／アラゴナイト、カルサイト／バテライト、アラゴナイト／バテライト、またはカルサイト／アラゴナイト／バテライト）の組み合わせとして存在してもよい。
【0065】
所望の炭酸化の結果に応じて、任意の適切な程度のＣＯ２を使用することができる。例えば、Ｐｒａｘａｉｒ、Ｉｎｃ．、Ｌｉｎｄｅ ＡＧ、Ａｉｒ Ｌｉｑｕｉｄｅなどの様々な異なる工業ガス会社から市販されている約９９％の純度の工業用二酸化炭素を使用することができる。ＣＯ２供給は、所望の蒸気圧、例えば約３００ＰＳＩＧを維持するような温度に調整された液体二酸化炭素の形態の大きな加圧保持タンクに保持されてもよい。このガスは、次に、ＣＯ２硬化（炭酸化）エンクロージャまたはチャンバに配管される。最も簡単なシステムでは、ＣＯ２はエンクロージャ内の周囲空気を移動させるのに十分な制御された速度でエンクロージャ内を流れる。一般に、パージ時間は、エンクロージャーのサイズおよびＣＯ２ガスが供給される速度に依存する。多くのシステムでは、空気の囲いをパージするこの方法は、ＣＯ２濃度を妥当なレベルまで得るために数分で測定された時間で実行され、その後に硬化が実行され得る。単純なシステムでは、次いで、硬化反応を駆動するのに十分なＣＯ２濃度を維持するように、所定の速度でＣＯ２ガスを系内に供給する。
【0066】
炭酸化は、例えば、複合材料の様々な成分を一緒に保持する結合要素を生成するために、制御された熱水相焼結（ＨＬＰＳ）方法によってＣＯ２と反応させて実施することができる。例えば、好ましい実施形態では、ＣＯ２が反応種として使用され、既存の製造技術に比類のないカーボンフットプリントで、二酸化炭素の隔離および製造された複合材料中の結合元素の生成を行う。ＨＬＰＳ方法は、化学反応の自由エネルギーおよび結晶成長によって生じる表面エネルギー（面積）の減少によって熱力学的に駆動される。ＨＬＰＳ方法の動力学は、高融点流体または高温固体媒体を使用する代わりに、反応種を輸送するために溶液（水性または非水性）が使用されるため、低温で合理的な速度で進行する。
【0067】
ＨＬＰＳ、炭酸化可能なケイ酸塩ベースのセメント、炭酸化および結合要素の形成、その装置およびプロセス、および関連する話題の様々な特徴についての議論は、米国特許第８１１４３６７号、米国特許出願公開第２００９／０１４３２１１号（出願番号１２／２７１，５６６）、米国特許出願公開第２０１１／０１０４４６９号（出願番号１２／９８４，２９９）、米国特許出願公開第２００９／０１４２５７８号（出願番号１２／２７１，５１３）、米国特許出願公開第２０１３／０１２２２６７号（出願番号１３／４１１，２１８）、米国特許出願公開第２０１２／０３１２１９４号（出願番号１３／４９１，０９８）、ＷＯ２００９／１０２３６０（ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０８３６０６）、ＷＯ２０１１／０５３５９８（ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５４１４６）、ＷＯ２０１１／０９０９６７（ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０２１６２３）、２０１２年１０月１日に出願された米国仮特許出願第６１／７０８，４２３号、および米国特許出願公開第２０１４／０１２７４５０号（出願番号１４／０４５，７５８）、米国特許出願公開第２０１５／０２６６７７８号（出願番号１４／０４５，５１９）、米国特許出願公開第２０１４／０１２７４５８号（出願番号１４／０４５，７６６）、米国特許出願公開第２０１４／０３４２１２４号（出願番号１４／０４５，５４０）、米国特許出願公開第２０１４／０２７２２１６号（出願番号１４／２０７，４１３）、米国特許出願公開第２０１４／０２６３６８３号（出願番号１４／２０７，４２１）、米国特許出願公開第２０１４／０３１４９９０号（出願番号１４／２０７，９２０）、米国特許第９，２２１，０２７号（出願番号１４／２０９，２３８）、米国特許出願公開第２０１４／０３６３６６５号（出願番号１４／２９５，６０１）、米国特許出願公開第２０１４／０３６１４７１号（出願番号１４／２９５，４０２）、米国特許出願公開第２０１６／０３５５４３９号（出願番号１４／５０６，０７９）、米国特許出願公開第２０１５／０２２５２９５号（出願番号１４／６０２，３１３）、米国特許出願公開第２０１５／００５６４３７号（出願番号１４／４６３，９０１）、米国特許出願公開第２０１６／０１６８７２０号（出願番号１４／５８４，２４９）、米国特許出願公開第２０１５／０３３６８５２号（出願番号１４／８１８，６２９）、米国特許出願公開第２０１６／００３１７５７号（出願番号１４／８１７，１９３）、米国特許出願公開第２０１６／０２７２５４４号（出願番号１５／０７４，６５９）、米国特許出願公開第２０１６／００９６７７３号（出願番号１４／８７４，３５０）、米国特許出願公開第２０１６／０３４０２６１号（出願番号１４／７１５，４９７）、米国特許出願公開第２０１６／０２７２５４５号（出願番号１５／０７４，６９２）、米国特許出願公開第２０１７／０１０２３７３号（出願番号１５／２９０，３２８）、米国特許出願公開第２０１７／０１２１２２３号（出願番号１５／３３５，５２０）、２０１７年１月１８日に出願された米国特許出願第１５／４０９，３５２号、２０１７年３月３日に出願された米国特許出願第１５／４４９，７３６号、２０１７年３月６日に出願された米国特許出願第１５／４５１，３４４号、２０１７年５月５日に出願された米国特許出願第１５／５８７，７０５号に見出すことができ、これらの各々は、すべての目的のためにその全体が参照により本明細書に明示的に援用されている。
【0068】
図１～８は、説明した材料のいくつかの間の様々な相の相互関係を示す相図である。
結合要素
結合要素
【0069】
炭酸化方法は、１つ以上のタイプの微細構造を有する複数の接合要素を微視的に含む炭酸化複合材料を生成する。集合的に、複数の結合要素は、相互接続されたボンディングマトリクスを形成し、ボンディング強度を生成し、複合材料を保持する。例えば、微細構造結合要素は、ＣａＣＯ３粒子によって完全にまたは部分的に包まれた、変化する厚さのシリカが豊富な（シリカリッチ）リムによって完全または部分的に取り囲まれたケイ酸カルシウムの未反応の炭酸化可能な相のコアを含む結合要素；ＣａＣＯ３粒子によって完全にまたは部分的に包まれた、変化する厚さのシリカに富むリムによって完全または部分的に取り囲まれたケイ酸カルシウムの炭酸化可能な相の炭酸化によって形成されたシリカのコアを含む結合要素；ケイ酸カルシウムの炭酸化可能な相の炭酸化によって形成され、ＣａＣＯ３粒子によって完全にまたは部分的に包まれたシリカのコアを含む結合要素；ＣａＣＯ３粒子によって完全または部分的に包まれた非炭化水素相のコアを含む結合要素；ケイ酸カルシウムおよび部分的に反応したケイ酸カルシウムの炭酸化可能な相の炭酸化により形成されたシリカからなる多相コアを含む結合要素であって、この多相コアは、ＣａＣＯ３粒子によって完全にまたは部分的に包まれた、変化する厚さのシリカが豊富なリムによって完全にまたは部分的に取り囲まれている；非炭酸化可能な相および部分的に反応したケイ酸カルシウムからなる多相コアを含む結合要素であって、この多相コアは、ＣａＣＯ３粒子によって完全にまたは部分的に包まれた、変化する厚さのシリカが豊富なリムによって完全にまたは部分的に取り囲まれている；別個のコアを有さない部分的に反応したケイ酸カルシウムの粒子と、ＣａＣＯ３粒子によって包まれたシリカリムとを含む結合要素；およびＣａＣＯ３粒子で囲まれた別個のシリカリムのない多孔質粒子を含む結合要素、であることとしてもよい。
【0070】
シリカが豊富なリムは、概して、結合要素内で、および結合要素から結合要素までで、典型的には、約０．０１μｍ～約５０μｍの範囲の様々な厚さを示す。特定の好ましい実施形態では、シリカが豊富なリムは、約１μｍ～約２５μｍの範囲の厚さを有する。本明細書で使用される場合、「シリカが豊富な」とは、概して、材料の成分の間で重要なシリカ含有量、例えばシリカが約５０容量％より多いことを指す。シリカが豊富なリムの残りの部分は、主にＣａＣＯ３、例えばＣａＣＯ３の１０体積％～約５０体積％で構成される。シリカが豊富なリムは、不活性または未反応の粒子、例えばメリライトの体積で１０％～約５０％を含んでいてもよい。シリカが豊富なリムは、一般に、主にシリカから主にＣａＣＯ３への遷移を示す。シリカおよびＣａＣＯ３は、混合領域または離散領域として存在してもよい。
【0071】
シリカが豊富なリムは、典型的には約５０体積％～約９０体積％（例えば、約６０％～約８０％）の範囲の、結合要素から結合要素までの変化するシリカ含量によって特徴付けられる。特定の実施形態では、シリカが豊富なリムは、一般に、約５０体積％～約９０体積％の範囲のシリカ含有量および約１０体積％～約５０体積％の範囲のＣａＣＯ３含有量によって特徴付けられる。特定の実施形態において、シリカが豊富なリムは、約７０体積％～約９０体積％の範囲のシリカ含有量および約１０体積％～約３０体積％の範囲のＣａＣＯ３含有量によって特徴付けられる。特定の実施形態では、シリカが豊富なリムは、約５０体積％～約７０体積％の範囲のシリカ含有量および約３０体積％～約５０体積％の範囲のＣａＣＯ３含有量を特徴とする。
【0072】
シリカが豊富なリムは、約１％～約９９％（例えば、約１０％～約９０％）の任意の範囲の様々な被覆度までコアを囲むことができる。特定の実施形態において、シリカが豊富なリムは、約１０％未満の被覆率でコアを取り囲んでいる。特定の実施形態では、様々な厚さのシリカが豊富なリムが約９０％を超える被覆率でコアを取り囲んでいる。
【0073】
結合要素は、意図された用途を考慮して、原材料の選択および製造方法によって一方または他方が好まれる任意のサイズおよび任意の規則的または不規則な、中実または中空の形態を示し得る。模範的な形態には、立方体、直方体、プリズム、ディスク、ピラミッド、多面体または多面体の粒子、シリンダー、球、円錐、リング、チューブ、三日月形、針状、繊維状、フィラメント状、フレーク状、球体、亜球体、ビーズ、ブドウ、粒状物、長方形、棒、波紋などが含まれる。
【0074】
複数の結合要素は、複合製品の所望の特性および性能特性に応じて、任意の適切な平均粒径および粒度分布を有することができる。特定の実施形態では、例えば、複数の結合要素は、約１μｍ～約１００μｍの範囲の平均粒子サイズを有する（例えば、約１μｍ～８０μｍ、約１μｍ～６０μｍ、約１μｍ～５０μｍ、約１μｍ～４０μｍ、約１μｍ～３０μｍ、約１μｍ～２０μｍ、約１μｍ～１０μｍ、約５μｍ～９０μｍ、約５μｍ～８０μｍ、約５μｍ～７０μｍ、約５μｍ～６０μｍ、約５μｍ～５０μｍ、約５μｍ～４０μｍ、約１０μｍ～８０μｍ、約１０μｍ～７０μｍ、約１０μｍ～６０μｍ、約１０μｍ～５０μｍ、約１０μｍ～４０μｍ、約１０μｍ～３０μｍ、約１０μｍ～２０μｍ）。
【0075】
結合要素の相互接続されたネットワーク（結合マトリックス）はまた、任意の適切な材料であり得、任意の適切な粒度およびサイズ分布を有する、複数の粗いまたは微細な充填剤粒子を含み得る。特定の好ましい実施形態では、例えば、フィラー粒子は、石灰石（例えば、粉砕石灰岩）のような炭酸カルシウムに富む材料から製造される。特定の材料では、充填材粒子は、石英、マイカ、花崗岩、および長石（例えば、粉砕石英、粉砕雲母、粉砕花崗岩、粉砕した長石など）のようなＳｉＯ２系またはケイ酸塩系材料の１つ以上から作製される。
【0076】
特定の実施形態では、充填剤粒子は、ガラス、再生ガラス、石炭スラグ、フライアッシュ、炭酸カルシウムリッチ材料および炭酸マグネシウムリッチ材料などの天然、合成およびリサイクル材料を含むことができる。
【0077】
特定の実施形態において、複数の充填剤粒子は、約５μｍ～約７ｍｍの範囲の平均粒子サイズを有する（例えば、約５μｍ～５ｍｍ、約５μｍ～４ｍｍ、約５μｍ～３ｍｍ、約５μｍ～２ｍｍ、約５μｍ～１ｍｍ、約５μｍ～５００μｍ、約５μｍ～３００μｍ、約２０μｍ～５ｍｍ、約２０μｍ～４ｍｍ、約２０μｍ～３ｍｍ、約２０μｍ～２ｍｍ、約２０μｍ～１ｍｍ、約２０μｍ～５００μｍ、約２０μｍ～３００μｍ、約１００μｍ～５ｍｍ、約１００μｍ～４ｍｍ、約１００μｍ～３ｍｍ、約１００μｍ～２ｍｍ、約１００μｍ～１ｍｍ）。
【0078】
フィラー粒子に対する結合要素の重量比は、複合材製品の意図された用途に依存する任意の適切な比であり得る。例えば、フィラー粒子に対する結合要素の重量比は、約（５０～９９）：約（１～５０）、例えば、約（６０～９９）：約（１～４０）、約（８０～９９）：約（１～２０）、約（９０～９９）：約（１～１０）、約（５０～９０）：約（１０～５０）、約（５０～７０）：約（３０～５０）の範囲であり得る。特定の実施形態では、用途に応じて、結合要素対フィラー粒子の重量比は、約（１０～５０）：約（５０～９０）、例えば、約（３０～５０）：約（５０～７０）、約（４０～５０）：約（５０～６０）の範囲であり得る。
コンディショニングされた硬化システムおよび方法
コンディショニングされた硬化システムおよび方法
【0079】
本明細書で開示されるように、一態様では、プレキャストオブジェクトを硬化させるプロセスは、プレキャスト製品をガスを含むことができるエンベロープに導入することを含む（例えば、エンベロープは封止されているかまたは通気されている）。１次ガス循環ループが設けられ、１次ガス循環ループは、第１の状態でエンベロープ内にガス（例えば、ＣＯ２）を導入すること、エンベロープ内のプレキャスト製品の表面上にガスを流してガスを第２の状態にし、ガスを第１の状態に戻すために第１のガスコンディショニングシステムを通して第２の状態でガスを通過させ、ガスを１次ガス循環ループに再循環させることを含む。
【0080】
さらに、少なくとも２次ガス循環ループも含まれ、２次ガス循環ループは、エンベロープ内のガスを第３の状態で取り出し、それを第２のガスコンディショニングシステムに通過させて第４の状態に調整し、コンディショニング後のガスをプレキャスト製品の表面の少なくとも別の部分にわたって第４の状態で通過させる。いくつかの実施形態では、複数の２次ガス循環ループが存在する。
【0081】
いくつかの実施形態では、炭酸化可能なケイ酸カルシウムセメントを含むプレキャストオブジェクトを適切に形成するのに必要な水の量は、炭酸化可能なケイ酸カルシウムを炭酸塩に変換するのに必要な水の量よりも多い。したがって、炭酸化可能なシリケートセメントを含むプレキャスト物品を硬化させるためには、プレキャストオブジェクトに存在する余分な水分をセメントに反応させて除去するために、エンベロープへの調整されたガスの導入が必要である。ガス温度および相対湿度は、水除去速度を決定する。ＣＯ２（ｇ）濃度は炭酸化反応速度を決定する。ガス温度、相対湿度、およびＣＯ２（ｇ）濃度は、エンベロープの長さに沿って均一な硬化を達成するために、製品の長さにわたって実質的に均一でなければならない。
【0082】
特定の実施形態では、硬化方法は、エンベロープ内の平均ＣＯ２（ｇ）濃度を約２５体積％よりも高く上昇させるのに十分なガスパージ方法から始まる。特定の実施形態において、平均ＣＯ２（ｇ）濃度を、約５０体積％～約９９．９９体積％に上昇させる。いくつかの他の実施形態では、平均ＣＯ２（ｇ）濃度を、約５０％～約７０％に上昇させる。いくつかの他の実施形態では、平均ＣＯ２（ｇ）濃度を、約５５％～約６５％に上昇させる。いくつかの他の実施形態では、平均ＣＯ２（ｇ）濃度を、約６５％～約７５％に上昇させる。いくつかの他の実施形態では、平均ＣＯ２（ｇ）濃度を、約７５％～約９９．９９％に上昇させる。いくつかの他の実施形態では、平均ＣＯ２（ｇ）濃度を、約９０％～約９９．９９％に上昇させる。いくつかの他の実施形態では、平均ＣＯ２（ｇ）濃度は約９５％～約９９．９９％に上昇する。
【0083】
パージに続いて、第１のガスコンディショニングシステムを回して１次ガス循環ループを容易にすることによって、硬化を達成することができる。これにより、プレキャストオブジェクトを含むエンベロープへの調整されたガスの導入が可能となる。
【0084】
ガスは、プレキャストオブジェクトの表面上のエンベロープの長さを横切ることができる。いくつかの実施形態では、ガスが通過するプレキャストオブジェクトの表面は、プレキャストオブジェクト内の空隙である。ガスは、プレキャストオブジェクトがその上を移動するときに、そのプレキャストオブジェクトの孔から湿気を拾う。これにより、徐々に温度が低下し、ガスがエンベロープを通って移動する際の水分含量が増加する。
【0085】
この漸進的な温度低下およびガス中の含水量の増加を図９および図１０に示す。図９は、エンベロープの長さに沿って横切るガスの温度の概略的な低下を示す。また、図９に示されるのは、ガスがエンベロープの長さを横切るときのガスの流速の傾向である。同じラインを、温度と流量の両方を示すために使用しているが、温度と流量に使用するｙ軸のスケールは異なる。
【0086】
同様に、図１０は、ガスがエンベロープの長さに沿って横切るときのガスの相対湿度の増加を示す。温度の低下および相対湿度の上昇は、最終的にガスを第２の状態にする。ガスの温度が低下すると、プレキャストオブジェクトの炭酸化反応速度が遅くなり、ガス流の相対湿度が上昇する。増加した相対湿度は、水の蒸発速度を遅くし、したがって水分除去プロセスを遅くする。さらに、いくつかの実施形態では、ガスの流れもある程度低下する。この低下は、ガスが一定の粗さを有するプレキャストコンクリート製品の上を流れるときに遭遇する摩擦に起因すると考えられている。
【0087】
ガスの流量はまた、プレキャストオブジェクトからの水の蒸発速度に影響を及ぼすパラメータでもある。エンベロープの長さに沿って均一にプレキャストオブジェクトを硬化させ、許容可能な性能を達成するためには、エンベロープの長さに沿った温度、流量および相対湿度勾配を制御し、所望の蒸発速度を達成するように調節しなければならない。ガスがもはやプレキャストオブジェクトを均一に乾燥および／または硬化させることができない臨界点にガスを到達させることはできない。
【0088】
第２の状態のガスは、第１の状態に戻すために第１のガス調整システムを通過する。炭酸ガス反応における漏れおよび消費による損失を補償するために第１のガスコンディショニングシステムを通過する際に、ガスに追加のガスを添加することもできる。
【0089】
それにもかかわらず、臨界点に到達した後にガスがプレキャストオブジェクトを均一に乾燥および／または硬化することができないため、実現可能なエンベロープの長さには限界がある。理論にとらわれずに、とりわけ、エンベロープの可能な長さに影響を及ぼす要因は、ガスの第１の状態、プレキャストオブジェクトの組成、ガスの流量およびプレキャストオブジェクトの温度であると考えられる。エンベロープのこの長さを超えた後、ガスの状態、すなわち第２の状態のガスは、プレキャストオブジェクトをもはや乾燥および／または硬化させることができない臨界点より下の点にある。
【0090】
特定の実施形態では、エンベロープの長さの上述の制限は、少なくとも２次ガス循環ループを提供することによって改善される。いくつかの実施形態では、複数の２次ガス循環ループが存在する。２次ガス循環ループは、エンベロープのガスを第３の状態で取り出し、それを第２のガスコンディショニングシステムに通して第４の状態に調整し、第４の状態にコンディショニングした後のガスを、プレキャストオブジェクトの少なくとも別の表面にわたって流すことを含む。
【0091】
いくつかの実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムは、プレキャストオブジェクトの表面を通過した後に冷却されたガスの加熱を容易にする加熱ユニットを少なくとも含む。いくつかの実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムは、プレキャストオブジェクトの表面を通過した後に冷却されたガスの加熱を容易にするための複数の加熱ユニットを含む。いくつかの実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムは、プレキャストオブジェクトの表面を通過した後にガスから湿気を除去するための少なくとも１つの除湿ユニットを含む。いくつかの他の実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムは、プレキャストオブジェクトの表面を通過した後にガスから湿気を除去するための複数の除湿ユニットを含む。いくつかの実施形態では、除湿ユニットは、冷却器および／または熱交換器からなる。いくつかの他の実施形態では、除湿ユニットは乾燥剤材料からなる。いくつかの実施形態では、除湿ユニットは水分除去が可能な膜を含む。いくつかの実施形態では、除湿ユニットは、冷却器および／または熱交換器、乾燥剤ユニット、および膜の組み合わせを含む。
【0092】
いくつかの実施形態では、２次ガス循環ループは、ガスのフローを増加または変更する少なくとも１つのファンを含む。いくつかの他の実施形態では、２次ガス循環ループは、ガスのフローを増加または変更するための複数のファンを含む。いくつかの実施形態では、２次ガス循環ループは、他のファンと比較してガスを反対方向に流すように構成された少なくともいくつかのファンを有する。一部の実施形態では、ガス循環ループは、第１の速度でガスを流すように構成されたファンの少なくともいくつかを有し、他のファンは、第１の速度とは異なる速度でガスを流すように構成される。
【0093】
いくつかの実施形態では、各２次ガス循環ループは、それに含まれる専用のガス調整システムを有する。いくつかの他の実施形態では、複数のガス循環ループが単一の第２のコンディショニングシステムに接続される。いくつかの他の実施形態では、２次ガス循環ループの第２のガスコンディショニングシステムの少なくとも一つは、１次ガス循環ループの第１のガスコンディショニングシステムと同じである。いくつかの他の実施形態では、２次ガス循環ループの第２のガスコンディショニングシステムは、１次ガス循環ループの第１のガスコンディショニングシステムと同じである。
第４の状態のガスと第１の状態のガスとの間の可能な関係
第４の状態のガスと第１の状態のガスとの間の可能な関係
【0094】
いくつかの実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムから出てくるガスの第４の状態は、第１のガスコンディショニングシステムによって提供されるガスの第１の状態と同様である。いくつかの他の実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムから出るガスの第４の状態は、第１のガスコンディショニングシステムによって提供されるガスの第１の状態とは異なる。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの温度は、第１の状態におけるガスの温度よりも高い。いくつかの実施形態では、第４の状態のガスの温度は、第１の状態のガスの温度よりも低い。いくつかの実施形態では、第４の状態のガスの温度は、第１の状態のガスの温度と同様である。
【0095】
いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は、第１の状態におけるガスの相対湿度よりも高い。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は、第１の状態におけるガスの相対湿度よりも低い。いくつかの実施形態では、第４の状態のガスの相対湿度は、第１の状態のガスの相対湿度と同様である。
【0096】
いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの流量は、第１の状態におけるガスの流量よりも高い。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの流量は、第１の状態におけるガスの流量よりも低い。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの流量は、第１の状態におけるガスの流量と同様である。
第３の状態のガスと第２の状態のガスとの間の可能な関係
第３の状態のガスと第２の状態のガスとの間の可能な関係
【0097】
いくつかの実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムを通過する前のガスの第３の状態は、第１のガスコンディショニングシステムを通過するために取り出されたガスの第２の状態と同様である。いくつかの実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムを通過する前のガスの第３の状態は、第１のガスコンディショニングシステムを通過するために取り出されたガスの第２の状態とは異なる。
【0098】
いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は、第２の状態におけるガスの温度よりも低い。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は、第２の状態におけるガスの温度よりも高い。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は、第２の状態におけるガスの温度と同様である。
【0099】
いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの相対湿度は、第２の状態におけるガスの相対湿度よりも低い。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの相対湿度は、第２の状態におけるガスの相対湿度よりも高い。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの相対湿度は、第２の状態におけるガスの相対湿度と同様である。
【0100】
いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの流量は、第２の状態におけるガスの流量よりも低い。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの流量は、第２の状態におけるガスの流量よりも高い。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの流量は、第２の状態におけるガスの流量と同様である。
第４の状態のガスと第２の状態のガスとの間の可能な関係
第４の状態のガスと第２の状態のガスとの間の可能な関係
【0101】
いくつかの実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムから出てくるガスの第４の状態は、第１のガスコンディショニングシステムに取り込まれたときのガスの第２の状態と同様である。いくつかの他の実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムから出てくるガスの第４の状態は、第１のガスコンディショニングシステムに取り込まれるときのガスの第２の状態とは異なる。
【0102】
いくつかの実施形態では、第４の状態のガスの温度は、第２の状態のガスの温度よりも高い。いくつかの実施形態では、第４の状態のガスの温度は、第２の状態のガスの温度よりも低い。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの温度は、第２の状態におけるガスの温度と同様である。
【0103】
いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は、第２の状態におけるガスの相対湿度よりも高い。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は、第２の状態におけるガスの相対湿度よりも低い。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は、第２の状態におけるガスの相対湿度と同様である。
【0104】
いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの流量は、第２の状態におけるガスの流量よりも高い。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの流量は、第２の状態におけるガスの流量よりも低い。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの流量は、第２の状態におけるガスの流量と同様である。
第１の状態のガスと第３の状態のガスとの間の可能な関係
第１の状態のガスと第３の状態のガスとの間の可能な関係
【0105】
いくつかの実施形態では、第１のガスコンディショニングシステムから出てくるガスの第１の状態は、第２のガスコンディショニングシステムに取り込んだときのガスの第３の状態と同様である。いくつかの他の実施形態では、第１ガスコンディショニングシステムから出てくるガスの第１状態は、第２ガスコンディショニングシステムに取り込まれるときのガスの第３状態とは異なる。
【0106】
いくつかの実施形態では、第１の状態のガスの温度は、第３の状態のガスの温度よりも高い。いくつかの実施形態では、第１の状態のガスの温度は、第３の状態のガスの温度と同様である。いくつかの実施形態では、第１の状態のガスの温度は、第３の状態のガスの温度よりも低い。
【0107】
いくつかの実施形態では、第１の状態のガスの相対湿度は、第３の状態のガスの相対湿度よりも高い。いくつかの実施形態では、第１の状態のガスの相対湿度は、第３の状態のガスの相対湿度と同様である。いくつかの実施形態では、第１の状態のガスの相対湿度は、第３の状態のガスの相対湿度よりも低い。
【0108】
いくつかの実施形態では、第１の状態のガスの流量は、第３の状態のガスの流量よりも高い。いくつかの実施形態では、第１の状態のガスの流量は、第３の状態のガスの流量よりも低い。いくつかの実施形態では、第１の状態のガスの流量は、第３の状態のガスの流量と同様である。
第３の状態のガスと第４の状態のガスとの間の可能な関係
第３の状態のガスと第４の状態のガスとの間の可能な関係
【0109】
いくつかの実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムによって取り込まれるときのガスの第３の状態は、第２のガスコンディショニングシステムから出てくるガスの第４の状態と同様である。いくつかの実施形態では、第２のガスコンディショニングシステムによって取り込まれるときのガスの第３の状態は、第２のガスコンディショニングシステムから出てくるガスの第４の状態と異なる。
【0110】
いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は、第４の状態におけるガスの温度より低い。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は、第４の状態におけるガスの温度よりも高い。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は、第４の状態におけるガスの温度と同様である。
【0111】
いくつかの実施形態では、第３の状態における気体の相対湿度は、第４の状態におけるガスの相対湿度よりも高い。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの相対湿度は、第４の状態における気体の相対湿度と同様である。いくつかの実施形態では、第３の状態における気体の相対湿度は、第４の状態におけるガスの相対湿度よりも低い。
【0112】
いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの流量は、第４の状態におけるガスの流量よりも高い。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの流量は、第４の状態におけるガスの流量よりも低い。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの流量は、第４の状態におけるガスの流量と同様である。
【0113】
上述のように、エンベロープの長さに沿って均一な蒸発速度を達成するように温度、相対湿度および流量が制御される。
【0114】
いくつかの実施形態では、プレキャストオブジェクトからの水分除去のための蒸発速度は、１ｋｇ／時／ｍｔｏｎから１００ｋｇ／時／ｍｔｏｎの間である。いくつかの実施形態では、プレキャストオブジェクトからの水分除去のための蒸発速度は、約１ｋｇ／時／ｍｔｏｎから約５０ｋｇ ／時／ ｍｔｏｎの間である。いくつかの実施形態では、プレキャストオブジェクトからの水分除去のための蒸発速度は、約１ｋｇ／時／ｍｔｏｎから約４０ｋｇ／時／ｍｔｏｎの間である。いくつかの実施形態では、プレキャストオブジェクトからの水分除去のための蒸発速度は、約１ｋｇ／時／ｍｔｏｎから約３０ｋｇ／時／ｍｔｏｎの間である。いくつかの実施形態では、プレキャストオブジェクトからの水分除去のための蒸発速度は、約１ｋｇ／時／ｍｔｏｎから約２０ｋｇ／時／ｍｔｏｎの間である。いくつかの実施形態では、プレキャストオブジェクトからの水分除去のための蒸発速度は、約１ｋｇ／時／ｍｔｏｎから約１０ｋｇ／時／ｍｔｏｎの間である。いくつかの実施形態では、プレキャストオブジェクトからの水分除去のための蒸発速度は、約５ｋｇ／時／ｍｔｏｎから約４０ｋｇ／時／ｍｔｏｎの間である。いくつかの実施形態では、プレキャストオブジェクトからの水分除去のための蒸発速度は、約５ｋｇ／時／ｍｔｏｎから約３０ｋｇ／時／ｍｔｏｎの間である。いくつかの実施形態では、プレキャストオブジェクトからの水分除去のための蒸発速度は、約５ｋｇ／時／ｍｔｏｎから約２０ｋｇ／時／ｍｔｏｎの間である。いくつかの実施形態では、プレキャストオブジェクトからの水分除去のための蒸発速度は、約５ｋｇ／時／ｍｔｏｎから約１０ｋｇ／時／ｍｔｏｎの間である。
【0115】
蒸発速度の上記範囲を達成するために、第１の状態、第２の状態、第３の状態および第４の状態におけるガスの温度が制御される。
【0116】
いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの温度は約２０℃から約９９℃の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの温度は約５０℃から約９０℃の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの温度は約６０℃から約９０℃の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの温度は約７０℃から約９０℃の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの温度は約８０℃から約９０℃の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの温度は約５０℃から約８５℃の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの温度は約６０℃から約８５℃の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの温度は約７０℃から約８５℃の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの温度は約８０℃から約８５℃の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの温度は約５０℃から約８０℃の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの温度は約６０℃から約８０℃の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの温度は約７０℃から約８０℃の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの温度は約５０℃から約７５℃の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの温度は約６０℃から約７５℃の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの温度は約７０℃から約７５℃の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの温度は約５０℃から約７０℃の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの温度は約６０℃から約７０℃の間である。
【0117】
いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約２０℃から約９９℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約３０℃から約９０℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約４０℃から約９０℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約５０℃から約９０℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約６０℃から約９０℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約７０℃から約９０℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約８０℃から約９０℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約３０℃から約８５℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約４０℃から約８５℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約５０℃から約８５℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約６０℃から約８５℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約７０℃から約８５℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約８０℃から約８５℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約３０℃から約８０℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約４０℃から約８０℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約５０℃から約８０℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約６０℃から約８０℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約７０℃から約８０℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約３０℃から約７５℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約４０℃から約７５℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約５０℃から約７５℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約６０℃から約７５℃の間である。第２の状態におけるガスの温度は約７０℃から約７５℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約５０℃から約７０℃の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの温度は約６０℃から約７０℃の間である。
【0118】
いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約２０℃から約９９℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約３０℃から約９０℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約４０℃から約９０℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約５０℃から約９０℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約６０℃から約９０℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約７０℃から約９０℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約８０℃から約９０℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約３０℃から約８５℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約４０℃から約８５℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約５０℃から約８５℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約６０℃から約８５℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約７０℃から約８５℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約８０℃から約８５℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約３０℃から約８０℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約４０℃から約８０℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約５０℃から約８０℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約６０℃から約８０℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約７０℃から約８０℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約３０℃から約７５℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約４０℃から約７５℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約５０℃から約７５℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約６０℃から約７５℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約７０℃から約７５℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約５０℃から約７０℃の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの温度は約６０℃から約７０℃の間である。
【0119】
いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの温度は約２０℃から約９９℃の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの温度は約５０℃から約９０℃の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの温度は約６０℃から約９０℃の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの温度は約７０℃から約９０℃の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの温度は約８０℃から約９０℃の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの温度は約５０℃から約８５℃の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの温度は約６０℃から約８５℃の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの温度は約７０℃から約８５℃の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの温度は約８０℃から約８５℃の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの温度は約５０℃から約８０℃の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの温度は約６０℃から約８０℃の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの温度は約７０℃から約８０℃の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの温度は約５０℃から約７５℃の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの温度は約６０℃から約７５℃の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの温度は約７０℃から約７５℃の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの温度は約５０℃から約７０℃の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの温度は約６０℃から約７０℃の間である。
【0120】
蒸発速度の上記範囲を達成するために、第１の状態、第２の状態、第３の状態および第４の状態におけるガスの温度が制御される。
【0121】
いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約１０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約２０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約３０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約４０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約５０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約６０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約７０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約８０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約９０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約１０％から約２０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約１０％から約３０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約１０％から約４０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約１０％から約５０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約１０％から約６０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約１０％から約７０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約１０％から約８０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約１０％から約９０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約１０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約２０％から約３０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約２０％から約４０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約２０％から約５０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約２０％から約６０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約２０％から約７０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約２０％から約８０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約２０％から約９０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約２０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約３０％から約４０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約３０％から約５０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約３０％から約６０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約３０％から約７０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約３０％から約８０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約３０％から約９０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約３０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約４０％から約５０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約４０％から約６０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約４０％から約７０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約４０％から約８０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約４０％から約９０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約４０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約５０％から約６０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約５０％から約７０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約５０％から約８０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約５０％から約９０％の間である。いくつかの実施形態では、第１の状態におけるガスの相対湿度は約５０％から約９９％の間である。
【0122】
いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの相対湿度は約１０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの相対湿度は約２０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの相対湿度は約３０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの相対湿度は約４０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの相対湿度は約５０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの相対湿度は約６０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの相対湿度は約７０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの相対湿度は約８０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第２の状態におけるガスの相対湿度は約９０％から約９９％の間である。
【0123】
いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの相対湿度は約１０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの相対湿度は約２０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの相対湿度は約３０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの相対湿度は約４０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの相対湿度は約５０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの相対湿度は約６０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの相対湿度は約７０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの相対湿度は約８０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第３の状態におけるガスの相対湿度は約９０％から約９９％の間である。
【0124】
いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約１０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約２０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約３０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約４０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約５０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約６０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約７０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約８０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約９０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約０．１％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約１０％から約２０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約１０％から約３０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約１０％から約４０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約１０％から約５０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約１０％から約６０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約１０％から約７０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約１０％から約８０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約１０％から約９０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約１０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約２０％から約３０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約２０％から約４０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約２０％から約５０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約２０％から約６０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約２０％から約７０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約２０％から約８０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約２０％から約９０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約２０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約３０％から約４０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約３０％から約５０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約３０％から約６０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約３０％から約７０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約３０％から約８０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約３０％から約９０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約３０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約４０％から約５０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約４０％から約６０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約４０％から約７０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約４０％から約８０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約４０％から約９０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約４０％から約９９％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約５０％から約６０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約５０％から約７０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約５０％から約８０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約５０％から約９０％の間である。いくつかの実施形態では、第４の状態におけるガスの相対湿度は約５０％から約９９％の間である。
【0125】
第１の状態、第２の状態、第３の状態および第４の状態におけるガスの流量は、それらの状態におけるガスの温度および相対湿度に従って調整および調節されて、上記で特定された範囲内の蒸発速度を達成する。
【0126】
第２のガスコンディショニングシステムを使用して、第３の状態で取り込まれたガスは、加熱、流速の調整および／または除湿によってリフレッシュされる。これは図１１および図１２に概略的に示されている。図１１では温度と流速の両方を示すために同じ線が使用されているが、温度と流速に使用されるｙ軸のスケールは異なる。図１１および図１２は、第３の状態で抽出され、第２のガスコンディショニングループを通過して第４の状態に至るガスを示す。ガスが第４の状態になった後、それはプレキャストオブジェクトの別の表面上を流れてエンベロープ内のプレキャストオブジェクトのその部分を乾燥および／または炭酸化する。
【0127】
いくつかの実施形態では、硬化させるプレキャストオブジェクトの表面および他の表面は、舗装材の表面、ブロックの表面、屋根タイルの表面、鉄道枕木の表面、中空コアスラブの表面を含むがこれらに限定されない。
【0128】
いくつかの実施形態では、可能であれば、舗装材、ブロック、および屋根タイルなどのバイブロキャストのプレキャストオブジェクトをラック上の棚に積み重ねて、ショップフロアのスペース利用を改善することができる。プレキャストオブジェクトを有するラックは、エンベロープの長さおよび幅に沿って互いに隣接して配置されてもよい。上述のように、一次循環ループおよび二次循環ループを使用して、エンベロープの幅および長さの両方を顧客サイトでの設置面積の制限に対応するために任意の所望の長さに拡張することができる。エンベロープの設置面積の柔軟性によってショップフロアでの使用を柔軟に行えることは、このテクノロジを広く採用することを可能にする重要な利点である。
【0129】
同様に、中空コアスラブは押出機を用いて振動圧縮により形成される。典型的には、中空コアスラブは、押出し成形品の長さに沿って延びる内部チャネルの形態の空隙を有する。多くの場合、中空コアスラブは、押出成形品の幅に沿って複数の内部チャネルを有する。いくつかの実施形態では、中空コアスラブは、押出成形品の幅に沿って約４～約１０のチャネル（例えば、４、５、６、７、８、９、１０の溝）を有することができる。中空コアスラブはしばしば加熱され得る鋳造要素上に鋳造される。スラブは、その後、キャスティング要素の上のタープ（防水シート）の中に囲まれる。いくつかの実施形態では、エンクロージャは気密である。いくつかの実施形態では、エンクロージャは通気されてもよい。このようにして、内部チャネルとスラブを囲む多量の空気とを含むエンベロープが作り出される。キャスティング要素からの追加の熱は、ガスがエンクロージャの長手を横切るときにガスの温度の低下を減少させる。これは、臨界点を超える条件に達する前にガスを利用することができるスラブの長さを増やすのに役立つ。
【0130】
その温度、流量および組成によって定義される第１の状態のガスは、複数の方法でエンベロープの一次循環ループに導入することができる。いくつかの実施形態では、ガスはプレキャストオブジェクトの空隙を通して直接導入することができる。中空コアスラブにおいて、中空コアスラブのチャネルは内部エンベロープ容積を形成することができる。いくつかの実施形態では、ガスはまた、プレキャストオブジェクトの上面または側面から導入することができる。中空コアスラブの用途では、中空コアスラブの側面および上面は外部エンベロープ容積を提供する。さらに、いくつかの実施形態では、ガスはエンベロープの底部からも導入することができる。中空コア用途では、底部からキャスティングベッドを通してガスを導入することができる。これらのガス供給システムは、製品および製造現場の要求に応じて、独立してまたは組み合わせて使用することができる。
【0131】
ガスも同様にエンベロープから除去することができる。ガスは、双方の内部エンベロープ容積から、外部エンベロープ容積から、またはエンベロープの底部から、直接除去することができる。
【0132】
上述のように、第２の状態で除去されたガスは、水蒸気を除去しそしてその温度を上昇させるように調整されなければならない。次いで、再調整されたガスは、追加の補給ガスと共に再循環されて、反応プロセスまたはシステムの漏洩に対して失われたガスを考慮し、それによって連続的な一次ガス循環ループを作り出す。１次ガス循環ループを設計するときには、エンベロープの長さに沿って温度および相対湿度を特定の範囲内に維持することが望ましい。
【0133】
いくつかの実施形態では、エンベロープの長手に沿って均一な処理条件を作り出すのを助けるために、追加の分配機構をガス供給システムに取り付けることができる。これらの追加の分配機構は、エンベロープの長手を横断してガスを内部または外部エンベロープ容積内に分配する有孔管からなる。
【0134】
一態様では、プレキャストオブジェクトを硬化させる方法は、ガスを収容することができるエンベロープ内にプレキャストオブジェクトを導入し、前記エンベロープは封止されているかまたは通気されており、１次ガス循環ループを提供することであって、該１次ガス循環ループは、前記エンベロープに、第１の状態で二酸化炭素のようなガスを導入し、前記エンベロープ内のプレキャストオブジェクトの表面上に前記ガスを流してガスを第２の状態にし、第２の状態で、ガスを第１のガスコンディショニングシステムに通して、ガスを第１の状態に戻し前記ガスを前記１次ガス循環ループに再循環させることを含み、前記第１のガスコンディショニングシステムは、ガスの温度を上昇させるために加熱ユニットにわたって第１の流量でガスを流し、相対湿度を低下させるために第２の流量で除湿ユニットを通ってガスを流すことを含む。
【0135】
いくつかの実施形態では、前記プレキャストオブジェクトの前記表面をガスが通過することは、前記プレキャストオブジェクト内の空隙をガスが通過することを含む。いくつかの実施形態では、前記プレキャストオブジェクトは、その長手に沿って走る複数のチャネルを備える中空コアスラブである。
【0136】
いくつかの実施形態では、ヒーターにわたる第１の速度でのガスのフローと除湿ユニットを通る第２の速度でのガスのフローは、並列してセットアップされている。
【0137】
いくつかの実施形態では、前記１次ガス循環ループのフローの方向は、前記プレキャストオブジェクトの硬化中に方向を変化させる。
コンディショニングされた硬化装置
コンディショニングされた硬化装置
【0138】
一態様では、本発明は概して、プレキャストオブジェクトを硬化させるための装置に関する。装置は、ガスを収容することができるエンベロープであって、封止または通気可能に構成されるエンベロープと、前記エンベロープに接続される１次ガス循環ループであって、第１の状態にガスを戻すために、第２の状態にガスをコンディショニングすることが可能な１以上の第１のガスコンディショニングシステムを含む１次ガス循環ループと、１以上の２次ガス循環ループとを含み、該２次ガス循環ループは、第３の状態でのガスを第４の状態に調整するための１以上の第２のガスコンディショニングシステムを含む。
【0139】
特定の実施形態では、前記２次ガス循環ループの少なくとも１つの前記第２のガスコンディショニングシステムは、前記エンベロープ内に位置される。特定の実施形態では、装置は、複数の２次ガス循環ループを含む。
【0140】
特定の実施形態では、前記第２のガスコンディショニングシステムと前記第１のガスコンディショニングシステムとは同じシステムである。特定の実施形態では、前記第２のガスコンディショニングシステムと前記第１のガスコンディショニングシステムとは異なるシステムである。
【0141】
特定の実施形態では、前記第２のガスコンディショニングシステムは、少なくとも１つの加熱ユニットを備える。特定の実施形態では、前記第２のガスコンディショニングシステムは、複数の加熱ユニットを備える。
【0142】
特定の実施形態では、前記２次ガス循環ループは、少なくとも１つのファンを備える。特定の実施形態では、前記２次ガス循環ループは、複数のファンを備える。特定の実施形態では、前記２次ガス循環ループは、残りの他のファンと比較して、反対方向にガスを流すように構成される少なくともいくつかのファンを備える。特定の実施形態では、前記２次ガス循環ループは、第１の速度でガスを流すように構成される少なくともいくつかのファンと、前記第１の速度とは異なる速度でガスを流すように構成される他のファンとを備える。
【0143】
特定の実施形態では、前記第２のガスコンディショニングシステムは、除湿ユニットを備える。特定の実施形態では、前記除湿ユニットは、冷却器、乾燥剤、湿気除去を可能にする膜、またはこれらの２つ以上の組み合わせを備える。
１次ガス循環ループのインレットおよびアウトレット
１次ガス循環ループのインレットおよびアウトレット
【0144】
前記１次ガス循環ループのインレットおよびアウトレットは、第１の状態でガスをエンベロープに投入する機能、第２のガスの状態でガスをエンベロープから取り出す機能をそれぞれ果たす。
【0145】
【0146】
中空コアスラブについては、インレットおよびアウトレットが、スラブの端部に配置され、床面を囲むエンベロープを形成するためのタープで封止される。図１５は、インレットが設置された押出中空コアスラブを示す。図１６は、タープを使用して形成されたエンベロープと共に設置されたインレットおよびアウトレットを有する中空コアスラブを示す。この基本設定を使用して、長さ約６メートル／２０フィートまでの中空コアスラブを硬化させることができる。エンベロープの長さに沿ったガスの状態の悪化のために、より大きい部分は均一に硬化されず、未硬化生成物が得られる。
【0147】
１次ガス循環ループのインレットおよびアウトレットは、鋳造床上にある基部と、スラブの各チャネルに面するダクトとからなる。インレットおよびアウトレットはまた、スラブの上面または側面上に流れを可能にするように設計されてもよく、これはスラブの上面または側面を横断してガスを方向づけるインレットおよびアウトレットの上面または側面にスリットを含めることによって達成することができる。スリットの代わりに、インレットおよびアウトレットの上部および側面にある円形の穴を利用することができる。
【0148】
【0149】
図１７は、ガスを供給および除去するためのホースおよびパイプの実施形態を示す。図１７はインレット図を示す。図１８は、ホースを示した図であり、ガス供給システムへの補助として使用され、中空コアスラブチャンネル内に挿入されている。図１９は、硬化サイクルの後にホースが中空コアスラブのチャネルから除去されているところの図を示す。図２０はエンベロープからガスを除去するためのアウトレットを示す。図２１は、中空コアスラブのチャネル内のホースの図を示す。図２２は、長さ１５メートルの中空コアスラブを硬化させるために使用されるインレット、アウトレットおよびエンベロープを示す。
【0150】
図１７～図２２に示す構成を使用して、約１５メートル／５０フィート（例えば、約１０～１５メートル）までの中空コアスラブ全体にわたって実質的に均一なガス状態を達成することができる。硬化させることができる最大長さは、穴とそれらの直径との間の間隔によって影響を受ける可能性がある。加えて、コンクリートの組成、具体的にはその含水量は、チャネルの直径と共に、チャネル内で観察されるガス状態の勾配にも影響を及ぼし、それによって均一に硬化させることができるスラブの長さに影響を与える。
【0151】
一次再循環ループはエンベロープ全体にわたるガスの分配およびコンディショニングを容易にするが、達成できるエンベロープの全長は限られている。このため、エンベロープの長さまたは幅に沿ってラックに積み重ねられるプレキャストオブジェクトの総数は制限されている。処理できる中空コアスラブの長さも同様に制限されている。ガスがエンベロープの長さを横切ると、蒸発によって水がプレキャストオブジェクトから抽出されるので、ガスの温度は下がり、相対湿度は上昇する。これにより、ガスの状態が図９および図１０に示す臨界点以下になる。キャスティングベッドからの熱の適用、特に加熱された中空コアキャスティングベッドの場合には、臨界点に達することなくガスを利用することができるスラブの長さを増加させることが期待される。鋳造床の入熱から実現できるスラブの長さの増加は制限される。さらに、内部または外部エンベロープ容積を横切る有孔管のような追加の分配機構を使用することによって予想されるエンベロープの長さの増加もまた穏やかである。
【0152】
現在、中空コアスラブは１００メートル以上の長さのセクションで生産されている。最終製品の利用を最大にしそしてエンドユーザーの望む通りに切片を切断する性能を促進させるために、これらの切片を１つのエンベロープの下で硬化させることが必要である。加えて、内部エンベロープ容積を横切る有孔管、すなわち中空コア内のチャネルのような追加の分配機構の実施は時間のかかる作業であり、これは増加した操作および準備時間を通して費用を追加する。内部有孔管の硬化後のセットアップおよび除去をそれぞれ図１８および図１９に示す。
【0153】
シーリングタープによって形成されたエンベロープは、図２３～図２５に示すようにインレットおよび／またはアウトレットとして使用することができる。これは、１つまたは複数の有孔管を、ガスが第１の状態で入る一方の端部のインレットと、エンベロープの長さを横切った後にガスが第２の状態に達する他方の端部のアウトレットとに取り付けることによって行われる。チューブはシーリングタープの上部または側面に取り付けられている。管の直径、穿孔、および穿孔間の間隔は、システムに必要な所望の流速に依存する。
【0154】
キャスティングベッドまたはエンベロープの床は、ガスインレットとしても使用することができる。いくつかの実施形態では、ガス温度を維持するためにキャスティングベッドまたはエンベロープの床の加熱機構を利用して、加熱ガスを運ぶ管をベッドの下に設置することができる。次いで、キャスティングベッドまたはエンベロープの床は、ガスがそれを通って流れることを可能にするためにその全長にわたって穿孔されてもよく、穿孔の直径およびそれらの間の間隔は、システムにとって望ましい流量に依存する。
【0155】
少なくとも１つの２次ガス循環ループを含むことは、内部エンベロープ容積と外部エンベロープ容積との間のガスの分配および再調整を容易にする。この２次ガス循環ループは、エンベロープ内のガスを第３の状態にし、それを第２のガスコンディショニングシステムに通して第４の状態に調節することを含む。さらに、２次ガス循環ループは、プレキャストオブジェクトの少なくとも別の表面上に第４の状態にコンディショニングした後にガスを流すことも含む。
【0156】
２次ガス循環ループの使用により、任意の長さの中空コアスラブを処理する能力が実現される。
エンベロープ
エンベロープ
【0157】
ガスが逃げないようにするためにエンベロープが設けられている。用途に応じて、エンベロープは通気されるかまたは気密に封止されてもよい。
【0158】
舗装材、ブロック、屋根タイル、枕木、中空コアスラブなどのプレキャストオブジェクトの硬化において、エンベロープは、硬化のために部品が配置されるチャンバまたは囲いによって提供される。いくつかの実施形態では、このエンベロープでは、スペース利用を最大にするために部品を棚の上のラックに配置することができる。プレキャストオブジェクトを有するこれらのラックは、互いに隣接して配置されてもよく、すなわち、互いの前に配置されてもよく、互いに隣同士に配置されてもよい。
【0159】
いくつかの実施形態では、エンベロープは、金属、合金、プラスチック、複合材料、またはそれらの２つ以上の組み合わせから構築されたチャンバによって提供される。いくつかの実施形態では、エンベロープは、温度損失を最小限に抑え、エンベロープ内のガス状態のより良好な制御を容易にするために断熱されている。
【0160】
いくつかの実施形態では、エンベロープは二酸化炭素を透過しない材料のシートで作られる。この二酸化炭素不透過性材料のシートはエンベロープを完全に密封するために使用される。中空コア用途では、例えば、キャスティングベッドの側面ならびに各中空コア端部のインレットおよびアウトレットは、図１６～図２２に示されるように、そのようなシーリングタープ内にすべて封入される。
いくつかの実施形態では、特定の設定の必要性に応じてタープを断熱することができる。
いくつかの実施形態では、特定の設定の必要性に応じてタープを断熱することができる。
【0161】
いくつかの実施形態では、タープは、中空コアスラブの周りのガスエンベロープの内外に二酸化炭素を運ぶための１つまたは複数の有孔管を含むことができる。管の直径、穿孔、および穿孔間の間隔は、システムに供給されるべき所望の流量に依存する。
【0162】
いくつかの実施形態では、エンベロープの長さに沿って延びるチューブの形態のガス供給システム、およびエンベロープは、それ自体の重量および／またはチューブの重量を支えることができない材料でできており、支柱は封筒の長さ全体とエンベロープの両端に取り付ける必要がある。いくつかの実施形態では、全長にわたって支持体は面（グラウンド）に取り付けられている。いくつかの他の実施形態では、支持体はエンベロープ自体の一部である。
【0163】
いくつかの実施形態では、支持体はエンベロープの端部で使用される。実施形態では、支持体がエンベロープの端部で使用される場合、インレットポートおよびアウトレットポートが必要とされる。これらは、例えば、図４３および図４４に示されている。いくつかの実施形態では、圧力、相対湿度、温度、および二酸化炭素濃度のためのセンサポートもエンベロープに設けられている。エンベロープの内側の管は、端部支持体に対して平行または垂直であり得る。
２次ガス循環ループのためのプレナム
２次ガス循環ループのためのプレナム
【0164】
２次ガス循環ループ用のプレナムはエンベロープ内に配置された開口部である。２次ガス循環ループのためのプレナムの機能は、第１の状態とは異なるかまたは類似した第３の状態でエンベロープ内のガスを取り出し、それを第２のガスコンディショニングシステムに通過させて第４の状態に調整することである。ガスが第４の状態に調整されると、それはプレキャストオブジェクトの少なくとも別の表面上を流れるために使用される。
【0165】
いくつかの実施形態では、プレキャストオブジェクトが中空コアスラブである場合、プレナムは中空スラブ表面上に挿入することによって展開される金属、プラスチックまたは複合材料（またはそれらの組み合わせ）ベースの固定具である。２次ガス循環ループを容易にするプレナムの配置は、硬化プロセスを長さに依存しないようにする。いくつかの実施形態では、複数のプレナムがスラブの異なる位置に配置されて中空コアスラブを硬化させる。いくつかの特定の実施形態では、これらのプレナム間の間隔は約１５メートルである。いくつかの特定の実施形態では、これらのプレナム間の間隔は１５メートルより大きく１００メートル未満（例えば、約２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０メートル）である。図２６～４０は、２次ガス循環ループを促進するために使用することができる様々な種類のプレナムを示す。
【0166】
いくつかの実施形態では、プレナムは、図２６～図３０に示すように、インジェクションまたはガス除去のいずれか一方の役割を果たすだけでよい。これらの画像には、インジェクション側からのガスが、ガス除去側からのガスと混合するのを防ぐために使用されるスプリッタも示されている。いくつかの実施形態で使用されるスプリッタはまた、プレナムを中空コア内に設置するのを助ける。いくつかの実施形態では、プレナム上のスプリッタは歯のようなアレンジメントに切り出される。スプリッタとともにプレナムを使用するときは、中空コアスラブの補強材と接触しないように注意する必要がある。
【0167】
図３１は、スプリッタと組み合わされたインジェクタを有するプレナムを示す。図３２および図３３は、３つの部分すべてを一体化したプレナムを示す。１つのプレナムには、インジェクション、ガス除去、スプリッタがある。
【0168】
図３４は、インジェクタとガス除去がプレナム内の同じ開口部によって達成され、スプリッタが開口部間の仕切りとして作用するプレナムを示す。図３５～図３７は、図３４に示されているプレナムを中空コアスラブ内で使用する方法を示している。
【0169】
図３８および図３９は、ガス注入またはガス除去のためのプレナムとして機能することができる移動蓋を有するベースプレートからなるプレナムを示す。図４０は、中空のコアスラブ上に設置された図３８および図３９に示すプレナムを示す。
【0170】
いくつかの実施形態では、２次ガス循環ループ内のプレナムは、図３８に示すベースプレートを使用することによって形成される。いくつかの実施形態では、プレナムは、プレキャストオブジェクトの表面をプレキャストオブジェクト内部の空隙に接続する穴を、プレキャストオブジェクト部分に残すことによって形成される。中空コアスラブにおいて、中空コアスラブ内の空隙はチャネルである。当業者は、プレキャスト部分の内側の空隙へのアクセスを得るためにプレキャストオブジェクトの表面上に開口部を形成するために他のツールを使用することができる。いくつかの実施形態では、取り外し可能な蓋は使用されず、ベースプレートは、チャネルを中空コアスラブの表面と接続するための穴を形成した後に、中空コアスラブの上部に残される。
【0171】
いくつかの実施形態では、ファンまたはヒーターは、ベースプレートの上面に配置されていないか、またはベースプレートを使用して形成された穴は配置されていない。形成された開口部は、２次ガス循環ループ内のプレナムとしてそのまま使用される。
【0172】
図３４、図３８および図３９に示すように、プレナムから突き出ているチューブは、ガスインジェクションおよび除去ダクトとして使用される。チューブは、所与のシステムに最も適した幾何学形状に応じて多くの構成をとることができる。チューブは角度を付けられてもよく、チューブの中心に穴を有してもよく、または複数の穴を有してもよい。図３４に示すように、チューブを半分に分けて、半分をインジェクション用に、もう半分を吸引用に分離することができる。
【0173】
プレナムは、どの測定が必要とされるかに応じて複数のセンサを含み得る。炭酸化可能なケイ酸カルシウムセメントでできた中空コアスラブを硬化させるときに通常モニターされるパラメーターは、圧力、二酸化炭素濃度、温度、そして相対湿度である。
【0174】
強化プレナムは内部ヒーターおよび／またはファンを含み、ヒーターは図３４に示すようにスラブの長さにわたって温度勾配を減少させるために使用される。図３５に示すように、ファンを使用して中空コアスラブのコア内の流れを駆動し、シール内のエンベロープ上の流れを循環させる。
【0175】
いくつかの実施形態では、プレキャストオブジェクト（中空コアスラブを含む）を硬化させる方法は、使用されるプレナムの少なくともいくつかに加熱ユニットを含む。いくつかの実施形態では、加熱ユニットは電気加熱エレメントであり、その上を第３の状態で抽出された冷ガスが通過して温度が上昇する。
【0176】
いくつかの実施形態では、中空コアスラブを含むプレキャストオブジェクトを硬化させる方法は、二次ガス循環ループの形成を通してエンベロープ内のガスを再分配するために使用されるプレナムの少なくともいくつかにファンを含む。いくつかの実施形態では、ファンは、接線方向、遠心式、軸方向、クロスフロー式または可逆式ファンである。いくつかの実施形態では、使用されるファンは可変速度である。いくつかの他の実施形態では、ファンは一定速度である。同じシステム内の異なる種類のファンの組み合わせは、本開示の範囲内で想定されている。
【0177】
【0178】
いくつかの実施形態では、プレナムには、キャスティングベッドの側面上、エンベロープのフロアに沿って、またはエンベロープの壁に沿って配置されたパイプを使用することによって、第２のガスコンディショニングシステムからガスが供給される。パイプは、第２のガスコンディショニングシステムから調整済みガスを運び、一定の間隔でキャップ付き開口部を有する。プレナムに最も近いキャップされた開口部はキャップされておらず、プレナムに接続されている。
【0179】
有孔ホース、改良型キャスティングベッド、有孔パイプ、エンベロープ、および第１のガスコンディショニングシステムに接続されたインレットおよびアウトレットは、１次ガス循環ループを形成する。さらに、プレナムとキャップ付き開口部を有するパイプとを組み合わせて、２次ガス循環ループを形成してもよい。２次ガス循環ループでは、１次循環ループの第１の状態で注入された調整ガスが、第３のガス状態でエンベロープ内のプレキャストオブジェクト内またはその周りをある程度移動した後に除去され、第２のガスコンディショニングシステムを使用して第４の状態に再調整した。ガスが第４の状態に再調整されると、それはプレキャストオブジェクトの少なくとも別の表面上を流れる。これは２次ガス循環ループを形成する。２次ガス循環ループまたは一連の２次ガス循環ループを使用して、様々なサイズの中空コアスラブを硬化させるために採用することができ、製造されるスラブの仕様に応じてモジュール式に構成することができる。
【0180】
いくつかの実施形態では、中空コアスラブの頂部に配置されたプレナムは、外部エンベロープボリュームから内部エンベロープボリュームへガスを循環させるために利用され、それによって、中空コアスラブのチャネル内により均一なガス状態を作り出す。１次循環ガスループ単独では均一に硬化するには長すぎるスラブの硬化を容易にするためにエンベロープ内で多数のプレナムを利用することができる。
【0181】
いくつかの実施形態では、硬化プロセスパラメータ（コントローラなど）を制御するためのユニットは、プロセスステップシーケンス、期間およびタイミングを制御することを含む、硬化装置および方法についての様々な動作パラメータを集中的に制御するため、および硬化操作中に測定されたデータを記録するために提供される。様々な実施形態において、コントローラは、二酸化炭素源、ガスフローサブシステム、エンベロープの動作、１次ガス循環ループ、第１のガスコンディショニングシステム、２次ガス循環ループ、温度制御ユニットおよび湿度制御ユニットを含む第２のガスコンディショニングシステムの少なくとも１つと連絡している。いくつかの実施形態では、コントローラは、温度、湿度、流量、ガス圧、ガス組成などのプロセスに関するデータを提供するセンサと通信している。コントローラは、例えば、エンベロープ内の様々な位置などで、気体状二酸化炭素の流量および方向、ガスの温度、および湿度のうちの１つまたは複数を独立しておよび／または中央で、モニターおよび制御するように構成される。
【0182】
特定の用途に適した優れた特性および性能的特徴が得られ得る。特定の実施形態において、複合材料は、約２０ＭＰａ～約１７５ＭＰａ（例えば、約２０ＭＰａ～１５０ＭＰａ、約２０ＭＰａ～１２０ＭＰａ、約２０ＭＰａ～１００ＭＰａ、約２０ＭＰａ～８０ＭＰａ、約２０ＭＰａ～６５ＭＰａ、約３０ＭＰａ～１２０ＭＰａ、約３０ＭＰａ～１００ＭＰａ、約３０ＭＰａ～６５ＭＰａ、約６０ＭＰａ～１２０ＭＰａ、約９０ＭＰａ～１３０ＭＰａ、約１００ＭＰａ～１７５ＭＰａ、約１２０ＭＰａ～１７５ＭＰａ、約１４０ＭＰａ～１７５ＭＰａ、約１５０ＭＰａ～１７５ＭＰａ）の圧縮強度を特徴とする。
【0183】
特定の実施形態において、複合材料は、約３ＭＰａから約３０ＭＰａ（例えば、約３ＭＰａ～２５ＭＰａ、約３ＭＰａ～２０ＭＰａ、約３ＭＰａ～１５ＭＰａ、約３ＭＰａ～１０ＭＰａ、約１０ＭＰａ～３０ＭＰａ、約２０ＭＰａ～３０ＭＰａ、約５ＭＰａ～２０ＭＰａ）の曲げ強度を特徴とする。
【0184】
特定の実施形態では、複合材料は約１０％未満の吸水率を特徴とする。いくつかの他の実施形態では、複合材料は約８％未満の吸水率を特徴とする。いくつかの他の実施形態では、複合材料は約５％未満の吸水率を特徴とする。いくつかの他の実施形態では、複合材料は約４％未満の吸水率を特徴とする。いくつかの他の実施形態では、複合材料は約３％未満の吸水率を特徴とする。いくつかの他の実施形態では、複合材料は約２％未満の吸水率を特徴とする。いくつかの他の実施形態では、複合材料は約１％未満の吸水率を特徴とする。
【0185】
複合材料は、１つまたは複数の所望のテクスチャ、パターンおよび物理的特性、特に天然石に特有のものを示すことができる。特定の好ましい実施形態では、複合材料は天然石に似た視覚的パターンを示す。他の特徴には、色（例えば、黒、白、青、ピンク、灰色（淡～暗）、緑、赤、黄色、茶色、シアン（青緑色）または紫）およびテクスチャが含まれる。
【0186】
この開示は、本明細書に含まれる正確な内容に限定されない。当業者に明らかな組み合わせおよび／または変更は、本開示の範囲内で想定されている。本発明の特定の態様を説明するために、いくつかの非限定的な例を以下に記載する。
実施例
実施例１
実施例
実施例１
【0187】
この例示的なセットアップ（構成）は、長さ１６メートルの中空コアスラブの長さに沿った３点で中空コアスラブのチャネルにアクセスするために中空コアスラブの頂部から穴を形成することを含む。具体的には、これらの穴は、１６メートルの中空コア部分の最初、中央、そして最後に位置された。これらの穴は、図４１に示されるようにプレナムベースを使用して形成された。図４１に示されるように、プレナムベースは１６メートルの中空コアスラブの始めと終わりの穴に残された。
【0188】
気密シールされたタープチャンバ内へのガスインレットから遠位の中空コアスラブの一端に、プレナムの上にファンを取り付ける前にプレナムの上に加熱ユニットを配置した。図４１はまた、プレナムベース上の加熱ユニットの配置を示す。加熱ユニットは、中空コアスラブの長さにわたるガス輸送中に発生する熱損失を補償するために設けられた。ガスインレットに近い中空コアスラブの他端に、プレナムを加熱ユニットなしでプレナムベース上に置き、ファンをプレナムの上に取り付けた。上部にファンを取り付けた状態でのプレナムの組み立てを図４２に示す。
【0189】
内部に加熱ユニットを有するプレナム上のファンは、中空コアからガスを吸引するように配向された。対照的に、ファンは、内部に加熱ユニットが含まれていない第２のファンとプレナムとのアセンブリのための中空コア内にガスを吹き込むように配向された。さらに、シーリングタープを使用してエンベロープをセットアップした場合、第１のガスコンディショニングシステムからのガスのインレットおよびアウトレットは、内部に加熱ユニットのないプレナムアセンブリが配置されている端部に配置されることを確実にした。
【0190】
例示的な最終セットアップは図４５に概略的に示される。
【0191】
図４６は、その内部に中空コアを収容しかつガスコンディショニングシステムに接続されたエンベロープ形成された、使用された封止タープの実際の組み立てを示す。図４５の上部のホースは、ガスコンディショニングシステムからガス密封タープチャンバ内にガスを輸送するガスインレットとして機能し、一方、図４５の底部のホースは、ガス密封タープチャンバからガスコンディショニングユニットへとガスを輸送するガスアウトレットとして機能する。
【0192】
上記の設定パラメータを使用して、ガス流、相対湿度、ＣＯ２濃度および長さに沿った温度を操作して、基本プレナムを使用して均一に硬化した中空コアスラブを生成する６ｍセクションの中空コアについて観察され記録されたパラメータに一致させた。中空コアスラブの均一な硬化は、中空コアの長さおよび幅に沿った様々な位置でサンプルをコア抜きし、それらを圧縮強度について評価することによって確立された。圧縮強度目標は、約３０から約４０ＭＰａであった。
【0193】
圧縮強度の目標を達成し、均一な硬化を示すための試みにおいて第１のガスコンディショニングシステムから調整ガスを輸送するインレットおよびアウトレットホースを有する端板に近いプレナム上のファンは、中空コアスラブの他端のファンよりも遅い速度で動作する必要があることが確認された。より遅いファンは１５Ｈｚで作動するように設定され、一方より速いファンは２５Ｈｚで作動するように設定された。この設定により、最終的に、中空コアスラブの一様に硬化した１６メートルの部分が得られた。この例においても、中空コアの６メートルセクションの初期の運転と一致して、キャスティングベッドの温度上昇は製品の長さにわたって乾燥プロファイルの均一性を改善し、ひいてはＣＯ２硬化プロファイルを改善することが見られた。
【0194】
このシステムの大きな利点は、セットアップを連続して繰り返すことによって、システムの機能を拡張してより長い中空コアスラブの硬化を容易にすることができることであり、それによって、この方法を使用して硬化させることが可能である中空コアスラブの長さを延長する。この拡大を実施しながら規模の拡大プロセスをサポートするために、ＣＯ２ガスコンディショニングシステムを同時に規模拡大するために注意を払う必要がある。
【0195】
開発したプロセスについて、計算流体力学（ＣＦＤ）シミュレーションを社内実験と比較した。プレナムが製造されＣＯ２硬化システムに接続された後、ＣＦＤモデルは特定のプレナム設計の流れパターンを予測し、送風機容量は、一定のガス速度を維持するように調整された。得られた製品は、図４７に示すようにＣＦＤ予測を検証した。
実施例２
実施例２
【0196】
別の例示的な構成では、長さ１６メートルの中空コア部分の中央に１つのプレナムのみが使用された。プレナムにはヒーターは使用されていない。プレナム内のファンは、中空コアスラブのコアから吹き出すように構成された。中空コアスラブの上部を貫通して内部のコアにアクセスするための穴だけを開けた。プレナムベースの上に加熱ユニットを設置することなく、ファンをプレナムベース上に配置して、図４１に記載のプレナムアセンブリを形成した。このセットアップでは完全に硬化したサンプルは得られず、エンベロープの長さ全体にわたってガス状態の制御を一定範囲内に維持し、決して条件が臨界点を下回らないようにする必要性が強調された。
【0197】
図４８は、実施例２で使用されたセットアップを示す。
実施例３
実施例３
【0198】
別の対照として、設定が図４５に示すものと同様である試験を実施したが、プレナムアセンブリ上のファンの速度は同じ速度に保たれた。この試験は、不均一に硬化した中空コアスラブをもたらした。これは、実施例２と併せて、均一に硬化した中空コアスラブを得るためにタープチャンバー内部のガス流を調節する必要性を明確に示している。
【0199】
図４９は、実施例２に記載のセットアップを用いて調製した中空コアスラブの断面（上部）を、実施例１に記載のセットアップを用いて均一に硬化させた運転からの断面（下部）とともに示す。
【0200】
支配的な考慮事項は、硬化プロセス中の中空コアスラブの上および中のガス状態の均一性である。ガスがコアを通って流れるにつれて、硬化サイクル中にプレキャスト物体から水分を抽出する。水の蒸発潜熱は熱損失を引き起こす。プレキャストオブジェクトの質量がヒートシンクとして機能するため、熱も失われる。これら２つの要因は、硬化プロセス中に中空コアスラブの長さに沿って温度の不均一な勾配を引き起こす。実施例１で使用されるように、プレナム内のファンおよびプレナム内のヒータは、密閉タープを使用して形成されたエンベロープ内の熱源として作用し、ガス密閉タープチャンバ内での不均一な勾配の形成を軽減するのを助ける。
実施例４
実施例４
【0201】
図５０は、補強ストランドが通過することを可能にするために底部セクションにシール可能なスロットを提供しながら密封タープチャンバを支持するように設計されたエンドプレートを示す。中空コアスラブの底部に位置するこれらのストランドは、コンクリートの押出しの前にプレテンションをかけられ、プレキャストオブジェクトが硬化するまでテンションを維持する。ストランドにかかる張力は、中空コアスラブを切断する前に解放される。張力を解放した後のストランド上の滑りを測定して硬化度にアクセスする。硬化度が許容可能であるためには、約５～６ｍｍ以下の滑りが望ましい。図５０はまた、エンドプレート上のガスインレット（頂部）およびアウトレット（底部）のための開口部を示す。
【0202】
セットアップ構成の概略図を図５１に示す。この構成では、上部にファンが取り付けられた３つのプレナムが、中空コアスラブの上部に配置された。これらのアセンブリのうち２つはスラブの端に、もう１つは中央に配置された。端部のファンは中空コアスラブ内にガスを吹き込むように構成され、中央のファンは中空コアからガスを吸い出すように構成された。
【0203】
図５２は、中空コアの３２メートルの押出部分を硬化させるために設定された気密の密封タープチャンバーを示す。この例では、気密の密封タープを使用して形成されたエンベロープの内側に、厚さ２０ｃｍの中空コアスラブがある。
【0204】
図５２にはまた、第１のガスコンディショニングシステムからの密封タープを使用してＣＯ２ガスを形成されたエンベロープに往復輸送するインレットホース（黄色）およびアウトレットホース（黒色）が見られる。
【0205】
上記のセットアップを用いて、長さ３２メートル、厚さ２０ｃｍの中空コアスラブを首尾よく硬化させた。図５３は、長さ３２メートルの硬化中空コアスラブから得られた、中空コアスラブの３つのセクション（下側２つは長さ９メートル、上側は長さ６メートル）を示している。
【0206】
硬化が成功し、中空コアスラブの底部に位置する７本のストランドすべてが、硬化が停止した後の張力の解放時にストランドスリップ基準に合格したことを特徴とした。硬化コンクリート中のストランドの滑りは観察されなかった。
実施例５
実施例５
【0207】
図５４は、長さ１００メートルの中空コアスラブを硬化させるための典型的なセットアップの概略図を示す。このセットアップでは、可逆ファンを有するプレナムが二次ガス循環ループに使用されて、長さ１００メートルの中空コアスラブの硬化を容易にする。このセットアップを使用して、１００メートルより長い中空コアスラブをうまく硬化させることができる。
【0208】
１次ガス循環ループは、密封タープを使用して形成されたエンベロープへのインレットを含む。インレットは、第１の状態で、チャンバの上部のエンベロープの長さに沿って延び、エンベロープに取り付けられているチューブ内にガスを供給する。チューブは、エンベロープの長さに沿ってガスをエンベロープ内に送達するための穴を有する。
【0209】
しかしながら、本明細書に記載されるように、ガスがエンベロープの長手をｔ通過するにつれて温度および／またはガス組成は変化する。１００メートルの中空コアスラブの全長をうまく硬化させるには、２次ガス循環ループが必要である。
【0210】
可逆ファンおよび加熱エレメントを有するプレナムは、中空コアスラブのチャネルにおける、および、エンベロープ上方におけるガスを、第３の状態で取り出し、それを第２のガスコンディショニングシステムを通過させて第４の状態にする。第４の状態におけるこの再調整ガスは、中空コアスラブの少なくとも別の表面上を通過する。これが２次ガス循環ループを形成する。
【0211】
図５５は、長い中空コアスラブ（例えば、長さ１００メートルのセクション）を硬化させるために使用される中空コアスラブ用の１次ガス循環ループおよび２次ガス循環ループの概略図を示す。
【0212】
図５６は、全てのプレナムが流れを駆動するためのファンを有する代わりに、プレナムがひとつおきにファンを有するシステムの概略図を示す。
実施例６
実施例６
【0213】
図５７は、約１００メートル以上の長さの中空コアスラブを硬化させるための概略図を示す。このセットアップでは、中空コアスラブの硬化を容易にするために、ファンなしのプレナムが２次ガス循環ループで使用される。
【0214】
１次ガス循環ループは実施例５に記載したセットアップと同一である。エンベロープの長さに沿って延びるチューブ内の穴に加えて、チューブはまた、中空コアスラブの上部に配置されたプレナムに直接接続するための延長部を有する。
【0215】
いくつかの実施形態では、第１のガスコンディショニングシステムは第２のガスコンディショニングシステムとしても機能し得る。この実施形態の変形例では、プレナムは、第２のガスコンディショニングシステムを賄うための別個の第２のガスコンディショニングシステムを形成するために別々に取り付けられたヒーターおよび／または除湿ユニットを有することができる。
実施例７
実施例７
【0216】
図５８は、長さ１００メートルの中空コアスラブを硬化させるための概略図を示す。このセットアップでは、１００メートル以上の長さの中空コアスラブの硬化を容易にするために、可逆ファンを有するプレナムが２次ガス循環ループに使用される。
【0217】
ここで、１次ガス循環ループは、シーリングタープを使用して形成されたエンベロープへのインレットを含む。インレットは、第１の状態で、エンベロープの頂部にあるエンベロープの長さに沿って延びるチューブの中にガスを供給する。いくつかの実施形態では、チューブはエンベロープに取り付けられている。チューブはガスをエンベロープ内に送達するための穴を有する。第２の状態のガスがそれを通って除去されるアウトレットは、エンベロープの長さに沿って延びる（エンベロープの上にあってそれに取り付けられている）２本のチューブを含む。チャンバからガスを除去するために使用されるチューブもまたエンベロープの長さに沿って穴を有する。
【0218】
アウトレットに使用される２つのチューブ内の流れの方向は、図５８では反対であるように示されているが、いくつかの実施形態では、この流れは同じ方向であることとしてもよい。アウトレットとして機能する２つのチューブおよびインレットとして機能するチューブの中の流れの方向は、同じ方向でも反対方向でもよい。
【0219】
２次ガス循環ループは実施例５と同じである。
実施例８
実施例８
【0220】
図５９は、長さ１００メートルの中空コアスラブを硬化させるための概略図を示し、ここで、一次循環ループは、チャンバの長さに亘って延び、次いで少なくとも有意な長さのエンベロープを横切ってループアバックしてアウトレットに到達し、第１のガスコンディショニングシステムに戻るチューブを含む。チューブはガスをエンベロープ内に送達するための穴を有する。１つではなく２つのチューブを使用してガスを挿入することは、スラブの長さに沿って温度勾配を制御するのに有用である。
【0221】
このセットアップでは、リバーシブルファンを備えたプレナムが２次ガス循環ループに使用されて、長さ１００メートルの中空コアスラブの硬化を容易にする。
【0222】
２次ガス循環ループは実施例５と同じである。
実施例９
実施例９
【0223】
図６０は、プレキャストオブジェクト（例えば、舗装材、ブロック、屋根タイル、枕木）を硬化させるために１次および２次循環ループを使用するエンベロープの概略図を示す。このセットアップでは、第１のコンディショニングシステムは、除湿ユニットとエンベロープの外部にあるファンとを含む。第１のコンディショニングシステムは、任意に加熱ユニットも含み得る。１次ループは、第１の状態のガスをインレットを通してエンベロープに導入し、第２の状態のガスをエンベロープからアウトレットを通して抽出する。
【0224】
エンベロープ内には、少なくとも加熱器および少なくとも循環ファンを含む第２のコンディショニングループがある。典型的には、エンベロープの長さおよび幅内で均一なガス状態を促進するために、多くのそのような第２のコンディショニングループをエンベロープ内に含めることができる。２次ガス循環ループは、ガスの温度を上昇させ、それをエンベロープを通して再循環させて、エンベロープの別の部分でコンクリート部分の別の表面を通過する。
実施例１０
実施例１０
【0225】
図６１は、１次および２次循環ループを使用してプレキャストオブジェクト（例えば、舗装材、ブロック、屋根タイル、枕木）を硬化させるためのエンベロープの概略図を示す。
【0226】
このセットアップでは、第１のコンディショニングループは、複数のエンベロープの外部にある冷却器およびファンを含み、すなわち、１つの第１のコンディショニングループは、２つ以上のエンベロープに対応する。１次ループは、第１の状態の調整済みガスをインレットに導入し、第２の状態のガスをアウトレットから抽出する。これは、１次ガス循環ループに含まれる第１のガスコンディショニングシステムを使用することによって達成される。第１のガスコンディショニングシステムは、ガスの温度を上昇させるために加熱ユニット上に第１の流量でガスを流し、相対湿度を下げるために第２の流量で除湿ユニットにガスを流すことを含む。
【0227】
この流量の差は、硬化中に使用される二酸化炭素ガスのようなこれらの低密度ガスの低い熱容量のために有利である。加熱ユニットを通過することによってガスを加熱することができる速度は、除湿システムにおいてそこから水分を取り出すことができる速度よりも遅い。さらに、水を除去すると、水の気化潜熱によりガスの温度がさらに低下する傾向がある。これは加熱ユニットに追加の需要を追加する。
【0228】
第１のガスコンディショニングシステムにおける除湿および加熱要件におけるこれらの不一致のために、除湿が加熱と並行して起こるシステムを作り出すことは、システムの設計に関して大きな利点を提供する。第１のガス状態の成分のそれぞれに対する装置サイズは、硬化サイクルの速度および効率を最大にしながら装置の全体的なコストを正確に下げるように特定することができる。
【0229】
第１のコンディショニングループは、組み込まれた複数のエンベロープのそれぞれの反対側の両端でエンベロープに接続する。いくつかの実施形態では、第１のコンディショニングループは、インレットとアウトレットを互いに切り替えることによってガス流の方向を変えることができる。いくつかの実施形態では、２次ガス循環ループも存在する。第２のコンディショニングループは第２のガスコンディショニングシステムを含む。第２のガスコンディショニングシステムは、内部ヒーター、ファン、除湿ユニット、またはこれらの組み合わせを含む。第２のガスコンディショニングシステムは、チャンバ内の第３の状態でガスを取り出し、ガスの温度および／またはガス組成を変えることによってそれを第４の状態にする。第４の状態にされたこのガスは、エンベロープを通って再循環されて、チャンバ内のプレキャストコンクリートの別の表面上を通過する。２次ガス循環ループに使用されるファンは可逆的であり、２次ガス循環ループ内の流れの方向を硬化中に反転させて、エンベロープの長さおよび幅全体にわたる条件の均一性を改善することができる。
【0230】
硬化システムおよび関連するトピックのさらなる背景説明および実施例は、米国特許第９，２２１，０２７号、米国特許出願公開第２０１５／０２２５２９５号（出願番号１４／６０２，３１３）、米国特許出願公開第２０１５／０３３６８５２号（出願番号１４／８１８，６２９）、米国特許出願公開第２０１７／０１０２３７３号（出願番号１５／２９０，３２８）に見いだすことができ、これらの各々は、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
【0231】
出願人の開示は、図面を参照して好ましい実施形態において本明細書に記載されており、図中、類似の番号は同一または類似の要素を表す。本明細書を通して、「一つの実施形態」、「一実施形態」、または同様の言葉は、その実施形態に関連して説明した特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも一実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通して、「一つの実施形態では」、「一実施形態では」、および類似の表現の表現は、必ずしもそうとは限らないが、すべて同じ実施形態を指すことがある。
【0232】
出願人の開示の記載された特徴、構造、または特性は、１つまたは複数の実施形態において任意の適切な方法で組み合わせることができる。本明細書の説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するために多数の特定の詳細が列挙されている。しかしながら、当業者は、出願人の組成物および／または方法が、１つ以上の特定の詳細なしで、または他の方法、構成要素、材料などを用いて実施され得ることを認識するであろう。他の例では、本開示の態様を曖昧にすることを避けるために、よく知られている構造、材料、または動作は、詳細に図示または説明されていない。
【0233】
本明細書および添付の特許請求の範囲において、文脈上明らかにそうでないことを指示しない限り、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は複数形の言及を含む。
【0234】
他に定義されない限り、本明細書中で使用される全ての技術的および科学的用語は、当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載のものと類似または同等の任意の方法および材料を本開示の実施または試験に使用することもできるが、好ましい方法および材料をここに記載する。本明細書に列挙された方法は、開示された特定の順序に加えて、論理的に可能な任意の順序で実行され得る。
参照による組み込み
参照による組み込み
【0235】
特許、特許出願、特許公報、雑誌、本、論文、ウェブコンテンツなどの他の文書への言及および引用は、本開示においてなされている。そのような文書はすべて、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に組み入れられる。参照により本明細書に組み込まれると言われる任意の材料またはその一部であるが、本明細書に明示的に述べられている既存の定義、陳述、または他の開示資料と矛盾するものは、その組み込まれた資料と本開示資料との間に矛盾が生じない範囲でのみ組み込まれる。矛盾が生じた場合、その矛盾は、好ましい開示としての本開示を支持して解決されるべきである。
均等物
均等物
【0236】
代表的な実施例は、本発明を説明するのを助けることを意図しており、本発明の範囲を限定することを意図しておらず、またそれらを限定すると解釈されるべきではない。実際、本明細書中に示され記載されたものに加えて、本発明の様々な改変およびその多くのさらなる実施形態は、実施例および本明細書に含まれる科学文献および特許文献への参照を含む、この文書の全内容から当業者には明らかとなるであろう。実施例は、その様々な実施形態およびその均等物において本発明の実施に適合させることができる重要な追加情報、例示および手引きを含む。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図56】
【図57】
【図58】
【図59】
【図60】
【図61】