特表2022-529415湿式鋳造スラグ系コンクリート製品を製造するための炭酸化養生方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-06-22
(54)【発明の名称】湿式鋳造スラグ系コンクリート製品を製造するための炭酸化養生方法
(51)【国際特許分類】
C04B 28/04 20060101AFI20220615BHJP
C04B 22/08 20060101ALI20220615BHJP
【ＦＩ】
C04B28/04
C04B22/08 Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021560110
(86)(22)【出願日】2020-04-09
(85)【翻訳文提出日】2021-10-27
(86)【国際出願番号】 CA2020050467
(87)【国際公開番号】W WO2020206541
(87)【国際公開日】2020-10-15
(31)【優先権主張番号】62/832,966
(32)【優先日】2019-04-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】520431166
【氏名又は名称】カービクリート インコーポレイテッド
(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】100221899
【弁理士】
【氏名又は名称】高倉 みゆき
(72)【発明者】
【氏名】メールダッド マホーティアン
【テーマコード（参考）】
4G112
【Ｆターム（参考）】
4G112PB05
(57)【要約】
本発明は、湿式鋳造スラグ系コンクリート製品の製造方法に関し、特に、湿式鋳造スラグ系コンクリート製品は、鋳型内で及び／又は養生チャンバ内に配置される鋳型内で鋳造され、事前調整され、二酸化炭素で養生される。湿式鋳造スラグ系コンクリート製品は、任意に強化される。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
湿式鋳造スラグ系コンクリート製品の製造方法であって、前記方法は、１）スラグ系結合材と、骨材と、水と、を提供する提供ステップと、
２）前記スラグ系結合材と、前記骨材と、前記水と、を混合して、０．２を超える第１の水対スラグ系結合材重量比を含む加工可能な非ゼロスランプコンクリート組成物を製造する混合ステップと、
３）ａ）前記非ゼロスランプコンクリート組成物を気密鋳型に移す及び／又は固めることによって前記非ゼロスランプコンクリートを鋳造及び／又は配置するステップであって、前記気密鋳型が少なくとも１つのガスパイプ及び／又はランスを含む鋳造／配置ステップ、又は
ｂ）前記非ゼロスランプコンクリート組成物を気密鋳型に移す及び／又は固めることによって前記非ゼロスランプコンクリートを鋳造及び／又は配置するステップであって、少なくとも１つのガスパイプ及び／又はランスを前記非ゼロスランプコンクリート組成物に挿入するステップをさらに含む鋳造／配置ステップ、又は
ｃ）前記非ゼロスランプコンクリート組成物を気密鋳型に移す及び／又は固めることによって前記非ゼロスランプコンクリートを鋳造及び／又は配置するステップであって、前記鋳型が鋳型壁と、前記鋳型壁の複数の入口と、を含み、前記複数の入口を任意に閉じて、スラリー非ゼロスランプコンクリートを保持する鋳造／配置ステップ、又は
ｄ）前記非ゼロスランプコンクリート組成物を鋳型に移す及び／又は固めることによって前記非ゼロスランプコンクリートを鋳造及び／又は配置するステップであって、前記鋳型が開放上面を画定する鋳型壁と、前記鋳型壁の複数の入口と、を含み、前記複数の入口を任意に閉じて、前記加工可能な非ゼロスランプコンクリートを保持する鋳造／配置ステップと、
４）ｉ）少なくとも１つのガスランスからの空気流及び／又は加圧空気と、ｉｉ）ヒーターと、ｉｉｉ）前記非ゼロスランプコンクリートに埋め込まれた加熱要素ワイヤと、のうち少なくとも１つを用いて前記鋳型内の前記非ゼロスランプコンクリート組成物を事前調整して、前記第１の水対スラグ系結合材重量比よりも小さい第２の水対スラグ系結合材重量比を含む事前調整済みスラグ系中間体を製造する事前調整ステップと、
５）鋳造ステップが鋳造ステップ３ａ）、３ｂ）又は３ｃ）であるとき、前記気密鋳型を密封する密封ステップと、
６）ａ）－ｂ）前記鋳造ステップが鋳造ステップ３ａ）又は３ｂ）であるとき、前記少なくとも１つのガスパイプ及び／又はランスからの、又は
ｃ）前記鋳造ステップが鋳造ステップ３ｃ）であるとき、前記鋳型壁の前記複数の入口を介して、又は
ｄ）前記鋳造ステップが鋳造ステップ３ｄ）であるとき、前記鋳型壁の前記複数の入口及び前記開放上面を介して、チャンバ／密閉空間／容器／部屋内で、
二酸化炭素を含有するガスを用いて前記事前調整済みスラグ系中間体を養生して、成形された湿式鋳造スラグ系コンクリート製品を製造する養生ステップと、
７）前記成形された湿式鋳造スラグ系コンクリート製品を脱型して、前記湿式鋳造スラグ系コンクリート製品を提供する脱型ステップと、を含む、方法。
【請求項2】
前記非ゼロスランプコンクリートの前記鋳造ステップが、プレス／圧縮を含まない、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記養生ステップ後、前記少なくとも１つのガスパイプ及び／又はランス内の中空空間を、セメントグラウト、鋼繊維強化セメントモルタル及び／又はセメントペーストで充填するステップをさらに含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項4】
前記非ゼロスランプコンクリート組成物の鋳造後、前記ガスパイプ及び／又はランスを挿入する、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
前記スラグ系結合材が、飛散灰、焼成頁岩、シリカヒューム、ゼオライト、ＧＧＢＦ（粉砕造粒高炉）スラグ、石灰石粉末、水硬性セメント及び非水硬性セメントからなる群から選択される少なくとも１つの他の結合材を含まないか、又はそれらと混合されたスラグである、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記スラグが、製鋼スラグ、ステンレス製鋼スラグ、塩基性酸素転炉スラッジ、高炉スラッジ、亜鉛、鉄、銅生産の副産物、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記鋳造ステップの前に前記気密鋳型に強化材を配置する強化ステップをさらに含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
強化材が、炭素鋼、ステンレス鋼及び／又はＦＲＰ強化鉄筋である、請求項６に記載の方法。
【請求項9】
前記スラグの累積ケイ酸カルシウム含有量が、少なくとも２０重量％である、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
前記事前調整ステップを実施して、前記湿式鋳造スラグ系コンクリートの体積の少なくとも１％の多孔度を増加させる、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記非ゼロスランプコンクリート組成物が、５ｍｍ～２５０ｍｍの範囲のスランプ値を有する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
前記非ゼロスランプコンクリート組成物が、０．７～１．０の範囲の生コンクリートの圧縮係数試験を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項13】
前記スラグ系結合材が、還元製鋼スラグ、酸化製鋼スラグ、転炉製鋼スラグ、電気アーク炉（ＥＡＦ）スラグ、塩基性酸素炉（ＢＯＦ）スラグ、取鍋スラグ、高速冷却製鋼スラグ及び徐冷製鋼スラグ、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される製鋼スラグである、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
前記湿式鋳造スラグ系コンクリート製品が、プレキャストの鉄筋及び非鉄筋コンクリートパイプ、ボックスカルバート、排水製品、舗装スラブ、床スラブ、交通障壁、壁、マンホール、擁壁、舗装、タイル及び屋根材からなる群から選択される、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
前記湿式鋳造スラグ系コンクリートが、少なくとも５重量％のスラグ含有量を含む、請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項16】
前記非ゼロスランプコンクリート組成物が、促進剤、遅延剤、粘度調整剤、空気混入剤、発泡剤、ＡＳＲ（アルカリシリカ反応）阻害剤、洗い流し防止剤、防錆剤、収縮低減剤、コンクリート亀裂低減剤、可塑剤、超可塑剤、封止材、塗料、コーティング、減水剤、撥水剤、白華制御剤、ポリマー粉末、ポリマーラテックス及び加工性保持剤のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項１～１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項17】
前記非ゼロスランプコンクリート組成物が、セルロース繊維、ガラス繊維、マイクロ合成繊維、天然繊維、ＰＰ繊維、ＰＶＡ繊維及び鋼繊維のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項１～１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項18】
ＣＯ２養生が、追加の外部熱源及び／又はエネルギー源を含まない、請求項１～１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項19】
前記二酸化炭素を含有するガスが、少なくとも５体積％の濃度のＣＯ２を含有するガスである、請求項１～１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項20】
前記養生ステップ６ｃ）において、穿孔管が、前記鋳型壁の前記複数の入口のうち少なくとも１つを通して挿入される、請求項１～１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項21】
前記穿孔管が、前記気密鋳型の内部に挿入され、反対側の鋳型壁まで完全に又は部分的に横断する、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、湿式鋳造スラグ系コンクリート製品の製造方法に関し、特に、湿式鋳造スラグ系コンクリート製品は、鋳型内で及び／又は養生チャンバ内に配置される鋳型内で鋳造され、事前調整され、二酸化炭素で養生される。湿式鋳造スラグ系コンクリート製品は、任意に強化される。
【背景技術】
【0002】
冶金スラグは、一般的に埋め立てられる多量の廃棄物である。冶金スラグは、適切な条件下で結合材料として働くことがある。製鋼スラグを含む冶金スラグの新しい用途を見つける必要がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0003】
本明細書では、湿式鋳造方法により、主結合材としての冶金スラグ及び二酸化炭素から作られる任意に強化したコンクリート製品の開発について説明する。
【0004】
一態様によれば、湿式鋳造スラグ系コンクリート製品の製造方法が提供され、本方法は、非ゼロスランプコンクリートの組成物を提供するステップであって、組成物は、スラグ系結合材と、骨材と、水と、を含む提供ステップと、スラグ系結合材と、骨材と、水と、を混合して、０．２を超える第１の水対結合材重量比を含む加工可能な非ゼロスランプコンクリートを製造する混合ステップと、非ゼロスランプコンクリートを少なくとも１つのガスパイプ／ランスを含む気密鋳型に移す／固めることによって、非ゼロスランプコンクリートを鋳造／配置する鋳造／配置ステップと、ｉ）少なくとも１つのガスランスからの空気流／加圧空気と、ｉｉ）ヒーターと、ｉｉｉ）コンクリートに埋め込まれた加熱要素ワイヤと、のうち少なくとも１つを用いて鋳型内の非ゼロスランプコンクリートを事前調整して、第１の水対結合材重量比よりも小さい第２の水対結合材重量比を含む調整済みスラグ系中間体を製造する事前調整ステップと、気密鋳型を密封する密封ステップと、少なくとも１つのガスランスからの二酸化炭素を含有するガスを用いて調整済みスラグ系中間体を養生して、調整済みスラグ系中間体を活性化し、湿式鋳造スラグ系コンクリート製品を製造し、湿式鋳造スラグ系コンクリート製品を脱型する養生ステップと、を含む。
【0005】
別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、非ゼロスランプコンクリートの鋳造ステップは、プレス／圧縮を含まない。
【0006】
また別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、養生後、少なくとも１つのガスランス内の中空空間を、セメントグラウト、鋼繊維強化セメントモルタル及びセメントペーストで充填する。
【0007】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、非ゼロスランプコンクリートの鋳造後、ガスランスを挿入してもよい。
【0008】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、スラグ系結合材は、飛散灰、焼成頁岩、シリカヒューム、ゼオライト、ＧＧＢＦ（粉砕造粒高炉）スラグ、石灰石粉末、水硬性セメント及び非水硬性セメントからさらになる群から選択される少なくとも１つの他の結合材を含まないか、又はそれらと混合されるスラグである。
【0009】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、スラグは、製鋼スラグ、ステンレス製鋼スラグ、塩基性酸素転炉スラッジ、高炉スラッジ、亜鉛、鉄、銅産業の副産物、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。
【0010】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、鋳造ステップの前に気密鋳型に強化材を配置する強化ステップをさらに含む。
【0011】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、強化材は、炭素鋼、ステンレス鋼及び／又は繊維強化ポリマー（ＦＲＰ）強化鉄筋である。
【0012】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、スラグの累積ケイ酸カルシウム含有量は、少なくとも２０重量％である。
【0013】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、事前調整ステップは、湿式鋳造スラグ系コンクリートの体積の少なくとも１％の多孔度を増加させる。
【0014】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、非ゼロスランプコンクリートは、５ｍｍ～２５０ｍｍの範囲のスランプ値を有する。
【0015】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、非ゼロスランプコンクリートは、生コンクリートに対する圧縮係数試験を有し、０．７～１．０の範囲の値を見出さなければならない。
【0016】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、製鋼スラグは、還元製鋼スラグ、酸化製鋼スラグ、転炉製鋼スラグ、電気アーク炉スラグ（ＥＡＦスラグ）、塩基性酸素炉スラグ（ＢＯＦスラグ）、取鍋スラグ、高速冷却製鋼スラグ及び徐冷製鋼スラグ、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される。
【0017】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、湿式鋳造スラグ系コンクリートは、プレキャストの鉄筋及び非鉄筋コンクリートパイプ、ボックスカルバート、排水製品、舗装スラブ、床スラブ、交通障壁、壁、マンホール、擁壁、舗装、タイル及び屋根板からなる群から選択される製品にさらに加工される。
【0018】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、湿式鋳造スラグ系コンクリートは、少なくとも５重量％のスラグ含有量を含む。
【0019】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、非ゼロスランプコンクリートは、少なくとも１つの促進剤、遅延剤、粘度調整剤、空気混入剤、発泡剤、ＡＳＲ（アルカリシリカ反応）阻害剤、洗い流し防止剤、防錆剤、収縮低減剤、コンクリート亀裂低減剤、可塑剤、超可塑剤、封止材、塗料、コーティング、減水剤、撥水剤、白華制御剤、ポリマー粉末、ポリマーラテックス及び加工性保持剤をさらに含む。
【0020】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、非ゼロスランプコンクリートは、少なくとも１つのセルロース繊維、ガラス繊維、マイクロ合成繊維、天然繊維、ポリプロピレン（ＰＰ）繊維、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）繊維及び鋼繊維をさらに含む。
【0021】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、ＣＯ２養生は、追加の外部熱源／エネルギー源を含まない。
【0022】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、脱型調整済みスラグ系中間体は、少なくとも５体積％の濃度のＣＯ２を含有するガスを用いて、チャンバ／密閉空間／容器／部屋内で養生される。
【0023】
さらにまた別の態様によれば、湿式鋳造スラグ系コンクリート製品の製造方法が提供され、本方法は、非ゼロスランプコンクリートの組成物を提供するステップであって、組成物は、スラグ系結合材と、骨材と、水と、を含む提供ステップと、スラグ系結合材と、骨材と、水と、を混合して、０．２を超える第１の水対結合材重量比を含む加工可能な非ゼロスランプコンクリートを製造する混合ステップと、非ゼロスランプコンクリートを気密鋳型に移す／固めることによって、非ゼロスランプコンクリートを鋳造／配置するステップであって、鋳型は、鋳型壁と鋳型壁の複数の入口とを含み、複数の入口を任意に閉じて、スラリー非ゼロスランプコンクリートを保持する鋳造／配置ステップと、ｉ）鋳型壁の複数の入口を通る空気流／加圧空気と、ｉｉ）ヒーターと、ｉｉｉ）コンクリートに埋め込まれた加熱要素ワイヤと、のうち少なくとも１つを用いて鋳型内の非ゼロスランプコンクリートを事前調整して、第１の水対結合材重量比よりも小さい第２の水対結合材重量比を含む調整済みスラグ系中間体を製造する事前調整ステップと、鋳型を密封する密封ステップと、ガス源に接続された鋳型壁の複数の入口を介して二酸化炭素を含有するガスを用いて調整済みスラグ系中間体を養生して、調整済みスラグ系中間体を活性化し、湿式鋳造スラグ系コンクリート製品を製造し、湿式鋳造スラグ系コンクリート製品を脱型する養生ステップと、を含む。
【0024】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、非ゼロスランプコンクリートの鋳造ステップは、プレス／圧縮を含まない。
【0025】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、少なくとも１つの穿孔管は、任意に入口の１つを通して挿入される。
【0026】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、少なくとも１つの穿孔管は、気密鋳型の内部に挿入され、反対側の鋳型壁まで完全に又は部分的に横断する。
【0027】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、スラグ系結合材は、飛散灰、焼成頁岩、シリカヒューム、ゼオライト、ＧＧＢＦ（粉砕造粒高炉）スラグ、石灰石粉末、水硬性セメント及び非水硬性セメントからさらになる群から選択される少なくとも１つの他の結合材を含まないか、又はそれらと混合されるスラグである。
【0028】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、スラグは、製鋼スラグ、ステンレス製鋼スラグ、塩基性酸素転炉スラッジ、高炉スラッジ、亜鉛、鉄、銅産業の副産物、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。
【0029】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、鋳造ステップの前に気密鋳型に強化材を配置する強化ステップをさらに含む。
【0030】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、強化材は、炭素鋼、ステンレス鋼及び／又はＦＲＰ強化鉄筋である。
【0031】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、スラグの累積ケイ酸カルシウム含有量は、少なくとも２０重量％である。
【0032】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、事前調整ステップは、湿式鋳造スラグ系コンクリートの体積の少なくとも１％の多孔度を増加させる。
【0033】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、非ゼロスランプコンクリートは、５ｍｍ～２５０ｍｍの範囲のスランプ値を有する。
【0034】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、非ゼロスランプコンクリートは、生コンクリートに対する圧縮係数試験を有し、０．７～１．０の範囲の値を見出さなければならない。
【0035】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、製鋼スラグは、還元製鋼スラグ、酸化製鋼スラグ、転炉製鋼スラグ、電気アーク炉スラグ（ＥＡＦスラグ）、塩基性酸素炉スラグ（ＢＯＦスラグ）、取鍋スラグ、高速冷却製鋼スラグ及び徐冷製鋼スラグ、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される。
【0036】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、湿式鋳造スラグ系コンクリートは、プレキャストの鉄筋及び非鉄筋コンクリートパイプ、ボックスカルバート、排水製品、舗装スラブ、床スラブ、交通障壁、壁、マンホール、擁壁、舗装、タイル及び屋根板からなる群から選択される製品にさらに加工される。
【0037】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、湿式鋳造スラグ系コンクリートは、少なくとも５重量％のスラグ含有量を含む。
【0038】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、非ゼロスランプコンクリートは、少なくとも１つの促進剤、遅延剤、粘度調整剤、空気混入剤、発泡剤、ＡＳＲ（アルカリシリカ反応）阻害剤、洗い流し防止剤、防錆剤、収縮低減剤、コンクリート亀裂低減剤、可塑剤、超可塑剤、封止材、塗料、コーティング、減水剤、撥水剤、白華制御剤、ポリマー粉末、ポリマーラテックス及び加工性保持剤をさらに含む。
【0039】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、非ゼロスランプコンクリートは、少なくとも１つのセルロース繊維、ガラス繊維、マイクロ合成繊維、天然繊維、ＰＰ繊維、ＰＶＡ繊維及び鋼繊維をさらに含む。
【0040】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、ＣＯ２養生は、追加の外部熱源／エネルギー源を含まない。
【0041】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、脱型調整済みスラグ系中間体は、少なくとも５体積％の濃度のＣＯ２を含有するガスを用いて、チャンバ／密閉空間／容器／部屋内で養生される。
【0042】
さらにまた別の態様によれば、湿式鋳造スラグ系コンクリート製品の製造方法が提供され、本方法は、非ゼロスランプコンクリートの組成物を提供するステップであって、組成物は、スラグ系結合材と、骨材と、水と、を含む提供ステップと、スラグ系結合材と、骨材と、水と、を混合して、０．２を超える第１の水対結合材重量比を含む加工可能な非ゼロスランプコンクリートを製造する混合ステップと、非ゼロスランプコンクリートを鋳型に移す／固めることによって、非ゼロスランプコンクリートを鋳造／配置するステップであって、鋳型は、開放上面を画定する鋳型壁と鋳型壁の複数の入口とを含み、複数の入口を任意に閉じて、加工可能な非ゼロスランプコンクリートを保持する鋳造／配置ステップと、ｉ）複数の入口を通る空気流／加圧空気と、ｉｉ）ヒーターと、ｉｉｉ）コンクリートに埋め込まれた加熱要素ワイヤと、のうち少なくとも１つを用いて鋳型内の非ゼロスランプコンクリートを事前調整して、第１のスラグ対水重量比よりも小さい第２のスラグ対水重量比を含む調整済みスラグ系中間体を製造する事前調整ステップと、鋳型壁の複数の入口及び開放上面を介して、チャンバ／密閉空間／容器／部屋内で、二酸化炭素を含有するガスを用いて調整済みスラグ系中間体を養生して、調整済みスラグ系中間体を活性化し、湿式鋳造スラグ系コンクリート製品を製造し、湿式鋳造スラグ系コンクリート製品を脱型する養生ステップと、を含む。
【0043】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、非ゼロスランプコンクリートの鋳造ステップは、プレス／圧縮を含まない。
【0044】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、スラグ系結合材は、飛散灰、焼成頁岩、シリカヒューム、ゼオライト、ＧＧＢＦ（粉砕造粒高炉）スラグ、石灰石粉末、水硬性セメント及び非水硬性セメントからさらになる群から選択される少なくとも１つの他の結合材を含まないか、又はそれらと混合されるスラグである。
【0045】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、スラグは、製鋼スラグ、ステンレス製鋼スラグ、塩基性酸素転炉スラッジ、高炉スラッジ、亜鉛、鉄、銅産業の副産物、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。
【0046】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、鋳造ステップの前に鋳型に強化材を配置する強化ステップをさらに含む。
【0047】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、強化材は、炭素鋼、ステンレス鋼及び／又はＦＲＰ強化鉄筋である。
【0048】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、スラグの累積ケイ酸カルシウム含有量は、少なくとも２０重量％である。
【0049】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、事前調整ステップは、湿式鋳造スラグ系コンクリートの体積の少なくとも１％の多孔度を増加させる。
【0050】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、非ゼロスランプコンクリートは、５ｍｍ～２５０ｍｍの範囲のスランプ値を有する。
【0051】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、非ゼロスランプコンクリートは、生コンクリートに対する圧縮係数試験を有し、０．７～１．０の範囲の値を見出さなければならない。
【0052】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、製鋼スラグは、還元製鋼スラグ、酸化製鋼スラグ、転炉製鋼スラグ、電気アーク炉スラグ（ＥＡＦスラグ）、塩基性酸素炉スラグ（ＢＯＦスラグ）、取鍋スラグ、高速冷却製鋼スラグ及び徐冷製鋼スラグ、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される。
【0053】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、湿式鋳造スラグ系コンクリートは、プレキャストの鉄筋及び非鉄筋コンクリートパイプ、ボックスカルバート、排水製品、舗装スラブ、床スラブ、交通障壁、壁、マンホール、擁壁、舗装、タイル及び屋根板からなる群から選択される製品にさらに加工される。
【0054】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、湿式鋳造スラグ系コンクリートは、少なくとも５重量％のスラグ含有量を含む。
【0055】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、非ゼロスランプコンクリートは、少なくとも１つの促進剤、遅延剤、粘度調整剤、空気混入剤、発泡剤、ＡＳＲ（アルカリシリカ反応）阻害剤、洗い流し防止剤、防錆剤、収縮低減剤、コンクリート亀裂低減剤、可塑剤、超可塑剤、封止材、塗料、コーティング、減水剤、撥水剤、白華制御剤、ポリマー粉末、ポリマーラテックス及び加工性保持剤をさらに含む。
【0056】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、非ゼロスランプコンクリートは、少なくとも１つのセルロース繊維、ガラス繊維、マイクロ合成繊維、天然繊維、ＰＰ繊維、ＰＶＡ繊維及び鋼繊維をさらに含む。
【0057】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、ＣＯ２養生は、追加の外部熱源／エネルギー源を含まない。
【0058】
さらにまた別の態様によれば、本明細書に記載の方法が提供され、調整済みスラグ系中間体は、少なくとも５体積％の濃度のＣＯ２を含有するガスを用いて、チャンバ／密閉空間／容器／部屋内で養生される。
【図面の簡単な説明】
【0059】
【図1】本明細書に記載の一実施形態による、ガスパイプ／ランスを有する密封鋳型において行われる鋳造、事前調整及びＣＯ２養生を伴う湿式鋳造スラグ系コンクリート製品の製造方法を示すプロセスブロック図である。
【図4】本明細書に記載の別の実施形態による、鋳型にガス流入に対する複数の穴を有する密封鋳型において行われる鋳造、事前調整及びＣＯ２養生を伴う湿式鋳造スラグ系コンクリート製品の別の製造方法を示すプロセスブロック図である。
【図7】本明細書に記載の別の実施形態による、養生チャンバ又は密封筐体内に配置された、鋳型の側壁に複数の穴を有する、上部が開いた非密封鋳型において行われる鋳造、事前調整及びＣＯ２養生を伴う湿式鋳造スラグ系コンクリート製品のさらなる製造方法を示すプロセスブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0060】
ここで、添付図面を参照する。
【0061】
従来、コンクリート製造における結合材としては新焼結ポルトランドセメントが使用され、湿式鋳造セメント系プレキャストコンクリート製品は、一般的に熱と蒸気で養生される。対照的に、本発明の湿式鋳造スラグ系コンクリートは、コンクリート及びプレキャスト製品の製造において、ポルトランドセメントに代わる主な結合材として、冶金工場の副産物、及び好ましい実施形態では製鋼工場の副産物を使用する。加えて、コンクリートを養生する活性剤として二酸化炭素が使用され、そのプロセス中に隔離される。好ましい実施形態では、ＣＯ２養生プロセス中に追加の熱又は蒸気を必要としない。任意に強化した、提案する湿式鋳造スラグ系コンクリート製品は、従来のセメント系プレキャスト製品と比較したとき、同等の又は優れた機械的特性及び耐久性を示す可能性があり、一方その製造による大気中への温室効果ガスの排出を削減する。また、提案する本発明は、スラグ系コンクリート製品に従来のセメントが使用されておらず、スラグ系コンクリート製品においては骨材含有量も少なくて済むため、天然資源の消費量も削減する。最終的に、提案する本発明により任意に強化された湿式鋳造スラグ系コンクリート製品を製造することで、プレキャストコンクリート生産施設における生産率を向上させる可能性がある。
【0062】
［材料］
湿式鋳造スラグ系コンクリート５６の製造における主な結合材は、好ましい実施形態では、鋼又はステンレス鋼の生産に由来するスラグである。また、亜鉛、鉄及び銅の生産による他の副産物材料をスラグとして考えることができる。
湿式鋳造スラグ系コンクリート５６の製造における主な結合材は、好ましい実施形態では、鋼又はステンレス鋼の生産に由来するスラグである。また、亜鉛、鉄及び銅の生産による他の副産物材料をスラグとして考えることができる。
【0063】
様々なスラグを、異なる鋼生産方法を実施する鋼工場から収集することができる。本明細書に記載の湿式鋳造スラグ系コンクリートの製造における主結合材として組み込むことができるスラグの種類の中には、ステンレス製鋼スラグ、還元製鋼スラグ、酸化製鋼スラグ、転炉製鋼スラグ、電気アーク炉スラグ（ＥＡＦスラグ）、塩基性酸素炉スラグ（ＢＯＦスラグ）、取鍋スラグ、高速冷却製鋼スラグ、徐冷製鋼スラグ、塩基性酸素転炉スラッジ、高炉スラッジ及びこれらの組み合わせがある。
【0064】
好ましい実施形態におけるスラグの酸化カルシウム重量含有量は、１０％超、好ましくは１５％超、好ましくは２０％超である。好ましい実施形態における酸化シリカ重量含有量は、６％超、好ましくは８％超、好ましくは１２％超である。好ましい実施形態におけるスラグの全酸化鉄含有量は、４０％未満、好ましくは３０％未満である。好ましい実施形態における製鋼スラグは、累積ケイ酸カルシウム含有量が少なくとも２０％であり、遊離石灰濃度が１５％未満、好ましくは７％未満のスラグである。好ましい実施形態におけるスラグの嵩密度は１．０～２．０ｇ／ｃｍ３の範囲であり、見掛け密度は２．０～６．０ｇ／ｃｍ３で変化し得る。
【0065】
スラグは、本明細書に記載の湿式鋳造スラグ系コンクリート混合物に組み込まれる前に、（必要に応じて）より小さなサイズに粉砕してもよい。スラグの粉砕は、ボールミル、ロッドミル、自生ミル、ＳＡＧミル、ペブルミル、高圧粉砕ロール、ＶＳＩ又はタワーミルのような任意の機械的機械で行うことができる。粉砕プロセスは、湿式でも乾式でも実行することができる。乾式サイズ縮小プロセスが好ましいが、湿式プロセスを選択してスラグを粉砕する場合、粉砕されたスラグは、粉砕後に完全に乾燥させる又は半乾燥させることができる。スラグを分級機に通過させることは、より粒径／粒度の小さいスラグを得るための代替オプションである。使用される分級機は当技術分野で公知であり、スクリーン、遠心分離機及びサイクロンが挙げられるが、これらに限定されない。
【0066】
好ましい実施形態における粉砕又は分級されたスラグは、メッシュ＃１０（２０００ミクロン）、好ましくはメッシュ＃５０（２９７ミクロン）、好ましくはメッシュ＃２００（７４ミクロン）、好ましくはメッシュ＃４００（３７ミクロン）を通過し、これらの各々を単独で又は少なくとも１つの他の結合材と組み合わせて使用することができる。ふるいを利用して、粉砕後又は粉砕前のいずれかでスラグをスクリーニングしてもよい。したがって、適切な粒度分布を有するスラグを得るために、粉砕法及びスクリーニング法の１つ又は組み合わせを実行することができる。
【0067】
スラグは、少なくとも５０ｍ２／ｋｇ、好ましくは１５０ｍ／ｋｇ、好ましくは少なくとも２００ｍ２／ｋｇのブレイン繊度に粉砕及び／又はスクリーニングしてもよい。好ましい実施形態では、スラグ系湿式コンクリート中のスラグは、スラグの５０パーセントが２００ミクロン（Ｄ５０＝２００μｍ）未満、好ましくは１５０ミクロン（Ｄ５０＝１５０μｍ）未満、好ましくは１００ミクロン（Ｄ５０＝１００μｍ）未満、好ましくは５０ミクロン（Ｄ５０＝５０μｍ）未満、好ましくは２５ミクロン（Ｄ５０＝２５μｍ）未満、好ましくは１０ミクロン（Ｄ５０＝１０μｍ）未満である。
【0068】
スラグの遊離石灰含有量は、混合物に組み込む前に、従来技術における任意の標準的な既知の方法で減少させてもよい。代替的に、スラグを最初に熟成させてスラグの遊離酸化カルシウム（遊離石灰）含有量を減少させ、次いで、混合物に組み込むことができる。湿式鋳造スラグ系コンクリートのスラグ含有量は、コンクリートの重量の５％以上、好ましくは湿式鋳造スラグ系コンクリート又は非ゼロスランプコンクリート組成物の重量の２０％以上であるべきである。
【0069】
スラグ系結合材は、スラグ単独（すなわち別の結合材を含まないスラグ）、又はスラグとセメント系材料／ポゾラン材料などの少なくとも１つの他の結合材との組み合わせをさらに含んでもよい。一例として、スラグは、少なくとも１つの他の結合材と混合して、飛散灰、焼成頁岩、シリカヒューム、ゼオライト、ＧＧＢＦ（粉砕造粒高炉）スラグ、石灰石粉末、水硬性セメント、非水硬性セメント、及びこれらの組み合わせをさらに含むスラグ系結合材を製造することができる。
【0070】
湿式鋳造スラグ系コンクリート製品の製造における充填材として、天然又は人工の通常重量及び軽量骨材を含む様々な種類の骨材をスラグ系湿式コンクリート製品に組み込むことができる。可能性のある軽量骨材の例としては、天然軽量骨材（例えば軽石）、膨張粘土骨材、膨張頁岩骨材及び膨張鉄スラグ骨材が挙げられる。その他の使用可能な骨材としては、砕石、製造砂、砂利、砂、再生骨材、花崗岩、石灰石、石英、チョーク粉末、大理石粉末、石英砂及び人工骨材が挙げられる。これらの骨材は、細骨材及び／又は粗骨材として混合物に組み込まれる。骨材含有量は、湿式鋳造スラグ系コンクリート又は非ゼロスランプコンクリート組成物の重量の９０％まで高くすることができる。
【0071】
提案するスラグ系湿式コンクリートは、加工可能なコンクリートである。（スランプゼロコンクリートとは対照的に）湿式コンクリートを製造するためには、十分な水を乾燥成分に加えるべきである。必要な含水量は、主結合材として選択されるスラグの粒径、骨材の湿分及び結合材の含有量に依存する。より微細な粉砕スラグはより多くの水を吸収するため、湿式コンクリートを製造するためにはより多くの含水量が必要となる。水対結合材質量比は、０．９、好ましくは０．８、好ましくは０．７、好ましくは０．６、好ましくは０．５、好ましくは０．４、好ましくは０．３又は好ましくは０．２とすることができる。例えば、Ｄ５０が２５ミクロンのスラグのみからなる結合材については、水対結合材比が０．４であれば、加工可能な湿式コンクリートをもたらすことができる。骨材が非常に湿っている場合は、混合物に水を追加する必要がない場合がある。
【0072】
必要に応じて、混合物に化学混和剤を導入することができる。化学混和剤を混合物に導入するとき、特定の特性を満たす。可能な化学混和剤としては、促進剤、遅延剤、粘度調整剤、空気混入剤、発泡剤、ＡＳＲ（アルカリシリカ反応）阻害剤、洗い流し防止剤、防錆剤、収縮低減剤、亀裂低減剤、可塑剤、超可塑剤、減水剤、撥水剤、白華制御剤及び加工性保持剤が挙げられるが、これらに限定されない。
【0073】
必要に応じて、スラグ系湿式コンクリートに繊維を添加することができる。セルロース繊維、ガラス繊維、マイクロ合成繊維、マイクロ合成繊維、天然繊維、ＰＰ繊維、ＰＶＡ繊維及び鋼繊維の１つ又は組み合わせを混合物に組み込むことができる。
【0074】
「ゼロスランプコンクリート」とは、スランプコーンを除去した後に測定可能なスランプを示さない、硬い又は極めて乾燥した稠度（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）をもつコンクリートと定義される。標準的な例示的なスランプ試験は、水硬性セメントコンクリートについてのＡＳＴＭ Ｃ１４３である。非ゼロスランプコンクリートは、ＡＳＴＭ Ｃ１４３のような試験によって、スランプコーンを除去した後に測定可能なスランプを示す、硬くもなく極めて乾燥した稠度もないコンクリートである。本明細書におけるスランプ値は、ＡＳＴＭ Ｃ１４３規格に記載された方法を使用して評価される。
【0075】
湿式鋳造スラグ系コンクリートの製造方法は、プレキャストの鉄筋コンクリートパイプ、ボックスカルバート、排水製品、舗装スラブ、床スラブ、交通障壁、壁、マンホール、プレキャストの非鉄筋コンクリート（プレーン）舗装、擁壁、タイル及び屋根板を含むがこれらに限定されない様々な製品を製造するように適応させることができる。製品は、地域及び国の規格及び規則を満たすものとする。
【0076】
図を参照すると、ここで提示する図１、４及び７は、湿式鋳造スラグ系コンクリート製品の製造方法のプロセスフロー図の３つの実施形態を示す。図１、４及び７で使用される３桁の符号は、それぞれ１桁の接頭辞１ＸＸ、２ＸＸ及び３ＸＸを含む。符号の２桁の接尾辞は、図１、４及び７のそれぞれにおいて同じ構成を表す。すなわち、例えば符号１２０、２２０及び３２０は、それぞれのプロセスフロー図、具体的には図１、図４及び図７のそれぞれにおける鋳造の単位操作を各々表している。
【0077】
Ａ）ガスパイプ／ランスが鋳型の上面／蓋を通過する密封鋳型
図１を参照すると、少なくとも１つのガスパイプ／ランスを有する密封された気密鋳型における鋳造、事前調整及びＣＯ２養生を含むステップを伴う湿式鋳造スラグ系コンクリート製品１５６の製造方法１０１が概説されている。
図１を参照すると、少なくとも１つのガスパイプ／ランスを有する密封された気密鋳型における鋳造、事前調整及びＣＯ２養生を含むステップを伴う湿式鋳造スラグ系コンクリート製品１５６の製造方法１０１が概説されている。
【0078】
（ｉ）湿式鋳造スラグ系コンクリート１５６の製造
湿式鋳造スラグ系コンクリート１５６の方法１０１は、非ゼロスランプコンクリート１１６の組成物を提供し、スラグ１１１及び混合するときにスラグ系結合材１１４を提供する任意の少なくとも１つの他の結合材１１３（すなわち、スラグ単独又はスラグ及び少なくとも１つの他の結合材）と、骨材１１５と、化学混和剤１１７と、繊維１１９と、水１０５と、を含むがこれらに限定されない組成物のすべての成分を均一に混合１１０することから始まる。本発明で使用される湿式鋳造スラグ系コンクリート１５６の水対結合材比は、乾燥鋳造又はゼロスランプコンクリートの含水量よりも高くすべきである。好ましい実施形態では、混合非ゼロスランプコンクリート１１６は、０．２、好ましくは０．２５、好ましくは０．３、好ましくは０．３５、好ましくは０．４、好ましくは０．４５、好ましくは０．５、好ましくは０．５５、好ましくは０．６又は好ましくは０．６５よりも大きい第１の水対結合材重量比を有する。「水対スラグ系結合材重量比」及び「水対結合材重量比」という用語は同等のものである。
湿式鋳造スラグ系コンクリート１５６の方法１０１は、非ゼロスランプコンクリート１１６の組成物を提供し、スラグ１１１及び混合するときにスラグ系結合材１１４を提供する任意の少なくとも１つの他の結合材１１３（すなわち、スラグ単独又はスラグ及び少なくとも１つの他の結合材）と、骨材１１５と、化学混和剤１１７と、繊維１１９と、水１０５と、を含むがこれらに限定されない組成物のすべての成分を均一に混合１１０することから始まる。本発明で使用される湿式鋳造スラグ系コンクリート１５６の水対結合材比は、乾燥鋳造又はゼロスランプコンクリートの含水量よりも高くすべきである。好ましい実施形態では、混合非ゼロスランプコンクリート１１６は、０．２、好ましくは０．２５、好ましくは０．３、好ましくは０．３５、好ましくは０．４、好ましくは０．４５、好ましくは０．５、好ましくは０．５５、好ましくは０．６又は好ましくは０．６５よりも大きい第１の水対結合材重量比を有する。「水対スラグ系結合材重量比」及び「水対結合材重量比」という用語は同等のものである。
【0079】
非ゼロスランプコンクリート１１６は、好ましくは５～２５０ｍｍのスランプ範囲を有する。非ゼロスランプコンクリート１１６は、好ましくは少なくとも５分間加工可能である。混合１１０は、非ゼロスランプコンクリート１１６が分離又はブリーディングの兆候がないことを保証すべきである。好ましい実施形態における非ゼロスランプコンクリート１１６の圧縮係数試験は、０．７～１．０の範囲である。鋳造前の非ゼロスランプコンクリート１１６の温度は、好ましくは０℃～３０℃である。好ましい実施形態における生の非ゼロスランプコンクリート１１６は、任意の従来の方法（例示的な標準試験は、ＡＳＴＭ Ｃ２３１ ｆｏｒ Ａｉｒ Ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｆｒｅｓｈｌｙ Ｍｉｘｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｙ ｔｈｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｅｔｈｏｄ（圧力法による生コンクリートの空気量））で測定される空隙含有量がコンクリートの体積の１５％を超えてはならない。圧縮係数試験は、ＢＳ １８８１－１０３：１９９３及びＢＳ ＥＮ １２３５０－４：２００９（ＢＳ ＥＮ １２３５０－４：２００９、Ｔｅｓｔｉｎｇ ｆｒｅｓｈ ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｐａｒｔ ４：Ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）に記載されている。これで、適切に混合した非ゼロスランプコンクリート１１６を鋳造１２０に移す準備が整った。
【0080】
（ｉｉ）強化
好ましい実施形態では、非ゼロスランプコンクリート１１６を鋳造する前に、鋳型を調製し、必要に応じて、炭素鋼、ステンレス鋼及び／又はＦＲＰ強化鉄筋などの強化材を気密鋳型内に配置する。鉄筋の直径は、５ｍｍ～６０ｍｍの範囲で変化し、耐力強度は１００ＭＰａ～２１００ＭＰａの範囲であり得る。強化材は、規則及び規格に従って設計される。
好ましい実施形態では、非ゼロスランプコンクリート１１６を鋳造する前に、鋳型を調製し、必要に応じて、炭素鋼、ステンレス鋼及び／又はＦＲＰ強化鉄筋などの強化材を気密鋳型内に配置する。鉄筋の直径は、５ｍｍ～６０ｍｍの範囲で変化し、耐力強度は１００ＭＰａ～２１００ＭＰａの範囲であり得る。強化材は、規則及び規格に従って設計される。
【0081】
（ｉｉｉ）鋳造１２０、配置
打ち抜き中空パイプ／ランスが気密鋳型内に配置される。これらの幾何学的形状は円形又は長方形とすることができ、パイプ１本あたりの断面積は１０，０００ｍｍ２未満であり、壁の厚さは０．５ｍｍ超である。パイプ／ランスの材料は、炭素含有量が０．０５％～１．４％の炭素鋼、ステンレス鋼又は合金鋼とすることができ、パイプ／ランスの耐力強度は１００ＭＰａ～２１００ＭＰａである。パイプ／ランスは、機械工具、手動装置、又は剪断によって穴を開ける任意の工具で打ち抜くことができる。任意の実施形態では、パイプ／ランスは、それらの機能に適合する透過性スクリーン／メッシュ材料で作られてもよい。穴の最大寸法は、１０ｍｍ、好ましくは５ｍｍ又は好ましくは１ｍｍであるべきである。穴の間隔は、垂直方向及び水平方向ともに３００ｍｍ、好ましくは２００ｍｍ、好ましくは１００ｍｍ、好ましくは５０ｍｍを超えてはならない。別の例では、打ち抜き中空パイプはアルミニウム又はプラスチックで作られる。パイプ／ランスを使用して、ガスを非ゼロスランプコンクリート１１６に移すことになる。
打ち抜き中空パイプ／ランスが気密鋳型内に配置される。これらの幾何学的形状は円形又は長方形とすることができ、パイプ１本あたりの断面積は１０，０００ｍｍ２未満であり、壁の厚さは０．５ｍｍ超である。パイプ／ランスの材料は、炭素含有量が０．０５％～１．４％の炭素鋼、ステンレス鋼又は合金鋼とすることができ、パイプ／ランスの耐力強度は１００ＭＰａ～２１００ＭＰａである。パイプ／ランスは、機械工具、手動装置、又は剪断によって穴を開ける任意の工具で打ち抜くことができる。任意の実施形態では、パイプ／ランスは、それらの機能に適合する透過性スクリーン／メッシュ材料で作られてもよい。穴の最大寸法は、１０ｍｍ、好ましくは５ｍｍ又は好ましくは１ｍｍであるべきである。穴の間隔は、垂直方向及び水平方向ともに３００ｍｍ、好ましくは２００ｍｍ、好ましくは１００ｍｍ、好ましくは５０ｍｍを超えてはならない。別の例では、打ち抜き中空パイプはアルミニウム又はプラスチックで作られる。パイプ／ランスを使用して、ガスを非ゼロスランプコンクリート１１６に移すことになる。
【0082】
生の調製済み非ゼロスランプコンクリート１１６は、適切な手段によって移され、従来技術における任意の既知の方法で調製された鋳型内で鋳造される。鋳型は、鋼、鉄、アルミニウム、プラスチック、ＦＲＰ又は他の材料で作ることができる。鋳型は気密であるべきであり、可能な鋳型材料の１つ又は気密布で鋳型の頂部を覆って囲むように設計された蓋を使用して密封される。この蓋は、ヒンジ、クランプ及び／又はボルトで鋳型の本体に取り付けられる。いくつかの精密に機械加工された穴が蓋に切り込まれることにより、打ち抜き中空パイプ／ランスが鋳型蓋を通過できる。別の例では、コンクリートを鋳造した直後にパイプ／ランスをコンクリート／鋳型に挿入することができる。蓋は、鋳造の前に最初に鋳型に取り付けることができ、あるいは他の例では、コンクリートを鋳造した後に鋳型に取り付けることができる。
【0083】
鋳型は、脱型プロセス１３０を容易にするために、鋳造前に予め潤滑されるべきである。湿式鋳造コンクリート又はスラグ系中間体１２６は、内部又は外部の振動器によって、１２０秒以下で鋳型内に固められる。湿式鋳造コンクリート又はスラグ系中間体１２６は、鋳型内でプレス又は圧縮する必要はない。すなわち、好ましい実施形態における本方法は、プレス又は圧縮を含まない。スラグ系中間体１２６の含水量を減少させなければならない。
【0084】
（ｉｖ）事前調整１４０
事前調整１４０のプロセスステップは、水１４２を除去することにより、非ゼロスランプコンクリート１１６の含水量を減少させる。事前調整は、２つの方法のうち少なくとも１つで実施し得る。第１の方法では、中空パイプ／ランスを通して空気流１４１を導入する（図２）。別の例では、空気流は加圧空気とすることができる。事前調整ステップでは、蓋を閉める必要はない。この事前調整ステップは、水蒸気１４２が鋳型から出ることで、初期の水対結合材含有量が最大９０％、好ましくは８０％、好ましくは７０％、好ましくは６０％、好ましくは５０％、好ましくは４０％、好ましくは３０％、好ましくは２０％又は好ましくは１０％減少するまで継続する。第２の方法は、好ましい実施形態ではコンクリートに埋め込まれた加熱要素ワイヤ１４３を使用する。これらのワイヤは、コンクリートを鋳造する前に鋳型内に配置される（図３）。また、ワイヤを鋳型の高さに沿って３００ｍｍ間隔で鉄骨フレーム上に配置してもよい。加熱ワイヤ及びフレームは、コンクリートの鋳造時及び養生後にコンクリート内に残される。次いで、フレーム及びワイヤに電流を流すことができる。あるいは、床暖房マット又はドラムヒーターなど、鋳型の外面を覆うように設置できるヒーターを使用することもできる。これらの要素は鋳型壁を加熱し、最終的に蒸発プロセスを増加させて、コンクリートの湿分を減少させる。２つの方法はさらに、空気１４１の乾燥及び加熱１４３の両方を含むように組み合わされ得る。
事前調整１４０のプロセスステップは、水１４２を除去することにより、非ゼロスランプコンクリート１１６の含水量を減少させる。事前調整は、２つの方法のうち少なくとも１つで実施し得る。第１の方法では、中空パイプ／ランスを通して空気流１４１を導入する（図２）。別の例では、空気流は加圧空気とすることができる。事前調整ステップでは、蓋を閉める必要はない。この事前調整ステップは、水蒸気１４２が鋳型から出ることで、初期の水対結合材含有量が最大９０％、好ましくは８０％、好ましくは７０％、好ましくは６０％、好ましくは５０％、好ましくは４０％、好ましくは３０％、好ましくは２０％又は好ましくは１０％減少するまで継続する。第２の方法は、好ましい実施形態ではコンクリートに埋め込まれた加熱要素ワイヤ１４３を使用する。これらのワイヤは、コンクリートを鋳造する前に鋳型内に配置される（図３）。また、ワイヤを鋳型の高さに沿って３００ｍｍ間隔で鉄骨フレーム上に配置してもよい。加熱ワイヤ及びフレームは、コンクリートの鋳造時及び養生後にコンクリート内に残される。次いで、フレーム及びワイヤに電流を流すことができる。あるいは、床暖房マット又はドラムヒーターなど、鋳型の外面を覆うように設置できるヒーターを使用することもできる。これらの要素は鋳型壁を加熱し、最終的に蒸発プロセスを増加させて、コンクリートの湿分を減少させる。２つの方法はさらに、空気１４１の乾燥及び加熱１４３の両方を含むように組み合わされ得る。
【0085】
事前調整１４０ステップは、初期の水対結合材含有量が９０％、好ましくは８０％、好ましくは７０％、好ましくは６０％、好ましくは５０％、好ましくは４０％、好ましくは３０％、好ましくは２０％、好ましくは１０％、好ましくは２％減少し、スラグ系中間体１２６が製造されるまで継続する。
【0086】
コンクリートにおける上記の事前調整方法のいずれかによって生成されるコンクリート体積に関して定められる多孔度の増加は、コンクリート体積の７０％、好ましくは６０％、好ましくは５０％、好ましくは４０％、好ましくは３０％、好ましくは２０％、好ましくは１０％又は好ましくは５％又は好ましくは１％である。いずれの方法の後も、中空ガスパイプ／ランスが突出する開口部に注意しながら、鋳型を密封し、蓋を閉め、鋳型の気密性を検査する。
【0087】
事前調整１４０プロセスの終了時に、コンクリート中の残留水は初期含水量の５質量％を下回ってはならず、非ゼロスランプコンクリート１１６の第１の水対結合材重量比よりも小さい第２の水対結合材重量比を有する調整済みスラグ系中間体１４６が形成される。事前調整ステップ１４０の完了後、鋳型を気密に密封する。
【0088】
（ｖ）ＣＯ２活性化／養生１５０
調整済みスラグ系中間体１４６は、二酸化炭素、ＣＯ２又はそれらのガス混合物と接触する。二酸化炭素１５１ガスを導入して、調整済みスラグ系中間体１４６を、５％、好ましくは１０％、好ましくは２０％、好ましくは３０％、好ましくは４０％、好ましくは５０％、好ましくは６０％、好ましくは７０％、好ましくは８０％、好ましくは９０％又は好ましくは９９．５％の純度で、打ち抜き中空パイプ／ランスを通して周囲温度で養生する。チャンバ／密閉空間／容器／部屋のゲージ圧は、０．１ｐｓｉ～１００ｐｓｉの範囲で徐々に増加する。図示されていないが、いくらかのガスがＣＯ２活性化／養生ステップを逃れる場合があることが理解される。
調整済みスラグ系中間体１４６は、二酸化炭素、ＣＯ２又はそれらのガス混合物と接触する。二酸化炭素１５１ガスを導入して、調整済みスラグ系中間体１４６を、５％、好ましくは１０％、好ましくは２０％、好ましくは３０％、好ましくは４０％、好ましくは５０％、好ましくは６０％、好ましくは７０％、好ましくは８０％、好ましくは９０％又は好ましくは９９．５％の純度で、打ち抜き中空パイプ／ランスを通して周囲温度で養生する。チャンバ／密閉空間／容器／部屋のゲージ圧は、０．１ｐｓｉ～１００ｐｓｉの範囲で徐々に増加する。図示されていないが、いくらかのガスがＣＯ２活性化／養生ステップを逃れる場合があることが理解される。
【0089】
本発明のこの実施形態では、密封鋳型は養生チャンバとしても動作する。鋳型は二酸化炭素で１０分間以上加圧され続けるが、ＣＯ２養生プロセスは４８時間まで継続することができる。鋳型内温度は、発熱加速養生反応－「ＣＯ２活性化プロセス」の結果として少なくとも１℃上昇する。活性化プロセスの終了時に、残っているＣＯ２があれば排出し、蓋を開ける。パイプ／ランスは、コンクリート内に残すことも、コンクリートから取り出すこともできる。少なくとも１つのガスランス内には、セメントグラウト、鋼繊維強化セメントモルタル、セメントペースト又はポリマーコンクリートで充填できる中空空間が残っていることが理解される。このガスランスの充填は、ＣＯ２養生又は脱型後に行われる。
【0090】
（ｖｉ）脱型１３０
脱型は、ＣＯ２活性化プロセスのすぐ後に又は直後に行われる。打ち抜き中空パイプ／ランス（コンクリート内に残っている場合）の余分な長さを切断し、中空パイプ又は形成された空間を、セメントグラウト、鋼繊維強化セメントモルタル、セメントペースト、ポリマーコンクリート又はそれらの組み合わせで充填１５５する。セメント又はポリマー系充填材料を１時間以上養生する。
脱型は、ＣＯ２活性化プロセスのすぐ後に又は直後に行われる。打ち抜き中空パイプ／ランス（コンクリート内に残っている場合）の余分な長さを切断し、中空パイプ又は形成された空間を、セメントグラウト、鋼繊維強化セメントモルタル、セメントペースト、ポリマーコンクリート又はそれらの組み合わせで充填１５５する。セメント又はポリマー系充填材料を１時間以上養生する。
【0091】
脱型１３０により、湿式鋳造スラグ系コンクリート１５６が製造される。
【0092】
Ｂ）鋳型の側壁に穴を有する密封鋳型
図４を参照すると、鋳型にガス流入に対する複数の穴を有する密封鋳型における鋳造、事前調整及びＣＯ２養生を含むステップを伴う湿式鋳造スラグ系コンクリート製品２５６の製造方法２０１が概説されている。
図４を参照すると、鋳型にガス流入に対する複数の穴を有する密封鋳型における鋳造、事前調整及びＣＯ２養生を含むステップを伴う湿式鋳造スラグ系コンクリート製品２５６の製造方法２０１が概説されている。
【0093】
（ｉ）湿式鋳造スラグ系コンクリート２５６の製造
湿式鋳造スラグ系コンクリート２５６の製造方法２０１は、湿式鋳造スラグ系コンクリート１５６について前述した方法と同様に始まる。非ゼロスランプコンクリート２１６の組成物は、スラグ２１１及び任意の少なくとも１つの他の結合材２１３（スラグ系結合材２１４を提供する）と、集合体２１５と、化学混和剤２１７と、繊維２１９と、水２０５と、を含むが再びこれらに限定されない組成物の成分と均一に混合２１０される。湿式鋳造スラグ系コンクリート２５６のすべての特性は、湿式鋳造スラグ系コンクリート２５６について前述したものと同じである。
湿式鋳造スラグ系コンクリート２５６の製造方法２０１は、湿式鋳造スラグ系コンクリート１５６について前述した方法と同様に始まる。非ゼロスランプコンクリート２１６の組成物は、スラグ２１１及び任意の少なくとも１つの他の結合材２１３（スラグ系結合材２１４を提供する）と、集合体２１５と、化学混和剤２１７と、繊維２１９と、水２０５と、を含むが再びこれらに限定されない組成物の成分と均一に混合２１０される。湿式鋳造スラグ系コンクリート２５６のすべての特性は、湿式鋳造スラグ系コンクリート２５６について前述したものと同じである。
【0094】
混合２１０は、非ゼロスランプコンクリート２１６が分離又はブリーディングの兆候がないことを再び保証する。
【0095】
（ｉｉ）強化
湿式鋳造スラグ系コンクリート１５６について図１で先ほど説明したように、湿式鋳造スラグ系コンクリート２５６は、任意に、前述したように強化材で調製された気密鋳型を含む。
湿式鋳造スラグ系コンクリート１５６について図１で先ほど説明したように、湿式鋳造スラグ系コンクリート２５６は、任意に、前述したように強化材で調製された気密鋳型を含む。
【0096】
（ｉｉｉ）鋳造２２０、配置
方法２０１に対する鋳型は、再び、鋼、鉄、アルミニウム、プラスチック又はＦＲＰで作ることができる。鋳型は、好ましくは気密であり、非ゼロスランプコンクリート２５６を移した後に前述した材料でトップカバーを設計した蓋を使用して密封可能である。気密鋳型の蓋は、ヒンジ、クランプ及び／又はボルトを組み合わせて、鋳型の本体に再び取り付けられる。方法２０１の実施形態は、鋳型の蓋に前の実施形態のガスパイプ／ランスに対する特別な開口部を必要としない。
方法２０１に対する鋳型は、再び、鋼、鉄、アルミニウム、プラスチック又はＦＲＰで作ることができる。鋳型は、好ましくは気密であり、非ゼロスランプコンクリート２５６を移した後に前述した材料でトップカバーを設計した蓋を使用して密封可能である。気密鋳型の蓋は、ヒンジ、クランプ及び／又はボルトを組み合わせて、鋳型の本体に再び取り付けられる。方法２０１の実施形態は、鋳型の蓋に前の実施形態のガスパイプ／ランスに対する特別な開口部を必要としない。
【0097】
方法２０１の２つの実施形態の２つの異なる構築方法に対して２つの異なるタイプの気密鋳型が提示されている。図５の概略図の実施形態では、鋳型は側壁に複数の小さな穴を有する。これらの穴の最大直径は１０ｍｍを超えてはならない。隣接する穴の間隔は、垂直方向及び水平方向ともに３００ｍｍを超えてはならない。図６に示す方法２０１の第２の実施形態では、気密鋳型は、側壁に複数の少ないが大きい穴（大きい穴の最大間隔は５００ｍｍ、４００ｍｍ、３００ｍｍ、好ましくは２００ｍｍ、好ましくは１００ｍｍ、好ましくは５０ｍｍ）を有し、これらの穴は、大きな鋳型側壁穴を通過する少なくとも１つの多孔管を含む。鋳型の壁の大きい穴の直径は、１０ｍｍから２００ｍｍの範囲でなければならない。穴を任意に閉じて、生の非ゼロスランプコンクリートを保持する。鋳型壁に配置される穿孔管は、鋼、ＦＲＰ、ステンレス鋼、プラスチック又はアルミニウムで作られる。これらの穿孔管は、任意に、反対側に到達するまで、又は鋳型内のある距離で終わるまで、鋳型内部を横断する。管の断面、間隔及び面積は、側壁の穴と一致する。穿孔管はガスを透過させ、好ましくは各オリフィス間の最大間隔が３０ｍｍである多数のオリフィスを画定する。穿孔管は、気密鋳型の内部に挿入されて、反対側の鋳型壁まで完全に又は部分的に横断してもよい。穿孔管内に残された中空空間及び側壁の穴は、当業者に既知の方法で密封することができる。
【0098】
鋳型の壁に配置される穿孔管は、壁の厚さが０．５ｍｍを超えることがある。穿孔管の材料は、炭素含有量が０．０５％～１．４％、強度が１００ＭＰａから２１００ＭＰａである炭素鋼、ステンレス鋼又は合金鋼とすることができる。穿孔管は、機械工具、手動装置、又は剪断によって穴を開ける任意の工具、又は適合する透過性スクリーン材料で打ち抜くことができる。穴の最大寸法は、１０ｍｍ、好ましくは５ｍｍ又は好ましくは１ｍｍであるべきである。別の例では、穿孔管はアルミニウム又はプラスチックで作られる。穿孔管を使用して、ガスを非ゼロスランプコンクリート２１６に移すことになる。穿孔管は、コンクリートを鋳造する前に鋳型内に配置することができ、あるいはコンクリートを鋳造した後に大型の穴を通して挿入することができる。
【0099】
生の調製済み非ゼロスランプコンクリート２１６は、従来技術における任意の既知の方法で調製された鋳型に移される。鋳型は再び、気密であるべきであり、可能な鋳型材料の１つ又は気密布で鋳型の頂部を覆って囲むように設計された蓋を使用して密封される。この蓋は、ヒンジ、クランプ及び／又はボルトで鋳型の本体に取り付けられる。
【0100】
鋳型は、脱型プロセス２３０を容易にするために、鋳造前に再び予め潤滑される。湿式鋳造コンクリート又はスラグ系中間体２２６は、内部又は外部の振動器によって、１２０秒以下で鋳型内に固められる。湿式鋳造コンクリート又はスラグ系中間体１２６は、鋳型内でプレス又は圧縮する必要はない。すなわち、好ましい実施形態における本方法は、プレス又は圧縮を含まない。スラグ系中間体２２６の含水量を減少させなければならない。
【0101】
（ｉｖ）事前調整２４０
事前調整２４０のプロセスステップは、再び、スラグ系中間体２２６の含水量を減少させる。事前調整は、２つの方法のうち少なくとも１つで実施し得る。第１の方法では、鋳型壁の複数の開口部を通して空気流２４１を導入する（図５）。別の例では、空気流は加圧空気とすることができる。この事前調整ステップは、方法１０１におけるように、初期の水対結合材含有量を減少させる。別の実施形態では、加熱要素／ワイヤ２４３を使用する。これらのワイヤは、湿式鋳造スラグ系コンクリート２２６を鋳造する前に鋳型外に配置されるか（図５）、又はスラグ系中間体２２６内に埋め込まれてもよい。ワイヤを鋳型の高さに沿って３００ｍｍ間隔で鉄骨フレーム上に配置してもよい。また、加熱要素／ワイヤは、鋳型の外面を覆うように設置される床暖房マット又はドラムヒーターであってもよい。これらの要素は鋳型壁を加熱し、最終的に蒸発プロセスを増加させて、スラグ系中間体２２６の湿分を減少させる。湿気を減少させる２つの実施形態は、さらに、空気２４１の乾燥及び加熱２４３の両方を同時に使用するように組み合わされ得る。
事前調整２４０のプロセスステップは、再び、スラグ系中間体２２６の含水量を減少させる。事前調整は、２つの方法のうち少なくとも１つで実施し得る。第１の方法では、鋳型壁の複数の開口部を通して空気流２４１を導入する（図５）。別の例では、空気流は加圧空気とすることができる。この事前調整ステップは、方法１０１におけるように、初期の水対結合材含有量を減少させる。別の実施形態では、加熱要素／ワイヤ２４３を使用する。これらのワイヤは、湿式鋳造スラグ系コンクリート２２６を鋳造する前に鋳型外に配置されるか（図５）、又はスラグ系中間体２２６内に埋め込まれてもよい。ワイヤを鋳型の高さに沿って３００ｍｍ間隔で鉄骨フレーム上に配置してもよい。また、加熱要素／ワイヤは、鋳型の外面を覆うように設置される床暖房マット又はドラムヒーターであってもよい。これらの要素は鋳型壁を加熱し、最終的に蒸発プロセスを増加させて、スラグ系中間体２２６の湿分を減少させる。湿気を減少させる２つの実施形態は、さらに、空気２４１の乾燥及び加熱２４３の両方を同時に使用するように組み合わされ得る。
【0102】
事前調整２４０ステップは、初期の水対結合材含有量がステップ１４０におけるように減少するまで、水蒸気２４２を放出し続ける。
【0103】
コンクリートにおける上記の事前調整方法のいずれかによって生成されるコンクリート体積に関して定められる多孔度の増加は、コンクリート体積の７０％、好ましくは６０％、好ましくは５０％、好ましくは４０％、好ましくは３０％、好ましくは２０％、好ましくは１０％又は好ましくは５％又は好ましくは１％である。いずれの実施形態の後も、図６に示す実施形態の場合、鋳型壁に穿孔管を通す開口部に注意しながら、鋳型蓋を閉め、鋳型の気密性を検査する。
【0104】
事前調整２４０プロセスの終了時に、コンクリート中の残留水は初期含水量の５質量％を下回ってはならず、非ゼロスランプコンクリート２１６の第１の水対結合材重量比よりも小さい第２の水対結合材重量比を有する調整済みスラグ系中間体２４６が形成される。事前調整ステップ２４０の完了後、鋳型を気密に密封する。
【0105】
（ｖ）ＣＯ２活性化／養生２５０
鋳型内の調整済みスラグ系中間体２４６は、二酸化炭素、ＣＯ２又はＣＯ２を含有するガスと接触する。鋳型の側面の穴は、パイプを介してＣＯ２を含有するガス源に接続される。二酸化炭素２５１ガスを導入して調整済みスラグ系中間体１４６を養生し、ＣＯ２は、５％、好ましくは１０％、好ましくは２０％、好ましくは３０％、好ましくは４０％、好ましくは５０％、好ましくは６０％、好ましくは７０％、好ましくは８０％、好ましくは９０％又は好ましくは９９．５％の純度であり、調整済みスラグ系中間体２４６に、鋳型の側壁開口部を通して周囲温度で注入される。ガスのゲージ圧は、０．１ｐｓｉから任意に１００ｐｓｉの範囲で徐々に増加する。図示されていないが、ＣＯ２活性化／養生ステップにおいていくらかのガスが鋳型から逃れる場合があることが理解される。
鋳型内の調整済みスラグ系中間体２４６は、二酸化炭素、ＣＯ２又はＣＯ２を含有するガスと接触する。鋳型の側面の穴は、パイプを介してＣＯ２を含有するガス源に接続される。二酸化炭素２５１ガスを導入して調整済みスラグ系中間体１４６を養生し、ＣＯ２は、５％、好ましくは１０％、好ましくは２０％、好ましくは３０％、好ましくは４０％、好ましくは５０％、好ましくは６０％、好ましくは７０％、好ましくは８０％、好ましくは９０％又は好ましくは９９．５％の純度であり、調整済みスラグ系中間体２４６に、鋳型の側壁開口部を通して周囲温度で注入される。ガスのゲージ圧は、０．１ｐｓｉから任意に１００ｐｓｉの範囲で徐々に増加する。図示されていないが、ＣＯ２活性化／養生ステップにおいていくらかのガスが鋳型から逃れる場合があることが理解される。
【0106】
本発明のこの実施形態では、密封鋳型は養生チャンバとしても動作する。鋳型は二酸化炭素で１０分間以上加圧され続けるが、ＣＯ２養生プロセスは４８時間まで継続することができる。鋳型内温度は、発熱加速養生反応－「ＣＯ２活性化プロセス」の結果として少なくとも１℃上昇する。活性化プロセスの終了時に、残っているＣＯ２があれば排出し、蓋を開ける。
【0107】
（ｖｉ）脱型２３０
脱型は、ＣＯ２活性化プロセスの完了後すぐに又は完了直後に行われる。穿孔管は、コンクリート内に残すことも、コンクリートから取り出すこともできる。鋳型側壁からの余分な長さの管がもしあれば切断し、空間を、セメントグラウト、鋼繊維強化セメントモルタル、セメントペースト、ポリマーコンクリート又はそれらの組み合わせで充填２５５する。管内のセメント又はポリマー系充填材料を１時間以上養生する。
脱型は、ＣＯ２活性化プロセスの完了後すぐに又は完了直後に行われる。穿孔管は、コンクリート内に残すことも、コンクリートから取り出すこともできる。鋳型側壁からの余分な長さの管がもしあれば切断し、空間を、セメントグラウト、鋼繊維強化セメントモルタル、セメントペースト、ポリマーコンクリート又はそれらの組み合わせで充填２５５する。管内のセメント又はポリマー系充填材料を１時間以上養生する。
【0108】
脱型２３０により、湿式鋳造スラグ系コンクリート２５６が製造される。
【0109】
Ｃ）養生室又は筐体にガスが供給される開放鋳型
図７を参照すると、湿式鋳造スラグ系コンクリート製品３５６の製造方法３０１が示されており、本方法は、養生チャンバ又は他の筐体内に配置された、鋳型の複数の穴を有する開放鋳型における鋳造、事前調整及びＣＯ２養生ステップを含む。筐体は、少なくともチャンバ、密閉空間、容器及び部屋のいずれかであり得る。
図７を参照すると、湿式鋳造スラグ系コンクリート製品３５６の製造方法３０１が示されており、本方法は、養生チャンバ又は他の筐体内に配置された、鋳型の複数の穴を有する開放鋳型における鋳造、事前調整及びＣＯ２養生ステップを含む。筐体は、少なくともチャンバ、密閉空間、容器及び部屋のいずれかであり得る。
【0110】
（ｉ）湿式鋳造スラグ系コンクリート３５６の製造
湿式鋳造スラグ系コンクリート３５６の製造方法３０１は、方法１０１及び２０１と同様に、非ゼロスランプコンクリート３１６の組成物を提供し、スラグ３１１及び任意の少なくとも１つの他の結合材３１３（スラグ系結合材３１４を提供する）と、骨材３１５と、化学混和剤３１７と、繊維３１９と、水３０５と、を含むがこれらに限定されない組成物のすべての成分を均一に混合３１０することから始まる。本発明で使用される湿式鋳造スラグ系コンクリート３５６の水対結合材比は、乾燥鋳造又はゼロスランプコンクリートの含水量よりも高くすべきである。好ましい実施形態では、混合非ゼロスランプコンクリート３１６は、０．２、好ましくは０．２５、好ましくは０．３、好ましくは０．３５、好ましくは０．４、好ましくは０．４５、好ましくは０．５、好ましくは０．５５、好ましくは０．６又は好ましくは０．６５よりも大きい第１の水対結合材重量比を有する。「水対スラグ系結合材重量比」及び「水対結合材重量比」という用語は同等のものである。
湿式鋳造スラグ系コンクリート３５６の製造方法３０１は、方法１０１及び２０１と同様に、非ゼロスランプコンクリート３１６の組成物を提供し、スラグ３１１及び任意の少なくとも１つの他の結合材３１３（スラグ系結合材３１４を提供する）と、骨材３１５と、化学混和剤３１７と、繊維３１９と、水３０５と、を含むがこれらに限定されない組成物のすべての成分を均一に混合３１０することから始まる。本発明で使用される湿式鋳造スラグ系コンクリート３５６の水対結合材比は、乾燥鋳造又はゼロスランプコンクリートの含水量よりも高くすべきである。好ましい実施形態では、混合非ゼロスランプコンクリート３１６は、０．２、好ましくは０．２５、好ましくは０．３、好ましくは０．３５、好ましくは０．４、好ましくは０．４５、好ましくは０．５、好ましくは０．５５、好ましくは０．６又は好ましくは０．６５よりも大きい第１の水対結合材重量比を有する。「水対スラグ系結合材重量比」及び「水対結合材重量比」という用語は同等のものである。
【0111】
非ゼロスランプコンクリート３１６は、好ましくは５～２５０ｍｍのスランプ範囲を有する。非ゼロスランプコンクリート３１６は、好ましくは少なくとも５分間加工可能である。混合３１０は、非ゼロスランプコンクリート３１６が分離又はブリーディングの兆候がないことを保証すべきである。好ましい実施形態における非ゼロスランプコンクリート３１６の圧縮係数試験は、０．７～１．０の範囲である。鋳造前の非ゼロスランプコンクリート３１６の温度は、好ましくは０℃～３０℃である。好ましい実施形態における生の非ゼロスランプコンクリート３１６は、任意の従来の方法（例示的な標準試験は、ＡＳＴＭ Ｃ２３１ ｆｏｒ Ａｉｒ Ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｆｒｅｓｈｌｙ Ｍｉｘｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｙ ｔｈｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｅｔｈｏｄ（圧力法による生コンクリートの空気量））で測定される空隙含有量がコンクリートの体積の１５％を超えてはならない。圧縮係数試験は、ＢＳ １８８１－１０３：１９９３及びＢＳ ＥＮ １２３５０－４：２００９（ＢＳ ＥＮ １２３５０－４：２００９、Ｔｅｓｔｉｎｇ ｆｒｅｓｈ ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｐａｒｔ ４：Ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）に記載されている。これで、適切に混合した非ゼロスランプコンクリート３１６を鋳造３２０に移す準備が整った。
【0112】
（ｉｉ）強化
好ましい実施形態では、非ゼロスランプコンクリート３１６を鋳造する前に、鋳型を調製し、必要に応じて、炭素鋼、ステンレス鋼及び／又はＦＲＰ強化鉄筋などの強化材を鋳型内に配置する。鉄筋の直径は、５ｍｍ～６０ｍｍの範囲で変化し、耐力強度は１００ＭＰａ～２１００ＭＰａの範囲であり得る。強化材は、規則及び規格に従って設計される。
好ましい実施形態では、非ゼロスランプコンクリート３１６を鋳造する前に、鋳型を調製し、必要に応じて、炭素鋼、ステンレス鋼及び／又はＦＲＰ強化鉄筋などの強化材を鋳型内に配置する。鉄筋の直径は、５ｍｍ～６０ｍｍの範囲で変化し、耐力強度は１００ＭＰａ～２１００ＭＰａの範囲であり得る。強化材は、規則及び規格に従って設計される。
【0113】
（ｉｉｉ）鋳造３２０、配置
鋳型の側壁は、複数の開口部を含む。方法３０１の本実施形態に対する鋳型は、興味深いことに、気密でもなく蓋もない。鋳型は、鋼、鉄、アルミニウム、プラスチック又はＦＲＰで作られる。また、既存のコンクリート鋳型は、壁に穴を開けて調整することができる。複数の開口部は、好ましくは直径１～５００ｍｍであり、又は開口部は少なくとも１ｍｍ２の表面積を有する任意の形状を有してもよい。鋳型側壁の開口部により、鋳型が養生チャンバ又は他の筐体内にある間、空気（及びその後のＣＯ２）が鋳型に入ることができる。図８に示すように、任意の方向における開口部の各々の間の空間は、好ましくは１０００ｍｍ未満である。任意に、開口部を栓で一時的に埋めて、非ゼロスランプコンクリート３１６の移送時に生の非ゼロスランプコンクリート３１６が鋳型から漏出するのを防止することができ、ゴム栓が一般的な選択肢である。栓を使用する場合、事前調整ステップ３４０及び炭酸化養生ステップ３５０それぞれに対してガスの通過を可能にする前に、栓を取り外すべきである。
鋳型の側壁は、複数の開口部を含む。方法３０１の本実施形態に対する鋳型は、興味深いことに、気密でもなく蓋もない。鋳型は、鋼、鉄、アルミニウム、プラスチック又はＦＲＰで作られる。また、既存のコンクリート鋳型は、壁に穴を開けて調整することができる。複数の開口部は、好ましくは直径１～５００ｍｍであり、又は開口部は少なくとも１ｍｍ２の表面積を有する任意の形状を有してもよい。鋳型側壁の開口部により、鋳型が養生チャンバ又は他の筐体内にある間、空気（及びその後のＣＯ２）が鋳型に入ることができる。図８に示すように、任意の方向における開口部の各々の間の空間は、好ましくは１０００ｍｍ未満である。任意に、開口部を栓で一時的に埋めて、非ゼロスランプコンクリート３１６の移送時に生の非ゼロスランプコンクリート３１６が鋳型から漏出するのを防止することができ、ゴム栓が一般的な選択肢である。栓を使用する場合、事前調整ステップ３４０及び炭酸化養生ステップ３５０それぞれに対してガスの通過を可能にする前に、栓を取り外すべきである。
【0114】
生の調製済み非ゼロスランプコンクリート３１６は、適切な手段によって移され、従来技術における任意の既知の方法で調製された鋳型内で鋳造される。
【0115】
鋳型は、脱型プロセス３３０を容易にするために、鋳造前に予め潤滑されるべきである。湿式鋳造コンクリート又はスラグ系中間体３２６は、内部又は外部の振動器によって、１２０秒以下で鋳型内に固められる。湿式鋳造コンクリート又はスラグ系中間体１２６は、鋳型内でプレス又は圧縮する必要はない。すなわち、好ましい実施形態における本方法は、プレス又は圧縮を含まない。スラグ系中間体３２６の含水量を減少させなければならない。
【0116】
（ｉｖ）事前調整３４０
事前調整３４０のプロセスステップは、（現在はスラグ系中間体３２６の）含水量３４２を減少させる。事前調整は、２つの方法のうち少なくとも１つで実施し得る。第１の方法では、空気流又は加圧空気３４１を養生チャンバ又は筐体の内側又は外側に導入する。さらなる実施形態の方法では、加熱要素／ワイヤ３４３を使用する。これらのワイヤは、コンクリート３２０を鋳造する前に、鋳型壁の上又は近くに配置される（図７）。任意に、ワイヤを鋳型の高さに沿って３００ｍｍ間隔で鉄骨フレーム上に配置する。加熱ワイヤ及びフレームは、コンクリート鋳造時及びコンクリート養生後にコンクリート内に残される。次いで、フレーム及びワイヤに電流を流すことができる。また、加熱要素／ワイヤは、鋳型の外面を覆うように設置される床暖房マット又はドラムヒーターであってもよい。これらの要素は鋳型壁を加熱し、最終的に蒸発プロセスを増加させて、コンクリートの湿分を減少させる。２つの方法はさらに、空気３４１の乾燥及び加熱３４３の両方を含むように組み合わされ得る。
事前調整３４０のプロセスステップは、（現在はスラグ系中間体３２６の）含水量３４２を減少させる。事前調整は、２つの方法のうち少なくとも１つで実施し得る。第１の方法では、空気流又は加圧空気３４１を養生チャンバ又は筐体の内側又は外側に導入する。さらなる実施形態の方法では、加熱要素／ワイヤ３４３を使用する。これらのワイヤは、コンクリート３２０を鋳造する前に、鋳型壁の上又は近くに配置される（図７）。任意に、ワイヤを鋳型の高さに沿って３００ｍｍ間隔で鉄骨フレーム上に配置する。加熱ワイヤ及びフレームは、コンクリート鋳造時及びコンクリート養生後にコンクリート内に残される。次いで、フレーム及びワイヤに電流を流すことができる。また、加熱要素／ワイヤは、鋳型の外面を覆うように設置される床暖房マット又はドラムヒーターであってもよい。これらの要素は鋳型壁を加熱し、最終的に蒸発プロセスを増加させて、コンクリートの湿分を減少させる。２つの方法はさらに、空気３４１の乾燥及び加熱３４３の両方を含むように組み合わされ得る。
【0117】
事前調整３４０ステップは、初期の水対結合材含有量が最大９０％、好ましくは８０％、好ましくは７０％、好ましくは６０％、好ましくは５０％、好ましくは４０％、好ましくは３０％、好ましくは２０％、好ましくは１０％又は好ましくは２％減少するまで継続する。
【0118】
コンクリートにおける上記の事前調整方法のいずれかによって生成されるコンクリート体積に関して定められる多孔度の増加は、コンクリート体積の７０％、好ましくは６０％、好ましくは５０％、好ましくは４０％、好ましくは３０％、好ましくは２０％、好ましくは１０％又は好ましくは５％又は好ましくは１％である。いずれの方法の後も、複数の開口部を注意／検査することにより、空気がスラグ系中間体３２６に接触することが保証される。
【0119】
事前調整３４０プロセスの終了時に、コンクリート中の残留水は初期含水量の５質量％を下回ってはならず、非ゼロスランプコンクリート３１６の第１の水対結合材比重量比よりも小さい第２の水対結合材重量比を有する調整済みスラグ系中間体３４６が形成される。
【0120】
（ｖ）ＣＯ２活性化／養生３５０
調整済みスラグ系中間体３４６は、養生チャンバ又は適切なガス筐体からの二酸化炭素、ＣＯ２又はＣＯ２を含有するガスと接触する。二酸化炭素３５１ガスを導入して、調整済みスラグ系中間体３４６を、５％、好ましくは１０％、好ましくは２０％、好ましくは３０％、好ましくは４０％、好ましくは５０％、好ましくは６０％、好ましくは７０％、好ましくは８０％、好ましくは９０％又は好ましくは９９．５％の純度で、養生室又は筐体の大気から鋳型の側壁の複数の開口部を通して調整済みスラグ系中間体３４６に、周囲温度で養生する。チャンバ／密閉空間／容器／部屋のゲージ圧は、０．１ｐｓｉ～１００ｐｓｉの範囲で徐々に増加する。図示されていないが、ＣＯ２活性化／養生ステップの間にいくらかのガスが鋳型から逃れる場合があることが理解される。
調整済みスラグ系中間体３４６は、養生チャンバ又は適切なガス筐体からの二酸化炭素、ＣＯ２又はＣＯ２を含有するガスと接触する。二酸化炭素３５１ガスを導入して、調整済みスラグ系中間体３４６を、５％、好ましくは１０％、好ましくは２０％、好ましくは３０％、好ましくは４０％、好ましくは５０％、好ましくは６０％、好ましくは７０％、好ましくは８０％、好ましくは９０％又は好ましくは９９．５％の純度で、養生室又は筐体の大気から鋳型の側壁の複数の開口部を通して調整済みスラグ系中間体３４６に、周囲温度で養生する。チャンバ／密閉空間／容器／部屋のゲージ圧は、０．１ｐｓｉ～１００ｐｓｉの範囲で徐々に増加する。図示されていないが、ＣＯ２活性化／養生ステップの間にいくらかのガスが鋳型から逃れる場合があることが理解される。
【0121】
本発明のこの実施形態では、鋳型は二酸化炭素で１０分間以上加圧され続けるが、ＣＯ２養生プロセスは４８時間まで継続することができる。鋳型内温度は、発熱加速養生反応－すなわち「ＣＯ２活性化プロセス」の結果として少なくとも１℃上昇する。活性化プロセスの終了時に、残っているＣＯ２があれば養生チャンバ又は筐体から排出する。
【0122】
【0123】
（ｖｉ）脱型３３０
脱型は、ＣＯ２活性化プロセスのすぐ後に又は直後に行われる。
脱型は、ＣＯ２活性化プロセスのすぐ後に又は直後に行われる。
【0124】
脱型３３０により、湿式鋳造スラグ系コンクリート３５６が製造される。
【0125】
本明細書に記載の方法による１立方メートルのコンクリートの製造に対するいくつかのパラメータを以下に示す。
【0126】
鉄鋼スラグ含有量＝６００ｋｇ、第１の水／結合材比＝０．３５、スランプ＝５ｍｍ、事前調整方法＝空気流
【0127】
鉄鋼スラグ含有量＝５００ｋｇ、石灰石粉末＝５０ｋｇ、第１の水／結合材比＝０．５５、スランプ＝２００ｍｍ、事前調整方法＝空気流
【0128】
ステンレススラグ含有量＝３５０ｋｇ、第１の水／結合材比＝０．４５、ポリマー粉末＝５０ｋｇ、水硬性セメント＝３０ｋｇ、飛散灰＝２００ｋｇ、スランプ＝１００ｍｍ、事前調整方法＝加圧空気
【0129】
鉄鋼スラグ含有量＝４００ｋｇ、非水硬性セメント＝１００ｋｇ、第１の水／結合材比＝０．４、事前調整方法＝ヒーター
【0130】
ステンレススラグ含有量＝４８０ｋｇ、第１の水／結合材比＝０．４５、シリカヒューム＝２０ｋｇ、防錆剤＝５ｋｇ、事前調整方法＝加熱要素ワイヤ
【0131】
鉄鋼スラグ含有量＝６５０ｋｇ、第１の水／結合材比＝０．４５、空気混入混和剤＝２リットル、スランプ＝１２０ｍｍ、事前調整方法＝加熱要素ワイヤ
【0132】
鉄鋼スラグ含有量＝７００ｋｇ、第１の水／結合材比＝０．４５、鋼繊維＝８０ｋｇ、粘度調整混和剤＝１リットル、スランプ＝５０ｍｍ、事前調整方法＝空気流
【0133】
鉄鋼スラグ含有量＝１２００ｋｇ、第１の水／結合材比＝０．３０、超可塑剤＝１５リットル、撥水剤＝５リットル、スランプ＝１５０ｍｍ、事前調整方法＝加圧空気
【0134】
上記の説明は単に例示的なものであり、当業者であれば、開示された発明から逸脱することなく説明された実施形態に変更を加えることができることを理解するだろう。本発明の範囲内に入るさらに他の修正は、本開示の検討に照らして当業者には明らかであり、そのような修正は、添付の特許請求の範囲内に入ることが意図されている。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【国際調査報告】