ES2857511T3 - Placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra y método para la producción de la misma - Google Patents

Abstract

Una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra que es un producto curado de una composición que comprende al menos un componente de cemento que tiene un contenido de belita del 18-60 % en masa, una pasta y una fibra de refuerzo que tiene una relación de aspecto en un intervalo de 40 a 1.000, en donde la placa moldeada tiene una tasa de reacción de carbonatación, que es una proporción de una porción carbonatada basada en una porción carbonatada y sin carbonatar medida tal como se explica en la descripción, superior o igual al 30 %.

Description

DESCRIPCIÓN

Placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra y método para la producción de la misma

Antecedentes de la invención

(Campo de la invención)

La presente invención se refiere a una placa (un panel) moldeada (formada o conformada) inorgánica hidráulica y a un método para la producción de la misma. La placa moldeada inorgánica hidráulica se carbonata y se refuerza con fibras. La placa moldeada inorgánica hidráulica tiene una densidad relativa aparente alta, siendo excelente en cuanto a resistencia a la flexión y teniendo una pequeña tasa de cambio dimensional por densidad relativa; y es aplicable ventajosamente a materiales de construcción, tales como materiales para tejados y materiales para paredes.

(Descripción de la técnica relacionada)

El Documento de patente 1 desvela que, en los casos en los que un cuerpo de cemento curado que tiene un alto contenido de belita se coloca en una atmósfera que contiene gas de dióxido de carbono en una alta concentración, resulta posible obtener un cuerpo curado que sea excelente en cuanto a la permeabilidad del gas de dióxido de carbono y tenga una resistencia a la flexión potenciada mediante carbonatación.

El Documento de patente 2 desvela una composición de cemento usada para cuerpos curados carbonatados, conteniendo la composición una mezcla de polímero, Y-belita (Y-2CaOSiO2) y un aglutinante que incluye un cemento. El Documento de patente 2 desvela una composición de hormigón de cemento para cuerpos curados carbonatados, siendo los cuerpos curados usados para un tablero grande usado para una construcción relativamente grande, por ejemplo, paneles, tales como muros cortina y ALC; y un método para la producción de la misma.

De acuerdo con el Documento de patente 3, después de iniciar la generación de hidróxido de calcio causada mediante hidratación en el curado primario, se realiza el desmoldeo.

A continuación, el curado se realiza en una atmósfera de gas de dióxido de carbono (i) a partir de un período de aceleración en el que se activa la hidratación de la alita (C3S) de cemento, (ii) a través de un período de desaceleración en el que se genera una gran cantidad de cristales de hidróxido de calcio en un cuerpo curado, (iii) hasta un período estacionario en el que se densifica el cuerpo curado.

De acuerdo con el Documento de patente 4, en el proceso de curado de una composición para un moldeo inorgánico hidráulico, se introduce un parámetro de "permeabilidad" para obtener un producto moldeado con alta porosidad para investigar la "capacidad de absorción del sonido" o el "aislamiento térmico".

El Documento de patente 5 desvela una invención relacionada con una fibra adecuada para la mejora de la resistencia a la explosión de refractarios monolíticos; y un refractario monolítico (refractario colable) al que se añade la fibra. El Documento de patente 5 desvela que la permeabilidad se usa eficazmente para la mejora de la resistencia a la explosión del refractario monolítico.

El Documento de patente 6 desvela un tablero inorgánico obtenido mediante moldeo por extrusión de una composición de materia prima que contiene cemento, material que contiene sílice y fibras orgánicas.

El Documento de patente 7 se refiere a la carbonatación de cementos usando dióxido de carbono supercrítico o de alta densidad.

[Documentos relacionados]

[Documentos de patente]

[Documento de patente 1] Publicación de patente abierta a inspección pública japonesa n.° H10-194798 [Documento de Patente 2] Publicación de patente abierta a inspección pública japonesa n.° 2004-107129 [Documento de patente 3] Publicación de patente abierta a inspección pública japonesa n.° H06-263562 [Documento de patente 4] Publicación de patente abierta a inspección pública japonesa n.° H09-132481 [Documento de Patente 5] Publicación de patente abierta a inspección pública japonesa n.° 2012-91987 [Documento de patente 6] Documento US 2012/245254 A1

[Documento de patente 7 ] Documento US 2001/023655 A1

Sumario de la invención

El Documento de patente 1 reconoce que la carbonatación de un cuerpo de cemento curado permite potenciar la resistencia a la flexión del cuerpo de cemento curado en el proceso de fabricación de artículos de hormigón. Sin embargo, el Documento de patente 1 no sugiere una aplicación de carbonatación a una placa moldeada inorgánica hidráulica que requiera tener estabilidad dimensional, estando la placa moldeada formada mediante la adición de una pasta y una fibra de refuerzo a un cemento.

El Documento de patente 2 menciona que se prefiere una mezcla de polímero usada como acelerador de carbonatación polimérico orgánico. Sin embargo, el Documento de patente 2 no sugiere una aplicación de la mezcla de polímero a una placa moldeada inorgánica hidráulica que requiera tener estabilidad dimensional, estando la placa moldeada formada mediante la adición de una pasta y una fibra de refuerzo a un cemento.

El Documento de patente 3 describe específicamente la difusión de gas de dióxido de carbono. Sin embargo, el Documento de patente 3 no sugiere una placa moldeada inorgánica carbonatada reforzada con fibra que requiera tener estabilidad dimensional, estando la placa moldeada formada mediante la adición de tanto una pasta como una fibra de refuerzo a un cemento.

El Documento de patente 4 examina la relevancia entre la permeabilidad y la porosidad en un cuerpo poroso inorgánico, pero no sugiere la relevancia entre la permeabilidad y la carbonatación.

El Documento de patente 5 considera la permeabilidad en vista del efecto inhibidor de la explosión de los refractarios monolíticos, pero no sugiere la relevancia entre la permeabilidad y la carbonatación.

Los inventores de la presente invención han considerado que, a diferencia de los artículos de hormigón típicos, se requiere que una placa moldeada inorgánica hidráulica reforzada con fibra usada como materiales de construcción, tales como materiales para tejados y materiales para paredes, tenga una tasa de cambio dimensional pequeña, al tiempo que tenga una alta densidad relativa aparente y una alta resistencia a la flexión. Por consiguiente, los inventores han establecido un objeto a alcanzar mediante la presente invención para proporcionar una placa moldeada inorgánica hidráulica reforzada con fibra que tenga una alta densidad relativa aparente, una alta resistencia a la flexión y una pequeña tasa de cambio dimensional.

A continuación, se describen diversas "configuraciones". Sin embargo, la invención para la que se solicita protección se define únicamente mediante las reivindicaciones independientes.

Cualquier divulgación que no se encuentre dentro del alcance de las reivindicaciones se considera como que está presentada con fines ilustrativos.

Los inventores de la presente invención han realizado un estudio exhaustivo con el fin de resolver el problema mencionado anteriormente centrándose en la relación entre un método para el curado de una composición de cemento y las propiedades físicas de un cuerpo curado y han alcanzado una primera configuración.

Una primera configuración se dirige a una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra que incluye al menos un componente de cemento, una pasta y una fibra de refuerzo que tiene una relación de aspecto en un intervalo de 40 a 1.000; y que es una placa moldeada curada por carbonatación.

La placa moldeada tiene preferentemente una tasa de cambio dimensional por densidad relativa menor de o igual al 0,1 %.

La tasa de cambio dimensional por densidad relativa es un valor obtenido mediante la división de la tasa de cambio dimensional medida de conformidad con la JIS A 5430 por la densidad relativa aparente de la placa moldeada.

En la placa moldeada inorgánica hidráulica, la fibra de refuerzo es preferentemente una fibra de alcohol polivinílico.

Además, los inventores de la presente invención han hallado que, en los casos en los que un cuerpo moldeado curado previamente que tiene una permeabilidad específica mayor de o igual a un determinado valor se somete a carbonatación, el desarrollo de la carbonatación del cuerpo moldeado avanza hasta una capa interna (interior) del cuerpo moldeado que tiene una estructura de placa y, por lo tanto, han alcanzado una segunda configuración.

Una segunda configuración se dirige a una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra, siendo la placa moldeada un producto curado de una composición que incluye al menos un componente de cemento, una pasta y una fibra de refuerzo, en donde la placa moldeada se refuerza con fibra y carbonata mediante curado por carbonatación; y tiene una tasa de reacción de carbonatación (una proporción de la porción carbonatada basada en las porciones carbonatadas y no carbonatadas) superior o igual al 30 %.

En la descripción en el presente documento, la evaluación de "carbonatada (neutralizada)" se puede determinar como la ausencia de coloración de una superficie de sección transversal de una placa moldeada en color rojo en los casos en los que la placa moldeada se corta en una dirección vertical y, a continuación, se aplica una solución acuosa de fenolftaleína a la superficie de sección transversal. Una placa moldeada que se ha curado mediante carbonatación cambia de un estado altamente alcalino a un estado neutro. Por lo tanto, una porción no carbonatada se colorea de rojo brillante, mientras que una porción carbonatada no se colorea de manera brillante. Por lo tanto, se puede detectar la carbonatación.

La placa moldeada inorgánica hidráulica tiene preferentemente una tasa de reacción de carbonatación superior o igual al 50 %.

La placa moldeada inorgánica hidráulica tiene preferentemente una tasa de cambio dimensional por densidad relativa menor de o igual al 0,1 %.

En la placa moldeada inorgánica hidráulica, el componente de cemento es un cemento que contiene una belita en una proporción del 18 % en masa o más. La belita tiene preferentemente una tasa de reacción superior o igual al 70 %.

En la placa moldeada inorgánica hidráulica, la fibra de refuerzo es preferentemente una fibra de alcohol polivinílico.

Una tercera configuración se dirige a un método para la producción de un producto de acuerdo con la primera configuración. La tercera configuración se dirige a un método para la producción de una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra, incluyendo el método:

curar previamente una composición que contiene al menos un componente de cemento, una pasta, una fibra de refuerzo que tiene una relación de aspecto en un intervalo de 40 a 1.000 y agua para obtener un cuerpo curado previamente; y

curar por carbonatación el cuerpo curado previamente para obtener una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra.

En el método anterior para la producción de la placa moldeada inorgánica hidráulica, la composición incluye preferentemente, como componente de cemento, un cemento que contiene una belita en una proporción del 18 % en masa o más; y se hace curar previamente para obtener un cuerpo moldeado que tiene una dureza suficiente para ser desmoldeable (una dureza suficiente para la liberación del cuerpo de un molde); y el cuerpo moldeado se cura por carbonatación.

En el método de producción de la placa moldeada inorgánica hidráulica, el curado previo se realiza preferentemente en una atmósfera que tiene una humedad del 60 al 100 %.

En el método de producción de la placa moldeada inorgánica hidráulica, el curado por carbonatación se realiza preferentemente en una atmósfera que contiene gas de dióxido de carbono en una concentración del 5 al 30 %.

Una cuarta configuración es un método para la producción de un producto de acuerdo con la segunda configuración y la cuarta configuración se dirige a un método para la producción de una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra y el método incluye:

preparar un cuerpo moldeado que tiene una permeabilidad superior o igual a 0,1 x 10-15m2 mediante el curado previo de una composición que contiene al menos un componente de cemento, una pasta, una fibra de refuerzo y agua; y

curar por carbonatación el cuerpo moldeado obtenido para producir una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra que tiene una tasa de reacción de carbonatación superior o igual al 30 %.

En el método para la producción de la placa moldeada inorgánica hidráulica, la composición incluye, como componente de cemento, un cemento que contiene una belita en una proporción del 18 % en masa o más; y se hace curar previamente para obtener un cuerpo moldeado que tiene una dureza suficiente para ser desmoldeable (una dureza suficiente para la liberación del cuerpo de un molde); y el cuerpo moldeado se cura por carbonatación.

Cualquier combinación de al menos dos construcciones, desveladas en las reivindicaciones adjuntas y/o la memoria descriptiva, se debe interpretar como incluida dentro del alcance de la presente invención. En particular, cualquier combinación de dos o más de las reivindicaciones adjuntas se debe interpretar igualmente como incluida dentro del alcance de la presente invención.

De acuerdo con la primera configuración, dado que la placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra contiene al menos un componente de cemento, una pasta y una fibra de refuerzo que tiene una relación de aspecto en un intervalo de 40 a 1.000, así como también tiene una estructura densificada debido al curado por carbonatación, la placa moldeada tiene una alta densidad relativa aparente y una alta permeabilidad contra el agua y es excelente en cuanto a la pintabilidad. Además, el curado por carbonatación hace posible lograr una alta resistencia a la flexión, así como también una pequeña tasa de cambio dimensional por densidad relativa. Por lo tanto, la placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra obtenida se usa ventajosamente como materiales de construcción, tales como materiales para tejados y materiales para paredes.

De acuerdo con la segunda configuración, llevando a cabo un curado por carbonatación para producir una placa moldeada que tiene una tasa de reacción de carbonatación superior o igual al 30 %, la placa moldeada se carbonata hacia el interior de la misma. Tal placa moldeada puede lograr una alta densidad relativa aparente, una alta resistencia a la flexión y, además, una pequeña tasa de cambio dimensional por densidad relativa. Por tanto, resulta posible proporcionar una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra que se use ventajosamente como materiales de construcción, tales como materiales para tejados y materiales para paredes.

De acuerdo con la tercera configuración, una composición que contiene al menos un componente de cemento, una pasta, una fibra de refuerzo y agua se somete a un curado previo (curado primario) y, a continuación, se somete a un curado por carbonatación (curado secundario). En un curado natural ordinal sin carbonatación, la velocidad de hidratación del cemento es tan lenta que el tiempo requerido para el curado es de aproximadamente dos semanas a un mes. Por el contrario, dado que la velocidad de la reacción de carbonatación es más rápida que la velocidad de hidratación del cemento, el curado por carbonatación después del curado previo hace que el tiempo requerido para el curado se acorte hasta entre aproximadamente uno y tres días para permitir obtener un cuerpo curado densificado en un período de tiempo corto.

De acuerdo con la cuarta configuración, mediante el curado previo de una composición que contiene un componente de cemento, una pasta, una fibra de refuerzo y agua para obtener un cuerpo moldeado curado previamente que tiene una permeabilidad superior o igual a 0,1 x 10-15m2, seguido del curado por carbonatación del cuerpo moldeado curado previamente, resulta posible producir una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra en la que la carbonatación se haya desarrollado hacia el interior de la placa moldeada para tener una tasa de reacción de carbonatación superior o igual al 30 %. Por consiguiente, el cuerpo moldeado tiene una alta densidad relativa aparente, una alta resistencia a la flexión y una pequeña tasa de cambio dimensional por densidad relativa para usarse ventajosamente como materiales de construcción, tales como materiales para tejados y materiales para paredes.

Breve descripción de los dibujos

En cualquier caso, la presente invención se entenderá más claramente a partir de la siguiente descripción de las realizaciones preferidas de la misma, cuando se toman en conjunto con los dibujos adjuntos. Sin embargo, las realizaciones y los dibujos se dan únicamente con el fin de ilustrar y explicar y no se han de considerar como limitantes del alcance de la presente invención de ninguna manera, alcance que se ha de determinar mediante las reivindicaciones adjuntas.

La Figura 1 es una fotografía que muestra un estado coloreado de una superficie de sección transversal de una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada de acuerdo con una realización de producto de la presente invención, después de la pulverización de una solución acuosa de fenolftaleína sobre la superficie de sección transversal; y

la Figura 2 es una fotografía que muestra un estado coloreado de una superficie de sección transversal de un cuerpo moldeado inorgánico hidráulico carbonatado como objeto comparado, después de la pulverización de una solución acuosa de fenolftaleína sobre la superficie de sección transversal.

Descripción de las realizaciones

Placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra y método para la producción de la misma

Una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra de acuerdo con la presente solicitud incluye un ejemplo de acuerdo con una primera configuración (ejemplo de producto) y una realización de acuerdo con una segunda configuración (realización de producto).

El ejemplo de producto: una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra que incluye al menos un componente de cemento, una pasta y una fibra de refuerzo que tiene una relación de aspecto en un intervalo de 40 a 1.000; y que es una placa moldeada curada por carbonatación. La placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra tiene preferentemente una tasa de cambio dimensional por densidad relativa menor de o igual al 0,1 %. La placa moldeada puede tener una densidad relativa aparente, por ejemplo, superior o igual a 1,6 y/o una resistencia a la flexión, por ejemplo, superior o igual a 20 N/mm2.

La realización de producto: una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra, siendo la placa moldeada un producto curado de una composición que incluye al menos un componente de cemento que tiene un contenido de belita del 18-60 % en masa, una pasta y una fibra de refuerzo que tiene una relación de aspecto en un intervalo de 40 a 1.000, en donde la placa moldeada tiene una tasa de reacción de carbonatación superior o igual al 30 %.

Un método para la producción de una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra de acuerdo con la presente solicitud incluye un ejemplo de acuerdo con una tercera configuración (un ejemplo de método de producción) y una realización de acuerdo con una cuarta configuración (una realización de método de producción).

El ejemplo de método de producción (que corresponde al ejemplo de producto): un método para la producción de una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra, incluyendo el método: curar previamente una composición que contiene al menos un componente de cemento, una pasta, una fibra de refuerzo que tiene una relación de aspecto en un intervalo de 40 a 1.000 y agua para obtener un cuerpo curado previamente; y curar por carbonatación el cuerpo curado previamente para obtener una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra.

La realización de método de producción (que corresponde a la realización de producto): un método para la producción de una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra e incluyendo el método:

preparar un cuerpo moldeado que tiene una permeabilidad superior o igual a 0,1 x 10-15m2 mediante el curado previo de una composición que contiene al menos un componente de cemento que tiene un contenido de belita del 18-60 % en masa, una pasta, una fibra de refuerzo y agua; y

curar por carbonatación el cuerpo moldeado obtenido para producir una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra que tiene una tasa de reacción de carbonatación superior o igual al 30 %.

La siguiente descripción es aplicable a cualquiera del ejemplo de producto y la realización de producto y/o cualquiera del ejemplo de método de producción y la realización de método de producción, a menos que se especifique otra cosa.

Cuerpo moldeado inorgánico hidráulico carbonatado reforzado con fibra

Una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra de la presente invención se obtiene mediante el curado previo de una composición que contiene al menos un componente de cemento, una pasta, una fibra de refuerzo y agua y, a continuación, el curado por carbonatación de la composición curada previamente. En la presente invención, la placa moldeada inorgánica hidráulica significa cualquiera de una placa que se forma mediante la preparación de una composición que contiene al menos un componente de cemento, una pasta y una fibra de refuerzo mezclada con agua y el sometimiento de la composición obtenida a colada, deshidratación, extrusión y/u otros. El espesor de la misma es de aproximadamente 2 a 100 mm y preferentemente de aproximadamente 3 a 90 mm. La forma de la placa puede tener no solo una forma plana, sino también una forma que incluya una superficie curvada. La placa puede incluir una porción escalonada, una porción irregular o una porción corrugada, siempre que la placa tenga el espesor descrito anteriormente.

La placa moldeada de acuerdo con la realización de producto se refiere a una placa moldeada obtenida mediante el curado de la composición, teniendo la placa moldeada una tasa de reacción de carbonatación superior o igual al 30 %. La placa moldeada se produce mediante la preparación de un cuerpo moldeado que tiene una permeabilidad superior o igual a 0,1 x 10-15m2 mediante el curado previo de la composición y el curado por carbonatación del cuerpo moldeado obtenido para producir una placa moldeada que tiene una tasa de reacción de carbonatación superior o igual al 30 % (realización de método de producción).

Componente de cemento

Los ejemplos del componente de cemento usado en la presente invención pueden incluir diversos cementos Portland, tales como un cemento común, un cemento de resistencia inicial alta y un cemento de resistencia inicial muy alta. Además, los ejemplos del mismo pueden incluir diversos cementos mixtos de una escoria de alto horno, una ceniza volante o una sílice, estando al menos una de las mismas combinada con el cemento Portland, un cemento de calor moderado y un cemento de alúmina.

El cemento común contiene minerales de cemento, tales como alita: 3CaOSiO2 (Fórmula de composición C3S), belita: 2CaOSiO2 (Fórmula de composición C2S), aluminato AhO3 (Fórmula de composición C3A) y ferrita: 4CaO-AhO3-Fe2O3 (Fórmula de composición C4AF).

La belita es una especie de silicato de dicalcio que contiene CaO y SiO2 como componentes principales; e incluye una a-belita, una a'-belita, una p-belita y una Y-belita, cada una de las cuales es diferente entre sí en una estructura o densidad cristalina. Entre ellas, la hidraulicidad se puede alcanzar mediante el mezclado del componente de la abelita, la a-belita o la p-belita con agua para hacerse reaccionar. A su vez, la Y-belita no presenta hidraulicidad, pero se hace reaccionar con el dióxido de carbono. Básicamente, el cemento común, tal como el cemento Portland, apenas contiene (sustancialmente nada) Y-belita (belita de tipo y).

Dado que el componente de cemento de acuerdo con la presente invención se cura por carbonatación después del curado previo, resulta posible usar cementos de belita disponibles en el mercado o cementos obtenidos mediante el mezclado de diversos cementos con cemento de belita. En la presente invención, entre la a-belita, la a'-belita, la pbelita y la Y-belita, tal como se han descrito anteriormente, resultan preferibles la p-belita y la Y-belita.

De acuerdo con la presente invención, en el componente de cemento, el contenido de belita es del 18 al 60 % en masa y preferentemente del 20 al 58 % en masa. En los casos en los que el contenido de la belita es excesivamente pequeño, la cantidad de belita que se puede carbonatar es excesivamente pequeña y el efecto de densificación es insuficiente, de modo que no se puede esperar estabilidad dimensional ni permeabilidad contra el agua. A su vez, en los casos en los que el contenido de la belita es excesivamente grande, aunque se puede realizar la carbonatación, la cantidad de un componente hidráulico que sirve como aglutinante se reduce y puede que no se obtenga una resistencia a la flexión suficiente.

La tasa de reacción de la belita es preferentemente superior o igual al 70 %. De manera similar a la alita, cuando se produce la hidratación, la belita hace que la generación de gel de C-S-H presente un rendimiento como aglutinante. Sin embargo, dado que la velocidad de hidratación de la belita es menor que la de la alita, la tasa de reacción sigue siendo baja para la fabricación en fábricas y el efecto como aglutinante es insuficiente. A su vez, en la técnica de la presente invención, tanto la hidratación como la carbonatación se producen simultáneamente, de modo que la tasa de reacción de la belita puede llegar a ser, con toda seguridad, superior o igual al 70 % en una fase inicial, y se puede proporcionar un producto que tenga una alta resistencia a la flexión y una excelente estabilidad dimensional. La tasa de reacción es preferentemente superior o igual al 75 % y más preferentemente superior o igual al 80 %.

Pasta

En la presente invención, la pasta que se añadirá a la placa moldeada inorgánica hidráulica puede ser pasta natural o sintética. Como pasta natural, se usa principalmente una pasta sin blanquear o blanqueada producida a partir de madera blanda o madera dura. También se puede usar la pasta obtenida a partir de paja, bambú, algodón, cáñamo, ramio, morera de papel, arbusto de papel oriental, eucalipto o similares. También se puede usar el papel de desecho recogido que se obtiene a partir de periódico, bolsas de papel, cajas de cartón y similares. A su vez, como pasta sintética, se pueden usar la pasta de poliolefina, la pasta de poliaramida o similares. Además, se puede usar cualquier sustancia similar a una fibrilla que tenga una forma similar a la misma. Entre ellas, se usa preferentemente pasta blanqueada producida a partir de madera blanda o madera dura.

Con el fin de obtener la composición de acuerdo con la presente invención, la pasta se puede batir previamente mediante una máquina de batido, tal como un refinador o una batidora. La pasta puede tener un refinado de Canadá preferentemente de 30 a 750 ml y más preferentemente de 50 a 300 ml.

El contenido de la pasta puede ser del 1 al 10 % en masa del contenido sólido en la composición y preferentemente del 2 al 6 % en masa del contenido sólido en la composición. La reducción excesiva del contenido de la misma causa un deterioro en la captura de materiales particulados. El aumento excesivo del contenido de la misma resulta desventajoso porque la uniformidad de la dispersión se vuelve insuficiente y se puede producir la separación entre capas o se puede reducir la resistencia a la llama.

Fibra de refuerzo

En la composición de acuerdo con la presente invención, la fibra de refuerzo se puede añadir para la provisión de resistencia y tenacidad en la placa moldeada inorgánica hidráulica. Los ejemplos de las fibras de refuerzo pueden incluir fibras inorgánicas, tales como fibras de vidrio contra el álcali, fibras de carbono, fibras inoxidables, fibras cerámicas y fibras de amianto; fibras orgánicas, tales como fibras regeneradas (por ejemplo, fibras celulósicas), y fibras de resina sintética. Entre ellas, en vista de la reducción del peso, las fibras orgánicas, en particular, las fibras de resina sintética, se usan ventajosamente. Los ejemplos de las fibras de resina sintética pueden incluir fibras de poliolefina, fibras de alcohol polivinílico, fibras de poliamida, fibras de aramida, fibras de poliéster, fibras de acrilonitrilo y fibras de poliuretano. Entre ellas, en vista de la resistencia al álcali, la resistencia mecánica y la unión al cemento, se usan ventajosamente las fibras de alcohol polivinílico.

La fibra de refuerzo usada en el ejemplo de producto tiene una relación de aspecto esencialmente en un intervalo de 40 a 1.000 y preferentemente en un intervalo de 50 a 900. Además, la fibra de refuerzo usada en la realización de producto de la presente invención tiene una relación de aspecto dentro del intervalo descrito anteriormente. Cuando la relación de aspecto es excesivamente pequeña, la adhesión de la fibra al cemento es insuficiente y el efecto de proporcionar tenacidad a la placa moldeada inorgánica hidráulica puede no resultar suficiente después del curado. A su vez, cuando la relación de aspecto es mayor de 1.000, las fibras se pueden enredar fácilmente o ser excesivamente adhesivas, de modo que las fibras no puedan seguir en respuesta a la expansión y contracción de la placa moldeada inorgánica hidráulica, dando como resultado la rotura de la fibra.

La fibra de refuerzo que se usa ventajosamente en el ejemplo de producto y la realización de producto puede tener un diámetro de fibra preferentemente de 1 a 200 |jm y una longitud de fibra preferentemente de 3 a 20 mm. En los casos en los que el diámetro de fibra es menor de 1 jm , puede resultar difícil una dispersión uniforme. En los casos en los que el diámetro de fibra es mayor de 200 jm , el número de fibras por unidad de volumen en la placa moldeada inorgánica hidráulica curada puede ser demasiado pequeño, de modo que sea menos probable que se presente un efecto de refuerzo.

Una proporción de la fibra de refuerzo en el componente sólido de la composición puede ser del 0,1 al 5,0 % en masa y preferentemente del 0,3 al 4,5 % en masa. En los casos en los que la proporción de la fibra de refuerzo es menor del 0,1 % en masa, un efecto de refuerzo de la fibra puede resultar insuficiente en la placa moldeada inorgánica hidráulica curada. En los casos en los que la proporción de la fibra de refuerzo es mayor del 5,0 % en masa, la dispersión uniforme de las fibras de refuerzo durante la combinación puede resultar demasiado difícil.

Uso de la fibra de refuerzo y la pasta en combinación

De acuerdo con la presente invención, tanto la pasta como la fibra de refuerzo necesitan añadirse al componente de cemento. La adición de la fibra de refuerzo puede mejorar la resistencia y la tenacidad de la placa moldeada inorgánica hidráulica. La adición de la pasta mejora la dispersión de la fibra de refuerzo, facilita el control de la permeabilidad que se describe a continuación y contribuye al efecto de refuerzo. En los casos en los que no se añade ninguna pasta, no se puede conseguir una dispersión ventajosa de la fibra de refuerzo y, además, el control de la permeabilidad se vuelve difícil. Como resultado, no se pueden obtener propiedades físicas ventajosas. Además, en los casos en los que no se añade ninguna pasta, la preparación de láminas no se puede realizar para la composición y la producción de la placa moldeada inorgánica hidráulica mediante el proceso de preparación de láminas se vuelve difícil. La preparación de láminas se refiere a un proceso en el que la suspensión obtenida mediante la suspensión de un componente de cemento y similar en un medio acuoso se filtra a través de una malla para conformarse. Un cuerpo de lámina producido mediante la preparación de láminas se refiere a un cuerpo moldeado (placa moldeada) formado mediante la preparación de láminas.

Agregado

De acuerdo con la presente invención, la composición que contiene el componente de cemento puede contener diversos agregados, según sea adecuado. Los ejemplos de los agregados incluyen agregados finos, agregados livianos y agregados gruesos. Los agregados se pueden usar individualmente o en combinación de dos o más.

Como agregado fino, por ejemplo, se pueden usar partículas finas que tengan, cada una, un diámetro de partícula de 5 mm o menos y los ejemplos de las mismas incluyen arena, tal como arena de río, arena de montaña, arena de mar, arena triturada, arena de sílice, escoria, arena de vidrio, arena de hierro, arena de ceniza, polvo de sílice, carbonato de calcio y arena artificial.

Los ejemplos de los agregados livianos incluyen agregados livianos naturales, tales como grava volcánica, escoria expandida y carbonilla; y agregados livianos artificiales, tales como piedra de perla espumada, perlita espumada, obsidiana espumada, vermiculita, esfera de Shirasu y microesfera de ceniza volante.

Los ejemplos de los agregados gruesos incluyen agregados en los que las partículas que tienen cada una un diámetro de partícula de 5 mm o más están contenidas en el 85 % en masa o más y, por ejemplo, diversas gravas, agregados artificiales o agregados regenerados se pueden usar como agregado grueso.

Aditivo

De acuerdo con la presente invención, la composición que contiene el componente de cemento puede incluir, según sea adecuado, diversos aditivos, tales como un agente de AE, un fluidizador, un agente de reducción de agua, un agente de reducción de agua de alto rendimiento, un agente de reducción de agua de AE, un agente de reducción de agua de AE de alto rendimiento, un espesante, un material de retención de agua, un agente repelente al agua, un agente de expansión, un acelerador de curado, un retardante de fraguado o similares. Estas mezclas se pueden usar individualmente o en combinación de dos o más.

De acuerdo con la composición de la presente invención, se puede añadir un polímero soluble en agua, según sea adecuado. Los ejemplos del polímero soluble en agua incluyen un éter de celulosa, tal como una metil celulosa, una hidroximetil celulosa, una hidroxietil celulosa, una carboximetil celulosa y una hidroxipropil metil celulosa; un alcohol polivinílico; un ácido poliacrílico; y un sulfonato de lignina. Estos polímeros se pueden usar individualmente o en combinación de dos o más.

Además, en la composición de la presente invención, se puede añadir un acelerador de curado para el componente hidráulico, según sea adecuado. Los ejemplos del acelerador de curado pueden incluir cloruro de calcio, cloruro de aluminio, cloruro de hierro, cloruro de sodio, cloruro de magnesio, sulfato de álcali, carbonato de álcali y silicato de sodio.

Además, en la composición de la presente invención, se puede añadir un acelerador de carbonatación, según sea adecuado. Los ejemplos del acelerador de carbonatación pueden incluir, como dispersión de polímero acuosa, una emulsión termoplástica, tal como un éster poliacrílico, un acetato de polivinilo y un copolímero de etileno-acetato de vinilo, y un látex de caucho sintético, tal como un caucho de estireno-butadieno. Además, los ejemplos del mismo pueden incluir, como polvo de polímero redispersable (emulsión en polvo), un copolímero de etileno-acetato de vinilo y un acetato de vinilo-versatato de vinilo (VAVeoVa). Además, los ejemplos del mismo pueden incluir, como polímero soluble en agua, un derivado de celulosa, tal como una metil celulosa, y un alcohol polivinílico.

Además, se pueden añadir productos químicos que tengan una alta afinidad por el gas de dióxido de carbono. Los productos químicos que tienen una alta afinidad no se limitan a ningún producto químico específico y los ejemplos de los productos químicos que tienen la alta afinidad pueden incluir productos químicos de amina, tales como monoetanolamina, dietanolamina y trietanolamina, y geles a los que se fijan los productos químicos de amina. Los productos químicos que tienen alta afinidad se pueden usar individualmente o en combinación de dos o más.

Cantidad de agua a combinarse

La composición de acuerdo con la presente invención puede contener agua, de tal manera que, por ejemplo, una relación de agua-cemento (W/C) sea de aproximadamente el 20 al 80 % en masa, preferentemente del 25 al 70 % en masa y más preferentemente del 30 al 60 % en masa.

Mezcla

El componente de cemento, la pasta, la fibra de refuerzo y el agua se mezclan mediante medios de mezclado convencionales o conocidos públicamente, tales como un mezclador, para formar la composición. En el mezclado, resulta preferible que, después de mezclarse la pasta y el agua para dispersar la pasta en el agua, se añadan los demás componentes de cemento.

En el mezclado, el orden de los componentes para el mezclado no se limita a ningún orden específico. Preferentemente, la pasta y el agua se mezclan para dispersar la pasta en el agua y, a continuación, el componente de cemento y otros aditivos se vierten y mezclan y, a continuación, se añade la fibra de refuerzo al final.

Formación o moldeo

La composición de suspensión que se ha preparado, tal como se ha descrito anteriormente, se alimenta a una pluralidad de tanques de una máquina de preparación de láminas en húmedo. En cada uno de los tanques, mediante la rotación de un cilindro de malla que tiene una presión negativa en el interior, se forma una torta sobre la superficie de cilindro y, a continuación, se transporta sobre un rodillo de preparación. Después de permitir que la torta transportada tenga un espesor predeterminado usado como capa individual o múltiples capas, la torta transportada se desprende de un rodillo de enrollado para obtener un producto moldeado en forma de placa en estado húmedo. El producto moldeado en forma de placa que se puede moldear por prensa usando una máquina de prensado se cura (se cura previamente y se somete a curado por carbonatación) y, a continuación, se seca, según sea adecuado, para producir una placa moldeada inorgánica hidráulica deseada. La descripción anterior se refiere a una realización que usa una máquina de preparación de láminas Hatschek. Sin embargo, la presente invención no se limita a la realización anterior de ninguna manera y se puede aplicar a la preparación de láminas de Fourdrinier, tal como la preparación de láminas de una capa, el moldeo por colada; el moldeo por prensa, el moldeo por extrusión o un método de flujo continuo, para producir una suspensión formada que tenga un espesor deseado de una vez o en varias veces.

Curado previo

El curado previo (curado primario) de acuerdo con la presente invención se puede llevar a cabo de tal manera que una composición moldeada en una forma predeterminada se cure previamente hasta un grado en el que la composición moldeada se cure en su totalidad. La composición moldeada que no está totalmente curada se puede romper durante la manipulación de la composición moldeada cuando la composición moldeada se desplaza al proceso posterior para la retirada de la placa o el desmoldeo. Además, la composición moldeada que no está completamente curada también resulta desventajosa desde el punto de vista de la densificación del cuerpo moldeado, que es uno de los puntos más importantes de la presente invención, porque si la composición moldeada que no está completamente curada se somete a carbonatación, la carbonatación causa la expansión del cuerpo moldeado debido al aumento de masa (o aumento de volumen) mediante la generación de CaCÜ3, dando como resultado un fallo de densificación.

Por consiguiente, el curado previo se realiza preferentemente en una atmósfera de alta humedad, evitando al menos la evaporación del agua en la composición. El curado se causa mediante la hidratación (el fraguado) del cemento. La evaporación del agua del cuerpo moldeado puede inhibir la hidratación del cemento para inhibir el avance del curado hasta tal grado que permita la manipulación del cuerpo moldeado. En general, el curado y el endurecimiento se realizan en una atmósfera en la que la humedad relativa es superior o igual al 65 %, preferentemente superior o igual al 80 %, más preferentemente superior o igual al 90 % y lo más preferentemente del 100 %. Además, el curado se puede realizar mediante el uso de tal método que evite la evaporación del agua de la composición en tal atmósfera de alta humedad, por ejemplo, un método en el que se coloca la composición en, por ejemplo, un recipiente o una bolsa impermeable al agua o un método en el que la composición se intercala con placas de plástico, películas de plástico o placas de metal. La temperatura de curado y endurecimiento no se limita a ninguna temperatura específica. Se puede realizar un proceso de esterilización en autoclave para alcanzar una temperatura de 100 °C o superior. Cuando se usa una fibra de alcohol polivinílico como fibra de refuerzo, no resulta preferible un proceso a una temperatura de 120 °C o superior en vista de la resistencia al calor en húmedo de la fibra. Además, la madurez calculada mediante la temperatura de curado (°C) x el tiempo de curado (h) requerido para el curado es preferentemente de 300 a 2.000. El gas de atmósfera para el curado no se limita a ninguno específico. Aparte del aire, un gas, tal como gas de nitrógeno, gas de oxígeno, vapor de agua, gas de helio, gas de argón o gas de dióxido de carbono, que tenga una concentración menor que la del curado por carbonatación, se puede mezclar y usar en un intervalo que no inhiba el objeto de la presente invención.

Permeabilidad

Después del curado previo, el cuerpo moldeado tiene preferentemente una permeabilidad del valor descrito anteriormente (mayor de o igual a 0,1 x 10-15 m2), más preferentemente el valor (mayor de o igual a 0,2 x 10-15 m2) y todavía más preferentemente el valor (mayor de o igual a 0,3 x 10-15 m2). La permeabilidad se puede ajustar mediante, por ejemplo, el aumento del contenido de la pasta en la composición, mediante el uso parcial de los agregados livianos o mediante el ajuste de la presión de prensado. El cuerpo moldeado obtenido se somete, a continuación, a un curado por carbonatación.

Curado por carbonatación

De acuerdo con la presente invención, en cuanto a la composición totalmente endurecida a través del curado previo, en lo sucesivo en el presente documento, se puede denominar, a veces, cuerpo curado, la composición totalmente endurecida que tiene una dureza suficiente que se puede retirar de un molde se somete a curado por carbonatación (curado secundario). La carbonatación de un cuerpo curado que comprende un cemento es una reacción en la que el hidróxido de calcio: Ca(OH)2 generado mediante la hidratación del cemento [véase la Fórmula (1) indicada a continuación] se hace reaccionar con gas de dióxido de carbono: CO2 que se ha permeado para formar carbonato de calcio: CaCO3 y agua, tal como se indica, a continuación, en la Fórmula (2). En este momento, el cuerpo de cemento curado cambia de un estado altamente alcalino a un estado neutro. Por lo tanto, en los casos en los que se aplica una solución acuosa de fenolftaleína a una cara cortada en la sección transversal del cuerpo curado, la aparición de carbonatación se puede comprobar fácilmente mediante la observación de la presencia o ausencia de coloración.

CaO-SiO2+H2O^Ca(OH)2+S¡O2------- (1)

Ca(OH)2+CO2^CaCO3+H2O----------- (2)

Las condiciones para la carbonatación son tales que el curado se realiza en una atmósfera que contiene gas de dióxido de carbono que tiene una concentración superior a la concentración en el aire, por ejemplo, en una atmósfera en la que la concentración del gas de dióxido de carbono es, por ejemplo, del 5 al 30 % y preferentemente del 8 al 20 %. En los casos en los que la concentración del gas dióxido de carbono es superior al 30 %, esta puede resultar desventajosamente peligrosa y antieconómica. A su vez, en los casos en los que la concentración del mismo es menor del 5 %, esta puede ser desventajosa en vista del avance de la carbonatación. Los ejemplos del gas de atmósfera incluyen aire, gas de nitrógeno, gas de oxígeno, vapor de agua, gas de helio y gas de argón, además del gas de dióxido de carbono, y el gas distinto del gas de dióxido de carbono se puede mezclar y usar en tal intervalo que no se inhiba el objeto de la presente invención.

Además, también resulta eficaz realizar la carbonatación en un recipiente que tenga una alta presión de gas de dióxido de carbono, en vista de la mejora de la productividad. A su vez, la temperatura para la carbonatación no se limita a ninguna temperatura específica. Ventajosamente, cuanto más alta es la temperatura, más rápida es la reacción de carbonatación.

De acuerdo con la presente invención, en la reacción de carbonatación, se requiere agua, tal como se indica en la Fórmula (1), y, por lo tanto, el curado por carbonatación se realiza preferentemente a un determinado grado de humedad. Cuando la humedad es excesivamente alta, la superficie del cuerpo moldeado se puede cubrir con agua de condensación de rocío. En tal caso, el gas de dióxido de carbono no puede entrar en el interior del cuerpo moldeado, así como también puede erosionar la superficie del cuerpo moldeado, de modo que el aspecto exterior del producto se pueda deteriorar desfavorablemente. A su vez, en los casos en los que la humedad es excesivamente baja, la reacción de carbonatación o la hidratación del cemento se inhibe desventajosamente. Por lo tanto, el curado secundario se realiza preferentemente en una atmósfera que tiene una humedad relativa del 30 al 95 %, preferentemente del 35 al 90 % y más preferentemente del 40 al 85 %.

De acuerdo con la presente invención, en los casos en los que el cuerpo curado obtenido mediante el endurecimiento en su conjunto a través del curado previo se somete a curado por carbonatación, la reacción de carbonatación avanza no solo sobre la superficie del cuerpo curado, sino también hacia el interior del mismo, de modo que la totalidad del cuerpo moldeado se puede densificar uniformemente sin expandir el cuerpo moldeado curado. Aunque sigue siendo incierta, en muchos puntos, la manera de lograr la densificación del cuerpo de cemento curado que contiene belita mediante gas de dióxido de carbono, el mecanismo se puede explicar de la siguiente manera. Es decir, en los casos en los que un cuerpo de cemento curado típico se carbonata (neutraliza), el Ca(OH)2 generado mediante la hidratación del cemento se hace reaccionar con gas de dióxido de carbono para formar CaCO3, tal como se indica en las Fórmulas (1) y (2). Por el contrario, en los casos en los que el cuerpo de cemento curado contiene una gran cantidad de belita, la belita se hace reaccionar directamente con el gas de dióxido de carbono sin causar hidratación para formar grandes cantidades de CaCO3 y SiO2. Simultáneamente, el gel de C-S-H generado mediante la hidratación también se hace reaccionar con gas de dióxido de carbono para formar, de manera similar, CaCO3 y SiO2. Además, el Ca(OH)2 generado mediante la hidratación del cemento también se hace reaccionar con gas de dióxido de carbono para formar CaCO3. Por lo tanto, se puede considerar que, en comparación con el cuerpo de cemento curado típico, una gran cantidad de producto de reacción se genera en una fase anterior y llena los huecos en el cuerpo de cemento curado para lograr la densificación. De hecho, la densificación de la estructura interna se puede determinar a partir del hecho de que el cuerpo curado carbonatado tiene una densidad relativa aumentada, una absorbencia de agua reducida, un volumen de poros total disminuido y, además, una tasa de cambio dimensional reducida, en comparación con el cuerpo curado sin carbonatar. Cabe señalar que el volumen de poros total se podría determinar mediante la medición de la distribución de poros usando porosimetría de intrusión de mercurio.

Como forma cristalina de CaCO3, están presentes tres tipos de formas, es decir, calcita, aragonita y vaterita. Aunque cualquiera de estas se puede usar ventajosamente en vista de la densificación, una particularmente preferible incluye aragonita y vaterita. La aragonita tiene cristales de aguja y se usa ventajosamente no solo para la densificación, sino también para un efecto de refuerzo de flexión sobre el cuerpo moldeado. A su vez, la vaterita tiene una densidad relativa que es menor que aquellas de la calcita y la aragonita. Por lo tanto, en los casos en los que el cuerpo de cemento curado tiene la misma masa de CaCO3, el volumen ocupado de vaterita es mayor. Por tanto, la vaterita es más eficaz y ventajosa para la densificación. Es más probable que la calcita se genere a partir de Ca(OH)2, mientras que es más probable que la aragonita y la vaterita se generen a partir de la belita o del gel de C-S-H. Esta es otra característica importante de la presente invención, en la que se generan aragonita y vaterita que son eficaces para la densificación en una fase anterior.

En comparación con un método en el que se aumenta la densidad relativa para disminuir los huecos de una manera mecánica mediante el prensado o similar antes del curado, la densificación causada mediante la carbonatación es ventajosa porque la densificación se puede lograr de manera más eficaz. Por ejemplo, dado que la tasa de cambio dimensional se refiere a la expansión/contracción del cuerpo curado durante la absorción/evaporación de agua, el aumento de la densidad relativa permite que se disminuya la tasa de cambio dimensional. En los casos en los que la densidad relativa es igual, se puede reducir la tasa de cambio dimensional por densidad relativa cuando la densificación se realiza mediante carbonatación, en comparación con cuando se aumenta la densidad relativa mediante prensado. Es decir, mediante el curado por carbonatación, tal como se ha descrito anteriormente, resulta posible obtener una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra, de acuerdo con una realización preferible de la presente invención, la placa moldeada excelente en cuanto a la estabilidad dimensional para tener una tasa de cambio dimensional por densidad relativa menor de o igual al 0,1 %.

La manera del curado por carbonatación no se limita a ninguna específica. Por ejemplo, el curado por carbonatación se puede realizar en una condición predeterminada después de la introducción de un cuerpo moldeado curado previamente en un tanque de curado con la colocación del cuerpo moldeado curado previamente en una rejilla o similar. A su vez, si se inhibe el contacto del gas de dióxido de carbono con la placa moldeada para causar irregularidad en la reacción en la placa, puede surgir un problema, de tal manera que se deforme la placa moldeada. Por lo tanto, con el fin de superar la irregularidad en la reacción, resulta particularmente ventajoso poner el gas de dióxido de carbono en contacto uniforme con la placa moldeada, por ejemplo, mediante un método en el que se hace circular el gas en el tanque de curado, un método en el que el gas de dióxido de carbono se pulveriza uniformemente en la placa moldeada desde arriba y desde abajo o un método que evita que las placas moldeadas se superpongan entre sí mediante la provisión de un espaciador o la colocación vertical de cada una de las placas moldeadas en la rejilla.

En la realización de producto y la realización de método de producción, mediante la obtención de un cuerpo moldeado que tiene una permeabilidad superior o igual a 0,1 x 10'15 m2 después del curado previo de una composición que contiene al menos un componente de cemento, una pasta, una fibra de refuerzo y agua, tal como se ha descrito anteriormente, y el curado por carbonatación adicional del cuerpo moldeado obtenido, resulta posible producir una placa moldeada que tenga una tasa de reacción de carbonatación superior o igual al 30 %, preferentemente superior o igual al 50 % y más preferentemente superior o igual al 60 %.

Formación de la película de pintura (recubrimiento)

La superficie del cuerpo curado que se ha sometido al curado por carbonatación se puede pintar (recubrir) según las necesidades. Un material de pintura no se limita a ninguno específico. Los ejemplos de los materiales de pintura pueden incluir pintura de resina fenólica, pintura premezclada de resina sintética, pintura de resina alquídica, pintura de resina ftálica, pintura de resina acrílica-alquídica, pintura de resina amino-alquídica, pintura de resina cocida de melamina, pintura de resina de epoxi, pintura de resina de epoxi modificada, pintura de resina de epoxi de alquitrán, pintura de resina de poliuretano, pintura de resina de poliuretano curable con humedad, pintura de resina de uretano acrílico, pintura de resina de poliéster uretano, pintura de resina de silicona modificada alquídica, pintura de resina de silicona acrílica, pintura de resina de silicona, pintura de resina basada en caucho clorado, pintura de emulsión de acetato de vinilo, pintura de resina acrílica, pintura de resina de emulsión acrílica, pintura de resina acrílica de NAD, pintura de resina de cloruro de vinilo, pintura de fluororresina y pintura de laca.

La placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra de acuerdo con la presente invención está altamente densificada y la neutralización de la misma ha avanzado. Por lo tanto, el material de pintura que tiene resistencia al álcali, el material de pintura indispensable para un material de cemento típico, no se selecciona necesariamente de modo que la presente invención sea económicamente ventajosa.

Placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra

La placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra, de acuerdo con el ejemplo de producto obtenido mediante el método descrito anteriormente (ejemplo de método de producción), puede ser una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra que tenga una alta resistencia a la flexión, una pequeña tasa de cambio dimensional por densidad relativa, una excelente permeabilidad contra el agua y una buena pintabilidad, debido a que el curado por carbonatación de un cuerpo curado previamente se realiza después del endurecimiento del cuerpo curado previamente en su conjunto hasta tal grado que el cuerpo curado previamente es desmoldeable, de modo que el desarrollo de la densificación avanza mediante una velocidad de reacción más rápida que la de la carbonatación. Por tanto, aunque la hidratación mediante el componente hidráulico, en la que la velocidad de reacción es más lenta que la de la carbonatación, está incompleta, la placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibras descrita anteriormente se puede obtener en un período de tiempo corto. La realización preferida de la presente invención permite obtener una placa moldeada que tiene una tasa de cambio dimensional por densidad relativa menor de o igual al 0,10 % (más preferentemente menor de o igual al 0,09 %).

La placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra, de acuerdo con la realización de producto de la presente invención obtenida mediante el método descrito anteriormente (realización de método de producción), puede ser una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra que se neutraliza hacia el interior de la misma, porque un cuerpo moldeado curado previamente que tiene una alta permeabilidad se somete a carbonatación. La placa moldeada hidráulica inorgánica carbonatada reforzada con fibra así obtenida tiene una alta resistencia a la flexión y es excelente en cuanto a la estabilidad dimensional, dado que la carbonatación ha avanzado hacia el interior de la misma. En la realización preferible, la placa moldeada tiene una tasa de cambio dimensional por densidad relativa menor de o igual al 0,10 %.

Aplicación

La placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra de acuerdo con la presente invención puede ser una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra que tenga una alta resistencia a la flexión y una tasa de cambio dimensional pequeña porque la placa moldeada se densifica mediante carbonatación después de que una composición que tiene una estructura predeterminada se cure previamente para endurecerse hacia el interior de la misma. Por consiguiente, la placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra se puede usar ventajosamente en el campo de los materiales de construcción, tales como productos moldeados, incluyendo tableros de pizarra, losas, paneles para paredes, materiales para techos, paneles para suelos, materiales para tejados y tabiques; y productos secundarios.

Ejemplos

A continuación, se describirán ejemplos con el fin de describir la presente invención con más detalle. Sin embargo, la presente invención no está limitada a los ejemplos. En los ejemplos, los "%" y las "partes" se basan en una masa, a menos que se especifique de otro modo.

Método para la medición de la tenacidad de la fibra

De conformidad con la JIS L-1015, las fibras de muestra se dejaron durante cinco días a una temperatura de 20 °C y en una humedad relativa del 65 % para el control de la humedad (acondicionamiento) y se acortaron para tener una longitud de ensayo de 60 mm y, a continuación, se midió la resistencia a la rotura usando FAFEGRAPH M [fabricado por Textechno] a una velocidad de tracción de 60 mm/min. La tenacidad de la fibra se obtuvo mediante la división de la resistencia a la rotura por la finura de las fibras de muestra. La medición se realizó al menos 10 veces para obtener un valor medio.

Método para la medición de la densidad relativa aparente

De conformidad con la JIS A 5430, se puso una probeta en un secador de aire con agitador y se secó a 105 °C ± 5 °C durante 24 horas y, después de eso, se calculó la densidad relativa aparente a partir de la masa y el volumen de la probeta.

Método para la medición de la resistencia a la flexión

Se cortó un cuerpo de ensayo para obtener, por cuerpo de ensayo, tres probetas en forma de tiras, teniendo cada una la longitud de aproximadamente 150 mm y el ancho de aproximadamente 50 mm. Después de eso, con el fin de ajustar el contenido de agua de las probetas a constante durante la medición, las probetas cortadas se secaron durante 72 horas usando un secador ajustado a 40 °C. La resistencia a la flexión de las probetas se midió de conformidad con la JIS A 1408. La resistencia a la flexión se midió usando Autograph AG500-B fabricado por SHIMADZU CORPORATION en condiciones en las que la velocidad de ensayo (velocidad del cabezal de carga) fue de 2 mm/min y la extensión de flexión fue de 100 mm en el método de carga central.

Método para la medición de la tasa de cambio dimensional

De conformidad con la JIS A 5430, se puso una probeta en un secador con agitador a una temperatura mantenida a 60 ± 3 °C. Después de 24 horas, la probeta se extrajo del secador y se puso en un desecador que tenía su humedad ajustada mediante gel de sílice y se dejó tal como estaba hasta que la temperatura alcanzó la temperatura ambiente (20 ± 1,5 °C). A continuación, se fijó un vidrio de color blanco lechoso a un cuerpo de ensayo y se formaron líneas de marca de tal manera que la distancia entre las líneas de marca fue de aproximadamente 140 mm y, a continuación, se midió la longitud entre las líneas de marca usando un comparador que tenía una precisión de 1/500 mm. La longitud medida se consideró como longitud de referencia. A continuación, el cuerpo de ensayo se dispuso de canto de tal manera que el lado longitudinal del mismo se dispuso horizontalmente y se remojó en agua a 20 °C ± 1,5 °C de tal manera que el cuerpo de ensayo se remojó aproximadamente 30 mm por debajo de la superficie del agua. Después de 24 horas de remojo, se extrajo el cuerpo de ensayo del agua, se limpió el agua sobre la superficie del mismo y se midió de nuevo la longitud entre las líneas de marca. La tasa de cambio de longitud debido a la absorción de agua se calculó de la siguiente manera.

Longitud entre las líneas de marca después de la absorción de agua — Longitud entre las líneas de marca en estado seco x 100 Longitud entre las líneas de marca en estado seco

Además, la tasa de cambio dimensional obtenida se dividió por la densidad relativa aparente para obtener la tasa de cambio dimensional por densidad relativa.

Método para la evaluación de la permeabilidad contra el agua

De conformidad con la JIS A 5430, se ajustó la colocación de un tubo (el diámetro interior de 35 mm, la altura de 300 mm) preparado de resina acrílica en una probeta y, a continuación, se selló una porción de contacto entre el tubo y la probeta con un elemento de sellado. Después de eso, se vertió agua hasta la altura de 250 mm desde la parte inferior del tubo y se dejó la probeta tal como estaba durante 24 horas para comprobar la filtración de agua sobre la superficie posterior de la probeta. Como permeabilidad contra el agua, la porción de filtración que tenía un diámetro que es menor de 35 mm se determinó como "A", la porción de filtración que tenía un diámetro de 35 a 60 mm se determinó como "B" y la porción de filtración que tenía un diámetro que es mayor de 60 mm se determinó como "C".

Método para la evaluación de la pintabilidad

Sobre una superficie de una muestra de cuerpo moldeado curado, se aplicó pintura de resina ftálica (NEO KING fabricada por KAWAKAMI PAINT MFG. CO., LTD). Después de eso, de conformidad con la JIS K 5600-7-7 (resistencia a la intemperie acelerada y fotorresistencia acelerada (método de lámpara de xenón)), se realizó el ensayo de resistencia a la intemperie acelerada. Se determinó como "C" un caso donde se halló claramente agrietamiento, pelado o expansión, se determinó como "B" un caso donde se halló el signo de los mismos y se determinó como "A" un caso donde no se halló anomalías en absoluto.

Método para la medición de la permeabilidad

La permeabilidad se midió de conformidad con la JIS R 2115.

La permeabilidad de una sustancia representa la característica de que la sustancia permite que el gas se haga pasar a través de la misma debido a la diferencia de presión y la permeabilidad se calcula mediante el uso de la siguiente Fórmula en la que se usa el volumen de gas que se hace pasar a través de la sustancia en un determinado período de tiempo.

V/t = |j*(1/r|)*(A/5)*(p1-p2)*(p1+p2)/2P ■■ (1)

En donde V: una cantidad de gas (m3) que se hace pasar a través de la sustancia a una presión p1, t: tiempo/s requerido/s para que la cantidad (V) de gas se haga pasar a través de la sustancia,

j : permeabilidad (m2) de la sustancia,

r|: viscosidad (Pas) del gas a una temperatura de ensayo,

A: área de sección transversal (m2) de la sustancia a través de la que se hace pasar el gas,

5: espesor (m) de la sustancia a través de la que se hace pasar el gas,

P: presión absoluta (Pa) del gas obtenida cuando se mide un volumen del gas,

p1: presión absoluta (Pa) obtenida cuando el gas entra en la sustancia, y

p2: presión absoluta (Pa) obtenida cuando el gas se separa de la sustancia.

La probeta se ensayó como una columna que tenía un diámetro de 50 mm ± 2 mm x una altura de 6 mm a 7 mm.

En la Fórmula (1) anterior, una alta permeabilidad j de la sustancia se puede considerar como un índice que representa una ventajosa permeabilidad a los gases del interior de la misma.

Medición de la tasa de reacción de carbonatación

Se aplicó una solución de etanol (90) de fenolftaleína al 1,0 % en p/v fabricada por Wako Pure Chemical Industries, Ltd. a la superficie de sección transversal del cuerpo moldeado antes y después del curado por carbonatación. Se tomaron fotografías de la superficie de sección transversal del cuerpo moldeado un minuto después de la aplicación. Después de eso, mediante el uso de un tono de color teñido con la fenolftaleína en la fotografía antes del curado por carbonatación, la fotografía de sección transversal después del curado por carbonatación se evaluó de la siguiente manera: si la fotografía después del curado por carbonatación tenía una porción que tenía un tono de color similar al tono de color teñido en la fotografía antes del curado por carbonatación, la porción se considera que está teñida. Mediante el uso de un soporte lógico de análisis de imágenes (soporte lógico gratuito IMAGE-J), se calculó totalmente el área teñida y, a continuación, se calculó la tasa de reacción de carbonatación mediante la siguiente Fórmula:

(Área de sección transversal — Area teñida)

Tasa de reacción de carbonatación (%) = -------------;--------------------------------------------------- x 100

(Área de sección trans versal)

Medición de la tasa de reacción de belita

Un cuerpo de ensayo que se había sometido a una reacción de carbonatación se pulverizó en una máquina de trituración de mortero y, a continuación, se añadió al agua para retirar los componentes de fibra con una gasa. Además, el componente de pasta en el filtrado se filtró a través de papel de filtro para obtener una muestra que quedaba en el papel de filtro y, a continuación, se secó en un desecador a 20 °C durante tres días para obtener una muestra de análisis. La muestra se sometió a análisis cualitativo usando un dispositivo de difracción de rayos X (MultiFlex fabricado por Rigaku Corp.) y se sometió a análisis cuantitativo mediante análisis de Rietveld para determinar el producto de hidratación y los minerales de cemento sin hidratar. De acuerdo con el resultado de los mismos, la tasa de reacción de la belita se calculó a partir de la siguiente Fórmula.

[Componente de belita (%) en la materia prima] — [Componente de belita (%) en el cuerpo de ensayo] Tasa de reacción de belita (%) x 100

[Componente belita (%) en la materia prima]

En lo sucesivo en el presente documento, se describirán ejemplos específicos de la placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra de acuerdo con una primera configuración de la presente invención y el método para la producción de la placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra de acuerdo con una tercera configuración de acuerdo con los Ejemplos 1 a 8.

Ejemplo 1

Como fibra de PVA, se disolvió un PVA completamente saponificado que tenía un grado de polimerización de 1.700 (PVA1) en agua en una concentración del 16,5 % y se añadió ácido bórico al 1,6 % con respecto al PVA para preparar una solución de hilatura. La solución de hilatura se sometió a hilatura en húmedo en un baño de coagulación que tenía una temperatura de 70 °C y que contenía 11 g/l de hidróxido de sodio y 350 g/l de sulfato de sodio y las fibras hiladas se estiraron mediante un rodillo, se neutralizaron, se sometieron a estirado con calor en húmedo, se lavaron con agua y se secaron con un método habitual, se sometieron a estirado con calor en seco a 235 °C y recogieron de tal manera que la relación de estirado total fue de 19 veces en un proceso de tratamiento térmico del mismo proceso de producción de fibra. La fibra obtenida tenía el diámetro de fibra de 7 |jm y la tenacidad de fibra de 14,3 cN/dtex. Las fibras obtenidas se cortaron teniendo una longitud de fibra de 4 mm (relación de aspecto: 571).

Cuerpo moldeado: se añadieron 1,5 partes en masa de las fibras de PVA acortadas a una composición que contenía 3 partes en masa de pasta (NUKP) que tenía un refinado de Canadá de 115 ml; y 95,5 partes en masa de cemento Portland común (contenido de p-belita: 27 % en masa) para moldear una placa en capas producida mediante el proceso de Hatschek (método de preparación de láminas). Después de eso, el curado previo se realizó en un tanque de curado con calor en húmedo al aire en el que la HR fue del 100 %, a 80 °C durante 8 horas. Después de eso, como curado por carbonatación, la placa se puso en un dispositivo de ensayo de neutralización Asahi ACT-250 fabricado por ASAHI KAGAKU CO., LTD. y se sometió a tratamiento durante 24 horas en una condición donde la concentración de gas de dióxido de carbono fue del 20 %, la humedad fue del 90 % y la temperatura fue de 40 °C. El rendimiento del producto de cuerpo moldeado obtenido se muestra en la Tabla 1. A pesar del corto período de curado secundario (curado por carbonatación) durante 24 horas, el cuerpo moldeado obtenido tenía una densidad relativa aparente de 1,7, por lo que la densificación se potenció en gran medida, una alta resistencia a la flexión de 28 N/mm2 y una pequeña tasa de cambio dimensional por densidad relativa del 0,065 %. Además, el cuerpo moldeado tenía una permeabilidad contra el agua y pintabilidad satisfactorias.

Ejemplo 2

Se produjo un cuerpo moldeado de la misma manera que en el Ejemplo 1, con la excepción de que el cemento de bajo calor (contenido de p-belita: 50 % en masa) se usó como cemento. El rendimiento del producto de cuerpo moldeado obtenido se muestra en la Tabla 1. A pesar del corto período de curado secundario durante 24 horas, el cuerpo moldeado obtenido tenía una densidad relativa aparente de 1,7, por lo que la densificación se potenció en gran medida, una alta resistencia a la flexión de 26 N/mm2 y una pequeña tasa de cambio dimensional por densidad relativa del 0,053 %. Además, el cuerpo moldeado tenía una permeabilidad contra el agua y pintabilidad satisfactorias.

Ejemplo 3

Se produjo un cuerpo moldeado de la misma manera que en el Ejemplo 1, con la excepción de que el cemento especial (contenido de Y-belita: 50 % en masa) se usó como cemento. El rendimiento del producto de cuerpo moldeado obtenido se muestra en la Tabla 1. A pesar del corto período de curado secundario durante 24 horas, el cuerpo moldeado obtenido tenía una densidad relativa aparente de 1,7, por lo que la densificación se potenció en gran medida, una alta resistencia a la flexión de 24 N/mm2 y una pequeña tasa de cambio dimensional por densidad relativa del 0,041 %. Además, el cuerpo moldeado tenía satisfactoriamente el cuerpo moldeado que tenía una permeabilidad contra el agua y pintabilidad satisfactorias.

Ejemplo 4

Se produjo un cuerpo moldeado de la misma manera que en el Ejemplo 2 y, después de eso, se dejó tal como estaba durante 13 días a 20 °C y una HR del 100 %, de modo que se hizo avanzar la hidratación del cemento. El rendimiento del producto de cuerpo moldeado obtenido se muestra en la Tabla 1. El cuerpo moldeado obtenido tenía una densidad relativa aparente de 1,7, por lo que la densificación se potenció en gran medida, una resistencia a la flexión extremadamente alta de 32 N/mm2 y una pequeña tasa de cambio dimensional por densidad relativa del 0,053 %. Además, el cuerpo moldeado tenía una permeabilidad contra el agua y pintabilidad satisfactorias.

Ejemplo 5

Se produjo un cuerpo moldeado de la misma manera que en el Ejemplo 1, con la excepción de que se añadieron 2 partes en masa de PVA2 (diámetro de fibra de 26 jm , longitud de fibra de 6 mm, tenacidad de fibra de 12 cN/dtex, relación de aspecto de 231) como fibra de PVA. El rendimiento del producto de cuerpo moldeado obtenido se muestra en la Tabla 1. A pesar del corto período de curado secundario durante 24 horas, el cuerpo moldeado obtenido tenía una densidad relativa aparente de 1,7, por lo que la densificación se potenció en gran medida, una alta resistencia a la flexión de 24 N/mm2 y una pequeña tasa de cambio dimensional por densidad relativa del 0,059 %. Además, el cuerpo moldeado tenía una permeabilidad contra el agua y pintabilidad satisfactorias.

Ejemplo 6

Se produjo un cuerpo moldeado de la misma manera que en el Ejemplo 1, con la excepción de que se añadieron 3 partes en masa de PVA3 (diámetro de fibra de 40 jm , longitud de fibra de 8 mm, tenacidad de fibra de 12 cN/dtex, relación de aspecto de 200) como fibra de PVA. El rendimiento del producto de cuerpo moldeado obtenido se muestra en la Tabla 1. A pesar del corto período de curado secundario durante 24 horas, el cuerpo moldeado obtenido tenía una densidad relativa aparente de 1,7, por lo que la densificación se potenció en gran medida, una alta resistencia a la flexión de 25 N/mm2 y una pequeña tasa de cambio dimensional por densidad relativa del 0,065 %. Además, el cuerpo moldeado tenía una permeabilidad contra el agua y pintabilidad satisfactorias.

Ejemplo 7

Se produjo un cuerpo moldeado de la misma manera que en el Ejemplo 1, con la excepción de que se añadieron 2 partes en masa de fibra de polipropileno (fabricada por Daiwabo, diámetro de fibra de 17 |jm, longitud de fibra de 6 mm, tenacidad de fibra de 5,3 cN/dtex, relación de aspecto de 353) como fibra de refuerzo. El rendimiento del producto de cuerpo moldeado obtenido se muestra en la Tabla 1. A pesar del corto período de curado secundario durante 24 horas, el cuerpo moldeado obtenido tenía una densidad relativa aparente de 1,7, por lo que la densificación se potenció en gran medida, una alta resistencia a la flexión de 20 N/mm2 y una pequeña tasa de cambio dimensional por densidad relativa del 0,059 %. Además, el cuerpo moldeado tenía una permeabilidad contra el agua y pintabilidad satisfactorias.

Ejemplo 8

Se produjo un cuerpo moldeado de la misma manera que en el Ejemplo 1, con la excepción de que se añadieron 2 partes en masa de fibra de poliacrilonitrilo (Dolanit, diámetro de fibra de 12 jm , longitud de fibra de 6 mm, tenacidad de fibra de 12 cN/dtex, relación de aspecto de 500) como fibra de refuerzo. El rendimiento del producto de cuerpo moldeado obtenido se muestra en la Tabla 1. A pesar del corto período de curado secundario durante 24 horas, el cuerpo moldeado obtenido tenía una densidad relativa aparente de 1,7, por lo que la densificación se potenció en gran medida, una alta resistencia a la flexión de 24 N/mm2 y una pequeña tasa de cambio dimensional por densidad relativa del 0,065 %. Además, el cuerpo moldeado tenía una permeabilidad contra el agua y pintabilidad satisfactorias.

Ejemplo comparativo 1

Se produjo un cuerpo moldeado de la misma manera que en el Ejemplo 1, con la excepción de que no se añadió ninguna fibra de PVA y se realizó un curado durante 24 horas al aire a 40 °C y una HR del 90 % como curado secundario. El rendimiento del producto de cuerpo moldeado obtenido se muestra en la Tabla 1. La resistencia a la flexión fue tan baja como de 15 N/mm2. Además, la tasa de cambio dimensional por densidad relativa fue tan grande como del 0,156 %. Además, la permeabilidad al agua y la pintabilidad fueron insuficientes.

Ejemplo comparativo 2

Se produjo un cuerpo moldeado de la misma manera que en el Ejemplo 1, con la excepción de que el curado secundario se realizó en una atmósfera del 20 % de gas de dióxido de carbono en lugar de aire. El rendimiento del producto de cuerpo moldeado obtenido se muestra en la Tabla 1. La tasa de cambio dimensional por densidad relativa fue del 0,059 % y la permeabilidad al agua y la pintabilidad fueron ventajosas. Sin embargo, la resistencia a la flexión fue tan baja como de 17 N/mm2.

Ejemplo comparativo 3

Se produjo un cuerpo moldeado de la misma manera que en el Ejemplo 1, con la excepción de que se realizó el curado, como curado secundario, durante 24 horas al aire a 40 °C y una HR del 90 %. El rendimiento del producto de cuerpo moldeado obtenido se muestra en la Tabla 1. El cuerpo moldeado obtenido tenía una densidad relativa aparente de 1,5 y, por tanto, fue menor que la del Ejemplo 1. Además, la resistencia a la flexión fue tan baja como de 18 N/mm2. La tasa de cambio dimensional por densidad relativa fue tan grande como del 0,167 %. Además, la permeabilidad al agua y la pintabilidad fueron insuficientes.

Ejemplo comparativo 4

Se produjo un cuerpo moldeado de la misma manera que en el Ejemplo 1, con la excepción de que se realizó el curado, como curado secundario, durante 14 días al aire a 40 °C y una HR del 90 %. El rendimiento del producto de cuerpo moldeado obtenido se muestra en la Tabla 1. El cuerpo moldeado obtenido tenía una densidad relativa aparente de 1,5 y, por tanto, fue menor que la del Ejemplo 1. La resistencia a la flexión fue tan alta como de 25 N/mm2 debido a que la hidratación del cemento había avanzado. Sin embargo, la tasa de cambio dimensional por densidad relativa fue del 0,167 % y la permeabilidad al agua y la pintabilidad fueron insuficientes.

Ejemplo comparativo 5

Se produjo un cuerpo moldeado de la misma manera que en el Ejemplo comparativo 4, con la excepción de que se moldeó una placa laminada producida mediante la preparación de láminas y, después de eso, se prensó adicionalmente a 8 N/mm2 durante cinco minutos. El rendimiento del producto de cuerpo moldeado obtenido se muestra en la Tabla 1. El cuerpo moldeado obtenido tenía una densidad relativa aparente de 1,7 más alta que la del Ejemplo comparativo 4. Por lo tanto, la resistencia a la flexión fue tan alta como de 28 N/mm2, que también es superior a la del Ejemplo comparativo 4. Por el contrario, la tasa de cambio dimensional por densidad relativa fue tan grande como del 0,118 %. Aunque la permeabilidad contra el agua se mejoró ligeramente, la pintabilidad fue insuficiente. Por tanto, se halló que, aunque el prensado causó un aumento de la densidad relativa aparente, el prensado por sí solo fue insuficiente para proporcionar un efecto de densificación.

Ejemplo comparativo 6

Se produjo un cuerpo moldeado de la misma manera que en el Ejemplo 1, con la excepción de que el curado durante tres horas al aire a 20 °C y una HR del 50 % se realizó como curado previo. El rendimiento del producto de cuerpo moldeado obtenido se muestra en la Tabla 1. El cuerpo moldeado obtenido tenía una densidad relativa aparente baja de 1,4 y una resistencia a la flexión baja de 20 N/mm2. Además, la tasa de cambio dimensional por densidad relativa fue tan grande como del 0,171 %. Aunque la pintabilidad fue buena, la permeabilidad contra el agua fue insuficiente. Esto se podría explicar por el hecho de que la carbonatación se realizó en un estado donde el endurecimiento del cuerpo moldeado en el curado previo fue insuficiente y, por tanto, la expansión precedió a la densificación.

Ejemplo comparativo 7

Se produjo un cuerpo moldeado de la misma manera que en el Ejemplo 1, con la excepción de que se usó PVA4 (diámetro de fibra de 100 |jm, longitud de fibra de 2 mm, tenacidad de fibra de 10 cN/dtex, relación de aspecto de 20) como fibra de PVA. El rendimiento del producto de cuerpo moldeado obtenido se muestra en la Tabla 1. El cuerpo moldeado obtenido tenía una densidad relativa aparente alta de 1,7 y una tasa de cambio dimensional por densidad relativa pequeña del 0,071 %. Aunque tanto la permeabilidad contra el agua como la pintabilidad fueron buenas, la resistencia a la flexión fue tan baja como de 17 N/mm2.

En lo sucesivo en el presente documento, se describirán ejemplos específicos de la placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra de acuerdo con la primera configuración y la segunda configuración y el método para la producción de la placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra de acuerdo con la cuarta configuración de acuerdo con los Ejemplos 9 a 13.

Ejemplo 9

Las siguientes materias primas se usaron para producir una composición que se muestra en la Tabla 2.

• Fibra de alcohol polivinílico (PVA): se disolvió un PVA completamente saponificado que tenía un grado de polimerización de 1.700 en agua en una concentración del 16,5 % y se añadió ácido bórico al 1,6 % con respecto al PVA para preparar una solución de hilatura. La solución de hilatura se sometió a hilatura en húmedo en un baño de coagulación que tenía una temperatura de 70 °C y que contenía 11 g/l de hidróxido de sodio y 350 g/l de sulfato de sodio y las fibras hiladas se estiraron mediante un rodillo, se neutralizaron, se sometieron a estirado con calor en húmedo, se lavaron con agua y se secaron con un método habitual y se sometieron a estirado con calor en seco a 235 °C y se recogieron de tal manera que la relación de estirado total fue de 19 veces en un proceso de tratamiento térmico del mismo proceso de producción de fibra. La fibra obtenida tenía el diámetro de fibra de 7 |jm y la tenacidad de fibra de 14,3 cN/dtex. Las fibras obtenidas se cortaron teniendo una longitud de fibra de 4 mm (relación de aspecto: 571).

• Pasta (NUKP): (fibra de celofán fabricada por PALITEK CORP [grado de batido CSF = 115 ml (véase la Nota 1)]) • Cemento: cemento Portland común (contenido de p-belita: 20 % en masa)

(Nota 1) [refinado (CSF) en ml] Método para someter a ensayo un refinado de pasta (JIS P 8121-1976): el ensayo se realizó con el método convencional de Canadá y se ajustó un valor medio obtenido mediante enmienda para la obtención de valores en la concentración de suspensión del 0,3 % en masa y la temperatura de 20 °C como refinado convencional de Canadá representado en ml con una precisión de 1 ml.

Producción de cuerpo moldeado

En una composición que contenía 3 partes en masa de la pasta (NUKP) (fabricada por PALITEK CORP. "Fibra de celofán") y 95,5 partes en masa de cemento Portland común, se añadieron 1,5 partes en masa de las fibras acortadas de PVA que tenían una longitud de fibra de 4 mm para obtener una suspensión que contenía el 3,2 % en masa de un componente sólido y el 96,8 % en masa de agua. La suspensión se vertió en un molde que tenía una malla de metal en la parte inferior y se filtró el agua para recoger un componente sólido equivalente al espesor de 0,4 mm. Después de eso, se superpusieron 10 piezas de los componentes sólidos entre sí para tener un espesor total de 4 mm ± 0,3 mm y, a continuación, se prensaron para extraer por presión el líquido de los componentes sólidos a la presión de 2 N/mm2 durante cinco minutos, produciendo, de ese modo, un cuerpo moldeado. El cuerpo moldeado tenía un contenido de agua del 35 % en este momento, el 56 % en términos de w /c .

Curado previo

Después de producirse el cuerpo moldeado, el cuerpo moldeado se sometió al curado previo (curado primario) a una temperatura de 50 °C en humedad saturada (HR del 100 %) durante 8 horas. La permeabilidad del cuerpo moldeado curado previamente fue de 4 x 10-15 m2

Curado por carbonatación

El cuerpo moldeado curado previamente se puso en un dispositivo de ensayo de neutralización Asahi ACT-250 fabricado por ASAHI KAGAKU CO., LTD. y se trató durante 12 horas en una condición en la que la concentración de gas de dióxido de carbono fue del 20 %, la temperatura fue de 40 °C y la humedad fue del 60 % para realizar el curado por carbonatación sobre ambas superficies del cuerpo moldeado. El rendimiento y la tasa de reacción de carbonatación del cuerpo moldeado obtenido se muestran en la Tabla 2.

Además, la Figura 1 muestra una fotografía de una superficie de sección transversal del cuerpo moldeado usada para la medición de la tasa de la reacción de carbonatación y obtenida mediante teñido con fenolftaleína. El color rojo exclusivo de la tinción con fenolftaleína se observó únicamente en una pequeña proporción.

Ejemplo 10

Se produjo un cuerpo moldeado de la misma manera que en el Ejemplo 9, con la excepción de que la cantidad de pasta a combinar se cambió de 3 partes en masa a 4 partes en masa y la cantidad de cemento Portland a combinar se cambió de 95,5 partes a masa a 94,5 partes en masa. El curado previo se realizó de la misma manera que en el Ejemplo 9, con la excepción de que la temperatura se cambió de 50 °C a 80 °C. La permeabilidad del cuerpo moldeado curado previamente fue de 6 x 10-15m2. El cuerpo moldeado obtenido después del curado previo se sometió a curado por carbonatación de la misma manera que en el Ejemplo 9. El rendimiento y la tasa de reacción de carbonatación del cuerpo moldeado obtenido se muestran en la Tabla 2.

Ejemplo 11

Se produjo un cuerpo moldeado de la misma manera que en el Ejemplo 9, con la excepción de que se añadieron 3 partes en masa de microesferas de ceniza volante (FA en inglés) (agregado liviano) (KAINOSPHERES fabricadas por KANSAI MATEC CO., LTD.) a la pasta, cuya cantidad de combinación fue la misma que la del Ejemplo 9, y la cantidad de cemento Portland a combinar se cambió de 95,5 partes en masa a 92,5 partes en masa. El curado previo se realizó de la misma manera que en el Ejemplo 9, con la excepción de que la temperatura se cambió de 50 °C a 80 °C, para producir un cuerpo moldeado. La permeabilidad del cuerpo moldeado curado previamente fue de 7 x 10-15m2. El cuerpo moldeado obtenido después del curado previo se sometió a curado por carbonatación de la misma manera que en el Ejemplo 9. El rendimiento y la tasa de reacción de carbonatación del cuerpo moldeado obtenido se muestran en la Tabla 2.

Ejemplo 12

El curado por carbonatación se realizó de la misma manera que en el Ejemplo 9, con la excepción de que la concentración de gas de dióxido de carbono en el curado por carbonatación se cambió del 20 % al 5 %. El rendimiento y la tasa de reacción de carbonatación del cuerpo moldeado obtenido se muestran en la Tabla 2.

Ejemplo 13

El curado por carbonatación se realizó de la misma manera que en el Ejemplo 9, con la excepción de que el período de carbonatación para el curado por carbonatación se cambió de 12 horas a 6 horas. El rendimiento y la tasa de reacción de carbonatación del cuerpo moldeado obtenido se muestran en la Tabla 2.

Ejemplo 14

Una composición que contenía 50 partes en masa de cemento Portland común (contenido de p-belita: 20 %), 7,5 partes en masa de arena de sílice n.° 8 (agregado fino), 4,5 partes en masa de polvo de sílice (EFACO fabricado por TOMOE KOGYO CO., LTD.) (agregado fino), 33 partes en masa de carbonato de calcio (fabricado por Sankyo Seifun Kabushiki Kaisha, calidad 1) (agregado fino), 3 partes en masa de pasta pulverizada en seco y 1 parte en masa de metil celulosa (Metolose fabricada por Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) (polímero soluble en agua) se mezcló usando una amasadora y, a continuación, se añadió a la misma y se amasó el 23 % en masa de agua con respecto a la masa total de las sustancias combinadas y se añadieron a la misma y se mezclaron 1,5 partes en masa adicionales de la fibra de PVA (PVA-1) con la composición obtenida. El material hidráulico amasado se puso en una máquina de moldeo por extrusión al vacío y se moldeó por extrusión a través de una pieza de troquel que tenía el ancho de 50 mm y el espesor de 50 mm.

El cuerpo moldeado se sometió al curado previo (curado primario) durante 8 horas a 50 °C en humedad saturada (HR del 100 %). La permeabilidad del cuerpo moldeado curado previamente fue de 1 x 10-15m2.

El cuerpo moldeado curado previamente se puso en un dispositivo de ensayo de neutralización Asahi ACT-250 fabricado por ASAHI KAGAKU CO., LTD. y se trató durante 72 horas en una condición en la que la concentración de gas de dióxido de carbono fue del 20 %, la temperatura fue de 40 °C y la humedad fue del 60 % para realizar el curado por carbonatación sobre ambas superficies del cuerpo moldeado. El rendimiento y la tasa de reacción de carbonatación del cuerpo moldeado obtenido se muestran en la Tabla 2.

Ejemplo comparativo 8

Se usó la misma fibra de PVA que en el Ejemplo 9. En un mezclador de mortero, se añadieron 49,2 partes en masa de cemento Portland común (contenido de p-belita: 20 %) y 49,3 partes en masa de arena marina (agregado fino) y se añadió adicionalmente agua en una cantidad que satisfacía una W/C del 56 % y se amasó. Después de eso, se añadieron a la misma y se amasaron 1,5 partes en masa de fibras acortadas de PVA que tenían una longitud de fibra de 4 mm para obtener una mezcla amasada. A continuación, la mezcla amasada se vertió en un molde de tal manera que el espesor fue de 4 mm ± 0,3 mm para producir un cuerpo moldeado. El cuerpo moldeado obtenido se sometió a un curado previo en las mismas condiciones que aquellas del Ejemplo 9 para tener un cuerpo moldeado curado previamente con una permeabilidad de 0 x 10-15 m2 El cuerpo moldeado obtenido se sometió a curado por carbonatación de la misma manera que en el Ejemplo 9. El rendimiento y la tasa de reacción de carbonatación del cuerpo moldeado obtenido se muestran en la Tabla 2.

La Figura 2 muestra una fotografía en sección transversal del cuerpo moldeado obtenido mediante el teñido con fenolftaleína, el cuerpo moldeado usado para la medición de la tasa de reacción de carbonatación. Toda la superficie de sección transversal del cuerpo moldeado se tiñó en color rojo con fenolftaleína.

Ejemplo comparativo 9

Mediante el uso de la misma fibra que en el Ejemplo 9, se produjo un cuerpo moldeado de la misma manera que en el Ejemplo 9 mediante la adición de 1,5 partes en masa de las fibras acortadas de PVA que tenían una longitud de fibra de 4 mm a una composición que contenía 1 parte en masa de pasta combinada con 97,5 partes en masa de cemento. El cuerpo moldeado obtenido se sometió a un curado previo en las mismas condiciones que aquellas del Ejemplo 9 para obtener un cuerpo moldeado curado previamente con una permeabilidad de 0,1 x 10-15m2 El cuerpo moldeado obtenido se sometió a curado por carbonatación de la misma manera que en el Ejemplo 9. El rendimiento y la tasa de reacción de carbonatación del cuerpo moldeado obtenido se muestran en la Tabla 2.

Ejemplo comparativo 10

Mediante el uso de la misma fibra que en el Ejemplo 9, se produjo un cuerpo moldeado de la misma manera que en el Ejemplo 9 mediante la adición de 1,5 partes en masa de las fibras acortadas de PVA que tenían una longitud de fibra de 4 mm a una composición que contenía 3 partes en masa de pasta combinadas con 95,5 partes en masa de cemento. El cuerpo moldeado obtenido se prensó a una presión de 8 N/mm2 y, a continuación, se sometió a un curado previo de tal manera que la temperatura para el curado previo se cambió de 50 °C en el Ejemplo 9 a 80 °C, para obtener un cuerpo moldeado curado previamente que tenía una permeabilidad de 0,2 x 10-15m2 A continuación, el cuerpo moldeado obtenido se carbonató en las mismas condiciones de carbonatación que aquellas del Ejemplo 9. El rendimiento y la tasa de reacción de carbonatación del cuerpo moldeado obtenido se muestran en la Tabla 2.

Ejemplo comparativo 11

Mediante el uso de la misma fibra que en el Ejemplo 9, se produjo un cuerpo moldeado de la misma manera que en el Ejemplo 9 mediante la adición de 1,5 partes en masa de las fibras acortadas de PVA que tenían una longitud de fibra de 4 mm a una composición que contenía 3 partes en masa de pasta combinadas con 95,5 partes en masa de cemento. El cuerpo moldeado obtenido se prensó a una presión de 2 N/mm2, pero no se sometió al curado previo realizado en el Ejemplo 9. Por tanto, se obtuvo el cuerpo moldeado que tenía una permeabilidad de 4 x 10-15m2 A continuación, el cuerpo moldeado obtenido se carbonató en las mismas condiciones de carbonatación que aquellas del Ejemplo 9. El rendimiento y la tasa de reacción de carbonatación del cuerpo moldeado obtenido se muestran en la Tabla 2.

Los resultados de la Tabla 2 indican que, en los Ejemplos 9 a 13, cada uno de los cuerpos moldeados que se habían sometido al curado por carbonatación tenía una tasa de reacción de carbonatación extremadamente alta del 60 al 100 % y la carbonatación casi completa del cuerpo moldeado había avanzado hacia el interior del mismo, de modo que el cuerpo moldeado carbonatado tenía la densidad relativa aparente alta, la resistencia a la flexión alta y la tasa de cambio dimensional por densidad relativa alta.

Aunque, en los Ejemplos 9 a 13, el cuerpo moldeado que se había sometido a curado previo tenía la permeabilidad de (4 a 7) x 10-15m2, el cuerpo moldeado que se había sometido a un curado previo tenía una baja permeabilidad de (0 a 0,2) x 10-15m2 en los Ejemplos comparativos 8 a 10. Como resultado, el avance de la carbonatación fue lento. Esto indica que resulta importante que la permeabilidad del cuerpo moldeado que se ha sometido al curado previo sea mayor que o igual a un valor fijo. En particular, en el Ejemplo comparativo 8 en el que no se combinó la pasta, la tasa de reacción de carbonatación fue extremadamente baja y, además, un estado de teñido con fenolftaleína no pareció indicar que la reacción hubiera avanzado uniformemente en la superficie superior y la superficie inferior y las propiedades físicas obtenidas fueron bajas. Por lo tanto, cuando la carbonatación se realiza en un estado donde la permeabilidad es alta, la carbonatación avanza hasta el interior del cuerpo moldeado, de modo que se puede mejorar el rendimiento del cuerpo moldeado carbonatado.

En el Ejemplo 14, el espesor fue grande y se realizó el moldeo por extrusión al vacío. Por lo tanto, la permeabilidad fue de 1 x 10-15m2 y, por tanto, fue ligeramente más baja que aquellas de otros Ejemplos. Sin embargo, con toda seguridad, se obtuvo la permeabilidad deseada. Por lo tanto, se ha confirmado que, incluso en tal cuerpo de ensayo espeso, la carbonatación avanza.

En el Ejemplo comparativo 11, el curado por carbonatación se realizó sin la realización del curado previo. El cuerpo moldeado obtenido tenía una baja resistencia a la flexión y una gran tasa de cambio dimensional. Esto se puede deber a que el curado por carbonatación se realizó sin la realización del endurecimiento mediante curado previo, de modo que la expansión se produjo mediante el carbonato de calcio generado debido a la reacción de carbonatación y no se obtuvo un efecto de densificación.

Aplicabilidad industrial

La placa moldeada inorgánica carbonatada reforzada con fibra obtenida mediante la presente invención tiene las características de que, debido a la carbonatación, la densidad relativa aparente es alta, la resistencia a la flexión es alta y la tasa de cambio dimensional por densidad relativa es pequeña. En particular, la presente invención es aplicable industrialmente en el campo de los materiales de construcción (tales como materiales para tejados y materiales para paredes).

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra que es un producto curado de una composición que comprende al menos un componente de cemento que tiene un contenido de belita del 18-60 % en masa, una pasta y una fibra de refuerzo que tiene una relación de aspecto en un intervalo de 40 a 1.000, en donde la placa moldeada tiene una tasa de reacción de carbonatación, que es una proporción de una porción carbonatada basada en una porción carbonatada y sin carbonatar medida tal como se explica en la descripción, superior o igual al 30 %.

2. La placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra tiene una tasa de reacción de carbonatación superior o igual al 50 %.

3. La placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde la placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra tiene una tasa de cambio dimensional por densidad relativa menor de o igual al 0,1 %.

4. La placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la belita tiene una tasa de reacción superior o igual al 70 %.

5. La placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la fibra de refuerzo es una fibra de alcohol polivinílico.

6. La placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la fibra de refuerzo tiene una relación de aspecto en un intervalo de 50 a 900.

7. Un método para la producción de una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra, comprendiendo el método:

preparar un cuerpo moldeado que tiene una permeabilidad superior o igual a 0,1 x 10-15 m2 mediante el curado previo de una composición que contiene al menos un componente de cemento que tiene un contenido de belita del 18-60 % en masa, una pasta, una fibra de refuerzo que tiene una relación de aspecto en un intervalo de 40 a 1.000 y agua, siendo la permeabilidad medida de conformidad con la JIS R 2115; y

curar por carbonatación el cuerpo moldeado obtenido para producir una placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra que tiene una tasa de reacción de carbonatación, que es una proporción de una porción carbonatada basada en una porción carbonatada y sin carbonatar medida tal como se explica en la descripción, superior o igual al 30 %.

8. El método para la producción de la placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la permeabilidad del cuerpo moldeado es superior o igual a 0,3 x 10-15 m2

9. El método para la producción de la placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8, en donde la fibra de refuerzo tiene una relación de aspecto en un intervalo de 50 a 900.

10. El método para la producción de la placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en donde el curado previo se realiza en una atmósfera que tiene una humedad del 65 al 100 %.

11. El método para la producción de la placa moldeada inorgánica hidráulica carbonatada reforzada con fibra de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en donde el curado por carbonatación se realiza en una atmósfera que contiene gas de dióxido de carbono en una concentración del 5 al 30 %.