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TW201533009A - 用於在接近環境溫度及壓力的條件下使ｃｏ複合材料物件硬化之方法與設備 - Google Patents

用於在接近環境溫度及壓力的條件下使ｃｏ複合材料物件硬化之方法與設備 Download PDF

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TW201533009A
TW201533009A TW104102132A TW104102132A TW201533009A TW 201533009 A TW201533009 A TW 201533009A TW 104102132 A TW104102132 A TW 104102132A TW 104102132 A TW104102132 A TW 104102132A TW 201533009 A TW201533009 A TW 201533009A
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TW
Taiwan
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gas
reaction
hardening
hardened
temperature
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TW104102132A
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Inventor
麥坎德里旭賴瑞Ｅ
納林奧蘭多
卡斯多羅丹尼爾
Original Assignee
索利迪亞科技股份有限公司
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Publication date
Application filed by 索利迪亞科技股份有限公司 filed Critical 索利迪亞科技股份有限公司
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Abstract

本發明描述用於使與CO2反應的複合組成物硬化的設備及方法。設備大體上包括易於運輸及易於組裝之硬化結構，諸如藉由氣體壓力及/或藉由機械支撐件所支撐的塑膠薄片外殼。本發明描述用於提供試劑CO2、用於量測含水量及用於移除水、以及用於控制穿過硬化結構之溫度、流動速率及流動方向的設備。本發明描述硬化程序之實例及呈所欲形狀的已硬化材料之實例。

Description

用於在接近環境溫度及壓力的條件下使CO 2 複合材料物件硬化之方法與設備 【相關申請案之交叉引用】
本申請案主張於2014年1月22日提出申請之同在申請中的美國臨時專利申請案第61/930,404號，及於2014年8月5日提出申請之同在申請中的美國臨時專利申請案第62/033,366號之優先權及權益，該等申請案之各者以引用之方式全部併入本文。
本發明大體而言係關於材料處理，且特定言之係關於用於使複合材料硬化之設備與方法。
在本技術中已知使用水合作用使習知水泥及混凝土硬化。此舉已以各種形式實踐數個世紀。與藉由水合作用使習知材料硬化相關聯的問題之一在於：一旦將實行硬化所需的水混合到待硬化之組成物中，便開始一段有限的時間期限，在此時間期間必須完成欲執行的所有定位、壓實及磨光 步驟。若由於任何原因而延遲，則存在一種危險：濕拌混合料將不得不在如預期可使用之前被廢棄，或者將在諸如混合與運輸裝備之不利位置中凝固。此類不良後果可能並且確實會引發額外時間精力及金錢的不必要花費。
需要使複合材料硬化而對於完成硬化製程無凝固時間限制的系統及方法。
根據一個態樣，本發明特徵為藉由與氣體試劑反應使材料硬化的硬化設備。硬化設備包含：外殼，該外殼具有複數個埠，該複數個埠中之各者經配置以允許氣體進入或退出，該等埠中的至少一者為進口及該等埠中的至少一者為出口，該外殼經配置以含有欲藉由與氣體試劑反應而硬化的材料，該外殼經配置以容許對於氣體試劑的流動速率、局部壓力、進口溫度、出口溫度、進口處的氣體組成物及出口處的氣體組成物之至少一者的控制；及氣體試劑的氣體輸送系統，該氣體輸送系統經配置以在所欲流動速率、所欲局部壓力及/或進口溫度之至少一者下供應氣體試劑，該氣體輸送系統經配置以控制外殼內的氣流方向，該氣流方向經定義為外殼內的氣體自複數個埠中的最初一或更多者至複數個埠中的另外一或更多者之流動，該氣體輸送系統經配置以不時地改變氣流方向。
在一個實施例中，氣體試劑為CO2。
在一個實施例中，硬化設備進一步包含加熱床，該加熱床經配置以支撐欲藉由與氣體試劑反應而硬化的材料。
在另一實施例中，外殼包含可撓性薄膜材料，該薄膜材料不受氣體試劑影響。
在又一實施例中，藉由氣體試劑之壓力支撐外殼。
在又一實施例中，外殼包含支撐鋼索。
在另一實施例中，外殼包含肋件。
在又一實施例中，硬化設備進一步包含加熱器，該加熱器位於進口及出口之選定者處。
在額外實施例中，硬化設備進一步包含水冷凝器，該水冷凝器經配置以自氣體試劑移除水蒸汽。
在又一實施例中，氣體輸送系統包括閥門，該等閥門經配置以控制氣體試劑之流動方向。
在又一實施例中，硬化設備進一步包含濕度計。
在又一實施例中，硬化設備進一步包含濕度量測裝置。
在一個實施例中，硬化設備進一步包含CO2流量計及CO2濃度計之至少一者。
在另一實施例中，硬化設備進一步包含溫度量測裝置。
在又一實施例中，溫度量測裝置為熱電偶、溫度計及RTD之選定者。
根據另一態樣，本發明係關於一種在承載CO2的試劑氣體中使材料碳酸化的製程。該製程包含以下步驟：在外殼內安置待碳酸化之材料，該外殼具有由不受承載CO2的試劑氣體影響的材料所建構的薄膜；及在製程期間控制外殼內 的氣流方向，該氣流方向不時地逆轉；從而引發碳酸化反應穿過材料大體上均勻地進行。
在一個實施例中，製程進一步包含以下步驟：控制選自由流動速率、局部壓力、進口溫度、出口溫度、進口處的氣體組成物及出口處的氣體組成物組成之製程變數群組中的至少一個製程變數。
在另一實施例中，控制待碳酸化之材料的溫度。
在又一實施例中，控制待碳酸化之材料的含水量。
本發明之前述及其他目標、態樣、特徵及優勢將自以下描述及自申請專利範圍變得更加顯而易見。
910‧‧‧密閉罩
920‧‧‧CO2源
930‧‧‧水蒸汽源
940‧‧‧熱能源
950‧‧‧箭頭
5902‧‧‧氣體調節系統
5904‧‧‧溫度感測器
5904'‧‧‧溫度感測器
5904"‧‧‧溫度感測器
5904'''‧‧‧溫度感測器
5904''''‧‧‧溫度感測器
5906‧‧‧相對濕度感測器
5906'‧‧‧相對濕度感測器
5908‧‧‧鼓風機
5910‧‧‧冷卻器
5912‧‧‧冷卻器熱交換器
5914‧‧‧加熱器
5916‧‧‧控制器
5920‧‧‧硬化腔室
5922‧‧‧氣室
5924‧‧‧氣流
5930‧‧‧CO2供應器
5940‧‧‧氣體輸送管
5942‧‧‧氣體回收管
參看下文所描述之圖式及申請專利範圍可較好地理解本發明之目標及特徵。該等圖式不一定按比例繪製，而是將重點一般放在說明本發明之原理上。在圖式中，相同元件符號用於貫穿各視圖代表相同部分。
第1圖係圖示存在於可逆反應CaCO3+SiO2 CasiO3(矽灰石)+CO2中的相之壓力-溫度相圖。
第2圖係圖示存在於可逆反應3CaCO3+2CaSiO3 2Ca2SiO4‧CaCO3+CO2中的相之壓力-溫度相圖。
第3圖係在1千巴壓力下的CaO-SiO2-CO2系統之相圖。
第4圖係圖示存在於可逆反應MgO+CO2 MgCO3中的相之壓力-溫度相圖。
第5圖係圖示隨惰性氣體中之CO2比例變化的可逆 反應MgO+CO2 MgCO3之平衡曲線的壓力-溫度相圖。
第6圖係圖示CaCO3-MgCO3系統中之不同相之穩定區域的溫度-組成物相圖。
第7圖係圖示化合物CaO、MgO、SiO2及CO2間的相關係及圖示Cc-Di-Wo及CC-Wo-Mo平面(陰影)下方的CO2缺乏區域之四面體圖，其中Cc表示方解石，Wo表示矽灰石，Ak表示鎂黃長石，Di表示透輝石及Mo表示鈣鎂橄欖石(CaMgSiO4)。
第8圖係圖示化合物CaO、MgO、SiO2及CO2間的相關係的壓力-溫度相圖，其中發源於四元不變點的單變曲線涉及方解石(Cc)、透輝石(Di)、鎂橄欖石(Fo)、鈣鎂橄欖石(Mo)、鎂黃長石(Ak)及CO2等相。插圖係三個化合物系統CaCO3、MgO、SiO2的相圖。
第9圖係簡單處理密閉罩(enclosure)之示意圖，該處理密閉罩允許控制使用本文所描述之HLPS技術處理材料的CO2濃度、濕度及溫度之一或更多者。
第10圖係根據本發明之原理的提供增濕的CO2複合材料硬化腔室之示意圖。
第11圖係根據本發明之原理的具有多種濕度控制方法以及使用恆定流動或壓力調節控制及補充CO2的能力及可控制溫度的硬化腔室之示意圖。
第12(a)圖至第12(c)圖係根據本發明之示例性實施例的黏結單元之橫截面示意圖，其中包括三個示例性核心形態：(a)纖維狀形態，(b)橢圓形形態及(c)等軸形態。
第13(a)圖至第13(f)圖係根據本發明之示例性實施例的複合材料之側視圖及橫截面視圖之示意圖，圖示(a)稀釋黏結基質中的1D定向纖維狀黏結單元(黏結單元並未接觸)，(b)稀釋黏結基質中的2D定向板狀黏結單元(黏結單元並未接觸)，(c)稀釋黏結基質中的3D定向板狀黏結單元(黏結單元並未接觸)，及(d)稀釋黏結基質中的隨機定向板狀黏結單元(黏結單元並未接觸)，其中複合材料包括黏結基質及填料組份，諸如聚合物、金屬、無機顆粒、聚集體等等，(e)黏結單元之濃縮黏結基質(具有足以建立滲透網路的體積分數)，其中基質為3D定向，及(f)隨機定向黏結單元之濃縮黏結基質(具有足以建立滲透網路的體積分數)，其中可包括填料組份，諸如聚合物、金屬、無機顆粒、聚集體等等。
第14A圖係現場可部署可堆疊反應器之示意圖。
第14B圖係載運待硬化材料的模組可堆疊反應器之一層的示意圖。
第14C圖係間隔件模組的示意圖。
第14D圖係圖示由第14C圖中所示之間隔件分離的第14B圖中所示之複數個模組之堆疊的示意圖。
第15A圖係用於澆鑄空心板坯之形式的影像，其中管狀結構用於產生在空心板坯中所界定之圓筒形開口。
第15B圖係空心板坯澆鑄製程的影像。
第15C圖係在自空心板坯移除用於產生圓筒形開口的管狀結構之後的未硬化空心板坯的影像。該板係在硬壁硬化腔室內圖示。
第15D圖係頂部封閉的第15C圖之硬化腔室之視圖。
第16圖係在用於加熱板坯的加熱墊上的溫度及在製程期間隨時間變化之板坯內所界定的不同高度位置處的溫度之曲線圖，在該製程中加熱、乾燥及碳酸化製程皆發生。
第17圖係在用於加熱板坯的加熱墊上的溫度及在製程期間隨時間變化之板坯內所界定的不同高度位置處的溫度之曲線圖，在該製程中僅發生加熱。
第18圖係在用於加熱板坯的加熱墊上的溫度及在製程期間隨時間變化之板坯內所界定的不同高度位置處的溫度之曲線圖，在該製程中發生加熱及乾燥製程。
第19圖係圖示僅針對乾燥製程隨時間的計算溫度變化之曲線圖，該曲線圖係藉由從第18圖中的加熱及乾燥資料減去第17圖中的加熱資料獲得。
第20圖係圖示針對乾燥及硬化(碳酸化)製程隨時間的計算溫度變化之曲線圖，該曲線圖係藉由從第16圖中的資料減去第18圖中的資料獲得。
第21圖係圖示針對碳酸化製程隨時間的計算溫度變化之曲線圖，該曲線圖係藉由從第20圖中的資料(乾燥及碳酸化)減去第19圖中的資料(乾燥)獲得。
第22圖係僅針對乾燥及僅針對碳酸化(去卷積)的隨時間的計算溫度行為之曲線圖。
第23A圖係已硬化板坯之影像。
第23B圖係浸於水浴中的已硬化板坯之影像。
第23C圖係浸於水中後的第23B圖之已硬化板坯之特寫影像，圖示朝向板坯之頂表面上升的濕潤前鋒。
第24A圖係可充氣遮蓋之端視圖之示意圖，在該可充氣遮蓋中置放待硬化之材料(諸如空心板坯)。
第24B圖係線支撐遮蓋之端視圖之示意圖，在該線支撐遮蓋中置放待硬化之材料(諸如空心板坯)。
第25A圖係用於硬化材料的可充氣遮蓋之一個實施例之影像。
第25B圖係用於硬化材料的線支撐遮蓋之一個實施例之影像。
第26A圖係用於處理塑膠材料之電腦之影像，該塑膠材料經改良用於硬化CO2複合材料。
第26B圖係製程裝備之影像，該裝備包括在硬化CO2複合材料中所使用的變速鼓風機、補給CO2設備、水冷凝器、除濕乾燥器、製程氣體加熱器及流動方向控制。
第26C圖係在硬化CO2複合材料中所使用的製程控制台之影像。
第27A圖係圖示當在硬化長CO2複合材料中使用製程氣體之單向流動時遭遇的問題之示意圖。
第27B圖係圖示當使用製程氣體之單向流動時濕度及溫度沿CO2複合材料如何變化之示意圖。
第28A圖係圖示在硬化長CO2複合材料中使用之製程氣體之第一流動方向中的製程氣體變化之示意圖。
第28B圖係圖示在硬化長CO2複合材料中使用之製 程氣體之第二流動方向中的製程氣體變化之示意圖，其中第一方向與第二方向彼此相反。
第29A圖係在如第28A圖及第28B圖所示之振盪條件(流動逆轉程序)下硬化後可見端部的空心板坯之影像。
第29B圖係板坯切割操作之影像，其中將已硬化板坯切割成所欲長度。
第29C圖係工人對已硬化空心板坯執行回彈性量測之影像。
第30圖係圖示氣流中隨時間變化之相對濕度(菱形)及氣體溫度(正方形)之曲線圖，該圖使用第28A圖及第28B圖所示之流動逆轉程序，且以15分鐘間隔逆轉流動方向。
第31圖係圖示氣流中隨時間變化之相對濕度(菱形)及氣體溫度(正方形)的在整個2000分鐘的程序期間之曲線圖，該圖使用第28A圖及第28B圖所示之流動逆轉程序，其中製程終點位於相對濕度尚未超出20%的彼點處。
第32圖係圖示兩個空心樣本隨時間的CO2反應速率之曲線圖。
第33圖係一個空心樣本隨時間的冷凝水量之曲線圖。
第34圖係第二空心樣本隨時間的冷凝水量之曲線圖。
第35圖係圖示在硬化製程之早期階段期間對於一個空心樣本的兩個相反氣流中的相對濕度及氣體溫度之時間 演化之曲線圖。
第36圖係圖示在硬化製程之早期階段期間對於第二空心樣本的兩個相反氣流中的相對濕度及氣體溫度之時間演化之曲線圖。
第37圖係圖示在硬化製程結束時對於第二空心樣本的兩個相反氣流中的相對濕度及氣體溫度之時間演化之曲線圖，該圖圖示改變氣流逆轉頻率對RH及T的影響。
第38圖係硬化腔室組件之影像，該硬化腔室組件包括重壓氣體密封件、聚合物薄片覆蓋件及氣體出口軟管，其中CO2氣體進口位於板坯之另一端。
第39圖係硬化腔室組件之影像，該硬化腔室組件包括鋼索支撐的聚合物薄片遮蓋，該遮蓋具有在各端處有進口管及出口管之平頂端壁。
第40圖係硬化腔室組件端壁之影像，該圖圖示進口管、出口管、風扇、遮蓋支撐鋼索、壓力感測器及濕度計。
第41圖係硬化腔室組件之影像，該硬化腔室組件包括鋼索支撐的聚合物薄片遮蓋，該遮蓋具有山牆形端壁、各端處的進口管及出口管及重壓與膠帶密封件。
第42圖係硬化腔室組件之影像，該硬化腔室組件具有山牆形端壁、進口與出口氣室及溫度探針。
第43圖係具有出口氣室及分流管道進口的硬化腔室端壁之影像，其中一個分支管道沿板坯長度分佈氣體及另一分支提供穿過空心的流動。
第44圖係具有彎曲頂部的硬化腔室端壁之影像。
第45圖係硬化腔室端壁之影像，具有在頂部進口氣室內之風扇及將氣體饋送至出口氣室之風扇陣列。
第46圖係使用充氣聚合物薄片及磁性密封件的硬化腔室組件之影像。
第47圖係在各端處具有單個氣室的聚合物薄片之影像。
第48圖係低輪廓端壁之影像，該低輪廓端壁包括氣室、CO2監測器及濕度探針。
第49圖係具有用於氣體淨化之整體加熱器及埠的低輪廓端壁之影像。
第50圖係具有整體加熱器及氣室及濕度/溫度探針的低輪廓端壁之影像。
第51圖係針對具有肋件支架的硬化腔室之聚合物遮蓋之影像，該肋件支架用以改良沿板坯側面之氣流。
第52圖係無肋件支架支撐的硬化腔室之聚合物遮蓋之影像。
第53圖係準備好用於儲存或運輸至現場實地的經捲起遮蓋之影像。
第54圖係差壓傳送器之影像。
第55圖係CO2濃度監測器之影像。
第56圖係氣體溫度控制器之影像。
第57圖係濕度/溫度感測器之影像。
第58圖係CO2氣體調節系統之影像，該系統包括水冷凝器、冷卻器、鼓風機、用於控制氣流方向的蝶閥、電子 設備機櫃及電腦。
第59圖係供CO2複合材料使用的硬化系統之示意圖。
化學論述
本發明提供用於製造主要藉由CO2消耗反應硬化的新穎複合材料之設備及方法。材料展示出有用的特性，並可藉由適合於大規模生產且具有最小環境影響的製程自廣泛可用的低成本前驅物材料輕易地生產該等材料。前驅物材料包括低廉且豐富的富矽酸鈣材料、微粒及粗粒。富矽酸鈣材料可由研磨矽灰石組成。微粒及粗粒可由研磨石灰石或其他碳酸鈣基材料、研磨石英或其他SiO2基材料、沙子及碎石組成。微粒及粗粒亦可由碎礦石(諸如花崗岩、雲母及長石)組成。其他製程組份包括水及CO2。各種添加劑可用於修改及微調所得複合材料之實體外觀及/或機械特性，諸如選自顏料(例如，黑色氧化鐵、氧化鈷及氧化鉻)、彩色玻璃及/或彩色石英之一或更多者的添加劑。亦可使用關於水用量減小及流變學變化的添加劑。
如本文所揭示，可使用高能效的水熱液相燒結(Hydrothermal Liquid Phase Sintering；HLPS)製程產生黏結單元來生產複合材料，該等黏結單元將複合材料之各種組份固持在一起。可以低成本及具有有利環境影響下製造複合材料。舉例而言，在本發明之較佳實施例中，將CO2用作反應性物種，從而引起CO2封存及在與任何現有生產技術不匹配 的碳足跡內產生所生產複合材料中的黏結單元。HLPS製程係藉由化學反應之自由能及由晶體生長所引起之表面能(區域)減小而熱動力驅動。HLPS製程之動力學在低溫下以合理速率進行，因為使用溶液(水性或非水性)中的氣體擴散及液體擴散傳送反應性物種，而不是使用高熔點流體或高溫固態介質。
可在美國專利案第8,114,367號、美國專利公開案US 2009/0143211(申請案第12/271,566號)、美國專利公開案US 2011/0104469(申請案第12/984,299號)、美國專利公開案第20090142578號(申請案第12/271,513號)、WO 2009/102360(PCT/US2008/083606)、WO 2011/053598(PCT/US2010/054146)、WO 2011/090967(PCT/US2011/021623)、2012年3月2日提出申請之美國專利申請案第13/411,218號(Riman等人)、2012年6月7日提出申請之美國專利申請案第13/491,098號(Riman等人)、2012年10月1日提出申請之美國臨時專利申請案第61/708,423號及2012年10月4日提出申請之美國臨時專利申請案第61/709,435號、第61/709,453號、第61/709,461號及第61/709,476號，上述之各者出於所有目的以引用之方式全部明確併入本文。
本文所使用之術語「矽酸鈣」係指天然產生之礦物或由含有鈣矽的化合物群組中的一或更多者組成的合成材料，該等含有鈣矽的化合物包括CaSiO3(亦稱為「矽灰石」或「假矽灰石」且有時化學式為CaO‧SiO2)、Ca3Si2O7(亦 稱為「矽鈣石」且有時化學式為3CaO‧2SiO2)、Ca2SiO4(亦稱為「矽酸二鈣」且有時化學式為2CaO‧SiO2)、Ca3SiO5(亦稱為「矽酸三鈣」且有時化學式為3CaO‧SiO2)及Ca5(SiO4)2CO3(亦稱為「灰矽鈣石」且有時化學式為2Ca2SiO4‧CaCO3)，上述材料之各者可包括一或更多種其他金屬離子及氧化物(例如，氧化鋁、氧化鎂、氧化鐵或氧化錳)或上述各者之摻合物，或可包括一定量的天然產生或合成形式之矽酸鎂，該量之範圍自痕量(1重量%)至約50重量%或50重量%以上。第1圖至第8圖係圖示所描述材料中的一些材料間的不同相之相互關係之相圖。
應理解，可採用本文所揭示之組成物及方法以代替矽酸鈣或除矽酸鈣以外使用矽酸鎂。本文所使用之術語「矽酸鎂」係指天然產生之礦物或由含有鎂矽的化合物群組中的一或更多者組成的合成材料，該等含有鎂矽的化合物包括例如Mg2SiO4(亦稱為「鎂橄欖石」)、Mg3Si4O10(OH)2)(亦稱為「滑石」)及CaMgSiO4(亦稱為「鈣鎂橄欖石」)，上述材料之各者可包括一或更多個種其他金屬離子及氧化物(例如，氧化鈣、氧化鋁、氧化鐵或氧化錳)或上述各者之摻合物，或可包括一定量的天然產生或合成形式之矽酸鈣，該量之範圍自痕量(1重量%)至約50重量%或50重量%以上。
本文所使用之術語「石英」係指任何SiO2基材料，該材料包括常見沙子(建築及石砌)以及玻璃及再循環玻璃。該術語亦包括任何其他再循環天然及合成材料，該等材料含 有大量SiO2(例如，雲母，有時化學式為KAl2(AlSi3O10))。
在某些較佳實施例中，藉由經由氣體輔助HLPS製程使研磨矽灰石與CO2反應而自研磨矽灰石(或非矽灰石前驅物矽酸鈣或矽酸鎂)化學轉化來製備複數個黏結單元。
在某些實施例中，複合材料的特徵在於自約90MPa至約175MPa之壓縮強度(例如，約90MPa至約150MPa、約90MPa至約140MPa、約90MPa至約130MPa、約90MPa至約120MPa、約90MPa至約110MPa、約100MPa至約175MPa、約120MPa至約175MPa、約130MPa至約175MPa、約140MPa至約175MPa、約150MPa至約175MPa、約160MPa至約175MPa)。
在某些實施例中，複合材料的特徵在於約5MPa至約30MPa的撓曲強度(例如，約5MPa至約25MPa、約5MPa至約20MPa、約5MPa至約15MPa、約5MPa至約10MPa、約10MPa至約30MPa、約20MPa至約30MPa、約25MPa至約30MPa)。
在某些實施例中，複合材料的特徵在於小於約10%(例如，小於約8%、5%、4%、3%、2%或1%)之吸水率。
複合材料可顯示所欲紋理、圖案及物理特性之一或更多者，尤其是表示天然石料特徵的彼等特性。在某些較佳實施例中，複合材料展示出類似於天然石料的視覺圖案。其他特徵包括色彩(例如，黑色、白色、藍色、粉紅色、灰色(灰白至深灰)、綠色、紅色、黃色、褐色、青色(藍綠色)或紫色)及紋理。
裝備及處理論述
第9圖係簡單處理密閉罩之示意圖，該處理密閉罩允許控制使用本文所描述之HLPS技術處理材料的CO2濃度、濕度及溫度之一或更多者。在第9圖之設備中，提供密閉罩910，在該密閉罩中圍束待處理之材料。密閉罩可為與防水蓋布或塑膠薄片一樣的簡單覆蓋，或可為由簡單壁及頂蓋覆蓋的框架。用CO2源920、水蒸汽源930及熱能源940饋送密閉罩，使得待處理之材料具有一環境，該環境具有預定之CO2濃度、預定之濕度及預定之溫度。系統允許氣體流出，如箭頭950所示。在此簡單系統中，使用「開環」控制方法提供預定值，其中遵循「配方」且其中很少執行或根本不執行在硬化製程過程中檢查CO2濃度、濕度及溫度之實際值的量測。此硬化方法在「已知良好配方」可用時很有用，例如為特定產品提供適當硬化而重複使用且已知的配方。此硬化方法有用的實例為大體積、低成本產品之硬化中，該等產品不必符合非常嚴格的標準，但僅必須足夠硬化以便超出預定之品質標準。在此系統中，操作者可藉由移除少數產品樣本及測試該等樣本以查看該等樣本是否被適當硬化來檢查硬化充分度，並在樣本滿足預定之標準時終止硬化。
CO2控制
在所描述實施例中，使用約99%純度的工業級CO2，該CO2由各種不同的工業氣體公司提供，諸如Praxair,Inc.、Linde AG、Air Liquide等。此供應物可以液態二氧化碳形式被保存在大型加壓儲料槽中，該液態二氧化碳經調節處 於使得維持約300PSIG之蒸汽壓力的溫度下。隨後將此氣體管道輸送至CO2硬化密閉罩或腔室。在最簡單系統中，以足以替換密閉罩中的環境空氣之速率使CO2流動穿過密閉罩。大體而言，淨化時間將取決於密閉罩大小及提供CO2氣體的速率。在許多系統中，可按分鐘量測之次數執行此淨化空氣密閉罩的製程以使CO2濃度高達合理位準，以便此後可執行硬化。在簡單系統中，隨後將CO2氣體以預定之速率饋送至系統中以便維持足以驅動硬化反應的CO2濃度。
例如，吾人現將描述一種在反應期間維持二氧化碳濃度的方法，該方法非常適用於保持高度一致的濃度，儘管此方法為「閉環」製程，傾向於為最昂貴之技術。此方法直接在系統中使用CO2濃度之量測，並採用控制器(諸如PLC)以使用電子/自動化控制閥控制設定點處的CO2濃度。較佳地應採用直接量測CO2的量測技術(諸如NDIR)。在NDIR量測方法中，經由低流動性泵自系統採集氣體樣本流。在被NDIR儀器取樣前，使用冷卻器降低氣流中的水分。因此，由分析器提供的量測缺失氣流之水蒸汽組份及需要經調節以說明自測試樣本中移除的濕度。可使用乾球-濕球濕度計技術、使用乾球-濕球濕度量測裝置或使用不同類型水分感測器執行系統氣流中的濕度量測。可使用電腦控制系統或PLC計算真實CO2濃度。一旦已知真實CO2濃度，當CO2已被消耗且已達到彼時需要的設定點以下時，經致動比例控制閥可添加乾燥CO2至系統中。在不同實施例中，若需要，設定點可基於硬化特定組成物的經驗、複合材料樣本之形狀及大小隨時間 而變化。
濕度控制
第10圖係根據本發明之原理的提供增濕的CO2複合材料硬化腔室之示意圖。在第10圖中，提供水供應，並將水蒸汽添加至硬化腔室內循環的氣氛中。水可為任何便利的飲用水源。在一些實施例中，使用普通自來水。在一些實施例中，可藉由使水流動穿過造霧噴嘴或霧化噴霧嘴、電蒸汽產生器、燃氣蒸汽產生器或藉由將水加熱到腔室中的氣體溫度以上以便引發自液態水供應蒸發來將水轉化成蒸汽，其中一個實例為具有浸沒式加熱器的鼓式反應器。在又一實施例中，在CO2已冒泡穿過加熱供水器後可使CO2供應流入系統中，以便增加進入氣流之相對濕度，一個實例為經配置用於「流動穿過」或「開環」處理的鼓式反應器。
相對濕度係傳統混凝土硬化以及CO2複合材料硬化兩者中的重要參數。在傳統硬化腔室中，存在由主要氮氣、氧氣及水蒸汽組成的濕空氣氣氛。在該等系統中，通常藉由標準電容感測器技術量測相對濕度。然而，CO2硬化腔室具有主要由二氧化碳組成的氣氛，該氣氛與該等感測器中的一些類型感測器不相容。在本文描述之CO2複合材料硬化系統中可使用諸如採用二氧化碳與水蒸汽之濕度比的乾球濕球技術或偶極極化水蒸汽量測儀器或冷卻鏡面濕度計或電容濕度感測器之感測技術。
取決於待硬化產品之類型及幾何形狀、腔室設計及腔室中的產品之封裝效率，可需要將濕度減小或增加，並調 節到指定的設定點。設定點可為自1%至99%的相對濕度之任何處。在CO2複合材料硬化製程中可存在濕度控制的三種不同方法，該等方法可被組合成單個系統。在CO2硬化系統之一個實施例中，一種用於增濕的方法呈現在第10圖中。另一方法允許操作者從系統中移除水分以用CO2硬化複合材料產品。減小相對濕度之簡單方法係藉由用乾燥氣體(諸如二氧化碳)替換系統中的濕潤氣體。在又一實施例中，操作者可減小相對濕度，且因此藉由非淨化方法自氣體移除水蒸汽，在一個較佳實施例中，該非淨化方法為執行水萃取的冷卻熱交換器。
第11圖係根據本發明之原理的具有多種濕度控制方法以及使用恆定流動或壓力調節控制及補充CO2的能力及可控制溫度的硬化腔室之示意圖。此系統係可提供閉環控制或使用反饋控制的系統之實例，其中提供在製程循環中的特定時間處所需要的操作參數(諸如CO2濃度、濕度及溫度)之設定值，及採取量測以查看受控制的參數之實際值是否為所欲值。若量測到與所欲值偏差，則採取校正動作以使得參數值與所欲值一致。此類控制系統可為昂貴且複雜的，及此類控制可用於高價值產品或需要非常精確製程條件的產品。
溫度控制
在一些實施例中，使用諸如熱電偶、溫度計或RTD之溫度量測裝置量測溫度。將量測訊號導回控制器或電腦，該控制器或電腦能夠調節進入熱交換器之能量及從而調節隨時間推移的整個系統之溫度。鼓風機係加熱系統之重要部 件，因為鼓風機能夠幫助移送熱能至氣體，該氣體自身移送至產品及腔室，此為樣本之控制水分之重要部分。加熱方法可為電加熱或燃氣加熱。可利用夾套加熱器控制流動穿過與加熱夾套接觸的腔室之CO2溫度，可使用任何便利熱源。外部加熱手段可包括但不限於電加熱、熱水加熱或熱油加熱。對於CO2硬化腔室，迄今一直利用間接燃氣系統且避免直接燃氣爐，因為直接燃氣爐將空氣及燃燒產物引入系統中，從而稀釋CO2及使得CO2濃度之控制出現問題。一些較小尺度系統(諸如鼓式反應器)利用電夾套加熱器加熱腔室之整個表面，而不是使用腔室內的加熱元件。在其他實施例中，在流入硬化腔室中之前加熱反應氣流。
氣流控制
另一控制參數為跨越欲在系統中硬化之材料的氣體速度。氣體速度可非常依賴於製程裝備的變數，該等變數包括但不限於腔室設計、擋扳設計、風扇大小、風扇速度/功率、風扇數量、系統內的溫度梯度、系統內的機架設計及系統內的樣本幾何形狀。控制腔室內氣體速度之最簡單方法為藉由調節鼓風機速度(RPM之速度)控制，通常藉由使用可變頻率驅動器允許控制鼓風機馬達速度來完成。鼓風機可用於在硬化腔室內以所欲速度循環氣體。在系統中經由各種不同技術量測系統中的氣體速度，該等技術包括但不限於皮託管量測及雷射都卜勒偵測系統。針對氣體速度的量測訊號可被發送回電腦系統或可程式化邏輯控制器，並用作硬化資料檔中的控制參數。
吾人描述一種用於製備複合材料的製程。該製程包括：將顆粒組成物與液體組成物混合以產生漿料混合物；藉由將漿料澆鑄到模具中，在模具中按壓漿料，在振動模具中按壓漿料，擠壓漿料，使漿料滑動成形，或使用混凝土生產中常見的任何其他成形方法使漿料混合物形成所欲形狀；及在包含水及CO2的蒸汽且具有自約環境大氣壓力至高出環境大氣壓力約50psi範圍內的壓力及具有範圍自約10%至約90%之CO2濃度下，以自約20℃至約150℃範圍內的溫度使已成形漿料混合物硬化約1小時至約80小時來生產複合材料，該複合材料展示出紋理及/或圖案及與壓縮強度、撓曲強度、密度、抗降解性等等相關的所欲物理特性。
顆粒組成物包括研磨矽酸鈣，該研磨矽酸鈣具有自約1μm至約100μm範圍內的中值粒徑。另外，顆粒組成物可包括研磨碳酸鈣或承載SiO2的材料，該研磨碳酸鈣或承載SiO2的材料具有自約3μm至約25mm範圍內的中值粒徑。液體組成物包括水及可包括水溶性分散劑。
製程可進一步包括在使澆鑄混合物硬化前乾燥澆鑄混合物之步驟。顆粒組成物進一步包含本文所論述之顏料或著色劑。
在某些實施例中，在包含水及CO2的蒸汽且具有自約環境大氣壓力至高出環境大氣壓力約30psi範圍內的壓力下，以自約30℃至約120℃範圍內的溫度執行已成形漿料混合物硬化約1小時至約70小時。
在某些實施例中，在包含水及CO2的蒸汽且具有自 約環境大氣壓力至高出環境大氣壓力約30psi範圍內的壓力下，以自約60℃至約110℃範圍內的溫度執行已成形漿料混合物硬化約1小時至約70小時。
在某些實施例中，在包含水及CO2的蒸汽且具有自約環境大氣壓力至高出環境大氣壓力約30psi範圍內的壓力下，以自約80℃至約100℃範圍內的溫度執行已成形漿料混合物硬化約1小時至約60小時。
在某些實施例中，在包含水及CO2的蒸汽且具有環境大氣壓力下，以等於或小於約60℃的溫度執行已成形漿料混合物硬化約1小時至約50小時。
舉例而言，在一些實施例中，研磨矽酸鈣具有自約1μm至約100μm(例如，約1μm、5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、40μm、90μm)之中值粒徑，自約0.6g/mL至約0.8g/mL(鬆散)及約1.0g/mL至約1.2g/mL(輕拍後)之體積密度，自約1.5m2/g至約2.0m2/g之表面積。
在某些較佳實施例中，液體組成物包括水及水溶性分散劑，該水溶性分散劑包含聚合物鹽(例如，丙烯酸均聚物鹽)，該聚合物鹽具有自約0.1%至約2% w/w之液體組成物的濃度。
根據本文所揭示之製程製備的複合材料可展示出自約90MPa至約175MPa的壓縮強度及自約5.4MPa至約20.6MPa的撓曲強度。
吾人亦描述一或更多個由複合材料製造的製品。
可採用任何適合的前驅物材料。舉例而言，主要由矽灰石CaSiO3形成的矽酸鈣顆粒可與溶解於水中的二氧化碳反應。吾人相信，從矽灰石中瀝濾鈣陽離子，並將矽灰石核心之周邊部分轉化為鈣缺乏的矽灰石。隨著繼續自核心之周邊部分中瀝濾鈣陽離子，周邊部分之結構最終變得不穩定且分解，從而將核心之鈣缺乏的矽灰石周邊部分轉化為富二氧化矽佔主導的第一層。同時，從水中沉澱碳酸鈣佔主導的第二層。
更特定言之，第一層及第二層可由根據以下反應(1)的前驅物顆粒形成，該反應可使用水作為反應介質，而不是作為試劑(亦即，並不消耗水)。
CaSiO3(s)+CO2(g) → CaCO3(s)+SiO2(s) △Hº=-87kJ/mol CO2 (1)
舉例而言，在諸如使用矽灰石的矽酸鹽礦物碳酸化反應中，作為氣相引入CO2，並溶解到滲透流體(諸如水)中。CO2溶解形成酸性碳物種(諸如碳酸、H2CO3)，該物質引起溶液中的pH值下降。弱酸性溶液不一致地溶解來自CaSiO3的鈣物種。釋放的鈣陽離子及分解的碳酸化物種導致不溶性碳酸鹽沉澱。吾人認為富二氧化矽層作為鈣消耗層保留在礦物顆粒上。
因此，根據本發明之較佳實施例，CO2優先與矽灰石前驅物核心之鈣陽離子反應，從而將前驅物核心之周邊部分轉化為富二氧化矽的第一層及富碳酸鈣的第二層。又，核心上存在第一層及第二層充當矽灰石與二氧化碳之間進一步 反應的阻障層，產生具有核心、第一層及第二層的黏結單元。
在一些實施例中，具有除Ca以外或除Ca以外亦包括Ca之金屬的矽酸鹽材料(例如，鎂橄欖石(Mg2SiO4)、透輝石(CaMgSi2O6)及滑石(Mg3Si4O10(OH)2))可以類似於矽灰石反應的方式與溶解於水中的二氧化碳反應，如上文所描述。吾人相信，可根據本發明之原理單獨使用、組合使用及/或與矽灰石組合使用此類矽酸鹽材料作為黏結單元的前驅物。
較佳地，氣體輔助HLPS製程利用部分滲透孔隙空間以便使得氣體擴散能夠用溶解的CO2快速滲透多孔預製件及使孔隙中的稀液介面溶劑薄膜飽和。CO2基的物種在純水中具有低溶解度(在25℃、1大氣壓下為1.5g/L)。因此，必須將大量的CO2連續供應給多孔預製件且遍及多孔預製件分佈以賦能顯著的碳酸化轉換。使用氣相擴散在擴散速率方面提供了與擴散液相可溶解CO2相比的巨大(約100倍)增長。(「Handbook of chemistry and physics」編輯：D.R.Lide，第6章與第8章，第87版，2006-2007，CRC)。此部分滲透狀態使得反應能夠在固定時間期限內進行到高度的碳酸化。
孔隙中的液態水加速反應速率，因為液態水提供用於碳酸與鈣物種兩者離子化的介質。然而，水位需要足夠低以使得CO2氣體可在溶解於孔隙結合水相之前擴散到多孔基質中。此外，主動溶解多孔預製件充當膨脹反應性晶體生長的範本。因此，可在最小畸變及殘餘應力下形成黏結單元及基質。除許多其他應用外，此使得能夠產生大型且複雜的形狀，諸如基礎架構及建築材料所需的彼等形狀。
因此，可設計硬化條件之不同組合以達成所欲生產製程，該等硬化條件包括不同的反應溫度、壓力及反應時間。在第一示例性實施例中，前驅物材料中存在水(例如，先前混合步驟中殘餘的水)及與CO2一起將液態水提供給前驅物材料(例如，以維持水位及/或控制因蒸發造成的水分損失)，並在約90℃之溫度下及約20psig(亦即，高出環境壓力20psi)之壓力下進行硬化製程達範圍自約2小時至90小時的時間。
在第二示例性實施例中，前驅物材料中存在水(例如，先前混合步驟中殘餘的水)及與CO2一起將水蒸汽提供給前驅物材料(例如，以維持水位及/或控制因蒸發造成的水分損失)，並在約90℃之溫度下及約20psig(亦即，高出環境壓力20psi)之壓力下進行硬化製程達範圍自約2小時至90小時的時間。
在第三示例性實施例中，前驅物材料中存在水(例如，先前混合步驟中殘餘的水)及與CO2一起將水蒸汽提供給前驅物材料(例如，以維持水位及/或控制因蒸發造成的水分損失)，並在約25℃至90℃之溫度下及0psig(環境大氣壓力)之壓力下下執行硬化製程達約2小時至72小時。
在上述實施例中，硬化複合材料物件所需的時間係由水蒸汽及CO2氣體擴散遍及物件的能力決定。大體而言，較厚物件比較薄物件耗費更長時間來硬化。類似地，具有高密度(及較少開孔空間)的物件比具有低密度(及較多開孔空間)的物件耗費更長時間來硬化。表1提供硬化時間相對於三個維度之最小厚度(或壁厚度或截面厚度)及正經製造 之物件之體積密度可如何變化之實例。
製造微結構之論述
如第12(a)圖至第12(c)圖中所示意性圖示，黏結單元包括核心(由黑色內部部分表示)、第一層(由白色中間部分表示)及第二層或封裝層(由外部部分表示)。第一層可包括僅一個層或多個子層且可完全或部分覆蓋核心。第一層可存在為結晶相、非晶相或上述兩者之混合，及可處於連續相或作為分離顆粒。第二層可包括僅一個層或多個子層且亦可完全或部分覆蓋第一層。第二層可包括複數個顆粒或可具有連續相及最小分離顆粒。
黏結單元可取決於所欲應用而展示出任何大小及任何規則或不規則、實心或空心形態。示例性形態包括：立方體、長方體、棱柱體、盤狀、金字塔形、多面體或多面顆粒、圓柱體、球體、圓錐體、環形、管狀、新月形、針狀、纖維狀、細絲狀、剝片狀、球體、子球體、珠粒狀、葡萄形、粒狀、長方形、桿狀、波紋等。
大體而言，如本文更詳細論述，黏結單元經由轉化製程由反應性前驅物材料(例如，前驅物顆粒)產生。前驅 物顆粒可具有任何大小與形狀，只要該等顆粒滿足所欲應用的需要。轉化製程大體上導致具有前驅物顆粒之類似大小及形狀的相應黏結單元。
在黏結基質內，可相對於彼此在眾多定向之任一者上安置黏結單元。第13(a)圖至第13(f)圖示意性圖示示例性黏結基質，該黏結基質包括可能藉由合併填充材料稀釋之在不同定向上的纖維狀或板狀黏結單元，如黏結單元之間的間隔所表示。例如，第13(a)圖圖示黏結基質，該黏結基質包括在單向(「1-D」)定向上對準(例如，關於x方向對準)的纖維狀黏結單元。第13(b)圖圖示黏結基質，該黏結基質包括在雙向(「2-D」)定向上對準(例如，關於x及y方向對準)的板狀黏結單元。第13(c)圖圖示黏結基質，該黏結基質包括在三向(「3-D」)定向上對準(例如，關於x、y及z方向對準)的板狀黏結單元。第13(d)圖圖示黏結基質，該黏結基質包括在隨機定向上的板狀黏結單元，其中黏結單元並未關於任何特定方向對準。第13(e)圖圖示黏結基質，該黏結基質包括在3-D定向上對準的相對較高濃度之板狀黏結單元。第13(f)圖圖示黏結基質，該黏結基質包括位於隨機定向(滲透網路)上的相對較低濃度之板狀黏結單元。第13(f)圖之複合材料達成滲透閾值，因為黏結單元的大部分彼此接觸，以使得自材料一端至另一端形成連續觸點網路。滲透閾值為臨界濃度，在該濃度以上展示出具有黏結單元之有序定向(例如，第13(e)圖)或隨機定向(例如，第13(f)圖)中的任一者之遠距離連接性。可例如在Newnham等人的「Connectivity and piezoelectric-pyroelectric composites」(Mat.Res.Bull.，第13卷，第525頁至第536頁，1978年)中找到連接性圖案之實例。
可自任何適合的前驅物材料化學地轉化複數個黏結單元，例如自除矽灰石以外的前驅物矽酸鈣化學轉化。前驅物矽酸鈣可包括鋁、鎂及鐵中的一或更多個化學元素。
複數個黏結單元可取決於所欲複合材料而具有任何適合的中值粒徑及粒徑分佈。在某些實施例中，複數個黏結單元具有約5μm至約100μm之範圍內的中值粒徑(例如，約5μm至約80μm、約5μm至約60μm、約5μm至約50μm、約5μm至約40μm、約5μm至約30μm、約5μm至約20μm、約5μm至約10μm、約10μm至約80μm、約10μm至約70μm、約10μm至約60μm、約10μm至約50μm、約10μm至約40μm、約10μm至約30μm、約10μm至約20μm)。
在一些情形中，複合材料包括：複數個黏結單元及複數個填料顆粒。每一黏結單元包括：主要包含矽酸鈣的核心，富二氧化矽的第一層或內層及富碳酸鈣的第二層或外層。複數個黏結單元及複數個填料顆粒共同形成一或更多個黏結基質，且黏結單元及填料顆粒經實質均勻地分散在該等黏結基質中且黏結在一起，藉此複合材料展示出一或更多個紋理、圖案及物理特性。在一些情形中，黏結單元可具有矽酸鎂核心，及富二氧化矽的第一層或內層，及富碳酸鎂的第二層或外層。矽酸鎂可包括鋁、鈣、鐵或錳氧化物。
複數個填料顆粒可具有任何適合的中值粒徑及粒徑 分佈。在某些實施例中，複數個填料顆粒具有在自約5μm至約7mm(例如，約5μm至約5mm、約5μm至約4mm、約5μm至約3mm、約5μm至約2mm、約5μm至約1mm、約5μm至約500μm、約5μm至約300μm、約20μm至約5mm、約20μm至約4mm、約20μm至約3mm、約20μm至約2mm、約20μm至約1mm、約20μm至約500μm、約20μm至約300μm、約100μm至約5mm、約100μm至約4mm、約100μm至約3mm、約100μm至約2mm、約100μm至約1mm)之範圍內的中值粒徑。
在某些較佳實施例中，填料顆粒由富碳酸鈣材料製成，該富碳酸鈣材料諸如石灰石(例如，研磨石灰石)。在某些材料中，填料顆粒由SiO2基或矽酸鹽基材料之一或更多者製成，該等材料諸如石英、雲母、花崗岩及長石(例如，研磨石英、研磨雲母、研磨花崗岩、研磨長石)。
在某些實施例中，填料顆粒可包括天然、合成及再循環材料，諸如玻璃、再循環玻璃、煤渣、富碳酸鈣材料及富碳酸鎂材料。
(黏結單元)：(填料顆粒)之重量比率可取決於所欲複合材料為任何適合配給，例如該重量比率處於約(10至50)：約(50至90)的範圍內。
在某些實施例中，該等複合材料可顯示不同圖案、紋理及其他特徵，諸如不同色彩之視覺圖案。另外，本發明之複合材料展示出類似於習知混凝土或相應天然材料的壓縮強度、撓曲強度及吸水率特性。
在某些實施例中，複合物進一步包括顏料。顏料可取決於所欲複合材料而經均勻分散或實質不均勻分散於黏結基質中。顏料可為任何適合顏料，包括例如各種金屬之氧化物(例如，氧化鐵、氧化鈷、氧化鉻)。顏料可具有任何色彩或多個色彩，該等色彩例如選自黑色、白色、藍色、灰色、粉紅色、綠色、紅色、黃色及褐色。顏料可取決於所欲複合材料以任何適合量存在，例如範圍自約0.0重量%至約10重量%的量(例如，約0.0%至約8%、約0.0%至約6%、約0.0%至約5%、約0.0%至約4%、約0.0%至約3%、約0.0%至約2%、約0.0%至約1%、約0.0%至約0.5%、約0.0%至約0.3%、約0.0%至約2%、約0.0%至約0.1%)。
設備及方法
本發明涉及認識到，在CO2複合材料硬化中，乾燥子製程與碳酸化子製程直接彼此耦接，使得可藉由控制乾燥速率控制碳酸化速率及程度。
本發明涉及認識到，溫度與濕度梯度對大尺度經硬化CO2複合材料之物理特性之均勻性的不良影響。
本發明為該等認識到的問題提供一種解決方案，使得在對稱硬化腔室之實施例中，操作者可在硬化製程過程中操縱溫度與濕度的空間梯度，使得將該等梯度時間平均化到幾乎為零。此已引發示範論證：在經硬化CO2複合材料中產生更加空間均勻的反應完成及更加空間均勻的物理特性。
本發明所解決之問題
硬化CO2複合材料(諸如碳酸化混凝土)之顯著問 題在於使CO2複合材料硬化製程與硬化波特蘭水泥混凝土(Portland cement concrete；PCC)競爭，同時避免複雜性水準，該複雜性原本係房屋與建築行業採用該製程的阻礙。為了完成此目標，CO2複合材料硬化製程應儘可能與其代替的PCC硬化製程相容，該製程應儘可能簡單，且具有低(或更低)的成本。儘管如此，CO2複合材料製程必須處理CO2複合材料與PCC之間的化學品的差異。
CO2複合材料硬化(或硬化反應)與PCC硬化在多種重要方式上不同，該等差異限制了潛在可接受的硬化製程。
PCC硬化涉及水合作用，而CO2複合材料硬化涉及碳酸化。在使PCC成形及硬化之前，水合作用消耗的水經併入波特蘭水泥、沙子及骨材之混合物中。在混合時遍及混合物均勻分散水。遍及已成形主體均勻分散水產生均勻硬化及均勻物理特性。通常需要超出水合反應所需水的額外水以促進形成PCC為PCC之最終形狀。水合反應在波特蘭水泥變得濕潤時便開始，並持續進行數月及數年。然而，基於波特蘭水泥的材料在相對短時間(諸如數小時)內充分硬化，在硬化製程使該等材料不再易受諸如傾倒及成形之操縱前，必須在適當位置且以短時間窗內所欲的形狀安置該等材料。舉例而言，用於輸送基於波特蘭水泥的混凝土至建築工地的混凝土攪拌車通常必須在自混凝土混合物已添加水之時約3小時內卸載該混凝土。
在CO2複合材料情況中，在使CO2複合材料成形及硬化之前，並未將用於碳酸化反應的CO2併入Solidia水泥、 沙子及骨材之混合物中。與PCC的情況一樣，將水添加至混合物中以促進成形。亦需要水參與碳酸化反應，即便是在淨反應中並未消耗水。隨著CO2複合材料硬化，此水應自CO2複合材料移除。與PCC情況不同，當引入水時，CO2複合材料並未開始硬化。在CO2與水一起存在前，可能一直未發生硬化。在缺乏CO2或水之任一者時或當矽酸鈣(或者其他矽酸鹽)水泥被反應有效消耗時停止碳酸化反應。在硬化製程結束時，CO2複合材料已達成完全硬度且無需如PCC情況那樣進一步硬化達額外數月或數年。
在硬化CO2複合材料中，操作者需要使CO2進入已成形主體，使得可儘快發生碳酸化；且貫穿碳酸化製程，操作者需要使H2O脫離已成形主體。在溫和條件下擴散地控制該等物種之運輸。最初，已成形主體之孔隙中充滿液態水。經由液態水的CO2擴散與穿過氣態水之擴散相比極為緩慢。在大CO2複合材料物件情況中，該等運輸任務非同尋常，因為由於傳質與傳熱限制而出現溫度與質量梯度。該等梯度可導致不均勻硬化且因此導致不均勻的物理特性。任何對CO2複合材料硬化問題的解決方案較佳地應在可與PCC硬化競爭的相近環境溫度及壓力條件下操作。
在上文已識別出的專利案中已經描述了CO2複合材料硬化製程之化學品。CO2複合材料硬化方面的先前努力已涉及在加侖尺寸高壓釜(Parr Reactors)中、在小(數加侖容量)20psig「壓力鍋」型容器中、在數psig下操作的55加侖鼓式反應器中及在主要於約90℃之溫度下及20psig之壓力下但亦 更接近於更低溫度及壓力下操作的大高壓釜中的Solidia水泥黏結劑、砂漿及混凝土之碳酸化。大高壓釜在房屋與建築工業中因過於昂貴而不具有實用價值。本發明之新穎、大型但簡單之成本有效的硬化腔室對CO2複合材料技術之商業化很重要。
本發明之特徵在於「硬化腔室」與氣體(或水或熱量)調節及輸送(或萃取)子系統之分離，該硬化腔室含有待硬化之CO2複合材料成形主體或多個主體。例如參看第59圖。此特徵與例如先前技術中的大高壓釜腔室形成對比，其中氣體循環風扇、氣體熱交換器及水冷凝器與待硬化物件一起全部包含在高壓釜外殼內。中尺度硬化腔室具有安置於硬化腔室內部的風扇、加熱器、水噴霧嘴及水冷凝器。類似地，鼓式反應器及「壓力鍋」型反應器亦在硬化腔室內含有風扇、加熱器及水冷凝器。在所有該等情況中，在硬化腔室內置放該等子系統使得硬化腔室在幾何形狀上具有複雜性，並降低了硬化腔室之本質對稱性。此設計自然導致硬化腔室中難以控制的溫度與濕度梯度。
第14A圖至第14D圖針對現場可部署、可堆疊、低溫、低壓反應器圖示本發明之分離特徵。硬化腔室與硬化系統之其餘者分離係有利的，因為該分離允許最簡單可能的腔室設計。腔室幾何形狀及硬化負載物之置放幾何形狀係穿過腔室之質量流及熱流之基本決定因素。對於大物件或充滿許多小物件的腔室，溫度梯度及濕度梯度實際上不可避免。高度對稱簡單的幾何形狀簡化了梯度形狀及使得更容易減輕梯 度對已硬化主體之硬化均勻性及物理特性均勻性的影響。
執行加熱澆鑄床上的空心板坯硬化之實驗模擬以決定溫度梯度之時間演化作為探究硬化與乾燥之間的關係的手段。三個主要「子製程」在硬化期間的硬化主體內為主動的：碳酸化，該製程為放熱及驅使板坯溫度上升；乾燥，該製程為吸熱及驅使板坯溫度下降；及加熱，該製程驅使板坯溫度上升。
第15A圖至第15D圖圖示可如何製造空心板坯。
第16圖至第22圖描述可如何量測及去卷積該等「子製程」對板坯溫度的影響。去卷積展示了乾燥如何「驅使」碳酸化反應。因此，乾燥可用於控制反應速度及程度。
事實顯示，在硬化期間，乾燥前鋒建立自身且自已成形物件外部朝向物件內部移動。反應前鋒亦與乾燥前鋒幾乎一致形成。硬化反應僅可發生在乾燥前鋒/反應前鋒附近，因為作為氣體供應CO2且CO2最初並未以任何明顯濃度存在於水中。在乾燥前鋒前方(例如，在前鋒之濕潤側上)，水存在於孔隙中，此抑制了CO2擴散。在前鋒後方(例如，在前鋒之乾燥側上)，孔隙含有太少水以致於無法支持碳酸化，但CO2可迅速擴散到前鋒區域且水可自前鋒擴散回到已成形主體之表面。與化學反應之本質速率相比，若該等前鋒迅速移動穿過已成形主體之區域，則該反應程度將比前鋒緩慢移動的反應程度更低。乾燥前鋒之形狀將取決於已成形主體之外部形狀，穿過主體外表面的相對乾燥速率及前鋒與已成形主體之表面的擴散距離。傳熱與傳質影響使得用於商業CO2 複合材料產品的硬化製程對於工程師而言固有地難以處理。儘管如此，基本要素從現描述之實驗中顯現出來。
第16圖係圖示針對加熱澆鑄床上的空心板坯之反應模擬的資料之曲線圖。第16圖圖示在板坯內與板坯底部間隔不同距離的三個位置處的溫度之時間相依性。在硬化製程過程中可看到板坯中的垂直溫度梯度變化。使用含有惰性骨材/沙子、13% CaSiO3及7% H2O的振動澆鑄4' x 2' x 6"空心板坯。僅自底部供應針對反應的熱量以模擬加熱澆鑄床。使用1大氣壓之壓力下且以9公升/分鐘之流動速率穿過核心、在頂部上方及沿HC板坯之側面的CO2流。使用嵌入式熱電偶量測隨乾燥及碳酸化進行之溫度。
第16圖之操作條件包括使板坯之底表面溫度在120分鐘內自28℃遞增至90℃，並且記錄溫度直到熱電偶到達穩定狀態為止，該穩定狀態指示板坯完全乾燥及未發生進一步反應，及隨後冷卻至室溫。
反應完成程度係藉由比較最終固體重量與初始固體重量來計算。重量差對應於被碳酸化反應所螯合的CO2量：CaSiO3+CO2=CaCO3+SiO2對於此程序，反應程度=65%。
第17圖圖示在僅加熱操作中之空心板坯內與板坯底部間隔不同距離的三個位置處的溫度之時間相依性。在第17圖情況下，板坯類似於第16圖使用之板坯，只是該板坯不含水，且因此不存在乾燥及不存在碳酸化反應。操作條件與第16圖之給定條件相同。此為僅加熱的情況，且垂直溫度梯 度在初始加熱板坯後幾乎保持恆定。
第18圖圖示在加熱及乾燥操作中之空心板坯內與板坯底部間隔不同距離的三個位置處的溫度之時間相依性。在此情況中，藉由隔夜浸在水中使預反應乾燥板坯充滿水。對於第18圖所示之資料，將空氣用作氣體(而非CO2)，並引發如第16圖及第17圖中在1大氣壓力下以9公升/分鐘下降。由於不存在CO2，所以不發生碳酸化反應，但執行加熱及乾燥。
第19圖係圖示僅針對乾燥製程隨時間的計算溫度變化之曲線圖，該曲線圖係藉由從第18圖中的加熱及乾燥資料減去第17圖中的加熱資料獲得。
第20圖係圖示針對乾燥及硬化(碳酸化)製程隨時間的計算溫度變化之曲線圖，該曲線圖係藉由從第16圖中的資料減去第18圖中的資料獲得。
第21圖係圖示針對碳酸化製程隨時間的計算溫度變化之曲線圖，該曲線圖係藉由從第20圖中的資料(乾燥及碳酸化)減去第19圖中的資料(乾燥)獲得。
第22圖係僅針對乾燥及僅針對碳酸化(去卷積)隨時間的計算溫度行為之曲線圖。在第22圖中以相同時間尺度標繪碳酸化放熱與乾燥吸熱之比較。
操作者可從該等觀察中得出結論：乾燥與碳酸化被耦合為同時發生的事件。兩個製程皆發生在兩個階段。第一階段影響係第二階段影響的近乎兩倍。在所描述實例中，在65%之總反應完成中，約43%發生在階段1及22%發生在階段 2。反應程度被水可用性限制到65%。在澆鑄床作為唯一熱源(在90℃下)的情況下，板坯加熱及碳酸化太緩慢以致不實用。似乎加熱氣流以及床係有利的。亦有利地執行水管理以防止提前乾透，提前乾透會限制反應完成。
第23A圖至第23C圖圖示藉由浸沒使水再滲透到板坯中。操作者可計算反應後剩餘的原始孔隙率之分數作為吸收水的重量/初始混合物中的水重量之比率。此處，彼比率為66%，因此33%的原始孔隙率被反應隔絕，即使碳酸化進行至65%完成。
空心(Hollow core；HC)板坯生產係對於CO2複合材料特別具有挑戰性的預製應用。在典型商業工廠中，在300英尺與1000英尺長之間的加熱床上擠壓習知混凝土板坯。藉由鋼索預張拉板坯，該等鋼索貫穿床的長度，因為在應用中板坯經常必須跨越柱體之間的相當長跨度支撐負載。在已充分硬化該擠壓物後，根據手頭特定工作的需要，將單個長板坯切割成較小區段(諸如10英尺、20英尺、30英尺等等)。在達到至少約3000psi之壓縮強度之前不可切割長板坯，否則該板坯無法抵抗預張拉力。個別地預張拉短HC板坯並不經濟可行，所以較佳地作為單片硬化整個長度的擠壓物。此意謂，在CO2複合材料的情況中，操作者不僅需要管理垂直溫度梯度，而且需要管理可沿床長度形成的溫度與相對濕度兩者的梯度。論述及相關圖式展示了可如何達成此管理。
第24A圖係可充氣遮蓋之端視圖之示意圖，在該可充氣遮蓋中置放待硬化之材料(諸如空心板坯)。
第24B圖係線支撐遮蓋之端視圖之示意圖，在該線支撐遮蓋中置放待硬化之材料(諸如空心板坯)。
第25A圖係用於硬化材料的可充氣遮蓋之一個實施例之影像。
第25B圖係用於硬化材料的線支撐遮蓋之一個實施例之影像。
第26A圖係用於處理塑膠材料之電腦之影像，該塑膠材料經改良用於硬化CO2複合材料。
第26B圖係製程裝備之影像，該裝備包括在硬化CO2複合材料中所使用的變速鼓風機、補給CO2設備、水冷凝器、除濕乾燥器、製程氣體加熱器及流動方向控制。
第26C圖係在硬化CO2複合材料中所使用的製程控制台之影像。
第27A圖及第27B圖圖示為何單氣流方向導致問題。第27A圖係圖示當在硬化長CO2複合材料中使用製程氣體之單向流動時遭遇的問題之示意圖。第27B圖係圖示當使用製程氣體之單向流動時濕度及溫度沿CO2複合材料如何變化之示意圖。如第27B圖中所見，對於待硬化之長尺寸材料，相對濕度上升(及對於足夠長的物件將達到飽和)且溫度將下降，從而導致反應速率較慢(且可能在沿板坯的遠處反應中止)，直到反應前鋒橫貫整個板坯為止。
第28A圖及第28B圖圖示本發明之特徵中的一些。第28A圖係圖示在硬化長CO2複合材料中使用之製程氣體之第一流動方向中的製程氣體變化之示意圖。第28B圖係圖示 在硬化長CO2複合材料中使用之製程氣體之第二流動方向中的製程氣體變化之示意圖，其中第一方向與第二方向彼此相反。在一個實施例中，振盪氣流沿床長度建立「時間平均化」鏡面對稱，同時維持邊對邊鏡面對稱。吾人看到，對稱硬化腔室中的溫度與濕度梯度之週期性逆轉可將該等梯度時間平均化到零，從而產生硬化空心板坯中的均勻物理特性。
為了實施第28A圖及第28B圖所示之製程，操作者可使用軟壁硬化腔室含有硬化氣體(CO2與H2O)。硬化腔室可採用可充氣或線懸掛遮蓋，該遮蓋提供易於安裝、易於拆卸、易於運輸及構造成本低之優勢。
系統進一步包括再循環硬化氣體之適應性氣體調節。該系統包括多個感測器，該等感測器在操作製程時展示當前製程狀態。該系統包括致動硬體以藉由改變製程變數將製程移動到新的狀態。使用在一組指令控制下操作的通用可程式化電腦控制操作，該等指令依賴演算法執行感測器資料的分析及致動硬體與製程條件的控制。
詳言之，系統可控制濕度、溫度、氣流方向及氣流速度之製程變數。可以低資本成本構造系統，並相信該系統適用於硬化所有使用CO2作為試劑的固體預製混凝土產品。系統可控制加熱、通風及CO2調節設計。
吾人現將呈現一些關於已使用本發明之系統及方法處理的實際空心板坯材料的資料。
使用商業擠壓機(Elematic)在商業擠壓床上擠壓空心板坯。硬化腔室直立於受擠壓板坯上且附接於氣體調節系 統。藉由淨化將腔室內的空氣交換為CO2(通常>90%)。屬於氣體調節系統一部分的鼓風機循環腔室內的氣氛。週期性(通常每30分鐘或60分鐘)逆轉氣流。自循環氣體除水控制板坯之乾燥速率。乾燥速率強烈耦合至硬化速率。藉由控制床溫度(通常70℃)、氣體進口溫度(在實例中為75℃與70℃)及鼓風機速度(通常30Hz)影響硬化。腔室內部與外部之間的差壓維持在約0.12吋水柱(inches of water column；IWC)。隨著氣體沿床流動，自板坯蒸發的水使板坯冷卻且板坯之相對濕度增加。當氣流方向逆轉時，溫度與濕度梯度之方向亦逆轉。週期性逆轉用來使溫度與濕度梯度之影響達到平均值。隨著板坯變乾燥，硬化腔室內的相對濕度減小。相對濕度的初始下降發出訊號指示硬化反應開始。當濕度封閉區之上部水準下降到約30%以下時，視為硬化結束之訊號。硬化進展亦繼之以監測CO2吸收速率(將CO2累積總和之第一衍生物添加至系統以維持恆定差壓)及冷凝水之累積。
實例中的空心板坯由輕型骨材、沙子及Solidia水泥製成。該等空心板坯不同地為12或15英尺長、4英尺寬及8吋高。每一板坯具有6個核心。每一核心直徑為7吋。
吾人已使用相同硬化系統硬化混凝土鋪路材料、混凝土砌塊(亦稱為CMU)及原型混凝土鐵道枕木。
第29A圖係在如第28A圖及第28B圖所示之振盪條件(流動逆轉程序)下硬化後可見端部的空心板坯之影像。
第29B圖係板坯切割操作之影像，其中將已硬化板坯切割成所欲長度。
第29C圖係工人對已硬化空心板坯執行回彈性量測之影像。
第30圖係圖示在空心試驗3中之空心板坯之一端處的氣流中隨時間變化之相對濕度(菱形)及氣體溫度(正方形)之曲線圖，該圖使用第28A圖及第28B圖所示之流動逆轉程序，以15分鐘間隔逆轉流動方向。吾人看到，當此端為氣體進口時，氣體溫度(DB1)為高(~43℃)及相對濕度(RH1)為低(~33%)；當此端為氣體出口時，DB1較低(~33℃)及RH1較高(93%)。
第31圖係圖示氣流中隨時間變化之相對濕度(菱形)及氣體溫度(正方形)的空心試驗3之整個2000分鐘程序之曲線圖，該圖使用第28A圖及第28B圖所示之逆轉程序，且製程終點位於相對濕度不超出20%的彼點處。在空心試驗3中於空心板坯之一端處量測資料。
第32圖至第37圖圖示根據本發明之原理的在硬化空心板坯中所獲取之操作資料。
第32圖係圖示兩個空心樣本隨時間的CO2反應速率之曲線圖。
第33圖係圖示一個空心樣本隨時間的冷凝水量之曲線圖。
第34圖係圖示第二空心樣本隨時間的冷凝水量之曲線圖。
第35圖係圖示在空心試驗25中的硬化製程早期階段期間對於一個空心樣本的兩個相反氣流中的相對濕度及氣 體溫度之時間演化之曲線圖。在空心板坯之一端處量測相對濕度RH1及溫度T1，同時在空心板坯之另一端處量測相對濕度RH2及溫度T2。
第36圖係圖示在硬化製程早期階段期間對於第二空心樣本(空心試驗26)的兩個相反氣流中的相對濕度及氣體溫度之時間演化之曲線圖。
第37圖係圖示在硬化製程結束時對於第二空心樣本(空心試驗26)的兩個相反氣流中的相對濕度及氣體溫度之時間演化之曲線圖，該圖圖示改變氣流逆轉頻率對RH及T位準的影響。
表2列出一些參數，該等參數基於操作之觀察結果論證了方法之有效性。
額外觀察進一步支援所描述之方法。
成功使用濕球/乾球熱電偶感測硬化製程之進展及指示何時完成硬化論證了低價感測器的適當性。
首次嘗試之在溫和條件下的相對快速硬化論證了電腦控制的有效性。在環境壓力及低溫(38℃)下於25小時(1500分鐘)內完成硬化。
機械特性之均勻性進一步論證了該方法係有效的。四十九(49)次回彈性(R)量測指示在完整8" x 4' x 18'空心(HC)板坯上的均勻硬化，其中R平均=37(相當於習知混凝土硬化45天)，標準差σR=3，R最大=47及R最小=32。
本發明大體上適用於任何混凝土產品。在工廠設施中製造的預製產品較佳，例如空心板坯或厚板；但用於製造公路白色頂層的現場可部署、可堆疊、低溫、低壓反應器中的「實地」生產亦很方便。吾人相信，本發明應作用於硬化任何預製產品。在極端情況下，本發明可用於逐段建造混凝土高速公路。
第38圖至第58圖圖示用於自Solidia混凝土製造空心板坯的硬化腔室之各種實施例。在一些實施例中，硬化腔室具有邊對邊鏡面對稱以及沿床軸的鏡面對稱。
第38圖係硬化腔室組件之影像，該硬化腔室組件包括重壓氣體密封件3830、聚合物薄片覆蓋件3810及氣體出口軟管3820，其中CO2氣體進口位於板坯之另一端。此為流動穿過系統，而無氣體再循環。
第39圖係硬化腔室組件之影像，該硬化腔室組件包括鋼索支撐的聚合物薄片遮蓋，該遮蓋具有在各端處有進口管及出口管之平頂端壁。此實施例包括重壓件與密封彎曲接縫的膠帶密封件、壓力感測器、氣體再循環及藉由旋轉除濕乾燥器的除水件。
第40圖係硬化腔室組件端壁之影像，該圖圖示進口管、出口管、風扇、遮蓋支撐鋼索、壓力感測器及濕度計。
第41圖係硬化腔室組件之影像，該硬化腔室組件包括鋼索支撐的聚合物薄片遮蓋，該遮蓋具有山牆形端壁、各端處的進口管及出口管及重壓與膠帶密封件。
第42圖係硬化腔室組件之影像，該硬化腔室組件具有山牆形端壁、進口與出口氣室及溫度探針。
第43圖係具有出口氣室及分開管道進口的硬化腔室端壁之影像，其中一個分支管道沿板坯長度分佈氣體及另一分支提供穿過空心的流動。亦圖示空心板坯的預張拉鋼索。
第44圖係具有彎曲頂部的硬化腔室端壁之影像。在端壁外部提供氣室，該氣室具有氣流分流阻尼器4420、共用進口/出口管、用於CO2配料的差壓傳送器4410及預張拉鋼索。藉由冷卻水冷凝器完成除水。
第45圖係硬化腔室端壁之影像，具有在頂部進口氣室內之風扇及將氣體饋送至出口氣室之風扇陣列。
第46圖係使用充氣聚合物薄片及磁性密封件的硬化腔室組件之影像。在氣體處理單元中提供分流阻尼器4610(左側的腔室向下一半處的四個盒子)。
第47圖係在各端處具有單個氣室的聚合物薄片之影像。腔室具有低輪廓平頂端壁、磁性密封件及CO2濃度監測器4710。
第48圖係低輪廓端壁之影像，該低輪廓端壁包括氣室、CO2監測器及濕度探針4810。
第49圖係具有用於氣體淨化之整體加熱器及埠的低輪廓端壁之影像。
第50圖係具有整體加熱器及氣室及濕度/溫度探針5010的低輪廓端壁之影像。
第51圖係針對具有肋件支架5110的硬化腔室之聚合物遮蓋之影像，該肋件支架用以改良沿板坯側面之氣流。
第52圖係無肋件支架支撐的硬化腔室之聚合物遮蓋之影像。
第53圖係準備好用於儲存或運輸至場地的經捲起遮蓋之影像。
第54圖係差壓傳送器5410之影像。
第55圖係CO2濃度監測器5510之影像。
第56圖係氣體溫度控制器5610之影像。
第57圖係濕度/溫度感測器5710之影像。
第58圖係CO2氣體調節系統之影像，該系統包括水冷凝器5610、冷卻器5820、鼓風機3830、用於控制氣流方向的蝶閥5840、電子設備機櫃及電腦。
現轉至第59圖，該圖圖示供CO2複合材料使用的硬化系統之實施例之示意圖。在第59圖中，存在氣體調節系統5902及硬化腔室5920，藉由氣體輸送管5940及氣體回收管5942將該氣體調節系統及該硬化腔室連接在一起。氣體調節系統5902包括二氧化碳源、氣流子系統、溫度控制子系統、濕度控制子系統及用於控制硬化製程參數的子系統之各者之元件。在第59圖之實施例中，氣體輸送管5940及氣體回收管5942可為任何便利的大小列表，例如6吋直徑金屬導管。提供諸如CO2供應器5930之氣源，並視需要提供諸如空氣及 /或水蒸汽之其他氣源。氣體輸送與調節系統可包括控制器5916，諸如可程式化邏輯控制器(programmable logic controller；PLC)或另一基於微處理器的控制器，諸如可使用機器可讀取媒體上所記錄的一組指令操作的通用可程式化電腦。如第59圖所示，典型硬化腔室5920可包括氣室5922，該氣室經配置以經由一或更多個位置提供氣氛，在該等位置處可將氣體注入到硬化腔室中以產生氣流5924，該氣流在硬化腔室5920之不同部分中具有所欲特性(諸如流動速度或流動圖案)。在一些實施例中，硬化腔室將簡單為密閉罩，該密閉罩可含有待處理之CCM及製程氣體，其中進口及出口允許氣體被引入及視需要被移除。在下文中將提供此類系統之額外細節。
在第59圖之實施例中，提供眾多熱電偶或其他溫度感測器(5904、5904'、5904"、5904'''、5904''''，統稱為溫度感測器5904)及複數個相對濕度感測器(5906、5906'，統稱為相對濕度感測器5906)，該等感測器可例如為採用二氧化碳與水蒸汽濕度比的乾球濕球感測器或偶極極化水蒸汽量測儀器或冷卻鏡面濕度計或電容濕度感測器。
在第59圖所示之實施例中，用於連接氣體調節系統5902的管道可為8吋導管。不同大小的加熱器可用於加熱提供給硬化腔室的氣體，在第59圖中將該等加熱器圖示為六個1.3kW加熱器(5914)。如應將理解的，在任何特定系統中，各種部件之精確容量將相對於欲在硬化腔室5920中硬化之所欲材料量定大小。
控制器5916可自溫度感測器5904及相對濕度感測器5906接收資料，並可與閥門、冷卻器(或散熱器)5910、冷卻器(或散熱器)熱交換器5912、鼓風機5908、加熱器(5914)及CO2供應器5930雙向通訊(例如，自該等裝置獲取資料及發送指令至該等裝置)，以便能夠隨時間變化記錄資料，作出關於硬化腔室5920中的負載物之硬化狀態之決定，及採取校正或預定動作以便控制硬化製程。控制器5916亦可自使用者接收指令，向使用者顯示資訊，及記錄資料及可不時發出的指令，以便可以機器可讀取形式產生硬化製程之記錄供稍後使用。
定義
除非本文另有明確陳述，對電子訊號或電磁訊號(或其等效物)的任何引用將被理解為指示非依電性電子訊號或非依電性電磁訊號。
記錄來自操作或資料獲取的結果(諸如(例如)記錄特定頻率或波長處的結果)應理解為意謂寫入輸出資料且在本文中被定義為寫入輸出資料，該等資料以非暫時性方式寫入至儲存元件、至機器可讀取儲存媒體或至儲存裝置。可用於本發明中的非暫時性機器可讀取儲存媒體包括：電子、磁性及/或光學儲存媒體，諸如磁性軟碟及硬碟；DVD驅動器、CD驅動器，在一些實施例中該等驅動器可採用DVD碟、任何CD-ROM碟(亦即，唯讀光學儲存碟)、CD-R碟(亦即，一次寫入多次讀取光學儲存碟)及CD-RW碟(亦即，可重寫光學儲存碟)；及電子儲存媒體，諸如RAM、ROM、 EPROM、壓縮快閃記憶卡、PCMCIA卡或者SD或SDIO記憶體；及電子元件(例如，軟碟驅動器、DVD驅動器、CD/CD-R/CD-RW驅動器或壓縮快閃/PCMCIA/SD配接器)，該等電子元件調節且自儲存媒體讀取及/或寫入到儲存媒體。除非另有明確陳述，否則本文對「記錄(record)」或「記錄(recording)」的任何引用被理解為指示非暫時性記錄(record)或非暫時性記錄(recording)。
如熟習機器可讀取儲存媒體之技術者所知，正不斷設計出用於資料儲存的新媒體及格式，且可在未來變得可用之任何便利的市售儲存媒體及相應讀取/寫入裝置可能適合使用，尤其是若提供更大儲存容量、更高存取速度、更小尺寸及所儲存資訊之每一位元的更低成本中的任何者。熟知的較老機器可讀取媒體亦可用於某些條件下，諸如打孔紙帶或卡、磁帶或磁線上的磁性記錄、印製字元(例如，OCR及磁性編碼符號)及機器可讀取符號(諸如一維及二維條碼)之光學或磁性讀取。可執行記錄影像資料供稍後使用(例如，寫入影像至記憶體或至數位記憶體)以使得能夠使用所記錄資訊作為輸出、作為向使用者顯示的資料或作為稍後使用中可取得之資料。此類數位記憶體元件或晶片可為獨立記憶體裝置，或可併入所欲裝置內。本文將「寫入輸出資料」或「寫入影像至記憶體」定義為包括寫入已轉換資料至微電腦內的暫存器。
本文將「微電腦」定義為與微處理器、微控制器及數位訊號處理器(digital signal processor；「DSP」)同義。應 理解，微電腦所使用之記憶體(包括例如編碼為「韌體」的資料處理之指令)可常駐於實體位於微電腦晶片內部的記憶體或微電腦外部的記憶體或內部與外部記憶體之組合。類似地，可藉由獨立類比至數位轉換器(analog to digital converter；「ADC」)或一或更多個ADC或可常駐於微電腦封裝內的多工ADC通道數位化類比訊號。亦應理解，現場可程式化陣列(field programmable array；「FPGA」)晶片或特殊應用積體電路(application specific integrated circuits；「ASIC」)晶片可以微電腦之硬體邏輯、軟體模擬或藉由兩者之組合執行微電腦功能。具有本文所描述之任何本發明特徵的設備可全部在一台微電腦上操作或可包括多於一台微電腦。
根據本發明描述之用於控制儀器、記錄訊號及分析訊號或資料的通用可程式化電腦可為任何個人電腦(personal computer；PC)、基於微處理器的電腦、可攜式電腦或其他類型處理裝置。通用可程式化電腦通常包含中央處理單元、可使用機器可讀取儲存媒體記錄及讀取資訊及程式的儲存或記憶體單元、諸如有線通訊裝置或無線通訊裝置之通訊終端、諸如顯示終端之輸出裝置及諸如鍵盤之輸入裝置。顯示終端可為觸控螢幕顯示器，在此情況中該觸控螢幕顯示器可用作顯示裝置及輸入裝置兩者。可存在不同及/或額外輸入裝置，諸如指標裝置，諸如滑鼠或操縱桿；及可存在不同或額外輸出裝置，諸如發聲器，例如揚聲器、第二顯示器或印表機。電腦可執行各種作業系統中的任一者，諸如(例如)多個版本之Windows中的任一者，或多個版本之MacOS中的任一 者，或多個版本之UNIX中的任一者，或多個版本之Linux中的任一者。可儲存通用電腦操作中所獲得之計算結果供稍後使用，及/或可向使用者顯示該等計算結果。至少，每一基於微處理器的通用電腦具有暫存器，該等暫存器儲存微處理器內之每一計算步驟之結果，隨後該等結果通常得以儲存於快取記憶體中供稍後使用，使得該結果可顯示，記錄至非依電性記憶體，或用於進一步資料處理或分析。
理論論述
儘管本文所給出之理論描述被認為是正確的，但本文所描述及所主張之裝置的操作並不取決於理論描述之精確度或有效性。亦即，可在與本文所呈現理論不同的基礎上解釋經觀察結果的後續理論發展不會減損本文所描述之本發明。
藉此，在本說明書中識別出的任何專利案、專利申請案、專利申請公開案、期刊文章、書籍、發表的論文或其他公開可取得之材料以引用之方式全部併入本文。據稱以引用之方式併入本文，但是與現有定義、陳述或本文明確闡述之其他揭示材料衝突的任何材料或材料的一部分僅在併入之材料與本揭示案材料之間未產生衝突的程度上併入本文。在衝突事件中，以有利於本揭示案作為較佳揭示案的方式消除衝突。
儘管已參考圖式中所示之較佳模式特別展示及描述了本發明，但熟習此項技術者應將理解，在不脫離申請專利範圍所界定之本發明之精神及範疇的情況下可實施各種詳細 變化。
5902‧‧‧氣體調節系統
5904‧‧‧溫度感測器
5904'‧‧‧溫度感測器
5904"‧‧‧溫度感測器
5904'''‧‧‧溫度感測器
5904''''‧‧‧溫度感測器
5906‧‧‧相對濕度感測器
5906'‧‧‧相對濕度感測器
5908‧‧‧鼓風機
5910‧‧‧冷卻器
5912‧‧‧冷卻器熱交換器
5914‧‧‧加熱器
5916‧‧‧控制器
5920‧‧‧硬化腔室
5922‧‧‧氣室
5924‧‧‧氣流
5930‧‧‧CO2供應器
5940‧‧‧氣體輸送管
5942‧‧‧氣體回收管

Claims (19)

  1. 一種用於藉由與一氣體試劑反應而硬化的材料之硬化設備，該硬化設備包含：一外殼，該外殼具有複數個埠，該複數個埠中之各者經配置以允許氣體進入或退出，該等埠中的至少一者為一進口及該等埠中的至少一者為一出口，該外殼經配置以含有欲藉由與一氣體試劑反應而硬化的一材料，該外殼經配置以容許對於該氣體試劑的一流動速率、一局部壓力、一進口溫度、一出口溫度、該進口處的一氣體組成物及該出口處的一氣體組成物之至少一者的控制；以及該氣體試劑的一氣體輸送系統，該氣體輸送系統經配置以在一所欲流動速率、一所欲局部壓力及/或一進口溫度之至少一者下供應該氣體試劑，該氣體輸送系統經配置以控制該外殼內的一氣流方向，該氣流方向經定義為該外殼內的該氣體自該複數個埠中的一最初一或更多者至該複數個埠中的另外一或更多者之一流動，該氣體輸送系統經配置以不時地改變該氣流方向。
  2. 如請求項1所述之用於藉由與一氣體試劑反應而硬化的材料之硬化設備，其中該氣體試劑為CO2。
  3. 如請求項1所述之用於藉由與一氣體試劑反應而硬化的材料之硬化設備，進一步包含一加熱床，該加熱床經配置以支撐欲藉由與一氣體試劑反應而硬化的該材料。
  4. 如請求項1所述之用於藉由與一氣體試劑反應而硬化的材料之硬化設備，其中該外殼包含可撓性薄膜材料，該薄膜材料不受該氣體試劑影響。
  5. 如請求項1所述之用於藉由與一氣體試劑反應而硬化的材料之硬化設備，其中藉由該氣體試劑之一壓力支撐該外殼。
  6. 如請求項1所述之用於藉由與一氣體試劑反應而硬化的材料之硬化設備，其中該外殼包含支撐鋼索。
  7. 如請求項1所述之用於藉由與一氣體試劑反應而硬化的材料之硬化設備，其中該外殼包含肋件。
  8. 如請求項1所述之用於藉由與一氣體試劑反應而硬化的材料之硬化設備，進一步包含一加熱器，該加熱器位於該進口及該出口之一選定者處。
  9. 如請求項1所述之用於藉由與一氣體試劑反應而硬化的材料之硬化設備，進一步包含一水冷凝器，該水冷凝器經配置以自該氣體試劑移除水蒸汽。
  10. 如請求項1所述之用於藉由與一氣體試劑反應而硬化的材料之硬化設備，其中該氣體輸送系統包括閥門，該等閥門經配置以控制該氣體試劑之該流動方向。
  11. 如請求項1所述之用於藉由與一氣體試劑反應而硬化的材料之硬化設備，進一步包含一濕度計。
  12. 如請求項1所述之用於藉由與一氣體試劑反應而硬化的材料之硬化設備，進一步包含一濕度量測裝置。
  13. 如請求項1所述之用於藉由與一氣體試劑反應而硬化的材料之硬化設備，進一步包含一CO2流量計及一CO2濃度計之至少一者。
  14. 如請求項1所述之用於藉由與一氣體試劑反應而硬化的材料之硬化設備，進一步包含一溫度量測裝置。
  15. 如請求項1所述之用於藉由與一氣體試劑反應而硬化的材料之硬化設備，其中該溫度量測裝置為一熱電偶、一溫度計及一RTD之一選定者。
  16. 一種在一承載CO2的試劑氣體中使一材料碳酸化的製程，該製程包含以下步驟： 在一外殼內安置待碳酸化之一材料，該外殼具有由不受該承載CO2的試劑氣體影響的材料所建構的一薄膜；以及在該製程期間控制該外殼內的一氣流方向，該氣流方向不時地逆轉；從而引發該碳酸化反應穿過該材料大體上均勻地進行。
  17. 如請求項16所述之在一承載CO2的試劑氣體中使一材料碳酸化的製程，進一步包含以下步驟：控制選自由一流動速率、一局部壓力、一進口溫度、一出口溫度、一進口處的一氣體組成物及一出口處的一氣體組成物組成之製程變數群組中的至少一個製程變數。
  18. 如請求項16所述之在一承載CO2的試劑氣體中使一材料碳酸化的製程，其中控制待碳酸化之該材料的一溫度。
  19. 如請求項16所述之在一承載CO2的試劑氣體中使一材料碳酸化的製程，其中控制待碳酸化之該材料的一含水量。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12472461B2 (en) 2023-12-18 2025-11-18 Intrls, Inc. High surface-area contactor media for improved gas-liquid contactors

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10173927B2 (en) 2014-08-04 2019-01-08 Solidia Technologies, Inc. Carbonatable calcium silicate compositions and methods thereof
EP3201156B1 (en) 2014-10-03 2023-11-29 Solidia Technologies, Inc. Carbonatable calcium silicate cement composition containing hydraulic contaminants
WO2016154021A1 (en) 2015-03-20 2016-09-29 Solidia Technologies, Inc. Microstructured carbonatable calcium silicate clinkers and methods thereof
US10695949B2 (en) 2015-05-18 2020-06-30 Solidia Technologies, Ltd. Lightweight composite materials produced from carbonatable calcium silicate and methods thereof
CN105599123A (zh) * 2015-12-16 2016-05-25 北京福斯达轨道交通技术有限公司 一种水泥基混凝土电加热养护系统
EA201891698A1 (ru) 2016-03-04 2019-04-30 Солидия Текнолоджиз, Инк. Белые способные к карбонизации цементы на основе силиката кальция, способы их получения и применения
EP3426619B1 (en) 2016-03-11 2020-12-30 Solidia Technologies, Inc. Hazing control for carbonatable calcium silicate-based cements and concretes
EA037910B1 (ru) 2016-05-31 2021-06-04 Солидия Текнолоджиз, Инк. Кондиционированные отверждающие системы и способы отверждения
CA3038515A1 (en) * 2016-09-26 2018-03-29 Solidia Technologies, Inc. Advanced curing equipment and methods of using same
US11247940B2 (en) 2016-10-26 2022-02-15 The Regents Of The University Of California Efficient integration of manufacturing of upcycled concrete product into power plants
BR112019019790A2 (pt) 2017-03-23 2020-04-22 Solidia Technologies Inc cimentos e concretos baseados em silicato de cálcio carbonatável tendo aditivos minerais, e seus métodos de uso
WO2019006352A1 (en) 2017-06-30 2019-01-03 The Regents Of The University Of California CO2 MINERALIZATION IN PRODUTED AND INDUSTRIAL EFFLUENT WATER BY PH CHANGE CARBONATION
EP3668820A4 (en) 2017-08-14 2021-05-05 The Regents of the University of California, A California Corporation MITIGATION OF THE ALKALISILICA REACTION IN CONCRETE USING EASILY SOLUBLE CHEMICAL ADDITIVES
US20200255349A1 (en) * 2017-09-28 2020-08-13 Carboclave Corp. Displaced air carbonation (dac) process and system
WO2019101811A1 (en) 2017-11-21 2019-05-31 Holcim Technology Ltd Compositions and method to improve the durability of calcium silicate-based cements and concretes
EP3713894A1 (en) 2017-11-21 2020-09-30 Solidia Technologies, Inc. Compositions and method to improve the aesthetics of calcium silicate-based cements and concretes
WO2019101810A1 (en) 2017-11-21 2019-05-31 Holcim Technology Ltd Compositions and method to improve the strength development of calcium silicate-based cements and concretes
BR112021003774A2 (pt) * 2018-08-27 2021-05-25 Solidia Technologies, Inc. cura em múltiplas etapas de corpos verdes
CN109359915B (zh) * 2018-10-16 2022-03-18 四川虫洞科技有限公司 一种气动智能缓存站
US11384029B2 (en) 2019-03-18 2022-07-12 The Regents Of The University Of California Formulations and processing of cementitious components to meet target strength and CO2 uptake criteria
US11254028B2 (en) 2019-05-20 2022-02-22 Saudi Arabian Oil Company Systems and processes for accelerated carbonation curing of pre-cast cementitious structures
US11426708B2 (en) 2020-03-02 2022-08-30 King Abdullah University Of Science And Technology Potassium-promoted red mud as a catalyst for forming hydrocarbons from carbon dioxide
US11420915B2 (en) 2020-06-11 2022-08-23 Saudi Arabian Oil Company Red mud as a catalyst for the isomerization of olefins
US11495814B2 (en) 2020-06-17 2022-11-08 Saudi Arabian Oil Company Utilizing black powder for electrolytes for flow batteries
US12000056B2 (en) 2020-06-18 2024-06-04 Saudi Arabian Oil Company Tandem electrolysis cell
US11427519B2 (en) 2021-01-04 2022-08-30 Saudi Arabian Oil Company Acid modified red mud as a catalyst for olefin isomerization
US11814289B2 (en) 2021-01-04 2023-11-14 Saudi Arabian Oil Company Black powder catalyst for hydrogen production via steam reforming
US11718522B2 (en) 2021-01-04 2023-08-08 Saudi Arabian Oil Company Black powder catalyst for hydrogen production via bi-reforming
US11820658B2 (en) 2021-01-04 2023-11-21 Saudi Arabian Oil Company Black powder catalyst for hydrogen production via autothermal reforming
US11724943B2 (en) 2021-01-04 2023-08-15 Saudi Arabian Oil Company Black powder catalyst for hydrogen production via dry reforming
US20240286965A1 (en) 2021-06-23 2024-08-29 Holcim Technology Ltd Method of preparation of a construction element by carbonation of cement
US11703499B2 (en) 2021-09-24 2023-07-18 X Development Llc Method to produce evolving concrete mixture heuristic
WO2023069370A1 (en) 2021-10-18 2023-04-27 The Regents Of The University Of California Integration of direct air capture system into co2 mineralizaton process of concretes and aggregates
US12018392B2 (en) 2022-01-03 2024-06-25 Saudi Arabian Oil Company Methods for producing syngas from H2S and CO2 in an electrochemical cell
WO2023158879A1 (en) 2022-02-21 2023-08-24 Carbonbuilt Methods and systems for biomass-derived co 2 sequestration in concrete and aggregates
EP4508020A1 (en) 2022-04-12 2025-02-19 CarbonBuilt Process for production of hydraulic-carbonating binder systems through mechanochemical activation of minerals
WO2023235530A1 (en) * 2022-06-02 2023-12-07 The Regents Of The University Of California Active curing systems and methods for concrete manufacturing by carbon dioxide sequestration
MA71445A (fr) 2022-07-12 2025-04-30 Holcim Technology Ltd. Procédé de réduction de la corrosion d'éléments de construction carbonatés renforcés
US12203184B2 (en) 2022-07-18 2025-01-21 The Regents Of The University Of California Multi-chambered electrochemical cell for carbon dioxide removal
CN120731296A (zh) 2023-01-31 2025-09-30 加利福尼亚大学董事会 氧选择性阳极
WO2025039079A1 (en) * 2023-08-22 2025-02-27 Carbicrete Inc. Systems and methods for controlling a curing phase of carbonated precast concrete products

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1916949A (en) * 1931-02-02 1933-07-04 Carbonated Lime Processes Ltd Cellular synthetic carbonate product
SU88345A1 (ru) 1949-10-26 1949-11-30 И.В. Курсенко Пропарочно-карбонизационна и сушильна камера дл строительных изделий
US3907951A (en) * 1971-10-06 1975-09-23 Modular Wall Systems Inc Method of forming concrete panels using electrically heated mold
US3932946A (en) * 1972-09-11 1976-01-20 Research Corporation Modular tobacco handling and curing system and method
US4117060A (en) 1973-08-15 1978-09-26 U.S. Terrazzo Panels, Inc. Method and apparatus for the manufacture of concrete and like products
US4117059A (en) 1974-05-09 1978-09-26 U.S. Terrazzo Panels, Inc. Method and apparatus for the manufacture of concrete products
US3935648A (en) * 1974-11-07 1976-02-03 Cox Jack R Tobacco curing apparatus and method
SE410101B (sv) 1978-01-03 1979-09-24 Malinowski Roman Sett vid gjutning av betong
US4772439A (en) * 1981-06-19 1988-09-20 Trevino Gonzalez Francisco Process of quickly manufacturing critically shaped concrete products of high strength
US4436498A (en) * 1982-02-01 1984-03-13 Conger/Murray Systems, Inc. Apparatus for curing concrete products
US4862827A (en) 1988-06-28 1989-09-05 Wacker-Chemie Gmbh Apparatus for coating semiconductor components on a dielectric film
JP2753267B2 (ja) * 1988-07-05 1998-05-18 秩父小野田株式会社 成形体の炭酸化養生法
US5089198A (en) 1989-02-17 1992-02-18 Cam Sales, Inc. Method for curing concrete articles
SU1717371A1 (ru) 1989-06-26 1992-03-07 Проектно-Изыскательский И Конструкторско-Технологический Институт "Киевский Проектстройиндустрия" Камера дл тепловой обработки бетонных образцов
JPH0593529A (ja) 1991-10-01 1993-04-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 可変風量空気調和装置
JPH05339070A (ja) * 1992-06-08 1993-12-21 Koji Mitsuo 水硬系物質と水硬系物質の養生法及び養生室並びに湿度計
US5935317A (en) 1995-08-02 1999-08-10 Dpd, Inc. Accelerated curing of cement-based materials
US5694701A (en) 1996-09-04 1997-12-09 Minnesota Mining And Manufacturing Company Coated substrate drying system
AU4485796A (en) 1996-01-11 1997-08-01 Interlicense Den Haag B.V. Device and process for the aerobic treatment of organic substances
US5800752A (en) 1996-01-11 1998-09-01 Charlebois Technologies Inc. Process for manufacture of polymer composite products
DE19646991C2 (de) 1996-11-14 2000-03-23 Binker Materialschutz Gmbh Verfahren zum Bekämpfen von Schädlingen
US6308436B1 (en) 1998-07-01 2001-10-30 The Procter & Gamble Company Process for removing water from fibrous web using oscillatory flow-reversing air or gas
ITRM20020504A1 (it) 2002-10-04 2004-04-05 Gioia Antonio La Compattatore essiccatore a gabbia a doppio flusso e
US7225561B2 (en) 2002-10-25 2007-06-05 South African Nuclear Energy Corporation Limited Oxyfluorination
GB0228734D0 (en) 2002-12-10 2003-01-15 West Philip J Fan controller
JP5263190B2 (ja) 2003-11-25 2013-08-14 Ｊｆｅスチール株式会社 炭酸固化体の製造方法
JP2006143531A (ja) 2004-11-19 2006-06-08 Ishikawajima Constr Materials Co Ltd 硬化体の養生装置
WO2011053598A1 (en) 2009-10-26 2011-05-05 Rutgers, The State University Of New Jersey Hydroxyapatite with controllable size and morphology
US7390444B2 (en) 2005-02-24 2008-06-24 Wisconsin Electric Power Company Carbon dioxide sequestration in foamed controlled low strength materials
JP4929747B2 (ja) 2005-03-28 2012-05-09 コニカミノルタオプト株式会社 光学フィルムの製造方法
DE102006023182A1 (de) 2006-05-17 2007-11-22 Siemens Ag Sensoranordnung zur Erfassung von Kennwerten der Umgebung und Verfahren zur Generierung entsprechender Ausgangssignale
US7877895B2 (en) 2006-06-26 2011-02-01 Tokyo Electron Limited Substrate processing apparatus
JP5060791B2 (ja) 2007-01-26 2012-10-31 独立行政法人森林総合研究所 木材の乾燥方法、木材への薬剤浸透方法及び乾燥装置
CN100465121C (zh) 2007-08-17 2009-03-04 济南大学 碳化养护加气混凝土
MY153061A (en) 2007-11-15 2014-12-31 Univ Rutgers Method of hydrothermal liquid phase sintering of ceramic materials and products derived therefrom
MY177934A (en) 2007-11-15 2020-09-28 Univ Rutgers Systems and methods for capture and sequestration of gases and compositions derived therefrom
JP5270145B2 (ja) * 2007-12-19 2013-08-21 鹿島建設株式会社 表層緻密化セメント硬化体の製造方法
EP2092831A1 (de) 2008-01-25 2009-08-26 Cargofresh AG System zur Überwachung und Steuerung der Atmosphärenzusammensetzung in einem Container zum Transport von Lebensmitteln oder anderen empfindlichen Produkten
US8499471B2 (en) 2008-08-20 2013-08-06 The Board Of Regents Of The Nevada System Of Higher Education, On Behalf Of The University Of Nevada, Reno System and method for energy production from sludge
US8407912B2 (en) 2010-09-16 2013-04-02 Velico Medical, Inc. Spray dried human plasma
US20110182799A1 (en) 2010-01-22 2011-07-28 Rutgers, The State University Of New Jersey Sequestration of a gas emitted by an industrial plant
US8770229B2 (en) * 2010-05-13 2014-07-08 Bowles Fluidics Corporation Fluid stream powered pulse generating fluidic oscillator
EP2651539A4 (en) 2010-12-15 2015-02-11 Carboncure Technologies Inc SEQUESTRATION OF CARBON DIOXIDE IN CONCRETE ARTICLES
UA113844C2 (xx) 2011-03-05 2017-03-27 Зв'язуючий елемент, зв'язуюча матриця і композитний матеріал, що має зв'язуючий елемент, та спосіб його виготовлення
JP6022555B2 (ja) 2011-06-09 2016-11-09 ラトガーズ， ザ ステイト ユニバーシティ オブ ニュー ジャージー 合成配合物ならびにこれらを製造および使用する方法
CN105135871B (zh) 2012-02-20 2018-06-01 艾默生电气公司 提供用于在结构中使用的热量
CN102835449B (zh) 2012-09-04 2014-01-08 灵武市果业开发有限责任公司 灵武长枣相温气调保鲜方法
US20140127458A1 (en) 2012-10-04 2014-05-08 Dawid Zambrzycki Slate-like composite materials and methods of preparation thereof
US20140127450A1 (en) 2012-10-04 2014-05-08 Richard E. Riman Marble-like composite materials and methods of preparation thereof
US8845940B2 (en) 2012-10-25 2014-09-30 Carboncure Technologies Inc. Carbon dioxide treatment of concrete upstream from product mold
EA032774B1 (ru) 2013-03-14 2019-07-31 Солидия Текнолоджиз, Инк. Системы отверждения для материалов, поглощающих диоксид углерода
US10315335B2 (en) 2013-06-07 2019-06-11 Solidia Technologies, Inc. Rapid curing of thin composite material sections

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12472461B2 (en) 2023-12-18 2025-11-18 Intrls, Inc. High surface-area contactor media for improved gas-liquid contactors

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