[发明专利]用于消耗二氧化碳的材料的固化系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请主张2013年3月14日提交的共同未决的美国临时专利申请号61/785,226的优先权及权益，该申请的全文以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及用于制备新型复合材料的系统及方法。更具体地，本发明涉及用于由包括水及二氧化碳的各种常见原材料(或前体材料)制造合成材料的设备及方法。所述复合材料适用于建造、基础设施、艺术品及装潢中的各种用途。

背景技术

混凝土及石料

自古以来，人类已知并且使用混凝土及石材。举例而言，诸如混凝土、板岩、花岗岩及大理石的材料用于建造各种有用结构。

混凝土用于各种结构，包括道路、建筑物及诸如，管、砌块、铺设材料及铁道枕木建筑组件。混凝土具有许多有益性质，诸如，坚硬(或抗机械力变形)、防火、拒水以及对包括霉变及菌类生长的要素耐性。

板岩为主要由石英及云母组成的细纹理变质岩(有时化学式为KAl₂(AlSi₃O₁₀))。因为板岩为平坦、坚硬、防火、拒水以及对包括霉变及菌类生长的要素耐性，故发现板岩在建筑物及建造中的更广范使用，诸如，铺设材料及屋面材料。板岩存在各种颜色，例如，灰色(浅灰至暗灰)、绿色、青色(蓝绿色)或紫色。板岩为大体“页片状的”或分层的，以使得板岩分裂形成不同的平坦表面图案。板岩的独特美学及物理质量使其在建筑物及建造中以及在装饰艺术及雕塑中成为理想材料。

已经努力研究了人造板岩类材料，以低成本、易生产的仿制品取代更昂贵并且稀有的天然板岩。然而，所述努力尚未生产合成材料，该合成材料具有板岩的所需外观、纹理、密度、硬度、孔隙率及其他美观特征，同时可以低成本及最小环境影响大量制造合成材料。

“复合板岩”为由回收橡胶及塑胶制成的仿造板岩替代品。虽然所述产品在外观及一些性质上类似于板岩(主要在于所述产品是拒水及要素耐性的)，但所述产品缺乏板岩的硬度，所述产品的防火程度不如板岩，并且所述产品具有明显不同的“手感”。所述产品在近距离看起来不同。最终，虽然所述产品可含有回收材料，但所述产品基于源自石油化学产品的材料。

层压沥青片具有使其与天然板岩相比相当不理想的人造外观。其他人造板岩仿制品由合成树脂粘结剂制备。所述方法受众多缺陷影响，包括不良再现性、低产率、劣化、高加工成本、不尽人意的机械性质等。

花岗岩为主要包含石英、云母及长石的火成岩。花岗岩在细粒基质内通常具有粗粒。众所周知，花岗岩自然存在各种颜色。

自古以来，人类已知并且使用花岗岩。花岗岩的独特美观及物理质量使其在建筑物及建造以及在装饰艺术及雕塑中为理想材料。已经努力研究了人造花岗岩类材料，以低成本、易生产的仿制品取代昂贵并且稀有的材料。然而，所述努力尚未生产合成材料，该合成材料具有花岗岩的所需外观、纹理、密度、硬度、孔隙率及其他美观特征，同时可以低成本及最小环境影响大量制造合成材料。

大部分人造花岗岩仿制品通过掺混天然石材粉末及矿物与合成树脂(例如，丙烯酸、不饱和聚酯、环氧树脂)来制备。所述方法受众多缺陷影响，包括不良再现性、低产率、劣化、高加工成本、不尽人意的机械性质等。

自古以来，人类已知并且使用大理石。大理石的独特美观及物理质量使其在建筑物及建造以及在装饰艺术及雕塑中为理想材料。已经努力研究了人造大理石类材料，以低成本、易生产的仿制品取代昂贵并且稀有的材料。然而，所述努力尚未生产出合成材料，该合成材料具有大理石的所需外观、纹理、密度、硬度、孔隙率及其他美学特征，同时可在环境影响最小的情况下以低成本大量制造该合成材料。

大部分人造大理石仿制品通过掺混天然石材粉末及矿物与合成树脂(例如，丙烯酸、不饱和聚酯、环氧树脂)而制备。所述方法受众多缺陷影响，包括不良再现性、低产率、劣化、高加工成本、不尽人意的机械性质等。

传统混凝土固化腔室

传统混凝土固化腔室用于各种预铸混凝土工业。固化腔室为完全或部分封闭的容积，其中可形成受控环境。封闭容积可由诸如房间的刚性结构的实心壁界定或由诸如帐篷形式的防水布的柔性障壁界定。在形成混凝土样本后，将该样本放置于具有足够湿气含量及足够高的温度的受控环境中，以确保在合理时间内达到充分固化，通常以天为单位测量。固化对混凝土产物的质量极其重要，并且对诸如耐久性、强度及耐磨性的性质具有巨大影响。适当的固化还帮助减轻随时间发生的次级反应，所述反应可导致成品的缺陷及不需要的颜色改变。