(57)【要約】 本発明は、準安定状態の可溶性III型無水石膏を安定させるための方法及び安定した可溶性III型無水石膏を主成分にした水硬性結合剤の製造方法を対象としている。本発明は、得られた水硬性結合剤及びセメント工業におけるこの水硬性結合剤の使用も対象としている。本発明は、このような方法の実施を可能にする工業設備をさらに対象としている。本発明によれば、準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子の結晶構造を変えて、前記粒子の準安定状態の相を安定化させるように前記粒子に機械的な応力をかけて、準安定状態の可溶性III型無水石膏を安定させる。本発明の目的は、準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子の通常の加熱・急冷工程を用いることなく、前記粒子を安定化させることである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
準安定状態の可溶性III型無水石膏を安定させるための方法であって、前記準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子の結晶構造を変えて、前記粒子の準安定状態の相を安定化させるように前記粒子に機械的な応力をかけることを特徴とする方法。
【請求項２】
準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子を壁に衝突させて、前記粒子に機械的な応力をかける、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子が移動時に壁に衝突するように形成された衝突管(4)に前記粒子を注入する、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子を5m/s〜30m/sの速度で衝突させる、請求項3に記載の方法。
【請求項５】
以下のことを特徴とする、III型無水石膏を主成分にした水硬性結合剤の製造方法：
a) 硫酸カルシウムを主成分にした粉末組成物を加熱して、準安定状態の可溶性III型無水石膏を生成し、
b) 前記準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子の準安定状態の相を安定化させるように前記粒子に機械的な応力をかける。
【請求項６】
硫酸カルシウム粒子中に含まれる水分子(H2O)を気化させて、該粒子を分裂させるように硫酸カルシウムを主成分にした粉末組成物を加熱する、請求項5に記載の方法。
【請求項７】
フラッシュ焼成方法によって硫酸カルシウムを主成分にした粉末組成物を水蒸気で飽和された雰囲気中で400℃〜700℃の温度で加熱する、請求項5又は6に記載の方法。
【請求項８】
水蒸気で飽和され、400℃〜700℃の温度を有する熱気の流れの中に粉末組成物を注入して、工程a)と工程b)とを同時に実施し、前記熱気の流れが衝突管(4)を通過する、請求項5乃至7の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
工程b)の後に得られた粒子に急熱急冷処理を施す、請求項5乃至8の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
硫酸カルシウムを主成分にした粉末組成物の加熱温度及び時間が準安定状態の可溶性III型無水石膏及び/又はII型無水石膏及び/又はβ型半水石膏を生成するように調節される、請求項5乃至9の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
硫酸カルシウムを主成分にした粉末組成物の加熱温度及び時間が中心に準安定状態の可溶性III型無水石膏を有し、表面にII型無水石膏を有する粒子を生成するように調節される、請求項5乃至10の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
工程a)で、天然石膏か合成石膏、或いは半水石膏を主成分にした粉末組成物を加熱する、請求項5乃至11の何れか一項に記載の方法。
【請求項１３】
粉末組成物が以下の1つか複数の化合物と混合される、請求項12に記載の方法：消石灰、水硬性カルシウム、生石灰、大理石粉末、炭酸カルシウム、ポリカルボン酸塩。
【請求項１４】
請求項5乃至13の何れか一項に記載の方法によって得られることを特徴とする、安定した可溶性III型無水石膏を含む水硬性結合剤。
【請求項１５】
コンクリート又はモルタルタイプの材料の調製のための請求項14に記載の水硬性結合剤の使用。
【請求項１６】
硫酸カルシウムを主成分にした粉末組成物を加熱して、準安定状態の可溶性III型無水石膏を生成するための手段(20,21,22)と、前記粒子の準安定状態の相を安定化させるように前記粒子に機械的な応力をかけるための手段(4,9)とを備えている、請求項5乃至13の何れか一項に記載の方法の実施のための工業設備。
【請求項１７】
準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子が、前記粒子が移動時に壁に衝突するように形成された衝突管(4)に注入され、前記管の入口が熱気発生装置に接続されている、請求項16に記載の設備。
【請求項１８】
衝突管(4)がほぼトロイダル形である、請求項17に記載の設備。
【請求項１９】
衝突管(4)の出口(41)が固体粒子から水蒸気を分離するための手段(5)に接続されている、請求項17又は18に記載の設備。
【請求項２０】
水蒸気が残留微粒子回収用フィルタ(7)の方に流れる、請求項19に記載の設備。
【請求項２１】
衝突管(4)から出てくる粒子が圧縮空気源に接続された第2衝突管(9)の方に流れる、請求項17乃至20の何れか一項に記載の設備。
【請求項２２】
急熱急冷装置が第1衝突管(4)及び/又は第2衝突管(9)の下流側に配置されている、請求項17乃至21の何れか一項に記載の設備。
【請求項２３】
設備内に加圧状態を作るように設けられた加圧装置を備えている、請求項16乃至22の何れか一項に記載の設備。
【請求項２４】
準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子に機械的な応力をかけるための手段が前記粒子に機械的な力をかけるように設けられたピストン装置である、請求項16に記載の設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、準安定状態の可溶性III型無水石膏を安定させるための方法及び安定した可溶性III型無水石膏を主成分にした水硬性結合剤の製造方法を対象としている。
【０００２】
本発明は、得られた水硬性結合剤及びセメント工業におけるこの水硬性結合剤の使用も対象としている。
【０００３】
本発明は、このような方法の実施を可能にする工業設備をさらに対象としている。
【０００４】
本発明は、セメント工業の技術分野に関するものであり、特に硫酸カルシウムを脱水して得られたセメント組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００５】
可溶性III型無水石膏を主成分にした水硬性結合剤は、当業者間でよく知られている。220℃〜360℃で天然二水石膏(CaSO4・2H2O)か半水石膏(CaSO4・1/2H2O)の脱水が起こり、0.1〜0.2のεで準安定状態の可溶性III型無水石膏(CaSO4・εH2O)が生成される。約400℃から脱水がさらに起こり、吸湿性が非常に低いII型無水石膏(CaSO4・0H2O)が生成される。
【０００６】
準安定状態の可溶性III型無水石膏は吸湿性が高いので、従来のβ型半水石膏に速やかに戻り、次いで表面の湿度に応じて硫酸カルシウムの状態に戻る。
【０００７】
当業者は、特にフランス特許FR2733496 (デュッセル)、FR2767815 (クチュリエ)、FR2804423 (エネルジェティック・インダストリーズ・インターナショナル)、国際公開特許WO00/47531(クチュリエ)、或いは又WO2005/000766(クチュリエ)によって以下の2つの連続工程から成る安定した可溶性III型無水石膏の製造方法を知っている。
a) 準安定状態の可溶性III型無水石膏を生成するための硫酸カルシウム（天然石膏か合成石膏、或いは焼石膏）を主成分にした粉末組成物の加熱処理、
b) III型無水石膏の準安定状態の相を安定化させることが可能な急熱急冷処理。
【０００８】
従って、従来技術の方法は、III型無水石膏粒子の準安定状態の相を安定化させるように前記粒子に熱応力をかけることを当業者に教えている。この急激な冷却は特に重要である。何故なら、それによって、III型無水石膏粒子の結晶構造を閉塞し、固定して、前記粒子を安定化させることが可能であるからである。
【０００９】
しかしながら、この種の公知の方法は、いくつかの欠点を有する。確かに、冷却は一般的に材料の中心に冷たい乾燥空気を注入して行われる。安定したIII型無水石膏粒子の質が一定していないことが明らかになる。何故なら、冷却は全粒子に対して効果的ではないからである。
【００１０】
さらに、冷却工程時における湿気の多い空気の比率により、準安定状態のIII型無水石膏が半水石膏に戻るので、複雑で高価な設備がない限り、工業的に得られる安定したIII型無水石膏の比率はそれほど高くない。
【００１１】
また、加熱は、作動するために多量のエネルギーを要する回転炉で通常行われる。さらに、これらの回転炉は高い慣性を有する。すなわち、回転炉を冷却するか、所定の温度にするには多くの時間が必要である。これらの理由から、製造を中止することは難しく、時間とエネルギーの面で高くつく。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来技術の欠点に対して、本発明が解決しようとする主な技術的問題は、準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子を冷却せずに前記粒子を効果的に安定化させることである。
【００１３】
本発明は、実施が簡単で、多くのエネルギーを必要としない、安定したIII型無水石膏の粒子を製造することが可能である方法を提案することも目的とする。
【００１４】
本発明のもう1つの目的は、この方法を実施することが可能な簡単で製作費が安い工業設備を提案することである。
【００１５】
本発明は、優れた機械的性能を有するIII型無水石膏を主成分にした水硬性結合剤を提案することをさらに目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
これらの技術的問題を解決するために、本出願人は、準安定状態のIII型無水石膏の粒子に機械的な応力をかけることにより、前記粒子を効果的に安定化させることが可能であることを今回明らかにした。
【００１７】
本発明の意味において、「安定した」とは、III型無水石膏粒子の再水和反応速度が非常にゆっくりしていることを意味する。このようにして、得られた水硬性結合剤は、特別な制約なしに長時間貯蔵及び保存することができ、その特性は、時間が経過してもほぼ一定したままである。
【００１８】
文献「Activation
of solids by mechanical grinding, concequences for calorimetric investigation
on the hydration rate orthorhombic anhydrite」M.MURAT,A.ELHAJJOUJI,Thermochimica  Acta,Vol.85,1985,pp.119-122は、以下の工程から成る無水石膏（斜方晶系）の水和速度を改善するための方法について記述している。
a) 粉末石膏を750℃で5時間焼成して、多くの表面傷を有する無水石膏(CaSO4、斜方晶系、合成)が得られる。
b) 冷却後、無水石膏は、フリッチュ遠心粉砕機で4分〜120分間機械的に微粉化される。
【００１９】
この粉砕は、化学反応において好ましい部位として働く応力及び傷の局所的な導入によって新しい表面の反応性を改善する。新しい表面は、水蒸気に非常に弱い。しかしながら、この活性化は、III型無水石膏の準安定状態の相を安定化させる利点を有していない。
【００２０】
本発明が提案する解決策は、準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子の準安定状態の相を安定化させるように前記粒子に機械的な応力をかけることにある。この方法は、エネルギーの面で高くつくことがあり得るが、III型無水石膏粒子の結晶構造を変えて、前記粒子を効果的に安定化させることが可能である。
【００２１】
準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子に機械的な応力を簡単にかけることが可能である本発明の有利な特徴によれば、これらの粒子を壁に衝突させる。また、好ましくは、準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子が移動時に壁に衝突するように形成された衝突管に前記粒子を注入する。
【００２２】
準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子に最適な機械的な応力をかけることが可能である本発明の他の有利な特徴によれば、これらの粒子を5 m/s〜30 m/sの速度で衝突させる。
【００２３】
本発明は、以下のことを特徴とするIII型無水石膏を主成分にした水硬性結合剤の製造方法にも関するものである。
a) 硫酸カルシウムを主成分にした粉末組成物を加熱して、準安定状態の可溶性III型無水石膏を生成し、
b) 準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子の準安定状態の相を安定化させるように前記粒子に機械的な応力をかける。
【００２４】
この方法により、機械的な応力によって準安定状態の可溶性III型無水石膏の相の硫酸カルシウム粒子を安定化させることが可能である。この方法によって得られた水硬性結合剤は、優れた耐湿性を有しており、大気中での再水和作用はゆっくりしている。さらに、この結合剤の使用によって得られたコンクリート又はモルタルタイプの製品の物理的及び機械的性能は、当業者間で知られている同種の水硬性結合剤の使用によって得られた製品と少なくとも同様に優れている。
【００２５】
大径のIII型無水石膏粒子に機械的に応力をかける前にそれらを微粉化することが可能である本発明のさらに他の有利な特徴によれば、硫酸カルシウム粒子中に含まれる水分子(H2O)を気化させて、これらの粒子を分裂させるように粉末組成物を加熱する。また、好ましくは、フラッシュ焼成方法によって硫酸カルシウムを主成分にした粉末組成物を水蒸気で飽和された雰囲気中で400℃〜700℃の温度で加熱する。
【００２６】
水硬性結合剤の製造を簡素化することが可能である本発明のさらに他の有利な特徴によれば、水蒸気で飽和され、400℃〜700℃の温度を有する熱気の流れの中に粉末組成物を注入して、工程a)と工程b)とを同時に実施し、前記熱気の流れは、衝突管を通過する。このようにして、硫酸カルシウム粒子は、それらを分裂させて、準安定状態の可溶性III型無水石膏を作り出す効果がある熱応力と、これらの粒子の準安定状態の相を安定化させる効果がある機械的な応力とを同時に受ける。
【００２７】
本発明のさらに他の有利な特徴によれば、工程b)の後に得られた粒子に急熱急冷処理を施す。
【００２８】
水硬性結合剤の物理的及び機械的特性を変化させることが可能である本発明の有利な特徴によれば、硫酸カルシウムを主成分にした粉末組成物の加熱温度及び時間は、準安定状態の可溶性III型無水石膏及び/又はII型無水石膏及び/又はβ型半水石膏を生成するように調節される。「III型無水石膏及び/又はII型無水石膏及び/又はβ型半水石膏」という表現は、「準安定状態の可溶性III型無水石膏だけ」か「準安定状態の可溶性III型無水石膏とII型無水石膏」か「準安定状態の可溶性III型無水石膏とβ型半水石膏」、或いは「準安定状態の可溶性III型無水石膏とII型無水石膏とβ型半水石膏」を意味するものとして理解されなければならない。
【００２９】
準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子が工程a)において工程b)の前にあまり急速に再水和されないように、硫酸カルシウムを主成分にした粉末組成物の加熱温度及び時間は、中心に準安定状態の可溶性III型無水石膏を有し、表面にII型無水石膏を有する粒子を生成するように調節される。
【００３０】
好ましい実施形態の特徴によれば、天然石膏か合成石膏、或いは半水石膏を主成分にした粉末組成物を加熱する。
【００３１】
水硬性結合剤の特性を改善するために、粉末組成物は、以下の1つか複数の化合物と混合される：石灰、水酸化カルシウム、大理石粉末、炭酸カルシウム、ポリカルボン酸塩。
【００３２】
本出願人によって優れた特性ということが確認されているので、本発明は、上記の方法によって得られた水硬性結合剤も対象としており、前記結合剤は、コンクリート又はモルタルタイプの材料の調製に用いられ得る。
【００３３】
本発明のもう1つの対象は、前述の方法の実施を可能にする工業設備であり、前記設備は、硫酸カルシウムを主成分にした粉末組成物を加熱して、準安定状態の可溶性III型無水石膏を生成するための手段と、前記粒子の準安定状態の相を安定化させるように前記粒子に機械的な応力をかけるための手段とを備えている。
【００３４】
本方法の設計及び実施を簡素化する本発明の有利な特徴によれば、準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子は、前記粒子が移動時に壁に衝突するように形成された衝突管に注入され、前記管の入口は、熱気発生装置に接続されている。また、衝突領域を増やすために、衝突管は、好ましくはほぼトロイダル形である。
【００３５】
III型無水石膏粒子が衝突管の出口であまり急速に再水和されないようにする本発明のさらに他の有利な特徴によれば、前記出口は、固体粒子から水蒸気を分離するための手段に接続されている。また、設備の収益性を高めるために、水蒸気は、好ましくは残留微粒子回収用フィルタの方に流れる。
【００３６】
衝突管から出てくる粒子の安定化と微粉化とを最適化することが可能である本発明のさらに他の有利な特徴によれば、前記粒子は、圧縮空気源に接続された第2衝突管の方に流れ得る。
【００３７】
本発明のさらに他の有利な特徴によれば、急熱急冷装置は、第1衝突管及び/又は第2衝突管の下流側に配置されている。
【００３８】
外から湿気の多い空気が入るのを防ぐために、設備は、その利点として前記設備内に加圧状態を作るように設けられた加圧装置を備えている。
【００３９】
本実施の変形例では、準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子に機械的な応力をかけるための手段は、前記粒子に機械的な力をかけるように設けられたピストン装置であり得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
本発明の他の特徴及び利点は、図1が本発明の対象である設備の好ましい実施形態を概略的に示す添付図面と比較して、非限定的な指示例として示された以下の説明を読むと、より明らかになるであろう。
【００４１】
添付図に関連して、硫酸カルシウムを主成分にした粉末組成物は、予めサイロ1に貯蔵される。用いられる粉末組成物は、その利点として天然石膏、合成石膏（特に脱硫石膏、リン酸石膏、ホウ酸石膏、チタン石膏）又は半水石膏（α又はβ型）を主成分にしている。
【００４２】
粉末組成物は、以下の1つか複数の化合物と混合され得る：消石灰、水硬性カルシウム、大理石粉末、炭酸カルシウム、ポリカルボン酸塩。当業者間で知られているこれらの補足物質により、水硬性結合剤の特性及び特に機械的耐圧縮性、耐火性などを改善することが可能である。実際には、その利点として1〜15重量%の準安定状態の可溶性III型無水石膏及び/又はII型無水石膏及び/又はβ型半水石膏の粒子を石灰又は水酸化カルシウムと混合する。焼成後のこの混合は、本方法の実施後に行われる物理化学反応を改善することを目的としている。
【００４３】
III型無水石膏の再水和作用を遅くするために、残留湿気及び/又は大気の湿気を取り込む目的で粉末組成物を生石灰と混合することもできる。
【００４４】
処理すべき粉末組成物の粒度は、用いられる硫酸カルシウムの性質（天然石膏、合成石膏又は半水石膏）に応じて20 μm〜15 mmである。
【００４５】
粉末組成物は、準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子かII型無水石膏粒子及び/又はβ型半水石膏粒子に結合された準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子のみを生成するように加熱装置で加熱される。II型無水石膏及び/又はβ型半水石膏の存在によって、本発明の対象である水硬性結合剤の物理的及び機械的特性を変更することが可能である。
【００４６】
II型無水石膏と可溶性III型無水石膏との重量比は、好ましくは本発明の対象である水硬性結合剤の適用に応じて1%〜100%である。例えば、20%〜40%のII型無水石膏と可溶性III型無水石膏との重量比を有する結合剤は、優れた機械的特性を有することになる。
【００４７】
この粉末組成物は、数秒〜数時間180℃〜700℃に加熱される。加熱温度及び時間は、主に粒度、処理すべき粉末組成物の種類、用いられる加熱方法など、幾つかのファクターに依存している。フラッシュ焼成方法で直接的に又は間接的に回転炉、加熱釜又は同等の他の全ての焼成装置の加熱を行うことができるであろう。
【００４８】
種々の焼成パラメータの調整により、求められている組成物の最終特性に応じて準安定状態の可溶性III型無水石膏及び/又はII型無水石膏及び/又はβ型半水石膏の比率を調整することが可能である。
【００４９】
本発明の優先的な特徴によれば、硫酸カルシウム粒子中に含まれる水分子(H2O)を気化させて、これらの粒子を分裂させるように硫酸カルシウムを主成分にした粉末組成物を加熱する。そうするために、下記のフラッシュ焼成方法を用いることが好ましいが、この結果に達することが可能である他の全ての方法が当業者によって用いられ得る。
【００５０】
好ましい加熱装置は、その利点としてバーナ21に接続されたエアタービン20から成るフラッシュ焼成装置である。粉末組成物は、熱気ノズル22とともに配置されたダクト30に  注入され、このように発生された熱気の流れによって高速(5m/s〜30m/s）で運搬される。熱気ノズル22は、乱流を創出して、熱交換を促進するように形成されている。
【００５１】
III型無水石膏粒子を再焼成しないように、既に微粉化された硫酸カルシウム粒子(最大直径1mm)に280℃〜320℃の温度で約5秒間フラッシュ焼成を行うことができる。
【００５２】
本発明の好ましい特徴によれば、フラッシュ焼成は、水蒸気で飽和され、400℃〜600℃、好ましくは500℃の温度を有する雰囲気中で行われる。これらの高温により、硫酸カルシウム粒子中に含まれる水分子(H2O)を気化させることが可能であり、これらの粒子を分裂させて、それらの直径を小さくする効果がある。直径数mm（15mmまで）の粒子を処理して、それらに機械的に応力をかける前にそれらの直径を半分小さくすることがこのように可能である。水蒸気で飽和された雰囲気により、約500℃の温度でさえも再焼成せずに準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子を生成することが可能である。
【００５３】
フラッシュ焼成装置により発生された熱気の流量、加熱温度及び粉末組成物の粒子径を調節して、当業者は、準安定状態の可溶性III型無水石膏及び/又はII型無水石膏及び/又はβ型半水石膏の量を変化させることができる。例えば、5 m/sの速度を有する500℃の熱気の流れにより、約10mmの粒度を有する硫酸カルシウムを主成分にした組成物を処理して、60%〜80%の準安定状態の可溶性III型無水石膏と、20%〜40%のII型無水石膏とを生成することが可能である。
【００５４】
外から湿気の多い空気が入る場合、準安定状態の相の可溶性III型無水石膏の粒子が再水和されないように、種々の焼成パラメータを調整して、中心に準安定状態の可溶性III型無水石膏を有し、表面にII型無水石膏を有する粒子を生成することもできる。II型無水石膏は吸湿性が低いので、準安定状態の可溶性III型無水石膏は、II型無水石膏の層によって保護されたままである。
【００５５】
硫酸カルシウム粒子中に含まれる水分子(H2O)を取り出して、III型無水石膏を生成することが可能である他の方法が用いられ得る。例えば遠心分離法か超音波を使用する方法を用いることを想定することができる。
【００５６】
本発明によれば、III型無水石膏粒子の準安定状態の相を安定化させるように前記粒子に機械的な応力をかける。この機械的な応力により、特にIII型無水石膏及び/又はII型無水石膏及び/又はβ型半水石膏の粒子の密度を高めて、これらの粒子の結晶構造を変え、より高い機械的強度を得て、準安定状態、すなわち吸水能力を著しく低下させることが可能であることが明らかにされた。
【００５７】
結晶構造のこの変化は、粒子間の衝突や摩擦と、前記粒子の表面エネルギーの変化とによるものである。機械的な応力の影響で結晶構造が歪むので、水分子(H2O)の戻りのための空いている場所がなくなると考える。
【００５８】
機械的な応力の適用は、好ましくは準安定状態の可溶性III型無水石膏（及び/又はII型無水石膏及び/又はβ型半水石膏）の粒子を壁に衝突させて行われる。しかしながら、機械的な応力をかけることが可能である他の同等の方法が用いられ得る。例えば前記粒子に機械的な力をかけるように設けられたピストン装置を用いることができ、これらの粒子は、前記ピストン装置によって粉砕される。
【００５９】
この機械的な応力の適用によって、III型無水石膏の相をII型無水石膏及び/又はβ型半水石膏の相に結合させて、新型水硬性結合剤を生成することがさらに可能である。その上、安定した可溶性III型無水石膏（例えばGypcement登録商標）、II型無水石膏及び/又はβ型半水石膏を含む混合物に直接機械的な応力をかけて、結晶構造がII型無水石膏の相に結合された可溶性III型無水石膏の相から成る粒子を含む水硬性結合剤を得ることを想定することができる。
【００６０】
図1に関連して、ダクト30は、準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子が移動時に壁に衝突するように形成された衝突管4に接続されている。粒子は、安定化させるべき粒子の大きさや性質に依存する安定化に導く速度である5m/s〜30m/sの速度で壁に放出される。バーナ21に接続されたエアタービン20によって、このような速度を有する熱気の流れを発生させることが可能である。超高温の熱衝撃と超高速の機械的衝撃との共通の作用によるIII型無水石膏（及び/又はII型無水石膏及び/又はβ型半水石膏）の粒子の合成によって、水硬性結合剤の凝集力が確保される。
【００６１】
衝突管4は、その利点として、方向転換する度に、粒子が壁に衝突するようにほぼトロイダル形である。衝突管4は、完全にトロイダル形であるか、方向転換の前に真っ直ぐな部分を備えることができる。しかしながら、衝突管4は、例えば「L」型管や「U」型管など、粒子が壁に衝突することが可能である他の全ての形状を有することができる。実際には、RIERANADEU株式会社によって製造されたターボドライヤーRINA-JET(登録商標)を用いることが好ましい。
【００６２】
壁に衝突して、III型無水石膏（及び/又はII型無水石膏及び/又はβ型半水石膏）の粒子は、安定化するだけではなく、分裂することにもなり、これによって、前記粒子を微粉化して、粒度を5μm〜50μmに縮小することが可能である。
【００６３】
加熱装置で、焼成パラメータが準安定状態の可溶性III型無水石膏の粒子だけを生成する（場合によっては、II型無水石膏の層で覆う）ように調整される場合には、II型無水石膏及び/又はβ型半水石膏注入装置（図示しない）は、第1衝突管4の後か、その利点として前に配置され得る。
【００６４】
図1に示す設備により、粉末組成物の粒子に以下の衝撃と応力とを同時に及ぼすことが可能である。
- エアタービン20とバーナ21とによって発生された熱気の流れによる熱衝撃、
- 粒子の衝突管4の壁への衝突による機械的な応力。
【００６５】
しかしながら、加熱されずに、予め室温で貯蔵された準安定状態の可溶性III型無水石膏（及び/又はII型無水石膏及び/又はβ型半水石膏）の粒子に機械的な応力をかけることが可能である。水硬性結合剤の機械的特性を高める目的で既に安定したIII型無水石膏の粒子に機械的な応力をかけることも可能である。
【００６６】
機械的な応力の適用工程は、III型無水石膏の安定化の標準工程を完了する。この工程は、III型無水石膏とII型無水石膏との重量比、水硬性結合剤の吸水に対する安定性、再水和反応速度などのような水硬性結合剤の幾つかの物理的及び機械的性質を改善する目的で、所定時間内に高温又は低温で連続的に繰り返され得る。この高レベルの技術は、水硬性結合剤に必要なパラメータを正確に調整する可能性を提供し、III型無水石膏（及び/又はII型無水石膏及び/又はβ型半水石膏）の相の結晶化現象を管理する。
【００６７】
図1に関連して、衝突管4の出口41は、前記管の内側に配置されている。この配置により、所定の直径に達した粒子のみを回収することが可能である。遠心加速度が衝突管4内で発生するため、大径で高重量の粒子は、前記管の外壁の方に引き寄せられ、それに衝突して分裂し、微粉化される。小径で軽量の粒子だけが出口41に到達して、回収され得る。所定の直径に微粉化されない限り、粒子は出口41に到達できず、衝突管4内を循環し続ける。
【００６８】
添付図に示す設備によれば、遠心管4の出口41は、ダクト42を経由して固体粒子から水蒸気を分離するための手段5に接続されている。実際には、固体粒子が下の方に流れ、水蒸気が上の方に流れる円筒形フィルタである。
【００６９】
その利点として、回収された水蒸気は、ダクト50を経由して残留微粒子回収用の第2フィルタ6の方に流れる。この第2フィルタ6は、エアポンプ型の蒸気抽出装置7に接続されている。
【００７０】
設備のエネルギー効率を改善する目的で、新気71と混合された蒸気抽出装置7からの熱気70をエアタービン20に供給することが可能である。
【００７１】
衝突管4及び/又は固体粒子から水蒸気を分離するための手段5及び/又は第2フィルタ6からの固体粒子は、輸送管8を経由して螺旋揚水機を介して圧縮空気源90に接続された第2衝突管9の方に流れ得る。第2衝突管9は、前述の衝突管と同種であり、同様に機能する。粒子に機械的な応力をかけるのに適した他の全ての装置が当業者によって用いられ得る。
【００７２】
圧縮空気によって、水硬性結合剤の粒子が第2衝突管9の壁に適切な速度で衝突できるように前記粒子をこの衝突管内で循環させることが可能である。実際には、冷たい圧縮空気を2 バール〜15バールの高圧で注入する。この機械的な応力は、粒子の分裂を完了させ、粒度を１μm〜10μmに縮小する。
【００７３】
第2衝突管9内に戻る水硬性結合剤は、種々の機器との接触による連続的な熱交換のために120℃以下の温度にある。しかしながら、これらの機器を断熱材で覆って、水硬性結合剤を約300℃の温度で保持することが可能である。熱い粒子が冷たい圧縮空気と接触して、急熱急冷処理のように作用し、III型無水石膏粒子の安定化を完了させる。当業者間で知られている他の全ての急熱急冷装置は、第2衝突管9か第1衝突管4の下流側に配置され得る。
【００７４】
図1に関連して、第2衝突管9の出口91は、ダクト92を経由して前処理の前に水硬性結合剤を貯蔵することが可能であるタンク10の方に接続されている。
【００７５】
図示しない本実施の変形例では、第2衝突管9の出口91は、第3衝突管に接続され、その後、求められている特性を満たした水硬性結合剤を得るまで続いている。
【００７６】
図示しない本実施の変形例では、衝突管4及び/又は固体粒子から水蒸気を分離するための手段5及び/又は第2フィルタ6からの固体粒子は、真っ直ぐなダクトを有するフラッシュ焼成装置の方に流れる。真っ直ぐなダクトを有することにより、粒子を他の鉱物（消石灰、水硬性カルシウム、生石灰、大理石粉末、炭酸カルシウム、ポリカルボン酸塩など）と効果的に組み合わせることが可能である。さらに、2番目のフラッシュ焼成方法で、III型無水石膏の熱処理を完了し、中心にIII型無水石膏を有し、表面にII型無水石膏を有する粒子を生成するように焼成パラメータを調整することができる。
【００７７】
貯蔵サイロ1の出口からタンク10まで全設備において乾燥雰囲気（10%以下、好ましくは0〜5%の空気の湿度）を保持することは有利なことである。この湿度を制御するには、外から湿気の多い空気が入るのを防ぐために加圧装置を用いる。この加圧装置は、輸送管及び全設備を加圧するように湿度センサとともに配置された乾燥空気圧縮機から成る。当業者に合った同等の他の全ての加圧装置が用いられ得る。
【００７８】
本発明の対象である全設備において乾燥雰囲気を保持するために、湿度制御装置とともに配置された湿気分離器を用いることもできる。
【００７９】
得られた水硬性結合剤は、以下の非常に優れた特性を有する。
- 湿気及び吸水に対する安定性（2%以下）、
- 粒子の高密度、
- 高可溶性、
- あらゆる形状の骨材を組み合わせた高い機械的強度：40Mpa〜80MpaのRc及び10Mpa〜20MpaのRf、
- 過圧縮された材料の製造を可能にする結合剤の細かさに関連した超低多孔性、
- あらゆる種類の補助物に対する付着性能の増大、超高性能の複合技術をもたらす水分還元補助との整合性、
- 検討された骨材を組み合わせて得られた材料の細かさと密度とによる例外的な美的特質、
- 前記水硬性結合剤から生成された組成物の火に対する反応の改善。
【００８０】
得られた水硬性結合剤は、コンクリート又はモルタルタイプの材料の調製に用いられ得る。本出願人は、本発明によって得られた水硬性結合剤を例えばポルトランド系セメントか水酸化カルシウム（石灰）と組み合わせて、特に70%〜90%のポリプロピレン(PP)を混入した本発明の対象である水硬性結合剤を10%〜30%のポリプロピレン(PP)を混入したセメントと混合すると、得られた材料が耐水性及び改善された機械的性能とを有することを実験的に確認した。機械的性能は、10%〜15%と高くなっている。
【００８１】
本出願人は、本発明の対象である水硬性結合剤に5%のポリプロピレン(PP)を混入した石灰を加えることによって、基準モルタルを流動化し、機械的強度を30%高めることが可能であることも確認した。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の安定した可溶性III型無水石膏を主成分にした水硬性結合剤の製造方法の実施のための工業設備を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８３】
１          貯蔵サイロ
４          第１衝突管
５          固体粒子から水蒸気を分離するための手段
６          第２フィルタ
７          蒸気抽出装置
８          輸送管
９          第２衝突管
１０        タンク
２０        エアタービン
２１        バーナ
２２        熱気ノズル
３０        ダクト
４１        出口
４２        ダクト
５０        ダクト
７１        新気
９０        圧縮空気源
９１        出口
９２        ダクト      
【図１】
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【国際調査報告】
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