Güclü ultrasəsdən istifadə etməklə sement hissəciklərinin deaqlomerasiyası
Zond tipli sonikatorlar sement hissəciklərinin deaqlomerasiyası üçün tez-tez istifadə olunur. Bu üsul üyüdücü cisimlərə ehtiyacı aradan qaldırır, filtrasiyanı və intensiv təmizləməni lazımsız etməklə prosesi sadələşdirir və hissəcik ölçüsünün səmərəli şəkildə kiçildilməsini təmin edir. Bundan əlavə, ultrasəslə emal dispersantlardan asılılığı azaldır və daha yığcam, enerjiyə qənaət edən avadanlıqdan istifadə edir; bu da onu sement hissəciklərinin dispersiyası və deaqlomerasiyası üçün olduqca əlverişli həllə çevirir.
Sement hissəciklərinin ultrasəslə deaqlomerasiyasının üstünlükləri
Sement tikintidə ən vacib materiallardan biridir və bağlayıcı xüsusiyyətlərinə görə geniş istifadə olunur. Lakin optimal göstəricilərə nail olmaq üçün hissəciklərin bərabər paylanması tələb olunur, çünki aqlomerasiya olunmuş hissəciklər sementin göstəricilərinə mənfi təsir göstərə bilər. Ultrasəslə deaqlomerasiya bu çətinliyin aradan qaldırılması üçün güclü üsul kimi meydana çıxmışdır.
Sement hissəciklərinin yüksək emal məhsuldarlığı ilə deaqlomerasiyası üçün sənaye sonikatorları.
- Hissəciklərin dispersiyasının yaxşılaşdırılması: Ultrasəslə deaqlomerasiya sement hissəciklərini effektiv şəkildə dispersləşdirərək hissəcik ölçülərinin bərabər paylanmasını təmin edir. Bu bərabərlik sement əsaslı materiallarda sabit möhkəmlik və davamlılıq əldə etmək üçün həlledici əhəmiyyət daşıyır.
- Hidratasiyanın yaxşılaşdırılması: Deaqlomerasiya olunmuş hissəciklərin artan səth sahəsi hidratasiya prosesini yaxşılaşdırır və son məhsulda daha yaxşı birləşməyə və daha yüksək möhkəmliyə gətirib çıxarır. Hidratasiyanın yaxşılaşdırılması həmçinin sement matrisində natamam reaksiyalar və zəif sahələr yaranması riskini azaldır.
- İşlənmə qabiliyyətinin artırılması: Yaxşı dispersləşdirilmiş sement hissəcikləri daha asan işlənən qarışıq əmələ gətirir və onun qarışdırılmasını, tökülməsini və səthinin hamarlanmasını asanlaşdırır. İşlənmə qabiliyyətinin bu cür yaxşılaşması tikinti müddətinin qısalmasına və əmək xərclərinin azalmasına gətirib çıxara bilər.
- Mexaniki xüsusiyyətlərin yaxşılaşdırılması: Ultrasəslə deaqlomerasiya sement əsaslı materiallarda daha sıx və daha homogen mikrostrukturun formalaşmasına kömək edir. Bu, sıxılma və dartılma möhkəmliyi kimi mexaniki xüsusiyyətlərin yaxşılaşması ilə nəticələnir.
- Əlavələrin istifadəsinin azaldılması: Ultrasəslə deaqlomerasiya vasitəsilə daha yaxşı dispersiya əldə etməklə kimyəvi dispersantlara və digər əlavələrə ehtiyac minimuma endirilə bilər. Bu, xərcləri azaltmaqla yanaşı, sement istehsalının ətraf mühitə təsirini də azaldır.
- İqtisadi səmərəlilik: Sənaye tipli ultrasəs cihazına qoyulan ilkin sərmayədən asılı olmayaraq, məhsul keyfiyyətinin yaxşılaşması, əlavələrin istifadəsinin azalması və göstəricilərin yüksəlməsi ilə bağlı uzunmüddətli faydalar onu sement sənayesi üçün iqtisadi cəhətdən səmərəli həllə çevirir.
| Müqayisə meyarı | Sement hissəciklərinin kürəli üyüdülməsi | Sement hissəciklərinin ultrasəslə deaqlomerasiyası |
|---|---|---|
| Üsul | Üyüdücü cisimlər kimi polad və ya silisium dioksid kürələrdən istifadə edir | Akustik kavitasiya və sonomexaniki kəsilmə qüvvələri yaratmaq üçün yüksək intensivlikli ultrasəs dalğalarından istifadə edir |
| Üyüdücü cisimlərin dəyişdirilməsi | Polad və ya silisium dioksid kürələrin tez-tez dəyişdirilməsi | Üyüdücü cisimlər yoxdur, bu da dəyişdirmə xərclərini aradan qaldırır |
| Prosesdən sonrakı filtrasiya | Üyüdücü cisimləri süzüb ayırmaq üçün tələb olunur | Lazım deyil, bu da prosesi sadələşdirir |
| Təmizləmə tələbləri | Üyüdücü cisimlərin və kameranın çox əmək və vaxt tələb edən təmizlənməsi | Minimal təmizləmə, ultrasəs zondlarına texniki qulluq daha asandır |
| Kiçik hissəcik ölçüləri diapazonunda səmərəlilik | 0 – 100 µm diapazonundakı hissəciklər üçün səmərəsizdir, çox vaxt tələb edir | 0 – 100 µm diapazonu da daxil olmaqla kiçik hissəcik ölçüləri üçün yüksək dərəcədə effektivdir |
| Dispersant tələbatı | Çox miqdarda dispersant tələb olunur | Güclü kavitasiya və kəsilmə qüvvələri sayəsində dispersantlara ehtiyac azalır |
| Avadanlığın xüsusiyyətləri | İri, həcmli, enerji baxımından səmərəsizdir, geniş texniki qulluq və təmizləmə tələb edir | Yığcamdır, enerjiyə qənaət edir, daha az texniki qulluq tələb edir, idarə edilməsi daha asandır və istifadəsi təhlükəsizdir |
Praktik tədqiqat: mikronarın sement inyeksiya məhlulunun ultrasəs qarışdırıcıları ilə dispersiyası
Draganovićin rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu mikronarın sement inyeksiya məhlulunun ultrasəs texnologiyasından istifadə etməklə dispersiyasını ənənəvi laboratoriya disolverləri ilə müqayisə edən əhatəli araşdırma təqdim edir. Tədqiqat xüsusilə UP400St sonikatorunun ənənəvi inyeksiya məhlulu dispersiyası üsullarına nisbətən göstəricilərinə yönəlmişdir.
Tədqiqatçılar mikronarın sement hissəciklərinin ölçü paylanmasını (PSD) və zeta potensialını qiymətləndirmək üçün müxtəlif dispersiya üsullarından istifadə etməklə bir sıra təcrübələr aparmışlar. Qiymətləndirilən üsullara UP400St sonikatoru ilə ultrasəslə emal, yüksək sürətli laboratoriya disolverləri və hər iki üsulun kombinasiyası daxildir.
Nəticələr göstərir ki, UP400St sonikatorundan istifadə etməklə ultrasəs dispersiyası ənənəvi laboratoriya disolverləri ilə müqayisədə hissəcik ölçülərinin paylanmasını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır. UP400St sonikatoru mikronarın sement hissəciklərinin aqlomerasiyasını effektiv şəkildə azaldaraq daha homogen və sabit inyeksiya məhlulu suspenziyası yaradır. Ultrasəslə emal daha kiçik hissəciklərin paylanmasını yaxşılaşdırır və hissəcik ölçülərinin daha dar paylanma diapazonu ilə nəticələnir.
UP400St ultrasəs homogenizatoru sement inyeksiya məhlulunun dispersiya səmərəliliyi baxımından disklə təchiz olunmuş adi laboratoriya qarışdırıcısı və rotor-stator üsulundan istifadə edən qarışdırıcı ilə müqayisə edilir. Tədqiqat göstərmişdir ki, ultrasəs dispersiyası yalnız effektiv üsul olmaqla kifayətlənmir, hətta rotor-stator üsulundan istifadə edən qarışdırıcıdan daha yaxşıdır.
(tədqiqat və qrafik: © Draganović et al., 2020)
Bundan əlavə, ultrasəsin ənənəvi laboratoriya disolverləri ilə birləşdirilməsi dispersiya səmərəliliyini artırır və yalnız ultrasəslə emalla müqayisədə daha narın hissəcik ölçüsü paylanmasına nail olmağa imkan verir. Bu kombinasiya partiyalarla aparılan əməliyyatlarda mikronarın sement inyeksiya məhlulunun PSD göstəricisinə və zeta potensialına daha yaxşı nəzarət etməyə imkan verir. Fasiləsiz axın sistemlərində hissəcik suspenziyası avtomatik olaraq kavitasiyanın intensiv təsir zonasından keçir və əlavə qarışdırmanı lazımsız edir.
Tədqiqat UP400St sonikatorunun mikronarın sement inyeksiya məhlulunun dispersiyasında üstün göstəricilərini vurğulayır. Ultrasəslə emal, xüsusilə ənənəvi laboratoriya disolverləri ilə birləşdirildikdə, mikronarın sement hissəciklərinin bərabər paylanmış və sabit suspenziyasını əldə etmək üçün effektiv və səmərəli üsul təqdim edir.
Bu araşdırma ultrasəs və ənənəvi dispersiya üsulları arasında ətraflı müqayisə təqdim edir və inyeksiya məhlulunun dispersiyasında ultrasəslə emalın üstün effektivliyini vurğulayır.
(bax: Draganović et al., 2020)
Müqayisə edilən dispersiya üsulları: 90-mm disklə təchiz olunmuş Vma-Getzmann Dispermat CV-3 disolveri, rotor-stator (R/S) sistemi və H22 sonotrodu ilə təchiz olunmuş Hielscher UP400St sonikatoru.
(Tədqiqat və şəkillər: ©Draganovic et al., 2020)
Zond tipli UP400ST sonikatoru ilə mikronarın sement inyeksiya məhlulunun dispersiyası
(Tədqiqat və şəkil: ©Draganovic et al., 2020)
Sonikatorların sement sənayesində tətbiqləri
Sement hissəciklərinin və inyeksiya məhlulunun deaqlomerasiyasında yüksək güclü ultrasəsin faydalı təsirlərindən istifadə edilməsi sement sənayesində çoxsaylı tətbiq sahələri açır və material xüsusiyyətlərinin və son məhsulun keyfiyyətinin yaxşılaşdırılmasına imkan verir.
- Sement hissəciklərinin yaş üyüdülməsi: Zond tipli ultrasəslə emal sement hissəciklərini üyütmək üçün yüksək dərəcədə effektiv və enerjiyə qənaət edən üsuldur. Sementin ultrasəslə yaş üyüdülməsi haqqında daha çox oxuyun!
- Yüksək göstəricili betonun istehsalı: Zond tipli sonikatorlar narın sement hissəciklərinin və uçucu kül və silisium dioksid tüstüsü kimi əlavə sementləşdirici materialların bərabər dispersiyasını təmin etməklə yüksək göstəricili beton istehsalında istifadə olunur. Bu, üstün mexaniki xüsusiyyətlərə və davamlılığa malik betonun əldə edilməsinə gətirib çıxarır.
- Nanokompozitlərin hazırlanması: Tədqiqat və işlənmə işlərində zond tipli sonikatorlar nanohissəciklərin sement matrislərinə daxil edilməsini asanlaşdırır və artan möhkəmlik, zərbəyə davamlılıq və ətraf mühitin təsiri ilə deqradasiyaya qarşı müqavimət kimi yaxşılaşdırılmış xüsusiyyətlərə malik nanokompozitlər yaradır.
- Əlavələrin təsirinin optimallaşdırılması: Ultrasəslə deaqlomerasiya superplastifikatorlar və hava cəlbedici maddələr kimi kimyəvi əlavələrin sement matrisində bərabər paylanmasını təmin etməklə onların təsirinin optimallaşdırılmasına kömək edir. Bu, son məhsulun işlənmə qabiliyyətinin və göstəricilərinin yaxşılaşmasına gətirib çıxarır.
Sement hissəciklərinin dispersiyası və deaqlomerasiyası üçün yüksək məhsuldarlıqlı sonikatorlar
Zond tipli sonikatorlardan istifadə etməklə ultrasəslə deaqlomerasiya sement sənayesi üçün əhəmiyyətli üstünlüklər təqdim edir. Hissəciklərin dispersiyasını və hidratasiyanı yaxşılaşdırmaqla, həmçinin işlənmə qabiliyyətini artırmaqla bu cihazlar yüksək keyfiyyətli sement əsaslı materialların istehsalına töhfə verir. Zond tipli sonikatorların dəqiq idarə olunması, miqyaslandırıla bilməsi və çoxfunksiyalılığı onları həm tədqiqat, həm də sənaye tətbiqləri üçün dəyərli alətlərə çevirir və sement istehsalında innovasiyanı və səmərəliliyi artırır.
Hielscher Ultrasonic sement hissəciklərinin və sement inyeksiya məhlulunun emalı üçün istənilən güc səviyyəsində yüksək məhsuldarlıqlı sonikatorlar təchiz edir; tətbiqlər Tədqiqat + İşlənmə üçün kiçik partiyalardan istehsal miqyasında sənaye sement deaqlomerasiyası üçün yüksək emal məhsuldarlığınadək uzanır.
- yüksək səmərəlilik
- ən müasir texnologiya
- etibarlılıq və möhkəmlik
- tənzimlənən, dəqiq proses idarəetməsi
- partiyalarla və axın xəttində emal
- istənilən həcm üçün
- intellektual proqram təminatı
- ağıllı funksiyalar (məsələn, proqramlaşdırılma imkanı, məlumatların protokollaşdırılması, uzaqdan idarəetmə)
- asan və təhlükəsiz istifadə
- az texniki qulluq tələbatı
- CIP (yerində təmizləmə)
Layihələndirmə, istehsal və məsləhət – Almaniya istehsalının keyfiyyəti
Hielscher ultrasəs cihazları ən yüksək keyfiyyət və dizayn standartları ilə tanınır. Möhkəmlik və asan istifadə ultrasəs cihazlarımızın sənaye obyektlərinə problemsiz inteqrasiyasına imkan verir. Hielscher ultrasəs cihazları ağır şəraitin və yüksək tələblər qoyan mühitlərin öhdəsindən asanlıqla gəlir.
Hielscher Ultrasonics ISO sertifikatlı şirkətdir və ən müasir texnologiyaya və istifadə rahatlığına malik yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs cihazlarına xüsusi əhəmiyyət verir. Əlbəttə, Hielscher ultrasəs cihazları CE tələblərinə uyğundur və UL, CSA və RoHs tələblərini qarşılayır.
Aşağıdakı cədvəl ultrasəs cihazlarımızın təxmini emal gücü barədə təsəvvür yaradır:
| Partiyanın həcmi | Axın sərfi | Tövsiyə olunan cihazlar |
|---|---|---|
| 0,5 – 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 – 500mL | 10 – 200mL/min | UP100H |
| 10 – 2000mL | 20 – 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 – 20L | 0,2 – 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 – 100L | 2 – 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 – 150L | 3 – 15L/min | UIP6000hdT |
| 15 – 150L | 3 – 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 – 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | daha yüksək | klaster şəklində UIP16000 |
Bizimlə əlaqə saxlayın! / Bizə sual verin!
Hielscher Ultrasonics laboratoriya, pilot və sənaye miqyasında qarışdırma tətbiqləri, dispersiya, emulsiyalaşdırma və ekstraksiya üçün yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir.
Ədəbiyyat / İstinadlar
- Almir Draganović, Antranik Karamanoukian, Peter Ulriksen, Stefan Larsson (2020): Dispersion of microfine cement grout with ultrasound and conventional laboratory dissolvers. Construction and Building Materials, Volume 251, 2020.
- Peters, Simone (2017): The Influence of Power Ultrasound on Setting and Strength Development of Cement Suspensions. Doctoral Thesis Bauhaus-Universität Weimar, 2017.
- N.-M. Barkoula, C. Ioannou, D.G. Aggelis, T.E. Matikas (2016): Optimization of nano-silica’s addition in cement mortars and assessment of the failure process using acoustic emission monitoring. Construction and Building Materials, Volume 125, 2016. 546-552.
- Mahmood Amani, Salem Al-Juhani, Mohammed Al-Jubouri, Rommel Yrac, Abdullah Taha (2016): Application of Ultrasonic Waves for Degassing of Drilling Fluids and Crude Oils Application of Ultrasonic Waves for Degassing of Drilling Fluids and Crude Oils. Advances in Petroleum Exploration and Development Vol. 11, No. 2; 2016.
- Amani, Mahmood; Retnanto, Albertus; Aljuhani, Salem; Al-Jubouri, Mohammed; Shehada, Salem; Yrac, Rommel (2015): Investigating the Role of Ultrasonic Wave Technology as an Asphaltene Flocculation Inhibitor, an Experimental Study. Conference: International Petroleum Technology Conference 2015.
Bilməyə dəyər faktlar
Sement nədir?
Sement tikintidə bağlayıcı maddə kimi istifadə olunan narın, tozşəkilli maddədir. Su ilə qarışdırıldıqda hidratasiya adlanan kimyəvi reaksiyaya girir və bərkiyərək bərk materiala çevrilir. O, əsasən əhəngdaşı, gil, molyusk qabıqları və silisium dioksiddən ibarətdir və betonun, tikinti məhlulunun və digər tikinti materiallarının əsas tərkib hissəsidir. Sementin bərkimək və digər materialları birləşdirmək qabiliyyəti onu binaların, yolların, körpülərin və digər infrastruktur obyektlərinin tikintisi üçün zəruri edir. Ən geniş yayılmış sement növü Portland sementidir; o, möhkəmliyinə və çoxfunksiyalılığına görə geniş istifadə olunur.
Sement hissəciklərinin deaqlomerasiyası nə üçün vacibdir?
Sement hissəciklərinin deaqlomerasiyası vacibdir, çünki o, hissəcik ölçülərinin bərabər paylanmasını təmin edir və bu da sement əsaslı materialların göstəricilərini və keyfiyyətini yaxşılaşdırır. Düzgün deaqlomerasiya hidratasiyanın səmərəliliyini artırır və daha möhkəm və daha davamlı betonun əldə edilməsinə gətirib çıxarır. O, həmçinin sement qarışıqlarının işlənmə qabiliyyətini yaxşılaşdırır, onların qarışdırılmasını, tökülməsini və səthinin hamarlanmasını asanlaşdırır. Bundan əlavə, yaxşı dispersləşdirilmiş hissəciklər kimyəvi əlavələrə ehtiyacı və istehsal xərclərini azaldır, ətraf mühitə təsiri minimuma endirir. Ümumilikdə, effektiv deaqlomerasiya tikinti layihələrində optimal mexaniki xüsusiyyətlərə və uzunmüddətli davamlılığa nail olmaq üçün həlledici əhəmiyyət daşıyır.
Sement hissəcikləri necə deaqlomerasiya olunur?
Sement hissəcikləri müxtəlif üsullarla deaqlomerasiya olunur və ultrasəslə deaqlomerasiya ən effektiv üsullardan biridir. Bu prosesdə sement suspenziyasına batırılmış zond yüksək tezlikli ultrasəs dalğaları yayır. Bu dalğalar yüksək enerji ilə çökərək güclü kəsilmə qüvvələri və zərbə dalğaları yaradan intensiv kavitasiya qabarcıqları əmələ gətirir. Bu qüvvələr aqlomerasiya olunmuş sement hissəciklərini bir-birindən ayıraraq bərabər dispersiyanı təmin edir. Digər üsullara mexaniki qarışdırma, üyütmə və dispersləşdirici maddələrdən istifadə daxildir, lakin ultrasəslə deaqlomerasiyaya səmərəliliyinə və narın hissəciklərin bərabər paylanmasına nail olmaq qabiliyyətinə görə üstünlük verilir.
Sementin emalında su hansı rolu oynayır?
Su sementin emalında əsas rol oynayır. O, klinkerdəki müxtəlif mineralları hidratlaşdırır və bu da sement pastasına lazımi axıcılığı verir. Lakin su miqdarının idarə edilməsi həssas tarazlıq tələb edir. Həddindən artıq su suayırma (suyun qarışıqdan ayrılması) və sıxılma möhkəmliyinin azalması kimi problemlərə gətirib çıxara bilər. Əksinə, suyun kifayət qədər olmaması işlənmə qabiliyyətini azalda, sement qarışığının işlənməsini çətinləşdirə və daha zəif məhsulların yaranmasına səbəb ola bilər.
Zond tipli sonikatorlar necə işləyir?
Zond tipli sonikatorlar sement də daxil olmaqla müxtəlif suspenziyalardakı hissəciklərin dispersiyası və deaqlomerasiyası üçün nəzərdə tutulmuş xüsusi ultrasəs cihazları sinfidir. Bu cihazlar ultrasəs dalğalarını birbaşa mühitə ötürən zond və ya ultrasəs buynuzundan istifadə edir və yüksək enerji ilə daxilə çökərək hissəciklərin deaqlomerasiyasına səbəb olan kavitasiya qabarcıqları yaradır.
Zond tipli sonikatorlar adətən 20 – 30kHz diapazonunda ultrasəs dalğaları yaratmaqla işləyir. Sonotrod da adlandırılan zond titan kimi materiallardan hazırlanmış və sement suspenziyasına batırılan çubuqdur. İşə salındıqda zond ultrasəs tezliklərində titrəyərək intensiv akustik kavitasiya yaradır. Bu kavitasiya suspenziyada mikroskopik qabarcıqların yaranmasını və şiddətlə çökməsini əhatə edir; nəticədə güclü kəsilmə qüvvələri və zərbə dalğaları yaranır. Bu qüvvələr aqlomerasiya olunmuş hissəcikləri bir-birindən ayırır və bərabər dispersiyanı təşviq edir.
Hielscher Ultrasonics yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs homogenizatorlarını laboratoriya ölçüsündən sənaye ölçüsünə qədər istehsal edir.