Сондовите ултразвукови уреди често се използват за деагломерация на циментови частици. Този метод елиминира необходимостта от смилаща среда, опростява процеса, като прави ненужно филтриране и интензивно почистване и осигурява ефективно намаляване на размера на частиците. Освен това ултразвукът намалява зависимостта от дисперсанти и използва по-компактно, енергийно ефективно оборудване, което го прави много изгодно решение за диспергиране и деагломерация на циментови частици.

Предимствата на ултразвуковата деагломерация на циментови частици

Циментът е един от най-важните материали в строителството, широко използван заради своите свързващи свойства. Постигането на оптимална производителност обаче изисква равномерно разпределение на частиците, тъй като агломерираните частици могат да повлияят неблагоприятно на работата на цимента. Ултразвуковата деагломерация се очертава като мощна техника за справяне с това предизвикателство.

Ултразвуковата деагломерация на цимента използва високомощни ултразвукови вълни за разграждане на клъстери от частици, предлагайки множество предимства:

• Подобрена дисперсия на частици: Ултразвуковата деагломерация ефективно диспергира циментовите частици, осигурявайки равномерно разпределение на размера на частиците. Тази еднородност е от решаващо значение за постигане на постоянна здравина и издръжливост в циментовите материали.
• Подобрена хидратация: Увеличената повърхност на деагломерираните частици подобрява процеса на хидратация, което води до по-добро свързване и по-висока якост на крайния продукт. Подобрената хидратация също намалява риска от непълни реакции и слаби места в циментовата матрица.
• Повишена обработваемост: Добре диспергираните циментови частици водят до по-обработваема смес, което улеснява смесването, изливането и довършването. Тази подобрена обработваемост може да доведе до по-бързо време за строителство и намалени разходи за труд.
• Подобрени механични свойства: Ултразвуковата деагломерация допринася за развитието на по-плътна и хомогенна микроструктура в материалите на циментова основа. Това води до подобрени механични свойства като якост на натиск и опън.
• Намаляване на употребата на добавки: Чрез постигане на по-добра дисперсия чрез ултразвукова деагломерация необходимостта от химически дисперсанти и други добавки може да бъде сведена до минимум. Това не само намалява разходите, но и намалява въздействието на производството на цимент върху околната среда.
• Рентабилност: Независимо от първоначалната инвестиция в индустриален ултразвуков уред, дългосрочните ползи от подобреното качество на продукта, намалената употреба на добавки и подобрената производителност го правят рентабилно решение за циментовата индустрия.

Сравнителен преглед: Топково фрезоване срещу ултразвукова деагломерация за циментови частици

Сравнителен аспект	Топково фрезоване за циментови частици	Ултразвукова деагломерация за циментови частици
Метод	Използва стоманени или силициеви топки като шлифовъчна среда	Използва високоинтензивни ултразвукови вълни за създаване на акустична кавитация и сономеханични сили на срязване
Подмяна на шлифовъчна среда	Честа подмяна на стоманени или силициеви топки	Без шлифовъчни среди, елиминирайки разходите за подмяна
Филтриране след процеса	Изисква се за филтриране на шлифовъчна среда	Не е необходимо, опростяване на процеса
Изисквания за почистване	Трудоемко и отнемащо време почистване на фрезови среди и камера	Минимално почистване, ултразвуковите сонди са по-лесни за поддръжка
Ефективност в обхвата на фините частици	Неефективен за частици в 0 – Обхват 100 μm, отнема много време	Високоефективен за фини размери на частиците, включително 0 – Обхват 100 μm
Изискване за диспергатор	Необходимо голямо количество дисперсант	Намалена нужда от дисперсанти поради мощни сили на кавитация и срязване
Характеристики на оборудването	Голям, обемист, енергийно неефективен, изисква обширна поддръжка и почистване	Компактен, енергийно ефективен, по-малко поддръжка, по-лесен за работа и безопасен за работа

Казус: Микрофина циментова фугираща дисперсия с ултразвукови смесители

Изследователският екип, ръководен от Драганович, представя цялостно изследване на дисперсията на микрофина циментова фугираща смес с помощта на ултразвукова технология в сравнение с конвенционалните лабораторни разтворители. Проучването се фокусира специално върху производителността на ултразвуковия уред UP400St в сравнение с традиционните методи за дисперсия на фугиращата смес.

Изследователите проведоха серия от експерименти, използвайки различни техники за дисперсия, за да оценят разпределението на размера на частиците (PSD) и зета потенциала на микрофините циментови частици. Оценените техники включват ултразвуково лечение с ултразвуков уред UP400St, високоскоростни лабораторни разтворители и комбинация от двата метода.

Констатациите разкриват, че ултразвуковата дисперсия с помощта на ултразвука UP400St значително подобрява разпределението на размера на частиците в сравнение с конвенционалните лабораторни разтворители. Ултразвуковият уред UP400St ефективно смекчава агломерацията на микрофини циментови частици, създавайки по-хомогенна и стабилна суспензия за фугираща смес. Ултразвуковото лечение подобрява разпределението на по-малките частици, което води до по-тесен диапазон на разпределение на размера на частиците.
 

 
Освен това, комбинирането на ултразвук с конвенционални лабораторни разтворители повишава ефективността на дисперсия, постигайки още по-фино разпределение на размера на частиците от ултразвуковото лечение. Тази комбинация позволява подобрен контрол върху PSD и зета потенциала на микрофината циментова фугираща смес при партидни операции. В системите с непрекъснат поток суспензията на частиците автоматично преминава през зоната на кавитационната гореща точка, което прави допълнителното разбъркване ненужно.

Проучването подчертава превъзходната производителност на ултразвука UP400St при диспергиране на микрофина циментова фугираща смес. Ултразвуковото лечение, особено когато се комбинира с конвенционални лабораторни разтворители, предлага ефективен и ефикасен метод за постигане на равномерно и стабилно суспендиране на микрофини циментови частици.

Това изследване предоставя подробно сравнение между ултразвука и конвенционалните методи за дисперсия, подчертавайки превъзходната ефикасност на ултразвука при дисперсия на фугиращата смес.
(вж. Draganović et al., 2020)
 

 

Приложения на Sonicators в циментовата промишленост

Използването на благоприятните ефекти на ултразвука с висока мощност при деагломерация на циментови частици и фугираща смес отваря множество области на приложение в циментовата индустрия, позволяващи подобрени характеристики на материала и качество на крайния продукт.

• Мокро фрезоване на циментови частици: Сондата е високоефективен и енергийно ефективен метод за смилане на циментови частици. Прочетете повече за ултразвуковото мокро фрезоване на цимент!
• Производство на висококачествен бетон: Сондовите ултразвукови апарати се използват за производство на високоефективен бетон, като осигуряват равномерно разпръскване на фини циментови частици и допълнителни циментови материали като летлива пепел и силициев диоксид. Това води до бетон с превъзходни механични свойства и издръжливост.
• Разработване на нанокомпозити: В научноизследователската и развойна дейност сондовите ултразвукови апарати улесняват включването на наночастици в циментови матрици, създавайки нанокомпозити с подобрени свойства като повишена якост, издръжливост и устойчивост на влошаване на околната среда.
• Оптимизиране на адитивните характеристики: Ултразвуковата деагломерация помага за оптимизиране на работата на химическите добавки, като суперпластификатори и въздушни агенти, като осигурява равномерното им разпределение в циментовата матрица. Това води до подобрена обработваемост и производителност на крайния продукт.

Високоефективни соникатори за дисперсия на циментови частици и деагломерация

Ултразвуковата деагломерация с помощта на сондови ултразвукораздвижители предлага значителни предимства за циментовата промишленост. Чрез подобряване на дисперсията на частиците, подобряване на хидратацията и увеличаване на обработваемостта, тези устройства допринасят за производството на висококачествени циментови материали. Прецизният контрол, мащабируемостта и гъвкавостта на сондовите ултразвукови апарати ги правят ценни инструменти както за изследователски, така и за промишлени приложения, стимулирайки иновациите и ефективността в производството на цимент.

Hielscher Ultrasonic доставя високоефективни ултразвукови уреди при всяко ниво на мощност за обработка на циментови частици и циментова фугираща смес от по-малки партиди за научноизследователска + развойна дейност до високопроизводителни мощности за индустриална деагломерация на цимент в производствен мащаб.

Проектиране, производство и консултиране – Качество, произведено в Германия

Ултразвуковите апарати Hielscher са добре известни със своите най-високи стандарти за качество и дизайн. Здравината и лесната работа позволяват безпроблемното интегриране на нашите ултразвукови апарати в промишлени съоръжения. Тежките условия и взискателните условия се справят лесно с ултразвуковите апарати на Hielscher.

Hielscher Ultrasonics е сертифицирана по ISO компания и поставя специален акцент върху високопроизводителните ултразвукови уреди, отличаващи се с най-съвременна технология и удобство за потребителя. Разбира се, ултразвуковите апарати на Hielscher са съвместими с CE и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.

Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати: