Hielscher Ultrasonics
Ще се радваме да обсъдим вашия процес.
Обадете ни се: +49 3328 437-420
Изпратете ни поща: info@hielscher.com

Ултразвуково смесване за високоефективен бетон

Използването на микро- и наносилициев диоксид или нанотръби води до подобряване на якостта на натиск на високоефективния бетон. Ултразвукът е ефективно средство за смесване, намокряне и диспергиране на наноматериали в цимент или бетон.
 

Индустриален циментов заводМикросилициевият диоксид се използва широко в бетона днес, което води до по-висока якост на натиск или устойчиви на вода и химикали бетони. Това може да намали разходите за материали и потреблението на енергия. Новите наноматериали, като наносилициев диоксид или нанотръби, водят до по-нататъшни подобрения в устойчивостта и здравината. Но за да се покаже пълният потенциал на наноматериалите, е необходима надеждна и ефективна техника на дисперсия. Сондовите ултразвукораздвижители са най-надеждната и ефективна техника за производство на нанодисперсия, дори в силно вискозни и пастообразни суспензии като цимент и бетон.

Микрофина циментова фугираща дисперсия с ултразвукови смесители

Изследователският екип на Драганович представя изследователска статия, авторите изследват дисперсията на микрофина циментова фугираща смес с помощта на ултразвукова технология и конвенционални лабораторни разтворители. Проучването има за цел да сравни ефективността на ултразвука – в проучването по-специално ултразвукораздирателят UP400St – с традиционни 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. Техниките за дисперсия включват ултразвуково лечение с помощта на ултразвуков уред UP400St, високоскоростни лабораторни разтворители и комбинация от двата метода.

Ултразвуков диспергатор MultiSonoReactor с 16 000 вата диспергиращ капацитет за смесване на наночастици в циментова паста.

MultiSonoReactor MSR-4: Ултразвукова вградена дисперсия за промишлено производство на високоефективен цимент и бетон.

Резултатите показват, че ултразвуковата дисперсия с помощта на ултразвука UP400St постига значително по-добро разпределение на размера на частиците в сравнение с конвенционалните лабораторни разтворители. Ултразвуковият уред UP400St ефективно намалява агломерацията на микрофини циментови частици и произвежда 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.
 

Ултрафината циментова фугираща смес е най-ефективна и надеждно диспергирана с помощта на ултразвуковия уред Hielscher UP400S. В сравнителното изследване сондовият ултразвук ясно превъзхожда роторно-статорния дисперсьор и дисковия разтварител.

Сравнени дисперсионни методи: Vma-Getzmann Dispermat CV-3 дислайзер, оборудван с 90-милиметров диск и ротор-статорна система. Ултразвуков апарат Hielscher UP400St оборудван с сонотрод H22.
(Проучване и снимки: ©Draganovic et al., 2020)

 
Освен това, използването на ултразвук в комбинация с конвенционални лабораторни разтворители допълнително подобрява ефективността на дисперсия, постигайки още по-фино разпределение на размера на частиците в сравнение само с ултразвуковото лечение. Когато се комбинира, ултразвукът осигурява микросмесване и нанодисперсия, докато разтворителят допринася за макросмесването, което гарантира, че всички частици попадат в зоната на ултразвукова кавитация. Това позволява по-добър контрол върху разпределението на размера на частиците (PSD) и зета потенциала на микрофината циментова фугираща смес при партидна работа. Когато се използва реактор с проточна клетка, суспензията на частиците преминава автоматично през зоната на кавитационната гореща точка, така че допълнителното разбъркване е излишно.

Като цяло проучването подчертава превъзходната производителност на ултразвуковия уред UP400St при диспергиране на микрофина циментова фугираща смес. Ултразвуковото лечение, особено когато се комбинира с конвенционални лабораторни разтворители, предлага високоефективен и ефикасен метод за постигане на равномерна и стабилна суспензия на микрофини циментови частици.

Струва си да се отбележи, че статията предоставя цялостно сравнение между ултразвука и конвенционалните методи за дисперсия, подчертавайки превъзходната производителност на ултразвука при дисперсия на фугиращата смес.
(вж. Draganović et al., 2020)
 

Ултразвуковата хомогенизация дава най-добри резултати за дисперсия на портландциментова подагра в сравнение с лабораторен миксер, оборудван с диск, и роторно-статорен миксер.

Ултразвуковият хомогенизатор UP400St се сравнява по отношение на ефективността на дисперсия на циментовата фугираща смес с обикновен лабораторен миксер, оборудван с диск, и с помощта на ротор-статорната техника. Проучването показа, че ултразвуковата дисперсия е не само ефективен метод, но дори е по-добра от смесител, използващ ротор-статорна техника.
(проучване и графика: © Draganović et al., 2020)

Искане за информация




Обърнете внимание на нашите Политика за поверителност.




 

Видеото показва ултразвуковото смесване и диспергиране на графит в 250 ml епоксидна смола (Toolcraft L), като се използва ултразвуков хомогенизатор (UP400St, Hielscher Ultrasonics). Hielscher Ultrasonics произвежда оборудване за диспергиране на графит, графен, въглеродни нанотръби, нанопроводници или пълнители в лаборатория или в производствени процеси с голям обем. Типични приложения са диспергирането на наноматериали и микроматериали по време на процеса на функционализация или за диспергиране в смоли или полимери.

Смесете епоксидна смола с графитен пълнител с помощта на ултразвуков хомогенизатор UP400St (400 вата)

Миниатюра на видео

 

Конкретна научноизследователска и развойна дейност

Конкретните изследвания търсят материали и процеси, за да:

  • намаляване на разходите за материали и енергия
  • Получаване на високо начално и крайно съпротивление
  • подобряване на плътността и якостта на натиск
  • подобряване на обработваемостта, изпомпването и довършителната способност
  • подобряване на издръжливостта и намаляване на пропускливостта
  • намаляване на пукнатините при свиване, праха и разслояването
  • химическа устойчивост, например сулфатна устойчивост

Смесване на цимент и бетон

Недостатъчното смесване води до по-лоши свойства на бетона.Когато става въпрос за подобрения в свойствата на бетона, технологията на смесване е също толкова важна, колкото и съставът на бетона. Смесването е съществена стъпка в производството на еднороден, висококачествен бетон. Въпреки че многобройните насоки и разпоредби, например DIN EN 206, обхващат състава на бетона и неговите компоненти, действителният процес на смесване на цимент и смесване на бетон е оставен на потребителя.
От решаващо значение е водата, циментът и примесите да се разпръснат равномерно и да се разпределят до фин мащаб и агломератите да са достатъчно разпръснати. Недостатъчното диспергиране или деагломерация води до по-ниски свойства на бетона. Поради ниското съдържание на вода и високата доза примеси, смесването на самоуплътняващ се бетон (SCC) и бетон с ултрависока якост (UHPC) изисква по-дълго време за смесване или по-ефективна технология за смесване.

Наноматериали в бетона

По време на хидратацията на цимента в втвърдяващия се бетон се образуват продукти от наномащабна хидратация, като калциеви хидрати. Наночастиците от силициев диоксид или нанотръби се превръщат в наночастици цимент по време на втвърдяването на бетона. По-малките частици водят до по-късо разстояние на частиците и по-плътен и по-малко порест материал. Това увеличава якостта на натиск и намалява пропускливостта.

Основен недостатък на наноразмерния прах и материали обаче е тенденцията да се образуват агломерати по време на намокряне и смесване. Освен ако отделните частици не са добре диспергирани, агломерацията намалява откритата повърхност на частиците, което води до по-лоши свойства на бетона.

Ултразвуков апарат за деагломерация на наночастици и надеждна и равномерна дисперсия на наноматериали в цимент и бетон

Ултразвуковият процесор UIP16000 е високоефективен хомогенизатор за дисперсия на цимент и бетон

Кликнете тук, за да научите повече за предимствата на ултразвуковото смесване на циментови пасти за сглобяеми, сухи и бетонови заводи.

Ултразвуково смесване на наноматериали

Ултразвукът е много ефективно средство за смесване, диспергиране и деагломерация. Снимката по-долу показва типичен резултат от ултразвуково диспергиране на димящ силициев диоксид във вода.

Ултразвуково смесване на дим Sulica (микро силициев диоксид)

Започвайки (зелена крива) от размер на агломератните частици над 200 микрона (D50), повечето от частиците са намалени до по-малко от 200 нанометра.

Ултразвуково смесване във всякакъв мащаб

Hielscher предлага ултразвукови смесителни устройства за използване в научни изследвания и пълномащабна обработка.

Соникатори за лабораторни изследвания и разработки

Ултразвуковите лабораторни хомогенизатори на Hielscher са перфектният инструмент за смесване за научноизследователска и развойна дейност в лабораторен мащаб. Лабораторните ултразвукови уреди на Hielscher обикновено се използват за ултразвуково смесване на малки партиди. Ултразвуковите хомогенизатори на Hielscher предлагат точен контрол на параметрите и отлична възпроизводимост за приготвяне на котлен камък. Това улеснява смесването на различни формулировки и определянето на въздействието на интензивността на ултразвука и продължителността на ултразвука.

Ултразвуково вградено смесване в производството

Бетон, готов за употребаУлтразвуковото смесително оборудване, необходимо за мащабиране, може да бъде определено точно въз основа на лабораторния тест. За обработка на потоци от цимент или бетон с голям обем високоефективните ултразвукови уреди обикновено работят в режим на непрекъснат поток с помощта на проточни реактори. Това позволява изключително равномерно смесване и безупречна обработка на пасти и суспензии – дори с много висок вискозитет.

Ултразвукова дисперсия на нано-силициев диоксид: Ултразвуковият хомогенизатор на Hielscher UP400St диспергира наночастиците от силициев диоксид бързо и ефективно в равномерна нанодисперсия.

Ултразвукова дисперсия на нано-силициев диоксид с помощта на ултразвуковия апарат UP400St

Миниатюра на видео

Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати в зависимост от обема на партидата или дебита, който ще се обработва:

Обем на партидата Дебит Препоръчителни устройства
1 до 500 мл 10 до 200 мл/мин UP100H
10 до 2000 мл 20 до 400 мл/мин UP200Ht, UP400St
0.1 до 20L 0.2 до 4 л/мин UIP2000hdT
10 до 100L 2 до 10 л/мин UIP4000hdT
15 до 150L 3 до 15 л/мин UIP6000hdT
Н.А. 10 до 100 л/мин UIP16000
Н.А. Голям Клъстер от UIP16000

Свържете се с нас! / Попитайте ни!

Поискайте повече информация

Моля, използвайте формуляра по-долу, за да поискате допълнителна информация за ултразвуков миксер, приложения, свързани с цимент, технически данни и цени. Ще се радваме да обсъдим с вас процеса на смесване на цимент и да ви предложим ултразвуков смесител с високо срязване, отговарящ на вашите изисквания!









Моля, обърнете внимание на нашите Политика за поверителност.




Литература / Препратки


Вградено смесване на цимент с помощта на соникатор

Ултразвуково смесване - блок-схемаУлтразвуковите смесители на Hielscher обикновено се монтират на линия. Материалът се изпомпва в ултразвуковия корпус на реактора. Там е изложен на интензивна ултразвукова кавитация. Вградената ултразвук елиминира заобикалянето, тъй като всички частици преминават през смесителната камера, следвайки определен път. Следователно ултразвукът обикновено измества кривата на разпределение на размера на частиците, вместо да я разширява.

Здрав и лесен за почистване

Ултразвуков реактор с проточна клетка, изработен от неръждаема стомана за ултразвук на течности.Ултразвуковият смесителен реактор се състои от поточната клетка и сонотродите. Не са необходими лагери. Реакторите с проточни клетки (неръждаема стомана) имат проста геометрия и могат лесно да се разглобяват и почистват. Няма малки отвори или скрити ъгли.

Други приложения на ултразвука за цимент и бетон

Използването на ултразвукови устройства на Hielscher при приготвянето на цименти и бетони не се ограничава до смесване и диспергиране на циментови премикси или бетони. Ултразвукът е много ефективно средство за дегазиране на течности и суспензии. Това намалява броя и обема на газовите мехурчета, уловени в бетона след втвърдяване.
Ултразвукови шейкъри за сито подобряване на производителността и качеството на пресяването на прах за малки частици. Hielscher предлага ултразвуково разбъркани сита за лабораторни и промишлени приложения.

Конкретна основна информация

Бетонът е съставен от цимент, например портланд цимент и други циментови материали, като летлива пепел и шлаков цимент, инертни материали (чакъл, варовик, гранит, пясък), вода и химически примеси. Типичните примеси включват ускорители или забавители, пластификатори, пигменти, силициев диоксид или метакаолин с висока реактивност (HRM). Микросилициевият диоксид е типична добавка в бетона. Недостатъкът му е относително високата цена и замърсяването, засягащо здравето на операторите и работниците.

Ще се радваме да обсъдим вашия процес.

Let's get in contact.