Mokré mletí cementových částic pomocí sonikátorů sondového typu
Mokré mletí cementových částic je klíčovým procesem při výrobě vysoce kvalitního cementu. Cílem je zmenšit velikost částic, a zlepšit tak vlastnosti cementu, jako je jeho reaktivita a pevnost. K tomuto účelu se široce používají tradiční techniky mletí, jako je mletí v kulovém mlýně. Od doby, kdy byly objeveny významné výhody ultrazvukového mokrého mletí, však konvenční metody mletí nahrazují zejména sonikátory sondového typu. Sonikátory Hielscher, které předčí jiné techniky mletí, se úspěšně provozují od výzkumu ve stolním měřítku až po průmyslovou vysokokapacitní výrobu cementu.
Porovnání metod dispergace cementu: disolver Vma-Getzmann Dispermat CV-3, systém rotor-stator (R/S) a sonikátor Hielscher UP400St.
(Studie a obrázky: ©Draganovic et al., 2020) Více informací o této srovnávací studii naleznete zde!
Sonikátor UIP16000 pro mletí a dispergaci stavebních materiálů, jako jsou cement, geopolymery nebo beton.
Ultrazvukové mletí cementových částic pomocí sonikátorů sondového typu
Sonikátory sondového typu, známé také jako ultrazvukové homogenizátory, využívají ultrazvuk o vysoké intenzitě k vyvolání akustické kavitace v kapalném médiu, např. v cementové suspenzi. Ultrazvuková kavitace vytváří intenzivní mikroproudy, rázové vlny a smykové síly, které účinně rozrušují cementové částice. Mezi klíčové výhody ultrazvukového mletí patří:
- Vyšší účinnost: Ultrazvukové mletí je vysoce účinné při zmenšování velikosti částic. Akustická kavitace poskytuje intenzivní lokální síly, které mohou rychle rozrušit cementové částice bez nutnosti vynakládat nadměrnou mechanickou energii.
- Regulace teploty: Během ultrazvukového mokrého mletí lze procesní teplotu přesně monitorovat a regulovat. To je obzvláště důležité u cementových částic, protože nadměrné teplo může změnit jejich vlastnosti.
Přečtěte si více o regulaci teploty během ultrazvukového zpracování! - Rovnoměrná distribuce částic: Ultrazvukové mletí zajišťuje rovnoměrnější distribuci velikosti částic, čímž zlepšuje kvalitu a užitné vlastnosti konečného produktu.
- Žádná mlecí média: Protože ultrazvukové mletí nevyužívá mlecí média, není nutné čistit a vyměňovat mlecí kuličky nebo koule.
- Škálovatelnost: Ultrazvukové mletí pomocí sonikátorů sondového typu lze zcela lineárně škálovat na jakoukoli kapacitu zpracování. Díky dostupnosti v různých výkonových třídách – od stolních modelů pro výzkum až po velké průmyslové ultrazvukové homogenizátory pro vysokokapacitní výrobu – vám Hielscher Ultrasonics může nabídnout ideální sonikátor pro vaši aplikaci mokrého mletí.
Zjistěte, jak výkonový ultrazvuk zlepšuje a urychluje hydrataci a nárůst pevnosti cementových past!
Porovnání ultrazvukového mletí, mletí v kuličkovém mlýně, rotor-statorových mixérů a vysokosmykových nožových mixérů pro zmenšování velikosti cementových částic
| Vlastnost | Ultrazvukové mletí (sonikátory sondového typu) | Mletí v kuličkovém mlýně | Rotor-statorové mixéry | Vysokosmykové nožové mixéry |
|---|---|---|---|---|
| Účinnost | Vysoká | Střední | Střední | Nízká |
| Vývin tepla | Nízký | Vysoký | Vysoký | Vysoký |
| Rovnoměrnost velikosti částic | Vysoká | Střední | Střední | Nízká |
| Riziko kontaminace | Nízké (bez mlecích médií) | Vysoké (kvůli mlecím médiím) | Střední | Nízké |
| Škálovatelnost | Vysoká (k dispozici v různých velikostech) | Střední | Střední | Nízká |
| Údržba | Nízká (málo pohyblivých dílů, žádná mlecí média) | Vysoká (opotřebení médií) | Střední | Nízká až střední |
| Rychlost zpracování | Vysoká | Střední až nízká | Střední | Střední |
| Spotřeba energie | Střední | Vysoká | Střední | Střední |
| Flexibilita | Vysoká (různé aplikace) | Střední (specifická pro zmenšování velikosti částic) | Střední (míchání a emulgace) | Nízká (pouze míchání) |
| Průmyslové využití | Vysoké (široce použitelné) | Střední | Střední | Nízké |
Vliv výkonové ultrasonikace (PUS) na pevnost v tlaku maltových trámečků
Vysoce výkonné sonikátory pro mokré mletí cementových částic
Vysoce výkonné sonikátory Hielscher jsou ideální pro mokré mletí cementu díky své vynikající účinnosti při zmenšování velikosti částic prostřednictvím ultrazvukové kavitace, která zajišťuje rovnoměrnou distribuci částic. Díky přesnému řízení procesu můžete ultrazvukový proces mletí optimalizovat na cílovou velikost cementových částic a nejvyšší energetickou účinnost. Sonikátory Hielscher jsou navíc škálovatelné a všestranné, dostupné ve stolním i průmyslovém provedení, takže jsou vhodné pro různá výrobní měřítka od výzkumu až po vysokokapacitní průmyslové aplikace.
Sonikátory Hielscher jsou nejpokročilejší ultrazvukové homogenizátory na trhu. Využijte výhod sonikátorů Hielscher!
Stolní sonikátor UIP1000hdT pro mokré mletí cementových částic
- vysoká účinnost
- nejmodernější technologie
- spolehlivost a robustnost
- nastavitelné, přesné řízení procesu
- vsádkový i průtokový (inline) provoz
- pro jakýkoli objem
- inteligentní software
- chytré funkce (např. programovatelnost, protokolování dat, dálkové ovládání)
- snadná a bezpečná obsluha
- nízké nároky na údržbu
- CIP (čištění na místě)
Konstrukce, výroba a poradenství – kvalita Made in Germany
Ultrazvukové přístroje Hielscher jsou proslulé nejvyšší kvalitou a konstrukčními standardy. Robustnost a snadná obsluha umožňují hladkou integraci našich ultrazvukových přístrojů do průmyslových provozů. Ultrazvukové přístroje Hielscher si snadno poradí s drsnými podmínkami a náročným prostředím.
Hielscher Ultrasonics je společnost certifikovaná podle ISO, která klade zvláštní důraz na vysoce výkonné ultrazvukové přístroje s nejmodernější technologií a uživatelskou přívětivostí. Ultrazvukové přístroje Hielscher jsou samozřejmě v souladu s CE a splňují požadavky UL, CSA a RoHs.
Níže uvedená tabulka vám poskytne orientační přehled o přibližné zpracovatelské kapacitě našich ultrazvukových přístrojů:
| Objem vsádky | Průtok | Doporučená zařízení |
|---|---|---|
| 1 až 500mL | 10 až 200mL/min | UP100H |
| 10 až 2000mL | 20 až 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 až 20L | 0,2 až 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100L | 2 až 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 až 150L | 3 až 15L/min | UIP6000hdT |
| 15 až 150L | 3 až 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 až 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | větší | klastr zařízení UIP16000 |
Sonikátor sondového typu UP400ST pro dispergaci mikrojemné cementové injektážní směsi
(Studie a obrázek: ©Draganovic et al., 2020)
Literatura / reference
- 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.
Fakta, která stojí za to znát
Co je cement?
Cement je pojivo používané ve stavebnictví, složené ze směsi vápenatých, křemičitých, hlinitých a železitých materiálů. Po smíchání s vodou vytváří pastu, která časem tvrdne a poskytuje konstrukční pevnost a stabilitu. Cementové částice jsou jemně mletá prášková forma cementu, která vzniká procesy mletí. Tyto částice hrají klíčovou roli v procesu hydratace, který vede k tvrdnutí a vývoji pevnosti cementu ve stavebních aplikacích.
Proč je mokré mletí cementových částic důležité?
Mokré mletí cementových částic je důležité, protože zmenšuje velikost částic, čímž zvyšuje reaktivitu a pevnost cementu. Tento proces zlepšuje rovnoměrnost a kvalitu cementu, což vede k lepším užitným vlastnostem ve stavebních aplikacích.
Co je malta?
Maltový trámeček je pravoúhlé zkušební těleso vyrobené ze směsi cementu, písku a vody, které se běžně používá při zkoušení pevnosti a trvanlivosti malty. Tyto trámečky se obvykle vyrábějí v normalizovaných rozměrech a zkoušejí se v laboratorních podmínkách za účelem stanovení pevnosti maltové směsi v tlaku a v ohybu.
Co je maltový trámeček?
Malta je stavební materiál složený z cementu, písku a vody. Cement působí v maltě jako hlavní pojivo a po smíchání s pískem a vodou jí dodává adhezní vlastnosti. Malta se používá ke spojování stavebních materiálů, jako jsou cihly, kameny a betonové tvárnice, vyplňuje mezery mezi nimi a zajišťuje konstrukční stabilitu. Cement v maltě časem hydratací tvrdne a nabývá pevnosti, čímž vytváří pevnou a trvanlivou matrici, která drží ostatní složky pohromadě.
Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory pro aplikace míchání, dispergace, emulgace a extrakce v laboratorním, poloprovozním a průmyslovém měřítku.
Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratorní až po průmyslovou velikost.