Sonikace Vylepšená geopolymerizace
Geopolymery představují slibnou alternativu k tradičním materiálům na bázi cementu a nabízejí výhody z hlediska životního prostředí, mechanických vlastností a trvanlivosti. Ultrazvuková dispergace je vysoce účinná technika pro výrobu geopolymerů s vynikajícími materiálovými vlastnostmi. Sonikace představuje vysoce účinnou metodu míchání, která umožňuje hospodárnou výrobu vysoce výkonných geopolymerů ve velkém množství.
Vylepšená geopolymerizace výkonovým ultrazvukem
Geopolymerace vyžaduje pečlivé a energické míchání, aby byl zajištěn optimální kontakt mezi jeho složkami, což usnadňuje úplnou polymeraci. Aplikace výkonového ultrazvuku vyvolává intenzivní smykové síly, čímž podporuje nezbytné míchání a homogenizaci a zároveň dodává energii vedoucí k rychlé a důkladné geopolymerizaci. Výkonový ultrazvuk zlepšuje kinetiku geopolymerizace tím, že podporuje lepší disperzi reaktantů a usnadňuje rozklad aglomerátů, což vede ke zlepšení reakčních rychlostí a kvality produktu.
MultiSonoReactor s ultrazvukovým výkonem 16kW pro inline geopolymerizaci ve výrobním měřítku
Ultrazvukové míchání a dispergace může podporovat geopolymerizaci prostřednictvím několika mechanismů:
Tyto ultrazvukem indukované mechanismy společně přispívají ke zlepšení kinetiky geopolymerace a vývoji geopolymerních materiálů se zlepšenými vlastnostmi.
Výkonový ultrazvuk pro lepší výrobu stavebních materiálů
Výkonový ultrazvuk se ukázal jako spolehlivá technologie pro výrobu stavebních a stavebních materiálů, včetně cementu, betonu, geopolymerů a dalších zúžených materiálů. Ultrazvukové zpracování zahrnuje aplikaci nízkofrekvenčních ultrazvukových vln na kapalné nebo kalové médium, což vede k řadě příznivých účinků na vlastnosti materiálu a vlastnosti zpracování. Výzkumní pracovníci a odborníci z oboru si stále více uvědomují potenciál ultrazvuku pro zlepšení výkonu, efektivity a udržitelnosti stavebních materiálů. Tento úvod poskytuje přehled o aplikacích a výhodách výkonového ultrazvuku při výrobě stavebních a stavebních materiálů.
- Cement: Ultrazvukové ošetření může zlepšit kinetiku hydratace cementových materiálů tím, že podporuje rozpouštění fází slínku a urychluje tvorbu hydratačních produktů. To má za následek kratší dobu vytvrzování, lepší časný vývoj pevnosti a zvýšenou trvanlivost betonových konstrukcí. Kromě toho může ultrazvuk usnadnit disperzi přísad a doplňkových cementových materiálů, jako je popílek a struska, což vede k udržitelnějším a ekologičtějším cementovým kompozicím.
Přečtěte si více o ultrazvukem zrychleném tuhnutí a časném vývoji pevnosti betonu! - Beton: Techniky ultrazvukového míchání a vytvrzování mohou zlepšit zpracovatelnost, pevnost a trvanlivost betonových směsí. Sonikace podporuje disperzi agregátů a výztužných vláken, snižuje přítomnost vzduchových dutin a defektů a zvyšuje spojení mezi cementovou matricí a agregáty. Výsledkem je beton s vyšší pevností v tlaku, zvýšenou odolností proti praskání a degradaci a zlepšeným dlouhodobým výkonem v různých podmínkách prostředí.
Zjistěte více o příznivých účincích sonikace na hydrataci v cementu! - Geopolymery: Ultrazvukové zpracování hraje klíčovou roli při syntéze a vytvrzování geopolymerů, které jsou ekologickou alternativou k tradičním materiálům na bázi cementu. Sonikace podporuje rozpouštění prekurzorů aluminokřemičitanu, urychluje polymeraci silikátových druhů a zvyšuje homogenizaci reaktantů, což vede k rychlejšímu vytvrzování a vynikajícím mechanickým vlastnostem geopolymerních produktů. Kromě toho může ultrazvuk zlepšit reologické vlastnosti a zpracovatelnost geopolymerních suspenzí, což umožňuje výrobu složitých tvarů a struktur.
- Další stavební materiály: Výkonový ultrazvuk má rozmanité aplikace při výrobě různých stavebních materiálů, včetně malty, spárovacích hmot, omítek a izolačních výrobků. Sonikace může zlepšit disperzi přísad, plniv a výztužných činidel, optimalizovat mikrostrukturu a pórovitost materiálů a zlepšit jejich tepelné a mechanické vlastnosti. Zejména pokud jde o rovnoměrné začlenění nanomateriálů, ultrazvuková dispergace a geaglomerace přispívají ke kvalitě a výkonu stavebních materiálů v architektonických a infrastrukturních aplikacích.
Přečtěte si více o vynikající disperzi nanomateriálů pomocí sonikace!
Vysoce výkonné sonikátory pro výrobu geopolymerů
Hielscher sonikátory jsou schopny produkovat intenzivní akustickou kavitaci, což vede k tvorbě a kolapsu mikroskopických bublin v kapalném médiu. Výsledkem tohoto procesu je vysoce efektivní míchání a homogenizace materiálů geopolymerních prekurzorů, což zajišťuje rovnoměrnou distribuci reaktantů a zlepšuje kvalitu konečného produktu. Hielscher Ultrazvukové průmyslové ultrazvukové procesory mohou dodávat velmi vysoké amplitudy. Amplitudy až 200 μm lze snadno nepřetržitě provozovat v provozu 24/7. Kontinuální zpracování pomocí ultrazvukové průtokové cely umožňuje sonikovat velké objemy za přesně kontrolovaných podmínek, což zaručuje trvale vysokou kvalitu geopolymerizace.
Ultrazvukové dispergátory pro syntézu geopolymerů v jakémkoli měřítku: Hielscher nabízí řadu ultrazvukových zařízení s různými výkonovými kapacitami a objemy zpracování, což umožňuje škálovatelnost a přizpůsobení podle specifických požadavků procesů výroby geopolymerů. Ať už se jedná o experimentování v laboratorním měřítku v šaržích nebo inline výrobu v průmyslovém měřítku, Hielscher sonikátory mohou být přizpůsobeny tak, aby vyhovovaly potřebám různých aplikací.
Silné stránky ultrazvukového zpracování – včetně vylepšené homogenizace, zrychlené reakční kinetiky, snížení velikosti částic, zlepšených mechanických vlastností a škálovatelnosti – učinit z Hielscheru výkonnou techniku pro optimalizaci syntézy geopolymerů a pokrok ve vývoji udržitelných stavebních materiálů. Nabízí silné výhody pro výrobu geopolymerů, Hielscher sonikátory vás přivádějí do popředí výroby geopolymerů.
Sonikátor UIP16000 pro dispergaci stavebních materiálů, jako jsou geopolymery nebo cementové materiály.
- Vysoká efektivita
- Nejmodernější technologie
- spolehlivost & Robustnost
- Nastavitelné, přesné řízení procesu
- várka & Vložené
- pro libovolný svazek
- Inteligentní software
- chytré funkce (např. programovatelné, datové protokolování, dálkové ovládání)
- Snadná a bezpečná obsluha
- Nízké nároky na údržbu
- CIP (čištění na místě)
Projekce, výroba a poradenství – Kvalita Made in Germany
Hielscher ultrasonicators jsou dobře známí pro své nejvyšší standardy kvality a designu. Robustnost a snadná obsluha umožňují hladkou integraci našich ultrazvukových zařízení do průmyslových zařízení. Drsné podmínky a náročná prostředí jsou snadno zvládnutelné Hielscher ultrasonikators.
Hielscher Ultrasonics je společnost certifikovaná ISO a klade zvláštní důraz na vysoce výkonné ultrasonicators s nejmodernější technologií a uživatelskou přívětivostí. Samozřejmě, Hielscher ultrasonicators jsou v souladu s CE a splňují požadavky UL, CSA a RoHs.
Níže uvedená tabulka vám poskytuje přibližný přehled o zpracovatelské kapacitě našich ultrasonicators:
| Objem dávky | Průtok | Doporučená zařízení |
|---|---|---|
| 10 až 2000 ml | 20 až 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20L | 0.2 až 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100 l | 2 až 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 až 150 l | 3 až 15 l/min | UIP6000hdT |
| Není k dispozici | 10 až 100 l / min | UIP16000 |
| Není k dispozici | větší | shluk UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Zeptejte se nás!
Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory pro míchání aplikací, disperze, emulgaci a extrakci v laboratorním, pilotním a průmyslovém měřítku.
Literatura / Reference
- Feng, D.; Tan, H.; van Deventer, J.S.J. )2004): Ultrasound enhanced geopolymerisation. Journal of Materials Science 39, 2004. 571–580.
- 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.
- Szelag M. (2017): Mechano-Physical Properties and Microstructure of Carbon Nanotube Reinforced Cement Paste after Thermal Load. Nanomaterials 7(9), 2017. 267.
- Peters, S.; Kraus, M.; Rößler, Christiane; Ludwig, H.-M. (2011): Workability of cement suspensions Using power ultrasound to improve cement suspension workability. Betonwerk und Fertigteil-Technik/Concrete Plant and Precast Technology. 77, 2011. 26-33.
- M.G. Hamed, A.M. El-Kamash & A. A. El-Sayed (2023): Selective removal of lead using nanostructured chitosan ion-imprinted polymer grafted with sodium styrene sulphonate and acrylic acid from aqueous solution. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 103:17, 5465-5482.
Fakta, která stojí za to vědět
Co jsou geopolymery a k čemu se používají?
Geopolymery jsou anorganické polymery nebo hlinitokřemičité materiály, které se obvykle syntetizují alkalickou aktivací prekurzorů aluminokřemičitanu, jako je popílek, struska, metakaolin nebo přírodní materiály, jako je sopečný popel. Jsou tvořeny polymerní sítí oxidů hliníku a křemíku, přičemž alkalický aktivátor hraje klíčovou roli při zahájení geopolymerační reakce.
Tyto materiály si získaly pozornost jako udržitelná alternativa k tradičnímu betonu na bázi portlandského cementu díky svým vlastnostem šetrným k životnímu prostředí a vynikajícím technickým vlastnostem.
Geopolymery se používají v různých aplikacích, včetně:
Geopolymery – Ekologická alternativa k betonu
Geopolymery nabízejí ekologickou alternativu k tradičnímu betonu díky několika vlastnostem šetrným k životnímu prostředí. Mezi hlavní výhody geopolymeru jako stavebního materiálu ve stavebnictví patří snížení emisí uhlíku, využití vedlejších průmyslových produktů, úspora energie a vody a jeho recyklovatelnost a trvanlivost. Vzhledem k tomu, že povědomí o otázkách životního prostředí po celém světě stále roste, jsou geopolymery stále více uznávány jako životaschopné řešení pro snížení ekologické stopy stavebních materiálů. Sonikace je vysoce účinná technika míchání, která umožňuje hospodárně vyrábět vysoce výkonné geolpolymery ve velkých objemech.
- Snížená uhlíková stopa: Geopolymery mají obvykle nižší uhlíkovou stopu ve srovnání s tradičním betonem na bázi portlandského cementu. Výroba portlandského cementu zahrnuje vysokoteplotní procesy v peci, které emitují značné množství oxidu uhličitého (CO2). Naproti tomu geopolymery lze syntetizovat při mnohem nižších teplotách, někdy při pokojové teplotě, což vede ke snížení spotřeby energie a emisí CO2 během výroby.
- Využití vedlejších průmyslových produktů: Geopolymery často využívají jako prekurzory průmyslové vedlejší produkty, jako je popílek, struska a metakaolin. Tyto materiály jsou často považovány za odpadní produkty z jiných průmyslových odvětví a jinak by vyžadovaly likvidaci, což přispívá k zátěži životního prostředí. Začleněním těchto vedlejších produktů do geopolymerů se nejen odklánějí od skládek, ale také snižují poptávku po primárních surovinách, což dále snižuje dopad na životní prostředí.
- Nižší spotřeba energie: Výroba geopolymerů obvykle vyžaduje nižší spotřebu energie ve srovnání s portlandským cementem. Procesy geopolymerace mohou probíhat při nižších teplotách a nemusí vyžadovat rozsáhlý proces kalcinace, který je součástí výroby cementu. To má za následek snížení spotřeby energie a souvisejících emisí skleníkových plynů.
- Odolnost a dlouhá životnost: Geopolymery mohou vykazovat vynikající trvanlivostní vlastnosti, včetně vysoké pevnosti v tlaku, nízké propustnosti a odolnosti proti chemické korozi. V důsledku toho mohou konstrukce vyrobené z geopolymerů vyžadovat méně údržby a oprav po celou dobu své životnosti ve srovnání s tradičním betonem. Tato dlouhá životnost snižuje potřebu častých rekonstrukcí nebo výměn, čímž šetří zdroje a snižuje celkový dopad na životní prostředí.
- Snížená spotřeba vody: Výroba geopolymeru obvykle vyžaduje méně vody ve srovnání s tradičním betonem. Proces míchání geopolymerů často zahrnuje minimální obsah vody, což vede k nižší spotřebě vody a menšímu zatížení vodních zdrojů.
- Recyklovatelnost a opětovná použitelnost: Geopolymerní materiály lze na konci jejich životnosti často recyklovat nebo znovu použít. Na rozdíl od tradičního betonu, který může vyžadovat značně energeticky náročné zpracování pro recyklaci nebo likvidaci, lze geopolymery rozložit a znovu použít s nižším dopadem na životní prostředí.
Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratoř k průmyslová velikost.