Sonde-type sonikere bruges ofte til deagglomerering af cementpartikler. Denne metode eliminerer behovet for slibemedier, forenkler processen ved at gøre filtrering og intensiv rengøring unødvendig og giver effektiv reduktion af partikelstørrelsen. Derudover reducerer sonikering afhængigheden af dispergeringsmidler og bruger mere kompakt, energieffektivt udstyr, hvilket gør det til en yderst fordelagtig løsning til cementpartikeldispersion og deagglomerering.

Fordelene ved ultralydsdeagglomerering af cementpartikler

Cement er et af de mest essentielle materialer i byggeriet, der er meget udbredt for dets bindende egenskaber. At opnå optimal ydeevne kræver dog ensartet partikelfordeling, da agglomererede partikler kan påvirke cementens ydeevne negativt. Ultralydsdeagglomeration er dukket op som en kraftfuld teknik til at løse denne udfordring.

Ultralydscementdeagglomerering bruger ultralydbølger med høj effekt til at nedbryde partikelklynger, hvilket giver adskillige fordele:

• Forbedret partikelspredning: Ultralydsdeagglomerering spreder effektivt cementpartikler, hvilket sikrer en ensartet partikelstørrelsesfordeling. Denne ensartethed er afgørende for at opnå ensartet styrke og holdbarhed i cementholdige materialer.
• Forbedret hydrering: Det øgede overfladeareal af deagglomererede partikler forbedrer hydreringsprocessen, hvilket fører til bedre binding og højere styrke i det endelige produkt. Forbedret hydrering reducerer også risikoen for ufuldstændige reaktioner og svage punkter i cementmatrixen.
• Øget bearbejdelighed: Veldispergerede cementpartikler resulterer i en mere brugbar blanding, hvilket gør det lettere at blande, hælde og efterbehandle. Denne forbedrede bearbejdelighed kan føre til hurtigere byggetider og reducerede arbejdsomkostninger.
• Forbedrede mekaniske egenskaber: Ultralydsdeagglomerering bidrager til udviklingen af en tættere og mere homogen mikrostruktur i cementbaserede materialer. Dette resulterer i forbedrede mekaniske egenskaber såsom tryk- og trækstyrke.
• Reduktion i brugen af tilsætningsstoffer: Ved at opnå bedre dispersion gennem ultralydsdeagglomerering kan behovet for kemiske disperglingsmidler og andre tilsætningsstoffer minimeres. Dette reducerer ikke kun omkostningerne, men reducerer også miljøpåvirkningen fra cementproduktionen.
• Omkostningseffektivitet: Uanset den oprindelige investering i en ultralydsapparat i industriel kvalitet, gør de langsigtede fordele ved forbedret produktkvalitet, reduceret additivforbrug og forbedret ydeevne det til en omkostningseffektiv løsning til cementindustrien.

Sammenlignende oversigt: Kuglefræsning vs. ultralydsdeagglomerering for cementpartikler

Komparativt aspekt	Kuglefræsning til cementpartikler	Ultralydsdeagglomerering for cementpartikler
Metode	Bruger stål- eller silicakugler som slibemedie	Bruger ultralydsbølger med høj intensitet til at skabe akustisk kavitation og sonomekaniske forskydningskræfter
Udskiftning af slibemedier	Hyppig udskiftning af stål- eller silicakugler	Ingen slibemedier, hvilket eliminerer udskiftningsomkostninger
Filtrering efter proces	Påkrævet for at filtrere slibemedier fra	Ikke nødvendigt, forenkling af processen
Krav til rengøring	Arbejdskrævende og tidskrævende rengøring af fræsemedier og kammer	Minimal rengøring, ultralydssonder er lettere at vedligeholde
Effektivitet i fint partikelområde	Ineffektiv for partikler i 0 – 100 μm rækkevidde, tidskrævende	Meget effektiv til fine partikelstørrelser, herunder 0 – 100 μm rækkevidde
Krav til dispergeringsmiddel	Stor mængde dispergeringsmiddel nødvendig	Reduceret behov for dispergeringsmidler på grund af kraftige kavitations- og forskydningskræfter
Udstyrets egenskaber	Stor, omfangsrig, energiineffektiv, kræver omfattende vedligeholdelse og rengøring	Kompakt, energieffektiv, mindre vedligeholdelse, nemmere at håndtere og sikker at betjene

Casestudie: Dispersion af mikrofin cementfugemasse med ultralydsblandere

Forskerholdet ledet af Draganović præsenterer en omfattende undersøgelse af spredningen af mikrofin cementmørtel ved hjælp af ultralydsteknologi sammenlignet med konventionelle laboratorieopløsninger. Undersøgelsen fokuserer specifikt på ydeevnen af sonikeren UP400St i forhold til traditionelle fugedispersionsmetoder.

Forskerne gennemførte en række eksperimenter ved hjælp af forskellige dispersionsteknikker for at vurdere partikelstørrelsesfordelingen (PSD) og zeta-potentialet af mikrofine cementpartikler. De evaluerede teknikker inkluderer ultralydsbehandling med UP400St sonicator, højhastighedslaboratorieopløsninger og en kombination af begge metoder.

Resultaterne afslører, at ultralydsspredning ved hjælp af UP400St sonicator signifikant forbedrer partikelstørrelsesfordelingen sammenlignet med konventionelle laboratorieopløsninger. Sonicatoren UP400St afbøder effektivt agglomerationen af mikrofine cementpartikler, hvilket producerer en mere homogen og stabil fugeophæng. Ultralydsbehandling forbedrer fordelingen af mindre partikler, hvilket resulterer i et smallere partikelstørrelsesfordelingsområde.
 

 
Desuden forbedrer kombinationen af ultralyd med konventionelle laboratorieopløsere dispersionseffektiviteten og opnår en endnu finere partikelstørrelsesfordeling end ultralydsbehandling alene. Denne kombination giver mulighed for forbedret kontrol over PSD- og zeta-potentialet for mikrofin cementmørtel i batchoperationer. I kontinuerlige strømningssystemer passerer partikelsuspensionen automatisk gennem den kavitationelle hot spot-zone, hvilket gør yderligere omrøring unødvendig.

Undersøgelsen understreger den overlegne ydeevne af sonikeren UP400St til dispergering af mikrofin cementfugemasse. Ultralydsbehandling, især når den kombineres med konventionelle laboratorieopløsninger, tilbyder en effektiv og effektiv metode til at opnå en ensartet og stabil suspension af mikrofine cementpartikler.

Denne forskning giver en detaljeret sammenligning mellem ultralyd og konventionelle dispersionsmetoder, der fremhæver den overlegne effekt af sonikering i fugedispersion.
(jf. Draganović et al., 2020)
 

 

Anvendelser af sonikere i cementindustrien

Udnyttelse af de fordelagtige virkninger af ultralyd med høj effekt i cementpartikel- og fugeagglomerering åbner adskillige anvendelsesområder i cementindustrien, hvilket giver mulighed for forbedrede materialeegenskaber og slutproduktkvalitet.

• Vådfræsning af cementpartikler: Sonde-type sonikering er en yderst effektiv og energieffektiv metode til fræsning af cementpartikler. Læs mere om ultralydsvådfræsning af cement!
• Produktion af højtydende beton: Sonde-type sonikere bruges til at producere højtydende beton ved at sikre ensartet spredning af fine cementpartikler og supplerende cementholdige materialer som flyveaske og silicadamp. Dette fører til beton med overlegne mekaniske egenskaber og holdbarhed.
• Udvikling af nanokompositter: I forskning og udvikling letter sonde-type sonde-sonikere inkorporeringen af nanopartikler i cementmatricer, hvilket skaber nanokompositter med forbedrede egenskaber såsom øget styrke, sejhed og modstandsdygtighed over for miljøforringelse.
• Optimering af additiv ydeevne: Ultralydsdeagglomerering hjælper med at optimere ydeevnen af kemiske tilsætningsstoffer, såsom superblødgørere og luftmedførende midler, ved at sikre deres ensartede fordeling i cementmatrixen. Dette fører til forbedret bearbejdelighed og ydeevne af det endelige produkt.

Højtydende sonikere til dispersion og deagglomerering af cementpartikler

Ultralydsdeagglomerering ved hjælp af sonde-type sondeapparater giver betydelige fordele for cementindustrien. Ved at forbedre partikelspredningen, forbedre hydreringen og øge bearbejdeligheden bidrager disse enheder til produktionen af cementholdige materialer af høj kvalitet. Den præcise kontrol, skalerbarhed og alsidighed af sonde-type sondeapparater gør dem til værdifulde værktøjer til både forskning og industrielle applikationer, der driver innovation og effektivitet i cementproduktion.

Hielscher Ultrasonic leverer højtydende sonikere på ethvert effektniveau til behandling af cementpartikler og cementmørtel fra mindre partier til forskning + udvikling til højkapaciteter til industriel cementdeagglomerering i produktionsskala.

Design, produktion og rådgivning – Kvalitet fremstillet i Tyskland

Hielscher ultralydapparater er kendt for deres højeste kvalitet og designstandarder. Robusthed og nem betjening muliggør en jævn integration af vores ultralydapparater i industrielle faciliteter. Hårde forhold og krævende miljøer håndteres let af Hielscher ultralydsapparater.

Hielscher Ultrasonics er et ISO-certificeret firma og lægger særlig vægt på højtydende ultralydapparater med avanceret teknologi og brugervenlighed. Selvfølgelig er Hielscher ultralydapparater CE-kompatible og opfylder kravene i UL, CSA og RoHs.

Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater: