Ultralydsmixing til højtydende beton

Anvendelsen af ​​mikro- og nanosilica eller nanorør fører til forbedringer i kompressionsstyrken af ​​højtydende beton. Ultralydbehandling er et effektivt middel til blanding, befugtning og spredning af nanomaterialer i cement eller beton.
 

Industrielle Cement PlantMikrosilica anvendes i vid udstrækning i beton i dag, hvilket fører til højere trykstyrke eller vand- og kemikaliebestandige beton. Det kan reducere materialeomkostninger og energiforbrug. Nye nanomaterialer, såsom nanosilica eller nanorør, fører til yderligere forbedringer i modstandsdygtighed og styrke. Men for at kunne udnytte nanomaterialers fulde potentiale kræves der en pålidelig og effektiv spredningsteknik. Sonde-type sonikatorer er den mest pålidelige og effektive teknik til fremstilling af nanodispersion, selv i meget viskøse og pastalignende opslæmninger som cement og beton.

Mikrofin cement fugemasse dispersion med ultralyd blandere

Forskerholdet i Draganović præsenterer forskningsartikel, forfatterne undersøger spredningen af mikrofin cementfugemasse ved hjælp af ultralydsteknologi og konventionelle laboratorieopløsere. Undersøgelsen har til formål at sammenligne ultralydets ydeevne – i undersøgelsen specifikt sonikatoren UP400St – med traditionelle metoder til fugemassedispersion.

Forskerne gennemførte en række eksperimenter ved hjælp af forskellige dispersionsteknikker til at evaluere partikelstørrelsesfordelingen (PSD) og zetapotentialet for de mikrofine cementpartikler. Dispersionsteknikkerne omfatter ultralydsbehandling ved hjælp af UP400St sonikator, højhastighedslaboratorieopløsninger og kombinationen af begge metoder.

Ultralyddispergerer MultiSonoReactor med 16.000 watt dispergeringskapacitet til blanding af nanopartikler i cementpasta.

MultiSonoReactor MSR-4: Ultralyd inline dispersion til industriel inline produktion af højtydende cement og beton.

Resultaterne viste, at ultralyddispersion ved hjælp af sonikatoren UP400St opnåede signifikant bedre partikelstørrelsesfordeling sammenlignet med konventionelle laboratorieopløsere. Sonikatoren UP400St reducerer effektivt agglomereringen af mikrofine cementpartikler og producerer en mere homogen og stabil fugemassesuspension. Ultralydsbehandlingen forbedrer fordelingen af mindre partikler, hvilket resulterer i et smallere partikelstørrelsesfordelingsområde.
 

Ultrafin cementmørtel er mest effektiv og pålideligt dispergeret ved hjælp af Hielscher sonikator UP400S. I den sammenlignende undersøgelse udmærkede sonde-type sonikatoren klart rotor-statordispersoren og diskopløseren.

Sammenlignede dispersionsmetoder: Vma-Getzmann Dispermat CV-3 dissolver udstyret med en 90 mm disk og et rotor-statorsystem. Hielscher UP400St ultralydsenhed udstyret med en H22 sonotrode.
(Undersøgelse og billeder: ©Draganovic et al., 2020)

 
Derudover forbedrer brugen af ultralyd i kombination med konventionelle laboratorieopløsninger yderligere dispersionseffektiviteten og opnår en endnu finere partikelstørrelsesfordeling sammenlignet med ultralydsbehandling alene. Når den kombineres, giver sonikering mikroblanding og nanodispersion, mens opløseren bidrager til makroblandingen, der sikrer, at alle partikler kommer ind i ultralydkavitationszonen. Dette giver mulighed for bedre kontrol over partikelstørrelsesfordelingen (PSD) og zetapotentialet for den mikrofine cementfugemasse i batchdrift. Ved anvendelse af en flowcellereaktor passerer partikelsuspensionen automatisk kavitationel hot spot-zonen, således at den ekstra omrøring er overflødig.

Samlet set fremhæver undersøgelsen den overlegne ydeevne af sonikatoren UP400St i dispergering af mikrofin cementfugemasse. Ultralydsbehandlingen, især når den kombineres med konventionelle laboratorieopløsere, tilbyder en yderst effektiv og effektiv metode til at opnå en ensartet og stabil suspension af mikrofine cementpartikler.

Det er værd at bemærke, at artiklen giver en omfattende sammenligning mellem ultralyd og konventionelle dispersionsmetoder, der fremhæver den overlegne ydeevne af sonikering i fugemassedispersion.
(jf. Draganović et al., 2020)
 

Ultralydhomogenisering gav de bedste resultater for Portland cementgigtdispersion sammenlignet med en laboratorieblander udstyret med en disk og en rotor-statorblander.

Ultralydhomogenisatoren UP400St sammenlignes med hensyn til dispersionseffektivitet af cementmørtel med en almindelig laboratorieblander udstyret med en skive og ved hjælp af rotorstatorteknikken. Undersøgelsen viste, at ultralyddispersion ikke kun er en effektiv metode, men er endnu bedre end en mixer ved hjælp af rotorstatorteknikken.
(undersøgelse og grafik: © Draganović et al., 2020)

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


 

Videoen viser ultralydsblanding og dispergering af grafit i 250 ml epoxyharpiks (Toolcraft L) ved hjælp af en ultralydshomogenisator (UP400St, Hielscher Ultrasonics). Hielscher Ultrasonics gør udstyr til at sprede grafit, grafen, carbon-nanorør, nanotråde eller fyldstoffer i laboratoriet eller i store mængder produktionsprocesser. Typiske anvendelser er dispergering af nanomaterialer og mikromaterialer under funktionaliseringsprocessen eller til dispergering i harpikser eller polymerer.

Bland epoxyharpiks med grafitfyldstof ved hjælp af ultralydshomogenisator UP400St (400 watt)

Videominiaturebillede

 

Betonforskning og -udvikling

Betonforskning søger materialer og processer til:

  • reducere materialomkostninger og energikostnader
  • opnå høj indledende og endelig modstand
  • forbedre densitet og trykstyrke
  • forbedre arbejdbarhed, pumpbarhed og finish
  • forbedre holdbarheden og reducere permeabiliteten
  • reducere krympesprækker, støv og delamineringsproblemer
  • kemisk resistens, fx sulfatresistens

Cement Og Betonblanding

Utilstrækkelig blanding resulterer i ringere betonegenskaber.Når det kommer til forbedringer i betonegenskaber, er blandeteknologi lige så vigtig som betonkomposition. Blanding er et vigtigt skridt i produktionen af ​​ensartet beton af høj kvalitet. Selv om mange retningslinjer og forskrifter, f.eks. DIN EN 206 dækker sammensætningen af ​​beton og dets komponenter, overlades den egentlige proces med cementblanding og betonblanding til brugeren.
Det er afgørende, at vand, cement og blandinger er jævnt fordelt og fordelt ned til en fin skala, og at agglomeraterne er tilstrækkeligt dispergerede. Utilstrækkelig dispergering eller deagglomerering resulterer i ringere betonegenskaber. På grund af det lave vandindhold og den høje dosering af blandinger kræver blandingen af ​​selvkompakterende beton (SCC) og ultrahøjstyrkebeton (UHPC) en længere blandingstid eller en mere effektiv blandingsteknologi.

Nanomaterialer I Beton

Under hydrering af cement nanoskala hydreringsprodukter, såsom calciumhydrater dannes i hærdningsbetonen. Nanopartikler af silica eller nanorør bliver til nanopartikler af cement under størkning af betonen. Mindre partikler fører til kortere partikelafstand og et tættere og mindre porøst materiale. Dette øger trykstyrken og reducerer permeabiliteten.

En stor ulempe ved nanosering af pulver og materialer er imidlertid tendensen til at danne agglomerater under befugtning og blanding. Medmindre de enkelte partikler er godt dispergerede, reducerer agglomerering den eksponerede partikeloverflade, der fører til ringere betonegenskaber.

Ultralydator til nanopartikel deagglomerering og pålidelig og ensartet spredning af nanomaterialer i cement og beton

Ultralydprocessoren UIP16000 er en højtydende homogenisator til spredning af cement og beton

Klik her for at lære mere om fordelene ved ultralydsblanding af cementpasta til præfabrikerede, tørstrålede og betonplanter.

Ultralyd blanding af nanomaterialer

Ultralydbehandling er et meget effektivt middel til blanding, dispergering og deagglomerering. Billedet nedenfor viser et typisk resultat af ultralydsdispergering af røget silica i vand.

Ultralydsblanding af dampsulfat (mikrokisel)

Begyndelse (grøn kurve) ved en agglomeratpartikelstørrelse på mere end 200 mikron (D50) blev de fleste partikler reduceret til mindre end 200 nanometer.

Ultralydsblanding ved enhver skala

Hielscher tilbyder ultralyd blandingsanordninger til brug i forskning og fuld skala behandling.

Sonikatorer til laboratorieforskning og -udvikling

Hielscher ultralyd laboratorie homogenisatorer er det perfekte blandingsværktøj til forskning og udvikling på laboratorieskala. Hielscher lab sonikatorer bruges typisk til ultralydsblanding af små partier. Hielscher ultralydhomogenisatorer tilbyder en nøjagtig parameterkontrol og fremragende reproducerbarhed til forberedelse af opskaleringen. Dette gør det nemt at blande forskellige formuleringer og bestemme virkningen af ultralydbehandling intensitet og varighed af sonikering.

Ultralyd inline blanding i produktionen

Beton klar til brugDet ultralydblandingsudstyr, der er nødvendigt til opskalering, kan bestemmes nøjagtigt baseret på laboratorietesten. Til behandling af store volumenstrømme af cement eller beton drives højtydende ultralydapparater normalt i kontinuerlig strømningstilstand ved hjælp af gennemstrømningsreaktorer. Dette giver mulighed for meget ensartet blanding og fejlfri behandling af pastaer og opslæmninger – selv med meget høje viskositeter.

Ultralydsspredning af Nano-Silica: Hielscher ultralydshomogenisator UP400St spreder silica nanopartikler hurtigt og effektivt til en ensartet nano-dispersion.

Ultralydsspredning af Nano-Silica ved hjælp af ultralydsapparatet UP400St

Videominiaturebillede

Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet af vores ultralydapparater afhængigt af batchvolumen eller strømningshastighed, der skal behandles:

Batch Volumen Strømningshastighed Anbefalede enheder
1 til 500 ml 10 til 200 ml / min UP100H
10 til 2000 ml 20 til 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 til 20L 0.2 til 4L / min UIP2000hdT
10 til 100 l 2 til 10 l / min UIP4000hdT
15 til 150L 3 til 15 liter/min UIP6000hdT
na 10 til 100 l / min UIP16000
na større klynge af UIP16000

Kontakt os! / Spørg Os!

Bed om mere information

Brug venligst nedenstående formular til at anmode om yderligere oplysninger om ultralydsblander, cementrelaterede applikationer, tekniske data og priser. Vi vil med glæde diskutere din cementblandingsproces med dig og tilbyde dig en ultralydsblander med høj forskydning, der opfylder dine krav!









Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


Litteratur / Referencer


Inline blanding af cement ved hjælp af en sonikator

Ultralyd blanding - flow diagramHielscher ultralydsmixere er typisk installeret in-line. Materialet pumpes ind i ultralydreaktorbeholderen. Der er det udsat for intens ultralydskavitation. Inline sonication eliminerer forbigående, da alle partikler passerer blandekammeret efter en bestemt vej. Derfor skifter ultralydningen typisk partikelstørrelsesfordelingskurven i stedet for at udvide den.

Robust og nem at rengøre

Ultrasonic Flow Cell Reactor lavet af rustfrit stål til lydbehandling af væsker.En ultralydblandingsreaktor består af flowcellen og sonotroderne. Ingen lejer er nødvendige. Flowcellereaktorer (rustfrit stål) har enkle geometrier og kan let skilles ad og rengøres. Der er ingen små åbninger eller skjulte hjørner.

Andre anvendelser af ultralyd til cement og beton

Anvendelsen af Hielscher ultralydsenheder til fremstilling af cement og beton er ikke begrænset til blanding og dispergering af cementforblandinger eller beton. Ultralyd er et meget effektivt middel til afgasning af væsker og opslæmninger. Dette reducerer antallet og mængden af gasbobler, der er fanget i betonen efter hærdning.
Ultralyd sigte shakers forbedre gennemstrømningen og kvaliteten af pulversigtning for små partikler. Hielscher tilbyder ultralyd omrørte sigter til laboratorie- og industrielle applikationer.

Beton baggrundsinformation

Beton består af cement, f.eks. Portlandcement og andre cementholdige materialer, såsom flyveaske og slaggecement, aggregat (grus, kalksten, granit, sand), vand og kemiske blandinger. Typiske tilsætningsstoffer omfatter acceleratorer eller retardere, blødgørere, pigmenter, silicarøg eller metakaolin med høj reaktivitet (HRM). Mikrosilica er en typisk blanding i beton. Dens ulempe er dens relativt høje omkostninger og forurening, der påvirker operatørernes og arbejdstagernes sundhed.

Vi vil være glade for at diskutere din proces.

Lad os komme i kontakt.