Nassmahlen von Zementpartikeln mittels Sonicator
Die Nassmahlung von Zementpartikeln ist ein wichtiger Prozess bei der Herstellung von hochwertigem Zement. Ziel ist es, die Partikelgröße zu verringern, um die Eigenschaften des Zements, wie z. B. seine Reaktivität und Festigkeit, zu verbessern. Herkömmliche Mahltechniken, wie z. B. das Kugelmühlen, wurden zu diesem Zweck häufig eingesetzt. Seitdem jedoch die bedeutenden Vorteile des Ultraschall-Nassmahlens entdeckt wurden, ersetzen insbesondere Sondensonicatoren die herkömmlichen Mahlverfahren. Hielscher Ultraschallhomogenisatoren sind anderen Mahltechniken überlegen und werden von der Forschung im Labormaßstab bis hin zur industriellen Zementproduktion mit hohem Durchsatz erfolgreich eingesetzt.

Vergleich von Zementdispergierverfahren: Vma-Getzmann Dispermat CV-3 Dissolver, ein Rotor-Stator (R/S) System und der Hielscher UP400St Sonicator.
(Studie und Bilder: ©Draganovic et al., 2020) Lesen Sie hier mehr über diese vergleichende Studie!

Sonicator UIP16000 zum Mahlen und Dispergieren von Baumaterialien wie Zement, Geopolymeren oder Beton.
Ultraschallmahlen von Zementpartikeln mittels Ultraschallhomogenisators
Sonicators, auch bekannt als Ultraschallhomogenisatoren, nutzen hochintensiven Ultraschall, um akustische Kavitation in einem flüssigen Medium, z. B. einer Zementaufschlämmung, zu erzeugen. Die Ultraschallkavitation erzeugt intensive Mikrostrahlen, Schockwellen und Scherkräfte, die Zementpartikel effizient zerkleinern. Zu den wichtigsten Vorteilen des Ultraschallmahlens gehören:
- Verbesserte Effizienz: Ultraschall-gestütztes Mahlen ist hocheffizient bei der Partikelzerkleinerung. Die akustische Kavitation erzeugt intensive lokale Kräfte, die Zementpartikel schnell zerkleinern können, ohne dass übermäßige mechanische Energie benötigt wird.
- Temperaturregelung: Beim Ultraschall-Nassmahlen kann die Prozesstemperatur genau überwacht und gesteuert werden. Dies ist besonders wichtig für Zementpartikel, da übermäßige Hitze deren Eigenschaften verändern kann.
Lesen Sie mehr über die Temperaturkontrolle bei der Ultraschallbehandlung! - Gleichmäßige Partikelverteilung: Das Ultraschallmahlen sorgt für eine gleichmäßigere Partikelgrößenverteilung und verbessert die Qualität und Leistung des Endprodukts.
- Nein Fräsmedien: Da das Ultraschallmahlen ohne Mahlkörper auskommt, müssen keine Mahlperlen oder -kugeln gereinigt und ersetzt werden.
- Skalierbarkeit: Das ultraschall-gestützte Mahlen mittels Sonicators kann völlig linear auf jeden Durchsatz skaliert werden. Verfügbar in verschiedenen Leistungsstufen – von Tischmodellen für die Forschung bis zu großen industriellen Ultraschallhomogenisatoren für die Produktion mit hohem Durchsatz – Hielscher Ultrasonics bietet Ihnen den idealen Sonicator für Ihre Nassmahlanwendung.
Vergleich von Ultraschallmischern, Perlmühlen, Rotor-Stator-Mischern und Hochschermischern für die Zementpartikelzerkleinerung
Merkmal | Ultraschall-gestütztes Mahlen (Sonicator) | Perlmühlen | Rotor-Stator-Mischer | Hochscherbige Klingenmischer |
---|---|---|---|---|
Effizienz | High | moderat | moderat | Niedrig |
Wärmeerzeugung | Niedrig | High | High | High |
Gleichmäßigkeit der Partikelgröße | High | moderat | moderat | Niedrig |
Kontaminationsrisiko | Niedrig (keine Mahlkörper) | Hoch (wegen der Mahlkörper) | moderat | Niedrig |
Skalierbarkeit | Hoch (in verschiedenen Größen erhältlich) | moderat | moderat | Niedrig |
Wartung | Gering (wenige bewegliche Teile, keine Mahlkörper) | Hoch (Verschleiß der Medien) | moderat | Gering bis mäßig |
Geschwindigkeit der Verarbeitung | Schnelle | Mäßig bis langsam | moderat | moderat |
Energieverbrauch | moderat | High | moderat | moderat |
Flexibilität | Hoch (verschiedene Anwendungen) | Mäßig (spezifisch für die Partikelgrößenreduzierung) | Mäßig (Mischen und Emulgieren) | Niedrig (nur Mischen) |
Industrielle Anwendung | Hoch (breit anwendbar) | moderat | moderat | Niedrig |
Hochleistungssonicatoren für die Nassmahlung von Zementpartikeln
Hielscher Hochleistungssonicatoren eignen sich ideal für die Zement-Nassmahlung, da sie die Partikelgröße durch Ultraschallkavitation effizient reduzieren und eine gleichmäßige Partikelverteilung gewährleisten. Mit einer präzisen Prozesssteuerung können Sie den Ultraschallmahlprozess auf die von Ihnen gewünschte Zementpartikelgröße und höchste Energieeffizienz optimieren. Darüber hinaus sind Hielscher-Sonicatoren skalierbar und vielseitig einsetzbar. Sie sind sowohl als Tisch- als auch als Industriemodelle erhältlich und eignen sich somit für verschiedene Produktionsmaßstäbe, von der Forschung bis hin zu industriellen Anwendungen mit hohem Durchsatz.

Hielscher Sonicators sind die modernsten Ultraschall-Homogenisatoren auf dem Markt. Nutzen Sie die Vorteile der Hielscher Sonicators!

Tischschalldämpfer UIP1000hdT für die Nassmahlung von Zementpartikeln
- hoher Wirkungsgrad
- Modernste Technik
- Zuverlässigkeit & Robustheit
- einstellbare, präzise Prozesskontrolle
- Batch & Inline
- für jedes Volumen
- intelligente Software
- intelligente Funktionen (z. B. programmierbar, Datenprotokollierung, Fernsteuerung)
- einfach und sicher zu bedienen
- Geringer Wartungsaufwand
- CIP (Clean-in-Place)
Design, Herstellung und Beratung – Qualität Made in Germany
Hielscher Ultraschallgeräte sind bekannt für höchste Qualität und Designstandards. Robustheit und einfache Bedienung ermöglichen die problemlose Integration unserer Ultraschallgeräte in industrielle Anlagen. Raue Bedingungen und anspruchsvolle Umgebungen sind für Hielscher Ultraschallgeräte kein Problem.
Hielscher Ultrasonics ist ein ISO-zertifiziertes Unternehmen und legt großen Wert darauf, Hochleistungs-Ultraschallgeräte zu entwickeln und zu produzieren, die sich durch modernste Technik und Benutzerfreundlichkeit auszeichnen. Selbstverständlich sind Hielscher Sonicators CE-konform und erfüllen die Anforderungen von UL, CSA und RoHs.
In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallhomogenisatoren:
Batch-Volumen | Durchfluss | Empfohlenes Ultraschallgerät |
---|---|---|
1 bis 500ml | 10 bis 200ml/min | UP100H |
10 bis 2000ml | 20 bis 400ml/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 bis 20l | 0,2 bis 4l/min | UIP2000hdT |
10 bis 100l | 2 bis 10l/min | UIP4000hdT |
15 bis 150 Liter | 3 bis 15 l/min | UIP6000hdT |
15 bis 150 Liter | 3 bis 15 l/min | UIP6000hdT |
n.a. | 10 bis 100l/min | UIP16000 |
n.a. | größere | Cluster aus UIP16000 |

Sonotrodenschallkopf UP400St für mikrofeine Zementmörtel-Dispersion
(Studie und Bild: ©Draganovic et al., 2020)
Literatur / Literaturhinweise
- 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.
Wissenswertes
Was ist Zement?
Zement ist ein Bindemittel, das im Bauwesen verwendet wird und aus einer Mischung von kalkhaltigen, silikatischen, aluminiumhaltigen und eisenhaltigen Stoffen besteht. Wenn er mit Wasser gemischt wird, bildet er eine Paste, die mit der Zeit aushärtet und strukturelle Stärke und Stabilität bietet. Zementpartikel sind die fein gemahlene, pulverförmige Form des Zements, die durch Mahlprozesse entsteht. Diese Partikel spielen eine entscheidende Rolle im Hydratationsprozess, der zur Erhärtung und Festigkeitsentwicklung von Zement in Bauanwendungen führt.
Warum ist das Nassmahlen von Zementpartikeln wichtig?
Die Nassmahlung von Zementpartikeln ist wichtig, weil sie die Partikelgröße verringert und die Reaktivität und Festigkeit des Zements erhöht. Dieses Verfahren verbessert die Gleichmäßigkeit und Qualität des Zements, was zu einer besseren Leistung in Bauanwendungen führt.
Was ist Mörtel?
Ein Mörtelprisma ist ein rechteckiger Probekörper aus einer Mischung aus Zement, Sand und Wasser, der üblicherweise zur Prüfung der Festigkeit und Haltbarkeit von Mörtel verwendet wird. Diese Prismen werden in der Regel nach genormten Maßen hergestellt und unter Laborbedingungen geprüft, um die Druck- und Biegefestigkeit der Mörtelmischung zu bestimmen.
Was ist ein Mörserprisma?
Mörtel ist ein Baumaterial, das aus Zement, Sand und Wasser besteht. Zement ist das wichtigste Bindemittel im Mörtel und verleiht ihm, wenn er mit Sand und Wasser gemischt wird, Klebeeigenschaften. Mörtel wird zum Verbinden von Baumaterialien wie Ziegeln, Steinen und Betonblöcken verwendet, füllt die Lücken zwischen ihnen und sorgt für strukturelle Stabilität. Der Zement im Mörtel härtet aus und gewinnt mit der Zeit durch Hydratation an Festigkeit, so dass eine feste und dauerhafte Matrix entsteht, die die anderen Komponenten zusammenhält.

Hielscher Ultrasonics fertigt Hochleistungs-Ultraschall-Homogenisatoren vom Labor bis zum voll-kommerziellen Industriemaßstab.