Hielscher Ultrasonics
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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.

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Feinstzementmörtel wird am effizientesten und zuverlässigsten mit dem Hielscher Sonicator UP400S dispergiert. In der Vergleichsstudie übertraf der Sondenschalldämpfer den Rotor-Stator-Dispergierer und den Tellerdissolver deutlich.

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!

Hochleistungssonicator UIP16000 für hochvolumige Prozesse wie Zementmischung oder Geopolymerisation zur Herstellung von Baustoffen.

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

Einfluss der Power-Ultraschallbehandlung (PUS) auf die Druckfestigkeit von Mörtelprismen. Die Studie wurde mit dem Hielscher-Ultraschallgerät UIP1000hdT durchgeführt.

Einfluss der Power Ultraschall (PUS) auf die Druckfestigkeit von Mortar Prisms

 

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.

 

Die besten Schallköpfe werden von Hielscher Ultrasonics hergestellt. Sie zeichnen sich durch Leistung, modernste Technik und Zuverlässigkeit aus.

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

 

Sonicator UIP1000hdT für die Dispersion und Modifikation von Nanopartikeln, die anschließend zum Packen von HPLC-Säulen und -Kartuschen verwendet werden

Tischschalldämpfer UIP1000hdT für die Nassmahlung von Zementpartikeln

Warum Hielscher Ultrasonics?

  • 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

Fordern Sie weitere Informationen an!

Bitte benutzen Sie das untenstehende Formular, um weitere Informationen über Sonicatoren für die Nassmahlung von Zementpartikeln, Anwendungsdetails, technische Daten und Preise anzufordern. Wir freuen uns darauf, Ihren Zementmahlprozess mit Ihnen zu besprechen und Ihnen einen Sonicator anzubieten, der Ihren Anforderungen entspricht!









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Zementmörtel kann mit dem Sondenschallgerät UP400St effizient bis in den Nanobereich dispergiert werden.

Sonotrodenschallkopf UP400St für mikrofeine Zementmörtel-Dispersion
(Studie und Bild: ©Draganovic et al., 2020)



Literatur / Literaturhinweise

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.

Ultraschall-High-Shear-Homogenisatoren werden im Labor, Technikum, in der Pilotanlage sowie in der industriellen Produktion eingesetzt. Die Ultraschallbehandlung ist hocheffizient bei der Herstellung von langzeitstabilen Nanoemulsionen.

Hielscher Ultrasonics stellt Hochleistungs-Ultraschallhomogenisatoren für Mischanwendungen, Dispergierung, Emulgierung und Extraktion im Labor-, Pilot- und Industriemaßstab her.


Hochleistungs-Ultraschall! Die Hielscher-Produktpalette deckt das gesamte Spektrum vom kompakten Labor-Ultraschallhomogenisator über Benchtop-Sonicator bis hin zu vollindustriellen Ultraschallsystemen ab.

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

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