Hielscher – Tecnología de Ultrasonidos

Mezcla Ultrasónica de Pasta de Cemento

La mezcla de ultrasonidos de la pasta de cemento ofrece grandes beneficios para el moldeo prefabricado, drycast y plantas de hormigón. Esto incluye: Menor tiempo de fraguado inicial y final, menor dosis de superplastificante, más rápido y la hidratación más completa así como una mayor resistencia a la compresión.
tecnologías de mezcla de hormigón tradicionales, tales como “en carretera-mezclado” o mezcladores rotatorios proporcionan una acción de mezcla insuficiente para dispersar aglomerados de partículas de cemento y otros materiales cementosos, tales como cenizas volantes o sílice. Mientras que las partículas exteriores de tales aglomerados se exponen al agua, las superficies de las partículas interiores permanecen secas. Esto da como resultado la hidratación lenta e incompleta.

Beneficios de la tecnología de mezclado ultrasónico

de dispersión ultrasónica es la tecnología más avanzada para desaglomerar y dispersar micras de tamaño y nano de tamaño de materiales en líquidos. mezclado ultrasónico utiliza fuerzas de cizallamiento cavitacionales que son más eficaces en la mezcla de materiales de tamaño fino que los mezcladores rotativos convencionales y mezcladores de rotor-estator. Para el cemento, sílice, Cenizas volantes, pigmentos o CNT, El rendimiento de estos materiales se incrementa significativamente por dispersante ultrasónico, Ya que mejora la distribución de partículas y el contacto con agua.
Durante la hidratación – la reacción del cemento con el agua – C-S-H-fases crecer estructuras aciculares. Las imágenes a continuación muestran la microestructura de la pasta de cemento después de 5 horas de hidratación. En la pasta de cemento a ultrasonidos, el C-S-H-fases son casi 500 nm de largo, mientras que en la pasta unsonicated, C-S-H-fases son alrededor de 100 nm, solamente.

Hielscher's ultrasonic dispersion technology improves cement precasts.

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Microestructura de cemento Pega Después de 5 horas tiempo de hidratación
con el procesamiento ultrasónico
sin procesamiento ultrasónico
Microestructura de pasta de cemento después del procesamiento ultrasónico y 5 haMicroestructura de pasta de cemento sin un procesamiento ultrasónico y 5 ha
Portland Cement Paste (CEM I42.5R), C. Rössler (2009) – Universidad Bauhaus de Weimar

La mezcla cavitacional ultrasónica lleva a un crecimiento más rápido de C-S-H-fases.

hidratación Temperatura

Influencia del Poder ultrasonidos (PUS) en las curvas de tiempo-temperatura de las pastas de cemento

resistencia a la compresión

Influencia del Poder ultrasonidos (PUS) en la resistencia a la compresión del mortero Prismas

Ultrasonido velocidad de pulso

Influencia del Poder ultrasonidos (PUS) en la velocidad del impulso ultrasónico de pastas de cemento hidratante

C. Rössler (2009)

El crecimiento de C-S-H-fases se correlaciona con la temperatura de la pasta de cemento durante el período de hidratación (haga clic en gráfico derecho). En la pasta de cemento por ultrasonidos mixto, el la hidratación comienza aprox. Una hora antes. A principios de la hidratación se correlaciona con el aumento a principios de resistencia a la compresión (clic gráfica derecha). La velocidad de hidratación aumento se puede medir por la velocidad del pulso de ultrasonido, también.

En particular, para el hormigón prefabricado y drycast, esto lleva a un tiempo significativamente más corto hasta que el hormigón fundido puede ser tomado del molde. Los estudios realizados por la Universidad Bauhaus (Alemania) mostró la siguiente reducción de los tiempos de fraguado.

ReferenciaDif.Ultrasonidos de potencia
Conjunto inicial5 hr 15 min-29%3 hr 45 min
set final6 hr 45 min-33%4 hr 30 min
Depresión122 mm (4,8″)+ 30%158 mm (6,2″)

Otra ventaja interesante de mezcla de ultrasonidos es la influencia de la fluidez. Como se muestra en la tabla anterior, la aumenta slump aprox. 30%. Esto permite la lata dosis reducida de superplastificantes.

Proceso de integración de ultrasonidos Mezcladoras

Hielscher ofrece mezcladores ultrasónicos para la dispersión efectiva de cemento, sílice, Cenizas volantes, pigmentos o CNT. En primer lugar, cualquier material seco debe premezclarse con agua con el fin de formar una alta concentración – sin embargo, la pasta bombeable. El mezclador de ultrasonidos Hielscher, desaglomera y dispersa las partículas usando cavitacional cortar. En consecuencia, toda la superficie de cada partícula está totalmente expuesto al agua.

Procesamiento de ultrasonidos de pasta de cemento

En el caso de la pasta de cemento, la hidratación se inicia después del procesamiento por ultrasonidos. Por lo tanto, el mezclador de ultrasonidos Hielscher se debe utilizar en línea, como la pasta de cemento no se puede almacenar durante largos períodos. El dibujo esquemático de abajo ilustra el proceso. En un siguiente paso, se añade el agregado, tal como arena o grava y se mezcla con la pasta de cemento. Como las partículas de cemento ya están bien dispersos en esa etapa, la pasta de cemento se mezcla bien con el agregado. El hormigón está entonces listo para ser llenado en moldes prefabricados o para el transporte. Un tanque de ruptura próximo a la mezcladora de ultrasonidos puede utilizarse para procesar más de forma continua en caso de demanda concreta inestable.

Ultrasónica mezcla en línea de cemento para la fabricación de elementos prefabricados

Dispersión ultrasónica de sílice, cenizas volantes y Nanomateriales

Ultrasónica mezcla en línea de cemento para la fabricación de elementos prefabricadosEl dispersante de sílice, Cenizas volantes, pigmentos u otros nanomateriales, tales como nanotubos de carbono, Requiere otra intensidades de procesamiento y los niveles de energía. Por esta razón se recomienda un mezclador de ultrasonidos separada para producir una suspensión / pegar bien dispersa que se añade a la mezcla de hormigón. Haga clic en el gráfico de arriba para un dibujo esquemático de este proceso.

Hormigón listo para su usoEl equipo de mezcla de ultrasonidos necesarios para la escalada puede ser determinado de ensayos a escala piloto, basadas exactamente utilizando una conjunto UIP1000hd (1,000 vatios). La siguiente tabla muestra las recomendaciones generales del dispositivo en función del volumen de lote o el caudal de la pasta de cemento a procesar.

Volumen del loteTasa de flujoDispositivos recomendados
00,1 a 10 litros00,2 a 2 l / minUIP1000hd, UIP1500hd
10 a 50L2 a 10 L/minUIP4000
n.a.10 a 50 L / minUIP16000
n.a.mayorGrupo de UIP16000

Con hasta 16 kW de potencia de mezcla de ultrasonidos por dispositivo único, Hielscher ofrece la potencia de procesamiento requerida para aplicaciones de gran volumen. Esta tecnología es fácil de probar y escala hasta lineal.

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dispersador ultrasónico mejorar el tratamiento y la calidad del cemento.

Ultrasónica Inline Mixer (UIP1000hdT)

Literatura/Referencias