Hielscher – Tecnología de Ultrasonidos

Mezcla ultrasónica para hormigón de alto rendimiento

El uso de micro y nano y nanotubos o nanotubos conduce a mejoras en la resistencia a la compresión del hormigón de alto rendimiento. La ultrasonicación es un medio eficaz para la mezcla, humectación y dispersión de nanomateriales en cemento u hormigón.

Planta de Cemento Industrial

La microsílice se utiliza ampliamente en el hormigón hoy en día, lo que conduce a una mayor resistencia a la compresión o al agua y a los hormigones resistentes a los productos químicos. Esto puede reducir los costos de materiales y el uso de energía. Nuevos nanomateriales, tales como nano sílice o nanotubos conducen a nuevas mejoras en la resistencia y la resistencia.

Información de fondo sobre el hormigón

El hormigón se compone de CementoPor ejemplo, el cemento Pórtland y otros materiales cementosos, como el cemento de cenizas volantes y escorias, los áridos (grava, piedra caliza, granito, arena), el agua y los aditivos químicos. Los aditivos típicos incluyen aceleradores o retardadores, plastificantes y pigmentos, humo de sílice o Metakaolin de alta reactividad (HRM). La micro sílice es un aditivo típico del concreto. Su desventaja es su costo relativamente alto y la contaminación que afecta a los operadores.’ salud.

Investigación y Desarrollo de Concreto

La investigación concreta busca materiales y procesos para:

  • reducir los costes de material y de energía
  • obtener una alta resistencia inicial y final
  • mejorar la densidad y la resistencia a la compresión
  • mejorar la trabajabilidad, bombeabilidad y capacidad de acabado
  • mejorar la durabilidad y reducir la permeabilidad
  • reducir las grietas por contracción, los problemas de desempolvado y delaminación
  • resistencia química, p. ej. resistencia a los sulfatos

Cemento y Mezcla de Hormigón

Una mezcla insuficiente da como resultado unas propiedades inferiores del hormigón.Cuando se trata de mejorar las propiedades del hormigón, la tecnología de mezclado es tan importante como la composición del hormigón. La mezcla es un paso esencial en la producción de un hormigón uniforme y de alta calidad. Aunque numerosas directrices y regulaciones, como por ejemplo la norma DIN EN 206, cubren la composición del hormigón y sus componentes, el proceso real de mezcla de cemento y hormigón se deja en manos del usuario.
Es decisivo que el agua, el cemento y los aditivos se dispersen uniformemente y se distribuyan hasta una escala fina y que los aglomerados estén suficientemente dispersos. Una dispersión o desagregación insuficiente da como resultado unas propiedades inferiores del hormigón. Debido al bajo contenido de agua y a la alta dosis de aditivos, la mezcla de concreto autocompactante (SCC) y concreto de ultra alta resistencia (UHPC) requiere un tiempo de mezcla más largo o una tecnología de mezcla más efectiva.

Nanomateriales en hormigón

Durante la hidratación de los productos de hidratación a nanoescala de cemento, como los hidratos de calcio, se forman en el hormigón endurecido. Nano partículas de sílice o nanotubos se convierten en nano partículas de cemento durante la solidificación del hormigón. Las partículas más pequeñas conducen a una distancia de partículas más corta y a un material más denso y menos poroso. Esto aumenta la resistencia a la compresión y reduce la permeabilidad.

Sin embargo, una desventaja importante del polvo y los materiales de tamaño nano es la tendencia a formar aglomerados durante la humectación y la mezcla. A menos que las partículas individuales estén bien dispersas, la aglomeración reduce la superficie de las partículas expuestas, lo que conduce a propiedades inferiores del concreto.

Haga clic aquí para conocer más sobre los beneficios de la mezcla ultrasónica de pastas de cemento para plantas de prefabricados, drycast y concreto.

Mezcla ultrasónica de nanomateriales

La ultrasonicación es un medio muy eficaz para la mezcla, Dispersión y de aglomeración. La siguiente imagen muestra un resultado típico de ultrasonido dispersión de sílice pirógena en el agua.

Mezcla ultrasónica de humo súlica (micro sílice)

Comenzando (curva verde) con un tamaño de partícula de aglomerado de más de 200 micras (D50), la mayoría de las partículas se redujeron a menos de 200 nanómetros.

Mezcla ultrasónica a cualquier escala

Hielscher ofrece dispositivos de mezcla por ultrasonidos para su uso en investigación y procesamiento a gran escala.

Investigación y Desarrollo de Laboratorio

Hielscher Dispositivos ultrasónicos para el laboratorio son la herramienta de mezcla perfecta para el laboratorio R&D. Los aparatos de laboratorio se utilizan normalmente para la mezcla ultrasónica de lotes pequeños. Los equipos de ultrasonidos de Hielscher ofrecen un control preciso de los parámetros y una excelente reproducibilidad para la preparación de la báscula. Esto hace que sea fácil mezclar diferentes formulaciones y determinar el impacto de la intensidad de la ultrasonicación y la duración de la sonicación.

Mezcla ultrasónica en producción

Hormigón listo para su usoEl equipo de mezclado por ultrasonidos necesario para el escalado puede determinarse exactamente en base a las pruebas de laboratorio. La siguiente tabla muestra las recomendaciones generales del equipo en función del volumen del lote o del caudal a procesar.

Volumen del lote Tasa de flujo Dispositivos recomendados
10 a 2000 mL 20 a 400 mL/min. UP200Ht, UP400S
0,1 a 20 L 0,2 a 4 L/min UIP1000hdT, UIP2000hd
10 a 100 L 2 a 10 L/min UIP4000
n.a. 10 a 100 L/min UIP16000
n.a. mayor Grupo de UIP16000

Mezcla en línea

Mezcla por ultrasonidos - diagrama de flujoLos mezcladores ultrasónicos de Hielscher se instalan normalmente en línea. El material se bombea a la vasija del reactor ultrasónico. Allí se expone a una intensa cavitación ultrasónica. La sonicación en línea elimina la derivación, ya que todas las partículas pasan por la cámara de mezcla siguiendo una trayectoria definida. Por lo tanto, la ultrasonicación típicamente cambia la curva de distribución de tamaño de partícula en lugar de ensancharla.

Robusto y fácil de limpiar

Reactor de flujo ultrasónico de acero inoxidable para la sonicación de líquidos.Un reactor de mezcla por ultrasonidos consiste en la celda de flujo y el sonotrodo. No se necesitan rodamientos. Los reactores de celda de flujo (acero inoxidable) tienen geometrías simples y pueden ser fácilmente desmontados y limpiado. No hay pequeños orificios ni rincones ocultos.

Otras Aplicaciones de Ultrasonido para Cemento y Hormigón

El uso de los equipos ultrasónicos de Hielscher en la preparación de cementos y hormigones no se limita a la mezcla y dispersión de premezclas de cemento u hormigones. El ultrasonido es un medio muy eficaz para el desgasificación de líquidos y lodos. Esto reduce el número y el volumen de burbujas de gas atrapadas en el hormigón después del endurecimiento.

Dispositivos de tamizado por ultrasonidos mejorar el rendimiento y la calidad del tamizado en polvo para partículas pequeñas. Hielscher ofrece tamices agitados por ultrasonidos para aplicaciones industriales y de laboratorio.

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