Sonikatsioon Tõhustatud geopolümerisatsioon
Geopolümeerid pakuvad paljutõotavat alternatiivi traditsioonilistele tsemendipõhistele materjalidele, pakkudes keskkonnaalaseid, mehaanilisi ja vastupidavuse eeliseid. Ultraheli hajutamine on väga tõhus meetod suurepäraste materjaliomadustega geopolümeeride tootmiseks. Sonikatsioon kujutab endast väga tõhusat segamismeetodit, mis võimaldab suure jõudlusega geopolümeeride ökonoomset tootmist suurtes kogustes.
Täiustatud geopolümerisatsioon võimsuse ultraheli abil
Geopolümerisatsioon nõuab hoolikat ja jõulist segamist, et tagada optimaalne kontakt selle komponentide vahel, hõlbustades täielikku polümerisatsiooni. Võimsuse ultraheli rakendamine indutseerib intensiivseid nihkejõude, soodustades seeläbi vajalikku segamist ja homogeniseerimist, pakkudes samal ajal energiat, mis soodustab kiiret ja põhjalikku geopolümerisatsiooni. Võimsuse ultraheli on suurendanud geopolümerisatsiooni kineetikat, soodustades reaktiivide paremat hajutamist ja hõlbustades aglomeraatide lagunemist, mille tulemuseks on parem reaktsioonikiirus ja toote kvaliteet.
MultiSonoReactor 16kW ultraheli võimsusega inline geopolümerisatsiooniks tootmisskaalal
Ultraheli segamine ja hajutamine võib soodustada geopolümerisatsiooni mitme mehhanismi kaudu:
Need ultraheli indutseeritud mehhanismid aitavad kollektiivselt kaasa geopolümerisatsiooni kineetika suurendamisele ja paremate omadustega geopolümeermaterjalide arendamisele.
Võimsus-ultraheli ehitusmaterjalide paremaks tootmiseks
Võimsuse ultraheli on kujunenud usaldusväärseks tehnoloogiaks ehitus- ja ehitusmaterjalide, sealhulgas tsemendi, betooni, geopolümeeride ja muude kitsenevate maatriinide tootmiseks. Ultraheli töötlemine hõlmab madala sagedusega ultraheli lainete rakendamist vedelale või läga söötmele, mis toob kaasa mitmeid kasulikke mõjusid materjali omadustele ja töötlemisomadustele. Teadlased ja tööstuse spetsialistid on üha enam tunnistanud ultraheli potentsiaali ehitusmaterjalide jõudluse, tõhususe ja jätkusuutlikkuse parandamiseks. See sissejuhatus annab ülevaate võimsuse ultraheli rakendustest ja eelistest ehitus- ja ehitusmaterjalide valmistamisel.
- Tsement: Ultraheliravi võib suurendada tsementmaterjalide hüdratatsioonikineetikat, soodustades klinkrifaaside lahustumist ja kiirendades hüdratatsioonitoodete moodustumist. Selle tulemuseks on lühemad kõvenemisajad, parem varajane tugevuse areng ja betoonkonstruktsioonide suurem vastupidavus. Lisaks võib ultraheli hõlbustada lisandite ja täiendavate tsementmaterjalide, näiteks lendtuha ja räbu hajutamist, mis toob kaasa jätkusuutlikumad ja keskkonnasõbralikumad tsemendikompositsioonid.
Loe lähemalt ultraheli kiirendatud seadistamise ja betooni varajase tugevuse arendamise kohta! - Betoon: Ultraheli segamise ja kõvenemise tehnikad võivad parandada betoonisegude töödeldavust, tugevust ja vastupidavust. Sonikatsioon soodustab täitematerjalide ja tugevduskiudude hajutamist, vähendab õhu tühimike ja defektide olemasolu ning suurendab tsementmaatriksi ja täitematerjalide vahelist sidet. Selle tulemuseks on suurema survetugevusega betoon, suurem vastupidavus pragunemisele ja lagunemisele ning parem pikaajaline jõudlus erinevates keskkonnatingimustes.
Lisateave ultrahelitöötluse kasuliku mõju kohta tsemendi hüdratatsioonile! - Geopolümeerid: Ultraheli töötlemine mängib olulist rolli geopolümeeride sünteesil ja kõvenemisel, mis on keskkonnasõbralikud alternatiivid traditsioonilistele tsemendipõhistele materjalidele. Sonikatsioon soodustab alumiinosilikaadi prekursorite lahustumist, kiirendab silikaatliikide polümerisatsiooni ja suurendab reaktiivide homogenisatsiooni, mis viib geopolümeertoodete kiirema kõvenemise ja paremate mehaaniliste omadusteni. Lisaks võib ultraheli parandada geopolümeerläga reoloogilisi omadusi ja töödeldavust, võimaldades valmistada keerulisi kujundeid ja struktuure.
- Muud ehitusmaterjalid: Võimsuse ultrahelil on mitmekesised rakendused erinevate ehitusmaterjalide, sealhulgas mördi, süvendite, krohvide ja isolatsioonitoodete valmistamisel. Sonikatsioon võib parandada lisandite, täiteainete ja tugevdavate ainete dispersiooni, optimeerida materjalide mikrostruktuuri ja poorsust ning parandada nende termilisi ja mehaanilisi omadusi. Eriti kui tegemist on nanomaterjalide ühtse lisamisega, aitavad ultraheli hajutamine ja geagglomeratsioon kaasa ehitusmaterjalide kvaliteedile ja jõudlusele arhitektuuri- ja infrastruktuurirakendustes.
Loe lähemalt nanomaterjalide suurepärase dispersiooni kohta ultrahelitöötluse abil!
Suure jõudlusega sonikaatorid geopolümeeride tootmiseks
Hielscheri sonikaatorid on võimelised tekitama intensiivset akustilist kavitatsiooni, mis viib mikroskoopiliste mullide moodustumiseni ja kokkuvarisemiseni vedelas keskkonnas. Selle protsessi tulemuseks on geopolümeeri lähteainete ülitõhus segamine ja homogeniseerimine, tagades reaktiivide ühtlase jaotumise ja parandades lõpptoote kvaliteeti. Hielscher Ultrasonics tööstuslikud ultraheli protsessorid võivad pakkuda väga kõrgeid amplituudi. Amplituudid kuni 200 μm saab hõlpsasti pidevalt käivitada 24/7 operatsioonis. Pidev töötlemine ultraheli voolurakuga võimaldab sonikeerida suuri koguseid täpselt kontrollitud tingimustes, tagades pidevalt kõrge kvaliteediga geopolümerisatsiooni.
Ultraheli-dispergeerijad geopolümeeri sünteesiks mis tahes skaalal: Hielscher pakub erinevaid ultraheli seadmeid, millel on erinevad võimsusvõimsused ja töötlemismahud, võimaldades skaleeritavust ja kohandamist vastavalt geopolümeeri tootmisprotsesside konkreetsetele nõuetele. Olenemata sellest, kas tegemist on laboratoorse ulatusega eksperimenteerimisega partiides või tööstuslikus mahus inline tootmisega, saab Hielscheri sonikaatoreid kohandada vastavalt erinevate rakenduste vajadustele.
Ultraheli töötlemise tugevused – sealhulgas täiustatud homogeniseerimine, kiirendatud reaktsioonikineetika, osakeste suuruse vähendamine, paremad mehaanilised omadused ja mastaapsus – muuta Hielscher võimsaks tehnikaks geopolümeeride sünteesi optimeerimiseks ja jätkusuutlike ehitusmaterjalide arendamise edendamiseks. Pakkudes tugevaid eeliseid geopolümeeride tootmiseks, toovad Hielscheri sonikaatorid teid geopolümeeride tootmise esirinnas.
Sonikaatori UIP16000 ehitusmaterjalide, näiteks geopolümeeride või tsementmaterjalide hajutamiseks.
- kõrge kasutegur
- Kaasaegne tehnoloogia
- Usaldusväärsuse & töökindlus
- reguleeritav, täpne protsessi juhtimine
- partii & Inline
- mis tahes mahu jaoks
- Intelligentne tarkvara
- nutikad funktsioonid (nt programmeeritavad, andmeprotokollid, kaugjuhtimispult)
- lihtne ja ohutu kasutada
- madal hooldus
- CIP (puhas kohapeal)
Disain, tootmine ja nõustamine – Kvaliteet Valmistatud Saksamaal
Hielscheri ultrasonikaatorid on tuntud oma kõrgeimate kvaliteedi- ja disainistandardite poolest. Vastupidavus ja lihtne kasutamine võimaldavad meie ultrasonikaatorite sujuvat integreerimist tööstusrajatistesse. Hielscheri ultrasonikaatorid saavad kergesti käsitseda karmid tingimused ja nõudlikud keskkonnad.
Hielscher Ultrasonics on ISO sertifitseeritud ettevõte ja paneb erilist rõhku suure jõudlusega ultrasonikaatoritele, millel on tipptasemel tehnoloogia ja kasutajasõbralikkus. Loomulikult on Hielscheri ultrasonikaatorid CE-nõuetele vastavad ja vastavad UL, CSA ja RoHs nõuetele.
Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:
| Partii maht | Voolukiirus | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 kuni 20L | 0.2 kuni 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100L | 2 kuni 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 kuni 150L | 3 kuni 15L/min | UIP6000hdT |
| mujal liigitamata | 10 kuni 100 L / min | UIP16000 |
| mujal liigitamata | Suurem | klaster UIP16000 |
Võta meiega ühendust! / Küsi meilt!
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid rakenduste segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks ja ekstraheerimiseks laboris, piloot- ja tööstuslikus mastaabis.
Kirjandus / Viited
- Feng, D.; Tan, H.; van Deventer, J.S.J. )2004): Ultrasound enhanced geopolymerisation. Journal of Materials Science 39, 2004. 571–580.
- 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.
- Szelag M. (2017): Mechano-Physical Properties and Microstructure of Carbon Nanotube Reinforced Cement Paste after Thermal Load. Nanomaterials 7(9), 2017. 267.
- Peters, S.; Kraus, M.; Rößler, Christiane; Ludwig, H.-M. (2011): Workability of cement suspensions Using power ultrasound to improve cement suspension workability. Betonwerk und Fertigteil-Technik/Concrete Plant and Precast Technology. 77, 2011. 26-33.
- M.G. Hamed, A.M. El-Kamash & A. A. El-Sayed (2023): Selective removal of lead using nanostructured chitosan ion-imprinted polymer grafted with sodium styrene sulphonate and acrylic acid from aqueous solution. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 103:17, 5465-5482.
Faktid, mida tasub teada
Mis on geopolümeerid ja milleks neid kasutatakse?
Geopolümeerid on anorgaanilised polümeerid või alumiinosilikaatmaterjalid, mis sünteesitakse tavaliselt alumiinosilikaadi prekursorite, näiteks lendtuha, räbu, metakaliini või looduslike materjalide, näiteks vulkaanilise tuha, leeliselise aktiveerimise teel. Need moodustuvad alumiiniumi ja ränioksiidide polümeerse võrgustiku kaudu, kusjuures leeliseline aktivaator mängib olulist rolli geopolümerisatsioonireaktsiooni käivitamisel.
Need materjalid on pälvinud tähelepanu kui jätkusuutlik alternatiiv traditsioonilisele portlandtsemendipõhisele betoonile tänu oma keskkonnasõbralikele omadustele ja suurepärasele insenerivõimele.
Geopolümeere kasutatakse mitmesugustes rakendustes, sealhulgas:
geopolümeerid – Roheline alternatiiv betoonile
Geopolümeerid pakuvad rohelise alternatiivi traditsioonilisele betoonile mitmete keskkonnasõbralike omaduste tõttu. Geopolümeeri kui ehitusmaterjali peamised eelised ehituses hõlmavad süsinikuheitmete vähendamist, tööstuslike kõrvalsaaduste kasutamist, energia ja vee säästmist ning selle ringlussevõetavust ja vastupidavust. Kuna teadlikkus keskkonnaprobleemidest kasvab kogu maailmas jätkuvalt, tunnustatakse geopolümeere üha enam elujõulise lahendusena ehitusmaterjalide ökoloogilise jalajälje vähendamiseks. Sonikatsioon on väga tõhus segamistehnika, mis võimaldab toota suure jõudlusega geolpolümeere majanduslikult suurtes kogustes.
- Vähendatud süsiniku jalajälg: Geopolümeeridel on tavaliselt väiksem süsiniku jalajälg võrreldes traditsioonilise portlandtsemendipõhise betooniga. Portlandtsemendi tootmine hõlmab kõrge temperatuuriga põletusahjuprotsesse, mis eraldavad märkimisväärses koguses süsinikdioksiidi (CO2). Seevastu geopolümeere saab sünteesida palju madalamatel temperatuuridel, mõnikord toatemperatuuril, mille tulemuseks on väiksem energiatarbimine ja CO2 heitkogused tootmise ajal.
- Tööstuslike kõrvalsaaduste kasutamine: Geopolümeerid kasutavad lähteainetena sageli tööstuslikke kõrvalsaadusi, nagu lendtuhk, räbu ja metakaoliin. Neid materjale peetakse sageli teiste tööstusharude jäätmeteks ja need tuleks muidu kõrvaldada, suurendades keskkonnakoormust. Nende kõrvalsaaduste lisamisega geopolümeeridesse ei suunata neid mitte ainult prügilatesse, vaid need vähendavad ka nõudlust esmase tooraine järele, vähendades veelgi keskkonnamõju.
- Väiksem energiatarbimine: Geopolümeeride tootmine nõuab tavaliselt portlandtsemendiga võrreldes väiksemat energiasisendit. Geopolümerisatsiooniprotsessid võivad toimuda madalamatel temperatuuridel ja ei pruugi nõuda tsemendi tootmisega seotud ulatuslikku kaltsineerimisprotsessi. Selle tulemuseks on väiksem energiatarbimine ja sellega seotud kasvuhoonegaaside heitkogused.
- Vastupidavus ja pikaealisus: Geopolümeeridel võivad olla suurepärased vastupidavusomadused, sealhulgas kõrge survetugevus, madal läbilaskvus ja vastupidavus keemilisele korrosioonile. Selle tulemusena võivad geopolümeeridest valmistatud konstruktsioonid vajada oma eluea jooksul vähem hooldust ja remonti kui traditsiooniline betoon. Selline pikaealisus vähendab vajadust sagedase rekonstrueerimise või asendamise järele, säästes seeläbi ressursse ja vähendades üldist keskkonnamõju.
- Vähendatud veekasutus: Geopolümeeri tootmine nõuab tavaliselt vähem vett võrreldes traditsioonilise betooniga. Geopolümeeride segamisprotsess hõlmab sageli minimaalset veesisaldust, mis toob kaasa väiksema veetarbimise ja väiksema koormuse veevarudele.
- Ringlussevõetavus ja korduvkasutatavus: Geopolümeermaterjale saab nende kasutusea lõpus sageli ringlusse võtta või taaskasutada. Erinevalt traditsioonilisest betoonist, mille ringlussevõtt või kõrvaldamine võib nõuda märkimisväärset energiamahukat töötlemist, saab geopolümeere lagundada ja neile saab anda uue kasutusotstarbe väiksema keskkonnamõjuga.
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates Lab kuni tööstuslik suurus.