Ultraheli kiirendatud kipsi kristallimine
- Ultraheli segamine ja dispergeerimine kiirendab kipsisegu (CaSO42H2O).
- Elektrilise ultraheliukse kasutamine kipslundumisel kiirendab kristallimist, vähendades seeläbi aega.
- Lisaks kiirele seadistusele on toodetud seinaplaadid väiksema tihedusega.
- Armeerivate nanomaterjalide (nt CNT, nano-kiud või ränidioksiid) ultraheli hajumine kipsisse annab kõrge mehaanilise tugevuse ja madala poorsusega.
Ultraheli parandamine kipsi tootmiseks
Kaltsiumsulfaadi poolhüdraadi ja vee seire reaktsiooni käivitamiseks tuleb kaltsiumsulfaadi poolhüdraat veest ühtlaselt hajutada, et valmistada homogeenne läga. Ultraheli dispersioon tagab, et osakesed on täielikult niisked, nii et saavutatakse täielik hemihüdraadi vedelik. Kipsipulbri ultraheli segamine kiirendab kristalliseerumise tõttu kiirust.
Lisakomponendid nagu kiirendid ja tugevdatud nanomaterjalid võivad olla väga ühtlaselt segatud ka kipsvihmaga.
Ultraheli hajutamise tööpõhimõte
Kui suure võimsusega ultraheli ühendatakse vedelikus või läga, tekib ultraheli genereeritud kavitatsioon. ultraheli kavitatsioon tekitab lokaalseid äärmuslikke tingimusi, sealhulgas suured nihkejõud, vedelad jooned, mikro-turbulentsid, kõrged temperatuurid, feat kütte- ja jahutusmäärad ning kõrge rõhk. Need cavitational-nihkejõud jõudavad molekulide vahel seostumisjõudude vahel nii, et need deaglomereeruvad ja hajuvad üksik osakestena. Veelgi enam, kivitaarsed vedelikega joonised kiirendavad osakesi nii, et nad põrkuvad üksteisega ja seeläbi jagunevad nano või isegi primaarsete osakeste suurusega. See nähtus on tuntud kui ultraheli märg-freesimine.
Võimsus ultraheli tekitab lahuses tuumasünteesi, nii et saavutatakse kiirendatud kristallisatsioon.
Sono-kristallisatsiooni kohta lisateabe saamiseks klõpsake siin – ultraheliga aitavad kristalliseeruda!
Tööstuslik ultraheli disperser
Lisandite ultraheli dispersioon
Paljudes keemilistes protsessides kasutatakse ultrahelitöötlust lisaainete, nagu aeglustavad ained (nt valgud, orgaanilised happed), viskoossuse modifitseerijate (nt superplastikaatorid), põlemisvastaste ainete, boorhappe, veekindlate kemikaalide (nt polüsiloksaanid, vahamulsioonid), segamiseks, klaaskiud, tulekaitsevahendid (nt vermikuliit, savi ja / või põletatud ränidioksiid), polümeersed ühendid (nt PVA, PVOH) ja muud konventsionaalsed lisaained, et parandada kipsi, seinte tüüpi ühendühendite ja kipstsementide koostist ja selle seadistamise aja vähendamiseks.
Lisateabe saamiseks ultraheli segamise ja lisandite segamise kohta klõpsake siin!
tööstuslikud ultraheli süsteemid
Hielscher Ultrasonics on teie kõrgeima võimsusega ultraheli süsteemide peamine tarnija pinkide ja tööstuslike rakenduste jaoks. Hielscher pakub võimsaid ja tugevaid tööstuslikke ultraheli töötlejaid. Meie UIP16000 (16kW) on kõige võimsam ultraheli protsessor kogu maailmas. See 16kW ultraheli süsteem töötleb lihtsalt suuri koguseid isegi väga viskoossetest läga (kuni 10 000 cp). Suurimad amplituudid kuni 200 μm (ja vajaduse korral kõrgemad) tagavad, et materjali töödeldakse nõuetekohaselt nii, et saavutatakse soovitud taseme hajumine, deagglomeraat ja freesimine. See intensiivne ultrahelitöötlus toodab nanoosakestega pulbreid kiireks reguleerimiseks ja suurepäraseks kipsitoodeks.
Hielscheri ultraheli seadmete töökindlus võimaldab 24/7 töötamist rasketes tingimustes ja nõudlikes keskkondades.
Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest:
| partii Köide | flow Rate | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 kuni 20 l | 0.2 kuni 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100 l | 2 kuni 10 l / min | UIP4000 |
| e.k. | 10 kuni 100 l / min | UIP16000 |
| e.k. | suurem | klastri UIP16000 |
Meie pikaajaline ultraheli töötlemise kogemus aitab meil klientidelt esimeste teostatavusuuringute kaudu tutvuda tööstusliku ulatusega protsessi rakendamisega.
Kirjandus / viited
- Peters, S .; Stöckigt, M .; Rössler, Ch. (2009): Power-Ultrasoundi mõju portlandtsemendi pastade vedelusele ja säilimisele; at: 17. ehitusmaterjalide rahvusvaheline konverents 23.-26. september 2009, Weimar.
- Rössler, Ch. (2009): Einfluss von Power-Ultraschall auf das Fließ- und Erstarrungsverhalten von Zementsuspensionen; in: Tagungsband der 17. Internationalen Baustofftagung ibausil, Hrsg. Finger-Institut für Baustoffkunde, Bauhaus-Universität Weimar, S. 1 - 0259 - 1 - 0264.
- Zhongbiao, mees; Chen, Yuehui; Yang, Miao (2012): Kaltsiumsulfaadi kiilu / loodusliku kautšuki komposiitide ettevalmistamine ja omadused. Advanced Materials Research vol. 549, 2012. 597-600.
Faktid Tasub teada
Kipsplaadi tootmine
Kipsplaadi tootmisprotsessis on kaltsineeritud kipsi vesilahus – nn kaltsiumsulfaat poolhüdraat – levib ülemise ja alumise paberilehe vahele. Seeläbi toodetud toode tuleb pidevalt transportida konveierilintil, kuni läga on seatud. Seejärel kuivatatakse leht, kuni kipsplaadi liigne vesi on aurustunud. Kipsi seinakatte tootmisel on tootmisprotsessi või plaadi iseärasuseks täiustamiseks lisandunud erinevad ained. Näiteks on tavaline läga kaalu leevendamine vahutamisainete sisseviimisega, et saada õhustamisaste, mis alandab lõpliku seinaplaadi tihedust.
Kaltsiumsulfaat
Kaltsiumsulfaat (või kaltsiumsulfaat) on anorgaaniline ühend valemiga CaSO4 ja sellega seotud hüdraadid. Γ-anhüdriidi veevabas vormis kasutatakse seda üldotstarbelise kuivatusainena. Konkreetne CaSO hüdraat4 on tuntud kui Pariisi krohv. Teine oluline hüdraat on kips, mis esineb looduslikult mineraalina. Eriti kipsi kasutatakse laialdaselt tööstuslikes rakendustes, nt ehitusmaterjalina, täiteainena, polümeerides jne. Kõik CaSO vormid4 on valged tahked ja vees raskesti lahustuvad. Kaltsiumsulfaat põhjustab vees püsivat kõvadust.
Anorgaaniline ühend CaSO4 esineb kolmas veetustamise tasemel:
- veevaba olek (mineraalide nimetus: “anhüdriit”) valemiga CaSO4.
- dihüdraat (mineraalainen: “kips”) valemiga CaSO4(H2O)2.
- poolhüdraat valemiga CaSO4(H22O) 0,5. Spetsiifilisi poolhüdraate võib eristada alfa-hemihüdraadina ja beetahemühhüdraadina.
Hüdraadi ja dehüdratsiooni reaktsioonid
Kuumuse rakendamisel muutub kips osaliselt dehüdraaditud mineraaliks – nn kaltsiumsulfaadi poolhüdraat, kaltsineeritud kips või Pariisi krohv. Kaltsineeritud kips on valemiga CaSO4· (NH2O), kus 0,5 ≤ n ≤ 0,8. Temperatuur on vahemikus 100 ° C kuni 150 ° C (212 ° F – 302 ° F) on vajalikud selle struktuuri külge kinnitatud vee eemaldamiseks. Täpne küttetemperatuur ja -aeg sõltuvad ümbritsevast õhuniiskusest. Temperatuurid on kõrgemad kui 170 ° C (338 ° F) tööstusliku kaltsineerimise jaoks. Kuid nendel temperatuuridel algab γ-anhüdriidi moodustumine. Kipsi soojusenergia (soojusvee kogus) kipub niiviisi (näiteks veeaurust) vee soojendamiseks mineraali temperatuuri tõusuks, mis tõuseb aeglaselt, kuni vesi on kadunud, siis tõuseb see kiiremini . Osalise dehüdratsiooni võrrand on järgmine:
Selle reaktsiooni endotermiline omadus on seotud kipsplaatide toimivusega, mis tagab tulekindluse elamutele ja muudele ehitistele. Tulekahju korral on kipsplaadi lehe ehitus jälle suhteliselt lahe, kuna kipsist kaob vesi, takistades ja takistades raamide kahjustamist (puidumassi põlemisel või terase tugevuse kaotamisel kõrgetel temperatuuridel) ja sellest tuleneva struktuurse kollaps Kõrgematel temperatuuridel vabastab kaltsiumsulfaat hapnikku ja toimib sellega oksüdeeriva ainena. Seda materiaalset omadust kasutatakse aluminotermil. Erinevalt enamikust mineraalidest, mis rehüdreeritakse lihtsalt vedelate või poolvedelate pastade kujul või jäävad pulbriks, on kaltsineeritud kipsil ebatavaline omadus. Kui segu ümbritseva õhu temperatuuriga veega seguneb, muutub see keemiliselt tagasi eelistatud dihüdraatvormiks, kuigi see on füüsiliselt “seade” jäigasse ja suhteliselt tugevasse kips-kristallvõre, nagu on näidatud allpool toodud võrrandis:
Selline eksotermiline reaktsioon muudab kipsi mitmesugusteks kujutisteks, kaasa arvatud kuivseinte lehed, tahvli kriidipulbrid ja hallitusseened (nt purustatud luude immutamiseks või metallide valamiseks). Segatud polümeeridega on seda kasutatud luu parandava tsemendina.
Kui kuumutatakse temperatuurini 180 ° C, on peaaegu veevaba vorm nn γ-anhüdriid (CaSO4· NH2O, kus n = 0 kuni 0,05). γ-anhüdriid reageerib ainult aeglaselt veega, et pöörduda tagasi dihüdraadi olekusse, nii et seda kasutatakse laialdaselt kommertsveoki all. Kui temperatuur on üle 250 ° C, tekib β-anhüdriidi täiesti veevaba vorm. P-anhüdriid ei reageeri veega, isegi geoloogiliste tähtaegade jooksul, kui see pole väga peenestatud.
Krohv
Krohv on ehitusmaterjal, mida kasutatakse seina, lagede kaitsva ja / või dekoratiivse pinnakattematerjalina ning dekoratiivsete ehitusdetailide hallitamiseks ja valamiseks ning valamiseks.
Stucco on kipsplaat, mida kasutatakse reljeefsete dekoratsioonide valmistamiseks.
Kõige tavalisemad kipsisegud on valmistatud kas kipsist, lubjast või tsemendist kui põhikoostisosana. Kipsi toodetakse kuivpulbrina (kipsipulber). Kui pulber segatakse veega, moodustub jäik, kuid töötav pasta. Eksotermiline reaktsioon veega vabastab kuumuse kristallimisprotsessi käigus, seejärel hüdreeritud kipsist kõveneb.
Kipsplaat
Kipsplaat või Pariisi krohv toodetakse kipsi kuumtöötlemisel (umbes 300 ° F / 150 ° C):
CaSO42H2O + kuumutamine → CaSO4· 0,5H2O + 1,5 H2O (vabaneb auruna).
Kipsi saab uuesti vormida kuivpulbri segamisel veega. Modifitseerimata kipsisegu käivitamiseks segatakse kuiv pulber veega. Umbes pärast 10 minutit seadistamisreaktsioon seatakse sisse ja see valmib umbes u. 45 minutit. Siiski saavutatakse kipsi täielik seade umbes u. 72 tundi. Kui kipsi või kipsi kuumutatakse üle 266 ° F / 130 ° C, moodustub poolhüdraat. Hemihüdraadi pulbrit saab vees dispergeerimisel muuta kipsiks.