اختلاط مافوق صوت از خمیر سیمان ارائه می دهد مزایای بزرگ برای قالب ریزی و سازه پیش ساخته، drycast و گیاهان بتن می باشد. این شامل: زمان تعیین شده اولیه و نهایی کوتاه تر، دوز پایین تر از فوق روان، سریع تر و هیدراتاسیون کامل تر و همچنین مقاومت فشاری بالاتر.

فن آوری های سنتی اختلاط بتن، مانند “در جاده مخلوط” یا میکسر دوار ارائه عمل اختلاط کافی برای پراکنده کردن اگلومره از ذرات سیمان و دیگر مواد سیمانی، مانند خاکستر پرواز یا سیلیس. در حالی که ذرات بیرونی چنین اگلومره ها در معرض اب قرار می گیرند، سطوح ذرات داخلی خشک باقی می مانند. این منجر به هیدراتاسیون اهسته و ناقص می شود.

مزایای تکنولوژی اختلاط التراسونیک برای بتن

پاشش التراسونیک پیشرفته ترین فن اوری به deagglomerate و پراکنده میکرون اندازه و نانو اندازه مواد در مایعات است. اختلاط التراسونیک با استفاده از نیروهای برشی کاویتاسیونی که در مخلوط کردن مواد اندازه خوب از میکسر دوار معمولی و میکسر روتور استاتور موثر تر هستند. برای سیمان، سیلیس، خاکستر پرواز، رنگدانه ها یا CNT ها، عملکرد این مواد به طور قابل توجهی توسط پراکندگی اولتراسونیک افزایش می یابد، زیرا توزیع ذرات و تماس با اب را بهبود می بخشد.
در طول هیدراتاسیون – واکنش سیمان با آب – C-S-H-فاز رشد ساختار سوزن مانند. تصاویر زیر ساختار در خمیر سیمان پس از 5hrs هیدراتاسیون نشان می دهد. در خمیر سیمان ultrasonicated از C-S-H-فاز تنها تقریبا 500nm طولانی، در حالی که در رب unsonicated، C-S-H-فاز اطراف 100nm هستند.
 

ریزساختار خمیر سیمان پس از 5hrs زمان هیدراتاسیون

با پردازش اولتراسونیک	بدون پردازش اولتراسونیک
پورتلند خمیر سیمان (CEM I42.5R)، C. Rössler (۲۰۰۹) – دانشگاه باوهاوس وایمار

 
اختلاط حفره مافوق صوت منجر به رشد سریع تر از C-S-H-فاز.

 
دما هیدراتاسیون

نفوذ قدرت امواج فراصوت (PUS) در منحنی زمان-دما از خمیر سیمان

 
قدرت فشاری

 
سونوگرافی سرعت پالس

نفوذ قدرت امواج فراصوت (PUS) در سونوگرافی پالس سرعت از خمیر سیمان آبرسان

رشد C-S-H-فاز ارتباط به دما در خمیر سیمان در طول دوره هیدراتاسیون (کلیک کنید در گرافیک راست). در خمیر سیمان التراسونیک مخلوط، هیدراتاسیون حدود شروع می شود. یک ساعت زودتر. هیدراتاسیون در اوایل ارتباط با افزایش پیش از آن در قدرت فشاری (کلیک کنید گرافیکی سمت راست). افزایش سرعت هیدراتاسیون را می توان با سرعت پالس فراصوت اندازه گیری، بیش از حد.

به طور خاص برای پیش ساخته و بتن drycast، این منجر به زمان قابل توجهی کوتاه تر تا زمانی که بتن ریخته شده را می توان از قالب گرفته شده. مطالعات انجام شده توسط دانشگاه باوهاوس (آلمان) کاهش زمان تعیین شده را نشان داد.

یکی دیگر از مزایای جالب از مخلوط کردن اولتراسونیک نفوذ در سیالیت است. همانطور که در جدول بالا، نشان داده شده است رکود افزایش حدود 30 درصد این اجازه می دهد تا برای کاهش دوز از superplasticizers.
 

ادغام فرایند میکسر التراسونیک به تولید سیمان

Hielscher ارائه می دهد میکسر مافوق صوت برای پاشش موثر سیمان، سیلیس، خاکستر پرواز، رنگدانه ها و یا CnTs. اول، هر ماده خشک باید با اب مخلوط شود تا غلظت بالایی ایجاد شود. – با این حال خمیر قابل پمپ کردن. میکسر اولتراسونیک Hielscher، deagglomerates و پراکنده ذرات با استفاده از برش کاویتاسیونی. در نتیجه، کل سطح هر ذره به طور کامل در معرض اب قرار می گیرد.

پردازش التراسونیک از خمیر سیمان

در مورد خمیر سیمان، هیدراتاسیون پس از پردازش اولتراسونیک شروع می شود. بنابراین، میکسر اولتراسونیک Hielscher باید به صورت خطی استفاده شود، زیرا خمیر سیمان نمی تواند برای مدت طولانی ذخیره شود. نقشه شماتیک زیر این فرایند را نشان می دهد. در مرحله بعد، سنگدانه مانند شن و ماسه اضافه شده و با خمیر سیمان مخلوط می شود. از انجا که ذرات سیمان در حال حاضر به خوبی در ان مرحله پراکنده شده اند، خمیر سیمان به خوبی با سنگدانه مخلوط می شود. سپس بتن اماده است تا به قالب های پیش ساخته یا برای حمل و نقل پر شود. یک مخزن شکستن در کنار میکسر اولتراسونیک ممکن است برای پردازش به طور مداوم در صورت تقاضای بتن ناپایدار استفاده شود.

التراسونیک دیسپرس از سیلیس، خاکستر و نانومواد

پراکندگی سیلیس، خاکستر مگس، رنگدانه ها یا سایر نانومواد، مانند نانولوله های کربنی، نیاز به سایر شدت پردازش و سطح انرژی دارد. به همین دلیل ما توصیه می کنیم یک میکسر اولتراسونیک جداگانه برای تولید یک دوغاب / خمیر به خوبی پراکنده است که پس از ان به مخلوط بتن اضافه شده است. لطفا در گرافیک بالا برای یک نقاشی شماتیک از این فرایند کلیک کنید.

تجهیزات اختلاط اولتراسونیک مورد نیاز برای مقیاس بالا را می توان دقیقا بر اساس ازمایش مقیاس خلبان با استفاده از یک مجموعه ای UIP1000hd (1000 وات). جدول زیر نشان توصیه از برنامه کلی که بسته به حجم دسته ای و یا سرعت جریان خمیر سیمان به پردازش شود.