اختلاط التراسونیک خمیر سیمان برای بتن
اختلاط اولتراسونیک خمیر سیمان مزایای زیادی را برای کارخانه های قالب گیری پیش ساخته، خشک و بتن ارائه می دهد. این مزایا شامل زمان های تنظیم اولیه و نهایی کوتاه تر، دوز کمتر فوق روان کننده، هیدراتاسیون سریعتر و کامل تر و همچنین مقاومت فشاری بالاتر است.
فن آوری های اختلاط بتن سنتی، مانند “اختلاط در جاده” یا میکسرهای دوار، عمل اختلاط ناکافی را برای پراکنده کردن آگلومراهای ذرات سیمان و سایر مواد سیمانی مانند خاکستر بادی یا سیلیس ارائه می دهند. در حالی که ذرات بیرونی چنین آگلومراهایی در معرض آب قرار می گیرند، سطوح ذرات داخلی خشک می مانند. این منجر به هیدراتاسیون آهسته و ناقص می شود.
مزایای فناوری اختلاط اولتراسونیک برای بتن
پراکندگی اولتراسونیک پیشرفته ترین فناوری برای deagglomerate و پراکنده کردن مواد به اندازه میکرون و نانو در مایعات است. اختلاط اولتراسونیک با استفاده از نیروهای برشی حفره ای است که در مخلوط کردن مواد با اندازه خوب موثر تر از میکسرهای دوار معمولی و میکسرهای روتور استاتور هستند. برای سیمان، سیلیس، خاکستر بادی، رنگدانه ها یا CNTها، عملکرد این مواد به طور قابل توجهی با پراکندگی اولتراسونیک افزایش می یابد، زیرا توزیع ذرات و تماس با آب را بهبود می بخشد.
در طول هیدراتاسیون - واکنش سیمان با آب - فازهای C-S-H ساختارهای سوزنی مانند رشد می کنند. تصاویر زیر ریزساختار خمیر سیمان را پس از 5 ساعت هیدراتاسیون نشان می دهد. در خمیر سیمان اولتراسونیکه، فازهای C-S-H تقریبا 500 نانومتر طول دارند، در حالی که در خمیر بدون فراصوت، فازهای C-S-H حدود 100 نانومتر هستند.
سونیکاتور UIP16000hdT برای پراکنده کردن مصالح ساختمانی مانند سیمان، ژئوپلیمرها یا بتن.
|
با پردازش اولتراسونیک
|
بدون پردازش اولتراسونیک
|
|---|---|
 |
 |
| خمیر سیمان پرتلند (CEM I42.5R)، C. Rössler (2009) – دانشگاه باوهاوس وایمار | |
اختلاط توسط کاویتاسیون ناشی از سونوگرافی منجر به رشد سریعتر فازهای C-S-H می شود.
دمای هیدراتاسیون
تأثیر قدرت فراصوت (PUS) بر منحنی های زمانی-دما خمیرهای سیمانی
مقاومت فشاری
تأثیر قدرت فراصوت (PUS) بر مقاومت فشاری منشورهای ملات
سرعت پالس اولتراسوند
تاثیر قدرت فراصوت (PUS) بر سرعت پالس اولتراسونیک خمیرهای سیمان آبرسان
رشد فازهای C-S-H با دمای خمیر سیمان در طول دوره هیدراتاسیون ارتباط دارد (روی نمودار سمت راست کلیک کنید). در خمیر سیمان مخلوط اولتراسونیک ، هیدراتاسیون تقریبا یک ساعت زودتر شروع می شود. هیدراتاسیون زودتر با افزایش زودتر مقاومت فشاری ارتباط دارد. افزایش سرعت هیدراتاسیون را می توان با سرعت پالس اولتراسوند نیز اندازه گیری کرد.
میکسر درون خطی اولتراسونیک (UIP1000hdT) برای مخلوط کردن سیمان صنعتی در عملیات جریان مداوم.
به ویژه برای بتن پیش ساخته و خشک، این امر منجر به زمان بسیار کوتاه تری می شود تا بتن ریخته گری از قالب خارج شود. مطالعات انجام شده توسط دانشگاه باوهاوس (آلمان) کاهش زمان های تنظیم شده را نشان داد.
| مرجع | تفاوت. | قدرت اولتراسونیک | |
|---|---|---|---|
| مجموعه اولیه | 5 ساعت 15 دقیقه | -29% | 3 ساعت 45 دقیقه |
| مجموعه نهایی | 6 ساعت 45 دقیقه | -33% | 4 ساعت 30 دقیقه |
| رکود | 122 میلی متر (4.8″) | +30% | 158 میلی متر (6.2″) |
یکی دیگر از مزایای جالب اختلاط اولتراسونیک تأثیر بر سیالیت است. همانطور که در جدول بالا نشان داده شده است، رکود تقریبا 30 درصد افزایش می یابد. این اجازه می دهد تا دوز فوق العاده نرم کننده ها کاهش یابد.
ادغام فرآیند میکسرهای اولتراسونیک در تولید سیمان
Hielscher میکسرهای اولتراسونیک را برای پراکندگی موثر سیمان، سیلیس، خاکستر بادی، رنگدانه ها یا CNT ارائه می دهد. اول، هر ماده خشک باید از قبل با آب مخلوط شود تا یک خمیر با غلظت بالا و در عین حال قابل پمپاژ تشکیل شود. میکسر مافوق صوت Hielscher deagglomerates و پراکنده ذرات با استفاده از برش حفره ای. در نتیجه تمام سطح هر ذره به طور کامل در معرض آب قرار می گیرد.
پردازش اولتراسونیک خمیر سیمان
در مورد خمیر سیمان، هیدراتاسیون پس از پردازش اولتراسونیک شروع می شود. از این رو، میکسر اولتراسونیک Hielscher باید در خط استفاده می شود، به عنوان خمیر سیمان نمی تواند برای مدت طولانی ذخیره می شود. نقشه شماتیک زیر روند را نشان می دهد. در مرحله بعد سنگدانه ها مانند ماسه یا شن اضافه شده و با خمیر سیمان مخلوط می شوند. از آنجایی که ذرات سیمان در آن مرحله به خوبی پراکنده شده اند، خمیر سیمان به خوبی با سنگدانه ترکیب می شود. سپس بتن آماده پر شدن در قالب های پیش ساخته یا برای حمل و نقل می شود. یک مخزن شکستن در کنار میکسر اولتراسونیک ممکن است برای پردازش مداوم تر در صورت تقاضای بتن ناپایدار استفاده شود.
اطلاعات بیشتر در مورد deagglomeration مافوق صوت ذرات سیمان!
پراکندگی التراسونیک سیلیس، خاکستر بادی و نانومواد
پراکندگی سیلیس، خاکستر بادی، رنگدانه ها یا سایر نانومواد مانند نانولوله های کربنی به شدت پردازش و سطوح انرژی دیگری نیاز دارد. به همین دلیل، ما یک میکسر اولتراسونیک جداگانه را برای تولید یک دوغاب / خمیر به خوبی پراکنده توصیه می کنیم که سپس به مخلوط بتن اضافه می شود. لطفا برای ترسیم شماتیک این فرآیند روی نمودار بالا کلیک کنید.
تجهیزات اختلاط اولتراسونیک مورد نیاز برای مقیاس بالا را می توان دقیقا بر اساس تست های مقیاس خلبان با استفاده از UIP1000hdT ، که یک ماسونیک قدرتمند خلبان 1000 وات است ، تعیین کرد. جدول زیر توصیه های کلی دستگاه را بسته به حجم دسته ای یا سرعت جریان خمیر سیمان مورد پردازش نشان می دهد.
| حجم دسته ای | نرخ جریان | دستگاه های توصیه شده |
|---|---|---|
| 0.1 تا 10 لیتر | 0.2 تا 2 لیتر در دقیقه | UIP1000hdT, UIP1500hdT |
| 10 تا 50 لیتر | 2 تا 10 لیتر در دقیقه | UIP4000hdT |
| 15 تا 150 لیتر | 3 تا 15 لیتر در دقیقه | UIP6000hdT |
| ن.ا. | 10 تا 50 لیتر در دقیقه | UIP16000 |
| ن.ا. | بزرگتر | خوشه ای از UIP16000 |
با حداکثر 16 کیلو وات قدرت اختلاط اولتراسونیک در هر پروب اولتراسونیک تنها، Hielscher قدرت پردازش مورد نیاز برای برنامه های کاربردی با حجم بالا را ارائه می دهد. این فناوری آسان است برای test و مقیاس تا خطی.
UP400ST فراصوت از نوع پروب برای پراکندگی دوغاب سیمان میکرو ریز
(مطالعه و تصویر: ©دراگانوویچ و همکاران، 2020)
تماس با ما! / از ما بپرسید!
ادبیات / منابع
- 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.
- Peters, Simone (2017): The Influence of Power Ultrasound on Setting and Strength Development of Cement Suspensions. Doctoral Thesis Bauhaus-Universität Weimar, 2017.
- N.-M. Barkoula, C. Ioannou, D.G. Aggelis, T.E. Matikas (2016): Optimization of nano-silica’s addition in cement mortars and assessment of the failure process using acoustic emission monitoring. Construction and Building Materials, Volume 125, 2016. 546-552.
- Mahmood Amani, Salem Al-Juhani, Mohammed Al-Jubouri, Rommel Yrac, Abdullah Taha (2016): Application of Ultrasonic Waves for Degassing of Drilling Fluids and Crude Oils Application of Ultrasonic Waves for Degassing of Drilling Fluids and Crude Oils. Advances in Petroleum Exploration and Development Vol. 11, No. 2; 2016.
- Amani, Mahmood; Retnanto, Albertus; Aljuhani, Salem; Al-Jubouri, Mohammed; Shehada, Salem; Yrac, Rommel (2015): Investigating the Role of Ultrasonic Wave Technology as an Asphaltene Flocculation Inhibitor, an Experimental Study. Conference: International Petroleum Technology Conference 2015.
Hielscher مافوق صوت تولید کننده هموژنایزرهای مافوق صوت با کارایی بالا از ازمایشگاه ها تا اندازه صنعتی.