مخلوط کردن آلتراسونیک برای بالا عملکرد بتن
استفاده از میکرو و نانو سیلیکا یا نانولوله منجر به بهبود در مقاومت فشاری بتن با عملکرد بالا. امواج فراصوت یک ابزار موثر برای مخلوط کردن، تر و پاشش مواد نانو در سیمان و یا بتن است.
میکرو سیلیس امروزه به طور گسترده ای در بتن استفاده می شود و منجر به مقاومت فشاری بالاتر یا بتن های مقاوم در برابر اب و مواد شیمیایی می شود. این می تواند هزینه های مواد و مصرف انرژی را کاهش دهد. نانومواد جدید مانند نانو سیلیکا یا نانولوله ها منجر به بهبود بیشتر مقاومت و مقاومت می شوند. اما به منظور نشان دادن پتانسیل کامل نانومواد، یک تکنیک پراکندگی قابل اعتماد و کارامد مورد نیاز است. Sonicators پروب نوع تکنیک قابل اعتماد ترین و موثر برای تولید نانو پراکندگی، حتی در دوغاب بسیار چسبناک و خمیر مانند مانند سیمان و بتن است.
پراکندگی گروت سیمان میکروفین با میکسر التراسونیک
تیم تحقیقاتی Draganović مقاله تحقیقاتی ارائه می دهند، نویسندگان پراکندگی ملات سیمان میکروفین را با استفاده از تکنولوژی سونوگرافی و محلول های ازمایشگاهی معمولی بررسی می کنند. این مطالعه با هدف مقایسه عملکرد سونوگرافی – در مطالعه به طور خاص فراصوت دهنده UP400St – با روش های سنتی پراکندگی دوغاب.
محققان یک سری ازمایشات را با استفاده از تکنیک های مختلف پراکندگی برای ارزیابی توزیع اندازه ذرات (PSD) و پتانسیل زتا ذرات سیمان میکروفین انجام دادند. تکنیک های پراکندگی شامل درمان سونوگرافی با استفاده از SONICATOR UP400St، حل کننده های ازمایشگاهی با سرعت بالا و ترکیبی از هر دو روش است.
MultiSonoReactor MSR-4: پراکندگی درون خطی التراسونیک برای تولید خطی صنعتی سیمان با کارایی بالا و بتن.
نتایج نشان داد که پراکندگی سونوگرافی با استفاده از فراصوت دهنده UP400St توزیع اندازه ذرات به طور قابل توجهی بهتر در مقایسه با حلال ازمایشگاه معمولی به دست اورد. SONICATOR UP400St به طور موثر تراکم ذرات سیمان ریز را کاهش می دهد و تولید یک سوسپانسیون همگن تر و پایدار ملات. درمان سونوگرافی توزیع ذرات کوچکتر را بهبود می بخشد و در نتیجه محدوده توزیع اندازه ذرات باریک تر می شود.
روش های پراکندگی مقایسه شده: Vma-Getzmann Dispermat CV-3 Dissolver مجهز به دیسک 90 میلی متری و سیستم روتور استاتور. Hielscher UP400St دستگاه سونوگرافی مجهز به H22 sonotrode
(مطالعه و تصاویر: ©Draganovic et al.، 2020)
علاوه بر این، استفاده از سونوگرافی در ترکیب با محلول های ازمایشگاهی معمولی، کارایی پراکندگی را بهبود می بخشد و توزیع اندازه ذرات را در مقایسه با درمان سونوگرافی به تنهایی به دست می اورد. هنگامی که ترکیب، فراصوت فراهم می کند میکرو مخلوط کردن و نانو پراکندگی، در حالی که حل کننده کمک به ماکرو مخلوط کردن اطمینان حاصل شود که تمام ذرات را به منطقه کاویتاسیون اولتراسونیک. این اجازه می دهد تا برای کنترل بهتر بر توزیع اندازه ذرات (PSD) و پتانسیل زتا از ملات سیمان میکروفین در عملیات دسته ای. هنگام استفاده از یک راکتور سلول جریان، تعلیق ذرات به طور خودکار از منطقه نقطه داغ حفره عبور می کند تا تکان دهنده اضافی اضافی باشد.
به طور کلی، این مطالعه عملکرد برتر SONICATOR UP400St را در پراکنده کردن ملات سیمان میکروفین برجسته می کند. درمان سونوگرافی، به ویژه هنگامی که با محلول های ازمایشگاهی معمولی ترکیب می شود، یک روش بسیار موثر و کارامد برای دستیابی به تعلیق یکنواخت و پایدار ذرات سیمان میکروفین ارائه می دهد.
شایان ذکر است که این مقاله فراهم می کند یک مقایسه جامع بین سونوگرافی و روش های پراکندگی معمولی برجسته عملکرد برتر فراصوت در پراکندگی دوغاب.
(cf. Draganović et al.، 2020)
هموژنایزر اولتراسونیک UP400St از نظر کارایی پراکندگی ملات سیمان با میکسر ازمایشگاهی معمولی مجهز به دیسک و با استفاده از تکنیک روتور استاتور مقایسه شده است. این مطالعه نشان داد که پراکندگی مافوق صوت نه تنها یک روش موثر است، بلکه حتی بهتر از یک میکسر با استفاده از تکنیک روتور استاتور است.
(مطالعه و گرافیک: © Draganović et al.، 2020)
تحقیق و توسعه بتن
تحقیقات بتن به نظر می رسد برای مواد و فرآیندهای به:
- کاهش هزینه های مادی و هزینه های انرژی
- به دست آوردن اولیه بالا و مقاومت نهایی
- بهبود تراکم و مقاومت فشاری
- بهبود کارایی، پمپاژ و finishability
- بهبود دوام و کاهش نفوذپذیری
- کاهش ترک انقباض، گرد و مشکلات لایه لایه شدگی
- مقاومت شیمیایی، به عنوان مثال، مقاومت سولفات
سیمان و بتن مخلوط
هنگامی که آن را به پیشرفت در خواص بتن می آید، مخلوط کردن فن آوری به عنوان به عنوان ترکیب بتن مهم است. مخلوط کردن یک گام ضروری در تولید لباس، بتن با کیفیت بالا است. اگر چه دستورالعمل و مقررات متعدد، به عنوان مثال، DIN EN 206 پوشش ترکیب بتن و اجزای آن، روند واقعی مخلوط سیمان و بتن مخلوط را به کاربر است.
این تعیین کننده است، که آب، سیمان و مواد افزودنی به طور مساوی پراکنده و به مقیاس خوب توزیع پایین و آگلومره به اندازه کافی پراکنده شده است. پاشش و یا deagglomeration نتایج ناکافی در خواص بتن تحتانی. با توجه به محتوای آب کم و دوز بالایی از مواد افزودنی، مخلوط کردن بتن خود تراکمی (SCC) و فوق العاده بتن مقاومت بالا (UHPC) نیاز به یک زمان طولانی تر مخلوط کردن و یا یک تکنولوژی اختلاط بیشتر موثر است.
نانومواد در بتن
در طول هیدراتاسیون محصولات هیدراتاسیون نانو سیمان، مانند هیدرات کلسیم در بتن سخت کننده تشکیل می شود. نانو ذرات سیلیس یا نانولوله ها در طول انجماد بتن به نانو ذرات سیمان تبدیل می شوند. ذرات کوچکتر منجر به فاصله ذرات کوتاه تر و مواد متراکم تر و کمتر متخلخل می شوند. این باعث افزایش قدرت فشاری و نفوذپذیری می شود.
یک نقطه ضعف عمده پودر نانو و مواد، هر چند، تمایل به تشکیل در طول خیس کردن و مخلوط کردن آگلومره است. مگر در مواردی که ذرات منفرد به خوبی پراکنده، تراکم سطح ذرات در معرض منجر به خواص بتن تحتانی کاهش می دهد.
پردازنده مافوق صوت UIP16000 هموژنایزر با کارایی بالا برای پراکندگی سیمان و بتن است
مخلوط کردن در حمام اولتراسونیک از نانومواد
امواج فراصوت یک وسیله بسیار موثر برای مخلوط کردن، پراکنده و deagglomeration است. تصویر زیر نشان می دهد یک نتیجه معمولی از پراکندگی مافوق صوت از سیلیس fumed در اب.
شروع (منحنی سبز) در اندازه ذرات متراکم شدن بیش از 200 میکرون (D50) بسیاری از ذرات به کمتر از 200 نانومتر کاهش می یابد.
مخلوط کردن التراسونیک در هر مقیاس
Hielscher ارائه می دهد دستگاه های اختلاط مافوق صوت برای استفاده در تحقیقات و پردازش مقیاس کامل.
Sonicators برای تحقیق و توسعه ازمایشگاهی
اسیاب ازمایشگاه اولتراسونیک Hielscher ابزار اختلاط کامل برای تحقیق و توسعه در مقیاس ازمایشگاهی است. Sonicators ازمایشگاه Hielscher به طور معمول برای مخلوط کردن اولتراسونیک از دسته های کوچک استفاده می شود. اسیاب اولتراسونیک Hielscher ارائه کنترل پارامتر دقیق و تکرارپذیری عالی برای اماده سازی مقیاس تا. این باعث می شود ان را اسان به ترکیب فرمولاسیون های مختلف و تعیین تاثیر شدت امواج فراصوت و مدت زمان فراصوت.
التراسونیک درون خطی مخلوط کردن در تولید
تجهیزات اختلاط اولتراسونیک مورد نیاز برای مقیاس بالا را می توان دقیقا بر اساس ازمون ازمایشگاهی تعیین می شود. برای پردازش جریان حجم زیادی از سیمان یا بتن، ultrasonicators با کارایی بالا معمولا در حالت جریان مداوم با استفاده از راکتور جریان از طریق عمل. این اجازه می دهد تا برای مخلوط کردن بسیار یکنواخت و پردازش بی عیب و نقص از خمیر و دوغاب – حتی با ویسکوزیته های بسیار بالا.
جدول زیر به شما می دهد نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی ultrasonicators ما بسته به حجم دسته ای و یا سرعت جریان به پردازش شود:
| دسته ای دوره | نرخ جریان | دستگاه های توصیه شده |
|---|---|---|
| 1 تا 500ML | 10 تا پوست 200ml / دقیقه | UP100H |
| 10 به 2000mL | 20 تا 400ML / دقیقه | UP200Ht، UP400St |
| 00.1 به 20L | 00.2 به 4L / دقیقه | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L / دقیقه | UIP4000hdT |
| 15 تا 150L | 3 تا 15L/min | UIP6000hdT |
| خب | 10 تا 100L / min و | UIP16000 |
| خب | بزرگتر | خوشه UIP16000 |
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.
مخلوط کردن درون خطی سیمان با استفاده از Sonicator
میکسر اولتراسونیک Hielscher معمولا در خط نصب شده است. که این مواد به مخزن رآکتور اولتراسونیک پمپ می شود. وجود دارد آن است که به حفره شدید مافوق صوت قرار گرفته است. فراصوت درون خطی از بین می برد توسط عبور به عنوان همه ذرات محفظه اختلاط زیر یک مسیر تعریف شده منتقل می کند. بنابراین، امواج فراصوت معمولا منحنی توزیع اندازه ذرات شیفت به جای گسترش آن است.
مقاوم و آسان برای تمیز
راکتور اختلاط مافوق صوت شامل سلول جریان و sonotrodes. هیچ بلبرینگ مورد نیاز است. راکتورهای سلول جریان (فولاد ضد زنگ) هندسه ساده ای دارند و به راحتی می توانند جدا و تمیز شوند. هیچ سوراخ کوچک یا گوشه پنهان وجود ندارد.
سایر برنامه های کاربردی از فرا صوت برای سیمان و بتن
استفاده از دستگاه های اولتراسونیک Hielscher در اماده سازی سیمان و بتن است به مخلوط کردن و پراکنده از premixes سیمان یا بتن محدود نمی شود. سونوگرافی یک وسیله بسیار موثر برای گاززدایی مایعات و دوغاب است. این باعث کاهش تعداد و حجم حباب های گاز در بتن پس از سخت شدن می شود.
شیکر غربال التراسونیک بهبود توان و کیفیت پودر الک برای ذرات کوچک. Hielscher ارائه می دهد sieves التراسونیک اشفته برای کاربردهای ازمایشگاهی و صنعتی.
اطلاعات سابقه و هدف بتن
بتن از سیمان تشکیل شده است، به عنوان مثال سیمان پورتلند و سایر مواد سیمانی، مانند خاکستر مگس و سیمان سرباره، سنگ اهک (شن، سنگ اهک، گرانیت، شن و ماسه)، اب و افزودنی های شیمیایی. مواد افزودنی معمولی شامل شتاب دهنده ها یا عقب مانده ها، پلاستیک ها، رنگدانه ها، دود سیلیس یا واکنش بالا متاکاولین (HRM) است. میکرو سیلیکا یک افزودنی معمولی در بتن است. نقطه ضعف ان هزینه نسبتا بالا و الودگی ان است که بر سلامت اپراتورها و کارگران تاثیر می گذارد.