Broyage humide de particules de ciment à l’aide de sonicateurs à sonde
Le broyage humide des particules de ciment est un procédé essentiel dans la production de ciment de haute qualité. L’objectif est de réduire la taille des particules afin d’améliorer les propriétés du ciment, telles que sa réactivité et sa résistance. Les techniques de broyage traditionnelles, comme le broyage à boulets, ont été largement utilisées à cette fin. Cependant, depuis la découverte des avantages considérables du broyage humide par ultrasons, les sonicateurs à sonde en particulier remplacent les méthodes de broyage conventionnelles. Surpassant les autres techniques de broyage, les sonicateurs Hielscher sont utilisés avec succès, de la recherche à l’échelle de la paillasse jusqu’à la production industrielle de ciment à haut débit.
Comparaison des méthodes de dispersion du ciment : dissolveur Vma-Getzmann Dispermat CV-3, système rotor-stator (R/S) et sonicateur Hielscher UP400St.
(Étude et photos : ©Draganovic et al., 2020) Pour en savoir plus sur cette étude comparative, cliquez ici !
Sonicateur UIP16000 pour le broyage et la dispersion de matériaux de construction tels que le ciment, les géopolymères ou le béton.
Broyage de particules de ciment par ultrasons avec des sonicateurs à sonde
Les sonicateurs à sonde, également appelés homogénéisateurs à ultrasons, utilisent des ultrasons de haute intensité pour induire une cavitation acoustique dans un milieu liquide, par exemple une suspension de ciment. La cavitation ultrasonore génère d’intenses micro-jets, des ondes de choc et des forces de cisaillement qui désagrègent efficacement les particules de ciment. Les principaux avantages du broyage par ultrasons sont notamment :
- Efficacité accrue : Le broyage par ultrasons est très efficace pour la réduction de la taille des particules. La cavitation acoustique fournit des forces locales intenses capables de désintégrer rapidement les particules de ciment sans nécessiter une énergie mécanique excessive.
- Contrôle de la température : Pendant le broyage humide par ultrasons, la température du procédé peut être surveillée et contrôlée avec précision. Ceci est particulièrement important pour les particules de ciment, car une chaleur excessive peut altérer leurs propriétés.
Pour en savoir plus sur le contrôle de la température pendant le traitement par ultrasons ! - Distribution uniforme des particules : Le broyage par ultrasons garantit une distribution granulométrique plus uniforme, ce qui améliore la qualité et les performances du produit final.
- Aucun média de broyage : Comme le broyage par ultrasons ne repose pas sur des médias de broyage, il n’est pas nécessaire de nettoyer et de remplacer des billes ou des boulets de broyage.
- Évolutivité : Le broyage par ultrasons à l’aide de sonicateurs à sonde peut être mis à l’échelle de manière totalement linéaire pour n’importe quel débit. Disponible en différentes puissances – des modèles de paillasse pour la recherche aux grands homogénéisateurs à ultrasons industriels pour la production à haut débit –, Hielscher Ultrasonics peut vous proposer le sonicateur idéal pour votre application de broyage humide.
Comparaison du broyage par ultrasons, du broyage à billes, des mélangeurs rotor-stator et des mélangeurs à pales à fort cisaillement pour la réduction de la taille des particules de ciment
| Caractéristique | Broyage par ultrasons (sonicateurs à sonde) | Broyage à billes | Mélangeurs rotor-stator | Mélangeurs à pales à fort cisaillement |
|---|---|---|---|---|
| Efficacité | Élevée | Modérée | Modérée | Faible |
| Production de chaleur | Faible | Élevée | Élevée | Élevée |
| Uniformité de la taille des particules | Élevée | Modérée | Modérée | Faible |
| Risque de contamination | Faible (pas de médias de broyage) | Élevé (en raison des médias de broyage) | Modéré | Faible |
| Évolutivité | Élevée (disponible en différentes tailles) | Modérée | Modérée | Faible |
| Maintenance | Faible (peu de pièces mobiles, pas de médias de broyage) | Élevée (usure des médias) | Modérée | Faible à modérée |
| Vitesse de traitement | Rapide | Modérée à lente | Modérée | Modérée |
| Consommation d’énergie | Modérée | Élevée | Modérée | Modérée |
| Flexibilité | Élevée (applications variées) | Modérée (spécifique à la réduction de la taille des particules) | Modérée (mélange et émulsification) | Faible (mélange uniquement) |
| Application industrielle | Élevée (largement applicable) | Modérée | Modérée | Faible |
Influence de l’ultrasonication de puissance (PUS) sur la résistance à la compression de prismes de mortier
Sonicateurs haute performance pour le broyage humide de particules de ciment
Les sonicateurs haute performance Hielscher sont idéaux pour le broyage humide du ciment grâce à leur efficacité supérieure dans la réduction de la taille des particules par cavitation ultrasonore, garantissant une distribution uniforme des particules. Grâce à un contrôle précis du procédé, vous pouvez optimiser le broyage par ultrasons en fonction de la taille de particules de ciment visée et de la plus haute efficacité énergétique. De plus, les sonicateurs Hielscher sont évolutifs et polyvalents, disponibles en modèles de paillasse comme en modèles industriels, ce qui les rend adaptés à différentes échelles de production, de la recherche aux applications industrielles à haut débit.
Les sonicateurs Hielscher sont les homogénéisateurs à ultrasons les plus perfectionnés du marché. Profitez des sonicateurs Hielscher !
Sonicateur de paillasse UIP1000hdT pour le broyage humide de particules de ciment
- haute efficacité
- technologie de pointe
- fiabilité et robustesse
- contrôle du procédé réglable et précis
- en batch et en ligne
- pour tout volume
- logiciel intelligent
- fonctions intelligentes (par ex. programmables, enregistrement des données, commande à distance)
- utilisation simple et sûre
- faible maintenance
- CIP (nettoyage en place)
Conception, fabrication et conseil – Qualité Made in Germany
Les ultrasonicateurs Hielscher sont réputés pour leurs normes de qualité et de conception les plus élevées. Leur robustesse et leur facilité d’utilisation permettent une intégration aisée de nos ultrasonicateurs dans les installations industrielles. Les ultrasonicateurs Hielscher s’accommodent facilement des conditions difficiles et des environnements exigeants.
Hielscher Ultrasonics est une entreprise certifiée ISO qui accorde une importance particulière aux ultrasonicateurs haute performance alliant technologie de pointe et convivialité. Bien entendu, les ultrasonicateurs Hielscher sont conformes CE et satisfont aux exigences UL, CSA et RoHs.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasonicateurs :
| Volume du lot | Débit | Appareils recommandés |
|---|---|---|
| 1 à 500mL | 10 à 200mL/min | UP100H |
| 10 à 2000mL | 20 à 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 à 20L | 0,2 à 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 à 100L | 2 à 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 à 150L | 3 à 15L/min | UIP6000hdT |
| 15 à 150L | 3 à 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 à 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | supérieur | cluster de UIP16000 |
Sonicateur à sonde UP400ST pour la dispersion de coulis de ciment microfin
(Étude et image : ©Draganovic et al., 2020)
Bibliographie / Références
- 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.
Bon à savoir
Qu’est-ce que le ciment ?
Le ciment est un liant utilisé dans la construction, composé d’un mélange de matériaux calcaires, siliceux, alumineux et ferrifères. Mélangé à de l’eau, il forme une pâte qui durcit avec le temps et confère résistance et stabilité structurelles. Les particules de ciment sont la forme finement broyée et pulvérulente du ciment issue des procédés de broyage. Ces particules jouent un rôle crucial dans le processus d’hydratation, qui conduit au durcissement et au développement de la résistance du ciment dans les applications de construction.
Pourquoi le broyage humide des particules de ciment est-il important ?
Le broyage humide des particules de ciment est important car il réduit la taille des particules, ce qui améliore la réactivité et la résistance du ciment. Ce procédé améliore l’uniformité et la qualité du ciment, ce qui se traduit par de meilleures performances dans les applications de construction.
Qu’est-ce que le mortier ?
Un prisme de mortier est une éprouvette d’essai rectangulaire fabriquée à partir d’un mélange de ciment, de sable et d’eau, couramment utilisée pour tester la résistance et la durabilité du mortier. Ces prismes sont généralement réalisés selon des dimensions normalisées et testés en laboratoire afin de déterminer la résistance à la compression et à la flexion du mélange de mortier.
Qu’est-ce qu’un prisme de mortier ?
Le mortier est un matériau de construction composé de ciment, de sable et d’eau. Le ciment agit comme principal liant du mortier et lui confère ses propriétés adhésives lorsqu’il est mélangé au sable et à l’eau. Le mortier sert à lier des matériaux de construction tels que les briques, les pierres et les blocs de béton, en comblant les espaces entre eux et en assurant la stabilité structurelle. Le ciment contenu dans le mortier durcit et gagne en résistance au fil du temps par hydratation, créant une matrice solide et durable qui maintient ensemble les autres composants.
Hielscher Ultrasonics fabrique des homogénéisateurs à ultrasons haute performance pour les applications de mélange, de dispersion, d’émulsification et d’extraction à l’échelle du laboratoire, pilote et industrielle.
Hielscher Ultrasonics fabrique des homogénéisateurs à ultrasons haute performance, du laboratoire à la taille industrielle.