Broyage humide de particules de ciment à l'aide de sonicateurs à sonde
Le broyage humide des particules de ciment est un processus crucial 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, telles que le broyage à billes, ont été largement utilisées à cette fin. Cependant, depuis que les avantages significatifs du broyage humide par ultrasons ont été découverts, les sonicateurs à sonde remplacent les méthodes de broyage conventionnelles. Plus performants que les autres techniques de broyage, les sonicateurs Hielscher sont utilisés avec succès depuis la recherche à l'échelle du banc d'essai 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 !
Sonicator UIP16000 pour le broyage et la dispersion de matériaux de construction tels que le ciment, les géopolymères ou le béton.
Broyage ultrasonique de particules de ciment avec des sonicateurs à sonde
Les sonicateurs à sonde, également connus sous le nom d'homogénéisateurs à ultrasons, utilisent des ultrasons de haute intensité pour induire une cavitation acoustique dans un milieu liquide, par exemple une boue de ciment. La cavitation ultrasonique génère des micro-jets intenses, des ondes de choc et des forces de cisaillement qui brisent efficacement les particules de ciment. Les principaux avantages du broyage par ultrasons sont les suivants :
- Efficacité accrue : Le broyage par ultrasons est très efficace pour réduire la taille des particules. La cavitation acoustique produit des forces locales intenses qui peuvent rapidement désintégrer les particules de ciment sans nécessiter d'énergie mécanique excessive.
- Contrôle de la température : Lors du broyage humide par ultrasons, la température du processus peut être surveillée et contrôlée avec précision. Ceci est particulièrement important pour les particules de ciment, car une chaleur excessive peut altérer leurs propriétés.
En savoir plus sur le contrôle de la température lors du traitement par ultrasons ! - Distribution uniforme des particules : Le broyage par ultrasons assure une distribution plus uniforme de la taille des particules, améliorant ainsi la qualité et les performances du produit final.
- Pas de support de broyage : Comme le broyage par ultrasons ne fait pas appel à des agents de broyage, il n'est pas nécessaire de nettoyer et de remplacer les billes de broyage.
- Évolutivité : Le fraisage par ultrasons à l'aide de sonicateurs à sonde peut être adapté de manière totalement linéaire à n'importe quel débit. Disponibles en différentes puissances – des modèles de table pour la recherche aux grands homogénéisateurs ultrasoniques industriels pour la production à haut débit – Hielscher Ultrasonics peut vous proposer le sonicateur idéal pour votre application de broyage humide.
Comparaison du broyage ultrasonique, du broyage de billes, des mélangeurs à rotors et à stator et des mélangeurs à pales à cisaillement élevé pour la réduction de la taille des particules de ciment
| Fonctionnalité | Fraisage par ultrasons (sonificateurs à sonde) | Fraisage de perles | Mélangeurs Rotor-Stator | Mélangeurs à pales à haut cisaillement |
|---|---|---|---|---|
| Efficacité | Haut | Modéré | Modéré | Faible |
| Production de chaleur | Faible | Haut | Haut | Haut |
| Uniformité de la taille des particules | Haut | Modéré | Modéré | Faible |
| Risque de contamination | Faible (pas de média de broyage) | Élevée (en raison de l'abrasif) | Modéré | Faible |
| Évolutivité | Haut (disponible en différentes tailles) | Modéré | Modéré | Faible |
| Maintenance | Faible (peu de pièces mobiles, pas d'agent de broyage) | Élevée (usure des supports) | Modéré | Faible à modéré |
| Vitesse de traitement | Rapide | Modéré à lent | Modéré | Modéré |
| Consommation d'énergie | Modéré | Haut | Modéré | Modéré |
| Flexibilité | Élevé (diverses applications) | Modéré (spécifique à la réduction de la taille des particules) | Modéré (mélange et émulsion) | Faible (mélange uniquement) |
| Application industrielle | Élevé (largement applicable) | Modéré | Modéré | Faible |
Influence de l'ultrasonication de puissance (PUS) sur la résistance à la compression des 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 en raison de leur efficacité supérieure dans la réduction de la taille des particules par cavitation ultrasonique, ce qui garantit une distribution uniforme des particules. Grâce à un contrôle précis du processus, vous pouvez optimiser le processus de broyage par ultrasons en fonction de la taille cible des particules de ciment et de l'efficacité énergétique la plus élevée. En outre, les sonicateurs Hielscher sont évolutifs et polyvalents, disponibles à la fois en modèles de table et 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 sophistiqués du marché. Profitez des sonicateurs Hielscher !
Sonicateur de table UIP1000hdT pour le broyage humide de particules de ciment
- haute efficacité
- une technologie de pointe
- fiabilité & robustesse
- contrôle du processus réglable et précis
- lot & en ligne
- pour tout volume
- logiciel intelligent
- fonctions intelligentes (par exemple, programmable, protocole de données, contrôle à distance)
- facile et sûr à utiliser
- peu d'entretien
- CIP (clean-in-place)
Conception, fabrication et conseil – Qualité Made in Germany
Les ultrasons Hielscher sont réputés pour leur qualité et leurs normes de conception les plus élevées. La robustesse et la facilité d'utilisation permettent une intégration aisée de nos ultrasons dans les installations industrielles. Les conditions difficiles et les environnements exigeants sont facilement gérés par les ultrasons Hielscher.
Hielscher Ultrasonics est une entreprise certifiée ISO et met l'accent sur les ultrasons de haute performance, dotés d'une technologie de pointe et d'une grande facilité d'utilisation. Bien entendu, les ultrasons Hielscher sont conformes à la norme CE et répondent aux exigences des normes UL, CSA et RoHs.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasons :
| Volume du lot | Débit | Dispositifs 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.d. | 10 à 100L/min | UIP16000 |
| n.d. | plus grande | groupe de UIP16000 |
Sonicateur à sonde pour la dispersion de coulis de ciment microfin
(Étude et image : ©Draganovic et al., 2020)
Littérature / 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.
Qu'il faut savoir
Qu'est-ce que le ciment ?
Le ciment est un liant utilisé dans la construction, composé d'un mélange de matières calcaires, siliceuses, alumineuses et ferreuses. Mélangé à l'eau, il forme une pâte qui durcit au fil du temps, assurant la résistance et la stabilité de la structure. Les particules de ciment sont la forme de poudre finement broyée du ciment qui résulte des processus 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, améliorant ainsi la réactivité et la résistance du ciment. Ce processus 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 rectangulaire constituée 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 créés selon des dimensions normalisées et testés en laboratoire pour déterminer la résistance à la compression et à la flexion du mélange de mortier.
Qu'est-ce qu'un prisme à mortier ?
Le mortier est un matériau de construction composé de ciment, de sable et d'eau. Le ciment est le principal liant du mortier et lui confère des propriétés adhésives lorsqu'il est mélangé au sable et à l'eau. Le mortier est utilisé pour lier les 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 de la structure. Le ciment du mortier durcit et gagne en résistance au fil du temps grâce à l'hydratation, créant ainsi une matrice solide et durable qui maintient les autres composants ensemble.
Hielscher Ultrasonics fabrique des homogénéisateurs à ultrasons de haute performance pour les applications de mélange, de dispersion, d'émulsification et d'extraction à l'échelle du laboratoire, du pilote et de l'industrie.
Hielscher Ultrasonics fabrique des homogénéisateurs à ultrasons très performants à partir de laboratoires à taille industrielle.