કોંક્રિટ માટે સિમેન્ટ પેસ્ટનું અલ્ટ્રાસોનિક મિશ્રણ

સિમેન્ટ પેસ્ટનું અલ્ટ્રાસોનિક મિશ્રણ પ્રીકાસ્ટ મોલ્ડિંગ, ડ્રાયકાસ્ટ અને કોંક્રિટ પ્લાન્ટ માટે મોટા લાભો આપે છે. આ લાભોમાં પ્રારંભિક અને અંતિમ જામવાના સમયમાં ઘટાડો, સુપરપ્લાસ્ટિસાઇઝરની ઓછી માત્રા, વધુ ઝડપી અને વધુ સંપૂર્ણ હાઇડ્રેશન, તેમજ વધુ દાબસહન શક્તિનો સમાવેશ થાય છે.

પરંપરાગત કોંક્રિટ મિશ્રણ તકનીકો, જેમ કે “માર્ગ પર પરિવહન દરમિયાન મિશ્રણ” અથવા રોટરી મિક્સરો, સિમેન્ટના કણો અને ફ્લાય ઍશ અથવા સિલિકા જેવી અન્ય સિમેન્ટીય સામગ્રીના ગૂચ્છોને વિખેરવા માટે પૂરતી મિશ્રણ ક્રિયા પૂરી પાડતી નથી. આવા ગૂચ્છોના બહારના કણો પાણીના સંપર્કમાં આવે છે, પરંતુ અંદરના કણોની સપાટીઓ સૂકી રહે છે. પરિણામે હાઇડ્રેશન ધીમું અને અધૂરું થાય છે.

કોંક્રિટ માટે અલ્ટ્રાસોનિક મિશ્રણ તકનીકના લાભો

પ્રવાહીઓમાં માઇક્રોન કદની અને નેનો કદની સામગ્રીના ગૂચ્છોને તોડવા અને તેને વિખેરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરણ સૌથી અદ્યતન તકનીક છે. અલ્ટ્રાસોનિક મિશ્રણમાં કેવિટેશનથી ઉત્પન્ન થતાં કર્તન બળોનો ઉપયોગ થાય છે, જે સૂક્ષ્મ કદની સામગ્રીના મિશ્રણમાં પરંપરાગત રોટરી મિક્સરો અને રોટર–સ્ટેટર મિક્સરો કરતાં વધુ અસરકારક હોય છે. સિમેન્ટ, સિલિકા, ફ્લાય ઍશ, રંગદ્રવ્યો અથવા CNTs માટે, અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરણથી આ સામગ્રીની કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે, કારણ કે તે કણોનું વિતરણ અને પાણી સાથેનો સંપર્ક સુધારે છે.

હાઇડ્રેશન દરમિયાન – સિમેન્ટની પાણી સાથેની પ્રતિક્રિયા દરમિયાન – C‑S‑H તબક્કાઓમાં સોય જેવી રચનાઓ વિકસે છે. નીચેના ચિત્રો હાઇડ્રેશનના 5 કલાક પછી સિમેન્ટ પેસ્ટની સૂક્ષ્મરચના દર્શાવે છે. અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયા કરેલી સિમેન્ટ પેસ્ટમાં C‑S‑H તબક્કાઓ લગભગ 500nm લાંબા હોય છે, જ્યારે અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયા કર્યા વિનાની પેસ્ટમાં C‑S‑H તબક્કાઓ આશરે 100nm હોય છે.

5 કલાકના હાઇડ્રેશન સમય પછી સિમેન્ટ પેસ્ટની સૂક્ષ્મરચના

અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયા સાથે	અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયા વિના
પોર્ટલેન્ડ સિમેન્ટ પેસ્ટ (CEM I42.5R), C. Rössler (2009) – બાઉહાઉસ યુનિવર્સિટી વાઇમાર

 
અલ્ટ્રાસાઉન્ડથી પ્રેરિત કેવિટેશન દ્વારા મિશ્રણ કરવાથી C‑S‑H તબક્કાઓનો વિકાસ વધુ ઝડપથી થાય છે.

 
હાઇડ્રેશનનું તાપમાન

સિમેન્ટ પેસ્ટના સમય–તાપમાન વક્રો પર પાવર અલ્ટ્રાસોનિકેશન (PUS)નો પ્રભાવ

 
દાબસહન શક્તિ

મોર્ટાર પ્રિઝમની દાબસહન શક્તિ પર પાવર અલ્ટ્રાસોનિકેશન (PUS)નો પ્રભાવ

 
અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સ્પંદનોનો વેગ

હાઇડ્રેશન થઈ રહેલી સિમેન્ટ પેસ્ટના અલ્ટ્રાસોનિક સ્પંદનોના વેગ પર પાવર અલ્ટ્રાસોનિકેશન (PUS)નો પ્રભાવ

C‑S‑H તબક્કાઓનો વિકાસ હાઇડ્રેશનના સમયગાળા દરમિયાન સિમેન્ટ પેસ્ટના તાપમાન સાથે સહસંબંધ ધરાવે છે (જમણી બાજુના આલેખ પર ક્લિક કરો). અલ્ટ્રાસોનિક રીતે મિશ્રિત સિમેન્ટ પેસ્ટમાં હાઇડ્રેશન આશરે એક કલાક વહેલું શરૂ થાય છે. વહેલું હાઇડ્રેશન દાબસહન શક્તિમાં વહેલા વધારા સાથે સહસંબંધ ધરાવે છે. હાઇડ્રેશનની વધેલી ઝડપ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સ્પંદનોના વેગ દ્વારા પણ માપી શકાય છે.

ખાસ કરીને પ્રીકાસ્ટ અને ડ્રાયકાસ્ટ કોંક્રિટ માટે, આનાથી ઢાળેલા કોંક્રિટને મોલ્ડમાંથી બહાર કાઢી શકાય ત્યાં સુધીના સમયમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે. બાઉહાઉસ યુનિવર્સિટી (જર્મની)ના અભ્યાસોમાં જામવાના સમયમાં નીચે મુજબનો ઘટાડો જોવા મળ્યો હતો.

અલ્ટ્રાસોનિક મિશ્રણનો બીજો રસપ્રદ લાભ પ્રવાહિતા પરનો પ્રભાવ છે. ઉપરના કોષ્ટકમાં દર્શાવ્યા મુજબ, સ્લમ્પમાં આશરે 30% વધારો થાય છે. આનાથી સુપરપ્લાસ્ટિસાઇઝરની માત્રા ઘટાડી શકાય છે.

સિમેન્ટ ઉત્પાદનની પ્રક્રિયામાં અલ્ટ્રાસોનિક મિક્સરોનું એકીકરણ

સિમેન્ટ, સિલિકા, ફ્લાય ઍશ, રંગદ્રવ્યો અથવા CNTsને અસરકારક રીતે વિખેરવા માટે Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક મિક્સરો પ્રદાન કરે છે. સૌપ્રથમ, કોઈપણ સૂકી સામગ્રીને પાણી સાથે અગાઉથી મિશ્રિત કરીને ઊંચી સાંદ્રતા ધરાવતી છતાં પંપ કરી શકાય તેવી પેસ્ટ બનાવવી જોઈએ. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક મિક્સર કેવિટેશનજન્ય કર્તનનો ઉપયોગ કરીને કણોના ગૂચ્છોને તોડે છે અને કણોને વિખેરે છે. પરિણામે, દરેક કણની સમગ્ર સપાટી સંપૂર્ણપણે પાણીના સંપર્કમાં આવે છે.

સિમેન્ટ પેસ્ટની અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયા

સિમેન્ટ પેસ્ટના કિસ્સામાં, અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયા પછી હાઇડ્રેશન શરૂ થાય છે. તેથી, Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક મિક્સરનો ઉપયોગ ઇનલાઇન કરવો જોઈએ, કારણ કે સિમેન્ટ પેસ્ટને લાંબા સમય સુધી સંગ્રહિત કરી શકાતી નથી. નીચેનું યોજનાત્મક ચિત્ર આ પ્રક્રિયા દર્શાવે છે. આગળના પગલામાં, રેતી અથવા કાંકરી જેવા એગ્રીગેટ ઉમેરવામાં આવે છે અને સિમેન્ટ પેસ્ટ સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે. તે તબક્કે સિમેન્ટના કણો પહેલેથી જ સારી રીતે વિખેરાયેલા હોવાથી, સિમેન્ટ પેસ્ટ એગ્રીગેટ સાથે સારી રીતે ભળી જાય છે. ત્યારબાદ કોંક્રિટ પ્રીકાસ્ટ મોલ્ડમાં ભરવા અથવા પરિવહન માટે તૈયાર થાય છે. કોંક્રિટની માંગ અનિયમિત હોય ત્યારે વધુ સતત પ્રક્રિયા કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક મિક્સરની બાજુમાં break-up ટાંકીનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.
સિમેન્ટના કણોના ગૂચ્છોને અલ્ટ્રાસોનિક રીતે તોડવા વિશે વધુ વાંચો!

સિલિકા, ફ્લાય ઍશ અને નેનોસામગ્રીનું અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરણ

સિલિકા, ફ્લાય ઍશ, રંગદ્રવ્યો અથવા કાર્બન નેનોટ્યુબ જેવી અન્ય નેનોસામગ્રીને વિખેરવા માટે પ્રક્રિયાની જુદી તીવ્રતાઓ અને ઊર્જાના જુદા સ્તરો જરૂરી હોય છે. આ કારણસર, સારી રીતે વિખેરાયેલી સ્લરી/પેસ્ટ બનાવવા માટે અમે અલગ અલ્ટ્રાસોનિક મિક્સરની ભલામણ કરીએ છીએ. આ સ્લરી/પેસ્ટ પછી કોંક્રિટ મિશ્રણમાં ઉમેરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયાનું યોજનાત્મક ચિત્ર જોવા માટે કૃપા કરીને ઉપરના આલેખ પર ક્લિક કરો.

ઉત્પાદનનું પ્રમાણ વધારવા માટે જરૂરી અલ્ટ્રાસોનિક મિશ્રણ સાધનો 1,000-watt શક્તિ ધરાવતા શક્તિશાળી પાઇલટ સ્તરના સોનિકેટર UIP1000hdT નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવેલા પાઇલટ સ્તરના પરીક્ષણોના આધારે ચોક્કસ રીતે નક્કી કરી શકાય છે. નીચેનું કોષ્ટક પ્રક્રિયા કરવાની સિમેન્ટ પેસ્ટના બેચના ઘનફળ અથવા પ્રવાહ દરના આધારે ઉપકરણો માટેની સામાન્ય ભલામણો દર્શાવે છે.

દરેક એકલ અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ દીઠ 16kW સુધીની અલ્ટ્રાસોનિક મિશ્રણ શક્તિ સાથે, Hielscher મોટા જથ્થાની એપ્લિકેશનો માટે જરૂરી પ્રક્રિયા શક્તિ પ્રદાન કરે છે. આ તકનીકનું પરીક્ષણ કરવું સરળ છે અને તેનું પ્રમાણ રેખીય રીતે વધારી શકાય છે.