અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરણ સાથે નાનો-મજબૂત સિમેન્ટ મોર્ટાર્સ
Ultrasonic sonication improves dispersion, exfoliation and deagglomeration of graphene, CNTs and nanomaterials in cement pastes and mortars. Hielscher sonicators enable high-performance cement formulation from R&D to industrial production.
Nano-Reinforced Cement Mortars – Better Dispersion and Deagglomeration with Sonication
Nano-reinforced cement mortars and cement pastes offer a powerful route toward high-performance construction materials. By incorporating nanomaterials such as graphene, graphene oxide, carbon nanotubes (CNTs), nano-silica, nano-clays or other functional fillers, cementitious materials can be engineered for improved mechanical strength, crack resistance, durability, electrical conductivity, reduced permeability and enhanced long-term performance.
મુશ્કેલી: The full potential of nanomaterials in cement systems is only achieved when the particles are dispersed uniformly. Graphene sheets, CNT bundles and other nano-additives tend to form agglomerates due to strong van der Waals forces, high surface energy and entanglement. Conventional stirring, rotor-stator mixing or simple powder blending often fails to break these agglomerates sufficiently. The result is poor distribution, weak spots in the mortar matrix, inefficient use of expensive nanomaterials and inconsistent material properties.
ઉકેલ: હીએલ્સ્કરે_probe-પ્રકારની અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ સિમેન્ટ પેસ્ટ, માર્ટર ફોર્મ્યુલેશન્સ અને પ્રીસર સસ્પેન્શન્સમાં નાનોઉપકરનોના વિખૂટા, એક્સફોલિએશન, ડિએગ્રેગેશનેશન અને ફંક્શનલ એન્ટંગલિંગ માટે એક કાર્યક્ષમ, સ્કેલેબલ અને ઔદ્યોગિક રીતે સાબિત ઉકેલ પ્રદાન કરે છે. હીએલ્સ્કરે લેબોરેટરી ફીઝિબિલિટી કામથી ઔદ્યોગિક સતત ઉત્પાદન સુધી લિક્વિડ પ્રોસેસિંગ માટે અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ વિકાસ અને ઉત્પાદન કરે છે, જેમાં પોર્ટફોલિયો કોમ્પેક્ટ લેબ સિસ્ટમ્સથી ઊંચા પાવરના ઔદ્યોગિક સાધનો સુધી સ્કેલ-અપ માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે.
ઔદ્યોગિક સોનિકેટર UIP16000hdT સિમેન્ટ પેસ્ટમાં નાનોઉપકરનોની હાઈ-થ્રૂપુટ ડિસ્પર્સન માટે
સીમેન્ટ મોર્ટારમાં નેનોનિયત્રીત વિન્યાસ મહત્વપૂર્ણ કેમ છે
નેનામટિરિયલ્સ સીમેન્ટીયસ કમ્પોઝિટ્સને નોંધપાત્ર રીતે સુધારી શકે છે કારણ કે તે સીમેન્ટ મેટ્રિક્સ સાથે ખૂબ નાની લંબાઈના પાયા પર ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. યોગ્ય રીતે વિતરિત ગ્રાફીન, CNTs અને અન્ય નેનોફિલર્સ ન્યુક્લિએશન સાઇટ્સ તરીકે કામ કરી શકે છે, સૂક્ષ્મ ફાટલા પાટવા, છિદ્રિત માળખાઓને સુધારવા અને પૂરક મેટ્રિક્સમાં લોડ ટ્રાન્સફરને સુધારવા માટે મદદ કરે છે.
વ્યવહારમાં, કામગીરી મુખ્યત્વે ઉમેરેલા નેનામટિરિયલની નામમાત્ર રકમની પર નહીં પરંતુ વિતરિત ગુણવત્તા પર આધાર રાખે છે. થોડા પ્રમાણમાં સારી રીતે વિતરિત ગ્રાફીન અથવા CNTs મોટી માત્રામાં ખરાબ રીતે વિતરિત પદાર્થ કરતાં શ્રેષ્ઠ કાર્યકારી થઈ શકે છે. એગ્રેગેટ્સ મજબૂતપણા નહીં પરંતુ ખામી તરીકે વર્તે છે. તે કાર્યક્ષમતા ઓછા કરે છે, તાણની એકાગ્રતા બનાવે છે અને એડિટિવની અસરકારક સપાટી ક્ષેત્રને મર્યાદિત કરે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક વિખંડન આ કેન્દ્રિત ફોર્મ્યુલેશન ચેલેન્જને સંબોધે છે. ઉચ્ચ તીક્ષ્ણતા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ પ્રબળ સ્થાનિક શિયર ફોર્સ, માઇક્રો-મિશ્રણ, શોકવેવ્સ અને એલ્યાન્ત માઇક્રોજેટ્સને એકૌસ્ટિક કાવિટેશન દ્વારા દાખલ કરે છે. આ પ્રભાવ બંડલ થયેલા નેનામટિરિયલ્સને વિખંડિત કરે છે, કણોની સપાટી ઓને ભેજાળે છે અને તેમને સીમેન્ટ પાવડર, પેસ્ટ અથવા મોર્ટારમાં સામેલ ٿيڻ પહેલાં પ્રવાહી фазમાં સમાન રીતે વિતરે છે.
ગ્રાફીન, CNTs અને નેનോ-એડિટિવ્સનું અલ્ટ્રાસોનિક ડિઅગ્લોમરેશન
ગ્રેફિન નેનોપ્લેટલેટ્સ, ગ્રેફિન ઓક્સાઇડ, રિડ્યુસ્ડ ગ્રેફિન ઓક્સાઇડ અને કાર્બન નેનોટ્યૂબ્સ ખાસ કરીને અદ્યતન સિમેન્ટિશિયસ સામગ્રી માટે આકર્ષક છે. તેઓ તણાવ શક્તિ, લવચીક શક્તિ, અસ્થિભંગની કઠોરતા, વિદ્યુત વાહકતા, થર્મલ વર્તણૂક અને ટકાઉપણામાં ફાળો આપી શકે છે. તે જ સમયે, તેઓ વિખેરવા માટે સૌથી મુશ્કેલ ઉમેરણોમાંના એક છે.
અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ નેનોસ્કેલ માળખા વચ્ચેના આકર્ષક દળોને દૂર કરવામાં મદદ કરે છે. સોનિકેટેડ પ્રવાહીમાં, તૂટી પડેલા પોલાણ પરપોટા તીવ્ર સ્થાનિક energyર્જા ઇનપુટ ઉત્પન્ન કરે છે. આ કણોના ક્લસ્ટર્સને તોડી શકે છે, સીએનટી બંડલ્સને અલગ કરી શકે છે, સ્તરવાળી સામગ્રીને એક્સ્ફોલિએટ કરી શકે છે અને નેનોફિલર્સના વિતરણમાં સુધારો કરી શકે છે.
નેનો-પ્રબલિત મોર્ટાર ઉત્પાદનમાં મુખ્ય અલ્ટ્રાસોનિક અસરોમાં શામેલ છે:
- ડિગગ્લોમેરેશન: Breaking down clusters of graphene, CNTs, nano-silica or hybrid additives into smaller, more uniform particle distributions.
- વિક્ષેપ: Homogeneously distributing nanomaterials in water, plasticizer solutions, admixture blends or cementitious slurries.
- Exfoliation: Separating layered materials such as graphite, graphene nanoplatelets or clays into thinner sheets with higher active surface area.
- Wetting and activation: Improving liquid contact with nanomaterial surfaces for better interaction with cement hydrates and admixtures.
- Entangling and network formation: Supporting the formation of distributed CNT or graphene networks that can enhance crack-bridging, conductivity and structural functionality.
- પ્રજનનક્ષમતા: Creating controlled process conditions for consistent formulations from lab trials to production scale.
સિમેન્ટ પેસ્ટ અને મોર્ટારમાં અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરણના ફાયદા
સોનિકેશનનું આર્થિક અને તકનીકી મૂલ્ય ખાસ કરીને ઉચ્ચ પ્રદર્શન સિમેન્ટ ઉત્પાદનમાં મજબૂત છે. નેનોમટિરિયલ્સ ઘણીવાર ખર્ચાળ હોય છે, અને તેનો ફાયદો તેનો અસરકારક રીતે ઉપયોગ કરવા પર આધાર રાખે છે. જ્યારે સોનિકેશન વિખેરણની ગુણવત્તામાં સુધારો કરે છે, ત્યારે ફોર્મ્યુલેટર્સ ઘણીવાર ઓવરડોઝિંગ ઘટાડી શકે છે, પ્રજનનક્ષમતામાં વધારો કરી શકે છે અને એડિટિવના કિલોગ્રામ દીઠ મજબૂત પ્રદર્શન મેળવી શકે છે.
અદ્યતન મોર્ટાર, સમારકામ સામગ્રી, પ્રીકાસ્ટ ઘટકો, 3D-પ્રિન્ટેબલ સિમેન્ટિયસ સામગ્રી અથવા વિશિષ્ટ બાંધકામ રસાયણોના ઉત્પાદકો માટે, અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસિંગ ટેકો આપી શકે છે:
- સુધારેલા નેનોફિલર વિતરણ દ્વારા ઉચ્ચ સંકોચનશીલ, લવચીક અને તણાવપૂર્ણ પ્રદર્શન.
- વધુ કારણે, વધુ ક્રેક પ્રતિકાર અને કઠોરતા અસરકારક માઇક્રો-મજબૂતીકરણ.
- છિદ્ર માળખાને શુદ્ધ કરીને ઓછી અભેદ્યતા અને સુધારેલ ટકાઉપણું.
- વધુ સુસંગત બેચ-થી-બેચ સામગ્રી ગુણવત્તા.
- ખર્ચાળ ગ્રાફિન, સીએનટી અને અન્ય નેનો-એડિટિવ્સનો સુધારેલો ઉપયોગ.
- ઝડપી ફોર્મ્યુલેશન સ્ક્રીનિંગ અને પ્રક્રિયા ઑપ્ટિમાઇઝેશન.
- પ્રયોગશાળા વિકાસથી સતત ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયા સુધી સ્કેલેબલ ઉત્પાદન.
- કંપનવિસ્તાર, ઊર્જા ઇનપુટ, પ્રવાહ દર, તાપમાન અને નિવાસ સમય જેવા પ્રક્રિયા પરિમાણોનું વધુ સારું નિયંત્રણ.
હિલ્સચર અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે પ્રવાહી, સસ્પેન્શન અને સ્લરીમાં માપી શકાય તેવા અને પ્રજનનક્ષમ energyર્જા સ્થાનાંતરણ માટે. સમાન કોર સોનિકેશન મિકેનિઝમનો ઉપયોગ પાવર ક્લાસમાં થઈ શકે છે, જે ગ્રાહકોને નાના પાયે પ્રક્રિયા પરિમાણો વિકસાવવાની મંજૂરી આપે છે અને પછી તેમને મોટા બેન્ચ-ટોપ, પાયલોટ અથવા ઔદ્યોગિક સિસ્ટમોમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે.
નેનો-સંશોધિત સિમેન્ટ પેસ્ટના ઇન્ફ્રારેડ થર્મોગ્રાફ્સ (એ) સીએનટી અને (બી) જીએનપી સાથે મજબુત કરવામાં આવ્યા હતા. સીએનટી અને ગ્રેફિનને સોનિકેટર યુપી 400 એસ સાથે વિખેરી નાખવામાં આવ્યા હતા.
અભ્યાસ અને ગ્રાફ: ફાર્માકી ©એટ અલ., 2025
સિમેન્ટ ઉમેરવા પહેલાં સોનિકેશન: પ્રિફર્ડ પ્રોસેસ રૂટ
ઘણા નેનો-રિઇન્ફોર્સ્ડ સિમેન્ટ ફોર્મ્યુલેશન માટે, સૌથી અસરકારક અભિગમ એ છે કે નેનોમટિરિયલને પ્રથમ પ્રવાહી તબક્કામાં વિખેરી નાખવું. આ પાણી, સુપરપ્લાસ્ટીકાઇઝર સોલ્યુશન, સર્ફેક્ટન્ટ ધરાવતા ડિસ્પરસન્ટ, પોલિમર એડમિક્સર, સિલિકા સોલ અથવા મોર્ટાર ફોર્મ્યુલેશનનો અન્ય પ્રવાહી ઘટક હોઈ શકે છે.
એક લાક્ષણિક અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયા માર્ગ છે:
- પ્રવાહી તબક્કામાં ગ્રેફિન, સીએનટી અથવા અન્ય નેનોમટિરિયલ્સ ઉમેરો.
- મધ્યમ મિશ્રણ હેઠળ પાવડર અથવા નેનોફિલરને પૂર્વ-ભીનું કરો.
- સામગ્રીને ડિગ્લોમેરેટ કરવા અને વિખેરવા માટે ઉચ્ચ-તીવ્રતા અલ્ટ્રાસોનિકેશન લાગુ કરો.
- જો જરૂરી હોય તો તાપમાનને નિયંત્રિત કરો.
- સિમેન્ટ, રેતી અને અન્ય મોર્ટાર ઘટકોમાં સોનિકેટેડ નેનોડિસ્પર્શન ઉમેરો.
- અંતિમ પેસ્ટ અથવા મોર્ટાર સુસંગતતામાં મિક્સ કરો.
આ માર્ગ સિમેન્ટ પાવડરમાં નાનોPARTICLES ના શુષ્ક મિશ્રણ કરતાં વધુ નિયંત્રણ સક્રિય કરે છે. તે આ પણ સુધારે છે કે નાનોસામગ્રી પહેલેથી જ અલગ, ભેજવાળા અને સમાન રીતે વિતરણ થયેલા હશે જો હાઈડ્રેશન અને સે็ตિંગ શરૂ થાય છે.
પ્રોબ-ટાઈપ સોનિકેટર UP400St માઇક્રો-ફાઇન સિમેન્ટ ગ્રાઉટ વિખેરવા માટે
(અભ્યાસ અને છબી: ©ડ્રેગાનોવિક એટ અલ., 2020)
ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સિમેન્ટ ઉત્પાદન માટે આર્થિક લાભો
નાનો-એડિટિવ્સ મહંગા હોઈ શકે છે, અને તેમનો ઉપયોગ માપનીય પ્રદર્શન લાભોથી જ આરાજ્ય કરવામાં આવ્યો હોવો જોઈએ. ખરાબ વિતરણ સામગ્રી નષ્ટ કરે છે. એકત્રિત ગ્રાફિન અથવા CNTs પ્રતિસાધન વિના ફોર્મ્યુલેશન ખર્ચ વધારશે. તેના વિરૂદ્ધ, અલ્ટ્રાસોનિક વિતરણ નાનોસામગ્રીની અસરકારક ઉપયોગિતા સુધારે છે.
આર્થિક લાભોમાં શામેલ છે:
- એડિટિવ વેસ્ટ ઘટાડે: વધારે નાનોસામગ્રી કારકિર્દીમાં સહાય કરે છે, એકત્રિત ઘટકોમાં બંધ રહેવાના બદલે.
- ફોર્મ્યુલેશન જોખમ ઓછું થાય: સતત વિખરાવ નિષ્ફળ બેચ અને અસ્થિર પરીક્ષણ પરિણામો ઘટાડે છે.
- ઝડપી R&D ચક્ર: સૂત્રોને નિયંત્રિત સોનિકેશન પરિમાણો સાથે સ્ક્રીન કરી શકાય છે.
- સુધારેલી સ્કેલ-અપ: પ્રક્રિયા પરિમાણોને ફીઝિબિલિટી ટેસ્ટિંગમાંથી ઔદ્યોગિક સાધનો સુધી પરિવહન કરી શકાય છે.
- ઉચ્ચ મૂલ્યવાળા ઉત્પાદનો: મજબૂત, વધુ ટકાઉ અને કાર્યાત્મક મોર્ટર પ્રીમિયમ એપ્લિકેશન્સને સપોર્ટ કરે છે.
- સતત ઉત્પાદન ક્ષમતા: ઇનલાઇન સોનિકેશન વ્યાવસાયિક ઉત્પાદન માટે ઊંચી થ્રુપુટ પ્રોસેસિંગ સક્ષમ બનાવે છે.
ઉત્પાદકો માટે, મુખ્ય મૂલ્ય ફક્ત વધુ સારો વિખરાવ ગુણવત્તા નથી. તે લેબોરેટરી સંકલ્પનાથી નિયંત્રિત, સ્કેલેબલ ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં નાનો-મજબૂત સિમેન્ટને ફેરવવાની ક્ષમતા છે.
લેબોરેટરી ફોર્મ્યુલેશનથી ઔદ્યોગિક સિમેન્ટ ઉત્પાદન સુધી
A major advantage of Hielscher ultrasonic technology is the practical scale-up path. Nano-reinforced cement formulations can be developed at bench-top scale and then transferred to larger systems without changing the fundamental processing principle. Instead of reinventing the dispersion process for production, manufacturers can scale ultrasonic power, flow-cell geometry, residence time and reactor configuration.
This reduces technical risk. It also shortens the path from successful mortar samples to commercial high-performance cement products.
A typical scale-up workflow includes:
- Define the target mortar performance and nanomaterial system.
- Screen graphene, CNT, nano-silica or hybrid additives.
- Determine the required sonication intensity and energy input.
- વિખેરણ મીડિયા, મિશ્રણો અને તાપમાન નિયંત્રણને ઑપ્ટિમાઇઝ કરો.
- યુઆઇપી 1000 એચડીટી અથવા યુઆઇપી 2000 એચડીટી સિસ્ટમો સાથે પરીક્ષણ બેચ ઉત્પન્ન કરો.
- શક્તિ, કાર્યક્ષમતા અને ટકાઉપણું જેવા મોર્ટાર ગુણધર્મોને માન્ય કરો.
- ઉત્પાદન માટે યુઆઇપી 6000એચડીટી અથવા યુઆઇપી 16000એચડીટી ક્લસ્ટરોમાં પ્રક્રિયા સ્થાનાંતરિત કરો.
- સતત ઉત્પાદનમાં ઇનલાઇન સોનિકેશનને એકીકૃત કરો.
ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સિમેન્ટને ઉચ્ચ ગુણવત્તાના વિખેરણની જરૂર છે
સિમેન્ટ ટેકનોલોજીનું ભાવિ માત્ર નવા બાઇન્ડર રસાયણશાસ્ત્ર પર આધારિત નથી. તે માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર, કાર્યાત્મક એડિટિવ્સ અને પ્રોસેસિંગના વધુ સારા નિયંત્રણ પર પણ આધાર રાખે છે. ગ્રેફિન અને સીએનટી જેવા નેનોમટિરિયલ્સ મજબૂત, ખડતલ, સ્માર્ટ અને વધુ ટકાઉ સિમેન્ટિયસ સામગ્રી બનાવવામાં મદદ કરી શકે છે. પરંતુ આ માટે વિશ્વસનીય વિખેરણની જરૂર છે.
હિલ્સચર અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ સિમેન્ટ ઉત્પાદકો, બાંધકામ રાસાયણિક ઉત્પાદકો અને સંશોધન સંસ્થાઓને નેનો-એડિટિવ પ્રોસેસિંગ માટે સ્કેલેબલ સાધન આપે છે. પ્રારંભિક તબક્કાના ફોર્મ્યુલેશનથી લઈને ઉચ્ચ-થ્રુપુટ ઇનલાઇન ઉત્પાદન સુધી, સોનિકેશન સિમેન્ટ પેસ્ટ અને મોર્ટારમાં નેનોમટિરિયલ્સના વિખેરણ, એક્સ્ફોલિએશન, ડિગ્લોમરેશન અને કાર્યાત્મક માળખામાં સુધારો કરે છે.
ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સિમેન્ટ ઉત્પાદન માટે, અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસિંગ સ્પષ્ટ ફાયદો પ્રદાન કરે છે: વધુ સારી સામગ્રી કામગીરી, ખર્ચાળ નેનો-એડિટિવ્સનો વધુ કાર્યક્ષમ ઉપયોગ અને પ્રયોગશાળાની સફળતાથી ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન સુધીનો સીધો માર્ગ.
નીચે આપેલ કોષ્ટક તમને અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સની અંદાજિત પ્રોસેસિંગ ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે:
| બેચ વોલ્યુમ | પ્રવાહ દર | ભલામણ કરેલ ઉપકરણો |
|---|---|---|
| 10 થી 2000 એમએલ | 20 થી 400 એમએલ/મિનિટ | UP400St |
| 0.1 થી 20L | 0.2 થી 4L/મિનિટ | UIP2000hdT |
| 10 થી 100 લિ | 2 થી 10L/મિનિટ | UIP4000hdT |
| 15 થી 150 લિ | 3 થી 15L/મિનિટ | UIP6000hdT |
| na | 10 થી 100L/મિનિટ | UIP16000hdT |
| na | મોટા | નું ક્લસ્ટર UIP16000hdT |
સંશોધન, શક્યતા પરીક્ષણ અને ઉત્પાદન માટે Hielscher Sonicators
Hielscher પ્રયોગશાળા, બેન્ચ-ટોપ, પાયલોટ અને ઔદ્યોગિક પાવર વર્ગોમાં અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ પ્રદાન કરે છે. સિમેન્ટ અને મોર્ટાર વિકાસકર્તાઓ માટે આ જરૂરી છે કારણ કે નેનો-રિઇન્ફોર્સ્ડ ફોર્મ્યુલેશન ઘણીવાર ઘણા તબક્કાઓમાંથી પસાર થવું આવશ્યક છે: પ્રારંભિક સામગ્રી સ્ક્રિનિંગ, વિખેરણ પરિમાણ વિકાસ, મોર્ટાર પરીક્ષણ, પાયલોટ બેચ અને ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન.
હિલ્સ્કરે પોર્ટફોલિયો સ્કેલેબલ અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસિંગને કેન્દ્રમાં રાખીને બનાવ્યું છે, જેમાં લેબોરેટરી ડેવલપમેન્ટ, પાયલટ અને બेंચ-ટોપ ટેસ્ટિંગ, હેવી-ડ્યુટી ઉદ્યોગીક કામગીરી અને ફ્લો સેલ્સ અને રિએક્ટર્સનો ઉપયોગ કરીને કન્ટિન્યુઅસ ઈનલાઇન પ્રોડક્શન માટેની સિસ્ટમ્સ સામેલ છે.
UIP1000hdT અને UIP2000hdT બेंચ-ટોપ રિસર્ચ અને ફીજિબિલિટી ટેસ્ટિંગ માટે
UIP1000hdT અને UIP2000hdT ફોર્મ્યુલેશન ડેવલપમેન્ટ, ફીજિબિલિટી સ્ટડીઝ અને મિડિયમ-સ્કેલ પ્રોસેસિંગ માટે શક્તિશાળી બेंચ-ટોપ અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ છે. તેઓ નાનો-રેઇન્ફોર્સ્ડ સિમેન્ટ ફોર્મ્યુલેશન ડેવલપ કરવા માટે યોગ્ય છે જ્યાં સંશોધકો નાનોમેટિરિયલ પ્રકાર, Concentration, dispersant chemistry, sonication intensity, પ્રોસેસિંગ સમય અને તાપમાન નિયંત્રણ તપાસી શકે.
આ સિસ્ટમ્સ માટે આદર્શ છે:
- ગ્રાફીન અને CNT નું પાણી અથવા admixture દ્રાવણોમાં વિખંડન.
- નેનો-મજબૂતીકરણ સિમેન્ટ પેસ્ટ શક્યતા પરીક્ષણ.
- સોનિકેશન ઊર્જા ઇનપુટ ઑપ્ટિમાઇઝેશન.
- પ્રજનન પરીક્ષણ બેચ તૈયારી.
- ઉચ્ચ પ્રદર્શન મોર્ટાર ફોર્મ્યુલેશન વિકાસ.
- ફ્લો-સેલ સેટઅપ્સ સાથે નાના-પાયે સતત પ્રક્રિયા.
- ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન પહેલાં સ્કેલ-અપ માન્યતા.
આર માટે&ડી ટીમો, UIP1000hdT અને UIP2000hdT પ્રયોગશાળા, તકનીકી કેન્દ્ર અને પાયલોટ માટે સેટઅપ વ્યવહારુ રાખતી વખતે નેનોમટિરિયલ્સની માંગ માટે જરૂરી પ્રક્રિયા તીવ્રતા પૂરી પાડે છે પર્યાવરણ.
ઉચ્ચ-થ્રુપુટ ઉત્પાદન માટે UIP6000hdT અને UIP16000hdT ક્લસ્ટર્સ
નેનો-પ્રબલિત સિમેન્ટ એડિટિવ્સ, નેનોડિસ્પર્શન્સ અથવા ઉચ્ચ-પ્રદર્શન મોર્ટાર ઘટકોના વ્યાપારી-સ્કેલ ઉત્પાદન માટે, UIP6000hdT અને UIP16000hdT જેવા Hielscher ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ ઉચ્ચ-થ્રુપુટ સતત પ્રક્રિયા માટે ક્લસ્ટરોમાં રૂપરેખાંકિત કરી શકાય છે.
Clusters of UIP6000hdT or UIP16000hdT units enable manufacturers to increase processing capacity while maintaining controlled ultrasonic energy input. This modular approach is particularly useful when production volumes grow from pilot scale to full-scale manufacturing.
Industrial configurations support:
- Continuous inline dispersion of graphene, CNTs and nano-additives.
- High-throughput processing of nanomaterial master dispersions.
- Integration into cement admixture or dry-mix mortar production lines.
- Parallel ultrasonic reactor operation for increased capacity.
- Robust 24/7 production environments.
- Process control and monitoring for consistent product quality.
Hielscher industrial systems are positioned for demanding continuous operation, and high-power units are available up to 16 kW per device.
વારંવાર પૂછાતા પ્રશ્નો
સિમેન્ટ અને મોર્ટારને નેનોન સામગ્રીઓ સાથે મજબૂત કેમ બનાવવામાં આવે છે?
સિમેન્ટ અને મોર્ટારને નેનોન સામગ્રીઓ સાથે મજબૂત બનાવવામાં આવે છે જેથી તેમના મિકેનિકલ, ટકાઉપણું અને ફંક્શનલ પ્રદર્શનને માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરલ સ્તરે સુધારી શકાય. ગ્રાફીન, કાર્બન નાનોટ્યૂબ, નાનો-સિલિકા, નાનો-ક્લે અને મેટલ ઓક્સાઇડ નાનોપાર્ટિકલ્સ જેવી નેનોન સામગ્રી નાનો-સ્તરીય છિદ્રોને ભરવા, સિમેન્ટ હાઇડ્રેશન ઉત્પાદનો માટે ન્યુક્લેશન સાઇટ્સ પૂરી પાડવા અને કઠોર થયેલા મેટ્રિક્સની પેકિંગ ઘનતા સુધારવા માટે ઉપયોગી થાય છે.
Because of their high specific surface area and high aspect ratio, nanomaterials can enhance load transfer, bridge microcracks, and delay crack propagation. This can increase compressive strength, flexural strength, tensile resistance, fracture toughness, and abrasion resistance.
Nanomaterials also modify the pore structure of cementitious materials. A denser and more refined pore network reduces permeability, water uptake, chloride ingress, carbonation, and chemical attack. This improves durability and extends service life.
Some nanomaterials add functional properties beyond mechanical reinforcement. Graphene and carbon nanotubes can improve electrical and thermal conductivity, enabling self-sensing cement, structural health monitoring, anti-static materials, electromagnetic shielding, or smart infrastructure applications.
In practical terms, nano-reinforcement allows cement and mortar producers to formulate higher-performance materials with improved strength-to-binder efficiency, better durability, and added functionality. The key requirement is homogeneous dispersion, because agglomerated nanomaterials act as defects rather than reinforcement.
How is the Thermal Response of Cement Paste Relevant for Cement Quality?
જ્યારે સિમેન્ટ પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે હાઈડ્રેશન પ્રતિક્રિયાઓ ગરમી ઉતારશે. IR થર્મોગ્રાફી સમય સાથે પેસ્ટની સપાટી તાપમાનની સમાવિષ્ટાઓને રેકોર્ડ કરે છે, તેથી પરિણામે થર્મલ વક્ર રેખા સિમેન્ટ સિસ્ટમનો વ્યાવહારિક ફિંગરપ્રિન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે. તાજેતરના કામોએ બતાવ્યું છે કે IR થર્મોગ્રાફી હાઈડ્રેશન વક્રોને ટ્રેક કરી શકે છે અને સ્થિર તાપમાન કેલરીમેટ્રીઓ સાથે મજબૂત સંબંધ ધરાવતા સેટિંગ સમયની આગાહી કરી શકે છે, જ્યારે તે વધુ ક્ષેત્ર-અનુકૂળ અને બિન-આક્રમક છે.
સિમેન્ટ ગુણવત્તા માટે સૌથી સંબંધિત પરિમાણો છે:
- હાઈડ્રેશનની શરૂઆત: બતાવે છે કે પાણી ઉમેર્યા પછી બાઇન્ડર કેટલું ઝડપી પ્રતિક્રિયા કરવાનું શરુ કરે છે.
- તાપમાન વધારોની દર: હાઈડ્રેશન ગતિશીલતા અને પ્રારંભિક પ્રતિક્રિયાનું સૂચક છે.
- ટોચનું તાપમાન: ગરમી પ્રકાશનની તીવ્રતાને પ્રતિબિંબિત કરે છે અને સિમેન્ટની સૂક્ષ્મતા, ક્લિંકર તબક્કાની રચના, પૂરક સિમેન્ટ સામગ્રી અથવા મિશ્રણ ડોઝમાં તફાવતો જાહેર કરી શકે છે.
- થર્મલ પીકનો સમય: સમય સેટ કરવા અને પ્રારંભિક તાકાત વિકાસ સાથે સંબંધિત છે.
- નમૂનામાં થર્મલ એકરૂપતા: નબળા મિશ્રણ, અલગતા, એકત્રીકરણ, અસંગત પાણી વિતરણ, અથવા અસમાન ઉમેરણ વિસર્જન દર્શાવે છે.
- બેચ વચ્ચેની સરખામણી: સિમેન્ટની ગુણવત્તા, મિશ્રણ સુસંગતતા, પાણી-થી-સિમેન્ટ ગુણોત્તર અથવા ફોર્મ્યુલેશન ભૂલોમાં વિચલનો શોધવાનું શક્ય બનાવે છે.
ગુણવત્તા નિયંત્રણમાં, આઇઆર થર્મોગ્રાફી ખાસ કરીને ઉપયોગી છે કારણ કે તે બિન-વિનાશક, સંપર્ક વિનાશક અને દૃષ્ટિની સાહજિક છે.
નેનોમટિરિયલ્સનું અલ્ટ્રાસોનિક એક્સ્ફોલિએશન શું છે?
સરળ વિખેરણ ઉપરાંત, અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ નેનોમટિરિયલ્સના એક્સ્ફોલિએશન માટે થઈ શકે છે. આ ખાસ કરીને ગ્રેફાઇટ, ગ્રેફિન નેનોપ્લેટલેટ્સ, ગ્રેફિન ઓક્સાઇડ સ્ટેક્સ અથવા નેનો-ક્લે જેવા સ્તરવાળા નેનોમટિરિયલ્સ માટે સંબંધિત છે. એક્સ્ફોલિએશન સક્રિય સપાટીના વિસ્તારમાં વધારો કરે છે અને સિમેન્ટિયસ મેટ્રિક્સમાં સામગ્રીની મજબૂતીકરણ અસરને સુધારી શકે છે.
સિમેન્ટ એપ્લિકેશન્સ માટે, એક્સ્ફોલિએટેડ ગ્રેફિન પ્લેટલેટ્સ હાઇડ્રેશન ઉત્પાદનો સાથે વધુ સારી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પ્રદાન કરે છે અને માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર વિકાસ પર મજબૂત પ્રભાવ પાડે છે. આ માટે સંબંધિત છે:
- ગ્રાફિન-ઉન્નત સિમેન્ટ પેસ્ટ
- ગ્રાફિન ઓક્સાઇડ સંશોધિત મોર્ટાર
- નેનો-માટી પ્રબલિત સિમેન્ટિયસ સામગ્રી
- હાઇબ્રિડ ગ્રેફિન-સીએનટી સિસ્ટમ્સ
- વાહક સિમેન્ટ કમ્પોઝિટ્સ
- ઉચ્ચ-તાકાત અને અલ્ટ્રા-હાઇ-પર્ફોર્મન્સ સિમેન્ટિયસ કમ્પોઝિટ્સ
અલ્ટ્રાસોનિક ગ્રેફિન એક્સ્ફોલિએશન વિશે વધુ જાણો!
અલ્ટ્રાસોનિક CNT વિતરણ અને ઇંટેન્ગલિંગનો લાભ શું છે
કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ ખૂબ અસરકારક નાનો-મજબૂતી આપનારા ઘટકો છે, પરંતુ તેમની વિતરણની પ્રક્રિયા મુશ્કેલ છે કારણ કે CNTs ઔદ્યોગિક રીતે બંડલ્સ અને જાળવેલા સમૂહો બનાવે છે. અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયાએ બંડલ્સને અલગ કરી શકે છે અને CNTsને દ્રવ જેવા તબક્કામાં વિતરિત કરી શકે છે. યોગ્ય રીતે નિયંત્રિત કરવામાં આવતા, સોનિકેશન મૉર્ટાર મેત્રિક્સમાં અલગ-અલગ સમૂહોની બદલે કાર્યાત્મક નેનોટ્યુબ નેટવર્ક બનાવવા માટે મદદરૂપ બની શકે છે.
This is important for both mechanical and functional cement applications. A distributed CNT network can contribute to crack bridging, electrical conductivity, piezoresistive sensing behavior and smart cementitious materials. For example, CNT-modified mortar may be used in structural health monitoring, self-sensing concrete, conductive repair materials or advanced precast components.
The aim is not merely to “mix in” CNTs, but to engineer their position and interaction within the cement matrix. Ultrasonic dispersion gives formulators a practical tool to tune this structure.
Read more about ultrasonic CNT dispersion!
સાહિત્ય / સંદર્ભો
- Dalla, Panagiota T., Ilias K. Tragazikis, George Trakakis, Costas Galiotis, Konstantinos G. Dassios, Theodore E. Matikas (2021): Multifunctional Cement Mortars Enhanced with Graphene Nanoplatelets and Carbon Nanotubes. Sensors 21, no. 3: 933.
- Ilias Κ. Tragazikis, Konstantinos G. Dassios, Panagiota T. Dalla, Dimitrios A. Exarchos, Theodore E. Matikas (2019): Acoustic emission investigation of the effect of graphene on the fracture behavior of cement mortars. Engineering Fracture Mechanics, Volume 210, 2019. 444-451.
- Bibi, U., Bahrami, A., Shabbir, F., Imran, M., Nasir, M. A., Ahmad, A. (2023): Graphene-Based Strain Sensing of Cementitious Composites with Natural and Recycled Sands. Sensors, 23(16), 2023. 7175.
- Farmaki, S. G., Dalla, P. T., Exarchos, D. A., Dassios, K. G., & Matikas, T. E. (2025): Thermal and Electrical Properties of Cement-Based Materials Reinforced with Nano-Inclusions. Nanomanufacturing, 5(3), 13; 2025.
- ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા
- અદ્યતન ટેકનોલોજી
- વિશ્વસનીયતા & મજબૂતાઈ
- એડજસ્ટેબલ, ચોક્કસ પ્રક્રિયા નિયંત્રણ
- બેચ & ઇનલાઇન
- કોઈપણ વોલ્યુમ માટે
- બુદ્ધિશાળી સોફ્ટવેર
- સ્માર્ટ સુવિધાઓ (દા.ત., પ્રોગ્રામેબલ, ડેટા પ્રોટોકોલિંગ, રિમોટ કંટ્રોલ)
- ચલાવવા માટે સરળ અને સલામત
- ઓછો નિર્વાહ ખર્ચ
- CIP (ક્લીન-ઇન-પ્લેસ)
Hielscher Ultrasonics થી ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સનું ઉત્પાદન કરે છે પ્રયોગશાળા પ્રતિ ઔદ્યોગિક કદ.

