સોનિકેશન સિમેન્ટ હાઇડ્રેશન અને તાકાત સુધારે છે

પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ, જેને સોનિકેશન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, સીમેન્ટ અને મોર્ટાર ઉત્પાદન માટે એક વ્યવહારુ તેજીકરણ તકનીક તરીકે ಗಮನ ખેંચી રહ્યું છે. તાજેતરના સંશોધન દર્શાવે છે કે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સારવાર કણ વિતરણ સુધારી શકે છે, ગ્રેન્યુલેટેડ બ્લാസ്റ്റ ફર્નેસ સ્લેગ (જિબીએફએસ) જેવા પૂરક સીમેન્ટીયસ સામગ્રીને સક્રિય કરી શકે છે, હાઈડ્રેશન તીવ્ર કરી શકે છે, છિદ્રાકારઠણને સુધારી શકે છે અને શરૂઆતના ઉંમરના મજબૂતાઈમાં નોંધપાત્ર વધારો કરી શકે છે.

હાયર-પરફોર્મન્સ સ્લેગ-બ્લેન્ડેડ સીમેન્ટ અને મોર્ટાર પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સાથે

સિમેન્ટ ઉત્પાદન અને મોર્ટાર ઉત્પાદનમાં, મુખ્ય તકનીકી પડકારોમાંનો એક એ પૂરક સિમેન્ટરી સામગ્રીનો કાર્યક્ષમ ઉપયોગ છે. ગ્રેન્યુલેટેડ બ્લાસ્ટ ભઠ્ઠી સ્લેગ, અથવા જીબીએફએસ, ક્લિન્કર સામગ્રી ઘટાડવા અને ટકાઉપણું સુધારવા માટે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. જો કે, બરછટ અથવા એગ્લોમેરેટેડ સ્લેગ કણો ઘણીવાર ધીમી પ્રતિક્રિયા આપે છે, જે પ્રારંભિક તાકાતના વિકાસને મર્યાદિત કરે છે. સોનિકેશન એક આશાસ્પદ સોલ્યુશન પ્રદાન કરે છે: તે એગ્લોમેરેટ્સ, ટુકડા કણો અને સિમેન્ટ મેટ્રિકસની અંદર પ્રતિક્રિયાશીલ ન્યુક્લિએશન સાઇટ્સની સંખ્યા વધારવા માટે ઉચ્ચ-તીવ્રતા એકોસ્ટિક પોલાણનો ઉપયોગ કરે છે.

સિમેન્ટ હાઇડ્રેશન માટે સોનિકેશન શા માટે મહત્વનું છે

સોનિકેશનનો ફાયદો પ્રારંભિક હાઇડ્રેશન પહેલાં અને દરમિયાન કણ સિસ્ટમ પર સીધી કાર્ય કરવાની ક્ષમતામાં રહેલો છે. સિમેન્ટિયસ સસ્પેન્શનમાં, અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ સ્થાનિક શીયર દળો, માઇક્રોજેટ્સ અને દબાણની વધઘટ પેદા કરે છે. આ અસરો એકત્રીકરણને તોડવામાં, સૂક્ષ્મ કણોને વિખેરવામાં અને તાજી ખનિજ સપાટીઓને ખુલ્લી પાડવામાં મદદ કરે છે.
સિમેન્ટ અને મોર્ટાર ઉત્પાદકો માટે, આ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે હાઇડ્રેશન ખૂબ જ સપાટી આધારિત છે. વધુ સારી રીતે વિખેરવું અને નાના પ્રતિક્રિયાશીલ કણો પાણી, ક્લિંકર તબક્કાઓ અને સ્લેગ કણો વચ્ચેનો સંપર્ક વધારી શકે છે. આ ઝડપી ગરમી પ્રકાશન, સુધારેલ પ્રારંભિક કઠોરતા અને ઘટ્ટ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર તરફ દોરી શકે છે.
સ્લેગ-મિશ્રિત સિસ્ટમોમાં, સોનિકેશન ખાસ મહત્વ ધરાવે છે કારણ કે GBFS ઘણીવાર સક્રિયકરણની જરૂર હોય છે. અલ્ટ્રાસોનિક પાર્ટિકલ ફ્રેગમેન્ટેશન – તેથી કહાતા સોનોફ્રેગમેંટેશન – GBFS પાર્ટિકલ્સનો કદ ઘટાડે છે, ખાસ કરીને 125–250 μm ફ્રેક્શન માટે.

સીમેન્ટ અને મોર્ટાર ઉત્પાદનમાં સોનિકેશનના મુખ્ય ફાયદા

પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઉદ્યોગમાં સિમેન્ટ અને મોરીટર ઉત્પાદનને અનેક રીતે સમર્થન આપે છે:

• બેટર પાર્ટિકલ ડિસ્પર્શન: સોનિકેશન સિમેન્ટ, સ્લેગ અને બારીક ખનીજ કણોને પેસ્ટ અથવા મોરીટર મિશ્રણમાં વધુ સમાન રીતે વિખેરવામાં મદદ કરે છે.
• ઘટેલા અગ્રેગેશન: અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચાર_PARTICLE ઝૂટાઓને તોડી શકે છે અને મિશ્રણ દરમિયાન પુનઃઅંગ્રેગેશન અટકાવી શકે છે.
• અનાજ શુદ્ધિકરણ: મોટા સ્લેગ.Partર્tિકલ્સને નાની ફ્રેક્શન્સમાં તોડવામાં આવી શકે છે, જે ઉપલબ્ધ સપાટી ક્ષેત્ર વધારી શકે છે.
• વધુ ન્યુક્લિએશન સાઇટ્સ: ખંડિત જીબીએફએસ કણો સિમેન્ટ મેટ્રિક્સમાં હાઇડ્રેશન ઉત્પાદનો માટે ન્યુક્લિયેશન કેન્દ્રો તરીકે કાર્ય કરી શકે છે.
• પ્રવેગિત હાઇડ્રેશન: વધુ સારી રીતે વિખેરવું અને ખુલ્લી સપાટીઓ સંચિત ગરમી પ્રકાશન અને પ્રારંભિક કઠોરતામાં વધારો કરી શકે છે.
• ઉચ્ચ પ્રારંભિક શક્તિ: સોનિકટેડ સ્લેગ-મિશ્રિત સિમેન્ટ પેસ્ટ્સ માત્ર બે દિવસ પછી સંકોચન અને ફ્લેક્સરલ શક્તિમાં નોંધપાત્ર લાભ બતાવી શકે છે.
• ઉન્નત માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર: સોનિકેશન નેનોપોરોસિટી સૂચકાંકોમાં વધારો કરી શકે છે અને છિદ્રની રચનામાં ફેરફાર કરી શકે છે, ખાસ કરીને 2-10 એનએમ છિદ્ર રેન્જમાં.

હાઇડ્રેટિંગ સિમેન્ટ પેસ્ટના અલ્ટ્રાસોનિક પલ્સ વેલોસીટી પર પાવર અલ્ટ્રાસોનિકેશન (PUS) નો પ્રભાવ

પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સાથે પ્રીકાસ્ટ કોંક્રિટમાં ઝડપી સેટિંગ અને પ્રારંભિક તાકાત

અભ્યાસ “પોર્ટલેન્ડ સિમેન્ટ પેસ્ટની પ્રવાહીતા અને સેટિંગ પર પાવર-અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો પ્રભાવ” by Ch. Rößler investigates Portland cement pastes based on CEM I 42.5 R, a w/c ratio of 0.37 and 0.1% polyacrylate superplasticizer. The study usedsa Hielscher UIP1000hd sonicator in flow-through setup to evaluate whether power ultrasound could accelerate hydration, improve fluidity, shorten setting and increase early strength.
The results show that power ultrasound (PUS) accelerates the main hydration period. The temperature curve demonstrate an earlier hydration peak, while the microstructure images after five hours showed larger C-S-H phases in the ultrasound-treated paste than in the reference.
Key advantages achieved:

• Higher fluidity: slump increased from 122 mm in the reference paste to 158 mm after PUS treatment.
• Faster setting: પ્રારંભિક સેટ5કલાક 15 મિનિટથી 3 કલાક 45 મિનિટ સુધી ટૂંકો કરવામાં આવ્યો હતો, અને અંતિમ સેટ6કલાક 45 મિનિટથી 4 કલાક 30 મિનિટ કરવામાં આવ્યો હતો.
• પ્રવેગિત કઠોરતા: અલ્ટ્રાસોનિક પલ્સ વેગ લગભગ2કલાક ઝડપી કઠોરતા દર્શાવે છે.
• ઉચ્ચ પ્રારંભિક શક્તિ: પીયુએસ-ટ્રીટેડ સિમેન્ટ પેસ્ટમાંથી ઉત્પાદિત મોર્ટાર પ્રિઝમમાં પ્રથમ 24 કલાક દરમિયાન કમ્પ્રેસિવ તાકાતમાં વધારો થયો હતો.
• પ્રક્રિયા-અર્થતંત્ર સંભવિતતા: લેખકોએ અંદાજ લગાવ્યો હતો કે આશરે 10 kWh / m³ સિમેન્ટ પેસ્ટનો energyર્જા ઇનપુટ સેટિંગ અને પ્રારંભિક તાકાતને લગભગ બે કલાક વેગ આપી શકે છે, જેમાં ≤ 1 યુરો / મી³ કોંક્રિટની સૂચિત કિંમત છે.
• મિશ્રણની માંગમાં ઘટાડો: કારણ કે પીયુએસએ પ્રવાહીતામાં વધારો કર્યો હતો, લેખકોએ નિષ્કર્ષ કાઢ્યો હતો કે સુપરપ્લાસ્ટીઝાઇઝર ડોઝ સંભવિત રીતે ઘટાડી શકાય છે.

આ પરિણામો ખાસ કરીને પ્રીકાસ્ટ કોંક્રિટ ઉત્પાદન માટે સુસંગત છે, જ્યાં ઝડપી સેટિંગ અને પ્રારંભિક તાકાત ફોર્મવર્ક સમય, ગરમીની માંગ અને ઉત્પાદન ચક્રના સમયને ઘટાડી શકે છે.

વિકરની કઠિનતા અને સી + એસ પેસ્ટની સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ પરંપરાગત રીતે તૈયાર કરવામાં આવે છે અને 28 ડી પછી પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડના ઉપયોગ સાથે.
ગ્રાફ્સ અને અભ્યાસ: લિસોવસ્કી ©એટ અલ. 2024.

જીબીએફએસ-મિશ્રિત સિમેન્ટ પેસ્ટમાં મજબૂત પ્રારંભિક તાકાત

ઔદ્યોગિક સિમેન્ટ અને મોર્ટાર એપ્લિકેશન્સ માટેના સૌથી મહત્વપૂર્ણ તારણોમાંનું એક પ્રારંભિક વયની તાકાતમાં સુધારો છે. લિસોવસ્કી એટ અલ (2024) અનુસાર, 20% જમા GBFS ધરાવતા સિમેન્ટ પેસ્ટની પલ્સ્ડ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ટ્રીટમેન્ટે બે દિવસ પછી નોંધપાત્ર રીતે વધુ તાકાત ઉત્પન્ન કરી. અહેવાલ વધારો કમ્પ્રેસિવ સ્ટ્રેન્થમાં 132% અને ફ્લેક્સરલ સ્ટ્રેન્થમાં 58% સુધી પહોંચ્યો છે.
આ પ્રીકાસ્ટ કોંક્રિટ, ડ્રાય-મિક્સ મોર્ટાર, રિપેર મોર્ટાર, ટાઇલ એડહેસિવ્સ અને અન્ય સિમેન્ટ ઉત્પાદનો માટે ખૂબ જ સુસંગત છે જ્યાં પ્રારંભિક ડિમોલ્ડિંગ, પ્રારંભિક હેન્ડલિંગ તાકાત અથવા ઝડપી બાંધકામની પ્રગતિ આર્થિક રીતે મહત્વપૂર્ણ છે.
The strength increase was correlated with increased cumulative heat of hardening, suggesting that sonication does not merely improve physical dispersion but also intensifies early hydration. In practical terms, this means that power ultrasound could help producers use slag more effectively without sacrificing early performance.

SEM images of Cement-GBFS paste specimen C + S comparing the effect without and with Power Ultrasound at 28d.
Images and study: ©Lisowski et al. 2024.

Sonofragmentation Makes Coarser Slag Fractions More Useful

A particularly valuable result is the effective activation of relatively coarse GBFS fractions. The study found that the 125–250 μm slag fraction delivered the best early-age and 28-day strength when combined with deposited slag particle separation and power ultrasound treatment.
This is industrially significant because grinding slag to very fine sizes is energy-intensive. If sonication improves the reactivity of coarser or deposited GBFS fractions, producers can reduce grinding demand, improve raw material efficiency and make better use of secondary material streams.
 
જાણો કે કેવી રીતે અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરણ નેનો-પ્રબલિત સિમેન્ટ મોર્ટારના ઉત્પાદનને સરળ બનાવે છે!

ઔદ્યોગિક સુસંગતતા: કાર્યક્ષમ સિમેન્ટ અને મોર્ટાર ઉત્પાદન માટે પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ

ઔદ્યોગિક સિમેન્ટ અને મોર્ટાર ઉત્પાદકો માટે, સોનિકેશન ઘણા વ્યૂહાત્મક ફાયદા પ્રદાન કરે છે. તે સ્લરી તૈયારી, બાઇન્ડર સક્રિયકરણ, મિશ્રણ વિખેરણ અથવા ઉચ્ચ-પ્રદર્શન મોર્ટાર મિશ્રણ દરમિયાન પ્રક્રિયા-તીવ્ર પગલા તરીકે એકીકૃત કરી શકાય છે. આ તકનીકી ખાસ કરીને એવા ઉત્પાદનો માટે આકર્ષક છે જે દંડ કણો વિતરણ, ઝડપી હાઇડ્રેશન અને પૂરક સિમેન્ટિયસ સામગ્રીના ઑપ્ટિમાઇઝ ઉપયોગ પર આધારિત છે.

• ક્લિંકર સામગ્રીમાં વધારો કર્યા વિના ઉચ્ચ પ્રારંભિક શક્તિ
• જીબીએફએસ અને અન્ય પૂરક સિમેન્ટિયસ સામગ્રીની વધુ સારી સક્રિયકરણ
• બરછટ અથવા જમા સ્લેગ અપૂર્ણાંકોનો સુધારેલો ઉપયોગ
• સિમેન્ટિયસ સસ્પેન્શનમાં ઘટાડેલા એકત્રીકરણ
• વધુ સુસંગત હાઇડ્રેશન અને સખત વર્તણૂક
• પસંદ કરેલા સ્લેગ સ્ટ્રીમ્સ માટે ગ્રાઇન્ડિંગ તીવ્રતામાં સંભવિત ઘટાડો
• લો-ક્લિન્કર અને લો-કાર્બન સિમેન્ટ ફોર્મ્યુલેશનનું સુધારેલ પ્રદર્શન

આ ટકાઉ સિમેન્ટ, સ્લેગ સિમેન્ટ, ઉચ્ચ-પ્રદર્શન મોર્ટાર, પ્રીકાસ્ટ તત્વો, સમારકામ સામગ્રી અને વિશિષ્ટ બાંધકામ ઉત્પાદનોના ઉત્પાદન માટે સોનિકેશનને ખૂબ સુસંગત બનાવે છે.

લો-કાર્બન સિમેન્ટ ટેકનોલોજી માટેના સાધન તરીકે સોનિકેશન

The cement industry is under pressure to reduce CO₂ emissions, and lowering the clinker factor is one of the most direct routes. However, higher replacement levels with GBFS, fly ash, calcined clay or other supplementary cementitious materials can slow down early strength development. Power ultrasound may help overcome this bottleneck by improving dispersion, activating particles and accelerating early hydration.
Sonication can make slag-blended cement pastes more reactive and mechanically stronger, especially when the process is optimized for particle size fraction and treatment time. That combination is highly relevant for industrial-scale binder engineering.

Hielscher Sonicators for Enhanced Cement Hydration, Strength and Slag Reactivity

હિલ્સચર ઇનલાઇન સોનિકેટર્સ એ સિમેન્ટ હાઇડ્રેશન અને તાકાત સુધારવા માટે એક શક્તિશાળી સાધન છે, ખાસ કરીને સ્લેગ-મિશ્રિત સિમેન્ટ સિસ્ટમ્સમાં.
ઔદ્યોગિક સિમેન્ટ ડિગ્લોમરેશન અને વિખેરણ માટે, હિલશર ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સોનિકેટર્સ સિમેન્ટ, સ્લેગ અને ખનિજ ફિલર એગ્લોમેરેટને બારીક વિખેરાયેલા કણોમાં તોડવા માટે જરૂરી તીવ્ર પોલાણ શીયર પ્રદાન કરે છે, જે કણો ભીંજવું, સપાટીની સક્રિયતા અને સિમેન્ટ સ્લરીમાં એકરૂપતામાં સુધારો કરે છે. હિલ્સચર સિસ્ટમ્સ બેન્ચ-ટોપ અને પાયલોટ સ્કેલથી મજબૂત હાઇ-થ્રુપુટ પ્રોડક્શન સિસ્ટમ્સ સુધી ઉપલબ્ધ છે, જેમાં સિમેન્ટ ગ્રાઉટ અને ખનિજ સસ્પેન્શનની સતત પ્રક્રિયા માટે ઉચ્ચ-પાવર ઇનલાઇન સોનિકેટરનો સમાવેશ થાય છે. આ પ્રક્રિયા વિકાસને સીધા આર થી સ્કેલેબલ બનાવે છે&ડીથી સંપૂર્ણ ઔદ્યોગિક થ્રુપુટ. ગ્રાઇન્ડિંગ મીડિયાની જરૂરિયાતને દૂર કરીને અથવા ઘટાડીને, અલ્ટ્રાસોનિક ડિગ્લોમરેશન પ્રોસેસિંગને સરળ બનાવે છે, પ્રદૂષણના જોખમોને ઘટાડે છે અને સફાઈના પ્રયત્નોને ઘટાડે છે, જ્યારે પ્રજનનક્ષમ વિક્ષેપ ગુણવત્તા પહોંચાડે છે. સિમેન્ટ અને મોર્ટાર ઉત્પાદકો માટે, હિલ્સચર સોનિકેટર્સ તેથી વધુ સમાન બાઇન્ડર સિસ્ટમ્સ, સુધારેલ હાઇડ્રેશન ગતિશાસ્ત્ર, જીબીએફએસ અને અન્ય પૂરક સિમેન્ટિયસ સામગ્રીનો વધુ સારો ઉપયોગ અને ઉચ્ચ-પ્રદર્શન લો-ક્લિંકર ફોર્મ્યુલેશન માટે વ્યવહારુ માર્ગ પ્રદાન કરે છે.

નીચેનું કોષ્ટક તમને અમારી પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સિસ્ટમ્સની અંદાજિત પ્રક્રિયા ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે:

ડિઝાઇન, ઉત્પાદન અને કન્સલ્ટિંગ – જર્મનીમાં બનાવેલ ગુણવત્તા

Hielscher ultrasonicators તેમના ઉચ્ચતમ ગુણવત્તા અને ડિઝાઇન ધોરણો માટે જાણીતા છે. મજબૂતાઈ અને સરળ કામગીરી ઔદ્યોગિક સુવિધાઓમાં અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સના સરળ એકીકરણને મંજૂરી આપે છે. ખરબચડી પરિસ્થિતિઓ અને માંગવાળા વાતાવરણને Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ દ્વારા સરળતાથી નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે.

Hielscher Ultrasonics એ ISO પ્રમાણિત કંપની છે અને ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ પર વિશેષ ભાર મૂકે છે જેમાં અત્યાધુનિક ટેકનોલોજી અને વપરાશકર્તા-મિત્રતા દર્શાવવામાં આવે છે. અલબત્ત, Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ CE અનુરૂપ છે અને UL, CSA અને RoHs ની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે.

સાહિત્ય / સંદર્ભો