פירוק חלקיקי צמנט באמצעות אולטרסאונד כוח
deagglomeration קולי באמצעות סוניקטורים מסוג בדיקה מציע חלופה מעולה על ידי התגברות על בעיות אלה. שיטה זו מבטלת את הצורך בחומרי השחזה, מפשטת את התהליך על ידי הסרת הצורך בסינון לאחר התהליך ובניקוי אינטנסיבי, ומספקת הפחתה יעילה של גודל החלקיקים בטווח החלקיקים העדינים. בנוסף, הוא מפחית את ההסתמכות על מפיצים ומשתמש בציוד קומפקטי יותר וחסכוני באנרגיה, מה שהופך אותו לפתרון מועיל ביותר לפיזור חלקיקי מלט ופירוקו.
היתרונות של deagglomeration קולי של חלקיקי מלט
מלט הוא אחד החומרים החיוניים ביותר בבנייה, בשימוש נרחב עבור תכונות מחייב שלה. עם זאת, השגת ביצועים אופטימליים דורשת פיזור חלקיקים אחיד, שכן חלקיקים מצטברים יכולים להשפיע לרעה על ביצועי הצמנט. deagglomeration קולי התגלה כטכניקה רבת עוצמה כדי להתמודד עם אתגר זה.
- פיזור חלקיקים משופר: פירוק קולי מפזר ביעילות חלקיקי מלט, ומבטיח פיזור אחיד בגודל החלקיקים. אחידות זו חיונית להשגת חוזק ועמידות עקביים בחומרים צמנטיים.
- הידרציה משופרת: שטח הפנים המוגדל של חלקיקים מפורקים משפר את תהליך ההידרציה, מה שמוביל להדבקה טובה יותר וחוזק גבוה יותר במוצר הסופי. הידרציה משופרת גם מפחיתה את הסיכון לתגובות חלקיות ונקודות תורפה במטריצת הצמנט.
- יכולת עבודה משופרת: חלקיקי מלט מפוזרים היטב יוצרים תערובת מעשית יותר, מה שמקל על הערבוב, היציקה והסיומת. יכולת עבודה משופרת זו יכולה להוביל לזמני בנייה מהירים יותר ולעלויות עבודה מופחתות.
- תכונות מכניות משופרות: deagglomeration קולי תורם לפיתוח של מיקרו-מבנה צפוף והומוגני יותר בחומרים מבוססי צמנט. התוצאה היא תכונות מכניות משופרות כגון דחיסה וחוזק מתיחה.
- צמצום השימוש בתוספים: על ידי השגת פיזור טוב יותר באמצעות deagglomeration קולי, הצורך מפיצים כימיים ותוספים אחרים ניתן למזער. זה לא רק מפחית עלויות אלא גם מקטין את ההשפעה הסביבתית של ייצור מלט.
- עלות-תועלת: ללא קשר להשקעה הראשונית באולטרסאונד ברמה תעשייתית, היתרונות ארוכי הטווח של איכות מוצר משופרת, שימוש מופחת בתוספים וביצועים משופרים הופכים אותו לפתרון חסכוני עבור תעשיית המלט.
היבט השוואתי | כרסום כדורי לחלקיקי מלט | Deagglomeration קולי עבור חלקיקי מלט |
---|---|---|
שיטת | משתמש בכדורי פלדה או סיליקה כאמצעי השחזה | משתמש בגלים על-קוליים בעוצמה גבוהה ליצירת קוויטציה אקוסטית וכוחות גזירה סונומכניים |
החלפת מדיה טחינה | החלפה תכופה של כדורי פלדה או סיליקה | ללא טחינת מדיה, מה שמבטל את עלויות ההחלפה |
סינון לאחר תהליך | נדרש לסינון מדיית השחזה | לא הכרחי, מפשט את התהליך |
דרישות ניקיון | ניקוי עתיר עבודה וגוזל זמן של אמצעי כרסום ותא | ניקוי מינימלי, בדיקות קוליות קל יותר לשמור |
יעילות בתחום החלקיקים העדינים | לא יעיל עבור חלקיקים ב 0 – טווח של 100 מיקרומטר, גוזל זמן רב | יעיל במיוחד עבור גדלי חלקיקים עדינים, כולל 0 – טווח 100 מיקרומטר |
דרישת פיזור | נדרשת כמות גבוהה של פיזור | צורך מופחת במפיצים עקב כוחות קוויטציה וגזירה רבי עוצמה |
מאפייני הציוד | גדול, מגושם, חסכוני באנרגיה, דורש תחזוקה וניקוי נרחבים | קומפקטי, חסכוני באנרגיה, פחות תחזוקה, קל יותר לטיפול ובטוח לתפעול |
מקרה מבחן: פיזור דיס מלט מיקרו-דק עם מערבלים על-קוליים
צוות המחקר בראשות דרגנוביץ' מציג מחקר מקיף על פיזור דיס מלט זעיר באמצעות טכנולוגיית אולטרסאונד בהשוואה לממיסים מעבדתיים קונבנציונליים. המחקר מתמקד באופן ספציפי בביצועים של הסוניקטור UP400St ביחס לשיטות פיזור דיס מסורתיות.
החוקרים ערכו סדרה של ניסויים תוך שימוש בטכניקות פיזור שונות כדי להעריך את התפלגות גודל החלקיקים (PSD) ואת פוטנציאל הזטה של חלקיקי צמנט זעירים. הטכניקות המוערכות כוללות טיפול אולטרסאונד עם הסוניקטור UP400St, ממיסי מעבדה במהירות גבוהה, ושילוב של שתי השיטות.
הממצאים מגלים כי פיזור אולטרסאונד באמצעות הסוניקטור UP400St משפר באופן משמעותי את פיזור גודל החלקיקים בהשוואה לממיסים מעבדה קונבנציונליים. הסוניקטור UP400St מקל ביעילות על הצטברות חלקיקי מלט מיקרו-עדינים, ומייצר מתלה דיס הומוגני ויציב יותר. טיפול אולטרסאונד משפר את הפיזור של חלקיקים קטנים יותר, וכתוצאה מכך טווח פיזור גודל חלקיקים צר יותר.

ההומוגנייזר העל-קולי UP400St מושווה לגבי יעילות הפיזור של דיס מלט עם מערבל מעבדה רגיל המצויד בדיסק, ושימוש בטכניקת רוטור-סטטור. המחקר הראה כי פיזור קולי הוא לא רק שיטה יעילה, אלא אפילו טוב יותר מאשר מיקסר באמצעות טכניקת רוטור-סטטור.
(מחקר וגרפיקה: © Draganović et al., 2020)
יתר על כן, שילוב אולטרסאונד עם ממיסי מעבדה קונבנציונליים משפר את יעילות הפיזור, ומשיג פיזור גודל חלקיקים עדין עוד יותר מאשר טיפול אולטרסאונד בלבד. שילוב זה מאפשר שליטה משופרת על פוטנציאל ה-PSD וה-zeta של דיס מלט מיקרו-דק בפעולות אצווה. במערכות זרימה רציפה, מתלה החלקיקים עובר באופן אוטומטי דרך אזור הנקודה החמה הקוויטציונית, מה שהופך ערבוב נוסף למיותר.
המחקר מדגיש את הביצועים המעולים של הסוניקטור UP400St בפיזור דיס מלט מיקרו-דק. טיפול אולטרסאונד, במיוחד בשילוב עם ממיסי מעבדה קונבנציונליים, מציע שיטה יעילה ואפקטיבית להשגת תרחיף אחיד ויציב של חלקיקי צמנט מיקרו-עדינים.
מחקר זה מספק השוואה מפורטת בין אולטרסאונד לבין שיטות פיזור קונבנציונליות, ומדגיש את היעילות הגבוהה יותר של סוניקציה בפיזור דיס.
(ראה: Draganović et al., 2020)

שיטות פיזור משוואות: Vma-Getzmann Dispermat CV-3 dissolver מצויד בדיסק 90 מ"מ ומערכת רוטור-סטטור (R/S). Hielscher UP400St sonicator מצויד בסונוטרוד H22.<br />(Study and pictures: ©Draganovic et al., 2020)
יישומים של סוניקטורים בתעשיית המלט
ניצול ההשפעות המועילות של אולטרסאונד בהספק גבוה בפירוק חלקיקי מלט ודיס פותח תחומי יישום רבים בתעשיית המלט ומאפשר שיפור מאפייני החומר ואיכות המוצר הסופי.
- כרסום רטוב של חלקיקי מלט: סוניקציה מסוג בדיקה היא שיטה יעילה ביותר וחסכונית באנרגיה לטחינת חלקיקי מלט. קרא עוד על כרסום רטוב קולי של מלט!
- ייצור בטון בעל ביצועים גבוהים: סוניקטורים מסוג בדיקה משמשים לייצור בטון בעל ביצועים גבוהים על ידי הבטחת פיזור אחיד של חלקיקי מלט עדינים וחומרים צמנטיים משלימים כמו אפר זבובים ואדי סיליקה. זה מוביל לבטון עם תכונות מכניות מעולות ועמידות.
- פיתוח ננו-מרוכבים: במחקר ופיתוח, סוניקטורים מסוג גשושית מאפשרים שילוב של ננו-חלקיקים במטריצות צמנט, ויוצרים ננו-מרוכבים בעלי תכונות משופרות כגון חוזק מוגבר, קשיחות ועמידות בפני השפלה סביבתית.
- אופטימיזציה של ביצועי תוספת: deagglomeration קולי מסייע אופטימיזציה של הביצועים של תוספים כימיים, כגון superplasticizers ו air-entraining סוכנים, על ידי הבטחת הפיזור האחיד שלהם במטריצת מלט. זה מוביל לשיפור יכולת העבודה והביצועים של המוצר הסופי.
סוניקטורים בעלי ביצועים גבוהים לפיזור ופירוק חלקיקי צמנט
deagglomeration קולי באמצעות sonicators סוג בדיקה מציעה יתרונות משמעותיים עבור תעשיית המלט. על ידי שיפור פיזור החלקיקים, שיפור ההידרציה והגברת יכולת העבודה, התקנים אלה תורמים לייצור חומרים צמנטיים באיכות גבוהה. הבקרה המדויקת, המדרגיות והרבגוניות של סוניקטורים מסוג גשושית הופכים אותם לכלים רבי ערך הן למחקר והן ליישומים תעשייתיים, ומניעים חדשנות ויעילות בייצור מלט.
Hielscher Ultrasonic מספקת סוניקטורים בעלי ביצועים גבוהים בכל רמת הספק לעיבוד חלקיקי מלט ודיס מלט ממגרשים קטנים יותר למחקר + פיתוח ועד תפוקות גבוהות לפירוק מלט תעשייתי בקנה מידה ייצור.
- יעילות גבוהה
- טכנולוגיה חדישה
- מהימנות & חוסן
- בקרת תהליך מתכווננת ומדויקת
- אצווה & מוטבעים
- עבור כל אמצעי אחסון
- תוכנה חכמה
- תכונות חכמות (למשל, ניתנות לתכנות, פרוטוקול נתונים, שלט רחוק)
- קל ובטוח לתפעול
- תחזוקה נמוכה
- CIP (נקי במקום)
תכנון, ייצור וייעוץ – איכות תוצרת גרמניה
Hielscher ultrasonicators ידועים באיכות הגבוהה ביותר שלהם סטנדרטים עיצוב. חוסן ותפעול קל מאפשרים שילוב חלק של האולטרסאונד שלנו במתקנים תעשייתיים. תנאים קשים וסביבות תובעניות מטופלים בקלות על ידי אולטרסוניקטורים Hielscher.
Hielscher Ultrasonics היא חברה מוסמכת ISO לשים דגש מיוחד על ultrasonicators ביצועים גבוהים שמציעות טכנולוגיה חדישה וידידותיות למשתמש. כמובן, Hielscher ultrasonicators הם תואמי CE ולעמוד בדרישות של UL, CSA ו RoHs.
הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו:
נפח אצווה | קצב זרימה | מכשירים מומלצים |
---|---|---|
00.5 עד 1.5 מ"ל | נ.א. | VialTweeter |
1 עד 500 מ"ל | 10 עד 200 מ"ל/דקה | UP100H |
10 עד 2000 מ"ל | 20 עד 400 מ"ל/דקה | UP200Ht, UP400ST |
00.1 עד 20 ליטר | 00.2 עד 4L/דקה | UIP2000hdT |
10 עד 100 ליטר | 2 עד 10 ליטר/דקה | UIP4000hdT |
15 עד 150 ליטר | 3 עד 15 ליטר/דקה | UIP6000hdT |
15 עד 150 ליטר | 3 עד 15 ליטר/דקה | UIP6000hdT |
נ.א. | 10 עד 100 ליטר/דקה | UIP16000 |
נ.א. | גדול | אשכול של UIP16000 |
צרו קשר! / שאל אותנו!
ספרות / מקורות
- 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.
עובדות שכדאי לדעת
מה זה מלט?
מלט הוא חומר דק ואבקתי הפועל כחומר מחייב בבנייה. כאשר הוא מעורבב עם מים, הוא עובר תגובה כימית הנקראת הידרציה, מתקשה לחומר מוצק. הוא מורכב בעיקר מאבן גיר, חרסית, קונכיות וסיליקה, והוא מרכיב מרכזי בבטון, טיט וחומרי בנייה אחרים. יכולתו של המלט להתקשות ולקשור חומרים אחרים הופכת אותו לחיוני לבניית מבנים, כבישים, גשרים ותשתיות אחרות. הסוג הנפוץ ביותר של מלט הוא מלט פורטלנד, אשר נמצא בשימוש נרחב בשל חוזקו צדדיותו.
מדוע חשוב לפרק חלקיקי צמנט?
פירוק חלקיקי הצמנט חשוב מכיוון שהוא מבטיח פיזור גודל חלקיקים אחיד, המשפר את הביצועים והאיכות של חומרים מבוססי צמנט. פירוק נכון משפר את יעילות ההידרציה, מה שמוביל לבטון חזק ועמיד יותר. זה גם משפר את יכולת העבודה של תערובות מלט, מה שהופך אותם לקלים יותר לערבוב, יציקה וסיומת. בנוסף, חלקיקים מפוזרים היטב מפחיתים את הצורך בתוספים כימיים, מפחיתים את עלויות הייצור וממזערים את ההשפעה על הסביבה. בסך הכל, פירוק יעיל הוא קריטי להשגת תכונות מכניות אופטימליות ועמידות לטווח ארוך בפרויקטים של בנייה.
כיצד מפרקים חלקיקי צמנט?
חלקיקי מלט הם deagglomerated בשיטות שונות, עם deagglomeration קולי להיות אחת הטכניקות היעילות ביותר. בתהליך זה, גלים קוליים בתדר גבוה נפלטים על ידי בדיקה שקועה בתרחיף המלט. גלים אלה יוצרים בועות קוויטציה אינטנסיביות הקורסות באנרגיה גבוהה, ומייצרות כוחות גזירה חזקים וגלי הלם. כוחות אלה מפרקים את חלקיקי הצמנט המצטברים, ומבטיחים פיזור אחיד. שיטות אחרות כוללות ערבוב מכני, כרסום ושימוש בחומרי פיזור, אך פירוק קולי מועדף בשל יעילותו ויכולתו להשיג פיזור חלקיקים עדין ועקבי.
איזה תפקיד ממלא מים בעיבוד מלט?
מים ממלאים תפקיד מרכזי בעיבוד מלט. זה לחות מינרלים שונים קלינקר, אשר מספק את הנזילות הדרושה להדביק מלט. עם זאת, ניהול תכולת המים הוא איזון עדין. עודף מים עלול להוביל לבעיות כגון דימום (שבו המים נפרדים מהתערובת) וכוח דחיסה מופחת. לעומת זאת, מחסור במים עלול לפגוע ביכולת העבודה, להקשות על הטיפול בתמהיל המלט וכתוצאה מכך למוצרים חלשים יותר.
כיצד פועלים סוניקטורים מסוג גשושית?
סוניקטורים מסוג בדיקה הם סוג מסוים של התקנים קוליים המיועדים לפיזור ופירוק חלקיקים במתלים שונים, כולל מלט. מכשירים אלה משתמשים בגשושית או קרן הפולטת גלים על-קוליים ישירות לתוך התווך, ויוצרת בועות קוויטציה המתפוצצות באנרגיה גבוהה, מה שמוביל להצטברות חלקיקים.
סוניקטורים מסוג גשושית פועלים על ידי יצירת גלים על-קוליים בדרך כלל בטווח של 20 עד 30kHz. הגשושית, המכונה גם סונוטרודה, היא מוט העשוי מחומרים כמו טיטניום הטבול בתרחיף המלט. כאשר היא מופעלת, הגשושית רוטטת בתדרים על-קוליים, ומייצרת קוויטציה אקוסטית אינטנסיבית. קוויטציה זו כרוכה בהיווצרות וקריסה אלימה של בועות מיקרוסקופיות בבוצה, היוצרת כוחות גזירה חזקים וגלי הלם. כוחות אלה מפרקים חלקיקים מצטברים ומקדמים פיזור אחיד.

Hielscher Ultrasonics מייצרת הומוגנייזרים קוליים בעלי ביצועים גבוהים מ המעבדה ל גודל תעשייתי.