ערבוב אולטראסוני של משחת מלט לבטון
הערבוב העל-קולי של משחת מלט מציע יתרונות גדולים ליציקה טרומית, יציקה יבשה וצמחי בטון. יתרונות אלה כוללים זמני התחלה וסיום קצרים יותר, מינון נמוך יותר של superplasticizer, הידרציה מהירה ומלאה יותר, כמו גם כוח דחיסה גבוה יותר.
טכנולוגיות ערבוב בטון מסורתיות, כגון “ערבוב בדרכים” או מערבלים סיבוביים, מספקים פעולת ערבוב לא מספקת כדי לפזר אגרגונים של חלקיקי מלט וחומרים צמנטיים אחרים, כגון אפר זבובים או סיליקה. בעוד החלקיקים החיצוניים של אגרומרטים כאלה חשופים למים, משטחי החלקיקים הפנימיים נשארים יבשים. התוצאה היא הידרציה איטית ולא מלאה.
היתרונות של טכנולוגיית ערבוב קולי לבטון
פיזור על-קולי הוא הטכנולוגיה המתקדמת ביותר לפירוק ופיזור חומרים בגודל מיקרון וננו-גודל בנוזלים. ערבוב קולי משתמש בכוחות גזירה קוויטציוניים היעילים יותר בערבוב של חומרים בגודל עדין מאשר מערבלים סיבוביים קונבנציונליים ומיקסרים רוטור-סטטור. עבור מלט, סיליקה, אפר זבובים, פיגמנטים, או CNTs, הביצועים של חומרים אלה גדל באופן משמעותי על ידי פיזור קולי, כפי שהוא משפר את חלוקת החלקיקים ואת המגע עם מים.
במהלך ההידרציה – התגובה של מלט עם מים – שלבי C-S-H גדלים מבנים דמויי מחט. התמונות למטה מראות את המיקרו-מבנה במשחת מלט לאחר 5 שעות של הידרציה. במשחת המלט האולטרה-סונית, שלבי C-S-H הם באורך של כמעט 500 ננומטר, בעוד שבמשחה הלא סונית, שלבי C-S-H הם סביב 100nm.

Sonicator UIP16000hdT לפיזור חומרי בנייה כגון מלט, גיאופולימרים או בטון.
עם עיבוד קולי
|
ללא עיבוד קולי
|
---|---|
![]() |
![]() |
משחת מלט פורטלנד (CEM I42.5R), רוסלר (2009) – אוניברסיטת באוהאוס ויימאר |
ערבוב על ידי קוויטציה הנגרמת על ידי אולטרסאונד מוביל לצמיחה מהירה יותר של שלבי C-S-H.
טמפרטורת הידרציה
חוזק דחיסה
מהירות דופק אולטרסאונד
הצמיחה של שלבי C-S-H מתואמת לטמפרטורה במשחת המלט במהלך תקופת ההידרציה (לחץ בגרפיקה הימנית). במשחת המלט המעורבת באולטרסאונד, ההידרציה מתחילה כשעה מוקדם יותר. הידרציה מוקדמת יותר נמצאת בקורלציה עם עלייה מוקדמת יותר בחוזק הדחיסה. את מהירות ההידרציה המוגברת ניתן למדוד גם במהירות הדופק של האולטרסאונד.
בפרט עבור בטון פריקאסט ויבש, זה מוביל לזמן קצר משמעותית עד שניתן להוציא את הבטון היצוק מהתבנית. מחקרים של אוניברסיטת באוהאוס (גרמניה) הראו את ההפחתה הבאה של זמנים קבועים.
הפניה | דיפ. | אולטרסאונד כוח | |
---|---|---|---|
סט ראשוני | 5 שעות ו- 15 דקות | -29% | 3 שעות ו- 45 דקות |
סט סופי | 6 שעות ו- 45 דקות | -33% | 4 שעות ו- 30 דקות |
שפל | 122 מ"מ (4.8″) | +30% | 158 מ"מ (6.2″) |
יתרון מעניין נוסף של ערבוב קולי הוא ההשפעה על הנזילות. כפי שניתן לראות בטבלה לעיל, השפל עולה בכ-30%. זה מאפשר מינון מופחת של superplasticizers.
תהליך שילוב מערבלים אולטראסוניים בייצור מלט
Hielscher מציעה מערבלים קוליים עבור פיזור יעיל של מלט, סיליקה, אפר זבוב, פיגמנטים, או CNTs. ראשית, יש לערבב מראש כל חומר יבש עם מים כדי ליצור משחה בעלת ריכוז גבוה אך ניתנת לשאיבה. המיקסר הקולי Hielscher deagglomerates ומפזר את החלקיקים באמצעות גזירה cavitational. כתוצאה מכך, כל פני השטח של כל חלקיק חשופים לחלוטין למים.
עיבוד קולי של הדבק מלט
במקרה של הדבק מלט, הידרציה מתחילה לאחר עיבוד קולי. לכן, יש להשתמש במערבל קולי Hielscher בתוך השורה, שכן לא ניתן לאחסן את הדבק צמנט לתקופות ארוכות. השרטוט הסכמטי להלן ממחיש את התהליך. בשלב הבא, האגרגטים, כגון חול או חצץ, מתווספים ומעורבבים עם משחת המלט. מכיוון שחלקיקי הצמנט כבר מפוזרים היטב באותו שלב, משחת המלט משתלבת היטב עם האגרגטים. לאחר מכן הבטון מוכן למילוי בתבניות טרומות מראש או להובלה. מיכל פירוק ליד המערבל הקולי עשוי לשמש לעיבוד רציף יותר במקרה של ביקוש בטון לא יציב.
קרא עוד על deagglomeration קולי של חלקיקי מלט!
פיזור על-קולי של סיליקה, אפר זבובים וננו-חומרים
פיזור סיליקה, אפר זבובים, פיגמנטים או ננו-חומרים אחרים, כגון ננו-צינוריות פחמן, דורש עוצמות עיבוד ורמות אנרגיה אחרות. מסיבה זו, אנו ממליצים על מיקסר אולטראסוני נפרד כדי לייצר תרחיץ/משחה מפוזרים היטב שלאחר מכן מתווספים לתערובת הבטון. אנא לחץ על הגרפיקה לעיל לקבלת שרטוט סכמטי של תהליך זה.
ניתן לקבוע בדיוק את ציוד הערבוב העל-קולי הדרוש לסקייל-אפ על סמך בדיקות בקנה מידה של טייס באמצעות UIP1000hdT, שהוא סוניק רב עוצמה בקנה מידה טייס של 1,000 וואט. הטבלה הבאה מציגה המלצות כלליות להתקנים בהתאם לנפח האצווה או לקצב הזרימה של משחת המלט שיש לעבד.
נפח אצווה | קצב זרימה | מכשירים מומלצים |
---|---|---|
00.1 עד 10 ליטר | 00.2 עד 2L/דקה | UIP1000hdT, UIP1500hdT |
10 עד 50 ליטר | 2 עד 10 ליטר/דקה | UIP4000hdT |
15 עד 150 ליטר | 3 עד 15 ליטר/דקה | UIP6000hdT |
נ.א. | 10 עד 50 ליטר/דקה | UIP16000 |
נ.א. | גדול | אשכול של UIP16000 |
עם עד 16kW של כוח ערבוב קולי לכל בדיקה קולית יחידה, Hielscher מציעה את כוח העיבוד הדרוש עבור יישומים בנפח גבוה. טכנולוגיה זו קלה לבדיקה ומתרחבת באופן ליניארי.
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.

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