ערבוב אולטרסאונד בטון עתיר ביצועים

שימוש מייקרו nanosilica או צינורות מוביל שיפורי חוזק הלחיצה של בטון בעל ביצועים גבוהים. Ultrasonication הוא אמצעי יעיל עבור הערבוב, הרטבת הפיזור של ננו מלט או בטון.
 

במפעל המלט נשר תעשייתימיקרו סיליקה נמצאת בשימוש נרחב בבטון כיום, מה שמוביל לחוזק דחיסה גבוה יותר או בטון עמיד בפני מים וכימיקלים. זה יכול להפחית את עלויות החומרים ואת השימוש באנרגיה. ננו-חומרים חדשים, כגון ננו-סיליקה או ננו-צינוריות, מובילים לשיפור נוסף בהתנגדות ובחוזק. אבל כדי להציג את מלוא הפוטנציאל של ננו-חומרים, נדרשת טכניקת פיזור אמינה ויעילה. סוניקטורים מסוג בדיקה הם הטכניקה האמינה והיעילה ביותר לייצור פיזור ננו, אפילו בתרחיפים צמיגים מאוד דמויי משחה כגון מלט ובטון.

פיזור דיס מלט Microfine עם מערבלים קוליים

צוות המחקר של דרגנוביץ' מציג מאמר מחקר, המחברים חוקרים את הפיזור של דיס מלט microfine באמצעות טכנולוגיית אולטרסאונד וממיסים מעבדה קונבנציונליים. מטרת המחקר היא להשוות את ביצועי האולטרסאונד – במחקר במיוחד הסוניקטור UP400St – בשיטות מסורתיות של פיזור דיס.

החוקרים ערכו סדרה של ניסויים תוך שימוש בטכניקות פיזור שונות כדי להעריך את התפלגות גודל החלקיקים (PSD) ואת פוטנציאל הזטה של חלקיקי הצמנט הזעירים. טכניקות הפיזור כוללות טיפול באולטרסאונד באמצעות הסוניקטור UP400St, ממיסי מעבדה במהירות גבוהה ושילוב של שתי השיטות.

מפזר קולי MultiSonoReactor עם יכולת פיזור של 16,000 וואט לערבוב ננו-חלקיקים למשחת מלט.

MultiSonoReactor MSR-4: פיזור מוטבע קולי לייצור תעשייתי מוטבע של מלט ובטון בעלי ביצועים גבוהים.

התוצאות הראו כי פיזור אולטרסאונד באמצעות הסוניקטור UP400St השיג פיזור גודל חלקיקים טוב יותר באופן משמעותי בהשוואה לממיסים מעבדה קונבנציונליים. הסוניקטור UP400St מפחית ביעילות את הצטברות חלקיקי המלט הזעירים ומייצר מתלה דיס הומוגני ויציב יותר. טיפול האולטרסאונד משפר את הפיזור של חלקיקים קטנים יותר, וכתוצאה מכך טווח פיזור גודל חלקיקים צר יותר.
 

דיס מלט דק במיוחד הוא היעיל ביותר ומפוזר בצורה אמינה באמצעות הסוניקטור Hielscher UP400S. במחקר ההשוואתי, הסוניקטור מסוג הגשושית הצטיין בבירור במפזר הרוטור-סטטור ובממיס הדיסק.

שיטות פיזור משוות: Vma-Getzmann Dispermat CV-3 dissolver מצויד בדיסק 90 מ"מ ומערכת רוטור-סטטור. מכשיר אולטרסאונד Hielscher UP400St מצויד בסונוטרודה H22.
(מחקר ותמונות: ©Draganovic et al., 2020)

 
בנוסף, השימוש באולטרסאונד בשילוב עם ממיסי מעבדה קונבנציונליים משפר עוד יותר את יעילות הפיזור, ומשיג פיזור עדין עוד יותר של גודל החלקיקים בהשוואה לטיפול באולטרסאונד בלבד. כאשר משולבים, סוניקציה מספקת מיקרו-ערבוב ופיזור ננו, בעוד הממיס תורם לערבוב המאקרו ומבטיח שכל החלקיקים ייכנסו לאזור הקוויטציה העל-קולי. זה מאפשר שליטה טובה יותר על התפלגות גודל החלקיקים (PSD) ופוטנציאל הזטה של דיס מלט microfine בפעולת אצווה. בעת שימוש בכור תאי זרימה, תרחיף החלקיקים עובר אוטומטית את אזור הנקודה החמה הקוויטציונית כך שהערבוב הנוסף מיותר.

בסך הכל, המחקר מדגיש את הביצועים המעולים של הסוניקטור UP400St בפיזור דיס מלט מיקרו-דק. טיפול האולטרסאונד, במיוחד בשילוב עם ממיסי מעבדה קונבנציונליים, מציע שיטה יעילה ואפקטיבית ביותר להשגת תרחיף אחיד ויציב של חלקיקי צמנט זעירים.

ראוי לציין כי המאמר מספק השוואה מקיפה בין אולטרסאונד לבין שיטות פיזור קונבנציונליות המדגישות את הביצועים המעולים של סוניקציה בפיזור דיס.
(ראה: Draganović et al., 2020)
 

הומוגניזציה קולית נתנה את התוצאות הטובות ביותר עבור פיזור גאוט צמנטי פורטלנד בהשוואה למערבל מעבדה המצויד בדיסק, ומערבל רוטור-סטטור.

הומוגנייזר 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)

בקשת מידע





 

הסרטון מראה ערבוב קולי ופיזור של גרפיט ב 250mL של שרף אפוקסי (Toolcraft L), באמצעות הומוגנייזר קולי (UP400St, Hielscher אולטראסוניקה). Hielscher אולטרסוניקה עושה ציוד לפיזור גרפיט, גרפן, פחמן ננו-צינוריות, ננו-חוטים או חומרי מילוי במעבדה או בתהליכי ייצור בנפח גבוה. יישומים אופייניים הם פיזור ננו-חומרים ומיקרו-חומרים בתהליך הפונקציונליזציה או לפיזור לשרפים או לפולימרים.

מערבבים שרף אפוקסי עם מילוי גרפיט באמצעות הומוגנייזר אולטראסוני UP400St (400 וואט)

תמונה ממוזערת של וידאו

 

מחקר ופיתוח בטון

מחקר בטון מחפש חומרים ותהליכים אל:

  • להפחית עלויות חומר ועלויות אנרגיה
  • להשיג ראשוני גבוהות והתנגדות סופית
  • לשפר את צפיפות חוזק לחיצה
  • לשפר יכולת התפעול, pumpability ו finishability
  • לשפר את העמידות לצמצם חדירות
  • להפחית סדקים הצטמקות, אבוק ובעיות delamination
  • עמידות כימית, למשל: התנגדות סולפט

בטון מערבלי בטון

תוצאות ערבוב מספיקות מאפייני בטון נחים.כשמדובר שיפורים במאפייני בטון, ערבוב טכנולוגיה חשוב כמו רכב בטון. ערבוב הוא צעד חיוני לייצור מדים, בטון באיכות גבוהה. למרות הנחיות רבות ותקנות, למשל, DIN EN 206 לכסות את הרכב הבטון ומרכיביו, בתהליך בפועל של ערבוב מלט בטון ערבוב נותר המשתמש.
זה מכריע, כי מים, מלט מוספים מפוזרים באופן שווה ומופץ אל סולם חברות וכי agglomerates מפוזר מספיק. תוצאות לפיזור או deagglomeration אין מספיק נכסי בטון נחים. בשל תכולת מים הנמוכה ואת המינון הגבוה של מוספים, ערבוב בטון עצמי דחיסה (SCC) ובטון חוזק גבוה במיוחד (UHPC) דורש זמן ארוך יותר ערבוב או טכנולוגית ערבוב יעילה יותר.

ננו בטון

במהלך ההידרציה של המלט נוצרים מוצרי הידרציה ננומטריים, כגון הידרטים של סידן בבטון המתקשה. חלקיקי ננו של סיליקה או ננו-צינוריות הופכים לננו-חלקיקי מלט במהלך התמצקות הבטון. חלקיקים קטנים יותר מובילים למרחק חלקיקים קצר יותר ולחומר צפוף יותר ונקבובי פחות. זה מגביר את כוח הדחיסה ומקטין את החדירות.

חסרון עיקרי של אבקת nanosize וחומרים, אם כי, הוא הנטייה ליצור agglomerates במהלך הרטבת ערבוב. אלא אם כן החלקיקים הבודדים מפוזרים היטב, למסכת מפחיתה את פני חלקיקים החשופות מוביל מאפייני בטון נחים.

אולטרסאונד לפירוק ננו-חלקיקים ופיזור אמין ואחיד של ננו-חומרים למלט ובטון

UIP16000 המעבד הקולי הוא הומוגנייזר בעל ביצועים גבוהים לפיזור מלט ובטון

לחץ כאן כדי ללמוד יותר על היתרונות של ערבוב קולי של משחות מלט עבור טרומיים, drycast מפעלי בטון.

ערבוב אולטרסאונד של ננו

Ultrasonication הוא אמצעי יעיל מאוד עבור ערבוב, פיזור deagglomeration. התמונה הבאה מראה תוצאה אופיינית של פיזור קולי של סיליקה fumed במים.

ערבוב אולטראסאונד פומה Sulica (סיליקה מיקרו)

החל (עקומה ירוקה) על גודל חלקיקי מצבר של יותר מ 200 מיקרון (D50) רוב החלקיקים צומצמו פחות מ 200 ננומטר.

Ultrasonic ערבוב בכל קנה מידה

Hielscher מציעה התקני ערבוב קוליים לשימוש במחקר עיבוד בהיקף מלא.

סוניקטורים למחקר ופיתוח מעבדה

Hielscher קולי מעבדה homogenizers הם כלי ערבוב מושלם למחקר ופיתוח בקנה מידה המעבדה. סוניקטורים מעבדה Hielscher משמשים בדרך כלל עבור ערבוב קולי של קבוצות קטנות. Hielscher קולי homogenizers מציעים בקרת פרמטרים מדויקת שחזור מעולה להכנת בקנה מידה. זה מקל על ערבוב ניסוחים שונים ולקבוע את ההשפעה של עוצמת ultrasonication ומשך סוניקציה.

ערבוב מוטבע אולטראסוני בייצור

בטון מוכן לשימושציוד הערבוב העל-קולי הדרוש להרחבה יכול להיקבע בדיוק על סמך בדיקת המעבדה. לעיבוד זרמים בנפח גדול של מלט או בטון, אולטרסאונד בעל ביצועים גבוהים מופעלים בדרך כלל במצב זרימה רציפה באמצעות כורי זרימה. זה מאפשר ערבוב אחיד מאוד ועיבוד ללא רבב של משחות ותרחיפים – אפילו עם צמיגות גבוהה מאוד.

פיזור על-קולי של ננו-סיליקה: ההומוגנייזר האולטרה-קולי של Hielscher UP400St מפזר ננו-חלקיקי סיליקה במהירות וביעילות לתוך פיזור ננו-פיזור אחיד.

פיזור על-קולי של ננו-סיליקה באמצעות האולטרה-סוניקטור UP400St

תמונה ממוזערת של וידאו

הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו בהתאם לנפח האצווה או קצב הזרימה שיש לעבד:

נפח תצווהקצב זרימההתקנים מומלצים
1 עד 500mL10 עד 200mL / minמעלהay
10 עד 2000mL20 עד 400mL / minUf200 ः t, UP400St
0.1 ל 20L0.2 ל 4 ליטר / דקהUIP2000hdT
10 עד 100 ליטר2 עד 10L / minUIP4000hdT
15 עד 150 ל'3 עד 15 ליטר לדקהUIP6000hdT
N.A.10 עד 100L / minUIP16000
N.A.יותר גדולאשכול UIP16000

תיצור איתנו קשר! / שאל אותנו!

בקש מידע נוסף

אנא השתמש בטופס שלהלן כדי לבקש מידע נוסף על מערבל קולי, יישומים הקשורים לצמנט, נתונים טכניים ומחירים. נשמח לדון איתך בתהליך ערבוב הצמנט שלך ולהציע לך מיקסר אולטראסוני בגזירה גבוהה העונה על דרישותיך!









הינכם מתבקשים לשים לב מדיניות פרטיות.


ספרות/הפניות


ערבוב מוטבע של מלט באמצעות סוניק

ערבוב קולי - תרשים זרימהמערבלי קולי Hielscher מותקנים בדרך כלל ב-קו. החומר הוא שאוב לתוך כלי כור הקוליים. הנה זה חשוף cavitation הקולי העז. sonication Inline מבטל ידי-חולף כמו כל החלקיקים להעביר את תא הערבוב הבא שביל מוגדר. לכן, ultrasonication בדרך כלל מעביר את עקומת התפלגות גודל חלקיקים ולא הרחיב אותו.

חזק וקל לניקוי

כור תא זרימת Ultrasonic עשוי נירוסטה עבור sonication של נוזלים.כור ערבוב על-קולי מורכב מתא הזרימה ומהסונוטרודים. אין צורך במיסבים. כורי תאי זרימה (נירוסטה) הם בעלי גיאומטריות פשוטות וניתן לפרק ולנקות בקלות. אין פתחים קטנים או פינות נסתרות.

יישומים אחרים של אולטרסוניקה עבור מלט ובטון

השימוש במכשירים קוליים Hielscher בהכנת מלט ובטון אינו מוגבל לערבוב ופיזור של תערובות מלט או בטון. אולטרסאונד הוא אמצעי יעיל מאוד עבור degassing של נוזלים slurries. פעולה זו מפחיתה את מספר ונפח בועות הגז הכלואות בבטון לאחר ההתקשות.
מסננת אולטראסונית לשפר את התפוקה ואת האיכות של מסננת אבקה עבור חלקיקים קטנים. Hielscher מציעה מסננות נסערות אולטרה-סאונד עבור יישומי מעבדה ותעשייה.

מידע רקע בטון

בטון מורכב מצמנט, למשל מלט פורטלנד וחומרים צמנטיים אחרים, כגון אפר זבובים ומלט סיגים, אגרגטים (חצץ, אבן גיר, גרניט, חול), מים ותערובות כימיות. תערובות אופייניות כוללות מאיצים או מעכבים, פלסטיסייזרים, פיגמנטים, אדי סיליקה או תגובתיות גבוהה Metakaolin (HRM). מיקרו סיליקה היא תערובת טיפוסית בבטון. החיסרון שלה הוא העלות הגבוהה יחסית שלה זיהום המשפיעים על בריאותם של המפעילים והעובדים.

נשמח לדון בתהליך שלך.

בואו ניצור קשר.