कंक्रीट के लिए सीमेंट पेस्ट की अल्ट्रासोनिक मिश्रण
सीमेंट पेस्ट का अल्ट्रासोनिक मिश्रण प्रीकास्ट मोल्डिंग, ड्राईकास्ट और कंक्रीट पौधों के लिए बहुत लाभ प्रदान करता है। इन लाभों में कम प्रारंभिक और अंतिम सेट समय, सुपरप्लास्टिकाइज़र की कम खुराक, तेज और अधिक पूर्ण जलयोजन, साथ ही उच्च संपीड़ित शक्ति शामिल है।
पारंपरिक कंक्रीट मिश्रण प्रौद्योगिकियां, जैसे “ऑन-रोड-मिक्सिंग” या रोटरी मिक्सर, सीमेंट कणों और अन्य सीमेंट सामग्री, जैसे फ्लाई ऐश या सिलिका के समूह को फैलाने के लिए अपर्याप्त मिश्रण कार्रवाई प्रदान करते हैं। जबकि ऐसे समूहों के बाहरी कण पानी के संपर्क में आते हैं, आंतरिक कण सतह शुष्क रहती है। इसके परिणामस्वरूप धीमी और अधूरी जलयोजन होती है।
कंक्रीट के लिए अल्ट्रासोनिक मिश्रण प्रौद्योगिकी के लाभ
अल्ट्रासोनिक फैलाव तरल पदार्थ में माइक्रोन आकार और नैनो आकार सामग्री deagglomerate और फैलाने के लिए सबसे उन्नत तकनीक है। अल्ट्रासोनिक मिश्रण कैविटेशनल कतरनी बलों का उपयोग करता है जो पारंपरिक रोटरी मिक्सर और रोटर-स्टेटर मिक्सर की तुलना में ठीक आकार की सामग्री के मिश्रण में अधिक प्रभावी होते हैं। सीमेंट, सिलिका, फ्लाई ऐश, पिगमेंट या सीएनटी के लिए, इन सामग्रियों का प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक फैलाव से काफी बढ़ जाता है, क्योंकि यह कण वितरण और पानी के संपर्क में सुधार करता है।
During the hydration–the reaction of cement with water–C‑S‑H‑phases grow needle-like structures. The pictures below show the microstructure in cement paste after 5 hours of hydration. In the ultrasonicated cement paste, the C‑S‑H‑phases are almost 500nm long, while in the unsonicated paste, C‑S‑H‑phases are around 100nm.
सोनिकेटर UIP16000hdT सीमेंट, जियोपॉलिमर या कंक्रीट जैसी निर्माण सामग्री को फैलाने के लिए।
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अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण के साथ
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अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण के बिना
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| पोर्टलैंड सीमेंट पेस्ट (CEM I42.5R), सी. रोस्लर (2009) – बॉहॉस विश्वविद्यालय वीमर | |
अल्ट्रासाउंड प्रेरित गुहिकायन द्वारा मिश्रण सी-एस-एच-चरणों की तेजी से वृद्धि की ओर जाता है।
जलयोजन तापमान
सीमेंट पेस्ट के समय-तापमान घटता पर पावर अल्ट्रासोनिकेशन (पीयूएस) का प्रभाव
संपीड़न शक्ति
मोर्टार प्रिज्म की संपीड़न शक्ति पर पावर अल्ट्रासोनिकेशन (पीयूएस) का प्रभाव
अल्ट्रासाउंड पल्स वेग
हाइड्रेटिंग सीमेंट पेस्ट के अल्ट्रासोनिक पल्स वेग पर पावर अल्ट्रासोनिकेशन (पीयूएस) का प्रभाव
सी-एस-एच-चरणों की वृद्धि जलयोजन अवधि के दौरान सीमेंट पेस्ट में तापमान से संबंधित है (दाएं ग्राफिक पर क्लिक करें)। अल्ट्रासोनिक रूप से मिश्रित सीमेंट पेस्ट में, हाइड्रेशन लगभग एक घंटे पहले शुरू होता है. पहले जलयोजन संपीड़न शक्ति में पहले की वृद्धि के साथ संबंधित है। बढ़ी हुई जलयोजन गति को अल्ट्रासाउंड पल्स वेग द्वारा भी मापा जा सकता है।
अल्ट्रासोनिक इनलाइन मिक्सर (UIP1000hdT) निरंतर प्रवाह-थ्रू प्रचालन में औद्योगिक सीमेंट मिश्रण के लिए।
विशेष रूप से प्रीकास्ट और ड्राईकास्ट कंक्रीट के लिए, यह काफी कम समय की ओर जाता है जब तक कि कास्ट कंक्रीट को मोल्ड से नहीं लिया जा सकता है। बॉहॉस विश्वविद्यालय (जर्मनी) द्वारा किए गए अध्ययनों ने निर्धारित समय में निम्नलिखित कमी दिखाई।
| हवाला | डिफ। | पावर अल्ट्रासोनिक्स | |
|---|---|---|---|
| प्रारंभिक सेट | 5 घंटा 15 मिनट | -29% | 3 घंटा 45 मिनट |
| अंतिम सेट | 6 घंटे 45 मिनट | -33% | 4 घंटा 30 मिनट |
| आर्थिक मंदी | 122 मिमी (4.8″) | +30% | 158 मिमी (6.2″) |
अल्ट्रासोनिक मिश्रण का एक और दिलचस्प लाभ तरलता पर प्रभाव है। जैसा कि ऊपर दी गई तालिका में दिखाया गया है, मंदी लगभग 30% बढ़ जाती है। यह सुपरप्लास्टिकाइज़र की कम खुराक के लिए अनुमति देता है।
सीमेंट उत्पादन में अल्ट्रासोनिक मिक्सर की प्रक्रिया एकीकरण
Hielscher सीमेंट, सिलिका, फ्लाई ऐश, पिगमेंट या सीएनटी के प्रभावी फैलाव के लिए अल्ट्रासोनिक मिक्सर प्रदान करता है। सबसे पहले, किसी भी सूखी सामग्री को उच्च सांद्रता अभी तक पंप करने योग्य पेस्ट बनाने के लिए पानी के साथ प्रीमिक्स किया जाना चाहिए। Hielscher अल्ट्रासोनिक मिक्सर deagglomerates और cavitational कतरनी का उपयोग कर कणों फैलाव। नतीजतन, प्रत्येक कण की पूरी सतह पूरी तरह से पानी के संपर्क में है।
सीमेंट पेस्ट की अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण
सीमेंट पेस्ट के मामले में, अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण के बाद जलयोजन शुरू होता है। इसलिए, Hielscher अल्ट्रासोनिक मिक्सर इनलाइन इस्तेमाल किया जाना चाहिए, क्योंकि सीमेंट पेस्ट लंबे समय तक संग्रहीत नहीं किया जा सकता है। नीचे दी गई योजनाबद्ध ड्राइंग प्रक्रिया को दर्शाती है। अगले चरण में, समुच्चय, जैसे रेत या बजरी, को जोड़ा जाता है और सीमेंट पेस्ट के साथ मिलाया जाता है। चूंकि सीमेंट के कण पहले से ही उस स्तर पर अच्छी तरह से फैले हुए हैं, सीमेंट पेस्ट समुच्चय के साथ अच्छी तरह से मिश्रित होता है। कंक्रीट तब प्रीकास्ट मोल्ड्स में या परिवहन के लिए भरने के लिए तैयार है। अल्ट्रासोनिक मिक्सर के बगल में एक ब्रेक-अप टैंक का उपयोग अस्थिर ठोस मांग के मामले में अधिक लगातार प्रक्रिया करने के लिए किया जा सकता है।
सीमेंट कणों के अल्ट्रासोनिक deagglomeration के बारे में और अधिक पढ़ें!
सिलिका, फ्लाई ऐश और नैनोमटेरियल्स का अल्ट्रासोनिक फैलाव
सिलिका, फ्लाई ऐश, पिगमेंट, या अन्य नैनोमटेरियल्स, जैसे कार्बन नैनोट्यूब के फैलाव के लिए अन्य प्रसंस्करण तीव्रता और ऊर्जा स्तरों की आवश्यकता होती है। इस कारण से, हम एक अच्छी तरह से बिखरे हुए घोल / पेस्ट का उत्पादन करने के लिए एक अलग अल्ट्रासोनिक मिक्सर की सलाह देते हैं जिसे बाद में कंक्रीट मिश्रण में जोड़ा जाता है। कृपया इस प्रक्रिया के योजनाबद्ध ड्राइंग के लिए ऊपर ग्राफिक पर क्लिक करें।
स्केल-अप के लिए आवश्यक अल्ट्रासोनिक मिश्रण उपकरण UIP1000hdT का उपयोग करके पायलट स्केल परीक्षणों के आधार पर बिल्कुल निर्धारित किया जा सकता है, जो कि 1,000-वाट शक्तिशाली पायलट-स्केल सोनिकेटर है। नीचे दी गई तालिका बैच वॉल्यूम या संसाधित होने वाले सीमेंट पेस्ट की प्रवाह दर के आधार पर सामान्य डिवाइस सिफारिशें दिखाती है।
| बैच वॉल्यूम | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
|---|---|---|
| 0.1 से 10L | 0.2 से 2L/मिनट | UIP1000hdT, यूआईपी1500एचडीटी |
| 10 से 50 एल | 2 से 10 लीटर/मिनट | यूआईपी4000एचडीटी |
| 15 से 150L | 3 से 15 लीटर/मिनट | यूआईपी6000एचडीटी |
| एन.ए. | 10 से 50 लीटर/मिनट | UIP16000 |
| एन.ए. | बड़ा | का क्लस्टर UIP16000 |
एकल अल्ट्रासोनिक जांच प्रति अल्ट्रासोनिक मिश्रण शक्ति के 16kW तक के साथ, Hielscher उच्च मात्रा अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक प्रसंस्करण शक्ति प्रदान करता है। इस तकनीक का परीक्षण करना आसान है और रैखिक रूप से स्केल करता है।
माइक्रो-फाइन सीमेंट ग्राउट फैलाव के लिए प्रोब-टाइप सोनिकेटर UP400ST
(अध्ययन और छवि: ©ड्रैगनोविक एट अल।
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साहित्य/सन्दर्भ
- 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.
- Almir Draganović, Antranik Karamanoukian, Peter Ulriksen, Stefan Larsson (2022): Ultrasonic dispersion of hard dispersed ultrafine milled cement-based grout for water sealing of fractured hard rock. Construction and Building Materials, Volume 317, 2022.
- 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.
- 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 से उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक homogenizers बनाती है प्रयोगशाला तक औद्योगिक आकार।