उच्च निष्पादन कंक्रीट के लिए अल्ट्रासोनिक मिश्रण
सूक्ष्म और nanosilica या नैनोट्यूब के उपयोग के उच्च प्रदर्शन कंक्रीट के संपीड़न ताकत में सुधार होता है। Ultrasonication मिश्रण, गीला और सीमेंट या ठोस में नेनो सामग्री के dispersing के लिए एक प्रभावी साधन है।
माइक्रो सिलिका का व्यापक रूप से आज कंक्रीट में उपयोग किया जाता है, जिससे उच्च संपीड़ित शक्ति या पानी और रासायनिक प्रतिरोधी कंक्रीट होते हैं। यह सामग्री लागत और ऊर्जा उपयोग को कम कर सकता है। नैनो सिलिका या नैनोट्यूब जैसे नए नैनोमटेरियल्स प्रतिरोध और ताकत में और सुधार करते हैं। लेकिन नैनोमटेरियल्स की पूरी क्षमता प्रदर्शित करने के लिए, एक विश्वसनीय और कुशल फैलाव तकनीक की आवश्यकता होती है। प्रोब-टाइप सोनिकेटर नैनो-फैलाव का उत्पादन करने के लिए सबसे विश्वसनीय और प्रभावोत्पादक तकनीक है, यहां तक कि सीमेंट और कंक्रीट जैसे अत्यधिक चिपचिपे और पेस्ट जैसे स्लरी में भी।
अल्ट्रासोनिक मिक्सर के साथ माइक्रोफाइन सीमेंट ग्राउट फैलाव
ड्रैगनोविच की शोध टीम ने शोध लेख प्रस्तुत किया, लेखक अल्ट्रासाउंड तकनीक और पारंपरिक प्रयोगशाला विघटनकर्ताओं का उपयोग करके माइक्रोफाइन सीमेंट ग्राउट के फैलाव की जांच करते हैं। अध्ययन का उद्देश्य अल्ट्रासाउंड के प्रदर्शन की तुलना करना है। – अध्ययन में विशेष रूप से सोनिकेटर यूपी 400 एसटी; – ग्राउट फैलाव के पारंपरिक तरीकों के साथ।
शोधकर्ताओं ने माइक्रोफाइन सीमेंट कणों के कण आकार वितरण (पीएसडी) और जेटा क्षमता का मूल्यांकन करने के लिए विभिन्न फैलाव तकनीकों का उपयोग करके प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित की। फैलाव तकनीकों में यूपी 400 एसटी सोनिकेटर, हाई-स्पीड प्रयोगशाला डिसॉल्वर और दोनों विधियों के संयोजन का उपयोग करके अल्ट्रासाउंड उपचार शामिल है।
मल्टीसोनोरिएक्टर एमएसआर -4: उच्च प्रदर्शन सीमेंट और कंक्रीट के औद्योगिक इनलाइन उत्पादन के लिए अल्ट्रासोनिक इनलाइन फैलाव।
परिणामों से पता चला है कि सोनिकेटर यूपी 400 एसटी का उपयोग करके अल्ट्रासाउंड फैलाव ने पारंपरिक प्रयोगशाला विघटनकर्ताओं की तुलना में काफी बेहतर कण आकार वितरण हासिल किया। सोनिकेटर यूपी 400 एसटी प्रभावी रूप से माइक्रोफाइन सीमेंट कणों के समूह को कम करता है और एक अधिक समरूप और स्थिर ग्राउट निलंबन पैदा करता है। अल्ट्रासाउंड उपचार छोटे कणों के वितरण में सुधार करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक संकीर्ण कण आकार वितरण सीमा होती है।
फैलाव विधियों की तुलना में: वीएमए-गेट्ज़मैन डिस्पर्मैट सीवी -3 डिसॉल्वर 90-मिमी डिस्क और रोटर-स्टेटर सिस्टम से लैस है। Hielscher UP400ST अल्ट्रासाउंड डिवाइस एक H22 सोनोट्रोड से लैस।
(अध्ययन और चित्र: ©ड्रैगनोविच एट अल।
इसके अतिरिक्त, पारंपरिक प्रयोगशाला विघटनकर्ताओं के साथ संयोजन में अल्ट्रासाउंड का उपयोग फैलाव दक्षता में सुधार करता है, अकेले अल्ट्रासाउंड उपचार की तुलना में एक बेहतर कण आकार वितरण प्राप्त करता है। संयुक्त होने पर, सोनिकेशन माइक्रो-मिक्सिंग और नैनो-फैलाव प्रदान करता है, जबकि डिसॉल्वर मैक्रो-मिक्सिंग में योगदान देता है जो यह सुनिश्चित करता है कि सभी कण अल्ट्रासोनिक कैविटेशन ज़ोन में हों। यह बैच ऑपरेशन में माइक्रोफाइन सीमेंट ग्राउट के कण आकार वितरण (पीएसडी) और जेटा क्षमता पर बेहतर नियंत्रण की अनुमति देता है। फ्लो सेल रिएक्टर का उपयोग करते समय, कण निलंबन स्वचालित रूप से कैविटेशनल हॉट स्पॉट ज़ोन से गुजरता है ताकि अतिरिक्त सरगर्मी अनावश्यक हो।
कुल मिलाकर, अध्ययन माइक्रोफाइन सीमेंट ग्राउट को फैलाने में सोनिकेटर यूपी 400 एसटी के बेहतर प्रदर्शन पर प्रकाश डालता है। अल्ट्रासाउंड उपचार, विशेष रूप से जब पारंपरिक प्रयोगशाला विघटनकर्ताओं के साथ जोड़ा जाता है, तो माइक्रोफाइन सीमेंट कणों के एक समान और स्थिर निलंबन को प्राप्त करने के लिए एक अत्यधिक प्रभावी और कुशल विधि प्रदान करता है।
यह ध्यान देने योग्य है कि लेख अल्ट्रासाउंड और पारंपरिक फैलाव विधियों के बीच एक व्यापक तुलना प्रदान करता है जो ग्राउट फैलाव में सोनिकेशन के बेहतर प्रदर्शन को उजागर करता है।
ड्रैगानोविक एट अल, 2020)
अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र यूपी 400 एसटी डिस्क से लैस एक साधारण प्रयोगशाला मिक्सर के साथ सीमेंट ग्राउट की फैलाव दक्षता के बारे में तुलना की जाती है, और रोटर-स्टेटर तकनीक का उपयोग किया जाता है। अध्ययन से पता चला है कि अल्ट्रासोनिक फैलाव न केवल एक प्रभावी तरीका है, बल्कि रोटर-स्टेटर तकनीक का उपयोग करके मिक्सर से भी बेहतर है।
(अध्ययन और ग्राफिक: © ड्रैगानोविक एट अल।
कंक्रीट अनुसन्धान और विकास
कंक्रीट अनुसंधान सामग्री के लिए लग रहा है और करने के लिए संसाधित करता है:
- माल की लागत और ऊर्जा की लागत को कम
- उच्च प्रारंभिक और अंतिम प्रतिरोध प्राप्त
- घनत्व और संपीड़न ताकत में सुधार
- व्यवहार्यता, pumpability और finishability में सुधार
- स्थायित्व में सुधार लाने और पारगम्यता को कम
- संकोचन दरारें, ठोकरें और गैर-परतबंदी समस्याओं को कम
- रासायनिक प्रतिरोध, उदा सल्फेट प्रतिरोध
सीमेंट और कंक्रीट मिश्रण
यह ठोस गुण में सुधार की बात आती है, मिश्रण प्रौद्योगिकी ठोस संरचना के रूप में के रूप में महत्वपूर्ण है। मिश्रण वर्दी, उच्च गुणवत्ता ठोस के उत्पादन में एक आवश्यक कदम है। कई दिशा निर्देशों और नियमों, जैसे यद्यपि DIN EN 206 ठोस और उसके घटकों की संरचना, सीमेंट मिश्रण और कंक्रीट मिश्रण उपयोगकर्ता के लिए छोड़ दिया जाता है वास्तविक प्रक्रिया को कवर किया।
यह निर्णायक है, कि पानी, सीमेंट और admixtures समान रूप से छितरी हुई और बेहतर पैमाना करने के लिए नीचे वितरित और agglomerates पर्याप्त फैले हुए हैं कि कर रहे हैं। अवर ठोस गुण में अपर्याप्त dispersing या deagglomeration का परिणाम है। कम पानी की मात्रा और admixtures की उच्च खुराक के कारण, स्वयं संकुचित ठोस (SCC) और अल्ट्रा उच्च शक्ति ठोस (UHPC) का मिश्रण एक लंबे समय तक मिश्रण समय या एक अधिक प्रभावी मिश्रण प्रौद्योगिकी की आवश्यकता है।
कंक्रीट में नेनोसामग्री
सीमेंट नैनोस्केल हाइड्रेशन उत्पादों के जलयोजन के दौरान, जैसे कैल्शियम हाइड्रेट्स कठोर कंक्रीट में बनते हैं। सिलिका या नैनोट्यूब के नैनो कण कंक्रीट के जमने के दौरान सीमेंट के नैनो कणों में बदल जाते हैं। छोटे कण ों से कण दूरी कम होती है और एक सघन और कम छिद्रपूर्ण सामग्री होती है। यह संपीड़ित शक्ति को बढ़ाता है और पारगम्यता को कम करता है।
nanosize पाउडर और सामग्री की एक प्रमुख नुकसान है, हालांकि, प्रवृत्ति गीला और मिश्रण के दौरान agglomerates बनाने के लिए है। जब तक व्यक्ति कणों अच्छी तरह से फैले हुए हैं, ढेर उजागर कण सतह अवर ठोस गुण के लिए अग्रणी कम कर देता है।
अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर UIP16000 सीमेंट और कंक्रीट के फैलाव के लिए एक उच्च प्रदर्शन होमोजिनाइज़र है।
नेनो सामग्री के अल्ट्रासोनिक मिश्रण
अल्ट्रासोनिकेशन मिश्रण, फैलाव और विघटन के लिए एक बहुत ही प्रभावी साधन है। नीचे दी गई तस्वीर पानी में फ्यूमेड सिलिका के अल्ट्रासोनिक फैलाव का एक विशिष्ट परिणाम दिखाती है।
200 से अधिक माइक्रोन (D50) के एक ढेरी कण आकार में (हरा वक्र) शुरू कणों की सबसे कम से कम 200 नैनोमीटर के लिए कम हो गई थी।
अल्ट्रासोनिक किसी भी स्तर पर मिश्रण
Hielscher अनुसंधान और पूर्ण पैमाने प्रसंस्करण में उपयोग के लिए अल्ट्रासोनिक मिश्रण उपकरणों प्रदान करता है।
प्रयोगशाला अनुसंधान और विकास के लिए सोनिकेटर
Hielscher अल्ट्रासोनिक प्रयोगशाला होमोजिनाइज़र प्रयोगशाला पैमाने पर अनुसंधान और विकास के लिए एकदम सही मिश्रण उपकरण हैं। Hielscher लैब सोनिकेटर आमतौर पर छोटे बैचों के अल्ट्रासोनिक मिश्रण के लिए उपयोग किया जाता है। Hielscher अल्ट्रासोनिक होमोजिनाइज़र स्केल अप की तैयारी के लिए एक सटीक पैरामीटर नियंत्रण और उत्कृष्ट प्रजनन क्षमता प्रदान करते हैं। इससे विभिन्न योगों को मिलाना और अल्ट्रासोनिकेशन तीव्रता और सोनिकेशन की अवधि के प्रभाव को निर्धारित करना आसान हो जाता है।
उत्पादन में अल्ट्रासोनिक इनलाइन मिश्रण
स्केल अप के लिए आवश्यक अल्ट्रासोनिक मिश्रण उपकरण प्रयोगशाला परीक्षण के आधार पर बिल्कुल निर्धारित किया जा सकता है। सीमेंट या कंक्रीट की बड़ी मात्रा धाराओं को संसाधित करने के लिए, उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिकेटर आमतौर पर प्रवाह-माध्यम रिएक्टरों का उपयोग करके निरंतर प्रवाह मोड में संचालित होते हैं। यह अत्यधिक समान मिश्रण और पेस्ट और स्लरी के निर्दोष प्रसंस्करण की अनुमति देता है। – यहां तक कि बहुत अधिक चिपचिपाहट के साथ भी।
नीचे दी गई तालिका आपको संसाधित किए जाने वाले बैच वॉल्यूम या प्रवाह दर के आधार पर हमारे अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच वॉल्यूम | प्रवाह की दर | अनुशंसित उपकरणों |
|---|---|---|
| 1 से 500 एमएल | 10 से 200 मील / मिनट | UP100H |
| 10 से 2000 मील | 20 से 400 एमएल / मिनट | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 से 20 एल | 0.2 से 4 एल / मिनट | UIP2000hdT |
| 10 से 100 एल | 2 से 10 एल / मिनट | UIP4000hdT |
| 15 से 150 एल | 3 से 15 लाख/मिनट | UIP6000hdT |
| एन.ए. | 10 से 100 एल / मिनट | UIP16000 |
| एन.ए. | बड़ा | के समूह UIP16000 |
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साहित्य/संदर्भ
- 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.
सोनिकेटर का उपयोग करके सीमेंट का इनलाइन मिश्रण
Hielscher अल्ट्रासोनिक मिक्सर आम तौर पर इन-लाइन स्थापित कर रहे हैं। सामग्री अल्ट्रासोनिक रिएक्टर पोत में पंप है। इसमें तीव्र अल्ट्रासोनिक गुहिकायन के संपर्क में है। इनलाइन sonication के समाप्त के रूप में सभी कणों मिश्रण चैम्बर एक परिभाषित मार्ग का अनुसरण पारित करके गुजर। इसलिए, ultrasonication आमतौर पर कण आकार वितरण वक्र बल्कि इसे चौड़ा से बदलाव।
मजबूत और साफ करने के लिए आसान
एक अल्ट्रासोनिक मिश्रण रिएक्टर में प्रवाह सेल और सोनोट्रोड्स होते हैं। कोई बेयरिंग की आवश्यकता नहीं है। फ्लो सेल रिएक्टरों (स्टेनलेस स्टील) में सरल ज्यामिति होती है और इसे आसानी से अलग और साफ किया जा सकता है। कोई छोटे छिद्र या छिपे हुए कोने नहीं हैं।
सीमेंट और कंक्रीट के लिए Ultrasonics के अन्य अनुप्रयोगों
सीमेंट और कंक्रीट की तैयारी में Hielscher अल्ट्रासोनिक उपकरणों का उपयोग सीमेंट प्रीमिक्स या कंक्रीट के मिश्रण और फैलाव तक सीमित नहीं है। अल्ट्रासाउंड तरल पदार्थ और स्लरी के डिगैसिंग के लिए एक बहुत ही प्रभावी साधन है। यह सख्त होने के बाद कंक्रीट में फंसे गैस बुलबुले की संख्या और मात्रा को कम करता है।
अल्ट्रासोनिक छलनी शेकर्स छोटे कणों के लिए पाउडर चोरी की थ्रूपुट और गुणवत्ता में सुधार। Hielscher प्रयोगशाला और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए अल्ट्रासोनिक रूप से उत्तेजित छलनी प्रदान करता है।
कंक्रीट पृष्ठभूमि जानकारी
कंक्रीट सीमेंट से बना है, जैसे पोर्टलैंड सीमेंट और अन्य सीमेंट सामग्री, जैसे फ्लाई ऐश और स्लैग सीमेंट, एग्रीगेट (बजरी, चूना पत्थर, ग्रेनाइट, रेत), पानी और रासायनिक मिश्रण। विशिष्ट मिश्रण में त्वरक या मंदक, प्लास्टिसाइज़र, पिगमेंट, सिलिका फ्यूम या उच्च प्रतिक्रिया मेटाकाओलिन (एचआरएम) शामिल हैं। माइक्रो सिलिका कंक्रीट में एक विशिष्ट मिश्रण है। इसका नुकसान ऑपरेटरों और श्रमिकों के स्वास्थ्य को प्रभावित करने वाली इसकी अपेक्षाकृत उच्च लागत और संदूषण है।