उच्च प्रदर्शन कंक्रीट के लिए अल्ट्रासोनिक मिश्रण
सूक्ष्म और नैनोसिलिका या नैनोट्यूब के उपयोग से उच्च प्रदर्शन कंक्रीट की संपीड़न शक्ति में सुधार होता है। अल्ट्रासोनिकेशन सीमेंट या कंक्रीट में नैनोमटेरियल्स के मिश्रण, गीला और फैलाव 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 हैं, यहां तक कि सीमेंट और कंक्रीट जैसे अत्यधिक चिपचिपा और पेस्ट जैसे घोल में भी।
अल्ट्रासोनिक मिक्सर के साथ Microfine सीमेंट ग्राउट फैलाव
ड्रैगनोविक की शोध टीम वर्तमान शोध लेख, 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 sonicator UP400St – ग्राउट फैलाव के पारंपरिक तरीकों के साथ।
शोधकर्ताओं ने सूक्ष्म सीमेंट कणों के कण आकार वितरण (पीएसडी) और जीटा क्षमता का मूल्यांकन करने के लिए विभिन्न फैलाव तकनीकों का उपयोग करके प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित की। फैलाव तकनीकों में UP400St सोनिकेटर का उपयोग करके अल्ट्रासाउंड उपचार, उच्च गति प्रयोगशाला विघटनकारी और दोनों तरीकों का संयोजन शामिल है।
मल्टीसोनोरिएक्टर एमएसआर -4: उच्च प्रदर्शन सीमेंट और कंक्रीट के औद्योगिक इनलाइन उत्पादन के लिए अल्ट्रासोनिक इनलाइन फैलाव।
परिणामों से पता चला कि सोनिकेटर UP400St का उपयोग करके अल्ट्रासाउंड फैलाव ने पारंपरिक प्रयोगशाला विघटनकर्ताओं की तुलना में काफी बेहतर कण आकार वितरण हासिल किया। सोनिकेटर UP400St प्रभावी रूप से माइक्रोफाइन सीमेंट कणों के ढेर 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।
तुलना फैलाव के तरीके: Vma-Getzmann Dispermat CV-3 डिसॉल्वर 90-mm डिस्क और रोटर-स्टेटर सिस्टम से लैस है। Hielscher UP400St अल्ट्रासाउंड डिवाइस H22 सोनोट्रोड से लैस।
(अध्ययन और चित्र: ©ड्रैगनोविक एट अल।
इसके अतिरिक्त, पारंपरिक प्रयोगशाला विघटनकर्ताओं के साथ संयोजन में अल्ट्रासाउंड का उपयोग फैलाव दक्षता में और 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 (PSD) और जीटा क्षमता पर बेहतर नियंत्रण की अनुमति देता है। फ्लो सेल रिएक्टर का उपयोग करते समय, कणों का निलंबन स्वचालित रूप से कैविटेशनल हॉट स्पॉट ज़ोन से गुजरता है ताकि अतिरिक्त सरगर्मी ज़रूरत से ज़्यादा हो।
कुल मिलाकर, अध्ययन में माइक्रोफाइन सीमेंट ग्राउट को फैलाने में सोनिकेटर UP400St के बेहतर प्रदर्शन पर प्रकाश डाला गया है। अल्ट्रासाउंड उपचार, विशेष रूप से जब पारंपरिक प्रयोगशाला विघटनकर्ताओं के साथ संयुक्त, माइक्रोफाइन सीमेंट कणों के एक समान और स्थिर निलंबन को प्राप्त करने के लिए एक अत्यधिक प्रभावी और कुशल तरीका 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।
(सीएफ. ड्रैगनोविक एट अल., 2020)
अल्ट्रासोनिक homogenizer UP400St एक 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: © ड्रैगनोविक एट अल।
ठोस अनुसंधान और विकास
ठोस अनुसंधान सामग्री और प्रक्रियाओं की तलाश करता है:
- सामग्री लागत और ऊर्जा लागत को कम करें
- उच्च प्रारंभिक और अंतिम प्रतिरोध प्राप्त करें
- घनत्व और संपीड़न शक्ति में सुधार
- व्यावहारिकता, पंपेबिलिटी और फिनिशबिलिटी में सुधार
- स्थायित्व में सुधार और पारगम्यता को कम करें
- संकोचन दरारें, धूल और प्रदूषण की समस्याओं को कम करें
- रासायनिक प्रतिरोध, जैसे सल्फेट प्रतिरोध
सीमेंट और कंक्रीट मिश्रण
जब कंक्रीट गुणों में सुधार की बात आती है, तो मिश्रण तकनीक कंक्रीट संरचना जितनी ही महत्वपूर्ण है। मिश्रण वर्दी, उच्च गुणवत्ता वाले कंक्रीट के उत्पादन में एक आवश्यक कदम है। हालांकि कई दिशानिर्देश और विनियम, जैसे डीआईएन एन 206 कंक्रीट और उसके घटकों की संरचना को कवर करते हैं, सीमेंट मिश्रण और कंक्रीट मिश्रण की वास्तविक प्रक्रिया उपयोगकर्ता पर छोड़ दी जाती है।
यह निर्णायक है, कि पानी, सीमेंट और मिश्रण समान रूप से फैले हुए हैं और एक अच्छे पैमाने पर वितरित किए जाते हैं और समूह पर्याप्त रूप से फैले हुए हैं। अपर्याप्त फैलाव या deagglomeration के परिणामस्वरूप अवर ठोस गुण होते हैं। कम पानी की मात्रा और मिश्रण की उच्च खुराक के कारण, स्व-कॉम्पैक्ट कंक्रीट (एससीसी) और अल्ट्रा हाई स्ट्रेंथ कंक्रीट (यूएचपीसी) के मिश्रण के लिए लंबे समय तक मिश्रण समय या अधिक प्रभावी मिश्रण तकनीक की आवश्यकता होती है।
कंक्रीट में नैनोमैटेरियल्स
सीमेंट नैनोस्केल हाइड्रेशन उत्पादों के जलयोजन के दौरान, जैसे कैल्शियम हाइड्रेट्स सख्त कंक्रीट में बनते हैं। कंक्रीट के जमने के दौरान सिलिका या नैनोट्यूब के नैनो कण सीमेंट के नैनो कणों में बदल जाते हैं। छोटे कण कम कण दूरी और एक सघन और कम छिद्रपूर्ण सामग्री की ओर ले जाते हैं। यह संपीड़ित शक्ति को बढ़ाता है और पारगम्यता को कम करता है।
नैनोसाइज़ पाउडर और सामग्रियों का एक बड़ा नुकसान, हालांकि, गीला करने और मिश्रण के दौरान समूह बनाने की प्रवृत्ति है। जब तक व्यक्तिगत कणों को अच्छी तरह से फैलाया नहीं जाता है, तब तक ढेर उजागर कण सतह को कम कर देता है जिससे अवर ठोस गुण होते हैं।
अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर UIP16000 सीमेंट और कंक्रीट के फैलाव के लिए एक उच्च प्रदर्शन होमोजेनाइज़र है
नैनोमटेरियल्स का अल्ट्रासोनिक मिश्रण
अल्ट्रासोनिकेशन मिश्रण, फैलाव और deagglomeration के लिए एक बहुत प्रभावी साधन है। नीचे दी गई तस्वीर पानी में फ्यूमड सिलिका के अल्ट्रासोनिक फैलाव का एक विशिष्ट परिणाम दिखाती है।
200 माइक्रोन (डी 50) से अधिक के एक समूह कण आकार पर शुरू (हरा वक्र) अधिकांश कण 200 नैनोमीटर से कम हो गए थे।
अल्ट्रासोनिक मिश्रण किसी भी पैमाने पर
Hielscher अनुसंधान और पूर्ण पैमाने पर प्रसंस्करण में उपयोग के लिए अल्ट्रासोनिक मिश्रण उपकरणों प्रदान करता है।
प्रयोगशाला अनुसंधान और विकास के लिए Sonicators
Hielscher अल्ट्रासोनिक प्रयोगशाला homogenizers प्रयोगशाला पैमाने पर अनुसंधान और विकास के लिए एकदम सही मिश्रण उपकरण हैं। Hielscher लैब sonicators आमतौर पर छोटे बैचों के अल्ट्रासोनिक मिश्रण के लिए उपयोग किया जाता है। Hielscher अल्ट्रासोनिक homogenizers पैमाने की तैयारी के लिए एक सटीक पैरामीटर नियंत्रण और उत्कृष्ट प्रजनन क्षमता प्रदान करते हैं। यह विभिन्न योगों को मिश्रण करना और अल्ट्रासोनिकेशन तीव्रता और सोनिकेशन की अवधि के प्रभाव को निर्धारित करना आसान बनाता 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 के प्रसंस्करण के लिए, उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिकेटर आमतौर पर प्रवाह-थ्रू रिएक्टरों का उपयोग करके निरंतर प्रवाह मोड में संचालित होते हैं। यह अत्यधिक समान मिश्रण और पेस्ट और घोल के निर्दोष प्रसंस्करण की अनुमति देता है – यहां तक कि बहुत अधिक चिपचिपाहट के साथ भी।
नीचे दी गई तालिका आपको बैच वॉल्यूम या प्रवाह दर के आधार पर हमारे अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच वॉल्यूम | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
|---|---|---|
| 1 से 500mL | 10 से 200mL/मिनट | यूपी100एच |
| 10 से 2000mL | 20 से 400mL/मिनट | यूपी200एचटी, UP400St |
| 0.1 से 20L | 0.2 से 4L/मिनट | यूआईपी2000एचडीटी |
| 10 से 100L | 2 से 10 लीटर/मिनट | यूआईपी4000एचडीटी |
| 15 से 150L | 3 से 15 लीटर/मिनट | यूआईपी6000एचडीटी |
| एन.ए. | 10 से 100 लीटर/मिनट | UIP16000 |
| एन.ए. | बड़ा | का क्लस्टर UIP16000 |
हमसे संपर्क करें! हमसे पूछो!
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.
- 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.
एक सोनिकेटर का उपयोग करके सीमेंट का इनलाइन मिश्रण
Hielscher अल्ट्रासोनिक मिक्सर आमतौर पर इन-लाइन स्थापित होते हैं। सामग्री को अल्ट्रासोनिक रिएक्टर पोत में पंप किया जाता है। वहां यह तीव्र अल्ट्रासोनिक कैविटेशन के संपर्क में है। इनलाइन सोनिकेशन बाई-पासिंग को समाप्त करता है क्योंकि सभी कण एक परिभाषित पथ के बाद मिश्रण कक्ष से गुजरते हैं। इसलिए, अल्ट्रासोनिकेशन आमतौर पर कण आकार वितरण वक्र को चौड़ा करने के बजाय बदल देता है।
मजबूत और साफ करने में आसान
एक अल्ट्रासोनिक मिश्रण रिएक्टर में प्रवाह सेल और सोनोट्रोड्स होते हैं। कोई बीयरिंग की जरूरत 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 अनुप्रयोग
सीमेंट और कंक्रीट की तैयारी में Hielscher अल्ट्रासोनिक उपकरणों का उपयोग सीमेंट प्रीमिक्स या कंक्रीट के मिश्रण और फैलाव तक सीमित नहीं है। तरल पदार्थ और घोल के विघटन के लिए अल्ट्रासाउंड एक बहुत प्रभावी साधन है। यह सख्त होने के बाद कंक्रीट में फंसे गैस बुलबुले की संख्या और मात्रा को कम करता है।
अल्ट्रासोनिक चलनी शेकर्स छोटे कणों के लिए पाउडर छलनी के थ्रूपुट और गुणवत्ता में सुधार। Hielscher प्रयोगशाला और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए अल्ट्रासोनिक रूप से उत्तेजित छलनी प्रदान करता है।
ठोस पृष्ठभूमि की जानकारी
कंक्रीट सीमेंट से बना है, जैसे पोर्टलैंड सीमेंट और अन्य सीमेंट सामग्री, जैसे फ्लाई ऐश और स्लैग सीमेंट, कुल (बजरी, चूना पत्थर, ग्रेनाइट, रेत), पानी और रासायनिक मिश्रण। विशिष्ट मिश्रण में त्वरक या मंदक, प्लास्टिसाइज़र, पिगमेंट, सिलिका फ्यूम या उच्च प्रतिक्रियाशीलता मेटाकाओलिन (एचआरएम) शामिल हैं। माइक्रो सिलिका कंक्रीट में एक विशिष्ट मिश्रण है। इसका नुकसान इसकी अपेक्षाकृत उच्च लागत और संदूषण है जो ऑपरेटरों और श्रमिकों के स्वास्थ्य को प्रभावित करता है।