Sonication fokozott geopolimerizáció
A geopolimerek ígéretes alternatívát jelentenek a hagyományos cementalapú anyagokkal szemben, környezeti, mechanikai és tartóssági előnyöket kínálva. Az ultrahangos diszpergálás rendkívül hatékony technika kiváló anyagjellemzőkkel rendelkező geopolimerek előállítására. A szonikálás rendkívül hatékony keverési módszert jelent, amely lehetővé teszi a nagy teljesítményű geopolimerek gazdaságos előállítását nagy mennyiségben.
Továbbfejlesztett geopolimerizáció teljesítmény ultrahanggal
A geopolimerizáció aprólékos és erőteljes keverést tesz szükségessé az összetevők közötti optimális érintkezés biztosítása érdekében, megkönnyítve a teljes polimerizációt. A teljesítmény ultrahang alkalmazása intenzív nyíróerőket indukál, ezáltal elősegíti a szükséges keverést és homogenizálást, miközben egyidejűleg energiát szolgáltat a gyors és alapos geopolimerizációhoz. A teljesítmény ultrahang javítja a geopolimerizációs kinetikát azáltal, hogy elősegíti a reagensek jobb diszperzióját és megkönnyíti az agglomerátumok lebontását, ami jobb reakciósebességet és termékminőséget eredményez.
MultiSonoReactor 16kW ultrahang teljesítménnyel inline geopolimerizációhoz gyártási méretekben
Az ultrahangos keverés és diszpergálás számos mechanizmuson keresztül elősegítheti a geopolimerizációt:
Ezek az ultrahanggal indukált mechanizmusok együttesen hozzájárulnak a geopolimerizációs kinetika fokozásához és a jobb tulajdonságokkal rendelkező geopolimer anyagok fejlesztéséhez.
Teljesítmény-ultrahang az építőanyagok jobb gyártásához
A teljesítmény ultrahang megbízható technológiává vált az építési és építőanyagok gyártásában, beleértve a cementet, betont, geopolimereket és egyéb szűkületi mátrixokat. Az ultrahangos feldolgozás magában foglalja az alacsony frekvenciájú ultrahanghullámok folyékony vagy szuszpenziós közegre történő alkalmazását, ami számos kedvező hatást gyakorol az anyag tulajdonságaira és a feldolgozási jellemzőkre. A kutatók és az ipari szakemberek egyre inkább felismerték az ultrahang potenciálját az építőanyagok teljesítményének, hatékonyságának és fenntarthatóságának javítására. Ez a bevezetés áttekintést nyújt a teljesítmény ultrahang alkalmazásáról és előnyeiről az építési és építőanyagok gyártásában.
- Cement: Az ultrahangos kezelés fokozhatja a cementkötésű anyagok hidratációs kinetikáját a klinkerfázisok feloldódásának elősegítésével és a hidratációs termékek képződésének felgyorsításával. Ez rövidebb kikeményedési időt, jobb korai szilárdsági fejlődést és a betonszerkezetek tartósságának javulását eredményezi. Ezenkívül az ultrahang megkönnyítheti az adalékanyagok és a kiegészítő cementkötésű anyagok, például pernye és salak diszperzióját, ami fenntarthatóbb és környezetbarátabb cementösszetételhez vezet.
További információ ultrahanggal gyorsított beállítás és a beton korai szilárdsági fejlesztése! - Beton: Az ultrahangos keverési és kikeményedési technikák javíthatják a betonkeverékek megmunkálhatóságát, szilárdságát és tartósságát. Az ultrahangos kezelés elősegíti az aggregátumok és a megerősítő szálak diszperzióját, csökkenti a levegő üregek és hibák jelenlétét, és fokozza a cementkötést mátrix és aggregátumok. Ez nagyobb nyomószilárdságú betont eredményez, fokozott repedésállóságot és degradációt, valamint jobb hosszú távú teljesítményt különböző környezeti feltételek mellett.
Tudjon meg többet az ultrahangos kezelés jótékony hatásairól a cement hidratálására! - Geopolimerek: Az ultrahangos feldolgozás döntő szerepet játszik a geopolimerek szintézisében és kikeményedésében, amelyek környezetbarát alternatívái a hagyományos cementalapú anyagoknak. A szonikálás elősegíti az alumínium-szilikát prekurzorok feloldódását, felgyorsítja a szilikát fajok polimerizációját, és fokozza a reagensek homogenizálását, ami a geopolimer termékek gyorsabb kikeményedéséhez és kiváló mechanikai tulajdonságaihoz vezet. Ezenkívül az ultrahang javíthatja a geopolimer szuszpenziók reológiai tulajdonságait és megmunkálhatóságát, lehetővé téve összetett formák és szerkezetek előállítását.
- Egyéb építőanyagok: A teljesítmény ultrahang sokféle alkalmazást kínál különböző építőanyagok, köztük habarcs, habarcs, vakolat és szigetelő termékek gyártásában. A szonikálás javíthatja az adalékanyagok diszperzióját, töltőanyagok, és erősítőszerek, optimalizálhatja az anyagok mikroszerkezetét és porozitását, és javíthatja termikus és mechanikai tulajdonságaikat. Különösen akkor, ha a nanoanyagok egységes beépítéséről van szó, az ultrahangos diszpergálás és a geagglomeráció hozzájárul az építőanyagok minőségéhez és teljesítményéhez az építészeti és infrastrukturális alkalmazásokban.
Tudjon meg többet a nanoanyagok kiváló diszperziójáról szonikálással!
Nagy teljesítményű szonikátorok geoppolimer gyártáshoz
A Hielscher szonikátorok intenzív akusztikus kavitációt képesek előállítani, ami mikroszkopikus buborékok kialakulásához és összeomlásához vezet a folyékony közegben. Ez a folyamat a geopolimer prekurzor anyagok rendkívül hatékony keverését és homogenizálását eredményezi, biztosítva a reagensek egyenletes eloszlását és javítva a végtermék minőségét. Hielscher Ultrasonics ipari ultrahangos processzorok képesek szállítani nagyon nagy amplitúdó. Akár 200 μm-es amplitúdók is könnyedén működtethetők folyamatosan 24/7 üzemben. Az ultrahangos áramlási cellával történő folyamatos feldolgozás lehetővé teszi nagy mennyiségek ultrahangos kezelését pontosan ellenőrzött körülmények között, garantálva a folyamatosan magas színvonalú geopolimerizációt.
Ultrahangos diszpergálók geopolimer szintézishez bármilyen méretben: A Hielscher számos ultrahangos berendezést kínál, különböző teljesítménykapacitással és feldolgozási mennyiséggel, lehetővé téve a méretezhetőséget és testreszabást a geopolimer gyártási folyamatok sajátos követelményeinek megfelelően. Legyen szó laboratóriumi méretű kísérletekről tételekben vagy ipari méretű inline gyártásról, a Hielscher szonikátorok adaptálhatók a különböző alkalmazások igényeinek kielégítésére.
Az ultrahangos feldolgozás erősségei – beleértve a fokozott homogenizálást, a gyorsított reakciókinetikát, a szemcseméret csökkentését, a jobb mechanikai tulajdonságokat és a skálázhatóságot – hogy a Hielscher hatékony technika a geopolimer szintézis optimalizálására és a fenntartható építőanyagok fejlesztésének előmozdítására. A geopolimer gyártás erős előnyeit kínálva a Hielscher szonikátorok a geopolimer termelés élvonalába kerülnek.
Sonicator UIP16000 építőanyagok, például geopolimerek vagy cementkötésű anyagok diszpergálására.
- nagy hatékonyság
- A legkorszerűbb technológia
- megbízhatóság & Erőteljesség
- állítható, precíz folyamatvezérlés
- halom & Inline
- bármely kötethez
- intelligens szoftver
- intelligens funkciók (pl. programozható, adatprotokoll, távirányító)
- könnyen és biztonságosan kezelhető
- Alacsony karbantartási igény
- CIP (helyben tisztítható)
Tervezés, gyártás és tanácsadás – Németországban gyártott minőség
A Hielscher ultrahangos készülékek jól ismertek a legmagasabb minőségi és tervezési szabványokról. A robusztusság és a könnyű kezelhetőség lehetővé teszi ultrahangos készülékeink zökkenőmentes integrálását ipari létesítményekbe. A durva körülmények és az igényes környezetek könnyen kezelhetők Hielscher ultrasonicators.
Hielscher Ultrasonics egy ISO tanúsítvánnyal rendelkező cég, és különös hangsúlyt fektet a nagy teljesítményű ultrasonicatorokra, amelyek a legmodernebb technológiát és felhasználóbarátságot mutatják. Természetesen a Hielscher ultrasonicators CE-kompatibilis és megfelel az UL, CSA és RoHs követelményeinek.
Az alábbi táblázat jelzi ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitását:
| Kötegelt mennyiség | Áramlási sebesség | Ajánlott eszközök |
|---|---|---|
| 10 és 2000 ml között | 20–400 ml/perc | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1-től 20L-ig | 0.2-től 4 liter/percig | UIP2000hdT |
| 10–100 liter | 2–10 l/perc | UIP4000hdt |
| 15–150 liter | 3–15 l/perc | UIP6000hdT |
| n.a. | 10–100 l/perc | UIP16000 |
| n.a. | Nagyobb | klaszter UIP16000 |
Kapcsolat!? Kérdezzen tőlünk!
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat gyárt keverési alkalmazásokhoz, diszperzióhoz, emulgeáláshoz és extrakcióhoz laboratóriumi, kísérleti és ipari méretekben.
Irodalom? Hivatkozások
- Feng, D.; Tan, H.; van Deventer, J.S.J. )2004): Ultrasound enhanced geopolymerisation. Journal of Materials Science 39, 2004. 571–580.
- 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.
- Szelag M. (2017): Mechano-Physical Properties and Microstructure of Carbon Nanotube Reinforced Cement Paste after Thermal Load. Nanomaterials 7(9), 2017. 267.
- Peters, S.; Kraus, M.; Rößler, Christiane; Ludwig, H.-M. (2011): Workability of cement suspensions Using power ultrasound to improve cement suspension workability. Betonwerk und Fertigteil-Technik/Concrete Plant and Precast Technology. 77, 2011. 26-33.
- M.G. Hamed, A.M. El-Kamash & A. A. El-Sayed (2023): Selective removal of lead using nanostructured chitosan ion-imprinted polymer grafted with sodium styrene sulphonate and acrylic acid from aqueous solution. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 103:17, 5465-5482.
Tények, amelyeket érdemes tudni
Mik azok a geopolimerek és mire használják őket?
A geopolimerek szervetlen polimerek vagy alumínium-szilikát anyagok, amelyeket jellemzően alumínium-szilikát prekurzorok, például pernye, salak, metakaolin vagy természetes anyagok, például vulkáni hamu lúgos aktiválásával szintetizálnak. Alumínium és szilícium-oxidok polimer hálózatán keresztül keletkeznek, az alkáli aktivátor döntő szerepet játszik a geopolimerizációs reakció elindításában.
Ezek az anyagok környezetbarát tulajdonságaik és kiváló mérnöki teljesítményük miatt a hagyományos portlandcement alapú beton fenntartható alternatívájaként kerültek a figyelem középpontjába.
A geopolimereket különböző alkalmazásokban használják, többek között:
geopolimerek – A beton zöld alternatívája
A geopolimerek számos környezetbarát tulajdonságuk miatt zöld alternatívát kínálnak a hagyományos betonnal szemben. A geopolimer, mint építőanyag fő előnyei az építőiparban a csökkentett szén-dioxid-kibocsátás, az ipari melléktermékek felhasználása, az energia és a víz megőrzése, valamint újrahasznosíthatósága és tartóssága. Mivel a környezetvédelmi kérdésekkel kapcsolatos tudatosság világszerte növekszik, a geopolimereket egyre inkább életképes megoldásként ismerik el az építőanyagok környezeti lábnyomának csökkentésére. A szonikálás rendkívül hatékony keverési technika, amely lehetővé teszi nagy teljesítményű geolpolimerek gazdaságos előállítását nagy mennyiségben.
- Csökkentett szénlábnyom: A geopolimerek jellemzően alacsonyabb szénlábnyommal rendelkeznek, mint a hagyományos portlandcement alapú beton. A portlandcement előállítása magas hőmérsékletű kemencefolyamatokat foglal magában, amelyek jelentős mennyiségű szén-dioxidot (CO2) bocsátanak ki. Ezzel szemben a geopolimerek sokkal alacsonyabb hőmérsékleten, néha szobahőmérsékleten szintetizálhatók, ami csökkenti az energiafogyasztást és a CO2-kibocsátást a gyártás során.
- Ipari melléktermékek hasznosítása: A geopolimerek gyakran használnak ipari melléktermékeket, például pernyét, salakot és metakaolint prekurzorként. Ezeket az anyagokat gyakran más iparágakból származó hulladéktermékeknek tekintik, és egyébként ártalmatlanításra szorulnának, hozzájárulva a környezeti terhekhez. Ezeknek a melléktermékeknek a geopolimerekbe történő beépítésével nemcsak a hulladéklerakókból térítik el őket, hanem csökkentik az érintetlen nyersanyagok iránti keresletet is, tovább csökkentve a környezeti hatást.
- Alacsonyabb energiafogyasztás: A geopolimerek előállítása jellemzően alacsonyabb energiabevitelt igényel, mint a portlandcement. A geopolimerizációs folyamatok alacsonyabb hőmérsékleten is előfordulhatnak, és nem feltétlenül igénylik a cementgyártáshoz szükséges kiterjedt kalcinálási folyamatot. Ez csökkenti az energiafogyasztást és a kapcsolódó üvegházhatásúgáz-kibocsátást.
- Tartósság és hosszú élettartam: A geopolimerek kiváló tartóssági tulajdonságokkal rendelkezhetnek, beleértve a nagy nyomószilárdságot, az alacsony permeabilitást és a kémiai korrózióval szembeni ellenállást. Ennek eredményeként a geopolimerekből készült szerkezetek élettartamuk során kevesebb karbantartást és javítást igényelhetnek a hagyományos betonhoz képest. Ez a hosszú élettartam csökkenti a gyakori újjáépítés vagy csere szükségességét, ezáltal megőrzi az erőforrásokat és csökkenti az általános környezeti hatást.
- Csökkentett vízfelhasználás: A geopolimer előállítása jellemzően kevesebb vizet igényel, mint a hagyományos beton. A geopolimerek keverési folyamata gyakran minimális víztartalommal jár, ami alacsonyabb vízfogyasztáshoz és a vízkészletek kisebb terheléséhez vezet.
- Újrahasznosíthatóság és újrafelhasználhatóság: A geopolimer anyagok gyakran újrahasznosíthatók vagy újra felhasználhatók élettartamuk végén. A hagyományos betonnal ellentétben, amely jelentős energiaigényes feldolgozást igényelhet az újrahasznosításhoz vagy ártalmatlanításhoz, a geopolimerek lebonthatók és újrafelhasználhatók alacsonyabb környezeti hatással.
Hielscher Ultrasonics gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok labor hoz ipari méret.