Ուլտրաձայնային արագացված գիպսի բյուրեղացում
- Ուլտրաձայնային խառնումը և ցրումը արագացնում են գիպսի բյուրեղացումը և ամրացման ռեակցիան (CaSO4¥2H2Օ).
- Գիպսե ցեխի վրա ուժային ուլտրաձայնային սարքերի կիրառումը արագացնում է բյուրեղացումը՝ դրանով իսկ նվազեցնելով ամրացման ժամանակը:
- Բացի ավելի արագ ամրացումից, արտադրված պատի տախտակները ցուցադրում են նվազեցված խտություն:
- Ամրապնդող նանո նյութերի (օրինակ՝ CNTs, nano-մանրաթելեր կամ սիլիցիում) գիպսի մեջ ուլտրաձայնային ցրումը հանգեցնում է բարձր մեխանիկական ուժի և ցածր ծակոտկենության:
Ուլտրաձայնային սարք՝ բարելավված գիպսի արտադրության համար
Կալցիումի սուլֆատի կիսահիդրատի և ջրի ամրացման ռեակցիան սկսելու համար կալցիումի սուլֆատի կիսահիդրատը պետք է հավասարապես ցրվի ջրի մեջ, որպեսզի ստացվի համասեռ լուծույթ: Ուլտրաձայնային ցրումը ապահովում է, որ մասնիկները լիովին թրջվեն, որպեսզի ձեռք բերվի ամբողջական կիսահիդրատային խոնավացում: Գիպսե ցեխի ուլտրաձայնային խառնուրդը արագացնում է ամրացման ժամանակը արագացված բյուրեղացման պատճառով:
Լրացուցիչ բաղադրիչները, ինչպիսիք են արագացուցիչները և ամրապնդող նանո նյութերը, նույնպես կարող են շատ հավասարապես խառնվել գիպսի ցեխի մեջ:
Ուլտրաձայնային ցրման աշխատանքային սկզբունքը
Երբ բարձր հզորության ուլտրաձայնը միացվում է հեղուկի կամ ցեխի մեջ, տեղի է ունենում ուլտրաձայնային ձևով առաջացած կավիտացիա: ուլտրաձայնային կավիտացիա ստեղծում է տեղական ծայրահեղ պայմաններ, ներառյալ բարձր ճեղքման ուժերը, հեղուկի շիթերը, միկրո տուրբուլենտները, բարձր ջերմաստիճանները, տաքացման և հովացման արագությունները, ինչպես նաև բարձր ճնշումները: Այդ կավիտացիոն ճեղքող ուժերը հաղթահարում են մոլեկուլների միջև կապող ուժերը, որպեսզի դրանք ապաագլոմերացված լինեն և ցրվեն որպես առանձին մասնիկներ: Ավելին, մասնիկները արագանում են կավիտացիոն հեղուկի շիթերով, այնպես որ նրանք բախվում են միմյանց և դրանով իսկ քայքայվում են մինչև նանո կամ նույնիսկ հիմնական մասնիկների չափը: Այս երեւույթը հայտնի է որպես ուլտրաձայնային թաց ֆրեզերային.
Հզոր ուլտրաձայնը լուծույթում ստեղծում է միջուկային տեղամասեր, այնպես որ արագացված բյուրեղացում է ձեռք բերվում:
Սեղմեք այստեղ՝ սոնո-բյուրեղացման մասին ավելին իմանալու համար – ուլտրաձայնային օգնությամբ բյուրեղացում:
արդյունաբերական ուլտրաձայնային դիսպերսեր
Հավելումների ուլտրաձայնային ցրում
Բազմաթիվ քիմիական պրոցեսներում ձայնային լուծույթն օգտագործվում է այնպիսի հավելումներ խառնելու համար, ինչպիսիք են դանդաղեցնող նյութերը (օրինակ՝ սպիտակուցներ, օրգանական թթուներ), մածուցիկության մոդիֆիկատորները (օրինակ՝ սուպերպլաստիկացնողները), հակաայրվող նյութերը, բորային թթուն, ջրի դիմացկուն քիմիական նյութերը (օրինակ՝ պոլիսիլոքսաններ, մոմ էմուլսիաներ), ապակե մանրաթելեր, հրակայունության ուժեղացուցիչներ (օրինակ՝ վերմիկուլիտ, կավ և/կամ գոլորշիացված սիլիցիում), պոլիմերային միացություններ (օրինակ՝ PVA, PVOH) և այլ սովորական հավելումներ՝ գիպսի, ամրացման տիպի միացությունների և գիպսցեմենտի ձևավորումը բարելավելու համար: նվազեցնել դրա ամրացման ժամանակը:
Կտտացրեք այստեղ հավելումների ուլտրաձայնային խառնուրդի և խառնուրդի մասին ավելին իմանալու համար:
Արդյունաբերական ուլտրաձայնային համակարգեր
Hielscher Ultrasonics-ը բարձր հզորության ուլտրաձայնային համակարգերի ձեր լավագույն մատակարարն է նստարանային և արդյունաբերական ծրագրերի համար: Hielscher-ն առաջարկում է հզոր և ամուր արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորներ: Մեր UIP16000 (16 կՎտ) ամենահզոր ուլտրաձայնային պրոցեսորն է ամբողջ աշխարհում: Այս 16 կՎտ հզորությամբ ուլտրաձայնային համակարգը հեշտությամբ մշակում է նույնիսկ բարձր մածուցիկ լուծույթների մեծ ծավալներ (մինչև 10,000 cp): Մինչև 200 մկմ բարձր ամպլիտուդները (ըստ ցանկության և ավելի բարձր) ապահովում են նյութի պատշաճ մշակումը, որպեսզի ապահովվի ցրման, ապաագլոմերացիայի և ֆրեզման ցանկալի մակարդակ: Այս ինտենսիվ sonication-ը արտադրում է նանո-մասնիկավոր լուծույթներ արագ ամրացման և բարձրակարգ գիպսից պատրաստված արտադրանքների համար:
Hielscher-ի ուլտրաձայնային սարքավորումների ամրությունը թույլ է տալիս 24/7 աշխատել ծանր պարտականությունների ժամանակ և պահանջկոտ միջավայրերում:
Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորությունը.
| Խմբաքանակի ծավալը | Հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 10-ից 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / րոպե | UP200Ht, UP400 Փ |
| 0.1-ից 20լ | 0.2-ից 4լ/րոպե | UIP2000hdT |
| 10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000 |
| ԱԺ | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000 |
| ԱԺ | ավելի մեծ | կլաստերի UIP16000 |
Ուլտրաձայնային մշակման մեր երկարամյա փորձը օգնում է մեզ խորհրդակցել մեր հաճախորդների հետ՝ սկսած առաջին տեխնիկատնտեսական հիմնավորումներից մինչև գործընթացի իրականացումը արդյունաբերական մասշտաբով:
Գրականություն/Հղումներ
- Պետերս, Ս. Շտոկիգտը, Մ. Ռոսլերը, Չ. (2009): Ուլտրաձայնային հզորության ազդեցությունը պորտլանդ ցեմենտի մածուկների հեղուկության և ամրացման վրա; ժամը՝ Շինանյութերի 17-րդ միջազգային կոնֆերանս, 2009թ. սեպտեմբերի 23-26, Վայմար:
- Ռոսլերը, Չ. (2009): Einfluss von Power-Ultraschall auf das Fließ- und Erstarrungsverhalten von Zementssuspensionen; in: Tagungsband der 17. Internationalen Baustofftagung ibausil, Hrsg. Finger-Institut für Baustoffkunde, Bauhaus-Universität Weimar, S. 1 – 0259 – 1 – 0264:
- Ժոնգբիաո, Մարդ; Չեն, Յուեհույ; Յանգ, Միաո (2012): Կալցիումի սուլֆատի բեղի/բնական ռետինե կոմպոզիտների պատրաստում և հատկություններ: Ընդլայնված նյութերի հետազոտություն հ. 549, 2012. 597-600.
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
Գիպսե տախտակի արտադրություն
Գիպսաստվարաթղթի արտադրության գործընթացում կալցինացված գիպսի ջրային փոշին – այսպես կոչված կալցիումի սուլֆատի կիսահիդրատ – փռված է վերին և ստորին թղթի թերթիկների միջև: Դրանով ստեղծված արտադրանքը պետք է շարունակաբար տեղափոխվի կոնվեյերային ժապավենի վրա, մինչև որ ցեխը ամրանա: Այնուհետև թերթիկը չորանում է, մինչև գիպսաստվարաթղթի ավելցուկային ջուրը գոլորշիանա: Գիպսաստվարաթղթի արտադրության ժամանակ հայտնի է, որ ցեխի մեջ տարբեր նյութեր են ավելացնում՝ արտադրության գործընթացը կամ հենց տախտակը բարելավելու համար: Օրինակ, սովորական է ցեխի քաշը թեթևացնել՝ փրփրացնող նյութեր ներառելով՝ ապահովելու օդափոխության աստիճան, որը նվազեցնում է պատի վերջնական սալիկի խտությունը:
կալցիումի սուլֆատ
Կալցիումի սուլֆատը (կամ կալցիումի սուլֆատը) անօրգանական միացություն է CaSO բանաձևով4 և հարակից հիդրատներ: γ-անհիդրիտի անջուր ձեւով այն օգտագործվում է որպես ընդհանուր նշանակության չորացուցիչ։ CaSO-ի հատուկ հիդրատ4 հայտնի է որպես Փարիզի գիպս։ Մեկ այլ կարևոր հիդրատ է գիպսը, որը բնականաբար հանդիպում է որպես հանքանյութ: Հատկապես գիպսը լայնորեն օգտագործվում է արդյունաբերական կիրառություններում, օրինակ՝ որպես շինանյութ, լցոնիչ, պոլիմերներում և այլն: CaSO-ի բոլոր ձևերը4 ի հայտ են գալիս որպես սպիտակ պինդ նյութեր և հազիվ են լուծվում ջրում։ Կալցիումի սուլֆատը ջրի մեջ մշտական կարծրություն է առաջացնում:
Անօրգանական միացություն CaSO4 տեղի է ունենում խոնավացման երեք մակարդակներում.
- անջուր վիճակ (հանքային անվանումը. “անհիդրիտ”) CaSO բանաձևով4.
- դիհիդրատ (հանքային անվանումը. “գիպս”) CaSO բանաձևով4(Հ2Օ)2.
- հեմիհիդրատ CaSO բանաձևով4(Հ22O) 0.5. Հատուկ հեմիհիդրատները կարելի է առանձնացնել որպես ալֆա-հեմիհիդրատ և բետա-հեմիհիդրատ:
Խոնավության և ջրազրկման ռեակցիաներ
Երբ ջերմություն է կիրառվում, գիպսը վերածվում է մասամբ ջրազրկված հանքանյութի – այսպես կոչված կալցիումի սուլֆատի կիսահիդրատ, կալցինացված գիպս կամ Փարիզի գիպս: Կալցինացված գիպսն ունի CaSO բանաձեւը4· (nH2O), որտեղ 0,5 ≤ n ≤ 0,8: Ջերմաստիճանը 100°C-ից մինչև 150°C (212°F – 302°F) անհրաժեշտ է ջուրը հեռացնելու համար, որը կապված է իր կառուցվածքում: Ջեռուցման ճշգրիտ ջերմաստիճանը և ժամանակը կախված են շրջակա միջավայրի խոնավությունից: Արդյունաբերական կալցինացման համար կիրառվում են մինչև 170°C (338°F) ջերմաստիճան: Սակայն այս ջերմաստիճաններում սկսվում է γ-անհիդրիտի առաջացումը։ Ջերմային էներգիան, որը մատակարարվում է գիպսին այս պահին (խոնավացման ջերմությունը) հակված է դուրս մղելու ջուրը (որպես ջրային գոլորշի), այլ ոչ թե մեծացնում է հանքանյութի ջերմաստիճանը, որը դանդաղ է բարձրանում մինչև ջուրը վերանա, այնուհետև ավելի արագ է ավելանում։ . Մասնակի ջրազրկման հավասարումը հետևյալն է.
Այս ռեակցիայի էնդոթերմիկ հատկությունը կապված է գիպսաստվարաթղթե պատի աշխատանքի հետ՝ հրդեհային դիմադրություն հաղորդելով բնակելի և այլ կառույցներին: Հրդեհի ժամանակ գիպսից ետևում գտնվող կառույցը կմնա համեմատաբար սառը, քանի որ ջուրը կորչում է գիպսից, այդպիսով կանխելով և հետաձգելով շրջանակի վնասումը (փայտի անդամների այրման կամ բարձր ջերմաստիճանի դեպքում պողպատի ամրության կորստի միջոցով) և, հետևաբար, կառուցվածքը: փլուզում. Ավելի բարձր ջերմաստիճանի դեպքում կալցիումի սուլֆատը թողարկում է թթվածին և դրանով իսկ հանդես է գալիս որպես օքսիդացնող նյութ: Այս նյութի բնութագիրը օգտագործվում է ալյումինոթերմիայում: Ի տարբերություն օգտակար հանածոների մեծամասնության, որոնք ջրազրկվելիս պարզապես ձևավորում են հեղուկ կամ կիսահեղուկ մածուկներ կամ մնում են փոշի, կալցինացված գիպսն ունի անսովոր հատկություն։ Շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանում ջրի հետ խառնվելիս այն քիմիապես վերադառնում է նախընտրելի դիհիդրատ ձևի, մինչդեռ ֆիզիկապես “կարգավորումը” կոշտ և համեմատաբար ամուր գիպսային բյուրեղյա ցանցի մեջ, ինչպես ցույց է տրված ստորև բերված հավասարման մեջ.
Այս էկզոտերմիկ ռեակցիան այնքան հեշտ է դարձնում գիպսը տարբեր ձևերի ձուլումը, ներառյալ գիպսաստվարաթղթե պատերի թիթեղները, գրատախտակի կավիճի ձողերը և կաղապարները (օրինակ՝ կոտրված ոսկորները անշարժացնելու համար կամ մետաղական ձուլվածքների համար): Պոլիմերների հետ խառնված այն օգտագործվել է որպես ոսկրերի վերականգնման ցեմենտ:
Երբ տաքացվում է մինչև 180°C, ձևավորվում է գրեթե ջրազուրկ, այսպես կոչված γ-անհիդրիտ (CaSO):4·nH2O որտեղ ձևավորվում է n = 0-ից 0,05): γ-Անհիդրիտը միայն դանդաղ է արձագանքում ջրի հետ՝ վերադառնալով երկհիդրատ վիճակի, ուստի այն լայնորեն օգտագործվում է որպես առևտրային չորացուցիչ: 250°C-ից բարձր տաքացնելիս առաջանում է β-անհիդրիտի լրիվ անջուր ձևը։ β-անհիդրիտը չի փոխազդում ջրի հետ, նույնիսկ երկրաբանական ժամանակի ընթացքում, եթե շատ մանրացված չէ:
գիպս
Սվաղը շինանյութ է, որն օգտագործվում է որպես պաշտպանիչ և/կամ դեկորատիվ ծածկույթ պատերի, առաստաղների և շինությունների դեկորատիվ տարրեր կաղապարելու և ձուլելու և ձուլելու համար:
Սվաղը գիպսագործություն է, որն օգտագործվում է ռելիեֆային զարդեր պատրաստելու համար։
Սվաղի ամենատարածված տեսակները ձևավորվում են կամ գիպսից, կրաքարից կամ ցեմենտից՝ որպես հիմնական բաղադրիչ: Սվաղը արտադրվում է որպես չոր փոշի (գիպսի փոշի)։ Երբ փոշին խառնվում է ջրի հետ, ստացվում է թունդ, բայց աշխատունակ մածուկ։ Ջրի հետ էկզոտերմիկ ռեակցիան բյուրեղացման գործընթացի միջոցով ջերմություն է արձակում, այնուհետև հիդրատացված գիպսը կարծրանում է:
գիպսային սվաղ
Գիպսե սվաղը կամ Փարիզի սվաղը արտադրվում է գիպսի ջերմային մշակմամբ (մոտ 300°F / 150°C).
CaSO4· 2Հ2O + ջերմություն → CaSO4· 0,5 ժ2O + 1.5H2O (թողարկվում է որպես գոլորշու):
Գիպսը կարող է կրկին ձևավորվել չոր փոշին ջրի հետ խառնելով: Չփոփոխված գիպսի ամրացումը սկսելու համար չոր փոշին խառնվում է ջրի հետ: Հետո մոտ. 10 րոպեից կարգավորվող ռեակցիան սկսվում է և ավարտվում է մոտ. 45 րոպե. Այնուամենայնիվ, գիպսի ամբողջական ամրացումը հասնում է մոտ. 72 ժամ. Եթե գիպսը կամ գիպսը տաքացվում են 266°F / 130°C-ից բարձր, առաջանում է կիսահիդրատ: Հեմիհիդրատի փոշին կարող է նաև վերածվել գիպսի, երբ ցրվում է ջրի մեջ: