Ultrasonik pencampuran pasta semen menawarkan manfaat yang besar untuk precast molding, drycast dan concret plants. Ini termasuk: shorter initial dan final set time, dosis lebih rendah untuk superplasticizer, lebih cepat dan hidrasi yang ebih lengkap serta kekuatan kompresi yang lebih tinggi.

Pencampuran beton dengan teknologi tradisional, seperti “campuran untuk jalan” atau mixer putar memberikan tindakan pencampuran yang tidak memadai untuk membubarkan aglomerat partikel semen dan bahan semen lainnya, seperti fly ash atau silika. Sementara partikel luar dari aglomerat tersebut terkena air, permukaan partikel dalam tetap kering. Ini menghasilkan hidrasi yang lambat dan tidak lengkap.

Manfaat Teknologi Pencampuran Ultrasonik untuk Beton

Dispersing ultrasonik adalah teknologi paling canggih untuk deagglomerate dan membubarkan bahan berukuran mikron dan ukuran nano dalam cairan. Pencampuran ultrasonik menggunakan gaya geser kavitasi yang lebih efektif dalam pencampuran bahan ukuran halus daripada mixer rotary konvensional dan mixer rotor-stator. Untuk semen, silika, fly ash, pigmen atau CNT, kinerja bahan-bahan ini meningkat secara signifikan dengan penyebaran ultrasonik, karena meningkatkan distribusi partikel dan kontak dengan air.
Selama hidrasi – reaksi semen dengan air – C‑S‑H‑phases membentuk struktur acicular. (yang berbentuk jarum). Gambar di bawah ini menunjukkan mikrostruktur di pasta semen setelah hidrasi 5 jam. Setelah semen di ultrasonikasi, fasa C‑S‑H‑hampir 500nm panjangnya, sedangkan saat belum disonikasi, fasa C‑S‑H‑ hanya di kisaran 100 nm saja.
 

Mikro pasta semen setelah 5jam waktu hidrasi

dengan pengolahan ultrasonik	tanpa pengolahan ultrasonik
Pasta semen Portland (CEM I42.5R), C. Rössler (2009) – Universitas Bauhaus Weimar

 
Pencampuran kavitasi ultrasonik menyebabkan pertumbuhan fase CSH yang lebih cepat.

 
Suhu hidrasi

Pengaruh kekuatan ultrasonikasi (PUS - Power Ultrasonikasi) pada saat suhu kurva dari pasta semen

 
Kekuatan compressional

 
Kecepatan Pulse USG

Pengaruh kekuatan ultrasonication (PUS - Power Ultrasonikasi) pada kecepatan ultrasonik pulse dari pada hydrating pasta semen

Pertumbuhan C‑S‑H-fase berkorelasi suhu di paste semen selama periode hidrasi (klik pada grafik yang tepat). Dalam ultrasonikasi pasta semen tercampur, hidrasi dimulai sekitar satu jam sebelumnya. Sebelumnya hidrasi berkorelasi dengan peningkatan sebelumnya compressional kekuatan (klik kanan grafis). Kecepatan peningkatan hidrasi jupa dapat diukur dengan kecepatan pulsa USG.

Khususnya untuk precast dan beton drycast, ini mengarah ke waktu yang lebih singkat sampai cor beton dapat diambil dari cetakan. Studi oleh Universitas Bauhaus (Jerman) menunjukkan pengurangan waktu yang ditetapkan berikut.

Manfaat lain yang menarik dari pencampuran ultrasonik adalah pengaruh pada fluiditas. Seperti yang ditunjukkan dalam tabel di atas, slump meningkatkan sekitar 30%. Hal ini memungkinkan untuk mengurangi dosis superplasticizer.
 

Proses Integrasi Mixer Ultrasonik ke dalam Produksi Semen

Hielscher menawarkan mixer ultrasonik untuk penyebaran semen, silika, fly ash, pigmen atau CNT yang efektif. Pertama, setiap bahan kering harus dicampur dengan air untuk membentuk konsentrasi tinggi – pasta yang belum bisa dipompa. Mixer ultrasonik Hielscher, deagglomerates dan menyebarkan partikel menggunakan geser kavitasi. Akibatnya, seluruh permukaan setiap partikel sepenuhnya terkena air.

Pengolahan Pasta Semen dengan Ultrasonik

Dalam kasus pasta semen, hidrasi dimulai setelah pemrosesan ultrasonik. Oleh karena itu, mixer ultrasonik Hielscher harus digunakan inline, karena pasta semen tidak dapat disimpan untuk waktu yang lama. Gambar skematik di bawah ini menggambarkan prosesnya. Pada langkah berikutnya, agregat, seperti pasir atau kerikil ditambahkan dan dicampur dengan pasta semen. Karena partikel semen sudah tersebar dengan baik pada tahap itu, pasta semen menyatu dengan baik dengan agregat. Beton kemudian siap diisi ke dalam cetakan pracetak atau untuk transportasi. Tangki pecah di sebelah mixer ultrasonik dapat digunakan untuk memproses lebih terus menerus jika terjadi permintaan beton yang tidak stabil.

Ultrasonik Dispersing silika, Fly Ash dan Nanomaterials

Penyebaran silika, fly ash, pigmen atau nanomaterial lainnya, seperti nanotube karbon, membutuhkan intensitas pemrosesan dan tingkat energi lainnya. Untuk alasan ini kami merekomendasikan mixer ultrasonik terpisah untuk menghasilkan bubur / pasta yang tersebar dengan baik yang kemudian ditambahkan ke campuran beton. Silakan klik pada grafik di atas untuk gambar skematik dari proses ini.

Peralatan pencampuran ultrasonik yang diperlukan untuk peningkatan skala dapat ditentukan dengan tepat berdasarkan tes skala pilot menggunakan UIP1000hd set (1.000 watt). Tabel di bawah menunjukkan rekomendasi umum perangkat, tergantung pada tingkat volume atau aliran batch semen pasta untuk diproses.