Sonikasi Geopolimerisasi yang Ditingkatkan
Geopolimer menghadirkan alternatif yang menjanjikan untuk bahan berbasis semen tradisional, menawarkan keunggulan lingkungan, mekanik, dan daya tahan. Dispersi ultrasonik adalah teknik yang sangat efisien untuk menghasilkan geopolimer dengan karakteristik material yang sangat baik. Sonikasi mewakili metode pencampuran yang sangat efisien yang memungkinkan produksi ekonomis geopolimer berkinerja tinggi dalam jumlah besar.
Geopolimerisasi yang Ditingkatkan dengan Power Ultrasound
Geopolimerisasi memerlukan pencampuran yang cermat dan kuat untuk memastikan kontak optimal di antara komponen-komponennya, memfasilitasi polimerisasi lengkap. Penerapan ultrasound daya menginduksi gaya geser yang kuat, sehingga mendorong pencampuran dan homogenisasi yang diperlukan, sekaligus memasok energi yang kondusif untuk geopolimerisasi yang cepat dan menyeluruh. Ultrasound daya telah meningkatkan kinetika geopolimerisasi dengan mempromosikan dispersi reaktan yang lebih baik dan memfasilitasi pemecahan aglomerat, yang mengarah pada peningkatan laju reaksi dan kualitas produk.
MultiSonoReactor dengan daya ultrasound 16kW untuk geopolimerisasi inline pada skala produksi
Pencampuran dan dispersi ultrasonik dapat mempromosikan geopolimerisasi melalui beberapa mekanisme:
Mekanisme yang diinduksi secara ultrasonik ini secara kolektif berkontribusi pada peningkatan kinetika geopolimerisasi dan pengembangan bahan geopolimer dengan sifat yang lebih baik.
Power-Ultrasound untuk Peningkatan Pembuatan Bahan Konstruksi
USG daya telah muncul sebagai teknologi yang andal untuk pembuatan bahan bangunan dan konstruksi, termasuk semen, beton, geopolimer, dan matrial penyempitan lainnya. Pemrosesan ultrasonik melibatkan penerapan gelombang ultrasound frekuensi rendah ke media cair atau bubur, yang mengarah pada berbagai efek menguntungkan pada sifat material dan karakteristik pemrosesan. Para peneliti dan profesional industri semakin mengenali potensi USG untuk meningkatkan kinerja, efisiensi, dan keberlanjutan bahan konstruksi. Pengantar ini memberikan gambaran umum tentang aplikasi dan keunggulan ultrasound daya dalam pembuatan bahan bangunan dan konstruksi.
- Semen: Perawatan ultrasonik dapat meningkatkan kinetika hidrasi bahan semen dengan mempromosikan pembubaran fase klinker dan mempercepat pembentukan produk hidrasi. Hal ini menghasilkan waktu pengawetan yang lebih singkat, pengembangan kekuatan awal yang lebih baik, dan peningkatan daya tahan struktur beton. Selain itu, ultrasound dapat memfasilitasi dispersi aditif dan bahan semen tambahan, seperti fly ash dan terak, yang mengarah pada komposisi semen yang lebih berkelanjutan dan ramah lingkungan.
Baca lebih lanjut tentang pengaturan yang dipercepat secara ultrasonik dan pengembangan kekuatan awal beton! - Beton: Teknik pencampuran dan pengawetan ultrasonik dapat meningkatkan kemampuan kerja, kekuatan, dan daya tahan campuran beton. Sonikasi mempromosikan dispersi agregat dan serat penguat, mengurangi adanya rongga udara dan cacat, dan meningkatkan ikatan antara matriks semen dan agregat. Hal ini menghasilkan beton dengan kekuatan tekan yang lebih tinggi, peningkatan ketahanan terhadap retak dan degradasi, dan peningkatan kinerja jangka panjang dalam berbagai kondisi lingkungan.
Pelajari lebih lanjut tentang efek menguntungkan dari sonikasi pada hidrasi dalam semen! - Geopolimer: Pemrosesan ultrasonik memainkan peran penting dalam sintesis dan pengawetan geopolimer, yang merupakan alternatif ramah lingkungan untuk bahan berbasis semen tradisional. Sonikasi mempromosikan pembubaran prekursor aluminosilikat, mempercepat polimerisasi spesies silikat, dan meningkatkan homogenisasi reaktan, yang mengarah pada pengawetan yang lebih cepat dan sifat mekanik yang unggul dari produk geopolimer. Selain itu, ultrasound dapat meningkatkan sifat reologi dan kemampuan kerja bubur geopolimer, memungkinkan fabrikasi bentuk dan struktur yang kompleks.
- Bahan Konstruksi Lainnya: USG daya memiliki beragam aplikasi dalam pembuatan berbagai bahan konstruksi, termasuk mortar, nat, plester, dan produk isolasi. Sonikasi dapat meningkatkan dispersi aditif, pengisi, dan bahan penguat, mengoptimalkan struktur mikro dan porositas material, dan meningkatkan sifat termal dan mekaniknya. Terutama dalam hal penggabungan bahan nano yang seragam, dispersi ultrasonik dan geaglomerasi berkontribusi pada kualitas dan kinerja bahan konstruksi dalam aplikasi arsitektur dan infrastruktur.
Baca lebih lanjut tentang dispersi nanomaterial yang unggul menggunakan sonikasi!
Sonicator Kinerja Tinggi untuk Produksi Geoppolymer
Sonikator Hielscher mampu menghasilkan kavitasi akustik yang intens, yang mengarah pada pembentukan dan runtuhnya gelembung mikroskopis dalam media cair. Proses ini menghasilkan pencampuran dan homogenisasi bahan prekursor geopolimer yang sangat efisien, memastikan distribusi reaktan yang seragam dan meningkatkan kualitas produk akhir. Prosesor ultrasonik industri Hielscher Ultrasonics dapat memberikan amplitudo yang sangat tinggi. Amplitudo hingga 200μm dapat dengan mudah dijalankan terus menerus dalam operasi 24/7. Pemrosesan berkelanjutan menggunakan sel aliran ultrasonik memungkinkan untuk sonikasi volume besar dalam kondisi yang dikontrol dengan tepat menjamin geopolimerisasi berkualitas tinggi secara terus menerus.
Ultrasound-disperser untuk sintesis geopolimer pada skala apa pun: Hielscher menawarkan berbagai peralatan ultrasonik dengan berbagai kapasitas daya dan volume pemrosesan, memungkinkan skalabilitas dan penyesuaian sesuai dengan persyaratan spesifik proses manufaktur geopolimer. Baik itu eksperimen skala laboratorium dalam batch atau produksi inline skala industri, sonicator Hielscher dapat disesuaikan untuk memenuhi kebutuhan aplikasi yang berbeda.
Kekuatan pemrosesan ultrasonik – termasuk homogenisasi yang ditingkatkan, kinetika reaksi yang dipercepat, pengurangan ukuran partikel, peningkatan sifat mekanik, dan skalabilitas – menjadikan Hielscher teknik yang ampuh untuk mengoptimalkan sintesis geopolimer dan memajukan pengembangan bahan konstruksi berkelanjutan. Menawarkan keuntungan yang kuat untuk manufaktur geopolimer, sonikator Hielscher membawa Anda ke garis depan produksi geopolimer.
Sonicator UIP16000 untuk menyebarkan bahan konstruksi seperti geopolimer atau bahan semen.
- efisiensi yang sangat tinggi
- Teknologi canggih
- handal & sangat kuat
- kontrol proses yang dapat disesuaikan dan tepat
- Batch & inline
- untuk volume apa pun
- Perangkat Lunak Cerdas
- Fitur pintar (misalnya, dapat diprogram, protokol data, remote control)
- Mudah dan aman dioperasikan
- biaya pemeliharaan yang rendah
- CIP (bersihkan di tempat)
Desain, Manufaktur, dan Konsultasi – Kualitas Buatan Jerman
Ultrasonicators Hielscher terkenal dengan kualitas dan standar desainnya yang tertinggi. Ketahanan dan pengoperasian yang mudah memungkinkan integrasi ultrasonicator kami ke dalam fasilitas industri. Kondisi kasar dan lingkungan yang menuntut mudah ditangani oleh ultrasonicator Hielscher.
Hielscher Ultrasonics adalah perusahaan bersertifikat ISO dan memberikan penekanan khusus pada ultrasonicators berkinerja tinggi yang menampilkan teknologi canggih dan keramahan pengguna. Tentu saja, ultrasonicators Hielscher sesuai dengan CE dan memenuhi persyaratan UL, CSA dan RoHs.
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:
| Batch Volume | Flow Rate | Direkomendasikan perangkat |
|---|---|---|
| 10-2000mL | 20 hingga 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 hingga 20L | 0.2 sampai 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 sampai 100L | 2-10L/min | UIP4000hdT |
| 15 hingga 150L | 3 hingga 15L / mnt | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 sampai 100L/menit | UIP16000 |
| n.a. | kristal yang lebbig | cluster UIP16000 |
Hubungi Kami! / Tanya Kami!
Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizer ultrasonik berkinerja tinggi untuk aplikasi pencampuran, dispersi, emulsifikasi, dan ekstraksi pada skala laboratorium, percontohan, dan industri.
Literatur / Referensi
- 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.
Fakta-fakta yang Patut Diketahui
Apa itu Geopolimer dan untuk apa mereka digunakan?
Geopolimer adalah polimer anorganik atau bahan aluminosilikat yang biasanya disintesis oleh aktivasi alkali prekursor aluminosilikat seperti fly ash, terak, metakaolin, atau bahan alami seperti abu vulkanik. Mereka terbentuk melalui jaringan polimer aluminium dan silikon oksida, dengan aktivator alkali memainkan peran penting dalam memulai reaksi geopolimerisasi.
Bahan-bahan ini telah mendapat perhatian sebagai alternatif berkelanjutan untuk beton berbasis semen Portland tradisional karena sifatnya yang ramah lingkungan dan kinerja teknik yang sangat baik.
Geopolimer digunakan dalam berbagai aplikasi, antara lain:
geopolimer – Alternatif Hijau untuk Beton
Geopolimer menawarkan alternatif hijau untuk beton tradisional karena beberapa karakteristik ramah lingkungan. Keuntungan utama geopolimer sebagai bahan bangunan dalam konstruksi termasuk pengurangan emisi karbon, pemanfaatan produk sampingan industri, konservasi energi dan air, serta daur ulang dan daya tahannya. Karena kesadaran akan masalah lingkungan terus tumbuh di seluruh dunia, geopolimer semakin diakui sebagai solusi yang layak untuk mengurangi jejak lingkungan dari bahan konstruksi. Sonikasi adalah teknik pencampuran yang sangat efektif yang memungkinkan untuk menghasilkan geolpolimer berkinerja tinggi secara ekonomis pada volume besar.
- Mengurangi Jejak Karbon: Geopolimer biasanya memiliki jejak karbon yang lebih rendah dibandingkan dengan beton berbasis semen Portland tradisional. Produksi semen Portland melibatkan proses kiln suhu tinggi, yang mengeluarkan sejumlah besar karbon dioksida (CO2). Sebaliknya, geopolimer dapat disintesis pada suhu yang jauh lebih rendah, kadang-kadang pada suhu kamar, menghasilkan pengurangan konsumsi energi dan emisi CO2 selama pembuatan.
- Pemanfaatan Produk Sampingan Industri: Geopolimer sering menggunakan produk sampingan industri seperti fly ash, terak, dan metakaolin sebagai prekursor. Bahan-bahan ini sering dianggap sebagai produk limbah dari industri lain dan jika tidak memerlukan pembuangan, berkontribusi pada beban lingkungan. Dengan memasukkan produk sampingan ini ke dalam geopolimer, tidak hanya dialihkan dari tempat pembuangan sampah, tetapi juga mengurangi permintaan bahan baku murni, yang selanjutnya mengurangi dampak lingkungan.
- Konsumsi Energi Lebih Rendah: Produksi geopolimer biasanya membutuhkan input energi yang lebih rendah dibandingkan dengan semen Portland. Proses geopolimerisasi dapat terjadi pada suhu yang lebih rendah dan mungkin tidak memerlukan proses kalsinasi ekstensif yang terlibat dalam produksi semen. Hal ini menghasilkan pengurangan konsumsi energi dan emisi gas rumah kaca terkait.
- Daya Tahan dan Umur Panjang: Geopolimer dapat menunjukkan sifat daya tahan yang sangat baik, termasuk kekuatan tekan tinggi, permeabilitas rendah, dan ketahanan terhadap korosi kimia. Akibatnya, struktur yang terbuat dari geopolimer mungkin memerlukan lebih sedikit perawatan dan perbaikan selama masa pakainya dibandingkan dengan beton tradisional. Umur panjang ini mengurangi kebutuhan untuk rekonstruksi atau penggantian yang sering, sehingga menghemat sumber daya dan mengurangi dampak lingkungan secara keseluruhan.
- Mengurangi Penggunaan Air: Produksi geopolimer biasanya membutuhkan lebih sedikit air dibandingkan dengan beton tradisional. Proses pencampuran geopolimer sering kali melibatkan kadar air minimal, yang mengarah pada konsumsi air yang lebih rendah dan mengurangi ketegangan pada sumber daya air.
- Kemampuan Daur Ulang dan Penggunaan Kembali: Bahan geopolimer seringkali dapat didaur ulang atau digunakan kembali di akhir masa pakainya. Tidak seperti beton tradisional, yang mungkin memerlukan pemrosesan intensif energi yang signifikan untuk didaur ulang atau dibuang, geopolimer dapat dipecah dan digunakan kembali dengan dampak lingkungan yang lebih rendah.
Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizer ultrasonik berkinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.