プローブ型ソニケーターによるセメント粒子の湿式粉砕
セメント粒子の湿式粉砕は、高品質のセメントを生産 する上で極めて重要なプロセスである。その目的は、粒子径を小さくして、反応性や強度な どのセメントの特性を高めることである。この目的のために、ボールミルなどの伝統的な粉砕技術が広く使われてきた。しかし、超音波湿式粉砕の大きな利点が発見されて以来、特にプローブタイプのソニケーターが従来の粉砕方法に取って代わるようになった。他の粉砕技術を凌駕するHielscher社のソニケーターは、ベンチトップスケールでの研究から工業的な高スループットセメント製造まで、成功裏に運用されています。
セメント分散方法の比較：Vma-Getzmann Dispermat CV-3ディゾルバー、ローター・ステーター（R/S）システム、Hielscher UP400Stソニケーター。
(研究および写真：©Draganovic et al, 2020） この比較研究の詳細はこちら！
ソニケーター UIP16000 セメント、ジオポリマー、コンクリートなどの建設材料の粉砕・分散用。
プローブ型ソニケーターによる超音波セメント粒子ミリング
超音波ホモジナイザーとしても知られるプローブタイプのソニケーターは、高強度の超音波を利用して、セメントスラリーなどの液体媒体中に音響キャビテーションを誘導する。超音波キャビテーションは、強力なマイクロジェット、衝撃波、せん断力を発生させ、セメント粒子を効率的に分解する。超音波粉砕の主な利点は次のとおり：
- 効率の向上： 超音波粉砕は、粒子径を小さくするのに非常に効率的である。音響キャビテーションは、過剰な機械的エネルギーを必要とすることなく、セメント粒子を急速に崩壊させる強力な局所力を提供する。
- 温度管理： 超音波湿式粉砕では、プロセス温度を正確にモニターし、制御することができる。これはセメント粒子にとって特に重要である。
超音波処理中の温度管理についてもっと読む！ - 均一な粒子分布： 超音波粉砕は、より均一な粒度分布を確保し、最終製品の品質と性能を向上させる。
- 粉砕媒体なし： 超音波粉砕は粉砕媒体に頼らないので、粉砕ビーズやボールを洗浄したり交換したりする必要がない。
- スケーラビリティ： プローブタイプのソニケーターを使用した超音波フライス加工は、あらゆる処理量に完全にリニアに対応できます。様々な定格出力で利用可能 – 研究用の卓上型からハイスループット生産用の大型工業用超音波ホモジナイザーまで – Hielscher Ultrasonicsは、お客様の湿式粉砕アプリケーションに理想的なソニケータを提供します。
セメント粒度低減のための超音波粉砕、ビーズ粉砕、ローター・ステーター・ミキサー、高剪断ブレード・ミキサーの比較
| 特徴 | 超音波ミリング（プローブタイプソニケーター） | ビーズ加工 | ローターステーターミキサー | ハイシアブレードミキサー |
|---|---|---|---|---|
| 効率性 | 高い | 中程度 | 中程度 | 低い |
| 発熱 | 低い | 高い | 高い | 高い |
| 粒子径の均一性 | 高い | 中程度 | 中程度 | 低い |
| 汚染リスク | 低い（粉砕メディアなし） | 高い（粉砕媒体による） | 中程度 | 低い |
| スケーラビリティ | ハイ（各種サイズあり） | 中程度 | 中程度 | 低い |
| メンテナンス | 低い（可動部品が少なく、粉砕媒体がない） | 高い（メディアの消耗） | 中程度 | 低～中程度 |
| 処理速度 | 速い | 中～ゆっくり | 中程度 | 中程度 |
| エネルギー消費 | 中程度 | 高い | 中程度 | 中程度 |
| 柔軟性 | 高い（様々な用途） | 中程度（粒子径の減少に特有） | 中程度（混合と乳化） | 低（ミキシングのみ） |
| 産業用途 | 高い（広く適用可能） | 中程度 | 中程度 | 低い |
モルタル角柱の圧縮強度に及ぼすパワー超音波処理（PUS）の影響
セメント粒子湿式粉砕用高性能ソニケーター
Hielscher社の高性能ソニケーターは、超音波キャビテーションによる粒度低減の優れた効率性により、セメントの湿式粉砕に理想的で、均一な粒度分布を確保します。正確なプロセス制御により、超音波粉砕プロセスを目標のセメント粒度と最高のエネルギー効率に最適化できます。さらに、Hielscherのソニケーターは拡張性と汎用性に優れ、卓上型と工業用モデルの両方があり、研究用から高スループットの工業用アプリケーションまで、様々な生産規模に適しています。
Hielscherソニケーターは、市場で最も洗練された超音波ホモジナイザーです。Hielscherソニケーターをご利用ください！
卓上型ソニケーター UIP1000hdT セメント粒子の湿式粉砕用
- 高性能
- 最先端技術
- 信頼性 & 堅牢性
- 調整可能で正確なプロセス制御
- バッチ & インライン
- どのボリュームに対しても
- インテリジェント・ソフトウェア
- スマート機能（プログラマブル、データプロトコール、リモートコントロールなど）
- 操作が簡単で安全
- ローメンテナンス
- CIP（クリーンインプレイス）
デザイン、製造、コンサルティング – 品質 ドイツ製
Hielscher社の超音波装置は、その最高の品質と設計基準でよく知られています。頑丈で操作が簡単なため、産業設備にスムーズに組み込むことができます。過酷な条件や厳しい環境でも、Hielscherの超音波装置は容易に対応できます。
Hielscher Ultrasonics社は、ISO認証取得企業であり、最先端の技術と使いやすさを特徴とする高性能超音波振動子に特に重点を置いています。もちろん、Hielscherの超音波装置はCEに準拠しており、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。
下の表は、超音波処理装置の処理能力の目安です：
| バッチ量 | 流量 | 推奨デバイス |
|---|---|---|
| 1〜500mL | 10～200mL/分 | UP100H |
| 10〜2000mL | 20～400mL/分 | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1～20L | 0.2～4L/分 | UIP2000hdT |
| 10～100L | 2～10L/分 | UIP4000hdT |
| 15～150L | 3～15L/分 | UIP6000hdT |
| 15～150L | 3～15L/分 | UIP6000hdT |
| n.a. | 10～100L/分 | uip16000 |
| n.a. | より大きい | クラスタ uip16000 |
プローブ型ソニケーター UP400St 微細セメントグラウト分散用
(研究・画像：©Draganovic et al, 2020）
文献・参考文献
- 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.
知っておくべき事実
セメントとは何か？
セメントは、石灰質、珪酸質、アルミ質、鉄鉱質の混合物からなる、建築に使用される結合材である。水と混ぜるとペースト状になり、時間の経過とともに固まり、構造的な強度と安定性をもたらす。セメント粒子は、セメントを細かく粉砕したものである。この粒子は、水和プロセスで重要な役割を果たし、建設用途でセメントの硬化と強度発現につながる。
なぜセメント粒子の湿式粉砕が重要なのか？
セメント粒子の湿式粉砕は、粒子径を小さくしてセメントの 反応性と強度を高めるために重要である。この工程は、セメントの均一性と品質を向上させ、建設用途での性能向上につながる。
モルタルとは？
モルタルプリズムは、セメント、砂、水の混合物から作られる長方形の試験片で、モルタルの強度と耐久性を試験する際に一般的に使用される。このプリズムは通常、標準化された寸法で作成され、モルタルミックスの圧縮強度と曲げ強度を測定するために実験室条件下で試験される。
モルタルプリズムとは？
モルタルは、セメント、砂、水からなる建築材料である。セメントはモルタルの主な結合剤として働き、砂と水と混ぜることで接着性を発揮する。モルタルは、レンガ、石、コンクリートブロックなどの建材を接着し、隙間を埋めて構造的な安定をもたらすために使用される。モルタルに含まれるセメントは、水和によって硬化し、時間の経過とともに強度を増し、他の成分をつなぎ合わせる強固で耐久性のあるマトリックスを形成する。
Hielscher Ultrasonics社は、ラボスケール、パイロットスケール、工業スケールの混合アプリケーション、分散、乳化、抽出用の高性能超音波ホモジナイザーを製造しています。
