セメントペーストの超音波混合はプレキャスト成形、drycast、コンクリートプラントにとって大きなメリットを提供しています。短い最初と最後の設定時間を、高性能減水剤の低用量、より速く、より完全な水分補給だけでなく、高い圧縮強度：これが含まれています。

などの伝統的なコンクリート混合技術 “オンロード混合” または、ロータリーミキサーは、セメント粒子およびフライアッシュまたはシリカなどの他のセメント質材料の凝集体を分散させるのに十分な混合作用を提供しない。このような凝集体の外側の粒子が水にさらされている間、内側の粒子表面は乾燥したままです。これにより、水分補給が遅く不完全になります。

コンクリートのための超音波混合技術の利点

超音波分散は、液体中のミクロンサイズおよびナノサイズの材料を解凝集および分散させるための最も先進的な技術です。超音波混合は、従来のロータリーミキサーやローターステーターミキサーよりも細かいサイズの材料の混合に効果的なキャビテーションせん断力を使用します。セメント、シリカ、フライアッシュ、顔料またはCNTの場合、粒子分布および水との接触を改善するため、超音波分散によってこれらの材料の性能が大幅に向上します。
水和の間に – 水とセメントの反応 – C-S-H-相は針状の構造体を成長します。下の写真は、水和の5時間後にセメントペースト中の微細構造を示しています。 unsonicatedペーストに、C-S-H相のみが、100nmの周りにある間超音波処理セメントペーストにおいて、C-S-H相は、長いほぼ500nmです。
 

5時間水和時間後にセメントペーストの微細構造

超音波処理して	超音波処理なし
ポートランドセメントペースト（CEM I42.5R）、 C.レスラー（2009） – バウハウス大学ワイマール

 
超音波キャビテーション混合は、C-S-H相のより速い成長につながります。

 
水和温度

 
圧縮強度

 
超音波パルスの速度

 

C-S-H相の成長は、水和期間中にセメントペーストの温度に相関する（右グラフでクリック）。超音波混合セメントペーストでは、 水和が約開始します。 1時間早いです。以前の水和は、圧縮強度の以前の増加と相関する（右画像をクリックしてください）。増加した水和速度があまりにも、超音波パルス速度によって測定することができます。

プレキャストとdrycastコンクリート特に、これは、キャストコンクリートを型から取り出すことができるまでに大幅に短い時間をリードしています。 バウハウス大学（ドイツ）による研究 以下のセット時間の短縮を示した。

	参照	デフ。	パワー超音波
初期設定	5時間15分	-29％	3時間45分
ファイナルセット	6時間45分	-33％	4時間30分
スランプ	122ミリメートル（4.8″）	+ 30％	158ミリメートル（6.2″）

超音波混合のもう一つの興味深い利点は、流動性に及ぼす影響です。上記表に示すように、 スランプ増加 約30%増加。これにより、高性能減水剤の投与量を減らすことができます。
 

セメント生産への超音波ミキサーのプロセス統合

ヒールシャーは、セメント、シリカ、フライアッシュ、顔料またはCNTの効果的な分散のための超音波ミキサーを提供しています。第一に、高濃度を形成するために、任意の乾燥材料を水と予め混合するべきである – まだポンプ可能なペースト。ヒールシャー超音波ミキサーは、脱凝集し、キャビテーションせん断を使用して粒子を分散させます。その結果、各粒子の表面全体が水に完全にさらされます。

セメントペーストの超音波処理

セメントペーストの場合、超音波処理後に水和が始まります。したがって、ヒールシャー超音波ミキサーは、セメントペーストは長期間保存することができないため、インラインで使用する必要があります。以下の概略図は、このプロセスを示しています。次のステップでは、砂や砂利などの骨材を添加し、セメントペーストと混合します。セメント粒子はその段階ですでに十分に分散しているため、セメントペーストは骨材とよく混ざります。その後、コンクリートはプレキャスト型に充填したり、輸送したりする準備が整います。超音波ミキサーの隣にある分解タンクは、不安定なコンクリート需要の場合により連続的に処理するために使用することができます。

シリカの超音波分散、フライアッシュおよびナノ材料

シリカ、フライアッシュ、顔料、またはカーボンナノチューブなどの他のナノ材料の分散には、他の処理強度とエネルギーレベルが必要です。このため、我々は、コンクリート混合物に添加されるよく分散したスラリー/ペーストを生成するために別の超音波ミキサーをお勧めします。このプロセスの概略図については、上の図をクリックしてください。

スケールアップに必要な超音波混合装置は、パイロットスケールテストに基づいて正確に決定することができます UIP1000hdセット（千ワット）。以下の表は、処理対象のセメントペーストのバッチ体積または流量に応じて、一般的なデバイスの推奨事項を示しています。