ცემენტის პასტის ულტრაბგერითი შერევა ბეტონისთვის
ცემენტის პასტის ულტრაბგერითი შერევა დიდ სარგებელს იძლევა ასაწყობი ჩამოსხმის, მშრალი და ბეტონის ქარხნებისთვის. ეს უპირატესობები მოიცავს საწყის და საბოლოო დაყენების ხანმოკლე დროებს, სუპერპლასტიფიკატორის უფრო დაბალ დოზას, უფრო სწრაფ და სრულ დატენიანებას, ასევე უფრო მაღალ კომპრესიულ ძალას.
ბეტონის შერევის ტრადიციული ტექნოლოგიები, როგორიცაა “გზაზე შერევა” ან მბრუნავი მიქსერები, უზრუნველყოფენ არასაკმარის შერევას ცემენტის ნაწილაკების აგლომერატების და სხვა ცემენტის მასალების, როგორიცაა მფრინავი ნაცარი ან სილიციუმის დიოქსიდი. სანამ ასეთი აგლომერატების გარე ნაწილაკები ექვემდებარება წყალს, ნაწილაკების შიდა ზედაპირი მშრალი რჩება. ეს იწვევს ნელ და არასრულ დატენიანებას.
ბეტონის ულტრაბგერითი შერევის ტექნოლოგიის უპირატესობები
ულტრაბგერითი დისპერსირება არის ყველაზე მოწინავე ტექნოლოგია სითხეებში მიკრონის ზომის და ნანო ზომის მასალების დეაგლომერაციისა და დასაშლელად. ულტრაბგერითი შერევა იყენებს კავიტაციური ათვლის ძალებს, რომლებიც უფრო ეფექტურია მცირე ზომის მასალების შერევისას, ვიდრე ჩვეულებრივი მბრუნავი მიქსერები და როტორ-სტატორის მიქსერები. ცემენტის, სილიციუმის დიოქსიდის, მფრინავი ფერფლის, პიგმენტების ან CNT-ებისთვის, ამ მასალების მოქმედება მნიშვნელოვნად იზრდება ულტრაბგერითი დისპერსიით, რადგან ეს აუმჯობესებს ნაწილაკების განაწილებას და წყალთან კონტაქტს.
ჰიდრატაციის დროს - ცემენტის წყალთან რეაქციის დროს - C-S-H- ფაზაში იზრდება ნემსისმაგვარი სტრუქტურები. ქვემოთ მოცემულ სურათებზე ნაჩვენებია ცემენტის პასტის მიკროსტრუქტურა 5 საათის დატენიანებიდან. ულტრაბგერითი ცემენტის პასტაში C-S-H- ფაზები თითქმის 500 ნმ სიგრძისაა, ხოლო ულტრაბგერითი პასტის დროს, C-S-H- ფაზები დაახლოებით 100 ნმ.
Sonicator UIP16000hdT სამშენებლო მასალების გასაფანტად, როგორიცაა ცემენტი, გეოპოლიმერები ან ბეტონი.
|
ულტრაბგერითი დამუშავებით
|
ულტრაბგერითი დამუშავების გარეშე
|
|---|---|
 |
 |
| პორტლანდ ცემენტის პასტა (CEM I42.5R), C. Rössler (2009) – ბაუჰაუსის უნივერსიტეტი ვაიმარი | |
ულტრაბგერითი გამოწვეულ კავიტაციასთან შერევა იწვევს C-S-H- ფაზების უფრო სწრაფ ზრდას.
ჰიდრატაციის ტემპერატურა
დენის ულტრაბგერითი გამოსხივების (PUS) გავლენა ცემენტის პასტების დრო-ტემპერატურულ მოსახვევებზე
კომპრესიული სიძლიერე
ძალაუფლების ულტრაბგერითი გამოკვლევის (PUS) გავლენა ნაღმტყორცნების პრიზმების კომპრესიულ სიძლიერეზე
ულტრაბგერითი პულსის სიჩქარე
დენის ულტრაბგერითი (PUS) გავლენა დამატენიანებელი ცემენტის პასტების ულტრაბგერითი პულსის სიჩქარეზე
C-S-H-ფაზების ზრდა დაკავშირებულია ცემენტის პასტის ტემპერატურასთან ჰიდრატაციის პერიოდში (დააწკაპუნეთ მარჯვენა გრაფიკზე). ულტრაბგერით შერეულ ცემენტის პასტაში, დატენიანება იწყება დაახლ. ერთი საათით ადრე. ადრეული დატენიანება დაკავშირებულია შეკუმშვის სიძლიერის ადრეულ ზრდასთან. გაზრდილი ჰიდრატაციის სიჩქარე ასევე შეიძლება შეფასდეს ულტრაბგერითი პულსის სიჩქარით.
ულტრაბგერითი შიდა მიქსერი (UIP1000hdT) სამრეწველო ცემენტის შერევისთვის უწყვეტი ნაკადის მუშაობისას.
კერძოდ ასაწყობი და მშრალი ბეტონისთვის, ეს იწვევს მნიშვნელოვნად მოკლე დროში ჩამოსხმული ბეტონის ყალიბიდან ამოღებამდე. ბაუჰაუსის უნივერსიტეტის (გერმანია) კვლევებმა აჩვენა მითითებული დროის შემდეგი შემცირება.
| მითითება | განსხვავებები. | დენის ულტრაბგერითი | |
|---|---|---|---|
| საწყისი ნაკრები | 5 სთ 15 წთ | -29% | 3 სთ 45 წთ |
| საბოლოო ნაკრები | 6 სთ 45 წთ | -33% | 4 სთ 30 წთ |
| ვარდნა | 122 მმ (4.8″) | +30% | 158 მმ (6.2″) |
ულტრაბგერითი შერევის კიდევ ერთი საინტერესო უპირატესობა არის გავლენა სითხეზე. როგორც ზემოთ მოცემულია ცხრილში, ვარდნა იზრდება დაახლ. 30%. ეს საშუალებას იძლევა შემცირდეს სუპერპლასტიფიკატორების დოზა.
ცემენტის წარმოებაში ულტრაბგერითი მიქსერების ინტეგრაციის პროცესი
Hielscher გთავაზობთ ულტრაბგერით მიქსერებს ცემენტის, სილიციუმის დიოქსიდის, მფრინავი ფერფლის, პიგმენტების ან CNT-ების ეფექტური დასაშლელად. უპირველეს ყოვლისა, ნებისმიერი მშრალი მასალა წინასწარ უნდა იყოს შერეული წყლით, რათა შეიქმნას მაღალი კონცენტრაციის, მაგრამ ამოტუმბვადი პასტა. Hielscher ულტრაბგერითი მიქსერი დეაგლომერაციას ახდენს და ანაწილებს ნაწილაკებს კავიტაციური ათვლის გამოყენებით. შედეგად, თითოეული ნაწილაკების მთელი ზედაპირი სრულად ექვემდებარება წყალს.
ცემენტის პასტის ულტრაბგერითი დამუშავება
ცემენტის პასტის შემთხვევაში დატენიანება იწყება ულტრაბგერითი დამუშავების შემდეგ. ამიტომ, Hielscher ულტრაბგერითი მიქსერი უნდა იქნას გამოყენებული ინლაინში, რადგან ცემენტის პასტის ხანგრძლივი შენახვა შეუძლებელია. ქვემოთ მოცემული სქემატური ნახაზი ასახავს პროცესს. შემდეგ ეტაპზე, აგრეგატი, როგორიცაა ქვიშა ან ხრეში, ემატება და ურევენ ცემენტის პასტას. ვინაიდან ცემენტის ნაწილაკები ამ ეტაპზე უკვე კარგად არის გაფანტული, ცემენტის პასტა კარგად ერწყმის აგრეგატს. ამის შემდეგ ბეტონი მზად არის შესასავსებლად ასაწყობ ფორმებში ან ტრანსპორტირებისთვის. ულტრაბგერითი მიქსერის გვერდით დაშლის ავზი შეიძლება გამოყენებულ იქნას უფრო უწყვეტად დასამუშავებლად ბეტონის არასტაბილური მოთხოვნის შემთხვევაში.
წაიკითხეთ მეტი ცემენტის ნაწილაკების ულტრაბგერითი დეაგლომერაციის შესახებ!
სილიციუმის დიოქსიდის, მფრინავი ფერფლისა და ნანომასალების ულტრაბგერითი დაშლა
სილიციუმის დიოქსიდის, მფრინავი ფერფლის, პიგმენტების ან სხვა ნანომასალების, როგორიცაა ნახშირბადის ნანომილები, დაშლა მოითხოვს დამუშავების სხვა ინტენსივობას და ენერგიის დონეს. ამ მიზეზით, ჩვენ გირჩევთ ცალკეულ ულტრაბგერით მიქსერს კარგად გაფანტული შლამის/პასტის შესაქმნელად, რომელიც შემდეგ დაემატება ბეტონის ნარევს. გთხოვთ, დააწკაპუნოთ ზემოთ მოცემულ გრაფიკზე ამ პროცესის სქემატური ნახაზისთვის.
გაზრდისთვის საჭირო ულტრაბგერითი შერევის მოწყობილობა შეიძლება ზუსტად განისაზღვროს საპილოტე მასშტაბის ტესტების საფუძველზე UIP1000hdT-ის გამოყენებით, რომელიც არის 1000 ვატიანი მძლავრი პილოტური მასშტაბის სონიკატორი. ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გვიჩვენებს მოწყობილობის ზოგად რეკომენდაციებს, რაც დამოკიდებულია დასამუშავებელი ცემენტის პასტის სერიის მოცულობაზე ან ნაკადის სიჩქარეზე.
| სურათების მოცულობა | Დინების სიჩქარე | რეკომენდებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 0.1-დან 10ლ-მდე | 0.2-დან 2ლ/წთ-მდე | UIP1000hdT, UIP1500hdT |
| 10-დან 50 ლ-მდე | 2-დან 10ლ/წთ-მდე | UIP4000hdT |
| 15-დან 150 ლ-მდე | 3-დან 15 ლ/წთ-მდე | UIP6000hdT |
| na | 10-დან 50 ლ/წთ-მდე | UIP16000 |
| na | უფრო დიდი | კასეტური UIP16000 |
16 კვტ-მდე ულტრაბგერითი შერევის სიმძლავრით ერთ ულტრაბგერით ზონდზე, Hielscher გთავაზობთ დამუშავების სიმძლავრეს, რომელიც საჭიროა მაღალი მოცულობის აპლიკაციებისთვის. ეს ტექნოლოგია მარტივი შესამოწმებელია და სწორხაზოვდება.
ზონდის ტიპის sonicator UP400ST მიკრო-წვრილი ცემენტის ხრეშის დისპერსიისთვის
(კვლევა და სურათი: ©Draganovic et al., 2020)
Დაგვიკავშირდით! / Გვკითხე ჩვენ!
ლიტერატურა / ლიტერატურა
- 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.
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორებისგან ლაბორატორია რომ სამრეწველო ზომა.