콘크리트 용 시멘트 페이스트의 초음파 혼합
시멘트 페이스트의 초음파 혼합은 프리 캐스트 성형, 건조 및 콘크리트 플랜트에 큰 이점을 제공합니다. 여기에는 초기 및 최종 세트 시간 단축, 고인 화제의 낮은 투여 량, 더 빠르고 완벽한 수화 및 높은 압축 강도가 포함됩니다.
전통적인 콘크리트 혼합 기술 (예 : “온로드 믹싱” 또는 회전식 혼합기는 시멘트 입자 및 플라이 애시 (fly ash)와 같은 다른 세멘트 재질의 응집체를 분산시키기에 불충분 한 혼합 작용을 제공한다. 규토. 이러한 응집체의 외부 입자가 물에 노출되는 동안, 내부 입자 표면은 건조한 상태로 남아있다. 이것은 느리고 불완전한 수화를 초래합니다.
초음파 혼합 기술의 장점
초음파 분산은 액체에서 미크론 크기 및 나노 크기 물질을 분해하고 분산시키는 가장 진보 된 기술입니다. 초음파 혼합은 기존의 회전식 혼합기 및 회 전자 - 고정식 혼합기보다 미세한 크기의 재료를 혼합하는 데보다 효과적인 캐비테이션 전단력을 사용합니다. 시멘트의 경우, 규토, 플라이 애쉬, 안료 또는 CNTs, 이러한 재료의 성능은 초음파 분산이는 입자 분포 및 물과의 접촉을 향상시키기 때문입니다.
수화 동안 – 시멘트와 물의 반응 – C-S-H- 상은 바늘 형 구조를 성장시킨다. 아래 그림은 5 시간의 수화 후 시멘트 페이스트의 미세 구조를 보여줍니다. 초음파 처리 된 시멘트 페이스트에서, C-S-H-상은 거의 500nm 길이이며, 비 균일 페이스트에서는 C-S-H- 상만이 약 100nm이다.
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초음파 처리
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초음파 처리가없는
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| 포틀랜드 시멘트 페이스트 (CEM I42.5R), C. Rössler (2009) – 바우 하우스 대학교 바이마르 | |
초음파 캐비테이션 혼합은 C-S-H-phase의 빠른 성장.
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수화 온도 |
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압축 강도 |
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초음파 맥박 속도 |
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C. Rössler (2009) |
C-S-H-phase의 성장은 수화 기간 동안 시멘트 페이스트의 온도와 관련이 있습니다 (오른쪽 그래픽에서 클릭). 초음파 혼합 시멘트 페이스트에서 수화 작용이 시작됩니다. 1 시간 빨리. 이전의 수화 작용은 초기 압축 강도 증가와 관련이 있습니다 (오른쪽 그림 클릭). 증가 된 수화 속도는 초음파 펄스 속도에 의해서도 측정 될 수 있습니다.
특히 프리 캐스트 및 드라이 캐스트 콘크리트의 경우 주조 콘크리트를 몰드에서 채취 할 수있을 때까지 상당히 짧은 시간이 소요됩니다. 바우 하우스 대학 (독일) 연구 다음과 같은 것을 보여 주었다 세트 타임 감소.
| 참고 | 차이. | 파워 울트라 소닉 | |
|---|---|---|---|
| 초기 설정 | 5 시간 15 분 | -29 % | 3 시간 45 분 |
| 최종 세트 | 6 시간 45 분 | -33 % | 4 시간 30 분 |
| 슬럼프 | 122 mm (4.8″) | + 30 % | 158 mm (6.2″) |
초음파 혼합의 또 다른 흥미로운 이점은 유동성에 대한 영향입니다. 위 표와 같이 슬럼프 증가 대략. 30 %. 이것은 고인 화제의 감소 된 투여 량.
초음파 혼합기의 공정 통합
Hielscher는 시멘트의 효과적인 분산을 위해 초음파 혼합기를 제공하며, 규토, 플라이 애쉬, 안료 또는 CNTs. 첫째, 모든 건조 물질은 고농축을 형성하기 위해 물과 미리 혼합되어야합니다 – 아직 펌핑 할 수있는 페이스트. Hielscher 초음파 혼합기를 사용하여 입자를 응집 및 분산시킵니다. 공동 현상의 전단. 결과적으로 각 입자의 표면 전체가 물에 완전히 노출됩니다.
시멘트 페이스트의 초음파 가공
시멘트 페이스트의 경우 초음파 처리 후 수화가 시작됩니다. 따라서 Hielscher 초음파 혼합기는 시멘트 페이스트를 장기간 보관할 수 없으므로 인라인으로 사용해야합니다. 아래의 개략도는 프로세스를 보여줍니다. 다음 단계에서, 모래 또는 자갈과 같은 골재가 첨가되어 시멘트 페이스트와 혼합된다. 시멘트 입자가 이미 그 단계에서 잘 분산되어 있기 때문에, 시멘트 페이스트는 골재와 잘 섞인다. 콘크리트는 프리 캐스트 몰드 또는 운송 수단으로 채울 준비가됩니다. 비정상적인 콘크리트 수요가 발생할 경우 초음파 혼합기 옆의 분해 탱크를 사용하여보다 지속적으로 처리 할 수 있습니다.
실리카, 플라이 애시 및 나노 물질의 초음파 분산
분산 규토, 플라이 애쉬, 안료 또는 기타 나노 물질 탄소 나노 튜브다른 처리 강도 및 에너지 수준이 필요합니다. 이러한 이유로 우리는 잘 분산 된 슬러리 / 페이스트를 생산하기 위해 별도의 초음파 혼합기를 사용하여 콘크리트 혼합물에 첨가하는 것이 좋습니다. 이 프로세스의 회로도를 보려면 위의 그래픽을 클릭하십시오.
스케일 업에 필요한 초음파 혼합 장비는 UIP1000hd 세트 (1,000 와트). 아래 표는 처리 할 시멘트 페이스트의 배치 볼륨 또는 유속에 따른 일반적인 장치 권장 사항을 보여줍니다.
| 일괄 볼륨 | 유량 | 권장 장치 |
|---|---|---|
| 0.1 ~ 10L | 02 내지 2L / 분 | UIP1000hd, UIP1500hd |
| 10 ~ 50L | 2 ~ 10L / min | UIP4000 |
| N.A. | 10 ~ 50L / min | UIP16000 |
| N.A. | 더 큰 | 의 클러스터 UIP16000 |
Hielscher는 단일 장치 당 최대 16kW의 초음파 혼합 전력으로 대량 생산에 필요한 처리 능력을 제공합니다. 이 기술은 시험하기 쉽다. 과 선형을 비례하다.
초음파 인라인 믹서UIP1000hdT)
문학 / 참고 문헌
- S. Perters; M. Stöckigt; C. Rössler (2009) : 포틀랜드 시멘트 페이스트의 유동성 및 유동성에 대한 초음파의 영향; at : 제 17 회 건축 자재 국제 컨퍼런스, 2009 년 9 월 23-26 일, 바이마르.
- C. Rössler (2009) : 힘의 힘 - 울트라 슬슬의 힘과 힘의 징후; 에서 : Tagungsband der 17. 국제적인 Baustofftagung ibausil, Hrsg. 바우 하우스 - 바이에른 대학교의 핑거 - 인스 티 투트, S. 1 - 0259 - 1 – 0264.