Ultrasonically Accelerated Gypsum Crystallization

초음파 혼합 및 분산은 석고(CaSO)의 결정화 및 경화 반응을 가속화합니다.₄・2H₂O).
석고 슬러리에 전력 초음파를 적용하면 결정화가 가속화되어 경화 시간이 단축됩니다.
더 빠른 설정 외에도 생산된 벽 보드는 밀도가 감소합니다.
강화 나노 물질 (예 : CNT, 나노 섬유 또는 실리카)을 석고에 초음파 분산하면 기계적 강도가 높고 다공성이 낮아집니다.

개선된 석고 제조를 위한 초음파

황산칼슘 반수화물과 물의 경화 반응을 시작하기 위해서는 황산칼슘 반수화물을 물에 고르게 분산시켜 균일한 슬러리를 제조해야 합니다. 초음파 분산은 입자가 완전히 젖어 완전한 반수화물 수화가 이루어지도록 합니다. 석고 슬러리의 초음파 혼합은 가속 된 결정화로 인해 경화 시간을 가속화합니다.
촉진제 및 강화 나노 물질과 같은 추가 성분도 석고 슬러리에 매우 고르게 혼합될 수 있습니다.

초음파 분산의 작동 원리

고출력 초음파가 액체 또는 슬러리에 결합되면 초음파로 생성된 캐비테이션이 발생합니다. 초음파 캐비테이션 높은 전단력, 액체 제트, 미세 난기류, 고온, 위트 가열 및 냉각 속도, 고압을 포함한 국부적으로 극한 조건을 생성합니다. 이러한 캐비테이션 전단력은 분자 사이의 결합력을 극복하여 분자가 응집되지 않고 단일 입자로 분산됩니다. 또한, 입자는 캐비테이션 액체 제트에 의해 가속되어 서로 충돌하여 나노 또는 1차 입자 크기로 분해됩니다. 이 현상을 다음과 같이 알려져 있습니다. 초음파 습식 밀링.
Power 초음파는 용액에 핵 형성 부위를 생성하여 가속 결정화가 달성됩니다.
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산업용 초음파 분산기

첨가제의 초음파 분산

많은 화학 공정에서, 초음파 처리는 지연제 (예 : 단백질, 유기산), 점도 조절제 (예 : 초 가소제), 연소 방지제, 붕산, 내수성 화학 물질 (예 : 폴리 실록산, 왁스 에멀젼), 유리 섬유, 내화성 강화제 (예 : 질석, 점토 및 / 또는 흄드 실리카), 고분자 화합물 (예 : PVA, PVOH) 및 기타 기존 첨가제와 같은 첨가제를 혼합하여 석고의 제형을 개선하고, 경화형 조인트 화합물 및 석고 시멘트를 첨가하고 이의 경화 시간을 단축합니다.
첨가제의 초음파 혼합 및 혼합에 대해 자세히 알아 보려면 여기를 클릭하십시오!

산업용 초음파 시스템

Hielscher 초음파는 벤치 탑 및 산업 응용 분야를위한 고출력 초음파 시스템의 최고 공급 업체입니다. Hielscher는 강력하고 견고한 산업용 초음파 프로세서를 제공합니다. 우리의 UIP16000 (16kW)는 전 세계에서 가장 강력한 초음파 프로세서입니다. 이 16kW 초음파 시스템은 고점도 슬러리 (최대 10,000cp)의 대량의 슬러리를 쉽게 처리합니다. 최대 200μm(요청 시 그 이상)의 높은 진폭은 재료가 적절하게 처리되어 원하는 수준의 분산, 응집 제거 및 밀링이 달성되도록 합니다. 이 강렬한 초음파 처리는 빠른 경화 속도와 우수한 석고 제품을 위해 나노 미립자 슬러리를 생성합니다.
Hielscher의 초음파 장비의 견고 함은 중장비 및 까다로운 환경에서 24/7 작동을 가능하게합니다.
아래 표는 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.

배치 볼륨(Batch Volume)	유량	권장 장치
10 내지 2000mL	20 내지 400mL/분	UP200HT, UP400ST
0.1 내지 20L	0.2 내지 4L/min	UIP2000hdT 님
10에서 100L	2 내지 10L/min	UIP4000
N.A. 개시	10 내지 100L/min	UIP16000
N.A. 개시	큰	의 클러스터 UIP16000

초음파 처리에 대한 우리의 오랜 경험은 첫 번째 타당성 조사에서 산업 규모의 프로세스 구현에 이르기까지 고객에게 상담하는 데 도움이됩니다.

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문헌/참고문헌

피터스, S.; 슈퇴키그트, M.; 뢰슬러, Ch. (2009): Portland Cement Pastes의 유동성 및 설정에 대한 Power-Ultrasound의 영향; at : 건축 자재에 관한 제 17 회 국제 회의 2009 년 9 월 23 일 - 26 일, 바이마르.
Rössler, Ch. (2009): Einfluss von Power-Ultraschall auf das Fließ- und Erstarrungsverhalten von Zementsuspensionen; 에서: Tagungsband der 17. Internationalen Baustofftagung ibausil, Hrsg. Finger-Institut für Baustoffkunde, Bauhaus-Universität Weimar, S. 1 – 0259 – 1 – 0264.
중뱌오, 남자; 첸, Yuehui; Yang, Miao (2012) : 황산 칼슘 수염 / 천연 고무 복합 재료의 제조 및 특성. 첨단소재연구 제549권, 2012. 597-600.

알아 둘 만한 가치가 있는 사실

석고보드 생산

석고 보드의 제조 공정 중, 소성 석고의 수성 슬러리 – 소위 황산 칼슘 반수화물 – 위쪽과 아래쪽 용지 사이에 펼쳐져 있습니다. 이렇게 생성된 제품은 슬러리가 굳을 때까지 컨베이어 벨트에서 지속적으로 이동해야 합니다. 그런 다음 석고 보드의 여분의 물이 증발 할 때까지 시트를 건조시킵니다. 석고 벽판의 생산에서는 생산 공정 또는 기판 자체를 향상시키기 위해 슬러리에 다양한 물질을 첨가하는 것으로 알려져 있습니다. 예를 들어, 최종 벽판의 밀도를 낮추는 폭기 정도를 제공하기 위해 발포제를 통합하여 슬러리의 무게를 줄이는 것이 일반적입니다.

황산칼슘

황산칼슘(또는 황산칼슘)은 화학식 CaSO를 갖는 무기 화합물입니다₄ 및 관련 수화물. γ-anhydrite의 무수 형태에서는 범용 건조제로 사용됩니다. CaSO의 특정 수화물₄ 파리의 석고로 알려져 있습니다. 또 다른 중요한 수화물은 석고로, 석고는 미네랄로 자연적으로 발생합니다. 특히 석고는 건축 자재, 필러, 폴리머 등과 같은 산업 응용 분야에 널리 사용됩니다. 모든 형태의 CaSO₄ 백색 고체로 나타나며 물에 거의 용해되지 않습니다. 황산칼슘은 물에서 영구적인 경도를 유발합니다.
무기 화합물 CaSO₄ 세 가지 수준의 수분 공급이 이루어집니다.

무수 상태(광물명: “무수물”) 공식 CaSO₄.
dihydrate (미네랄 이름: “석고”) 공식 CaSO₄(H₂O)₂.
화학식 CaSO를 사용한 반수화물₄(H2₂오)0.5. 특정 반수화물은 알파-반수화물과 베타-반수화물로 구별할 수 있습니다.

수분 공급과 탈수 반응
열이 가해지면 석고는 부분적으로 탈수된 미네랄로 전환됩니다 – 소위 황산 칼슘 반수화물, 소성 석고 또는 파리의 석고. 소성 석고에는 화학식 CaSO가 있습니다.₄· (nH₂O), 여기서 0.5 ≤ n ≤ 0.8. 100°C에서 150°C(212°F) 사이의 온도 – 302°F)는 구조에 묶인 물을 제거하는 데 필요합니다. 정확한 가열 온도와 시간은 주변 습도에 따라 다릅니다. 최대 170°C(338°F)의 높은 온도가 산업용 소성에 적용됩니다. 그러나이 온도에서 γ- 무수석의 형성이 시작됩니다. 이때 석고에 전달되는 열 에너지(수화 열)는 미네랄의 온도를 높이는 대신 물(수증기)을 몰아내는 데 들어가는 경향이 있으며, 이는 물이 사라질 때까지 천천히 상승한 다음 더 빠르게 증가합니다. 부분 탈수에 대한 방정식은 다음과 같습니다.

이 반응의 흡열 특성은 건식 벽체의 성능과 관련이 있으며 주거용 및 기타 구조물에 내화성을 부여합니다. 화재가 발생했을 때, 건식 벽체 시트 뒤의 구조는 석고에서 물이 손실됨에 따라 상대적으로 시원하게 유지되어 골조의 손상 (고온에서 목재 부재의 연소 또는 강철 강도 손실을 통해) 및 그에 따른 구조적 붕괴를 방지하고 지연시킵니다. 더 높은 온도에서 황산칼슘은 산소를 방출하여 산화제로 작용합니다. 이 재료 특성은 알루미늄 열요법에 사용됩니다. 재수화될 때 단순히 액체 또는 반액체 페이트를 형성하거나 가루로 남아 있는 대부분의 미네랄과 달리 소성 석고는 특이한 특성을 가지고 있습니다. 주변 온도에서 물과 혼합되면 화학적으로 선호하는 이수화물 형태로 되돌아가는 반면 물리적으로는 그렇습니다. “설정” 아래 방정식에서 보이는 것과 같이 단단하고 상대적으로 강한 석고 결정 격자로:

이 발열 반응을 통해 석고를 건식 벽체용 시트, 칠판 분필용 스틱 및 주형(예: 부러진 뼈를 고정하거나 금속 주물)을 포함한 다양한 모양으로 쉽게 주조할 수 있습니다. 폴리머와 혼합되어 뼈 복구 시멘트로 사용되었습니다.
180°C로 가열하면 물이 거의 없는 형태, 소위 γ-무수석(CaSO₄·nH₂O, 여기서 n=0 내지 0.05)가 형성된다. γ-Anhydrite는 물과 천천히 반응하여 이수화물 상태로 되돌아 가므로 상업용 건조제로 널리 사용됩니다. 250°C 이상으로 가열하면 완전히 무수인 형태의 β-무수석이 발생합니다. β-무수석은 매우 미세하게 분쇄되지 않는 한 지질학적 시간 척도에 대해서도 물과 반응하지 않습니다.

석고

석고는 벽, 천장의 보호 및 / 또는 장식 코팅 재료로 사용되며 장식용 건축 요소를 성형하고 성형하고 주조하는 데 사용되는 건축 자재입니다.
치장 벽토는 구호 장식을 생산하는 데 사용되는 석고입니다.
가장 일반적인 유형의 석고는 석고, 석회 또는 시멘트를 주성분으로 하여 제조됩니다. 석고는 건조 분말 (석고 분말)로 생산됩니다. 분말을 물과 혼합하면 뻣뻣하지만 작업 가능한 페이트가 형성됩니다. 물과의 발열 반응은 결정화 과정을 통해 열을 방출한 다음 수화된 석고가 경화됩니다.

석고 석고

석고 석고 또는 파리의 석고는 석고의 열처리 (약 300 ° F / 150 ° C)로 생산됩니다.
카소₄·2H₂O + 열 → CaSO₄·0.5H₂영형 + 1.5H₂O(증기로 방출됨).
석고는 건조 분말을 물과 혼합하여 재 성형 할 수 있습니다. 수정되지 않은 석고의 설정을 시작하기 위해 건조 분말을 물과 혼합합니다. 약 10분 후, 경화 반응이 시작되고 약 45분 후에 마무리됩니다. 그러나 약 72시간 후에 석고의 완전한 설정에 도달합니다. 석고 또는 석고가 266 ° F / 130 ° C 이상으로 가열되면 반수화물이 형성됩니다. 반수화물 분말은 물에 분산될 때 석고로 변형될 수도 있습니다.