Ultraschall beschleunegt Gipskristalliséierung
- Ultrasonic Mëschung an Dispergéierung beschleunegt d'Kristalliséierung an d'Settingreaktioun vum Gips (CaSO)4･2H2O).
- Applikatioun vu Kraaft-Ultraschall op d'Gips-Schlämm beschleunegt d'Kristalliséierung, wouduerch d'Astellungszäit reduzéiert gëtt.
- Nieft enger méi séierer Astellung weisen déi produzéiert Mauerplacke eng reduzéiert Dicht.
- D'Ultraschallverdeelung vu Verstäerkung Nanomaterialien (zB CNTs, Nano-Faseren oder Silica) an Gips resultéiert zu enger héijer mechanescher Kraaft a gerénger Porositéit.
Ultrasonics fir verbessert Gips Fabrikatioun
Fir d'Settingsreaktioun vu Kalziumsulfathemihydrat a Waasser ze initiéieren, muss Kalziumsulfathemihydrat gläichméisseg a Waasser verdeelt ginn, sou datt eng homogene Schlamm preparéiert gëtt. D'Ultraschalldispersioun garantéiert datt d'Partikel komplett befeucht ginn, sou datt eng komplett Hemihydrat Hydratatioun erreecht gëtt. D'Ultraschallvermëschung vun der Gipsschlämung beschleunegt d'Astellungszäit duerch eng beschleunegt Kristalliséierung.
Zousätzlech Zutaten wéi Beschleuniger a Verstäerkung vun Nanomaterialien kënnen och ganz gläichméisseg an d'Gips-Schlämm gemëscht ginn.
Aarbechtsprinzip vun Ultrasonic Dispersing
Wann héich Kraaft Ultraschall an eng Flëssegkeet oder Schlamm gekoppelt ass, geschitt ultraschall generéiert Kavitatioun. Ultraschall Kavitatioun schaaft lokal extrem Konditiounen dorënner héich Schéier Kräften, Flëssegket Jets, Mikro Turbulenzen, héich Temperaturen, feat Heizung an Ofkillungsraten souwéi héich Drock. Déi kavitational Schéierkräften iwwerwannen d'Verbindungskräften tëscht Molekülen sou datt se deagglomeréiert a verspreet sinn als eenzel Partikel. Ausserdeem gi Partikele vun de kavitationalen Flëssegjets beschleunegt, sou datt se matenee kollidéieren an doduerch op Nano- oder souguer primär Partikelgréisst ofgebrach ginn. Dëst Phänomen ass bekannt als Ultraschall Naassfräsen.
Power Ultraschall erstellt Nukleatiounsplazen an der Léisung sou datt eng beschleunegt Kristalliséierung erreecht gëtt.
Klickt hei fir méi iwwer Sono-Kristalliséierung ze léieren – d'Ultraschall assistéiert Kristalliséierung!
industriell Ultraschall Disperger
Ultrasonic Dispersioun vun Additive
A ville chemesche Prozesser gëtt Sonikatioun benotzt fir Additive wéi Verzögerungsmëttelen (zB Proteinen, organesch Säuren), Viskositéitsmodifizéierer (zB Superplastiséierer), Anti-Verbrennungsmëttelen, Borsäure, waasserbeständeg Chemikalien (zB Polysiloxanen, Wachsemulsiounen) ze vermëschen. Glasfaser, Feierbeständegkeetsverbesserer (z.B. Vermiculite, Lehm an/oder fuméiert Silica), Polymerverbindungen (zB PVA, PVOH) an aner konventionell Additiven an d'Formuléierung fir d'Formuléierung vu Putz, Zementverbindungen a Gipszementer ze verbesseren. fir seng Astellungszäit ze reduzéieren.
Klickt hei fir méi iwwer d'Ultraschallmëschung a Vermëschung vun Zousatzstoffer ze léieren!
industriell Ultraschallsystemer
Hielscher Ultrasonics ass Ären Top Zouliwwerer vu High Power Ultrasonic Systemer fir Bench-Top an industriell Uwendungen. Hielscher bitt mächteg a robust industriell Ultraschallprozessoren. Eis UIP16000 (16kW) ass de mächtegste Ultraschallprozessor weltwäit. Dëse 16kW Ultraschallsystem veraarbecht liicht grouss Bänn vu souguer héichviskose Schläim (bis zu 10.000 cp). Héich Amplituden vu bis zu 200µm (a méi héich op Ufro) garantéieren datt d'Material richteg behandelt gëtt, sou datt de gewënschten Niveau vun der Dispersioun, Deagglomeratioun a Fräsen erreecht gëtt. Dës intensiv Sonikatioun produzéiert nano-partikuléiert Schläim fir séier Astellungsraten a super Gipsprodukter.
D'Robustitéit vun der Hielscher Ultraschallausrüstung erlaabt 24/7 Operatioun bei schwéierer Pflicht an an usprochsvollen Ëmfeld.
D'Tabell hei drënner gëtt Iech eng Indikatioun vun der geschätzter Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschaller:
| Batch Volume | Duerchflossrate | Recommandéiert Apparater |
|---|---|---|
| 10 bis 2000 ml | 20 bis 400 ml/min | UP200Ht, UP 400 St |
| 0.1 bis 20L | 02 bis 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100 l | 2 bis 10 l/min | UIP4000 |
| na | 10 bis 100 l/min | UIP16000 |
| na | méi grouss | Stärekoup vun UIP16000 |
Eis laang Erfahrung an der Ultraschallveraarbechtung hëlleft eis fir eis Clienten vun den éischte Machbarkeetstudien bis zur Ëmsetzung vum Prozess op industrieller Skala ze konsultéieren.
Literatur / Referenzen
- Peters, S.; Stöckigt, M.; Rössler, Ch. (2009): Afloss vum Power-Ultraschall op d'Flëssegkeet an d'Astellung vu Portland Cement Pastes; op: 17. International Konferenz iwwert Baumaterial 23. - 26. September 2009, Weimar.
- Rössler, Ch. (2009): Einfluss von Power-Ultraschall auf das Fließ- und Erstarrungsverhalten von Zementsuspensionen; in: Tagungsband der 17. Internationalen Baustofftagung ibausil, Hrsg. Finger-Institut für Baustoffkunde, Bauhaus-Universität Weimar, S. 1 – 0259 – 1 – 0264.
- Zhongbiao, Mann; Chen, Yuehui; Yang, Miao (2012): Virbereedung an Eegeschafte vu Kalziumsulfat Whisker / Naturgummi Komposit. Fortgeschratt Material Fuerschung Vol. 549, 2012. 597-600.
Fakten Worth Wëssen
Produktioun vun Gips Verwaltungsrot
Wärend dem Fabrikatiounsprozess vu Gipsplack gëtt eng wässerlech Schlamme vu kalzinéierte Gips – sougenannte Kalziumsulfathemihydrat – ass tëscht den ieweschte an ënneschten Pabeier Blieder verdeelt. Dat doduerch erstallt Produkt muss kontinuéierlech op engem Fërdergürtel bewegt ginn, bis d'Schläim gesat huet. D'Blat gëtt dann getrocknegt bis d'iwwerschësseg Waasser am Gipsplatte verdampft ass. Bei der Produktioun vu Gipswandplat ass et bekannt fir verschidde Substanzen an d'Schläim ze addéieren fir de Produktiounsprozess oder de Board selwer ze verbesseren. Zum Beispill ass et üblech fir d'Gewiicht vun der Schlamm ze erliichteren andeems Schaummëttelen integréiert sinn fir e Beliichtungsgrad ze bidden deen d'Dicht vun der leschter Wandplack senkt.
Kalziumsulfat
Kalziumsulfat (oder Kalziumsulfat) ass eng anorganesch Verbindung mat der Formel CaSO4 a verbonne Hydraten. An der Waasserfräi Form vun γ-Anhydrit gëtt et als allgemeng Zweck Trocknungsmëttel benotzt. E spezielle Hydrat vu CaSO4 ass bekannt als Gips vu Paräis. En anert wichtegt Hydrat ass Gips, dat natierlech als Mineral geschitt. Besonnesch Gips gëtt vill fir industriell Uwendungen benotzt, zB als Baumaterial, Filler, a Polymeren asw. All Form vu CaSO4 erschéngen als wäiss Feststoffer a si kaum löslech am Waasser. Kalziumsulfat verursaacht permanent Härtheet am Waasser.
Déi anorganesch Verbindung CaSO4 geschitt an dräi Niveauen vun Hydratatioun:
- Waasserfräi Staat (Mineral Numm: “anhydrit”) mat der Formel CaSO4.
- Dihydrat (Mineral Numm: “gips”) mat der Formel CaSO4(H2O)2.
- Hemihydrat mat der Formel CaSO4(H22O) 0,5. Spezifesch Hemihydrate kënnen als Alpha-Hemihydrat a Beta-Hemihydrat ënnerscheet ginn.
Hydratatioun an Dehydratiounsreaktiounen
Wann Hëtzt applizéiert gëtt, gëtt Gips an en deelweis dehydréiert Mineral ëmgewandelt – de sougenannte Kalziumsulfat Hemihydrat, calcinéierte Gips oder Gips vu Paräis. Kalzinéiert Gips huet d'Formel CaSO4·(nH2O), wou 0,5 ≤ n ≤ 0,8. Temperaturen tëscht 100°C an 150°C (212°F – 302 ° F) sinn néideg fir d'Waasser ze läschen dat a senger Struktur gebonnen ass. Déi exakt Heiztemperatur an Zäit hänkt vun der Loftfiichtegkeet of. Temperaturen esou héich wéi 170 ° C (338 ° F) gi fir d'industriell Kalzinatioun applizéiert. Wéi och ëmmer, bei dësen Temperaturen fänkt d'Bildung vu γ-Anhydrit un. D'Hëtztenergie, déi de Gips zu dëser Zäit geliwwert gëtt (d'Hëtzt vun der Hydratatioun) tendéiert fir Waasser ze verdreiwen (als Waasserdamp) anstatt d'Temperatur vum Mineral ze erhéijen, wat lues eropgeet bis d'Waasser fort ass, dann méi séier eropgeet . D'Equatioun fir déi partiell Dehydratioun ass déi folgend:
D'endothermesch Eegeschafte vun dëser Reaktioun ass relevant fir d'Performance vun der Trockenmaart, wat d'Feierresistenz fir Wunn- an aner Strukturen ubelaangt. Bei engem Feier bleift d'Struktur hannert enger Plack vu Trockenmaart relativ cool, well Waasser aus dem Gips verluer geet, sou datt Schued un der Frame verhënnert a retardéiert gëtt (duerch Verbrennung vun Holzmemberen oder Verloscht vu Stäerkt vu Stahl bei héijen Temperaturen) a konsequent strukturell Zesummebroch. Bei méi héijen Temperaturen verëffentlecht Kalziumsulfat Sauerstoff a wierkt doduerch als Oxidatiounsmëttel. Dës Materialcharakteristik gëtt an der Aluminiumthermie benotzt. Am Géigesaz zu de meeschte Mineralstoffer, déi wann se rehydréiert einfach flësseg oder hallefflësseg Paste bilden, oder pudereg bleiwen, huet calcinéierte Gips eng ongewéinlech Eegeschafte. Wann et mat Waasser bei Ëmfeldstemperatur gemëscht gëtt, dréit et chemesch zréck an déi bevorzugt Dihydratform, wärend et kierperlech ass “Astellung” an e steift a relativ staarkt Gipskristallgitter wéi an der Equatioun hei ënnen gewisen:
Dës exothermesch Reaktioun mécht et sou einfach Gips a verschidde Formen ze werfen, dorënner Placke fir Trockenmaueren, Stécker fir Tafelkräid, a Schimmel (zB fir gebrochene Schanken ze immobiliséieren oder fir Metallgoss). Gemëscht mat Polymere gouf et als Knachreparaturzement benotzt.
Wann op 180°C erhëtzt gëtt eng bal waasserfräi Form, sougenannt γ-Anhydrit (CaSO)4·nH2O wou n = 0 bis 0,05), gëtt geformt. γ-Anhydrite reagéiert nëmme lues mat Waasser fir zréck an den Dihydratstaat zréckzekommen, sou datt et vill als kommerziell Desiccant benotzt gëtt. Wann iwwer 250 ° C erhëtzt gëtt, geschitt déi komplett Waasserfräi Form vu β-Anhydrit. β-Anhydrit reagéiert net mat Waasser, och iwwer geologesch Zäitskalaen, ausser et ass ganz fein gemoolt.
Gips
Gips ass e Baumaterial dat als Schutz- an/oder dekorativ Beschichtungsmaterial fir Maueren, Plafongen a fir d'Schimmel a Formen an Dekoratiounsbauelementer benotzt gëtt.
Stucco ass Gipsaarbecht, dat benotzt gëtt fir Reliefdekoratiounen ze produzéieren.
Déi heefegst Aarte vu Putz ginn aus Gips, Kalk oder Zement als Haaptbestanddeel formuléiert. Gips gëtt als dréchent Pudder (Gipspulver) produzéiert. Wann de Pulver mat Waasser gemëscht gëtt, entsteet eng steif, awer beaarbechtbar Paste. Déi exothermesch Reaktioun mam Waasser léisst Hëtzt duerch e Kristalliséierungsprozess eraus, dann häert de hydratiséierte Putz.
Gipsputz
Gipsputz, oder Gips vu Paräis, gëtt duerch eng Hëtztbehandlung (ongeféier 300 °F / 150 °C) vu Gips produzéiert:
CaSO4·2H2O + Hëtzt → CaSO4· 0,5 H2O + 1,5 H2O (entlooss als Damp).
Gips kann nei geformt ginn andeems de trockenem Pulver mat Waasser vermëschen. Fir d'Astellung vun onverännert Putz ze initiéieren, gëtt de trockenem Pulver mat Waasser gemëscht. Nach ca. 10 Minutte setzt d'Astellungsreaktioun an a gëtt no ca. 45 Minutten. Ee komplette Gipsastellung gëtt awer no ca. 72 Stonnen. Wann Gips oder Gips iwwer 266 ° F / 130 ° C erhëtzt gëtt, gëtt Hemihydrat geformt. Hemihydratpulver kann och an Gips transforméiert ginn wann se a Waasser dispergéiert ginn.