Cementa daļiņu deagglomerācija, izmantojot Power Ultrasonics
Zondes tipa ultraskaņas aparātus bieži izmanto cementa daļiņu deagglomerācijai. Šī metode novērš nepieciešamību pēc slīpēšanas līdzekļiem, vienkāršo procesu, padarot filtrēšanu un intensīvu tīrīšanu nevajadzīgu, un nodrošina efektīvu daļiņu izmēra samazināšanu. Turklāt ultraskaņas apstrāde samazina atkarību no disperģētājiem un izmanto kompaktākas, energoefektīvākas iekārtas, padarot to par ļoti izdevīgu risinājumu cementa daļiņu dispersijai un deagglomerācijai.
Cementa daļiņu ultraskaņas deagglomerācijas priekšrocības
Cements ir viens no būtiskākajiem materiāliem būvniecībā, ko plaši izmanto tā saistošajām īpašībām. Tomēr, lai sasniegtu optimālu veiktspēju, ir nepieciešams vienmērīgs daļiņu sadalījums, jo aglomerētas daļiņas var negatīvi ietekmēt cementa veiktspēju. Ultraskaņas deagglomerācija ir kļuvusi par spēcīgu tehniku, lai risinātu šo izaicinājumu.
Rūpnieciskie sonikatori augstas caurlaidspējas cementa daļiņu deagglomerācijai.
- Uzlabota daļiņu dispersija: Ultraskaņas deagglomerācija efektīvi izkliedē cementa daļiņas, nodrošinot vienmērīgu daļiņu izmēru sadalījumu. Šī vienveidība ir būtiska, lai panāktu konsekventu izturību un izturību cementējošos materiālos.
- Uzlabota hidratācija: Deaglomerēto daļiņu palielinātais virsmas laukums uzlabo hidratācijas procesu, kā rezultātā galaproduktā ir labāka sasaiste un lielāka izturība. Uzlabota hidratācija arī samazina nepilnīgu reakciju un vājo vietu risku cementa matricā.
- Palielināta darbspēja: Labi izkliedētas cementa daļiņas rada praktiskāku maisījumu, kas atvieglo sajaukšanu, ielešanu un apdari. Šī uzlabotā apstrādājamība var nodrošināt ātrāku būvniecības laiku un samazinātas darbaspēka izmaksas.
- Uzlabotas mehāniskās īpašības: Ultraskaņas deagglomerācija veicina blīvākas un viendabīgākas mikrostruktūras attīstību cementa bāzes materiālos. Tā rezultātā tiek uzlabotas mehāniskās īpašības, piemēram, spiedes un stiepes izturība.
- Piedevu izmantošanas samazināšana: Panākot labāku dispersiju, izmantojot ultraskaņas deagglomerāciju, var samazināt nepieciešamību pēc ķīmiskiem disperģētājiem un citām piedevām. Tas ne tikai samazina izmaksas, bet arī cementa ražošanas ietekmi uz vidi.
- Izmaksu efektivitāte: Neatkarīgi no sākotnējiem ieguldījumiem rūpnieciskās kvalitātes ultrasonikatorā, ilgtermiņa ieguvumi no uzlabotas produktu kvalitātes, samazinātas piedevu lietošanas un uzlabotas veiktspējas padara to par rentablu risinājumu cementa rūpniecībai.
| Salīdzinošais aspekts | Lodīšu frēzēšana cementa daļiņām | Ultraskaņas deagglomerācija cementa daļiņām |
|---|---|---|
| Metode | Izmanto tērauda vai silīcija dioksīda bumbiņas kā slīpēšanas līdzekli | Izmanto augstas intensitātes ultraskaņas viļņus, lai radītu akustisko kavitāciju un sonomehāniskos bīdes spēkus |
| Slīpēšanas materiāla nomaiņa | Bieža tērauda vai silīcija dioksīda bumbiņu nomaiņa | Nav slīpēšanas materiāla, novēršot nomaiņas izmaksas |
| Pēcprocesa filtrēšana | Nepieciešams, lai filtrētu slīpēšanas materiālus | Nav nepieciešams, vienkāršojot procesu |
| Tīrīšanas prasības | Darbietilpīga un laikietilpīga frēzēšanas līdzekļu un kameras tīrīšana | Minimālu tīrīšanu, ultraskaņas zondes ir vieglāk uzturēt |
| Efektivitāte smalko daļiņu diapazonā | Neefektīvs daļiņām 0 – 100 μm diapazons, laikietilpīgs | Ļoti efektīvs smalku daļiņu izmēriem, ieskaitot 0 – 100 μm diapazons |
| Disperģējošas vielas prasība | Nepieciešams liels disperģējošas vielas daudzums | Samazināta nepieciešamība pēc disperģējošiem līdzekļiem spēcīgu kavitācijas un bīdes spēku dēļ |
| Aprīkojuma raksturojums | Liels, lielgabarīta, energoneefektīvs, prasa plašu apkopi un tīrīšanu | Kompakts, energoefektīvs, mazāka apkope, vieglāk lietojams un drošs lietošanai |
Gadījuma izpēte: Mikrofine cementa javas dispersija ar ultraskaņas maisītājiem
Draganoviča vadītā pētnieku komanda piedāvā visaptverošu pētījumu par mikrosmalka cementa javas izkliedi, izmantojot ultraskaņas tehnoloģiju, salīdzinot ar parastajiem laboratorijas šķīdinātājiem. Pētījums īpaši koncentrējas uz ultraskaņas aparāta UP400St veiktspēju salīdzinājumā ar tradicionālajām javas dispersijas metodēm.
Pētnieki veica virkni eksperimentu, izmantojot dažādas dispersijas metodes, lai novērtētu daļiņu izmēru sadalījumu (PSD) un mikrosmalko cementa daļiņu zeta potenciālu. Novērtētās metodes ietver ultraskaņas apstrādi ar UP400St sonikatoru, ātrgaitas laboratorijas šķīdinātājiem un abu metožu kombināciju.
Atklājumi atklāj, ka ultraskaņas dispersija, izmantojot UP400St sonikatoru, ievērojami uzlabo daļiņu izmēru sadalījumu salīdzinājumā ar parastajiem laboratorijas šķīdinātājiem. Sonicator UP400St efektīvi mazina mikrosmalko cementa daļiņu aglomerāciju, radot viendabīgāku un stabilāku javas suspensiju. Ultraskaņas apstrāde uzlabo mazāku daļiņu sadalījumu, kā rezultātā daļiņu izmēra sadalījums ir šaurāks.
Ultraskaņas homogenizators UP400St tiek salīdzināts attiecībā uz cementa javas dispersijas efektivitāti ar parasto laboratorijas maisītāju, kas aprīkots ar disku, un izmantojot rotora statora tehniku. Pētījums parādīja, ka ultraskaņas dispersija ir ne tikai efektīva metode, bet pat labāka par maisītāju, izmantojot rotora-statora tehniku.
(pētījums un grafiks: © Draganović et al., 2020)
Turklāt, apvienojot ultraskaņu ar parastajiem laboratorijas šķīdinātājiem, tiek uzlabota dispersijas efektivitāte, sasniedzot vēl smalkāku daļiņu izmēru sadalījumu nekā tikai ultraskaņas apstrāde. Šī kombinācija ļauj labāk kontrolēt mikrošķiedras cementa javas PSD un zeta potenciālu sērijveida operācijās. Nepārtrauktas plūsmas sistēmās daļiņu suspensija automātiski iziet cauri kavitācijas karsto punktu zonai, padarot papildu maisīšanu nevajadzīgu.
Pētījums uzsver ultraskaņas aparāta UP400St izcilo veiktspēju mikrosmalkās cementa javas izkliedēšanā. Ultraskaņas apstrāde, īpaši, ja to apvieno ar parastajiem laboratorijas šķīdinātājiem, piedāvā efektīvu un efektīvu metodi, lai panāktu vienmērīgu un stabilu mikrosmalko cementa daļiņu suspensiju.
Šis pētījums sniedz detalizētu salīdzinājumu starp ultraskaņas un parastajām dispersijas metodēm, uzsverot ultraskaņas izcilo efektivitāti javas dispersijā.
(sk. Draganović et al., 2020)
Salīdzinātās dispersijas metodes: Vma-Getzmann Dispermat CV-3 šķīdinātājs, kas aprīkots ar 90 mm disku, rotora statora (R / S) sistēmu un Hielscher UP400St sonikators aprīkots ar H22 sonotrode.
(Pētījums un attēli: ©Draganovic et al., 2020)
Zondes tipa sonikators UP400St mikro-smalka cementa javas dispersijai
(Pētījums un attēls: ©Draganovic et al., 2020)
Sonicators pielietojumi cementa rūpniecībā
Izmantojot lieljaudas ultraskaņas labvēlīgo ietekmi cementa daļiņu un javas deagglomerācijā, tiek atvērtas daudzas pielietojuma jomas cementa rūpniecībā, ļaujot uzlabot materiālu īpašības un galaprodukta kvalitāti.
- Cementa daļiņu mitrā frēzēšana: Zondes tipa ultraskaņas apstrāde ir ļoti efektīva un energoefektīva metode cementa daļiņu malšanai. Lasiet vairāk par cementa ultraskaņas mitro frēzēšanu!
- Augstas veiktspējas betona ražošana: Zondes tipa sonikatori tiek izmantoti, lai ražotu augstas veiktspējas betonu, nodrošinot smalku cementa daļiņu un papildu cementējošu materiālu, piemēram, vieglo pelnu un silīcija dioksīda dūmu, vienmērīgu izkliedi. Tas noved pie betona ar izcilām mehāniskām īpašībām un izturību.
- Nanokompozītu izstrāde: Pētniecībā un attīstībā zondes tipa ultraskaņas aparāti atvieglo nanodaļiņu iekļaušanu cementa matricās, radot nanokompozītus ar uzlabotām īpašībām, piemēram, paaugstinātu izturību, izturību un izturību pret vides degradāciju.
- Piedevu veiktspējas optimizācija: Ultraskaņas deagglomerācija palīdz optimizēt ķīmisko piedevu, piemēram, superplastifikatoru un gaisu piesaistošu līdzekļu, veiktspēju, nodrošinot to vienmērīgu sadalījumu cementa matricā. Tas uzlabo galaprodukta darbspēju un veiktspēju.
Augstas veiktspējas ultraskaņas apstrādātāji cementa daļiņu dispersijai un deagglomerācijai
Ultraskaņas deagglomerācija, izmantojot zondes tipa sonikatorus, piedāvā ievērojamas priekšrocības cementa rūpniecībai. Uzlabojot daļiņu dispersiju, uzlabojot hidratāciju un palielinot apstrādājamību, šīs ierīces veicina augstas kvalitātes cementa materiālu ražošanu. Zondes tipa ultraskaņas aparātu precīza kontrole, mērogojamība un daudzpusība padara tos par vērtīgiem instrumentiem gan pētniecībai, gan rūpnieciskiem lietojumiem, veicinot inovācijas un efektivitāti cementa ražošanā.
Hielscher Ultrasonic piegādā augstas veiktspējas ultraskaņas aparātus jebkurā jaudas līmenī cementa daļiņu un cementa javas apstrādei no mazākām partijām pētniecībai + attīstībai līdz augstas caurlaidspējas rūpnieciskā cementa deagglomerācijai ražošanas mērogā.
- augsta efektivitāte
- vismodernākās tehnoloģijas
- uzticamība & Stabilitāti
- regulējama, precīza procesa vadība
- Partijas & Iekļautās
- jebkuram sējumam
- inteliģenta programmatūra
- viedās funkcijas (piemēram, programmējamas, datu protokolēšana, tālvadības pults);
- viegli un droši lietojams
- zema apkope
- CIP (tīrā vietā)
Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Kvalitāte ražots Vācijā
Hielscher ultrasonikatori ir labi pazīstami ar saviem augstākajiem kvalitātes un dizaina standartiem. Robustums un viegla darbība ļauj vienmērīgi integrēt mūsu ultrasonikatorus rūpnieciskajās iekārtās. Hielscher ultrasonikatori viegli apstrādā neapstrādātus apstākļus un prasīgu vidi.
Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums un īpašu uzsvaru liek uz augstas veiktspējas ultrasonikatoriem, kas piedāvā vismodernākās tehnoloģijas un lietotājdraudzīgumu. Protams, Hielscher ultrasonikatori atbilst CE prasībām un atbilst UL, CSA un RoHs prasībām.
Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:
| Partijas apjoms | Plūsmas ātrums | Ieteicamās ierīces |
|---|---|---|
| 0.5 līdz 1,5 ml | n.p. | VialTweeter |
| 1 līdz 500 ml | 10 līdz 200 ml/min | UP100H |
| 10 līdz 2000 ml | 20 līdz 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 līdz 20L | 02 līdz 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100L | 2 līdz 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 līdz 150L | 3 līdz 15L/min | UIP6000hdT |
| 15 līdz 150L | 3 līdz 15L/min | UIP6000hdT |
| n.p. | 10 līdz 100L/min | UIP16000 |
| n.p. | Lielāku | kopa UIP16000 |
Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!
Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus sajaukšanas lietojumiem, dispersijai, emulgācijai un ekstrakcijai laboratorijā, izmēģinājuma un rūpnieciskā mērogā.
Literatūra / Atsauces
- 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.
Fakti, kurus ir vērts zināt
Kas ir cements?
Cements ir smalka, pulverveida viela, kas būvniecībā darbojas kā saistviela. Sajaucot ar ūdeni, tas tiek pakļauts ķīmiskai reakcijai, ko sauc par hidratāciju, sacietējot cietā materiālā. Tas galvenokārt sastāv no kaļķakmens, māla, čaumalām un silīcija dioksīda, un tā ir galvenā betona, javas un citu celtniecības materiālu sastāvdaļa. Cementa spēja sacietēt un saistīt citus materiālus padara to par būtisku ēku, ceļu, tiltu un citas infrastruktūras būvniecībā. Visizplatītākais cementa veids ir portlandcements, ko plaši izmanto, pateicoties tā izturībai un daudzpusībai.
Kāpēc cementa daļiņu deagglomerācija ir svarīga?
Cementa daļiņu deagglomerācija ir svarīga, jo tā nodrošina vienmērīgu daļiņu izmēru sadalījumu, kas uzlabo cementa bāzes materiālu veiktspēju un kvalitāti. Pareiza deagglomerācija uzlabo hidratācijas efektivitāti, kā rezultātā betons ir spēcīgāks un izturīgāks. Tas arī uzlabo cementa maisījumu apstrādājamību, padarot tos vieglāk sajaucamus, ielejamus un apdari. Turklāt labi izkliedētas daļiņas samazina nepieciešamību pēc ķīmiskām piedevām, samazina ražošanas izmaksas un samazina ietekmi uz vidi. Kopumā efektīva deagglomerācija ir būtiska, lai sasniegtu optimālas mehāniskās īpašības un ilgtermiņa izturību būvniecības projektos.
Kā cementa daļiņas tiek deaglomerētas?
Cementa daļiņas tiek deagglomerētas, izmantojot dažādas metodes, un ultraskaņas deagglomerācija ir viena no efektīvākajām metodēm. Šajā procesā augstfrekvences ultraskaņas viļņus izstaro zonde, kas iegremdēta cementa vircā. Šie viļņi rada intensīvus kavitācijas burbuļus, kas sabrūk ar lielu enerģiju, radot spēcīgus bīdes spēkus un trieciena viļņus. Šie spēki sadala aglomerētās cementa daļiņas, nodrošinot vienmērīgu izkliedi. Citas metodes ietver mehānisku sajaukšanu, frēzēšanu un disperģējošu līdzekļu izmantošanu, bet ultraskaņas deagglomerācija ir labvēlīga tās efektivitātei un spējai sasniegt smalku, konsekventu daļiņu sadalījumu.
Kāda loma cementa apstrādē ir ūdenim?
Ūdenim ir galvenā loma cementa apstrādē. Tas klinkerā mitrina dažādus minerālus, kas nodrošina cementa pastai nepieciešamo plūstamību. Tomēr ūdens satura pārvaldība ir trausls līdzsvars. Pārmērīgs ūdens daudzums var izraisīt tādas problēmas kā asiņošana (kad ūdens atdalās no maisījuma) un samazināta spiedes stiprība. Un otrādi, nepietiekams ūdens daudzums var samazināt apstrādājamību, padarot cementa maisījumu grūti apstrādājamu un izraisot vājākus produktus.
Kā darbojas zondes tipa sonicatori?
Zondes tipa sonikatori ir īpaša ultraskaņas ierīču klase, kas paredzēta daļiņu izkliedēšanai un deagglomerācijai dažādās suspensijās, ieskaitot cementu. Šīs ierīces izmanto zondi vai ragu, kas izstaro ultraskaņas viļņus tieši vidē, radot kavitācijas burbuļus, kas implodē ar augstu enerģiju, izraisot daļiņu deagglomerāciju.
Zondes tipa sonikatori darbojas, ģenerējot ultraskaņas viļņus, kas parasti ir robežās no 20 līdz 30 kHz. Zonde, ko sauc arī par sonotrode, ir stienis, kas izgatavots no tādiem materiāliem kā titāns, kas iegremdēts cementa vircā. Aktivizējot, zonde vibrē ultraskaņas frekvencēs, radot intensīvu akustisko kavitāciju. Šī kavitācija ietver mikroskopisko burbuļu veidošanos un vardarbīgu sabrukumu vircā, kas rada spēcīgus bīdes spēkus un trieciena viļņus. Šie spēki sadala aglomerētās daļiņas un veicina vienmērīgu izkliedi.
Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus no Lab līdz rūpnieciskais izmērs.