Ultraskaņas sajaukšana cementa pastas piedāvā lielas priekšrocības Saliekamā molding, drycast un betona augiem. Tas ietver: īsāks sākotnējais un galīgais noteikts laiks, mazāka deva superplastifikators, ātrāku un pilnīgāku hidratāciju, kā arī augstāku spiedes izturību.

Tradicionālās betona sajaukšanas tehnoloģijas, piemēram, “uz ceļa sajaukšana” vai rotācijas maisītāji nodrošina nepietiekamu sajaukšanas darbību, lai izkliedētu cementa daļiņu un citu cementējošu materiālu, piemēram, vieglo pelnu vai silīcija dioksīda, aglomerātus. Kamēr šādu aglomerātu ārējās daļiņas ir pakļautas ūdenim, iekšējās daļiņu virsmas paliek sausas. Tas izraisa lēnu un nepilnīgu hidratāciju.

Ultraskaņas sajaukšanas tehnoloģijas priekšrocības betonam

Ultraskaņas izkliedēšana ir vismodernākā tehnoloģija, lai deaglomerētu un izkliedētu mikronu izmēra un nano izmēra materiālus šķidrumos. Ultraskaņas sajaukšana izmanto kavitācijas bīdes spēkus, kas ir efektīvāki smalka izmēra materiālu sajaukšanā nekā parastie rotācijas maisītāji un rotora-statora maisītāji. Cementam, silīcija dioksīdam, vieglajiem pelniem, pigmentiem vai CNT šo materiālu veiktspēju ievērojami palielina ultraskaņas izkliedēšana, jo tas uzlabo daļiņu sadalījumu un saskari ar ūdeni.
Hidratācijas laikā – cementa reakcija ar ūdeni – C-S-H-fāzes aug adatu līdzīgas struktūras. Zem attēliem parādīt mikrostruktūru cementa pastas pēc 5hrs no hidratācijas. Ultrasonicated cementa pastas, C-S-H-fāzes ir gandrīz 500nm garš, bet unsonicated pastas, C-S-H-fāzes ir aptuveni 100nm, tikai.
 

Mikrostruktūra cementa paste pēc 5hrs hidratācijas laiks

ar ultraskaņas apstrādi	bez ultraskaņas apstrādes
Portlandcements Paste (CEM I 42,5 R), C. Rössler (2009) – Bauhaus universitāte Veimāra

 
Ultraskaņas kavitācijas sajaukšana noved pie ātrākas C-S-H-fāžu augšanas.

 
Hidratācijas temperatūra

Jaudas ultrasonication (PUS) ietekme uz laika temperatūras līknes cementa pastas

 
Spiedes stiprums

 
Ultraskaņas impulsa ātrums

Ietekme jaudas ultrasonication (PUS) par ultraskaņas impulsa ātrums mitrās cementa pastas

C-S-H fāzes augšana korelē ar cementa pastas temperatūru (noklikšķiniet pareizajā grafikā). Ultrasoniski jauktā cementa pastas hidratācija sākas aptuveni vienu stundu agrāk. Agrāk hidratācija korelē ar agrāk palielināt kompresiju izturību (noklikšķiniet uz pareizā grafika). Palielināto hidratācijas ātrumu var mērīt ar ultraskaņas impulsu ātrumu.

Jo īpaši Saliekamā un drycast betona, tas noved pie ievērojami īsāks laiks, līdz cast betona var ņemt no pelējuma. Pētījumi ar Bauhaus universitāti (Vācija) parādīja šādu iestatīto laiku samazinājumu.

Vēl viens interesants ieguvums no ultraskaņas sajaukšanas ir ietekme uz plūstamību. Kā parādīts iepriekšējā tabulā, kritums palielinās par aptuveni 30%. Tas ļauj samazināt superplastifikatoru devu.
 

Ultraskaņas maisītāju procesa integrācija cementa ražošanā

Hielscher piedāvā ultraskaņas maisītājus, lai efektīvi izkliedētu cementu, silīcija dioksīdu, vieglos pelnus, pigmentus vai CNT. Pirmkārt, jebkurš sauss materiāls jāsajauc ar ūdeni, lai izveidotu augstu koncentrāciju – vēl sūknējama pasta. Hielscher ultraskaņas maisītājs, deagglomerē un izkliedē daļiņas, izmantojot kavitācijas bīdes. Rezultātā katras daļiņas visa virsma ir pilnībā pakļauta ūdenim.

Ultraskaņas apstrāde cementa paste

Cementa pastas gadījumā hidratācija sākas pēc ultraskaņas apstrādes. Tāpēc Hielscher ultraskaņas maisītājs ir jāizmanto inline, jo cementa pastu nevar uzglabāt ilgu laiku. Zemāk redzamais shematiskais zīmējums ilustrē procesu. Nākamajā solī pievieno agregātu, piemēram, smiltis vai grants, un sajauc ar cementa pastu. Tā kā cementa daļiņas šajā posmā jau ir labi izkliedētas, cementa pasta labi sajaucas ar pildvielu. Pēc tam betons ir gatavs iepildīšanai saliekamās veidnēs vai transportēšanai. Sadalīšanas tvertni blakus ultraskaņas maisītājam var izmantot, lai nepārtraukti apstrādātu nestabila betona pieprasījuma gadījumā.

Ultraskaņas Izkliešana silīcija dioksīds, lidot pelni un nanomateriāli

Silīcija dioksīda, vieglo pelnu, pigmentu vai citu nanomateriālu, piemēram, oglekļa nanocaurulītes, izkliedēšanai ir vajadzīga cita apstrādes intensitāte un enerģijas līmenis. Šī iemesla dēļ mēs iesakām atsevišķu ultraskaņas maisītāju, lai iegūtu labi izkliedētu vircu / pastu, ko pēc tam pievieno betona maisījumam. Lūdzu, noklikšķiniet uz iepriekš redzamās grafikas, lai iegūtu šī procesa shematisku zīmējumu.

Ultraskaņas sajaukšanas aprīkojumu, kas nepieciešams mērogošanai, var precīzi noteikt, pamatojoties uz izmēģinājuma mēroga testiem, izmantojot UIP1000hd komplekts (1 000 vati). Tabulā redzams vispārējās ierīces ieteikumus atkarībā no partijas tilpuma vai plūsmas ātrumu cementa pastas jāapstrādā.