Cementa betona blīvēšanas ultraskaņas maisīšana
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.

Ultraskaņas inline Mixer (UIP1000hdT)
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
Spiedes stiprums
Ultraskaņas impulsa ātrums
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.
Atsauce | Diff. | Power Ultrasonics | |
---|---|---|---|
Sākotnējais komplekts | 5 h 15 min | -29 | 3 h 45 min |
Galīgais komplekts | 6 h 45 min | -33% | 4 h 30 min |
Izgāzties | 122 mm (4,8″) | + 30% | 158 mm (6,2″) |
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.
partijas apjoms | Plūsmas ātrums | Ieteicamie ierīces |
---|---|---|
0. no 1 līdz 10L | 0.2 līdz 2 l/min | UIP1000hdT, UIP1500hdT |
no 10 līdz 50L | 2 līdz 10 l / min | UIP4000hdT |
15 līdz 150L | 3 līdz 15L/min | UIP6000hdT |
nav | | no 10 līdz 50L/min | UIP16000 |
nav | | lielāks | klasteris UIP16000 |
Ar ultraskaņas sajaukšanās jaudu uz vienu ierīci līdz 16kW, Hielscher piedāvā liela apjoma lietojumiem nepieciešamo apstrādes jaudu. Šī tehnoloģija ir viegli pārbaudīt un mērogo lineāru.
Literatūra / Literatūras saraksts
- S. Perters; M. Stöckigt; C. Rössler (2009): Ietekme Power-ultraskaņas uz plūstamība un nosakot portlandcementa pastas; at: 17. Starptautiskā konference par celtniecības materiāliem 23. – 26. septembris 2009, Veimāra.
- C. Rössler (2009): Eneeuss von Power-Ultraschall auf das Fließ-und Erstarrungsverhalten von Zementsuspensionen; : Tagungsband der 17. Internationalen Baustofftagung ibausil, Hrsg. Finger-Institut für Baustoffkunde, Bauhaus-Universität Weimar, S. 1 – 0259 – 1 – 0264.
- Gandžians, Esmaiels; Ehsani, Ahmads; Meisons, Timotejs; Tyrer, Mark (2018): Jaudas ultraskaņas pielietojums cementa materiāliem: sasniegumi, problēmas un perspektīvas. Materiāli & Dizains 160, 2018. 503-513.
https://www.researchgate.net/publication/327876305_Application_of_power_ultrasound_to_cementitious_materials_Advances_issues_and_perspectives