Ultraskaņas sajaukšana augstas veiktspējas betonam

Mikro-un nanosilīcija vai nanocauruļu izmantošana noved pie uzlabojumiem augstas veiktspējas betona spiedes stiprumā. Ultrasonication ir efektīvs līdzeklis, lai sajauktu, mitrināšanas un izkliešanu nanomateriāliem cementa vai betona.
 

Industriālās cementa rūpnīcasMikro silīcija dioksīds mūsdienās tiek plaši izmantots betonā, kas nodrošina augstāku spiedes stiprību vai ūdens un ķīmiski izturīgus betonus. Tas var samazināt materiālu izmaksas un enerģijas patēriņu. Jauni nanomateriāli, piemēram, nanosilīcija dioksīds vai nanocaurulītes, vēl vairāk uzlabo izturību un izturību. Taču, lai pilnībā izmantotu nanomateriālu potenciālu, ir vajadzīga uzticama un efektīva dispersijas metode. Zondes tipa sonikatori ir visuzticamākā un efektīvākā tehnika, lai ražotu nano-dispersiju pat ļoti viskozās un pastas veida vircās, piemēram, cementā un betonā.

Mikrofine cementa javas dispersija ar ultraskaņas maisītājiem

Draganoviča pētnieku komanda iepazīstina ar pētniecisko rakstu, autori pēta mikrosmalka cementa javas izkliedi, izmantojot ultraskaņas tehnoloģiju un parastos laboratorijas šķīdinātājus. Pētījuma mērķis ir salīdzināt ultraskaņas veiktspēju – pētījumā īpaši sonikators UP400St – ar tradicionālām javas dispersijas metodēm.

Pētnieki veica virkni eksperimentu, izmantojot dažādas dispersijas metodes, lai novērtētu mikrofīna cementa daļiņu daļiņu izmēru sadalījumu (PSD) un zeta potenciālu. Dispersijas metodes ietver ultraskaņas apstrādi, izmantojot UP400St sonikatoru, ātrgaitas laboratorijas šķīdinātājus un abu metožu kombināciju.

Ultraskaņas izkliedētājs MultiSonoReactor ar 16 000 vatu izkliedēšanas jaudu nanodaļiņu sajaukšanai cementa pastā.

MultiSonoReactor MSR-4: Ultraskaņas inline dispersija augstas veiktspējas cementa un betona rūpnieciskai inline ražošanai.

Rezultāti parādīja, ka ultraskaņas dispersija, izmantojot sonikatoru UP400St, sasniedza ievērojami labāku daļiņu izmēru sadalījumu salīdzinājumā ar parastajiem laboratorijas šķīdinātājiem. Sonicator UP400St efektīvi samazina mikrosmalko cementa daļiņu aglomerāciju un rada viendabīgāku un stabilāku javas suspensiju. Ultraskaņas apstrāde uzlabo mazāku daļiņu sadalījumu, kā rezultātā daļiņu izmēra sadalījums ir šaurāks.
 

Īpaši smalka cementa javas ir visefektīvākā un droši izkliedēta, izmantojot Hielscher sonikatoru UP400S. Salīdzinošajā pētījumā zondes tipa sonikators skaidri izcēlās ar rotora statora izkliedētāju un diska šķīdinātāju.

Salīdzinātās dispersijas metodes: Vma-Getzmann Dispermat CV-3 šķīdinātājs, kas aprīkots ar 90 mm disku un rotora statora sistēmu. Hielscher UP400St ultraskaņas ierīce aprīkots ar H22 sonotrode.
(Pētījums un attēli: ©Draganovic et al., 2020)

 
Turklāt ultraskaņas izmantošana kombinācijā ar parastajiem laboratorijas šķīdinātājiem vēl vairāk uzlabo dispersijas efektivitāti, panākot vēl smalkāku daļiņu izmēru sadalījumu, salīdzinot ar tikai ultraskaņas apstrādi. Kombinējot, ultraskaņas apstrāde nodrošina mikro sajaukšanu un nano dispersiju, bet šķīdinātājs veicina makro sajaukšanos, nodrošinot, ka visas daļiņas nonāk ultraskaņas kavitācijas zonā. Tas ļauj labāk kontrolēt daļiņu izmēra sadalījumu (PSD) un mikrošķiedras cementa javas zeta potenciālu partijas darbībā. Izmantojot plūsmas šūnu reaktoru, daļiņu suspensija automātiski šķērso kavitācijas karsto punktu zonu, lai papildu maisīšana būtu lieka.

Kopumā pētījums izceļ ultraskaņas UP400St izcilo veiktspēju mikrosmalkās cementa javas izkliedēšanā. Ultraskaņas apstrāde, īpaši, ja to apvieno ar parastajiem laboratorijas šķīdinātājiem, piedāvā ļoti efektīvu un efektīvu metodi, lai panāktu vienmērīgu un stabilu mikrosmalko cementa daļiņu suspensiju.

Ir vērts atzīmēt, ka rakstā sniegts visaptverošs salīdzinājums starp ultraskaņu un parastajām dispersijas metodēm, uzsverot ultraskaņas izcilo veiktspēju javas dispersijā.
(sk. Draganović et al., 2020)
 

Ultraskaņas homogenizācija deva vislabākos rezultātus portlandcementa podagras dispersijai, salīdzinot ar laboratorijas maisītāju, kas aprīkots ar disku, un rotora-statora maisītāju.

Ultraskaņas homogenizators UP400St tiek salīdzināta attiecībā uz cementa javas dispersijas efektivitāti ar parastu 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)

Informācijas pieprasījums




Ņemiet vērā, ka mūsu Privātuma politika.


 

Video parāda grafīta ultraskaņas sajaukšanu un izkliedēšanu 250 ml epoksīdsveķu (Toolcraft L), izmantojot ultraskaņas homogenizatoru (UP400St, Hielscher Ultrasonics). Hielscher Ultrasonics padara aprīkojumu, lai izkliedētu grafītu, grafēnu, oglekļa-nanocaurulītes, nanoviļņus vai pildvielas laboratorijā vai liela apjoma ražošanas procesos. Tipiski pielietojumi ir disperģējošie nanomateriāli un mikromateriāli funkcionalizācijas procesā vai izkliedēšanai sveķos vai polimēros.

Sajauciet epoksīdsveķus ar grafīta pildvielu, izmantojot ultraskaņas homogenizatoru UP400St (400 vati)

Video sīktēls

 

Konkrēti pētījumi un attīstība

Konkrēts pētījums meklē materiālus un procesus, lai:

  • samazināt materiālu izmaksas un enerģijas izmaksas,
  • iegūt augstu sākotnējo un galīgo pretestību
  • uzlabotu blīvumu un spiedes stiprību
  • uzlabot darbspēju, pumpability un finiša
  • uzlabotu izturību un samazinātu caurlaidību.
  • samazināt saraušanās plaisas, putekļu un atslāļošanas problēmas
  • ķīmiskā izturība, piemēram, sulfāta pretestība

Cementa un betona maisīšana

Nepietiekama sajaukšana rada zemākas betona īpašības.Kad runa ir par uzlabojumiem betona īpašības, sajaukšanas tehnoloģija ir tikpat svarīga kā betona sastāvu. Sajaukšana ir būtisks solis vienotas, augstas kvalitātes betona ražošanā. Lai gan daudzas pamatnostādnes un noteikumi, piem., DIN EN 206 attiecas uz betona un tā detaļu sastāvu, lietotājam paliek cementa maisīšanas un betona maisīšanas process.
Izšķiroša nozīme ir tam, ka ūdens, cements un piejaukumi ir vienmērīgi izkliedēti un sadalīti līdz smalkam skalai un ka aglomerāti ir pietiekami izkliedēti. Nepietiekama izkliešanas vai Deagglomeration rezultātā zemākas betona īpašības. Sakarā ar zemo ūdens saturu un augstu devu piejaukumu, sajaukšanas self-presēšanas betona (SCC) un ultra augstas izturības betona (UHPC) prasa ilgāku sajaukšanas laiku vai efektīvāku sajaukšanas tehnoloģiju.

Nanomateriāli betonā

Cementa hidratācijas laikā cietējošajā betonā veidojas nanomēroga hidratācijas produkti, piemēram, kalcija hidrāti. Silīcija dioksīda vai nanocaurules nano daļiņas betona sacietēšanas laikā pārvēršas par cementa nanodaļiņām. Mazākas daļiņas noved pie īsāka daļiņu attāluma un blīvāka un mazāk poraina materiāla. Tas palielina spiedes stiprību un samazina caurlaidību.

Lielākais trūkums nanoizmēra pulvera un materiālu, tomēr ir tendence veidot aglomerātu laikā mitrināšanas un sajaukšanas. Ja atsevišķas daļiņas tiek labi izkliedētas, aglomerācija samazina iedarbībai pakļauto daļiņu virsmu, izraisot zemākas betona īpašības.

Ultrasonicator nanodaļiņu deagglomerācijai un uzticamai un vienmērīgai nanomateriālu dispersijai cementā un betonā

Ultraskaņas procesora UIP16000 ir augstas veiktspējas homogenizators cementa un betona dispersijai

Uzklikšķināt šeit, lai uzzinātu vairāk par Ultraskaņas sajaucot cementa pastas par precast, drycast un betona augiem priekšrocības.

Nanomateriālu ultraskaņas sajaukšana

Ultrasonication ir ļoti efektīvs līdzeklis sajaukšanai, izkliedēšanai un deagglomerācijai. Zemāk redzamajā attēlā parādīts tipisks kūpināta silīcija dioksīda ultraskaņas izkliedēšanas rezultāts ūdenī.

Ultraskaņas sajaukšana fume Sulica (Micro silīcija dioksīds)

Starting (zaļa līkne) pie aglomerāta daļiņu izmērs ir vairāk nekā 200 mikronu (D50) lielākā daļa daļiņu tika samazināta līdz mazāk nekā 200 nanometri.

Ultraskaņas maisīšana jebkurā mērogā

Hielscher piedāvā ultraskaņas sajaukšanas ierīces, lai izmantotu pētniecībā un pilna apjoma apstrādi.

Sonicators laboratorijas pētniecībai un attīstībai

Hielscher ultraskaņas laboratorijas homogenizatori ir ideāls sajaukšanas rīks pētniecībai un attīstībai laboratorijas mērogā. Hielscher laboratorijas ultraskaņas aparātus parasti izmanto nelielu partiju ultraskaņas sajaukšanai. Hielscher ultraskaņas homogenizatori piedāvā precīzu parametru kontroli un lielisku reproducējamību, lai sagatavotu skalu uz augšu. Tas ļauj viegli sajaukt dažādus preparātus un noteikt ultrasonikācijas intensitātes un ultraskaņas apstrādes ilguma ietekmi.

Ultraskaņas inline sajaukšana ražošanā

Betons gatavs lietošanaiUltraskaņas sajaukšanas aprīkojumu, kas nepieciešams mērogošanai, var precīzi noteikt, pamatojoties uz laboratorijas testu. Lai apstrādātu liela apjoma cementa vai betona plūsmas, augstas veiktspējas ultrasonikatori parasti darbojas nepārtrauktas plūsmas režīmā, izmantojot caurplūdes reaktorus. Tas ļauj ļoti vienmērīgi sajaukt un nevainojami apstrādāt pastas un vircas – pat ar ļoti augstu viskozitāti.

Nano-silīcija dioksīda ultraskaņas dispersija: Hielscher ultraskaņas homogenizators UP400St ātri un efektīvi izkliedē silīcija dioksīda nanodaļiņas vienādā nano dispersijā.

Nano-silīcija dioksīda ultraskaņas dispersija, izmantojot ultrasonicator UP400St

Video sīktēls

Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu atkarībā no apstrādājamās partijas apjoma vai plūsmas ātruma:

partijas apjoms Plūsmas ātrums Ieteicamie ierīces
1 līdz 500mL 10 līdz 200 ml / min UP100H
10 līdz 2000mL 20 līdz 400 ml / min UP200Ht, UP400St
0.1 līdz 20L 0.2 līdz 4 l / min UIP2000hdT
10 līdz 100 l 2 līdz 10 l / min UIP4000hdT
15 līdz 150L 3 līdz 15L/min UIP6000hdT
nav | 10 līdz 100 l / min UIP16000
nav | lielāks klasteris UIP16000

Sazinies ar mums! / Uzdot mums!

Lūgt vairāk informācijas

Lūdzu, izmantojiet zemāk esošo veidlapu, lai pieprasītu papildu informāciju par ultraskaņas maisītāju, ar cementu saistītiem lietojumiem, tehniskajiem datiem un cenām. Mēs ar prieku apspriedīsim jūsu cementa sajaukšanas procesu ar jums un piedāvāsim jums ultraskaņas augstas bīdes maisītāju, kas atbilst jūsu prasībām!









Lūdzu, ņemiet vērā mūsu Privātuma politika.


Literatūra/atsauces


Inline cementa sajaukšana, izmantojot sonicator

Ultraskaņas maisīšanas BlokshēmaHielscher ultraskaņas maisītāji parasti tiek uzstādīti vienā līnijā. Materiāls tiek iesūknēts ultraskaņas reaktora traukā. Tur tas ir pakļauts intensīva ultraskaņas kavitācija. Inline ultraskaņu likvidē apejot, jo visas daļiņas šķērso sajaukšanas kameru pēc noteikta ceļa. Tāpēc ultrasonication parasti pārslēdz daļiņu izmēru sadalījuma līkne, nevis paplašinot to.

Izturīgs un viegli tīrāms

Ultraskaņas plūsmas šūnu reaktors, izgatavots no nerūsējošā tērauda šķidrumu apstrādei ar ultraskaņu.Ultraskaņas sajaukšanas reaktors sastāv no plūsmas šūnas un sonotrodes. Nav nepieciešami gultņi. Plūsmas šūnu reaktoriem (nerūsējošais tērauds) ir vienkāršas ģeometrijas, un tos var viegli izjaukt un notīrīt. Nav mazu atveru vai slēptu stūru.

Citi pielietojumi Ultrasonics par cementa un betona

Hielscher ultraskaņas ierīču izmantošana cementu un betonu sagatavošanā neaprobežojas tikai ar cementa premiksu vai betona sajaukšanu un izkliedēšanu. Ultraskaņa ir ļoti efektīvs līdzeklis šķidrumu un vircas degazēšanai. Tas samazina betonā pēc sacietēšanas iekļuvušo gāzes burbuļu skaitu un tilpumu.
Ultraskaņas sieta kratītāji uzlabot pulvera sijāšanas caurlaidspēju un kvalitāti mazām daļiņām. Hielscher piedāvā ultrasoniski satrauktus sietus laboratorijas un rūpnieciskiem lietojumiem.

Betona pamatinformācija

Betons sastāv no cementa, piemēram, portlandcementa un citiem cementējošiem materiāliem, piemēram, vieglo pelnu un izdedžu cementa, minerālmateriāla (grants, kaļķakmens, granīta, smilts), ūdens un ķīmiskiem piejaukumiem. Tipiski piejaukumi ir paātrinātāji vai palēninātāji, plastifikatori, pigmenti, silīcija dioksīda izgarojumi vai augstas reaktivitātes metakaolīns (HRM). Mikro silīcija dioksīds ir tipisks piejaukums betonā. Tās trūkums ir tās salīdzinoši augstās izmaksas un piesārņojums, kas ietekmē operatoru un darba ņēmēju veselību.

Mēs priecāsimies apspriest jūsu procesu.

Sazināsimies.