Ultrasoniski paātrināta ģipša kristalizācija
- Ultraskaņas sajaukšana un izkliedēšana paātrina ģipša kristalizāciju un iestatīšanas reakciju (CaSO4・2H2O).
- Jaudas ultraskaņas pielietošana ģipša vircai paātrina kristalizāciju, tādējādi samazinot iestatīšanas laiku.
- Papildus ātrākai iestatīšanai ražotajiem sienas dēļiem ir samazināts blīvums.
- Armatūras nano materiālu (piemēram, CNT, nanošķiedru vai silīcija dioksīda) ultraskaņas izkliedēšana ģipsī rada augstu mehānisko izturību un zemu porainību.
Ultrasonics uzlabotai ģipša ražošanai
Lai uzsāktu kalcija sulfāta hemihidrāta un ūdens iestatīšanas reakciju, kalcija sulfāta hemihidrāts vienmērīgi jādisperģē ūdenī, lai sagatavotu viendabīgu suspensiju. Ultraskaņas dispersija nodrošina, ka daļiņas ir pilnībā samitrinātas, lai panāktu pilnīgu hemihidrāta hidratāciju. Ģipša vircas ultraskaņas sajaukšana paātrina iestatīšanas laiku paātrinātas kristalizācijas dēļ.
Papildu sastāvdaļas, piemēram, paātrinātājus un pastiprinošus nanomateriālus, var ļoti vienmērīgi sajaukt arī ģipša vircā.
Ultraskaņas izkliedēšanas darba princips
Kad lieljaudas ultraskaņa tiek savienota šķidrumā vai vircā, notiek ultrasoniski radīta kavitācija. Ultraskaņas kavitācija rada lokāli ekstremālus apstākļus, tostarp lielus bīdes spēkus, šķidruma strūklas, mikro turbulences, augstu temperatūru, varoņdarbu sildīšanas un dzesēšanas ātrumu, kā arī augstu spiedienu. Šie kavitācijas bīdes spēki pārvar saistošos spēkus starp molekulām tā, ka tie ir deagglomerēti un izkliedēti kā atsevišķas daļiņas. Turklāt kavitācijas šķidruma strūklas paātrina daļiņas, lai tās saduras viena ar otru un tādējādi tiek sadalītas līdz nano vai pat primārajam daļiņu izmēram. Šī parādība ir pazīstama kā ultraskaņas mitrā frēzēšana.
Jaudas ultraskaņa rada nukleācijas vietas šķīdumā, lai panāktu paātrinātu kristalizāciju.
Noklikšķiniet šeit, lai uzzinātu vairāk par sonokristalizāciju – ultrasoniski atbalstīta kristalizācija!
rūpnieciskais ultraskaņas izkliedētājs
Piedevu ultraskaņas dispersija
Daudzos ķīmiskos procesos ultraskaņas apstrādi izmanto, lai sajauktu piedevas, piemēram, palēninātājus (piemēram, olbaltumvielas, organiskās skābes), viskozitātes modifikatorus (piemēram, superplastifikatorus), pretdedzināšanas līdzekļus, borskābi, ūdensizturīgas ķīmiskas vielas (piemēram, polisiloksānus, vaska emulsijas), stikla šķiedras, ugunsizturības pastiprinātājus (piemēram, vermikulītu, mālus un / vai kūpinātu silīcija dioksīdu), polimēru savienojumus (piemēram, PVA, PVOH) un citas parastās piedevas, lai uzlabotu ģipša sastāvu, iestatīšanas tipa savienojumu savienojumiem un ģipša cementiem, kā arī lai samazinātu tā iestatīšanas laiku.
Noklikšķiniet šeit, lai uzzinātu vairāk par piedevu ultraskaņas sajaukšanu un sajaukšanu!
rūpnieciskās ultraskaņas sistēmas
Hielscher Ultrasonics ir jūsu labākais augstas jaudas ultraskaņas sistēmu piegādātājs galda un rūpnieciskiem lietojumiem. Hielscher piedāvā jaudīgus un izturīgus rūpnieciskos ultraskaņas procesorus. Mūsu UIP16000 (16kW) ir visspēcīgākais ultraskaņas procesors visā pasaulē. Šī 16kW ultraskaņas sistēma viegli apstrādā lielus pat ļoti viskozas vircas apjomus (līdz 10 000cp). Augstas amplitūdas līdz 200 μm (un augstākas pēc pieprasījuma) nodrošina, ka materiāls tiek pareizi apstrādāts, lai sasniegtu vēlamo dispersijas, deagglomerācijas un frēzēšanas līmeni. Šī intensīvā ultraskaņas apstrāde rada nano-daļiņu vircas, lai ātri iestatītu ātrumu un izcilus ģipša izstrādājumus.
Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība ļauj 24/7 darboties lieljaudas režīmā un prasīgā vidē.
Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:
| Partijas apjoms | Plūsmas ātrums | Ieteicamās ierīces |
|---|---|---|
| 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 | UIP4000 |
| n.p. | 10 līdz 100L/min | UIP16000 |
| n.p. | Lielāku | kopa UIP16000 |
Mūsu ilgā pieredze ultraskaņas apstrādē palīdz mums konsultēt mūsu klientus no pirmās priekšizpētes līdz procesa īstenošanai rūpnieciskā mērogā.
Literatūra/Atsauces
- Peters, S.; Stöckigt, M.; Rössler, Ch. (2009): Power-Ultrasound ietekme uz Portlandcementa pastas plūstamību un iestatīšanu; at: 17th International Conference on Building Materials 2009. gada 23.-26. septembris, Veimāra.
- 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, Cilvēks; Čens, Juehui; Yang, Miao (2012): Kalcija sulfāta ūsu / dabiskā kaučuka kompozītu sagatavošana un īpašības. Advanced Materials Research, 549. sējums, 2012. gads. 597-600.
Fakti, kurus ir vērts zināt
Ģipškartona ražošana
Ģipškartona ražošanas procesā kalcinēta ģipša ūdens virca – tā sauktais kalcija sulfāta hemihidrāts – ir izkliedēts starp augšējo un apakšējo papīra lapu. Šādi radītais produkts ir nepārtraukti jāpārvieto uz konveijera lentes, līdz virca ir iestatīta. Pēc tam loksni žāvē, līdz liekais ūdens ģipškartona plāksnēs ir iztvaikojis. Ģipškartona ražošanā ir zināms, ka vircai tiek pievienotas dažādas vielas, lai uzlabotu ražošanas procesu vai pašu dēli. Piemēram, parasti ir jāatvieglo vircas svars, iekļaujot putošanas vielas, lai nodrošinātu tādu aerācijas pakāpi, kas samazina gala sienas dēļa blīvumu.
kalcija sulfāts
Kalcija sulfāts (vai kalcija sulfāts) ir neorganisks savienojums ar CaSO formulu4 un ar to saistītie hidrāti. Bezūdens γ-anhidrīta formā to izmanto kā vispārējas nozīmes žāvētāju. Īpašs CaSO hidrāts4 ir pazīstams kā Parīzes apmetums. Vēl viens svarīgs hidrāts ir ģipsis, kas dabiski rodas kā minerāls. Īpaši ģipsi plaši izmanto rūpnieciskiem lietojumiem, piemēram, kā celtniecības materiālu, pildvielu, polimēros utt. Visu veidu CaSO4 parādās kā baltas cietas vielas un gandrīz nešķīst ūdenī. Kalcija sulfāts izraisa pastāvīgu cietību ūdenī.
Neorganiskais savienojums CaSO4 Notiek trīs hidratācijas līmeņos:
- bezūdens stāvoklis (minerāla nosaukums: “anhidrīts”) ar formulu CaSO4.
- dihidrāts (minerālvielas nosaukums: “Ģipša”) ar formulu CaSO4(H2O)2.
- hemihidrāts ar formulu CaSO4(H22O)0,5. Specifiskus hemihidrātus var atšķirt kā alfa-hemihidrātu un beta-hemihidrātu.
Hidratācijas un dehidratācijas reakcijas
Uzklājot siltumu, ģipsis pārvēršas par daļēji dehidrētu minerālu – tā sauktais kalcija sulfāta hemihidrāts, kalcinēts ģipsis vai Parīzes apmetums. Kalcinētam ģipsim ir formula CaSO4· (nH2O), kur 0,5 ≤ n ≤ 0,8. Temperatūra no 100 ° C līdz 150 ° C (212 ° F – 302 ° F) ir nepieciešami, lai noņemtu ūdeni, kas ir saistīts ar tā struktūru. Precīza apkures temperatūra un laiks ir atkarīgs no apkārtējā mitruma. Rūpnieciskajai kalcinēšanai tiek izmantota temperatūra līdz pat 170 ° C (338 ° F). Tomēr šajās temperatūrās sākas γ-anhidrīta veidošanās. Siltuma enerģija, kas šajā laikā tiek piegādāta ģipsim (hidratācijas siltums), mēdz nonākt ūdens izvadīšanā (kā ūdens tvaiki), nevis paaugstina minerālvielas temperatūru, kas lēnām paaugstinās, līdz ūdens vairs nav, pēc tam palielinās straujāk. Parciālās dehidratācijas vienādojums ir šāds:
Šīs reakcijas endotermiskā īpašība ir svarīga drywall darbībai, piešķirot ugunsizturību dzīvojamām un citām konstrukcijām. Ugunsgrēka gadījumā konstrukcija aiz ģipškartona loksnes paliks salīdzinoši vēsa, jo no ģipša tiek zaudēts ūdens, tādējādi novēršot un kavējot ierāmējuma bojājumus (sadedzinot koka locekļus vai zaudējot tērauda izturību augstās temperatūrās) un no tā izrietošo strukturālo sabrukumu. Augstākās temperatūrās kalcija sulfāts izdala skābekli un tādējādi darbojas kā oksidētājs. Šī materiāla īpašība tiek izmantota alumotermijā. Atšķirībā no vairuma minerālu, kas, rehidratējot, vienkārši veido šķidras vai pusšķidras pastas vai paliek pulverveida, kalcinētam ģipsim ir neparasta īpašība. Sajaucot ar ūdeni apkārtējās vides temperatūrā, tas ķīmiski atgriežas vēlamajā dihidrāta formā, kamēr tas ir fiziski “Iestatījumu” stingrā un relatīvi stiprā ģipša kristāla režģī, kā parādīts turpmāk dotajā vienādojumā:
Šī eksotermiskā reakcija ļauj tik viegli izliet ģipsi dažādās formās, ieskaitot loksnes drywalls, nūjas tāfeles krītam un veidnes (piemēram, lai imobilizētu salauztus kaulus vai metāla lējumiem). Sajaukts ar polimēriem, tas ir izmantots kā kaulu remonta cements.
Karsējot līdz 180°C, gandrīz bezūdens forma, tā sauktais γ-anhidrīts (CaSO4·nH2O, kur n = 0 līdz 0,05), veidojas. γ-Anhidrīts reaģē tikai lēni ar ūdeni, lai atgrieztos dihidrāta stāvoklī, lai to plaši izmantotu kā komerciālu žāvētāju. Karsējot virs 250°C, rodas pilnīgi bezūdens β-anhidrīta forma. β-anhidrīts nereaģē ar ūdeni pat ģeoloģiskos laika periodos, ja vien tas nav ļoti smalki samalts.
Apmetums
Apmetums ir celtniecības materiāls, ko izmanto kā aizsargājošu un/vai dekoratīvu pārklājuma materiālu sienām, griestiem, kā arī formēšanai, liešanai un dekoratīvo celtniecības elementu liešanai.
Apmetums ir apmetums, ko izmanto reljefa rotājumu ražošanai.
Visizplatītākie ģipša veidi ir veidoti no ģipša, kaļķa vai cementa kā galvenās sastāvdaļas. Apmetumu ražo kā sausu pulveri (ģipša pulveris). Kad pulveris ir sajaukts ar ūdeni, veidojas stingra, bet praktiski izmantojama pasta. Eksotermiskā reakcija ar ūdeni kristalizācijas procesā atbrīvo siltumu, pēc tam hidratētais apmetums sacietē.
ģipša apmetums
Ģipša apmetumu vai Parīzes apmetumu ražo, termiski apstrādājot (aptuveni 300 ° F / 150 ° C) no ģipša:
CaSO4·2H2O + siltuma → CaSO4·0,5H2O + 1,5H2O (izlaists kā tvaiks).
Ģipsi var veidot no jauna, sajaucot sauso pulveri ar ūdeni. Lai sāktu nemodificēta apmetuma iestatīšanu, sauso pulveri sajauc ar ūdeni. Pēc aptuveni 10 minūtēm iestājas iestatīšanas reakcija, kas tiek pabeigta pēc aptuveni 45 minūtēm. Tomēr pilnīgs ģipša iestatījums tiek sasniegts pēc aptuveni 72 stundām. Ja apmetums vai ģipsis tiek uzkarsēts virs 266 ° F / 130 ° C, veidojas hemihidrāts. Hemihidrāta pulveris var tikt pārveidots arī par ģipsi, kad tas ir izkliedēts ūdenī.