Natmaken van cementdeeltjes met behulp van sonificatoren van het sonde-type
Het nat malen van cementdeeltjes is een cruciaal proces bij de productie van cement van hoge kwaliteit. Het doel is om de deeltjesgrootte te verkleinen om de eigenschappen van cement, zoals reactiviteit en sterkte, te verbeteren. Traditionele maaltechnieken, zoals kogelmalen, worden veel gebruikt voor dit doel. Maar sinds de significante voordelen van ultrasoon nat malen zijn ontdekt, vervangen vooral sonische sondes de conventionele maalmethoden. Hielscher sonicators presteren beter dan andere maaltechnieken en worden met succes gebruikt, van onderzoek op laboratoriumschaal tot industriële cementproductie met hoge verwerkingscapaciteit.
Vergelijking van cementdispergeermethoden: Vma-Getzmann Dispermat CV-3 oplosser, een rotor-stator (R/S) systeem en de Hielscher UP400St sonicator.
(Studie en foto's: ©Draganovic et al., 2020) Lees hier meer over deze vergelijkende studie!
Sonicator UIP16000 voor het malen en dispergeren van bouwmaterialen zoals cement, geopolymeren of beton.
Ultrasoon frezen van cementdeeltjes met sonificatoren van het sondetype
Sonicatoren van het sonde-type, ook bekend als ultrasone homogenisatoren, maken gebruik van ultrageluid met hoge intensiteit om akoestische cavitatie te induceren in een vloeibaar medium, bijvoorbeeld een cementslurry. Ultrasone cavitatie genereert intense microstralen, schokgolven en schuifkrachten die cementdeeltjes efficiënt afbreken. De belangrijkste voordelen van ultrasoon malen zijn:
- Verbeterde efficiëntie: Ultrasoon malen is zeer efficiënt in het verkleinen van de deeltjesgrootte. Akoestische cavitatie zorgt voor intense lokale krachten die cementdeeltjes snel kunnen desintegreren zonder dat er veel mechanische energie nodig is.
- Temperatuurregeling: Tijdens ultrasoon natvermalen kan de procestemperatuur nauwkeurig gecontroleerd en geregeld worden. Dit is vooral belangrijk voor cementdeeltjes, omdat overmatige warmte hun eigenschappen kan veranderen.
Lees meer over temperatuurregeling tijdens ultrasone verwerking! - Uniforme deeltjesverdeling: Ultrasoon malen zorgt voor een meer uniforme verdeling van de deeltjesgrootte, waardoor de kwaliteit en de prestaties van het eindproduct verbeteren.
- Geen maalmedia: Omdat ultrasoon malen niet afhankelijk is van maalmedia, is het niet nodig om maalparels of kogels te reinigen en te vervangen.
- Schaalbaarheid: Ultrasoon frezen met sonicators van het tastertype kan volledig lineair worden geschaald naar elke verwerkingscapaciteit. Verkrijgbaar met verschillende vermogens – van tafelmodellen voor onderzoek tot grote industriële ultrasone homogenisatoren voor productie met hoge verwerkingscapaciteit – Hielscher Ultrasonics kan u de ideale sonicator bieden voor uw natte-freestoepassing.
Vergelijking van ultrasoon frezen, parelfrezen, Rotor-Stator-mixers en High-Shear Blade-mixers voor het verkleinen van cementdeeltjes
| Functie | Ultrasoon frezen (sonificators met sonde) | Parelfrezen | Rotor-Stator-mengers | Hogeschroefbladmengers |
|---|---|---|---|---|
| Efficiëntie | Hoog | Matig | Matig | Laag |
| Warmteopwekking | Laag | Hoog | Hoog | Hoog |
| Uniformiteit deeltjesgrootte | Hoog | Matig | Matig | Laag |
| Verontreinigingsrisico | Laag (geen maalmedia) | Hoog (door maalmedia) | Matig | Laag |
| Schaalbaarheid | Hoog (verkrijgbaar in verschillende maten) | Matig | Matig | Laag |
| Onderhoud | Laag (weinig bewegende onderdelen, geen maalmedia) | Hoog (slijtage van media) | Matig | Laag tot gemiddeld |
| Snelheid van verwerking | Snel | Matig tot langzaam | Matig | Matig |
| Energieverbruik | Matig | Hoog | Matig | Matig |
| Flexibiliteit | Hoog (diverse toepassingen) | Matig (specifiek voor verkleining van de deeltjesgrootte) | Matig (mengen en emulgeren) | Laag (alleen mengen) |
| Industriële toepassing | Hoog (breed toepasbaar) | Matig | Matig | Laag |
Invloed van ultrasone trillingen (PUS) op de druksterkte van mortelprisma's
Krachtige Sonicators voor het nat malen van cementdeeltjes
Hielscher krachtige sonicators zijn ideaal voor het nat malen van cement vanwege hun superieure efficiëntie in het verkleinen van de deeltjesgrootte door ultrasone cavitatie, waardoor een uniforme deeltjesverdeling wordt gegarandeerd. Met nauwkeurige procesbesturing kunt u het ultrasone maalproces optimaliseren voor de gewenste cementdeeltjesgrootte en de hoogste energie-efficiëntie. Bovendien zijn Hielscher sonicators schaalbaar en veelzijdig, verkrijgbaar in zowel benchtop als industriële modellen, waardoor ze geschikt zijn voor verschillende productieschalen, van onderzoek tot industriële toepassingen met een hoge verwerkingscapaciteit.
Hielscher sonicators zijn de meest geavanceerde ultrasone homogenisators op de markt. Profiteer van Hielscher sonicators!
Tafelmodel sonicator UIP1000hdT voor het nat malen van cementdeeltjes
- hoog rendement
- ultramoderne technologie
- betrouwbaarheid & robuustheid
- instelbare, nauwkeurige procesregeling
- batch & inline
- voor elk volume
- intelligente software
- slimme functies (bijv. programmeerbaar, dataprotocollering, afstandsbediening)
- eenvoudig en veilig te bedienen
- gering onderhoud
- CIP (clean-in-place)
Ontwerp, productie en advies – Kwaliteit Made in Germany
Hielscher ultrasone machines staan bekend om hun hoge kwaliteit en ontwerpnormen. Robuustheid en eenvoudige bediening zorgen voor een soepele integratie van onze ultrasoonapparatuur in industriële faciliteiten. Ruwe omstandigheden en veeleisende omgevingen worden gemakkelijk door Hielscher ultrasoontoestellen aangepakt.
Hielscher Ultrasonics is een ISO-gecertificeerd bedrijf en legt speciale nadruk op hoogwaardige ultrasone apparaten met state-of-the-art technologie en gebruiksvriendelijkheid. Uiteraard zijn de Hielscher ultrasoonapparaten CE-conform en voldoen ze aan de eisen van UL, CSA en RoHs.
De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines:
| Batchvolume | Debiet | Aanbevolen apparaten |
|---|---|---|
| 1 tot 500 ml | 10 tot 200 ml/min | UP100H |
| 10 tot 2000 ml | 20 tot 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 tot 20L | 0.2 tot 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 tot 100 liter | 2 tot 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 tot 150 liter | 3 tot 15 l/min | UIP6000hdT |
| 15 tot 150 liter | 3 tot 15 l/min | UIP6000hdT |
| n.v.t. | 10 tot 100 l/min | UIP16000 |
| n.v.t. | groter | cluster van UIP16000 |
Sonicator van het sonde-type voor dispersie van microfijne cementmortel
(Studie en afbeelding: ©Draganovic et al., 2020)
Literatuur / Referenties
- 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.
Wetenswaardigheden
Wat is cement?
Cement is een bindmiddel dat in de bouw wordt gebruikt en bestaat uit een mengsel van kalk-, kiezel-, aluminium- en ijzerhoudende materialen. Wanneer het met water wordt gemengd, vormt het een pasta die na verloop van tijd hard wordt en structurele sterkte en stabiliteit biedt. Cementdeeltjes zijn de fijngemalen, poedervormige cementdeeltjes die het resultaat zijn van maalprocessen. Deze deeltjes spelen een cruciale rol in het hydratatieproces, dat leidt tot de verharding en sterkteontwikkeling van cement in bouwtoepassingen.
Waarom is nat malen van cementdeeltjes belangrijk?
Het nat malen van cementdeeltjes is belangrijk omdat het de deeltjesgrootte verkleint, waardoor de reactiviteit en sterkte van cement toenemen. Dit proces verbetert de uniformiteit en kwaliteit van het cement, wat leidt tot betere prestaties in bouwtoepassingen.
Wat is mortel?
Een mortelprisma is een rechthoekig testmonster gemaakt van een mengsel van cement, zand en water, dat vaak gebruikt wordt om de sterkte en duurzaamheid van mortel te testen. Deze prisma's worden meestal gemaakt volgens gestandaardiseerde afmetingen en getest in laboratoriumomstandigheden om de druksterkte en buigsterkte van het mortelmengsel te bepalen.
Wat is een mortierprisma?
Mortel is een bouwmateriaal dat bestaat uit cement, zand en water. Cement fungeert als het primaire bindmiddel in mortel, waardoor het hechtende eigenschappen krijgt wanneer het gemengd wordt met zand en water. Mortel wordt gebruikt om bouwmaterialen zoals bakstenen, stenen en betonblokken aan elkaar te lijmen, de tussenruimten op te vullen en structurele stabiliteit te bieden. Het cement in de mortel verhardt en wordt na verloop van tijd sterker door hydratatie, waardoor een stevige en duurzame matrix ontstaat die de andere componenten bij elkaar houdt.
Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren voor mengtoepassingen, dispergeren, emulgeren en extractie op laboratorium-, pilot- en industriële schaal.
Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van lab naar industrieel formaat.