Sonificatie verbeterde geopolymerisatie

Geopolymeren vormen een veelbelovend alternatief voor traditionele materialen op basis van cement en bieden voordelen op het gebied van milieu, mechanica en duurzaamheid. Ultrasoon dispergeren is een zeer efficiënte techniek om geopolymeren met uitstekende materiaaleigenschappen te produceren. Sonificatie is een zeer efficiënte mengmethode die de economische productie van hoogwaardige geopolymeren in grote hoeveelheden mogelijk maakt.

Verbeterde geopolymerisatie door ultrageluid

Geopolymerisatie vereist nauwgezet en krachtig mengen om een optimaal contact tussen de componenten te garanderen, wat volledige polymerisatie vergemakkelijkt. De toepassing van ultrageluid wekt intense schuifkrachten op, waardoor het noodzakelijke mengen en homogeniseren wordt bevorderd, terwijl tegelijkertijd energie wordt toegevoerd die bevorderlijk is voor een snelle en grondige geopolymerisatie. Power ultrasound verbetert de kinetiek van geopolymerisatie door een betere dispersie van de reactanten te bevorderen en de afbraak van agglomeraten te vergemakkelijken, wat leidt tot verbeterde reactiesnelheden en productkwaliteit.

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


Ultrasone dispergeerder MultiSonoReactor met 16.000 watt dispergeercapaciteit om reagentia te mengen en katalytische extractieprocessen te versnellen

MultiSonoReactor met 16kW ultrageluidvermogen voor inline geopolymerisatie op productieschaal

Ultrasoon mengen en dispergeren kan geopolymerisatie via verschillende mechanismen bevorderen:

  • Verbeterde reactiviteit: Ultrasone energie verhoogt de reactiviteit van de geopolymeerprecursoren door het oplossen van silicaten en aluminaten te bevorderen, die belangrijke componenten zijn in geopolymerisatiereacties. Het akoestische cavitatie-effect dat door ultrasone golven wordt gegenereerd, creëert lokale hotspots, waardoor de kinetiek van het oplossen toeneemt en de algehele reactiesnelheid wordt verhoogd. Sonificatie versnelt het oplossen van aluminosilicaatvoorlopers en de polymerisatie van silicaatsoorten, wat leidt tot kortere verwerkingstijden en snellere uitharding van geopolymeermaterialen.
  • Homogeen mengen: Ultrasoon mengen zorgt voor een uniforme dispersie van precursoren in de geopolymeermatrix. Deze homogene verdeling van reactanten vergemakkelijkt de vorming van een meer uniforme en goed gedefinieerde geopolymeerstructuur, wat leidt tot betere mechanische eigenschappen en algemene prestaties.
  • Vermindering van de deeltjesgrootte: Krachtig ultrageluid breekt ook grotere deeltjes af in kleinere deeltjes, waardoor het oppervlak dat beschikbaar is voor reactie toeneemt. Deze fijnere deeltjesgrootte bevordert het contact tussen de reactanten en versnelt het geopolymerisatieproces.
  • Verwijdering van agglomeraten: Ultrasoon mengen helpt bij het breken van agglomeraten of clusters van deeltjes, waardoor een beter interfaciaal contact tussen de afzonderlijke deeltjes ontstaat en een efficiëntere geopolymerisatie wordt bevorderd.
  • Deze ultrasoon geïnduceerde mechanismen dragen gezamenlijk bij aan de verbetering van de kinetiek van geopolymerisatie en de ontwikkeling van geopolymeermaterialen met verbeterde eigenschappen.

    Power-Ultrasound voor verbeterde productie van bouwmaterialen

    Krachtig ultrageluid heeft zich ontwikkeld tot een betrouwbare technologie voor de productie van bouwmaterialen, zoals cement, beton, geopolymeren en andere bouwmaterialen. Ultrasone verwerking omvat de toepassing van ultrasone golven met een lage frequentie op een vloeibaar of slurrymedium, wat leidt tot een reeks gunstige effecten op de materiaaleigenschappen en verwerkingskenmerken. Onderzoekers en professionals uit de industrie erkennen in toenemende mate het potentieel van ultrageluid om de prestaties, efficiëntie en duurzaamheid van bouwmaterialen te verbeteren. Deze inleiding geeft een overzicht van de toepassingen en voordelen van ultrageluid bij de productie van bouw- en constructiematerialen.

    Ultrasoonapparaat UP200St (200W) dispergeert roet in water met 1%wt Tween80 als oppervlakte-actieve stof.

    Ultrasone dispersie van roetzwart met de ultrasoonmachine UP200St

    Video miniatuur

    • Cement: Ultrasone behandeling kan de hydratatiekinetiek van cementgebonden materialen verbeteren door het oplossen van klinkerfasen te bevorderen en de vorming van hydratatieproducten te versnellen. Dit resulteert in kortere uithardingstijden, verbeterde vroege sterkteontwikkeling en verbeterde duurzaamheid van betonconstructies. Bovendien kan ultrageluid de dispersie van additieven en aanvullende cementgebonden materialen, zoals vliegas en slakken, vergemakkelijken, wat leidt tot duurzamere en milieuvriendelijkere cementsamenstellingen.
      Lees meer over ultrasoon versnelde uitharding en vroege sterkteontwikkeling van beton!
    • Beton: Ultrasone meng- en uithardingstechnieken kunnen de verwerkbaarheid, sterkte en duurzaamheid van betonmengsels verbeteren. Sonificatie bevordert de dispersie van aggregaten en wapeningsvezels, vermindert de aanwezigheid van luchtleemtes en defecten en verbetert de hechting tussen cementgebonden matrix en aggregaten. Dit resulteert in beton met een hogere druksterkte, een betere weerstand tegen scheuren en degradatie en betere prestaties op lange termijn in verschillende omgevingsomstandigheden.
      Leer meer over de gunstige effecten van sonicatie op de hydratatie in cement!
    • Geopolymeren: Ultrasone verwerking speelt een cruciale rol bij de synthese en uitharding van geopolymeren, die milieuvriendelijke alternatieven zijn voor traditionele cementgebaseerde materialen. Sonificatie bevordert het oplossen van aluminosilicaat precursors, versnelt de polymerisatie van silicaatspecies en verbetert de homogenisatie van reactanten, wat leidt tot snellere uitharding en superieure mechanische eigenschappen van geopolymeerproducten. Bovendien kan ultrageluid de reologische eigenschappen en verwerkbaarheid van geopolymeer slurries verbeteren, waardoor de fabricage van complexe vormen en structuren mogelijk wordt.
    • Andere bouwmaterialen: Krachtig ultrageluid heeft diverse toepassingen in de productie van verschillende bouwmaterialen, waaronder mortel, voegmiddelen, pleister en isolatieproducten. Sonificatie kan de dispersie van additieven, vulstoffen en versterkende middelen verbeteren, de microstructuur en porositeit van materialen optimaliseren en hun thermische en mechanische eigenschappen verbeteren. Vooral als het gaat om de uniforme integratie van nanomaterialen, dragen ultrasone dispersie en geagglomeratie bij aan de kwaliteit en prestaties van bouwmaterialen in architectonische en infrastructurele toepassingen.
      Lees meer over de superieure dispersie van nanomaterialen met behulp van sonicatie!

     

    De video toont het ultrasoon mengen en dispergeren van grafiet in 250 ml epoxyhars (Toolcraft L) met behulp van een ultrasone homogenisator (UP400St, Hielscher Ultrasonics). Hielscher Ultrasonics maakt apparatuur om grafiet, grafeen, koolstofnanobuizen, nanodraden of vulstoffen te dispergeren in het laboratorium of in hoogvolume productieprocessen. Typische toepassingen zijn het dispergeren van nanomaterialen en micromaterialen tijdens het functionalisatieproces of voor het dispergeren in harsen of polymeren.

    Epoxyhars met grafietvuller mengen met ultrasone homogenisator UP400St (400 watt)

    Video miniatuur

     

    Krachtige Sonicators voor de productie van geopolymeren

    Ultrasone dispergeerapparaten voor geopolymeer synthese: Ultrasone homogenisator UIP1000hdT voor laboratoriumproeven voor het formuleren van hoogwaardige geopolymerenHielscher sonicators zijn in staat om intense akoestische cavitatie te produceren, wat leidt tot de vorming en het uiteenvallen van microscopische belletjes in het vloeibare medium. Dit proces resulteert in een zeer efficiënte menging en homogenisatie van de geopolymeer precursormaterialen, waardoor een gelijkmatige verdeling van de reactanten wordt gegarandeerd en de kwaliteit van het eindproduct wordt verbeterd. De industriële ultrasone processoren van Hielscher Ultrasonics kunnen zeer hoge amplitudes leveren. Amplituden tot 200 µm kunnen gemakkelijk continu worden gebruikt in een 24/7 bedrijf. De continue verwerking met behulp van een ultrasone flowcel maakt het mogelijk om grote volumes te sonificeren onder nauwkeurig gecontroleerde omstandigheden die een continu hoge kwaliteit van de geopolymerisatie garanderen.
    Ultrasone verspreiders voor geopolymeer synthese op elke schaal: Hielscher biedt een assortiment ultrasone apparatuur met verschillende vermogens en verwerkingsvolumes, waardoor schaalbaarheid en aanpassing aan de specifieke eisen van geopolymeerproductieprocessen mogelijk zijn. Of het nu gaat om laboratoriumschaal experimenten in batches of industriële schaal inline productie, Hielscher sonicators kunnen worden aangepast om te voldoen aan de behoeften van verschillende toepassingen.
    Sterke punten van ultrasone verwerking – waaronder verbeterde homogenisatie, versnelde reactiekinetiek, verkleining van de deeltjesgrootte, verbeterde mechanische eigenschappen en schaalbaarheid – maken van Hielscher een krachtige techniek om de synthese van geopolymeren te optimaliseren en de ontwikkeling van duurzame bouwmaterialen te bevorderen. Hielscher sonicators bieden sterke voordelen voor de productie van geopolymeren en brengen u in de voorhoede van de geopolymeerproductie.

    Krachtige sonicator UIP16000 voor processen met grote volumes zoals homogeniseren, dispergeren, emulgeren, malen of geopolymeriseren.

    Sonicator UIP16000 voor het dispergeren van bouwmaterialen zoals geopolymeren of cementgebonden materialen.

    Waarom Hielscher Ultrasonics?

    • hoge efficiëntie
    • State-of-the-art technologie
    • betrouwbaarheid & robuustheid
    • instelbare, nauwkeurige procesregeling
    • partij & in lijn
    • voor elk volume
    • intelligente software
    • slimme functies (bv. programmeerbaar, dataprotocollering, afstandsbediening)
    • Gemakkelijk en veilig te bedienen
    • Laag onderhoud
    • CIP (clean-in-place)

    Ontwerp, productie en advies – Kwaliteit gemaakt in Duitsland

    Hielscher ultrasoonapparaten staan bekend om hun hoogste kwaliteit en ontwerpnormen. Robuustheid en eenvoudige bediening maken een soepele integratie van onze ultrasoonapparaten in industriële installaties mogelijk. Ruwe omstandigheden en veeleisende omgevingen worden gemakkelijk door Hielscher ultrasoontoestellen aangepakt.

    Hielscher Ultrasonics is een ISO gecertificeerd bedrijf en legt speciale nadruk op hoogwaardige ultrasoontoestellen met de modernste technologie en gebruiksvriendelijkheid. Uiteraard zijn Hielscher ultrasone apparaten CE-conform en voldoen ze aan de eisen van UL, CSA en RoHs.

    Onderstaande tabel geeft een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasonicators:

    batch Volume Stroomsnelheid Aanbevolen apparaten
    10 tot 2000 ml 20 tot 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
    0.1 tot 20L 0.2 tot 4L / min UIP2000hdT
    10 tot 100L 2 tot 10 l / min UIP4000hdT
    15 tot 150L 3 tot 15L/min UIP6000hdT
    na 10 tot 100 l / min UIP16000
    na grotere cluster van UIP16000

    Neem contact met ons op! / Vraag ons!

    Vraag voor meer informatie

    Gebruik het onderstaande formulier om meer informatie aan te vragen over ultrasone processors, toepassingen en prijzen. We bespreken graag uw proces met u en bieden u een ultrasoon systeem dat aan uw eisen voldoet!









    Let op onze Privacybeleid.


    Ultrasone high-shear homogenisatoren worden gebruikt in het lab, op de werkbank, in pilootproeven en in industriële processen.

    Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren voor mengtoepassingen, dispersie, emulsificatie en extractie op laboratorium-, pilot- en industriële schaal.



    Literatuur / Referenties

    Feiten die de moeite waard zijn om te weten

    Wat zijn Geopolymeren en waarvoor worden ze gebruikt?

    Geopolymeren zijn anorganische polymeren of aluminosilicaatmaterialen die meestal worden gesynthetiseerd door alkalische activering van aluminosilicaatvoorlopers zoals vliegas, slakken, metakaolien of natuurlijke materialen zoals vulkanische as. Ze worden gevormd door een polymeernetwerk van aluminium- en siliciumoxiden, waarbij de alkalische activator een cruciale rol speelt bij het op gang brengen van de geopolymerisatiereactie.
    Deze materialen hebben de aandacht getrokken als duurzaam alternatief voor traditioneel beton op basis van portlandcement vanwege hun milieuvriendelijke eigenschappen en uitstekende technische prestaties.

    Geopolymeren worden gebruikt in verschillende toepassingen, waaronder:

  • Bouwmaterialen: Geopolymeerbeton, mortel en voegmiddelen worden gebruikt voor structurele en niet-structurele toepassingen in gebouwen, bruggen, wegen en infrastructuurprojecten.
  • Vuurvaste materialen: Geopolymeren zijn bestand tegen hoge temperaturen en worden gebruikt bij de productie van vuurvaste materialen voor ovens, ovens en industriële toepassingen.
  • Coatings en oppervlaktebehandelingen: Coatings op basis van geopolymeren worden gebruikt voor corrosiebescherming, brandwerendheid en waterdichting in infrastructuur, scheepvaart en industriële omgevingen.
  • Immobilisatie van afval: Geopolymeren worden gebruikt voor de immobilisatie en stabilisatie van gevaarlijke en radioactieve afvalstoffen en bieden een veilige en milieuvriendelijke oplossing voor de verwijdering ervan.
  • geopolymeren – Een groen alternatief voor beton

    Geopolymeren bieden een groen alternatief voor traditioneel beton dankzij verschillende milieuvriendelijke eigenschappen. De belangrijkste voordelen van geopolymeren als bouwmateriaal in de bouw zijn onder andere een verminderde koolstofuitstoot, het gebruik van industriële bijproducten, het behoud van energie en water, en de recyclebaarheid en duurzaamheid. Nu het milieubewustzijn wereldwijd blijft groeien, worden geopolymeren steeds meer erkend als een haalbare oplossing om de ecologische voetafdruk van bouwmaterialen te verkleinen. Sonificatie is een zeer effectieve mengtechniek waarmee hoogwaardige geopolymeren op economische wijze in grote volumes kunnen worden geproduceerd.
     

    • Verminderde koolstofvoetafdruk: Geopolymeren hebben doorgaans een lagere koolstofvoetafdruk in vergelijking met traditioneel beton op basis van portlandcement. Bij de productie van portlandcement wordt gebruik gemaakt van ovenprocessen op hoge temperatuur, waarbij aanzienlijke hoeveelheden kooldioxide (CO2) vrijkomen. Geopolymeren kunnen daarentegen bij veel lagere temperaturen worden gesynthetiseerd, soms zelfs op kamertemperatuur, wat resulteert in minder energieverbruik en CO2-uitstoot tijdens de productie.
    • Gebruik van industriële bijproducten: Geopolymeren maken vaak gebruik van industriële bijproducten zoals vliegas, slakken en metakaolien als precursoren. Deze materialen worden vaak beschouwd als afvalproducten van andere industrieën en zouden anders gestort moeten worden, wat bijdraagt aan de belasting van het milieu. Door deze bijproducten in geopolymeren te verwerken, worden ze niet alleen niet gestort, maar vermindert ook de vraag naar nieuwe grondstoffen, waardoor de impact op het milieu verder afneemt.
    • Lager energieverbruik: Voor de productie van geopolymeren is doorgaans minder energie nodig dan voor de productie van portlandcement. Geopolymerisatieprocessen kunnen bij lagere temperaturen plaatsvinden en vereisen niet het uitgebreide calcinatieproces dat bij cementproductie nodig is. Dit resulteert in een lager energieverbruik en een lagere uitstoot van broeikasgassen.
    • Duurzaamheid en levensduur: Geopolymeren kunnen uitstekende duurzaamheidseigenschappen vertonen, waaronder een hoge druksterkte, lage permeabiliteit en weerstand tegen chemische corrosie. Hierdoor hebben constructies die gemaakt zijn van geopolymeren minder onderhoud en reparatie nodig gedurende hun levensduur in vergelijking met traditioneel beton. Deze lange levensduur vermindert de noodzaak voor frequente reconstructie of vervanging, waardoor hulpbronnen worden bespaard en de algehele impact op het milieu afneemt.
    • Minder waterverbruik: Voor de productie van geopolymeren is doorgaans minder water nodig dan voor traditioneel beton. Het mengproces voor geopolymeren heeft vaak een minimaal watergehalte, wat leidt tot een lager waterverbruik en minder druk op waterbronnen.
    • Recyclebaarheid en herbruikbaarheid: Geopolymeer materialen kunnen vaak worden gerecycled of hergebruikt aan het einde van hun levensduur. In tegenstelling tot traditioneel beton, dat een aanzienlijke energie-intensieve verwerking kan vereisen voor recycling of verwijdering, kunnen geopolymeren worden afgebroken en hergebruikt met minder impact op het milieu.

    Ultrasoon geluid met hoge prestaties! Het Hielscher-productassortiment omvat het volledige spectrum van de compacte laboratorium-ultrasoonmachine over bench-top units tot full-industriële ultrasooninstallaties.

    Hielscher Ultrasonics vervaardigt hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van Laboratorium naar industrieel formaat.


    We zullen graag uw proces bespreken.

    Laten we contact opnemen.