Hielscher Ultrasonics
Z przyjemnością omówimy Twój proces.
Zadzwoń do nas: +49 3328 437-420
Napisz do nas: info@hielscher.com

Ultradźwiękowe mieszanie pasty cementowej do betonu

Ultradźwiękowe mieszanie pasty cementowej oferuje ogromne korzyści dla formowania prefabrykatów, suchego odlewania i betoniarni. Korzyści te obejmują krótszy początkowy i końcowy czas wiązania, niższe dawki superplastyfikatora, szybsze i pełniejsze nawodnienie, a także wyższą wytrzymałość na ściskanie.

Tradycyjne technologie mieszania betonu, takie jak “mieszanie na drodze” lub mieszarki obrotowe, zapewniają niewystarczające mieszanie, aby rozproszyć aglomeraty cząstek cementu i innych materiałów cementowych, takich jak popiół lotny lub krzemionka. Podczas gdy zewnętrzne cząstki takich aglomeratów są narażone na działanie wody, wewnętrzne powierzchnie cząstek pozostają suche. Powoduje to powolną i niepełną hydratację.

Korzyści z ultradźwiękowej technologii mieszania betonu

Dyspergowanie ultradźwiękowe jest najbardziej zaawansowaną technologią deaglomeracji i dyspergowania materiałów o wielkości mikronów i nanometrów w cieczach. Mieszanie ultradźwiękowe wykorzystuje kawitacyjne siły ścinające, które są bardziej skuteczne w mieszaniu materiałów o drobnych rozmiarach niż konwencjonalne mieszalniki obrotowe i mieszalniki rotor-stator. W przypadku cementu, krzemionki, popiołu lotnego, pigmentów lub CNT, wydajność tych materiałów jest znacznie zwiększona przez dyspergowanie ultradźwiękowe, ponieważ poprawia rozkład cząstek i kontakt z wodą.

Podczas hydratacji - reakcji cementu z wodą - fazy C-S-H tworzą struktury przypominające igły. Poniższe zdjęcia przedstawiają mikrostrukturę pasty cementowej po 5 godzinach hydratacji. W ultradźwiękowej paście cementowej fazy C-S-H mają prawie 500 nm długości, podczas gdy w niesonikowanej paście fazy C-S-H mają około 100 nm.

 

Zapytanie o informacje







Sonikator UIP16000 o wysokiej wydajności do procesów o dużej objętości, takich jak mieszanie cementu lub geopolimeryzacja do produkcji materiałów budowlanych.

Sonicator UIP16000hdT do dyspergowania materiałów budowlanych, takich jak cement, geopolimery lub beton.

Mikrostruktura pasty cementowej po 5 godzinach hydratacji
z obróbką ultradźwiękową
bez obróbki ultradźwiękowej

Mikrostruktura pasty cementowej po obróbce ultradźwiękowej i 5 godzinach

Mikrostruktura pasty cementowej bez obróbki ultradźwiękowej i 5 godzin
Portland Cement Paste (CEM I42.5R), C. Rössler (2009) – Uniwersytet Bauhaus w Weimarze

 
Mieszanie za pomocą kawitacji wywołanej ultradźwiękami prowadzi do szybszego wzrostu faz C-S-H.

 
Temperatura nawodnienia

Wpływ ultradźwięków mocy (PUS) na krzywe czasowo-temperaturowe past cementowych

Wpływ ultradźwięków mocy (PUS) na krzywe czasowo-temperaturowe past cementowych

 
Wytrzymałość na ściskanie

Wpływ ultradźwięków mocy (PUS) na wytrzymałość na ściskanie pryzmatów zaprawy. Badanie przeprowadzono przy użyciu sonikatora Hielscher UIP1000hdT.

Wpływ ultradźwięków mocy (PUS) na wytrzymałość na ściskanie pryzmatów zaprawowych

 
Prędkość impulsu ultradźwiękowego

Wpływ ultradźwięków mocy (PUS) na prędkość impulsu ultradźwiękowego nawilżających past cementowych

Wpływ ultradźwięków mocy (PUS) na prędkość impulsu ultradźwiękowego nawilżających past cementowych

 

Wzrost faz C-S-H koreluje z temperaturą pasty cementowej w okresie hydratacji (kliknij na prawą grafikę). W ultradźwiękowo mieszanej paście cementowej, faza nawodnienie rozpoczyna się około godzinę wcześniej. Wcześniejsza hydratacja koreluje z wcześniejszym wzrostem wytrzymałości na ściskanie. Zwiększoną prędkość hydratacji można również zmierzyć za pomocą prędkości impulsu ultradźwiękowego.

Dyspergator ultradźwiękowy poprawia przetwarzanie i jakość cementu.

Ultradźwiękowy mikser liniowy (UIP1000hdT) do przemysłowego mieszania cementu w trybie ciągłego przepływu.

 

W szczególności w przypadku betonu prefabrykowanego i suchego prowadzi to do znacznego skrócenia czasu do momentu, w którym beton może zostać wyjęty z formy. Badania przeprowadzone przez Uniwersytet Bauhaus (Niemcy) wykazały następujące skrócenie czasu wiązania.

Odniesienie Diff. ultradźwięki mocy
Zestaw początkowy 5 godz. 15 min -29% 3 godz. 45 min
Zestaw końcowy 6 godz. 45 min -33% 4 godz. 30 min
Upadek 122 mm (4,8″) +30% 158 mm (6,2″)

Kolejną interesującą zaletą mieszania ultradźwiękowego jest wpływ na płynność. Jak pokazano w powyższej tabeli, opadanie wzrasta o około 30%. Pozwala to na zmniejszenie dawki superplastyfikatorów.

 

Integracja procesowa mieszalników ultradźwiękowych w produkcji cementu

Hielscher oferuje mieszalniki ultradźwiękowe do skutecznego dyspergowania cementu, krzemionki, popiołów lotnych, pigmentów lub CNT. Po pierwsze, każdy suchy materiał powinien być wstępnie zmieszany z wodą, aby utworzyć pastę o wysokim stężeniu, ale nadającą się do pompowania. Mieszalnik ultradźwiękowy Hielscher deaglomeruje i rozprasza cząstki za pomocą ścinania kawitacyjnego. W rezultacie cała powierzchnia każdej cząstki jest w pełni wystawiona na działanie wody.

Ultradźwiękowe przetwarzanie pasty cementowej

W przypadku pasty cementowej hydratacja rozpoczyna się po obróbce ultradźwiękowej. Dlatego mieszalnik ultradźwiękowy Hielscher powinien być używany w linii, ponieważ pasta cementowa nie może być przechowywana przez długi czas. Poniższy schematyczny rysunek ilustruje ten proces. W następnym kroku kruszywo, takie jak piasek lub żwir, jest dodawane i mieszane z pastą cementową. Ponieważ cząsteczki cementu są już dobrze rozproszone na tym etapie, pasta cementowa dobrze łączy się z kruszywem. Beton jest następnie gotowy do wypełnienia prefabrykowanych form lub do transportu. Zbiornik rozbijający obok mieszalnika ultradźwiękowego może być używany do bardziej ciągłego przetwarzania w przypadku niestabilnego zapotrzebowania na beton.
Przeczytaj więcej o ultradźwiękowej deaglomeracji cząstek cementu!

Ultradźwiękowe dyspergowanie krzemionki, popiołu lotnego i nanomateriałów


Przetwarzanie pasty cementowej za pomocą sonikatorów Hielschera w ciągłym procesie przepływowym.

Dyspergowanie krzemionki, popiołów lotnych, pigmentów lub innych nanomateriałów, takich jak nanorurki węglowe, wymaga innych intensywności przetwarzania i poziomów energii. Z tego powodu zalecamy stosowanie oddzielnego miksera ultradźwiękowego do produkcji dobrze zdyspergowanej zawiesiny/pasty, która jest następnie dodawana do mieszanki betonowej. Kliknij powyższą grafikę, aby zobaczyć schematyczny rysunek tego procesu.

Sprzęt do mieszania ultradźwiękowego potrzebny do zwiększenia skali można dokładnie określić na podstawie testów w skali pilotażowej przy użyciu UIP1000hdT, który jest potężnym sonikatorem pilotażowym o mocy 1000 W. Poniższa tabela przedstawia ogólne zalecenia dotyczące urządzeń w zależności od objętości partii lub natężenia przepływu przetwarzanej pasty cementowej.

Wielkość partii natężenie przepływu Polecane urządzenia
0.1 do 10L 0.2 do 2 l/min UIP1000hdT, UIP1500hdT
10 do 50 l 2 do 10L/min UIP4000hdT
15 do 150 l 3 do 15 l/min UIP6000hdT
b.d. 10 do 50 l/min UIP16000
b.d. większe klaster UIP16000

Dzięki mocy mieszania ultradźwiękowego do 16 kW na pojedynczą sondę ultradźwiękową, Hielscher oferuje moc przetwarzania wymaganą do zastosowań o dużej objętości. Technologia ta jest łatwa do przetestowania i skaluje się liniowo.

Zaprawa cementowa może być skutecznie zdyspergowana do skali nano za pomocą sonikatora UP400St.

Sonikator sondowy UP400ST do dyspersji mikrodrobnoziarnistej zaprawy cementowej(Badanie i zdjęcie: ©Draganovic et al., 2020)

Skontaktuj się z nami!? Zapytaj nas!

Poproś o więcej informacji

Skorzystaj z poniższego formularza, aby uzyskać dodatkowe informacje na temat sonikatorów Hielscher do przetwarzania cementu, szczegółów aplikacji i cen. Z przyjemnością omówimy z Tobą Twój proces związany z cementem i zaoferujemy Ci potężny sonikator spełniający Twoje wymagania!









Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.




Literatura? Referencje



Ultradźwięki o wysokiej wydajności! Asortyment produktów Hielscher obejmuje pełne spektrum od kompaktowego ultrasonografu laboratoryjnego przez urządzenia stołowe po w pełni przemysłowe systemy ultradźwiękowe.

Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe od laboratorium do rozmiar przemysłowy.

Z przyjemnością omówimy Twój proces.

Let's get in contact.