Ultradźwiękowy Mieszanie Dla wysoka wydajność betonu

Zastosowanie mikro- i nanokrzemionki lub nanorurek prowadzi do poprawy wytrzymałości na ściskanie betonu wysokiej wydajności. Ultradźwięki jest skutecznym środkiem do mieszania i dyspergowania, zwilżania nanomateriałów w cemencie lub betonie.
 

Cement Zakład przemysłowyMikrokrzemionka jest obecnie szeroko stosowana w betonie, prowadząc do wyższej wytrzymałości na ściskanie lub betonów odpornych na wodę i chemikalia. Może to obniżyć koszty materiałów i zużycie energii. Nowe nanomateriały, takie jak nanokrzemionka lub nanorurki, prowadzą do dalszej poprawy odporności i wytrzymałości. Aby jednak w pełni wykorzystać potencjał nanomateriałów, wymagana jest niezawodna i wydajna technika dyspersji. Sonikatory sondowe są najbardziej niezawodną i skuteczną techniką wytwarzania nanodyspersji, nawet w bardzo lepkich i pastowatych zawiesinach, takich jak cement i beton.

Dyspersja drobnoziarnistej zaprawy cementowej z mieszalnikami ultradźwiękowymi

Zespół badawczy Draganović przedstawia artykuł badawczy, w którym autorzy badają dyspersję mikrodrobnoziarnistej zaprawy cementowej przy użyciu technologii ultradźwiękowej i konwencjonalnych rozpuszczalników laboratoryjnych. Badanie ma na celu porównanie wydajności ultradźwięków – w szczególności sonikator UP400St – z tradycyjnymi metodami dyspersji zaprawy.

Naukowcy przeprowadzili serię eksperymentów z wykorzystaniem różnych technik dyspersji w celu oceny rozkładu wielkości cząstek (PSD) i potencjału zeta mikrodrobnych cząstek cementu. Techniki dyspersji obejmują obróbkę ultradźwiękową przy użyciu sonikatora UP400St, szybkie rozpuszczalniki laboratoryjne oraz połączenie obu metod.

Dyspergator ultradźwiękowy MultiSonoReactor o mocy dyspergowania 16 000 watów do mieszania nanocząstek z pastą cementową.

MultiSonoReactor MSR-4: Ultradźwiękowa dyspersja liniowa do przemysłowej produkcji liniowej wysokowydajnego cementu i betonu.

Wyniki wykazały, że dyspersja ultradźwiękowa przy użyciu sonikatora UP400St osiągnęła znacznie lepszy rozkład wielkości cząstek w porównaniu z konwencjonalnymi rozpuszczalnikami laboratoryjnymi. Sonikator UP400St skutecznie zmniejsza aglomerację mikrodrobnych cząstek cementu i wytwarza bardziej jednorodną i stabilną zawiesinę zaprawy. Obróbka ultradźwiękowa poprawia dystrybucję mniejszych cząstek, co skutkuje węższym zakresem rozkładu wielkości cząstek.
 

Ultradrobna zaprawa cementowa jest najbardziej wydajna i niezawodnie dyspergowana przy użyciu sonikatora Hielscher UP400S. W badaniu porównawczym sonikator typu sondy wyraźnie przewyższał dyspergator rotor-stator i rozpuszczalnik dyskowy.

Porównanie metod dyspergowania: Vma-Getzmann Dispermat CV-3 dissolver wyposażony w 90-mm dysk i system rotor-stator. Urządzenie ultradźwiękowe Hielscher UP400St wyposażony w sonotrodę H22.
(Badanie i zdjęcia: ©Draganovic et al., 2020)

 
Dodatkowo, zastosowanie ultradźwięków w połączeniu z konwencjonalnymi rozpuszczalnikami laboratoryjnymi dodatkowo poprawia wydajność dyspersji, osiągając jeszcze drobniejszy rozkład wielkości cząstek w porównaniu z samą obróbką ultradźwiękową. W połączeniu, sonikacja zapewnia mikro-mieszanie i nano-dyspersję, podczas gdy rozpuszczalnik przyczynia się do makro-mieszania, zapewniając, że wszystkie cząstki dostaną się do strefy kawitacji ultradźwiękowej. Pozwala to na lepszą kontrolę nad rozkładem wielkości cząstek (PSD) i potencjałem zeta mikrodrobnoziarnistej zaprawy cementowej w trybie wsadowym. W przypadku stosowania reaktora z komorą przepływową, zawiesina cząstek automatycznie przechodzi przez kawitacyjną strefę gorącego punktu, dzięki czemu dodatkowe mieszanie jest zbędne.

Ogólnie rzecz biorąc, badanie podkreśla doskonałą wydajność sonikatora UP400St w dyspergowaniu drobnoziarnistej zaprawy cementowej. Obróbka ultradźwiękowa, zwłaszcza w połączeniu z konwencjonalnymi rozpuszczalnikami laboratoryjnymi, oferuje wysoce skuteczną i wydajną metodę uzyskiwania jednorodnej i stabilnej zawiesiny drobnych cząstek cementu.

Warto zauważyć, że artykuł zawiera kompleksowe porównanie między ultradźwiękami a konwencjonalnymi metodami dyspersji, podkreślając doskonałą wydajność sonikacji w dyspersji zaprawy.
(por. Draganović i in., 2020)
 

Homogenizacja ultradźwiękowa dała najlepsze wyniki dla dyspersji dny cementu portlandzkiego w porównaniu do mieszalnika laboratoryjnego wyposażonego w tarczę i mieszalnika rotor-stator.

Homogenizator ultradźwiękowy UP400St porównano skuteczność dyspergowania zaczynu cementowego przy użyciu zwykłego mieszalnika laboratoryjnego wyposażonego w tarczę oraz przy użyciu techniki rotor-stator. Badanie wykazało, że dyspersja ultradźwiękowa jest nie tylko skuteczną metodą, ale jest nawet lepsza niż mieszalnik wykorzystujący technikę rotor-stator.
(badanie i grafika: © Draganović et al., 2020)

Zapytanie o informacje




Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.


 

Film przedstawia ultradźwiękowe mieszanie i dyspergowanie Grafitu w 250mL żywicy epoksydowej (Toolcraft L), przy użyciu homogenizatora ultradźwiękowego (UP400St, Hielscher Ultrasonics). Hielscher Ultrasonics produkuje urządzenia do dyspergowania grafitu, grafenu, nanorurek węglowych, nanodrutów lub wypełniaczy w laboratorium lub w wysokonakładowych procesach produkcyjnych. Typowe zastosowania to dyspergowanie nanomateriałów i mikromateriałów podczas procesu funkcjonalizacji lub do dyspergowania w żywicach lub polimerach.

Wymieszaj żywicę epoksydową z wypełniaczem grafitowym używając homogenizatora ultradźwiękowego UP400St (400 W)

Miniatura wideo

 

Badania betonu i Rozwoju

Badania betonu poszukuje materiałów i procesów w celu:

  • zmniejszyć koszty materiałowe i koszty energii
  • uzyskać wysoką odporność na początkowe i końcowe
  • poprawić gęstość i wytrzymałość na ściskanie
  • poprawy urabialności, pompowania i finishability
  • poprawić trwałość i zmniejszają przepuszczalność
  • zmniejszenie pęknięć skurczowych, opylanie i problemów rozwarstwiania
  • odporność chemiczną, np odporność siarczan

Cementu i betonu Mieszanie

Niewystarczające wyniki mieszanie w gorszych właściwości betonu.Kiedy przychodzi do poprawy właściwości betonu, technika mieszania jest równie ważne jak składu betonu. Mieszanie jest ważnym krokiem w produkcji jednolitej, wysokiej jakości betonu. Mimo licznych wytycznych i przepisów, na przykład DIN EN 206 pokrycie składu betonu i jego składników, rzeczywisty proces mieszania cementu i betonu mieszanie pozostawiono użytkownikowi.
Decydujące jest, że woda, cementu i domieszki równomiernie rozproszone i rozłożone aż do małej skali, a aglomeraty wystarczająco rozproszone. Niewystarczające rozpraszania lub deaglomeracji powoduje gorsze właściwości betonu. Ze względu na niską zawartość wody i wysoką dawką domieszek, mieszanie samozagęszczającym betonowe (SCC) i bardzo wysokiej wytrzymałości betonu (UHPC) wymaga dłuższy czas mieszania lub bardziej skuteczne techniki mieszania.

Nanomateriały w betonie

Podczas hydratacji cementu w twardniejącym betonie tworzą się produkty hydratacji w nanoskali, takie jak hydraty wapnia. Nanocząsteczki krzemionki lub nanorurek zamieniają się w nanocząsteczki cementu podczas krzepnięcia betonu. Mniejsze cząstki prowadzą do zmniejszenia odległości między cząstkami oraz gęstszego i mniej porowatego materiału. Zwiększa to wytrzymałość na ściskanie i zmniejsza przepuszczalność.

Główną wadą proszku nanowielkości materiałów, jednak jest tendencja do tworzenia aglomeratów w trakcie zwilżania i mieszania. O ile poszczególne cząstki są dobrze rozproszone aglomeracji zmniejsza odsłoniętej powierzchni cząstek, prowadząc do gorszych właściwości betonu.

Ultrasonicator do deaglomeracji nanocząstek oraz niezawodnej i równomiernej dyspersji nanomateriałów w cemencie i betonie

Procesor ultradźwiękowy UIP16000 to wysokowydajny homogenizator do dyspersji cementu i betonu.

Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o korzyściach płynących z ultradźwiękowej mieszania past cementowych dla prefabrykatów betonowych, drycast i roślin.

Ultradźwiękowy Mieszanie nanomateriałów

Ultradźwięki są bardzo skutecznym środkiem do mieszania, dyspergowania i deaglomeracji. Poniższy rysunek przedstawia typowy wynik ultradźwiękowego rozpraszania zmatowionej krzemionki w wodzie.

Ultradźwiękowy Mieszanie oparów sulica (Micro Silica)

Rozpoczęcie (zielonej krzywej) przy wielkości cząstek aglomeratu więcej niż 200 mikronów (D50), większość cząstek została zmniejszona do mniej niż 200 nanometrów.

Ultradźwiękowy Mieszanie w dowolnej skali

Hielscher oferuje ultradźwiękowe urządzenia mieszające do stosowania w badaniach i pełnego przetwarzania skalę.

Sonikatory do badań laboratoryjnych i rozwoju

Ultradźwiękowe homogenizatory laboratoryjne Hielscher są doskonałym narzędziem mieszającym do badań i rozwoju w skali laboratoryjnej. Sonikatory laboratoryjne Hielscher są zwykle używane do ultradźwiękowego mieszania małych partii. Homogenizatory ultradźwiękowe Hielscher oferują dokładną kontrolę parametrów i doskonałą powtarzalność w celu przygotowania skali. Ułatwia to mieszanie różnych preparatów i określenie wpływu intensywności ultradźwięków i czasu trwania sonikacji.

Ultradźwiękowe mieszanie w linii produkcyjnej

Beton gotowy do użytkuSprzęt do mieszania ultradźwiękowego potrzebny do zwiększenia skali można dokładnie określić na podstawie testu laboratoryjnego. Do przetwarzania dużych strumieni objętości cementu lub betonu, wysokowydajne ultradźwięki są zwykle obsługiwane w trybie ciągłego przepływu przy użyciu reaktorów przepływowych. Pozwala to na bardzo równomierne mieszanie i bezbłędne przetwarzanie past i zawiesin – nawet przy bardzo wysokiej lepkości.

Ultradźwiękowe dyspergowanie nano-krzemionki: Homogenizator ultradźwiękowy Hielscher UP400St szybko i wydajnie dysperguje nanocząstki krzemionki w jednolitą nanodyspersję.

Dyspersja ultradźwiękowa nanokrzemionki przy użyciu ultradźwiękowca UP400St

Miniatura wideo

Poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność przetwarzania naszych ultradźwiękowców w zależności od objętości partii lub natężenia przepływu, które mają być przetwarzane:

Wielkość partii natężenie przepływu Polecane urządzenia
1 do 500mL 10-200mL/min UP100H
10 do 2000mL 20-400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 do 20L 0.2 do 4L/min UIP2000hdT
10-100L 2 do 10L/min UIP4000hdT
15 do 150L 3 do 15L/min UIP6000hdT
b.d. 10-100L/min UIP16000
b.d. większe klaster UIP16000

Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!

Poproś o więcej informacji

Skorzystaj z poniższego formularza, aby uzyskać dodatkowe informacje na temat mieszalnika ultradźwiękowego, zastosowań związanych z cementem, danych technicznych i cen. Z przyjemnością omówimy z Państwem proces mieszania cementu i zaoferujemy ultradźwiękowy mieszalnik o wysokim ścinaniu spełniający Państwa wymagania!









Proszę zwrócić uwagę na nasze Polityka prywatności.


Literatura / materiały źródłowe


Mieszanie cementu w linii przy użyciu sonikatora

Ultradźwiękowy mieszania - schemat blokowyHielscher ultradźwiękowe urządzenia mieszające są zazwyczaj instalowane w jednej linii. Materiał jest pompowana do ultradźwiękowego naczynia reaktora. Nie jest on narażony na intensywne kawitacji ultradźwiękowej. Inline sonikacji eliminuje pominięciem ponieważ wszystkie cząstki przechodzą przez komorę mieszania po określonej drodze. W związku z tym, typowo ultrasonikacja przesunięcia krzywej rozkładu wielkości cząstek, a nie rozszerza się.

Solidne i łatwe do czyszczenia

Przepływ ultradźwiękowy Reaktor komorowy z nierdzewnej stali do sonikacji cieczy.Ultradźwiękowy reaktor mieszający składa się z komory przepływowej i sonotrod. Nie są potrzebne żadne łożyska. Reaktory przepływowe (stal nierdzewna) mają prostą geometrię i mogą być łatwo demontowane i czyszczone. Nie ma małych otworów ani ukrytych narożników.

Inne zastosowania ultradźwięków do cementu i betonu

Zastosowanie urządzeń ultradźwiękowych Hielscher w przygotowaniu cementów i betonów nie ogranicza się do mieszania i dyspergowania przedmieszek cementowych lub betonów. Ultradźwięki są bardzo skutecznym środkiem do odgazowywania cieczy i zawiesin. Zmniejsza to liczbę i objętość pęcherzyków gazu uwięzionych w betonie po stwardnieniu.
Ultradźwiękowe wytrząsarki sitowe poprawiają przepustowość i jakość przesiewania proszków dla małych cząstek. Hielscher oferuje ultradźwiękowo mieszane sita do zastosowań laboratoryjnych i przemysłowych.

Informacja beton Tło

Beton składa się z cementu, np. cementu portlandzkiego i innych materiałów cementowych, takich jak popiół lotny i cement żużlowy, kruszywa (żwir, wapień, granit, piasek), wody i domieszek chemicznych. Typowe domieszki obejmują przyspieszacze lub opóźniacze, plastyfikatory, pigmenty, pył krzemionkowy lub metakaolin o wysokiej reaktywności (HRM). Mikrokrzemionka jest typową domieszką do betonu. Jej wadą jest stosunkowo wysoki koszt i zanieczyszczenie wpływające na zdrowie operatorów i pracowników.

Chętnie porozmawiamy o Państwa procesie.

Skontaktujmy się.