Os sonicadores do tipo sonda são freqüentemente usados para a desaglomeração de partículas de cimento. Este método elimina a necessidade de meios de moagem, simplifica o processo, tornando desnecessária a filtragem e a limpeza intensiva e proporciona uma redução eficiente do tamanho das partículas. Além disso, a sonicação reduz a dependência de dispersantes e utiliza equipamentos mais compactos e eficientes em termos de energia, tornando-a uma solução altamente vantajosa para dispersão e desaglomeração de partículas de cimento.

As vantagens da desaglomeração ultrassônica de partículas de cimento

O cimento é um dos materiais mais essenciais na construção, amplamente utilizado por suas propriedades de ligação. No entanto, alcançar o desempenho ideal requer uma distribuição uniforme de partículas, pois as partículas aglomeradas podem afetar adversamente o desempenho do cimento. A desaglomeração ultrassônica surgiu como uma técnica poderosa para enfrentar esse desafio.

A desaglomeração ultrassônica de cimento utiliza ondas de ultrassom de alta potência para quebrar aglomerados de partículas, oferecendo inúmeras vantagens:

• Dispersão de partículas aprimorada: A desaglomeração ultrassônica dispersa efetivamente as partículas de cimento, garantindo uma distribuição uniforme do tamanho das partículas. Essa uniformidade é crucial para alcançar resistência e durabilidade consistentes em materiais cimentícios.
• Hidratação melhorada: O aumento da área de superfície das partículas desaglomeradas melhora o processo de hidratação, levando a uma melhor ligação e maior resistência no produto final. A hidratação aprimorada também reduz o risco de reações incompletas e pontos fracos na matriz de cimento.
• Maior trabalhabilidade: Partículas de cimento bem dispersas resultam em uma mistura mais trabalhável, facilitando a mistura, o vazamento e o acabamento. Essa trabalhabilidade aprimorada pode levar a tempos de construção mais rápidos e custos de mão de obra reduzidos.
• Propriedades mecânicas aprimoradas: A desaglomeração ultrassônica contribui para o desenvolvimento de uma microestrutura mais densa e homogênea em materiais à base de cimento. Isso resulta em propriedades mecânicas aprimoradas, como resistência à compressão e à tração.
• Redução no uso de aditivos: Ao obter uma melhor dispersão por meio da desaglomeração ultrassônica, a necessidade de dispersantes químicos e outros aditivos pode ser minimizada. Isso não apenas reduz custos, mas também diminui o impacto ambiental da produção de cimento.
• Custo-benefício: Independentemente do investimento inicial em um ultrassônico de nível industrial, os benefícios de longo prazo de melhor qualidade do produto, redução do uso de aditivos e desempenho aprimorado o tornam uma solução econômica para a indústria de cimento.

Visão Geral Comparativa: Moagem de Bolas vs. Desaglomeração Ultrassônica para Partículas de Cimento

Aspecto comparativo	Moagem de bolas para partículas de cimento	Desaglomeração ultrassônica para partículas de cimento
Método	Usa esferas de aço ou sílica como meio de moagem	Usa ondas ultrassônicas de alta intensidade para criar cavitação acústica e forças de cisalhamento sonomecânicas
Substituição de meios de moagem	Substituição frequente de esferas de aço ou sílica	Sem meios de moagem, eliminando os custos de substituição
Filtragem pós-processo	Necessário para filtrar meios de moagem	Não é necessário, simplificando o processo
Requisitos de limpeza	Limpeza trabalhosa e demorada de meios de fresagem e câmara	Limpeza mínima, as sondas ultrassônicas são mais fáceis de manter
Eficiência na faixa de partículas finas	Ineficiente para partículas no 0 – Faixa de 100 μm, demorada	Altamente eficaz para tamanhos de partículas finas, incluindo o 0 – Faixa de 100 μm
Requisito de dispersante	Alta quantidade de dispersante necessária	Redução da necessidade de dispersantes devido à poderosa cavitação e forças de cisalhamento
Características do equipamento	Grande, volumoso, ineficiente em termos energéticos, requer manutenção e limpeza extensivas	Compacto, energeticamente eficiente, menos manutenção, mais fácil de manusear e seguro de operar

Estudo de caso: Dispersão de argamassa de cimento microfino com misturadores ultrassônicos

A equipe de pesquisa liderada por Draganović apresenta uma investigação abrangente sobre a dispersão de argamassa de cimento microfino usando tecnologia de ultrassom em comparação com dissolventes de laboratório convencionais. O estudo se concentra especificamente no desempenho do sonicador UP400St em relação aos métodos tradicionais de dispersão de argamassa.

Os pesquisadores conduziram uma série de experimentos empregando várias técnicas de dispersão para avaliar a distribuição do tamanho das partículas (PSD) e o potencial zeta das partículas microfinas de cimento. As técnicas avaliadas incluem tratamento por ultrassom com o sonicador UP400St, dissolvedores laboratoriais de alta velocidade e uma combinação de ambos os métodos.

Os resultados revelam que a dispersão por ultrassom usando o sonicador UP400St melhora significativamente a distribuição do tamanho das partículas em comparação com os dissolventes convencionais de laboratório. O sonicador UP400St mitiga efetivamente a aglomeração de partículas microfinas de cimento, produzindo uma suspensão de argamassa mais homogênea e estável. O tratamento com ultrassom melhora a distribuição de partículas menores, resultando em uma faixa de distribuição de tamanho de partícula mais estreita.
 

 
Além disso, a combinação de ultrassom com dissolventes de laboratório convencionais aumenta a eficiência da dispersão, alcançando uma distribuição de tamanho de partícula ainda mais fina do que o tratamento de ultrassom sozinho. Essa combinação permite um melhor controle sobre o potencial PSD e zeta da argamassa de cimento microfino em operações em lote. Em sistemas de fluxo contínuo, a suspensão de partículas passa automaticamente pela zona de ponto quente cavitacional, tornando desnecessária agitação adicional.

O estudo ressalta o desempenho superior do sonicador UP400St na dispersão de argamassa de cimento microfino. O tratamento por ultrassom, especialmente quando combinado com dissolventes laboratoriais convencionais, oferece um método eficaz e eficiente para obter uma suspensão uniforme e estável de partículas microfinas de cimento.

Esta pesquisa fornece uma comparação detalhada entre os métodos de ultrassom e dispersão convencional, destacando a eficácia superior da sonicação na dispersão do rejunte.
(cf. Draganović et al., 2020)
 

 

Aplicações de Sonicadores na Indústria de Cimento

A utilização dos efeitos vantajosos do ultrassom de alta potência na desaglomeração de partículas e argamassas de cimento abre vários campos de aplicação na indústria de cimento, permitindo melhores características do material e qualidade do produto final.

• Moagem úmida de partículas de cimento: A sonicação do tipo sonda é um método altamente eficaz e eficiente em termos de energia para moer partículas de cimento. Leia mais sobre a moagem úmida ultrassônica de cimento!
• Produção de concreto de alto desempenho: Os sonicadores do tipo sonda são usados para produzir concreto de alto desempenho, garantindo a dispersão uniforme de partículas finas de cimento e materiais cimentícios suplementares, como cinzas volantes e sílica ativa. Isso leva ao concreto com propriedades mecânicas e durabilidade superiores.
• Desenvolvimento de Nanocompósitos: Em pesquisa e desenvolvimento, os sonicadores do tipo sonda facilitam a incorporação de nanopartículas em matrizes de cimento, criando nanocompósitos com propriedades aprimoradas, como maior resistência, tenacidade e resistência à degradação ambiental.
• Otimização do desempenho do aditivo: A desaglomeração ultrassônica ajuda a otimizar o desempenho de aditivos químicos, como superplastificantes e agentes incorporadores de ar, garantindo sua distribuição uniforme na matriz de cimento. Isso leva a uma melhor trabalhabilidade e desempenho do produto final.

Sonicadores de alto desempenho para dispersão e desaglomeração de partículas de cimento

A desaglomeração ultrassônica usando sonicadores do tipo sonda oferece vantagens significativas para a indústria de cimento. Ao aumentar a dispersão de partículas, melhorar a hidratação e aumentar a trabalhabilidade, esses dispositivos contribuem para a produção de materiais cimentícios de alta qualidade. O controle preciso, a escalabilidade e a versatilidade dos sonicadores do tipo sonda os tornam ferramentas valiosas para aplicações industriais e de pesquisa, impulsionando a inovação e a eficiência na produção de cimento.

A Hielscher Ultrasonic fornece sonicadores de alto desempenho em qualquer nível de potência para o processamento de partículas de cimento e argamassa de cimento de lotes menores para Pesquisa + Desenvolvimento a altos rendimentos para desaglomeração de cimento industrial em escala de produção.

Projeto, Fabricação e Consultoria – Qualidade Made in Germany

Os ultrassônicos Hielscher são conhecidos por seus mais altos padrões de qualidade e design. A robustez e a fácil operação permitem a integração suave de nossos ultrasonicadores em instalações industriais. Condições adversas e ambientes exigentes são facilmente manuseados pelos ultrassônicos Hielscher.

A Hielscher Ultrasonics é uma empresa certificada pela ISO e dá ênfase especial aos ultrassônicos de alto desempenho com tecnologia de ponta e facilidade de uso. Obviamente, os ultrassônicos Hielscher são compatíveis com CE e atendem aos requisitos da UL, CSA e RoHs.

A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos: