Amestecarea cu ultrasunete pentru beton de înaltă performanță

Utilizarea de micro- și nanosilice sau nanotuburi conduce la îmbunătățirea rezistenta la compresiune a betonului de înaltă performanță. Ultrasonication este un mijloc eficient pentru amestecare, umezirea și dispersia nanomaterialelor în ciment sau beton.
 

Fabrica de ciment industrialMicrosiliciul este utilizat pe scară largă în beton astăzi, ceea ce duce la o rezistență mai mare la compresiune sau la betoane rezistente la apă și substanțe chimice. Acest lucru poate reduce costurile materialelor și consumul de energie. Nanomaterialele noi, cum ar fi nanosiliciul sau nanotuburile, conduc la îmbunătățiri suplimentare ale rezistenței și rezistenței. Dar, pentru a valorifica întregul potențial al nanomaterialelor, este necesară o tehnică de dispersie fiabilă și eficientă. Sonicatoarele de tip sondă sunt tehnica cea mai fiabilă și mai eficientă pentru a produce nano-dispersie, chiar și în suspensii foarte vâscoase și asemănătoare pastei, cum ar fi cimentul și betonul.

Dispersie microfină de ciment chit cu mixere cu ultrasunete

Echipa de cercetare a lui Draganović prezintă un articol de cercetare, autorii investighează dispersia chitului de ciment microfin folosind tehnologia cu ultrasunete și dizolvanții convenționali de laborator. Studiul își propune să compare performanța ultrasunetelor – în studiul specific sonicator UP400St – cu metode tradiționale de dispersie a chitului.

Cercetătorii au efectuat o serie de experimente folosind diferite tehnici de dispersie pentru a evalua distribuția dimensiunii particulelor (PSD) și potențialul zeta al particulelor microfine de ciment. Tehnicile de dispersie includ tratamentul cu ultrasunete folosind sonicatorul UP400St, dizolvanți de laborator de mare viteză și combinația ambelor metode.

Dispersor cu ultrasunete MultiSonoReactor cu 16.000 wați capacitate de dispersie pentru amestecarea nano-particule în pastă de ciment.

MultiSonoReactor MSR-4: Dispersie inline cu ultrasunete pentru producția industrială inline de ciment și beton de înaltă performanță.

Rezultatele au arătat că dispersia cu ultrasunete folosind sonicatorul UP400St a obținut o distribuție semnificativ mai bună a dimensiunii particulelor în comparație cu dizolvanții convenționali de laborator. Sonicatorul UP400St reduce în mod eficient aglomerarea particulelor de ciment microfin și produce o suspensie de chit mai omogenă și mai stabilă. Tratamentul cu ultrasunete îmbunătățește distribuția particulelor mai mici, rezultând un interval mai restrâns de distribuție a dimensiunii particulelor.
 

Mortarul de ciment ultra-fin este cel mai eficient și dispersat în mod fiabil folosind sonicatorul Hielscher UP400S. În studiul comparativ, sonicatorul de tip sondă a excelat în mod clar dispersorul rotor-stator și dizolvantul de disc.

Metode de dispersie comparate: dizolvant Vma-Getzmann Dispermat CV-3 echipat cu un disc de 90 mm și un sistem rotor-stator. Hielscher UP400St dispozitiv cu ultrasunete echipat cu un sonotrod H22.
(Studiu și imagini: ©Draganovic et al., 2020)

 
În plus, utilizarea ultrasunetelor în combinație cu dizolvanții convenționali de laborator îmbunătățește și mai mult eficiența dispersiei, obținând o distribuție și mai fină a dimensiunii particulelor în comparație cu tratamentul cu ultrasunete. Atunci când sunt combinate, sonicare oferă micro-amestecare și nano-dispersie, în timp ce dizolvantul contribuie la macro-amestecare asigurându-se că toate particulele în zona de cavitație cu ultrasunete. Acest lucru permite un control mai bun asupra distribuției dimensiunii particulelor (PSD) și a potențialului zeta al mortarului de ciment microfin în funcționarea loturilor. Atunci când se utilizează un reactor cu celule de flux, suspensia de particule trece automat zona punctului fierbinte cavitațional, astfel încât agitarea suplimentară este inutilă.

În general, studiul evidențiază performanța superioară a sonicatorului UP400St în dispersarea mortarului de ciment microfin. Tratamentul cu ultrasunete, în special atunci când este combinat cu dizolvanți convenționali de laborator, oferă o metodă extrem de eficientă și eficientă pentru obținerea unei suspensii uniforme și stabile a particulelor microfine de ciment.

Este demn de remarcat faptul că articolul oferă o comparație cuprinzătoare între ultrasunete și metodele convenționale de dispersie, subliniind performanța superioară a sonicare în dispersia chitului.
(cf. Draganović et al., 2020)
 

Omogenizarea cu ultrasunete a dat cele mai bune rezultate pentru dispersia gutei de ciment Portland în comparație cu un mixer de laborator echipat cu un disc și un mixer rotor-stator.

Omogenizator cu ultrasunete UP400St se compară în ceea ce privește eficiența dispersiei chitului de ciment cu un mixer obișnuit de laborator echipat cu un disc și folosind tehnica rotor-stator. Studiul a arătat că dispersia cu ultrasunete nu este doar o metodă eficientă, ci este chiar mai bună decât un mixer folosind tehnica rotor-stator.
(studiu și grafic: © Draganović et al., 2020)

Cerere de informatie





 

Videoclipul arată amestecarea cu ultrasunete și dispersarea grafitului în 250 ml de rășină epoxidică (Toolcraft L), folosind un omogenizator cu ultrasunete (UP400St, Hielscher Ultrasonics). Hielscher Ultrasonics face echipamente pentru a dispersa grafit, grafen, nanotuburi de carbon, nanofire sau materiale de umplutură în laborator sau în procesele de producție de volum mare. Aplicațiile tipice sunt dispersarea nanomaterialelor și micromaterialelor în timpul procesului de funcționalizare sau pentru dispersarea în rășini sau polimeri.

Se amestecă rășină epoxidică cu umplutură de grafit folosind omogenizator cu ultrasunete UP400St (400 Watts)

Miniatură video

 

Cercetare și Dezvoltare din beton

Beton de cercetare caută materiale și procese de la:

  • reduce costurile de materiale și costurile de energie
  • obținerea inițială ridicată și rezistență finală
  • îmbunătăți densitatea și rezistența la compresiune
  • creste lucrabilitatea, pompabilitatea și finishability
  • îmbunătăți durabilitatea și pentru a reduce permeabilitatea
  • reducerea fisurilor, prăfuirea și probleme delaminare
  • rezistență chimică, de ex rezistență sulfat

Ciment și malaxoare de beton

Rezultate Amestecarea insuficientă în proprietăți inferioare de beton.Când este vorba de îmbunătățiri în proprietăți de beton, de amestecare tehnologia este la fel de importantă ca și compoziție de beton. Amestecarea este un pas esențial în producerea de uniformă, beton de înaltă calitate. Deși numeroase linii directoare și regulamente, de exemplu DIN EN 206 acoperă compoziția betonului și a componentelor sale, procesul efectiv de amestecare ciment și amestecarea betonului este lăsată la utilizator.
Este decisiv, că apa, ciment și mixturi sunt dispersate uniform distribuite în jos la o scară fină și că aglomeratele sunt suficient de dispersate. dispersare sau dezaglomerare rezultate insuficiente în proprietăți de beton inferioare. Datorită conținutului scăzut de apă și doza mare de mixturi, amestecarea betonului autocompactant (SCC) și ultra înaltă rezistență din beton (UHPC) necesită un timp de amestecare mai lung sau o tehnologie mai eficientă amestecare.

Nanomaterialele în beton

În timpul hidratării cimentului se formează produse de hidratare la scară nanometrică, cum ar fi hidrații de calciu, în betonul de întărire. Nano particule de silice sau nanotuburi se transformă în nanoparticule de ciment în timpul solidificării betonului. Particulele mai mici duc la o distanță mai scurtă a particulelor și la un material mai dens și mai puțin poros. Acest lucru crește rezistența la compresiune și reduce permeabilitatea.

Un dezavantaj major al pulberii și materiale nanosize, deși, este tendința de a forma aglomerate în timpul umezirea și amestecare. Cu excepția cazului în particulele individuale sunt bine dispersate, aglomerarea reduce suprafața particulei expusă conducând la proprietăți de beton inferioare.

Ultrasonicator pentru dezaglomerarea nanoparticulelor și dispersia fiabilă și uniformă a nanomaterialelor în ciment și beton

Procesorul cu ultrasunete UIP16000 este un omogenizator de înaltă performanță pentru dispersia cimentului și betonului

Click aici pentru a afla mai multe despre beneficiile de amestecare cu ultrasunete de paste de ciment pentru prefabricat, drycast și plante din beton.

Cu ultrasunete de amestecare a Nanomaterialele

Ultrasonication este un mijloc foarte eficient pentru amestecarea, dispersarea și dezaglomerarea. Imaginea de mai jos prezintă un rezultat tipic al dispersării cu ultrasunete a siliciului fumed în apă.

Cu ultrasunete Amestecarea de Fume Sulica (Micro Silice)

Pornirea (curba verde), la o dimensiune a aglomeratului particulei mai mare de 200 microni (D50) majoritatea particulelor au fost reduse la mai puțin de 200 de nanometri.

Cu ultrasunete Amestecarea La orice scala

Hielscher ofera dispozitive cu ultrasunete de amestecare pentru utilizare în cercetare și de prelucrare la scară completă.

Sonicatoare pentru cercetare de laborator și dezvoltare

Hielscher omogenizatoare de laborator cu ultrasunete sunt instrumentul perfect de amestecare pentru cercetare și dezvoltare la scară de laborator. Hielscher sonicatoare de laborator sunt de obicei utilizate pentru amestecarea cu ultrasunete a loturilor mici. Hielscher omogenizatoare cu ultrasunete oferă un control precis al parametrilor și reproductibilitate excelentă pentru pregătirea scării în sus. Acest lucru facilitează amestecarea diferitelor formulări și determinarea impactului ultrasonication, intensitatea și durata sonicare.

Amestecarea cu ultrasunete inline în producție

Beton gata de utilizareEchipamentul de amestecare cu ultrasunete necesar pentru scalare poate fi determinat exact pe baza testului de laborator. Pentru prelucrarea fluxurilor de volum mare de ciment sau beton, ultrasonicators de înaltă performanță sunt de obicei operate în modul flux continuu folosind reactoare de curgere. Acest lucru permite o amestecare foarte uniformă și prelucrarea impecabilă a pastelor și a suspensiilor – chiar și cu vâscozități foarte mari.

Dispersia cu ultrasunete de Nano-silice: Hielscher omogenizator cu ultrasunete UP400St dispersează nanoparticule de silice rapid și eficient într-o nano-dispersie uniformă.

Dispersia cu ultrasunete de Nano-silice folosind ultrasonicator UP400St

Miniatură video

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre în funcție de volumul lotului sau debitul care urmează să fie procesate:

volum lot Debit Aparate recomandate
1 la 500mL 10 până la 200 ml / min UP100H
10 la 2000ml 20 până la 400ml / min Uf200 ः t. UP400St
0.1 la 20L 0.2 4L / min UIP2000hdT
10 100L 2 până la 10L / min UIP4000hdT
De la 15 la 150L De la 3 la 15L/min UIP6000hdT
N / A. 10 la 100L / min UIP16000
N / A. mai mare grup de UIP16000

Contacteaza-ne! / Intreaba-ne!

Cere mai multe informații

Vă rugăm să utilizați formularul de mai jos pentru a solicita informații suplimentare despre mixer cu ultrasunete, aplicații legate de ciment, date tehnice și prețuri. Vom fi bucuroși să discutăm procesul de amestecare a cimentului cu dvs. și să vă oferim un mixer cu ultrasunete de forfecare înaltă care să îndeplinească cerințele dvs.!









Vă rugăm să rețineți Politica de confidentialitate.


Literatură / Referințe


Amestecarea în linie a cimentului folosind un sonicator

amestecare cu ultrasunete - diagramă de fluxmixere cu ultrasunete Hielscher sunt de obicei instalate în linie. Materialul este pompat în vasul reactorului cu ultrasunete. Acolo este expus la cavitație cu ultrasunete intense. sonicare inline elimină prin trecătoare ca toate particulele trec în camera de amestecare în urma unui traseu definit. Prin urmare, ultrasonication deplasează în mod tipic curba de distribuție a mărimii particulelor, mai degrabă decât lărgirea acesteia.

Robust și ușor de curățat

Cu ultrasunete de flux Reactor Cell realizat din oțel inoxidabil pentru sonicare de lichide.Un reactor de amestecare cu ultrasunete constă din celula de flux și sonotrodes. Nu sunt necesari rulmenți. Reactoarele cu celule de flux (oțel inoxidabil) au geometrii simple și pot fi ușor dezasamblate și curățate. Nu există orificii mici sau colțuri ascunse.

Alte aplicații ale ultrasunetelor pentru ciment și beton

Utilizarea dispozitivelor cu ultrasunete Hielscher în prepararea cimenturilor și betoanelor nu se limitează la amestecarea și dispersarea premixurilor de ciment sau a betoanelor. Ecografia este un mijloc foarte eficient pentru degazarea lichidelor și a suspensiilor. Acest lucru reduce numărul și volumul bulelor de gaz prinse în beton după întărire.
Agitatoare cu ultrasunete îmbunătățirea debitului și a calității sitei cu pulbere pentru particule mici. Hielscher oferă site ultrasonically agitate pentru aplicații de laborator și industriale.

Informații de fond Beton

Betonul este compus din ciment, de exemplu ciment Portland și alte materiale pe bază de ciment, cum ar fi cenușă zburătoare și ciment de zgură, agregate (pietriș, calcar, granit, nisip), apă și aditivi chimici. Aditivii tipici includ acceleratori sau agenți de întârziere, plastifianți, pigmenți, fum de siliciu sau metacaolin cu reactivitate ridicată (HRM). Microsiliciul este un amestec tipic în beton. Dezavantajul său este costul relativ ridicat și contaminarea care afectează sănătatea operatorilor și a lucrătorilor.

Vom fi bucuroși să discutăm despre procesul dvs.

Să intrăm în contact.