Ультразвуковая деагломерация с использованием ультразвуковых аппаратов зондового типа является превосходной альтернативой для решения этих проблем. Этот метод устраняет необходимость в мелющих телах, упрощает процесс, устраняя необходимость в фильтрации после обработки и интенсивной очистке, а также обеспечивает эффективное уменьшение размера мелких частиц в диапазоне мелких частиц. Кроме того, он снижает зависимость от диспергаторов и использует более компактное, энергоэффективное оборудование, что делает его очень выгодным решением для диспергирования и деагломерации частиц цемента.

Преимущества ультразвуковой деагломерации частиц цемента

Цемент является одним из самых необходимых материалов в строительстве, широко используется благодаря своим вяжущим свойствам. Однако для достижения оптимальных характеристик требуется равномерное распределение частиц, так как агломерированные частицы могут отрицательно повлиять на характеристики цемента. Ультразвуковая деагломерация стала мощным методом для решения этой проблемы.

Ультразвуковая деагломерация цемента использует мощные ультразвуковые волны для разрушения кластеров частиц, что дает множество преимуществ:

• Улучшенное диспергирование частиц: Ультразвуковая деагломерация эффективно диспергирует частицы цемента, обеспечивая равномерное распределение частиц по размерам. Эта однородность имеет решающее значение для достижения стабильной прочности и долговечности вяжущих материалов.
• Улучшенная гидратация: Увеличенная площадь поверхности деагломерированных частиц усиливает процесс гидратации, что приводит к лучшему сцеплению и повышению прочности конечного продукта. Улучшенная гидратация также снижает риск незавершенных реакций и слабых мест в цементной матрице.
• Повышенная удобоукладываемость: Хорошо диспергированные частицы цемента делают смесь более пригодной для обработки, что облегчает смешивание, заливку и отделку. Эта улучшенная технологичность может привести к сокращению сроков строительства и снижению затрат на рабочую силу.
• Улучшенные механические свойства: Ультразвуковая деагломерация способствует развитию более плотной и однородной микроструктуры в материалах на основе цемента. Это приводит к улучшению механических свойств, таких как прочность на сжатие и растяжение.
• Сокращение использования присадок: Благодаря достижению лучшей диспергации с помощью ультразвуковой деагломерации потребность в химических диспергаторах и других добавках может быть сведена к минимуму. Это не только снижает затраты, но и снижает воздействие производства цемента на окружающую среду.
• Экономичность: Независимо от первоначальных инвестиций в ультразвуковой аппарат промышленного класса, долгосрочные преимущества улучшения качества продукции, сокращения использования добавок и повышения производительности делают его экономически эффективным решением для цементной промышленности.

Сравнительный обзор: Шаровое измельчение в сравнении с ультразвуковой деагломерацией для частиц цемента

Сравнительный аспект	Шаровое фрезерование для частиц цемента	Ультразвуковая деагломерация для частиц цемента
Метод	Использует стальные или кремнеземные шарики в качестве мелющих тел	Использует ультразвуковые волны высокой интенсивности для создания акустических кавитационных и сономеханических сил сдвига
Замена мелющих тел	Частая замена стальных или кремнеземных шариков	Отсутствие мелющих тел, что исключает затраты на замену
Посттехнологическая фильтрация	Требуется для фильтрации мелющих тел	Не обязательно, упрощая процесс
Требования к уборке	Трудоемкая и длительная очистка мелющих тел и камеры	Минимальная очистка, ультразвуковые датчики проще в обслуживании
Эффективность в диапазоне мелких частиц	Неэффективен для частиц в 0 – Диапазон 100 μм, трудоемкий	Высокая эффективность для мелких частиц, включая 0 – Диапазон 100 μм
Потребность в диспергаторе	Требуется большое количество диспергатора	Снижение потребности в диспергаторах благодаря мощным кавитационным и поперечным силам
Характеристики оборудования	Большой, громоздкий, энергоэффективный, требует обширного обслуживания и чистки	Компактный, энергоэффективный, не требующий технического обслуживания, простой в обращении и безопасный в эксплуатации

Практический пример: Диспергирование микротонкого цементного раствора с помощью ультразвуковых смесителей

Исследовательская группа под руководством Драгановича представляет всестороннее исследование диспергирования микротонкого цементного раствора с использованием ультразвуковой технологии в сравнении с обычными лабораторными растворителями. Особое внимание в исследовании уделяется производительности ультразвукового аппарата UP400St по сравнению с традиционными методами диспергирования раствора.

Исследователи провели серию экспериментов с использованием различных методов диспергирования для оценки распределения частиц по размерам (PSD) и дзета-потенциала микротонких частиц цемента. Оцениваемые методы включают ультразвуковое лечение с помощью ультразвукового аппарата UP400St, высокоскоростных лабораторных растворителей и комбинацию обоих методов.

Полученные данные показывают, что ультразвуковое диспергирование с помощью ультразвукового аппарата UP400St значительно улучшает распределение частиц по размерам по сравнению с обычными лабораторными растворителями. Ультразвуковой аппарат UP400St эффективно смягчает агломерацию мельчайших частиц цемента, получая более однородную и стабильную суспензию цементного раствора. Ультразвуковая обработка улучшает распределение более мелких частиц, что приводит к более узкому диапазону распределения частиц по размерам.
 

 
Кроме того, сочетание ультразвука с обычными лабораторными растворителями повышает эффективность диспергирования, достигая еще более мелкого распределения частиц по размерам, чем только ультразвуковое лечение. Эта комбинация позволяет лучше контролировать потенциал PSD и дзета микротонкого цементного раствора при периодическом производстве. В системах непрерывного потока суспензия частиц автоматически проходит через кавитационную зону горячей точки, что делает ненужным дополнительное перемешивание.

В исследовании подчеркивается превосходная производительность ультразвукового аппарата UP400St при диспергировании мелкодисперсного цементного раствора. Ультразвуковая обработка, особенно в сочетании с обычными лабораторными растворителями, является эффективным и действенным методом получения равномерной и стабильной суспензии микродисперсных частиц цемента.

В этом исследовании представлено подробное сравнение между ультразвуковыми и традиционными методами диспергирования, подчеркивающее превосходную эффективность ультразвуковой обработки при диспергировании раствора.
(ср. Draganović et al., 2020)
 

 

Применение ультразвуковых аппаратов в цементной промышленности

Использование преимуществ мощного ультразвука при деагломерации частиц цемента и цементного раствора открывает множество областей применения в цементной промышленности, позволяя улучшить характеристики материала и качество конечного продукта.

• Мокрый помол частиц цемента: Ультразвуковая обработка зондового типа является высокоэффективным и энергоэффективным методом измельчения частиц цемента. Узнайте больше об ультразвуковом мокром помоле цемента!
• Производство высокоэффективного бетона: Ультразвуковые аппараты зондового типа используются для производства высокоэффективного бетона за счет обеспечения равномерного диспергирования мелких частиц цемента и дополнительных вяжущих материалов, таких как летучая зола и дым диоксида кремния. Это приводит к получению бетона с превосходными механическими свойствами и долговечностью.
• Разработка нанокомпозитов: В исследованиях и разработках ультразвуковые аппараты зондового типа облегчают встраивание наночастиц в цементные матрицы, создавая нанокомпозиты с улучшенными свойствами, такими как повышенная прочность, ударная вязкость и устойчивость к деградации окружающей среды.
• Оптимизация производительности аддитивных добавок: Ультразвуковая деагломерация помогает оптимизировать характеристики химических добавок, таких как суперпластификаторы и воздухововлекающие агенты, обеспечивая их равномерное распределение в цементной матрице. Это приводит к улучшению технологичности и производительности конечного продукта.

Высокопроизводительные ультразвуковые аппараты для диспергирования и деагломерации частиц цемента

Ультразвуковая деагломерация с использованием ультразвуковых аппаратов зондового типа дает значительные преимущества для цементной промышленности. Улучшая диспергирование частиц, улучшая гидратацию и повышая обрабатываемость, эти устройства способствуют производству высококачественных цементных материалов. Точное управление, масштабируемость и универсальность ультразвуковых датчиков зондового типа делают их ценными инструментами как для исследовательских, так и для промышленных применений, способствуя инновациям и эффективности в производстве цемента.

Hielscher Ultrasonic поставляет высокопроизводительные ультразвуковые аппараты любого уровня мощности для обработки частиц цемента и цементного раствора от небольших партий для исследований + разработок до высокопроизводительных для промышленной деагломерации цемента в производственных масштабах.

Проектирование, производство и консалтинг – Качество «Сделано в Германии»

Ультразвуковые аппараты Hielscher хорошо известны своими высочайшими стандартами качества и дизайна. Надежность и простота в эксплуатации позволяют без проблем интегрировать наши ультразвуковые аппараты в промышленные объекты. Ультразвуковые аппараты Hielscher легко справляются с суровыми условиями и требовательными условиями окружающей среды.

Hielscher Ultrasonics является компанией, сертифицированной по стандарту ISO, и уделяет особое внимание высокопроизводительным ультразвуковым аппаратам, отличающимся самыми современными технологиями и удобством в использовании. Конечно, ультразвуковые аппараты Hielscher соответствуют требованиям CE и соответствуют требованиям UL, CSA и RoHs.

В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов: