Mokré mletie cementových častíc pomocou sonikátorov sondového typu
Mokré mletie cementových častíc je kľúčovým procesom pri výrobe vysokokvalitného cementu. Cieľom je zmenšiť veľkosť častíc a zlepšiť tak vlastnosti cementu, ako sú jeho reaktivita a pevnosť. Na tento účel sa vo veľkej miere používajú tradičné techniky mletia, napríklad mletie v guľových mlynoch. Od objavenia významných výhod ultrazvukového mokrého mletia však konvenčné metódy mletia nahrádzajú najmä sonikátory sondového typu. Sonikátory Hielscher prekonávajú ostatné techniky mletia a úspešne sa používajú od výskumu so stolovými zariadeniami až po priemyselnú výrobu cementu s vysokou výrobnou kapacitou.
Porovnanie metód dispergovania cementu: dissolver Vma-Getzmann Dispermat CV-3, rotorovo-statorový (R/S) systém a sonikátor Hielscher UP400St.
(Štúdia a obrázky: ©Draganovic et al., 2020) Viac o tejto porovnávacej štúdii si prečítajte tu!
Sonikátor UIP16000 na mletie a dispergovanie stavebných materiálov, ako sú cement, geopolyméry alebo betón.
Ultrazvukové mletie cementových častíc pomocou sonikátorov sondového typu
Sonikátory sondového typu, známe aj ako ultrazvukové homogenizátory, využívajú ultrazvuk s vysokou intenzitou na vyvolanie akustickej kavitácie v kvapalnom prostredí, napríklad v cementovej suspenzii. Ultrazvuková kavitácia vytvára intenzívne mikroprúdy, rázové vlny a šmykové sily, ktoré účinne rozrušujú cementové častice. Medzi hlavné výhody ultrazvukového mletia patria:
- Zvýšená účinnosť: Ultrazvukové mletie je pri zmenšovaní veľkosti častíc vysoko účinné. Akustická kavitácia vytvára intenzívne lokálne sily, ktoré dokážu rýchlo rozrušiť cementové častice bez potreby nadmerného množstva mechanickej energie.
- Regulácia teploty: Počas ultrazvukového mokrého mletia možno teplotu procesu presne monitorovať a regulovať. To je obzvlášť dôležité pri cementových časticiach, pretože nadmerné teplo môže zmeniť ich vlastnosti.
Prečítajte si viac o regulácii teploty počas ultrazvukového spracovania! - Rovnomerné rozdelenie častíc: Ultrazvukové mletie zabezpečuje rovnomernejšie rozdelenie veľkosti častíc, čím zlepšuje kvalitu a úžitkové vlastnosti konečného produktu.
- Bez mlecích telies: Keďže ultrazvukové mletie nevyužíva mlecie telesá, nie je potrebné čistiť ani vymieňať mlecie guľôčky alebo gule.
- Škálovateľnosť: Ultrazvukové mletie pomocou sonikátorov sondového typu možno škálovať úplne lineárne na akúkoľvek kapacitu spracovania. Vďaka dostupnosti zariadení s rôznymi výkonmi – od stolových modelov na výskum až po veľké priemyselné ultrazvukové homogenizátory na výrobu s vysokou kapacitou – vám Hielscher Ultrasonics môže ponúknuť ideálny sonikátor pre vašu aplikáciu mokrého mletia.
Zistite, ako výkonový ultrazvuk zlepšuje a urýchľuje hydratáciu a vývoj pevnosti cementových pást!
Porovnanie ultrazvukového mletia, mletia v guľôčkových mlynoch, rotorovo-statorových miešačov a lopatkových miešačov s vysokým šmykom pri zmenšovaní veľkosti cementových častíc
| Vlastnosť | Ultrazvukové mletie (sonikátory sondového typu) | Mletie v guľôčkových mlynoch | Rotorovo-statorové miešače | Lopatkové miešače s vysokým šmykom |
|---|---|---|---|---|
| Účinnosť | Vysoká | Stredná | Stredná | Nízka |
| Tvorba tepla | Nízka | Vysoká | Vysoká | Vysoká |
| Rovnomernosť veľkosti častíc | Vysoká | Stredná | Stredná | Nízka |
| Riziko kontaminácie | Nízke (bez mlecích telies) | Vysoké (v dôsledku mlecích telies) | Stredné | Nízke |
| Škálovateľnosť | Vysoká (dostupné v rôznych veľkostiach) | Stredná | Stredná | Nízka |
| Nároky na údržbu | Nízke (málo pohyblivých častí, bez mlecích telies) | Vysoké (opotrebovanie mlecích telies) | Stredné | Nízke až stredné |
| Rýchlosť spracovania | Vysoká | Stredná až nízka | Stredná | Stredná |
| Spotreba energie | Stredná | Vysoká | Stredná | Stredná |
| Flexibilita | Vysoká (rôzne aplikácie) | Stredná (špecifické použitie na zmenšovanie veľkosti častíc) | Stredná (miešanie a emulgovanie) | Nízka (iba miešanie) |
| Priemyselná využiteľnosť | Vysoká (široké možnosti využitia) | Stredná | Stredná | Nízka |
Vplyv sonikácie výkonovým ultrazvukom (PUS) na pevnosť maltových hranolov v tlaku
Vysokovýkonné sonikátory na mokré mletie cementových častíc
Vysokovýkonné sonikátory Hielscher sú ideálne na mokré mletie cementu vďaka svojej vynikajúcej účinnosti pri zmenšovaní veľkosti častíc pomocou ultrazvukovej kavitácie, ktorá zabezpečuje rovnomerné rozdelenie častíc. Vďaka presnému riadeniu procesu môžete optimalizovať proces ultrazvukového mletia tak, aby ste dosiahli požadovanú veľkosť cementových častíc a najvyššiu energetickú účinnosť. Sonikátory Hielscher sú navyše škálovateľné a všestranné a sú dostupné v stolových aj priemyselných modeloch, vďaka čomu sú vhodné pre rôzne rozsahy výroby od výskumu až po priemyselné aplikácie s vysokou kapacitou spracovania.
Sonikátory Hielscher sú najsofistikovanejšie ultrazvukové homogenizátory na trhu. Využite výhody sonikátorov Hielscher!
Stolový sonikátor UIP1000hdT na mokré mletie cementových častíc
- vysoká účinnosť
- najmodernejšia technológia
- spoľahlivosť a robustnosť
- nastaviteľné, presné riadenie procesu
- dávkové aj prietokové spracovanie
- pre akýkoľvek objem
- inteligentný softvér
- inteligentné funkcie (napr. programovateľnosť, zaznamenávanie údajov, diaľkové ovládanie)
- jednoduchá a bezpečná obsluha
- nízke nároky na údržbu
- CIP (čistenie na mieste)
Návrh, výroba a poradenstvo – kvalita vyrobená v Nemecku
Ultrazvukové zariadenia Hielscher sú známe najvyššími štandardmi kvality a konštrukčného návrhu. Robustnosť a jednoduchá obsluha umožňujú bezproblémové začlenenie našich ultrazvukových zariadení do priemyselných prevádzok. Ultrazvukové zariadenia Hielscher ľahko zvládajú drsné podmienky a náročné prostredia.
Hielscher Ultrasonics je spoločnosť s certifikáciou ISO a kladie osobitný dôraz na vysokovýkonné ultrazvukové zariadenia, ktoré sa vyznačujú najmodernejšou technológiou a používateľskou prívetivosťou. Ultrazvukové zariadenia Hielscher samozrejme spĺňajú požiadavky CE aj požiadavky UL, CSA a RoHs.
Nasledujúca tabuľka poskytuje predstavu o približnej kapacite spracovania našich ultrazvukových zariadení:
| Objem dávky | Prietok | Odporúčané zariadenia |
|---|---|---|
| 1 až 500mL | 10 až 200mL/min | UP100H |
| 10 až 2000mL | 20 až 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 až 20L | 0,2 až 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100L | 2 až 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 až 150L | 3 až 15L/min | UIP6000hdT |
| 15 až 150L | 3 až 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 až 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | vyšší | zoskupenie zariadení UIP16000 |
Sonikátor sondového typu UP400ST na dispergovanie mikrojemnej cementovej injektážnej zmesi
(Štúdia a obrázok: ©Draganovic et al., 2020)
Literatúra / Referencie
- Almir Draganović, Antranik Karamanoukian, Peter Ulriksen, Stefan Larsson (2020): Dispersion of microfine cement grout with ultrasound and conventional laboratory dissolvers. Construction and Building Materials, Volume 251, 2020.
- Peters, Simone (2017): The Influence of Power Ultrasound on Setting and Strength Development of Cement Suspensions. Doctoral Thesis Bauhaus-Universität Weimar, 2017.
- N.-M. Barkoula, C. Ioannou, D.G. Aggelis, T.E. Matikas (2016): Optimization of nano-silica’s addition in cement mortars and assessment of the failure process using acoustic emission monitoring. Construction and Building Materials, Volume 125, 2016. 546-552.
- Mahmood Amani, Salem Al-Juhani, Mohammed Al-Jubouri, Rommel Yrac, Abdullah Taha (2016): Application of Ultrasonic Waves for Degassing of Drilling Fluids and Crude Oils Application of Ultrasonic Waves for Degassing of Drilling Fluids and Crude Oils. Advances in Petroleum Exploration and Development Vol. 11, No. 2; 2016.
- Amani, Mahmood; Retnanto, Albertus; Aljuhani, Salem; Al-Jubouri, Mohammed; Shehada, Salem; Yrac, Rommel (2015): Investigating the Role of Ultrasonic Wave Technology as an Asphaltene Flocculation Inhibitor, an Experimental Study. Conference: International Petroleum Technology Conference 2015.
Užitočné informácie
Čo je cement?
Cement je spojivový materiál používaný v stavebníctve, ktorý pozostáva zo zmesi vápenatých, kremičitých, hlinitých a železitých materiálov. Po zmiešaní s vodou vytvára pastu, ktorá časom tvrdne a zabezpečuje pevnosť a stabilitu konštrukcie. Cementové častice predstavujú jemne zomletú práškovú formu cementu, ktorá vzniká pri procesoch mletia. Tieto častice zohrávajú kľúčovú úlohu v procese hydratácie, ktorý vedie k tvrdnutiu a vývoju pevnosti cementu pri použití v stavebníctve.
Prečo je mokré mletie cementových častíc dôležité?
Mokré mletie cementových častíc je dôležité, pretože zmenšuje veľkosť častíc, čím zvyšuje reaktivitu a pevnosť cementu. Tento proces zlepšuje rovnomernosť a kvalitu cementu, čo vedie k lepším úžitkovým vlastnostiam pri použití v stavebníctve.
Čo je malta?
Maltový hranol je pravouhlé skúšobné teleso vyrobené zo zmesi cementu, piesku a vody, ktoré sa bežne používa pri skúšaní pevnosti a trvanlivosti malty. Tieto hranoly sa zvyčajne vyrábajú s normalizovanými rozmermi a skúšajú sa v laboratórnych podmienkach na stanovenie pevnosti maltovej zmesi v tlaku a v ohybe.
Čo je maltový hranol?
Malta je stavebný materiál zložený z cementu, piesku a vody. Cement pôsobí v malte ako hlavné spojivo a po zmiešaní s pieskom a vodou jej dodáva adhézne vlastnosti. Malta sa používa na spájanie stavebných materiálov, ako sú tehly, kamene a betónové tvárnice, vypĺňa medzery medzi nimi a zabezpečuje stabilitu konštrukcie. Cement v malte časom tvrdne a získava pevnosť prostredníctvom hydratácie, čím vytvára pevnú a trvanlivú matricu, ktorá drží ostatné zložky pohromade.
Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory na miešanie, dispergovanie, emulgovanie a extrakciu v laboratórnom, poloprevádzkovom a priemyselnom meradle.
Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory vo veľkostiach od laboratórnych po priemyselné.