Ultrazvočni mešanje cementne paste ponuja veliko koristi za montažnimi brizganje, drycast in konkretnih rastlin. To vključuje: Krajša začetni in končni nastavljeni čas, nižjo dozo superplastifikatorja, hitrejši in bolj popolno hidracijo, kot tudi večja tlačna trdnost.

Tradicionalni betonske tehnologije mešanje, kot so “na-cestno-mešanje” ali rotacijski mešalniki ne zagotavljajo zadostnega mešalnega učinka za razpršitev aglomeratov cementnih delcev in drugih cementnih materialov, kot so elektrofiltrski pepel ali silicijev dioksid. Medtem ko so zunanji delci takšnih aglomeratov izpostavljeni vodi, površine notranjih delcev ostanejo suhe. Posledica tega je počasna in nepopolna hidracija.

Prednosti ultrazvočne mešalne tehnologije za beton

Ultrazvočno razprševanje je najnaprednejša tehnologija za deagglomeracijo in razpršitev materialov mikronske velikosti in nanovelikosti v tekočinah. Ultrazvočno mešanje uporablja kavitacijske strižne sile, ki so učinkovitejše pri mešanju materialov fine velikosti kot običajni rotacijski mešalniki in rotor-stator mešalniki. Za cement, silicijev dioksid, leteči pepel, pigmente ali CNT se učinkovitost teh materialov znatno poveča z ultrazvočnim razprševanjem, saj izboljša porazdelitev delcev in stik z vodo.
Med hidracijo – reakcijo cementa z vodo – C-S-H-faze rasti igličastih strukture. Spodnje slike prikazujejo mikrostrukturo v cementne paste po 5hrs hidratacije. V ultrasonificiramo cementne paste, so C-S-H-faze so skoraj 500nm dolga, medtem ko je v unsonicated paste, C-S-H-faze okoli 100 nm, samo.
 

Mikrostruktura cementne paste Po 5hrs Hidracija čas

z ultrazvočno obdelavo	brez ultrazvočni obdelavi
Portland cementne paste (CEM I42.5R), C. Rössler (2009) – Bauhaus Univerza Weimar

 
Ultrazvočno kavitacijsko mešanje vodi do hitrejše rasti C-S-H-faz.

 
hidracija temperature

Vpliv moči ultrazvoka (gnoj) na časovno-temperaturnih krivulj cementa Paste

 
kompresijska moč

 
Ultrazvok Pulse Velocity

Vpliv moči ultrazvoka (gnoj) na Ultrasonic Pulse hitrosti Hydrating Cement Paste

Rast C-s-H-faze v korelaciji s temperaturo v cementne paste v obdobju hidracije (klik na desni grafiko). V ultrazvočno mešani cementne paste je hidracija začne cca. eno uro prej. Prej hidracija povezana s prejšnjo povečanjem kompresijska moči (kliknite desno grafiko). Povečana hitrost hidratacije lahko merimo s hitrostjo ultrazvočnega impulza, preveč.

Zlasti za gotove in drycast betona, to vodi v bistveno krajši čas, dokler se iz litega betona lahko vzame iz kalupa. Študije, ki jih na Univerzi Bauhaus (Nemčija) pokazal naslednje skrajšanje nastavljenih časov.

Še ena zanimiva korist ultrazvočno mešanja je vpliv na pretočnost. Kot je prikazano v zgornji tabeli je padec poveča za približno 30 %. To omogoča zmanjšanje odmerka superplastifikatorjev.
 

Procesna integracija ultrazvočnih mešalnikov v proizvodnjo cementa

Hielscher ponuja ultrazvočne mešalnike za učinkovito razprševanje cementa, silicijevega dioksida, letečega pepela, pigmentov ali CNT. Najprej je treba vsak suh material predhodno zmešati z vodo, da nastane visoka koncentracija – vendar črpalna pasta. Hielscher ultrazvočni mešalnik, deagglomerira in razprši delce s kavitacijsko strižnico. Posledično je celotna površina vsakega delca popolnoma izpostavljena vodi.

Ultrasonic Obdelava cementne paste

V primeru cementne paste se hidracija začne po ultrazvočni obdelavi. Zato je treba Hielscher ultrazvočni mešalnik uporabljati v vrsti, saj cementne paste ni mogoče shranjevati dlje časa. Spodnja shematska risba ponazarja proces. V naslednjem koraku dodamo agregat, kot je pesek ali gramoz, in zmešamo s cementno pasto. Ker so delci cementa na tej stopnji že dobro razpršeni, se cementna pasta dobro zlije z agregatom. Beton je nato pripravljen za polnjenje v montažne kalupe ali za prevoz. Razpadajoči rezervoar poleg ultrazvočnega mešalnika se lahko uporablja za neprekinjeno obdelavo v primeru nestabilnega povpraševanja po betonu.

Ultrasonic razpršitvijo kremena, elektrofiltrski pepel in nanomateriali

Za razpršitev silicijevega dioksida, elektrofiltrskega pepela, pigmentov ali drugih nanomaterialov, kot so ogljikove nanocevke, so potrebne druge intenzivnosti obdelave in ravni energije. Zato priporočamo ločen ultrazvočni mešalnik za izdelavo dobro razpršene gnojevke / paste, ki jo nato dodamo betonski mešanici. Kliknite na zgornjo grafiko za shematsko risbo tega postopka.

Ultrazvočno mešalno opremo, potrebno za povečanje, lahko natančno določimo na podlagi pilotnih testov z uporabo UIP1000hd niz (1000 W). Spodnja tabela prikazuje priporočila splošno naprava v odvisnosti od volumna šarže ali pretok iz cementne paste je treba obdelati.