Kristalizimi i gipsit i përshpejtuar me ultratinguj
- Përzierja dhe shpërndarja tejzanor përshpejton kristalizimin dhe reagimin e ngurtësimit të gipsit (CaSO4･ 2 h2O).
- Aplikimi i ultrasonikëve të fuqisë në slurin e gipsit përshpejton kristalizimin duke reduktuar kështu kohën e ngurtësimit.
- Përveç vendosjes më të shpejtë, dërrasat e prodhuara të murit shfaqin një densitet të reduktuar.
- Shpërndarja tejzanor e materialeve nano përforcuese (p.sh. CNT, nano-fibra ose silicë) në gips rezulton në forcë të lartë mekanike dhe porozitet të ulët.
Ultrasonikë për prodhim të përmirësuar të gipsit
Për të filluar reaksionin e ngurtësimit të hemihidratit të sulfatit të kalciumit dhe ujit, hemihidrati i sulfatit të kalciumit duhet të shpërndahet në mënyrë të barabartë në ujë në mënyrë që të përgatitet një pluhur homogjen. Dispersioni tejzanor siguron që grimcat të lagen plotësisht në mënyrë që të arrihet një hidratim i plotë hemihidrat. Përzierja tejzanor e llumit të gipsit përshpejton kohën e ngurtësimit për shkak të një kristalizimi të përshpejtuar.
Përbërësit shtesë si përshpejtuesit dhe materialet nano përforcuese mund të përzihen në mënyrë shumë të barabartë në llumin e gipsit.
Parimi i punës së shpërndarjes tejzanor
Kur ultratingulli me fuqi të lartë bashkohet në një lëng ose llum, ndodh kavitacioni i gjeneruar në mënyrë ultrasonike. kavitacion tejzanor krijon kushte ekstreme në nivel lokal duke përfshirë forcat e larta të prerjes, avionët e lëngjeve, mikroturbulencat, temperaturat e larta, shpejtësitë e ngrohjes dhe ftohjes së mirë, si dhe presionet e larta. Këto forca prerëse kavitacionale kapërcejnë forcat lidhëse midis molekulave në mënyrë që ato të deaglomerohen dhe të shpërndahen si grimca të vetme. Për më tepër, grimcat përshpejtohen nga avionët e lëngshëm kavitacional në mënyrë që ato të përplasen me njëra-tjetrën dhe në këtë mënyrë zbërthehen në madhësinë nano ose edhe primare të grimcave. Ky fenomen njihet si mulliri i lagësht me ultratinguj.
Ultratingulli i fuqisë krijon vende bërthamore në tretësirë në mënyrë që të arrihet një kristalizimi i përshpejtuar.
Klikoni këtu për të mësuar më shumë rreth sono-kristalizimit – kristalizimi i asistuar me ultratinguj!
shpërndarës industrial tejzanor
Shpërndarja tejzanor e aditivëve
Në shumë procese kimike, sonikimi përdoret për përzierjen e aditivëve të tillë si agjentë ngadalësues (p.sh. proteina, acide organike), modifikues të viskozitetit (p.sh. superplastifikues), agjentë kundër djegies, acid borik, kimikate rezistente ndaj ujit (p.sh. polisiloksane, emulsione dylli), fibra qelqi, përforcues të rezistencës ndaj zjarrit (p.sh. vermikuliti, argjila dhe/ose silicë e tymosur), përbërje polimerike (p.sh. PVA, PVOH) dhe aditivë të tjerë konvencionalë në formulim për të përmirësuar formulimin e suvasë, përbërjeve të fugave të tipit ngjitës dhe çimentos gipsi dhe për të reduktuar kohën e fiksimit të tij.
Klikoni këtu për të mësuar më shumë rreth përzierjes dhe përzierjes tejzanor të aditivëve!
Sistemet industriale tejzanor
Hielscher Ultrasonics është furnizuesi juaj kryesor i sistemeve tejzanor me fuqi të lartë për aplikime në tavolinë dhe industriale. Hielscher ofron procesorë industrialë tejzanor të fuqishëm dhe të fuqishëm. Tona UIP16000 (16 kW) është procesori më i fuqishëm ultrasonik në mbarë botën. Ky sistem ultratingulli 16 kW përpunon lehtësisht vëllime të mëdha të llumrave madje shumë viskoze (deri në 10,000 cp). Amplituda të larta deri në 200 µm (dhe më të larta sipas kërkesës) sigurojnë që materiali të trajtohet siç duhet në mënyrë që të arrihet niveli i dëshiruar i shpërndarjes, deagglomerimit dhe bluarjes. Ky sonikacion intensiv prodhon llucë me nano grimca për ritme të shpejta ngjitjeje dhe produkte gipsi superiore.
Fortësia e pajisjeve ultrasonike të Hielscher lejon funksionimin 24/7 në punë të rënda dhe në mjedise kërkuese.
Tabela e mëposhtme ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonikëve tanë:
| Vëllimi i grupit | Shkalla e rrjedhjes | Pajisjet e rekomanduara |
|---|---|---|
| 10 deri në 2000 ml | 20 deri në 400 ml/min | UP200Ht, UP400 St |
| 0.1 deri në 20L | 0.2 deri në 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 deri në 100 litra | 2 deri në 10 l/min | UIP4000 |
| na | 10 deri në 100 l/min | UIP16000 |
| na | më të mëdha | grumbull i UIP16000 |
Përvoja jonë e gjatë në përpunimin me ultratinguj na ndihmon të konsultojmë klientët tanë që nga studimet e para të fizibilitetit deri në zbatimin e procesit në shkallë industriale.
Literatura/Referencat
- Peters, S.; Stöckigt, M.; Rössler, Ch. (2009): Ndikimi i ultrazërit të fuqisë në rrjedhshmërinë dhe vendosjen e pastave të çimentos Portland; në: Konferenca e 17-të Ndërkombëtare për Materialet e Ndërtimit 23 – 26 shtator 2009, Weimar.
- Rössler, Ch. (2009): Einfluss von Power-Ultraschall auf das Fließ- und Erstarrungsverhalten von Zementsuspensionen; në: Tagungsband der 17. Internationalen Baustofftagung ibausil, Hrsg. Finger-Institut für Baustoffkunde, Bauhaus-Universität Weimar, S. 1 – 0259 – 1 – 0264.
- Zhongbiao, Njeriu; Chen, Yuehui; Yang, Miao (2012): Përgatitja dhe vetitë e mustaqeve të sulfatit të kalciumit/përbërjeve të gomës natyrale. Hulumtimi i Avancuar i Materialeve vëll. 549, 2012. 597-600.
Fakte që ia vlen të dihen
Prodhimi i Pllakës së Gipsit
Gjatë procesit të prodhimit të kartonit të gipsit, një llucë ujore e gipsit të kalcinuar – i ashtuquajturi hemihidrat i sulfatit të kalciumit – shpërndahet midis fletëve të sipërme dhe të poshtme të letrës. Produkti i krijuar në këtë mënyrë duhet të lëvizet vazhdimisht në një rrip transportues derisa slurri të ngurtësohet. Fleta thahet më pas derisa uji i tepërt në dërrasën e gipsit të jetë avulluar. Në prodhimin e pllakave të murit të gipsit, dihet shtimi i substancave të ndryshme në llum për të përmirësuar procesin e prodhimit ose vetë dërrasën. Për shembull, është e zakonshme të lehtësohet pesha e llumit duke përfshirë agjentë shkumës për të siguruar një shkallë ajrimi që ul densitetin e murit përfundimtar.
sulfat kalciumi
Sulfati i kalciumit (ose sulfati i kalciumit) është një përbërës inorganik me formulën CaSO4 dhe hidratet përkatëse. Në formën anhidër të γ-anhidritit, përdoret si një desikant për përdorim të përgjithshëm. Një hidrat i veçantë i CaSO4 njihet si suva e Parisit. Një tjetër hidrat i rëndësishëm është gipsi, i cili gjendet natyrshëm si mineral. Veçanërisht gipsi përdoret gjerësisht për aplikime industriale, p.sh. si material ndërtimi, mbushës, në polimere etj. Të gjitha format e CaSO4 shfaqen si lëndë të ngurta të bardha dhe vështirë se treten në ujë. Sulfati i kalciumit shkakton fortësi të përhershme në ujë.
Komponimi inorganik CaSO4 ndodh në tre nivele hidratimi:
- gjendje anhydrous (emri mineral: “anhidrit”) me formulën CaSO4.
- dihidrat (emri i mineralit: “gipsi”) me formulën CaSO4(H2O)2.
- hemihidrat me formulën CaSO4(H22O)0.5. Hemihidratet specifike mund të dallohen si alfa-hemihidrat dhe beta-hemihidrat.
Reaksionet e hidratimit dhe dehidrimit
Kur aplikohet nxehtësia, gipsi shndërrohet në një mineral pjesërisht të dehidratuar – i ashtuquajturi hemihidrat i sulfatit të kalciumit, gipsi i kalcinuar ose suva e Parisit. Gipsi i kalcinuar ka formulën CaSO4·(nH2O), ku 0,5 ≤ n ≤ 0,8. Temperaturat midis 100°C dhe 150°C (212°F – 302°F) janë të nevojshme për të hequr ujin që është i lidhur në strukturën e tij. Temperatura dhe koha e saktë e ngrohjes varen nga lagështia e ambientit. Temperaturat deri në 170°C (338°F) aplikohen për kalcinimin industrial. Megjithatë, në këto temperatura fillon formimi i γ-anhidritit. Energjia e nxehtësisë që i jepet gipsit në këtë kohë (nxehtësia e hidratimit) tenton të largohet nga uji (si avujt e ujit) në vend që të rrisë temperaturën e mineralit, e cila rritet ngadalë derisa uji të zhduket, pastaj rritet më shpejt. . Ekuacioni për dehidratimin e pjesshëm është si më poshtë:
Vetia endotermike e këtij reagimi është e rëndësishme për performancën e murit të thatë, duke i dhënë rezistencë ndaj zjarrit strukturave të banimit dhe strukturave të tjera. Në një zjarr, struktura pas një fletë muri të thatë do të mbetet relativisht e ftohtë pasi uji humbet nga gipsi, duke parandaluar dhe vonuar dëmtimin e kornizës (përmes djegies së pjesëve të drurit ose humbjes së forcës së çelikut në temperatura të larta) dhe rrjedhimisht strukturore. kolaps. Në temperatura më të larta, sulfati i kalciumit çliron oksigjen dhe në këtë mënyrë vepron si agjent oksidues. Kjo karakteristikë e materialit përdoret në aluminoterminë. Ndryshe nga shumica e mineraleve, të cilat kur rihidratohen thjesht formojnë pasta të lëngshme ose gjysmë të lëngshme, ose mbeten pluhur, gipsi i kalcinuar ka një veti të pazakontë. Kur përzihet me ujë në temperaturën e ambientit, ai kthehet kimikisht në formën e preferuar dihidrate, ndërsa fizikisht është “vendosjen” në një rrjetë të ngurtë dhe relativisht të fortë kristal gipsi siç tregohet në ekuacionin e mëposhtëm:
Ky reaksion ekzotermik e bën kaq të lehtë derdhjen e gipsit në forma të ndryshme, duke përfshirë fletët për mure të thata, shkopinj për shkumësin e dërrasës së zezë dhe kallëpe (p.sh. për të imobilizuar kockat e thyera ose për derdhjet metalike). E përzier me polimere, është përdorur si çimento për riparimin e kockave.
Kur nxehet në 180°C, një formë pothuajse pa ujë, i ashtuquajturi γ-anhidrit (CaSO4·nH2O ku formohet n = 0 deri në 0,05). γ-Anhidriti reagon vetëm ngadalë me ujin për t'u kthyer në gjendjen dihidrate, kështu që përdoret gjerësisht si tharës komercial. Kur nxehet mbi 250°C, shfaqet forma plotësisht anhidër e β-anhidritit. β-anhidriti nuk reagon me ujin, madje edhe gjatë periudhave kohore gjeologjike, përveç nëse bluhet shumë imët.
suva
Suva është një material ndërtimi i cili përdoret si material mbrojtës dhe/ose dekorativ për veshjen e mureve, tavaneve dhe për formimin dhe derdhjen e elementeve dekorative të ndërtimit.
Stuko është punim gipsi, i cili përdoret për të prodhuar dekorime reliev.
Llojet më të zakonshme të suvasë janë të formuluara nga gips, gëlqere ose çimento si përbërës kryesor. Suva prodhohet si pluhur i thatë (pluhur gipsi). Kur pluhuri përzihet me ujë, formohet një pastë e fortë, por e punueshme. Reaksioni ekzotermik me ujin çliron nxehtësi përmes një procesi kristalizimi, më pas suvaja e hidratuar ngurtësohet.
suva gipsi
Suva gipsi, ose suva e Parisit, prodhohet nga një trajtim termik (afërsisht 300°F / 150°C) i gipsit:
CaSO4· 2H2O + nxehtësi → CaSO4· 0,5H2O + 1,5H2O (lëshohet si avull).
Gipsi mund të riformohet duke përzier pluhurin e thatë me ujë. Për të filluar vendosjen e suvasë së pamodifikuar, pluhuri i thatë përzihet me ujë. Pas përafërsisht. 10 minuta, reaksioni i vendosjes fillon dhe finalizohet pas përafërsisht. 45 minuta. Megjithatë, një përbërje e plotë e gipsit arrihet pas përafërsisht. 72 orë. Nëse suva ose gipsi nxehet mbi 266°F / 130°C, formohet hemihidrat. Pluhuri hemihidrat gjithashtu mund të shndërrohet në gips kur shpërndahet në ujë.