Hielscher Ultrasonics
Vi diskuterar gärna din process.
Ring oss: +49 3328 437-420
Maila oss: info@hielscher.com

Deagglomeration av cementpartiklar med hjälp av Power Ultrasonics

Ultraljudsdeagglomeration med sond-typ sonikatorer erbjuder ett överlägset alternativ genom att övervinna dessa problem. Denna metod eliminerar behovet av malningsmedia, förenklar processen genom att ta bort behovet av filtrering efter processen och intensiv rengöring och ger effektiv minskning av partikelstorleken i området för fina partiklar. Dessutom minskar det beroendet av dispergeringsmedel och använder mer kompakt, energieffektiv utrustning, vilket gör det till en mycket fördelaktig lösning för cementpartikeldispersion och deagglomerering.

Fördelarna med ultraljud deagglomerering av cementpartiklar

Cement är ett av de viktigaste materialen i konstruktionen, som ofta används för sina bindande egenskaper. För att uppnå optimal prestanda krävs dock en jämn partikelfördelning, eftersom agglomererade partiklar kan påverka cementens prestanda negativt. Ultraljud deagglomeration har dykt upp som en kraftfull teknik för att ta itu med denna utmaning.

Begäran om information




Observera vår integritetspolicy.




MultiSonoReactor MSR-5 utrustad med 5x 4kW sonikatorer för bearbetning av cement och kalcitpartiklar med hög genomströmning för tillförlitlig deagglomerering.

Industriella sonsoniska sonsonatorer för deagglomerering av cementpartiklar med hög genomströmning.

Ultraljudscementdeagglomeration använder ultraljudsvågor med hög effekt för att bryta ner partikelkluster, vilket ger många fördelar:

  • Förbättrad partikeldispersion: Ultraljudsdeagglomeration dispergerar effektivt cementpartiklar, vilket säkerställer en enhetlig partikelstorleksfördelning. Denna enhetlighet är avgörande för att uppnå konsekvent styrka och hållbarhet i cementbaserade material.
  • Förbättrad hydrering: Den ökade ytan av deagglomererade partiklar förbättrar hydratiseringsprocessen, vilket leder till bättre bindning och högre hållfasthet i slutprodukten. Förbättrad hydrering minskar också risken för ofullständiga reaktioner och svaga punkter i cementmatrisen.
  • Ökad bearbetbarhet: Väl dispergerade cementpartiklar resulterar i en mer användbar blandning, vilket gör det lättare att blanda, hälla och avsluta. Denna förbättrade bearbetbarhet kan leda till snabbare byggtider och minskade arbetskostnader.
  • Förbättrade mekaniska egenskaper: Ultraljudsdeagglomeration bidrar till utvecklingen av en tätare och mer homogen mikrostruktur i cementbaserade material. Detta resulterar i förbättrade mekaniska egenskaper som tryck- och draghållfasthet.
  • Minskning av användningen av tillsatser: Genom att uppnå bättre dispersion genom ultraljudsdeagglomerering kan behovet av kemiska dispergeringsmedel och andra tillsatser minimeras. Detta minskar inte bara kostnaderna utan minskar också miljöpåverkan från cementproduktionen.
  • Kostnadseffektivitet: Oavsett den initiala investeringen i en ultraljudsapparat av industriell kvalitet, gör de långsiktiga fördelarna med förbättrad produktkvalitet, minskad tillsatsanvändning och förbättrad prestanda det till en kostnadseffektiv lösning för cementindustrin.

Jämförande översikt: Kulfräsning vs. ultraljudsdeagglomerering för cementpartiklar

Jämförande aspekt Kulfräsning för cementpartiklar Ultraljud deagglomeration för cementpartiklar
Metod Använder kulor av stål eller kiseldioxid som malningsmedel Använder högintensiva ultraljudsvågor för att skapa akustisk kavitation och sonomekaniska skjuvkrafter
Byte av slipmedia Frekvent byte av stål- eller kiseldioxidkulor Inget malningsmedium, vilket eliminerar utbyteskostnader
Filtrering efter bearbetning Krävs för att filtrera bort malningsmedia Inte nödvändigt, vilket förenklar processen
Krav på rengöring Arbetsintensiv och tidskrävande rengöring av malmedia och kammare Minimal rengöring, ultraljudssonder är lättare att underhålla
Effektivitet i området för fina partiklar Ineffektiv för partiklar i 0 – 100 μm räckvidd, tidskrävande Mycket effektiv för fina partikelstorlekar, inklusive 0 – 100 μm räckvidd
Krav på dispergeringsmedel Hög mängd dispergeringsmedel behövs Minskat behov av dispergeringsmedel på grund av kraftiga kavitations- och skjuvkrafter
Utrustningens egenskaper Stor, skrymmande, energiineffektiv, kräver omfattande underhåll och rengöring Kompakt, energieffektiv, mindre underhåll, lättare att hantera och säker att använda

Fallstudie: Mikrofin cementinjekteringsbruk dispersion med ultraljudsblandare

Forskargruppen ledd av Draganović presenterar en omfattande undersökning av dispersionen av mikrofin cementinjekteringsbruk med hjälp av ultraljudsteknik i jämförelse med konventionella laboratorieupplösare. Studien fokuserar specifikt på prestandan hos sonikatorn UP400St i förhållande till traditionella injekteringsmetoder dispersion.

Forskarna genomförde en serie experiment med olika dispersionstekniker för att bedöma partikelstorleksfördelningen (PSD) och zetapotentialen hos mikrofina cementpartiklar. De utvärderade teknikerna inkluderar ultraljudsbehandling med UP400St ultraljudsapparat, höghastighets laboratorieupplösare och en kombination av båda metoderna.

Resultaten visar att ultraljudsdispersion med hjälp av UP400St sonikator avsevärt förbättrar partikelstorleksfördelningen jämfört med konventionella laboratorieupplösare. Soniatorn UP400St mildrar effektivt agglomereringen av mikrofina cementpartiklar, vilket ger en mer homogen och stabil injekteringsbruk suspension. Ultraljudsbehandling förbättrar fördelningen av mindre partiklar, vilket resulterar i ett smalare partikelstorleksfördelningsområde.
 

Ultraljudshomogenisering gav de bästa resultaten för spridning av portlandcementgikt jämfört med en laboratorieblandare utrustad med en skiva och en rotor-statorblandare.

Ultraljudshomogenisatorn UP400St jämförs med avseende på dispersionseffektivitet hos cementinjekteringsbruk med en vanlig laboratorieblandare utrustad med en skiva och med hjälp av rotor-stator-tekniken. Studien visade att ultraljudsdispersion inte bara är en effektiv metod utan till och med är bättre än en blandare som använder rotor-stator-tekniken.
(studie och grafik: © Draganović et al., 2020)

 
Att kombinera ultraljud med konventionella laboratorieupplösare förbättrar dessutom dispersionseffektiviteten och uppnår en ännu finare partikelstorleksfördelning än enbart ultraljudsbehandling. Denna kombination möjliggör förbättrad kontroll över PSD- och zeta-potentialen hos mikrofin cementinjekteringsbruk i batchoperationer. I system med kontinuerligt flöde passerar partikelsuspensionen automatiskt genom den kavitationella hot spot-zonen, vilket gör ytterligare omrörning onödig.

Studien understryker den överlägsna prestandan hos ultraljudssonactorn UP400St vid dispergering av mikrofin cementbruk. Ultraljudsbehandling, särskilt i kombination med konventionella laboratorieupplösningsmedel, erbjuder en effektiv och effektiv metod för att uppnå en enhetlig och stabil suspension av mikrofina cementpartiklar.

Denna forskning ger en detaljerad jämförelse mellan ultraljud och konventionella dispersionsmetoder, vilket belyser den överlägsna effekten av ultraljudsbehandling vid injekteringsbruksdispersion.
(jfr Draganović et al., 2020)
 

Ultrafin cementinjekteringsbruk är mest effektiv och tillförlitligt dispergerad med hjälp av Hielscher sonicator UP400S. I den jämförande studien sond-typ songuster klart utmärkte sig rotor-stator dispergeraren och disklösaren.

Jämförda dispersionsmetoder: Vma-Getzmann Dispermat CV-3 upplösningsapparat utrustad med en 90 mm skiva och ett rotor-statorsystem (R/S). Hielscher UP400St sonikator utrustad med en H22 sonotrode.<br />(Study and pictures: ©Draganovic et al., 2020)

 

Cementinjekteringsbruk kan effektivt dispergeras till nanoskala med hjälp av sond-typ sonikator UP400St.

Sond-typ sonchester UP400ST för mikrofin cementinjekteringsbruk dispersion
(Studie och bild: ©Draganovic et al., 2020)

 

Begäran om information




Observera vår integritetspolicy.




Tillämpningar av ultraljudssonikatorer inom cementindustrin

Att utnyttja de fördelaktiga effekterna av högeffekts ultraljud vid deagglomerering av cementpartiklar och injekteringsbruk öppnar många tillämpningsområden inom cementindustrin, vilket möjliggör förbättrade materialegenskaper och slutlig produktkvalitet.

  • Våtmalning av cementpartiklar: Sond-typ ultraljudsbehandling är en mycket effektiv och energieffektiv metod för att mala cementpartiklar. Läs mer om ultraljudsvåtmalning av cement!
  • Produktion av högpresterande betong: Sond-typ sonsonikatorer används för att producera högpresterande betong genom att säkerställa jämn dispersion av fina cementpartiklar och kompletterande cementbaserade material som flygaska och kiseldioxidånga. Detta leder till betong med överlägsna mekaniska egenskaper och hållbarhet.
  • Utveckling av nanokompositer: Inom forskning och utveckling underlättar sond-typ sonikatorer inkorporeringen av nanopartiklar i cementmatriser, vilket skapar nanokompositer med förbättrade egenskaper såsom ökad styrka, seghet, och motståndskraft mot miljöförstöring.
  • Optimering av additiv prestanda: Ultraljudsdeagglomeration hjälper till att optimera prestandan hos kemiska tillsatser, såsom supermjukgörare och luftträningsmedel, genom att säkerställa deras jämna fördelning i cementmatrisen. Detta leder till förbättrad bearbetbarhet och prestanda hos slutprodukten.

Högpresterande sonikatorer för cementpartikeldispersion och deagglomerering

Ultraljud deagglomeration med sond-typ sonikatorer erbjuder betydande fördelar för cementindustrin. Genom att förbättra partikeldispersionen, förbättra hydratiseringen och öka bearbetbarheten bidrar dessa enheter till produktionen av cementbaserade material av hög kvalitet. Den exakta kontrollen, skalbarheten och mångsidigheten hos sonsonatorer av sondtyp gör dem till värdefulla verktyg för både forskning och industriella tillämpningar, vilket driver innovation och effektivitet inom cementproduktion.

Hielscher Ultrasonic levererar högpresterande sonikatorer på alla effektnivåer för bearbetning av cementpartiklar och cementinjekteringsbruk från mindre partier för forskning + utveckling till hög genomströmning för industriell cement deagglomeration i produktionsskala.

Kontakta oss nu för detaljerad information, tekniska data och fallstudier! Vår tekniska personal konsulterar dig gärna angående dina processmål!
Varför Hielscher Ultrasonics?

  • Hög effektivitet
  • Toppmodern teknik
  • tillförlitlighet & robusthet
  • Justerbar, exakt processtyrning
  • batch & Inline
  • för vilken volym som helst
  • Intelligent programvara
  • Smarta funktioner (t.ex. programmerbar, dataprotokoll, fjärrkontroll)
  • Enkel och säker att använda
  • Lågt underhåll
  • CIP (clean-in-place)

Design, tillverkning och rådgivning – Kvalitet tillverkad i Tyskland

Hielscher ultraljudsapparater är välkända för sina högsta kvalitets- och designstandarder. Robusthet och enkel drift möjliggör en smidig integration av våra ultraljudsapparater i industriella anläggningar. Tuffa förhållanden och krävande miljöer hanteras enkelt av Hielscher ultraljudsapparater.

Hielscher Ultrasonics är ett ISO-certifierat företag och lägger särskild vikt vid högpresterande ultraljudsapparater med den senaste tekniken och användarvänligheten. Naturligtvis är Hielscher ultraljudsapparater CE-kompatibla och uppfyller kraven i UL, CSA och RoHs.

Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater:

Batchvolym Flöde Rekommenderade enheter
0.5 till 1,5 ml N.A. VialTweeter
1 till 500 ml 10 till 200 ml/min UP100H
10 till 2000 ml 20 till 400 ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 till 20L 0.2 till 4L/min UIP2000hdT
10 till 100L 2 till 10L/min UIP4000hdT
15 till 150L 3 till 15 l/min UIP6000hdT
15 till 150L 3 till 15 l/min UIP6000hdT
N.A. 10 till 100 L/min UIP16000
N.A. Större kluster av UIP16000

Kontakta oss! / Fråga oss!

Be om mer information

Använd formuläret nedan för att begära ytterligare information om högpresterande sonsonetikatorer för cementdeagglomeration, applikationsdetaljer, tekniska data och priser. Vi diskuterar gärna din cementprocess med dig och erbjuder dig ett ultraljudssystem som uppfyller dina krav!









Observera våra integritetspolicy.




Homogenisatorer med ultraljudshög skjuvning används i laboratorier, bänkskivor, piloter och industriell bearbetning.

Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljudshomogenisatorer för blandningsapplikationer, dispersion, emulgering och extraktion i labb-, pilot- och industriell skala.



Litteratur / Referenser

Fakta som är värda att veta

Vad är cement?

Cement är ett fint, pulverformigt ämne som fungerar som bindemedel i konstruktionen. När det blandas med vatten genomgår det en kemisk reaktion som kallas hydrering och härdar till ett fast material. Den består främst av kalksten, lera, skal och kiseldioxid och är en viktig ingrediens i betong, murbruk och andra byggmaterial. Cementens förmåga att härda och binda andra material gör det viktigt för att konstruera byggnader, vägar, broar och annan infrastruktur. Den vanligaste typen av cement är portlandcement, som används i stor utsträckning på grund av dess styrka och mångsidighet.

Varför är deagglomerering av cementpartiklar viktig?

Deagglomereringen av cementpartiklar är viktig eftersom den säkerställer en enhetlig partikelstorleksfördelning, vilket förbättrar prestandan och kvaliteten hos cementbaserade material. Korrekt deagglomerering förbättrar hydratiseringseffektiviteten, vilket leder till starkare och mer hållbar betong. Det förbättrar också bearbetbarheten hos cementblandningar, vilket gör dem lättare att blanda, hälla och avsluta. Dessutom minskar väl dispergerade partiklar behovet av kemiska tillsatser, sänker produktionskostnaderna och minimerar miljöpåverkan. Sammantaget är effektiv deagglomeration avgörande för att uppnå optimala mekaniska egenskaper och långsiktig hållbarhet i byggprojekt.

Hur deagglomereras cementpartiklar?

Cementpartiklar deagglomereras med olika metoder, där ultraljudsdeagglomerering är en av de mest effektiva teknikerna. I denna process avges högfrekventa ultraljudsvågor av en sond nedsänkt i cementuppslamningen. Dessa vågor skapar intensiva kavitationsbubblor som kollapsar med hög energi, vilket ger kraftfulla skjuvkrafter och chockvågor. Dessa krafter bryter sönder de agglomererade cementpartiklarna, vilket säkerställer en jämn dispersion. Andra metoder inkluderar mekanisk blandning, malning och användning av dispergeringsmedel, men ultraljudsdeagglomeration gynnas för sin effektivitet och förmåga att uppnå fin, konsekvent partikelfördelning.

Vilken roll spelar vatten vid cementbearbetning?

Vatten spelar en central roll vid cementbearbetning. Den återfuktar olika mineraler i klinkern, vilket ger den nödvändiga fluiditeten till cementpastan. Att hantera vatteninnehållet är dock en känslig balansgång. För mycket vatten kan leda till problem som blödning (där vatten separeras från blandningen) och minskad tryckhållfasthet. Omvänt kan otillräckligt vatten minska bearbetbarheten, vilket gör cementblandningen svår att hantera och resultera i svagare produkter.

Hur fungerar sond-typ sonikatorer?

Sond-typ sonikatorer är en specifik klass av ultraljudsanordningar utformade för att dispergera och deagglomerera partiklar i olika suspensioner, inklusive cement. Dessa enheter använder en sond eller ett horn som sänder ut ultraljudsvågor direkt in i mediet, vilket skapar kavitationsbubblor som imploderar med hög energi, vilket leder till partikeldeagglomeration.
Sond-typ sonikatorer fungerar genom att generera ultraljudsvågor vanligtvis i intervallet 20 till 30kHz. Sonden, även kallad sonotrode, är en stav gjord av material som titan som är nedsänkt i cementuppslamningen. När den är aktiverad vibrerar sonden vid ultraljudsfrekvenser, vilket ger intensiv akustisk kavitation. Denna kavitation innebär att mikroskopiska bubblor bildas och våldsamt kollapsar i uppslamningen, vilket genererar kraftfulla skjuvkrafter och chockvågor. Dessa krafter bryter ner agglomererade partiklar och främjar en jämn dispersion.


Högpresterande ultraljud! Hielschers produktsortiment täcker hela spektrumet från den kompakta laboratorieultraljudsapparaten över stationära enheter till fullindustriella ultraljudssystem.

Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljudshomogenisatorer från labb till industriell storlek.

Vi diskuterar gärna din process.

Let's get in contact.