Ultrasonic Blandning av cementpasta för betong

Ultraljud blandning av cement pasta erbjuder stora fördelar för förtillverkade gjutning, drycast och betong fabriker. Detta inkluderar: kortare initial och slutlig inställd tid, lägre dosering av superplasticizer, snabbare och mer komplett hydrering samt högre tryck hållfasthet.

Traditionella tekniker för betong blandning, t. ex. “on-Road-blandning” eller roterande blandare ger otillräcklig blandningsverkan för att sprida agglomerat av cementpartiklar och andra cementmaterial, såsom flygaska eller kiseldioxid. Medan de yttre partiklarna av sådana agglomerat utsätts för vatten förblir de inre partikelytorna torra. Detta resulterar i långsam och ofullständig hydrering.

Fördelar med ultraljud blandning teknik för betong

Ultraljud spridning är den mest avancerade tekniken för att deagglomerera och sprida micron-storlek och nano-storlek material i vätskor. Ultraljud blandning använder kavitationell skjuvkrafter som är effektivare i blandningen av fina storlek material än konventionella roterande blandare och rotor-stator blandare. För cement, kiseldioxid, flygaska, pigment eller CNT ökar prestandan hos dessa material avsevärt genom ultraljudsspridning, eftersom det förbättrar partikelfördelningen och kontakten med vatten.
Under vätske- – reaktionen av cement med vatten – C-S-H-faser växer nål-liknande strukturer. Bilderna nedan visar mikrostrukturen i cement pasta efter 5hrs av hydrering. I ultrasonicated cement pasta, C-S-H-faser är nästan 500Nm lång, medan det i unsonicated pasta, C-S-H-faser är runt 100nm, bara.
 

Informationsförfrågan




Notera vår Integritetspolicy.


Ultraljud disperser förbättra bearbetningen och kvaliteten på cement.

Ultraljud inline mixer (UIP1000hdT)

Microstructure av cement pasta efter 5 timmar hydrering tid
med ultraljud bearbetning
utan ultraljud bearbetning
Microstructure av cement pasta efter ultraljud bearbetning och 5hrs Microstructure av cement pasta utan ultraljud bearbetning och 5hrs
Portland cement pasta (CEM I 42,5 R), C. Rössler (2009) – Bauhaus universitet Weimar

 
Ultraljud kavitational blandning leder till snabbare tillväxt av CSH-faser.

 
Vätske temperatur

Inflytande av Power ultrasonication (PUS) på Time-temperatur kurvor av cement pastor

Inflytande av Power ultrasonication (PUS) på Time-temperatur kurvor av cement pastor

 
Kompressionell styrka
Inflytande av Power ultrasonication (PUS) på Compressional styrka mur bruk prismor
 
Ultraljud puls hastighet

Inflytande av Power ultrasonication (PUS) på ultraljud puls hastighet Hydra ting cement pastor

Inflytande av Power ultrasonication (PUS) på ultraljud puls hastighet Hydra ting cement pastor

 

Tillväxten av C-S-H-faser korrelerar till temperaturen i cement pasta under vätske balans perioden (Klicka på höger bild). I den ultraljud blandade cement pastan hydrering börjar ungefär en timme tidigare. Tidigare hydrering korrelerar med tidigare ökning av kompressionsestyrka (Klicka på höger bild). Den ökade vätske hastigheten kan mätas med ultraljud puls hastighet också.

I synnerhet för förgjuten och drycast betong, detta leder till betydligt kortare tid tills den gjutna betongen kan tas från formen. Studerar vid Bauhaus University (Tyskland) visade följande minskning av inställda tider.

Referens Diff. Makt Ultrasonics
Ursprunglig uppsättning 5 tim 15 min -29 3 tim 45 min
Sista set 6 tim 45 min -33% 4 tim 30 min
Nedgången 122 mm (4,8″) + 30% 158 mm (6,2″)

En annan intressant fördel med ultraljud blandning är påverkan på flytbarhet. Som framgår av tabellen ovan konjunktur ned gången ökar med ca 30%. Detta möjliggör minskad dosering av supermjukgörare.
 

Process integration av ultraljud blandare i cement produktion

Hielscher erbjuder ultraljud blandare för effektiv spridning av cement, kiseldioxid, flygaska, pigment eller CNT. Först bör något torrt material förblandas med vatten för att bilda en hög koncentration – men pumpbar pasta. Hielscher ultraljud mixer, deagglomererar och sprider partiklarna med hjälp av kavitationell skjuvning. Resultatet är att hela ytan av varje partikel är helt utsatt för vatten.

Ultraljud bearbetning av cement pasta

När det gäller cementpasta börjar hydrering efter ultraljudsbehandling. Därför bör Hielscher ultraljudsblandare användas inline, eftersom cementpastan inte kan lagras under långa perioder. Den schematiska ritningen nedan illustrerar processen. I nästa steg tillsätts aggregatet, såsom sand eller grus, och blandas med cementpastaen. Eftersom cementpartiklarna redan är väl dispergerade i det skedet blandas cementpastan väl med aggregatet. Betongen är sedan redo att fyllas i prefabricerade formar eller för transport. En uppbrottstank bredvid ultraljudsblandaren kan användas för att bearbeta mer kontinuerligt vid ostadig betongbehov.

Ultraljud inline blandning av cement för förtillverkade tillverkning

Ultraljud Dispersing av kiseldioxid, flygaska och nanomaterial

Ultraljud inline blandning av cement för förtillverkade tillverkningSpridning av kiseldioxid, flygaska, pigment eller andra nanomaterial, såsom kolnanorör, kräver andra bearbetningsintensiteter och energinivåer. Av denna anledning rekommenderar vi en separat ultraljudsblandare för att producera en väl spridd uppslamning / pasta som sedan läggs till betongblandningen. Klicka på bilden ovan för en schematisk ritning av denna process.

Betong klar för användningUltraljud blandningsutrustning som behövs för uppskalning kan bestämmas exakt baserat på pilotskala tester med hjälp av en UIP1000hd uppsättning (1 000 watt). Tabellen nedan visar allmänna enhets rekommendationer beroende på batchvolymen eller flödet av cement pasta som skall bearbetas.

batch Volym Flödeshastighet Rekommenderade Devices
0.1 till 10L 0.2 till 2L/min UIP1000hdT UIP1500hdT
10 till 50L 2 till 10 1 / min UIP4000hdT
15 till 150L 3 till 15 liter/min UIP6000hdT
n.a. 10 till 50L/min UIP16000
n.a. större kluster av UIP16000

Med upp till 16kW av ultraljud blandnings kraft per enskild enhet, erbjuder Hielscher den processor kraft som krävs för hög volym applikationer. Denna teknik är lätt att testa och skala upp linjär.

Be om mer information

Använd formuläret nedan om du vill begära ytterligare information om ultraljud homogenisering. Vi ska vara glada att kunna erbjuda dig ett ultraljud system som uppfyller dina krav.









Observera att våra Integritetspolicy.


Hielscher's ultrasonic dispersion technology improves cement precasts.

Litteratur / Referenser


Vi diskuterar gärna din process.

Låt oss komma i kontakt.