Hielscher ultraljud teknik

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 blandning åtgärder för att skingra agglomeratbildare av cement partiklar och andra cementiösa material, såsom flygaska eller kiseldioxid. Medan de yttre partiklarna av sådana agglomerater utsätts för vatten, förblir de inre partikel ytorna torra. Detta resulterar i långsam och ofullständig hydrering.

Fördelar med ultraljud blandning teknik

Ultraljud spridning är den mest avancerade tekniken för att deagglomerate och skingra Micron-storlek och nano-storlek material i vätskor. Ultraljud blandning använder cavitational skjuvning krafter som är mer effektiva i blandningen av fina storlek material än konventionella roterande blandare och rotor-stator blandare. För cement, kiseldioxid, flygaska, pigment eller CNTsökar prestandan hos dessa material avsevärt genom att ultraljud spridning, eftersom det förbättrar partikel distributionen och kontakt 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.

Hielscher's ultrasonic dispersion technology improves cement precasts.

Informationsförfrågan




Notera vår Integritetspolicy.


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

Den Ultraljuds-cavitational blandning leder till snabbare tillväxt av C-S-H-faser.

Vätske temperatur

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

C. Rössler (2009)

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 cirka 30%. Detta kan tillåta reducerad dosering av supermjukgörare.

Process integration av ultraljud blandare

Hielscher erbjuder ultraljud blandare för effektiv spridning av cement, kiseldioxid, flygaska, pigment eller CNTs. För det första bör allt torrt material vara färdigblandat med vatten för att bilda en hög koncentration – men ändå pumpbar pasta. Den Hielscher ultraljud mixer, deagglomerates och skingrar partiklarna med hjälp cavitational Shear. Resultatet är att hela ytan av varje partikel är helt utsatt för vatten.

Ultraljud bearbetning av cement pasta

När det gäller cement pasta, hydrering börjar efter Ultraljuds behandling. Därför bör den Hielscher ultraljud mixer användas inline, eftersom cement pasta inte kan lagras under långa perioder. Den schematiska ritningen nedan illustrerar processen. I ett nästa steg, den sammanlagda, såsom sand eller grus tillsätts och blandas med cement pasta. Eftersom cement partiklarna redan är väl spridda i detta skede, smälter cement pasta väl med den sammanlagda. Betongen är sedan redo att fyllas i förtillverkade formar eller för transport. En break-up tank bredvid ultraljud mixer kan användas för att bearbeta mer kontinuerligt i händelse av ostadig konkret efter frågan.

Ultraljud inline blandning av cement för förtillverkade tillverkning

Ultraljud Dispersing av kiseldioxid, flygaska och nanomaterial

Ultraljud inline blandning av cement för förtillverkade tillverkningSpridningen av kiseldioxid, flygaska, pigment eller andra nanomaterial, t. ex. kolnanorör, kräver andra processintensiteter och energi nivåer. Av denna anledning rekommenderar vi en separat ultraljud mixer för att producera en väl spridd slurry/pasta som sedan läggs till betong blandningen. Klicka på bilden ovan för en schematisk ritning av denna process.

Betong klar för användningUltraljud blandnings utrustning som behövs för skala upp kan bestämmas exakt baserat pilot skala 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 UIP1000hd UIP1500hd
10 till 50L 2 till 10 1 / min UIP4000
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.

Kontakta oss! / Fråga oss!

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.


Ultraljud disperser förbättra bearbetningen och kvaliteten på cement.

Ultraljud inline mixer (UIP1000hdT)

Litteratur / Referenser