การผสมอัลตราโซนิกของปูนซีเมนต์สําหรับคอนกรีต

การผสมด้วยอัลตราโซนิกของปูนซีเมนต์มีประโยชน์อย่างมากสําหรับการขึ้นรูปสําเร็จรูป drycast และโรงงานคอนกรีต ประโยชน์เหล่านี้รวมถึงเวลาเซ็ตเริ่มต้นและสุดท้ายที่สั้นลงปริมาณ superplasticizer ที่ลดลงความชุ่มชื้นที่รวดเร็วและสมบูรณ์ยิ่งขึ้นตลอดจนกําลังรับแรงอัดที่สูงขึ้น

เทคโนโลยีการผสมคอนกรีตแบบดั้งเดิม เช่น “การผสมบนถนน” หรือเครื่องผสมแบบหมุนให้การผสมไม่เพียงพอในการกระจายตัวของอนุภาคซีเมนต์และวัสดุซีเมนต์อื่น ๆ เช่นเถ้าลอยหรือซิลิกา ในขณะที่อนุภาคด้านนอกของตัวรวมตัวกันดังกล่าวสัมผัสกับน้ํา พื้นผิวอนุภาคด้านในยังคงแห้ง ส่งผลให้ความชุ่มชื้นช้าและไม่สมบูรณ์

ประโยชน์ของเทคโนโลยีการผสมอัลตราโซนิกสําหรับคอนกรีต

การกระจายอัลตราโซนิกเป็นเทคโนโลยีที่ทันสมัยที่สุดในการแยกตัวและกระจายวัสดุขนาดไมครอนและนาโนในของเหลว การผสมอัลตราโซนิกใช้แรงเฉือนโพรงอากาศที่มีประสิทธิภาพในการผสมวัสดุขนาดละเอียดมากกว่าเครื่องผสมโรตารี่ทั่วไปและเครื่องผสมโรเตอร์สเตเตอร์ สําหรับปูนซีเมนต์ซิลิกาเถ้าลอยเม็ดสีหรือ CNTs ประสิทธิภาพของวัสดุเหล่านี้จะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสําคัญโดยการกระจายตัวของอัลตราโซนิกเนื่องจากช่วยเพิ่มการกระจายอนุภาคและการสัมผัสกับน้ํา

During the hydration–the reaction of cement with water–C‑S‑H‑phases grow needle-like structures. The pictures below show the microstructure in cement paste after 5 hours of hydration. In the ultrasonicated cement paste, the C‑S‑H‑phases are almost 500nm long, while in the unsonicated paste, C‑S‑H‑phases are around 100nm.

โครงสร้างจุลภาคของปูนซีเมนต์หลังจากเวลาให้ความชุ่มชื้น 5 ชั่วโมง

ด้วยการประมวลผลอัลตราโซนิก	โดยไม่ต้องประมวลผลอัลตราโซนิก
ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ (CEM I42.5R), C. Rössler (2009) – มหาวิทยาลัยเบาเฮาส์ ไวมาร์

 
การผสมโดยการเกิดโพรงอากาศที่เกิดจากอัลตราซาวนด์ทําให้การเจริญเติบโตของเฟส CSH เร็วขึ้น

 
อุณหภูมิความชุ่มชื้น

อิทธิพลของอัลตราโซนิกพลังงาน (PUS) ต่อเส้นโค้งเวลาและอุณหภูมิของปูนซีเมนต์

 
แรงอัด

อิทธิพลของอัลตราโซนิกพลังงาน (PUS) ต่อแรงอัดของปริซึมปูน

 
ความเร็วพัลส์อัลตราซาวนด์

อิทธิพลของอัลตราโซนิกพลังงาน (PUS) ต่อความเร็วพัลส์อัลตราโซนิกของปูนซีเมนต์ให้ความชุ่มชื้น

การเจริญเติบโตของเฟส CSH สัมพันธ์กับอุณหภูมิในปูนซีเมนต์ในช่วงความชุ่มชื้น (คลิกที่กราฟิกด้านขวา) ในปูนซีเมนต์ผสมอัลตราโซนิก การให้ความชุ่มชื้นเริ่มขึ้นประมาณหนึ่งชั่วโมงก่อนหน้านี้. ความชุ่มชื้นก่อนหน้านี้สัมพันธ์กับการเพิ่มกําลังแรงอัดก่อนหน้านี้ ความเร็วในการให้ความชุ่มชื้นที่เพิ่มขึ้นสามารถวัดได้ด้วยความเร็วพัลส์อัลตราซาวนด์เช่นกัน

โดยเฉพาะอย่างยิ่งสําหรับคอนกรีตสําเร็จรูปและคอนกรีตหล่อแห้งสิ่งนี้นําไปสู่เวลาที่สั้นลงอย่างมากจนกว่าจะสามารถนําคอนกรีตหล่อออกจากแม่พิมพ์ได้ การศึกษาโดยมหาวิทยาลัย Bauhaus (เยอรมนี) แสดงให้เห็นว่าเวลาที่ตั้งลดลงดังต่อไปนี้

ประโยชน์ที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งของการผสมอัลตราโซนิกคืออิทธิพลต่อความลื่นไหล ดังแสดงในตารางด้านบน การตกต่ําเพิ่มขึ้นประมาณ 30% สิ่งนี้ช่วยลดปริมาณของซุปเปอร์พลาสติไซเซอร์

กระบวนการบูรณาการของเครื่องผสมอัลตราโซนิกเข้ากับการผลิตปูนซีเมนต์

Hielscher นําเสนอเครื่องผสมอัลตราโซนิกสําหรับการกระจายตัวของปูนซีเมนต์ซิลิกาเถ้าลอยเม็ดสีหรือ CNTs อย่างมีประสิทธิภาพ ขั้นแรก ควรผสมวัสดุแห้งกับน้ําเพื่อสร้างแป้งที่มีความเข้มข้นสูงแต่สามารถสูบได้ เครื่องผสมอัลตราโซนิก Hielscher แยกก้อนและกระจายอนุภาคโดยใช้แรงเฉือนโพรงอากาศ ส่งผลให้พื้นผิวทั้งหมดของแต่ละอนุภาคสัมผัสกับน้ําอย่างเต็มที่

การประมวลผลอัลตราโซนิกของปูนซีเมนต์

ในกรณีของปูนซีเมนต์การให้ความชุ่มชื้นจะเริ่มขึ้นหลังจากการประมวลผลอัลตราโซนิก ดังนั้นควรใช้เครื่องผสมอัลตราโซนิก Hielscher แบบอินไลน์เนื่องจากไม่สามารถเก็บปูนซีเมนต์ไว้เป็นเวลานาน ภาพวาดแผนผังด้านล่างแสดงให้เห็นถึงกระบวนการ ในขั้นตอนต่อไปมวลรวมเช่นทรายหรือกรวดจะถูกเติมและผสมกับปูนซีเมนต์ เนื่องจากอนุภาคปูนซีเมนต์กระจายตัวได้ดีในขั้นตอนนั้นปูนซีเมนต์จึงกลมกลืนกับมวลรวมได้ดี จากนั้นคอนกรีตก็พร้อมที่จะเติมลงในแม่พิมพ์สําเร็จรูปหรือสําหรับการขนส่ง ถังแยกถัดจากเครื่องผสมอัลตราโซนิกอาจใช้เพื่อประมวลผลอย่างต่อเนื่องมากขึ้นในกรณีที่มีความต้องการคอนกรีตที่ไม่มั่นคง
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการแยกตัวเป็นก้อนของอนุภาคซีเมนต์ด้วยอัลตราโซนิก!

การกระจายอัลตราโซนิกของซิลิกาเถ้าลอยและวัสดุนาโน

การกระจายตัวของซิลิกาเถ้าลอยเม็ดสีหรือวัสดุนาโนอื่น ๆ เช่นท่อนาโนคาร์บอนต้องใช้ความเข้มในการประมวลผลและระดับพลังงานอื่น ๆ ด้วยเหตุนี้เราจึงแนะนําให้ใช้เครื่องผสมอัลตราโซนิกแยกต่างหากเพื่อผลิตสารละลาย / วางที่กระจายตัวอย่างดีแล้วเติมลงในส่วนผสมคอนกรีต โปรดคลิกที่กราฟิกด้านบนเพื่อดูแผนผังของกระบวนการนี้

อุปกรณ์ผสมอัลตราโซนิกที่จําเป็นสําหรับการขยายขนาดสามารถกําหนดได้อย่างแม่นยําตามการทดสอบขนาดนําร่องโดยใช้ UIP1000hdT ซึ่งเป็นเครื่องสะท้อนเสียงขนาดนําร่องที่มีประสิทธิภาพ 1,000 วัตต์ ตารางด้านล่างแสดงคําแนะนําอุปกรณ์ทั่วไปโดยขึ้นอยู่กับปริมาตรแบทช์หรืออัตราการไหลของปูนซีเมนต์ที่จะแปรรูป

ด้วยกําลังการผสมอัลตราโซนิกสูงถึง 16kW ต่อโพรบอัลตราโซนิกเดี่ยว Hielscher จึงมีพลังการประมวลผลที่จําเป็นสําหรับการใช้งานในปริมาณมาก เทคโนโลยีนี้ง่ายต่อการทดสอบและขยายขนาดเป็นเส้นตรง