Hielscher Ultrasonics
เรายินดีที่จะพูดคุยเกี่ยวกับกระบวนการของคุณ
โทรหาเรา: +49 3328 437-420
ส่งอีเมลถึงเรา: [email protected]

ปูนซีเมนต์เสริมแรงนาโนด้วยการกระจายตัวด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง

การสั่นด้วยคลื่นเสียงอัลตราโซนิกช่วยปรับปรุงการกระจายตัว การลอกชั้น และการแยกกลุ่มของกราฟีน, CNTs และวัสดุนาโนในปูนซีเมนต์และปูนฉาบ เครื่องสั่นของ Hielscher ช่วยให้สามารถพัฒนาสูตรปูนซีเมนต์ประสิทธิภาพสูงจากการวิจัย&D ต่อการผลิตภาคอุตสาหกรรม

ปูนซีเมนต์เสริมแรงนาโน – การกระจายตัวและการแยกกลุ่มที่ดีขึ้นด้วยการสั่นสะเทือนด้วยคลื่นเสียง

ปูนซีเมนต์และน้ำยาซีเมนต์ที่เสริมด้วยนาโนเป็นเส้นทางที่ทรงพลังสู่การก่อสร้างที่มีประสิทธิภาพสูง โดยการผสมผสานวัสดุนาโน เช่น กราฟีน กราฟีนออกไซด์ ท่อนาโนคาร์บอน (CNTs) นาโนซิลิกา นาโนเคลย์ หรือสารเติมแต่งที่มีคุณสมบัติเฉพาะอื่น ๆ วัสดุซีเมนต์สามารถถูกออกแบบทางวิศวกรรมให้มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีขึ้น ทนต่อรอยร้าว มีความทนทานสูง นำไฟฟ้าได้ดี ลดการซึมผ่านของสาร และเพิ่มประสิทธิภาพในระยะยาว
ปัญหา: ศักยภาพสูงสุดของวัสดุนาโนในระบบปูนซีเมนต์จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่ออนุภาคถูกกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ แผ่นกราฟีน กลุ่มท่อนาโนคาร์บอน (CNT) และสารเติมแต่งนาโนชนิดอื่น ๆ มักจะจับตัวกันเป็นก้อนเนื่องจากแรงแวนเดอร์วาลส์ที่แข็งแกร่ง พลังงานผิวสูง และการพันกันของอนุภาค การกวนแบบดั้งเดิม การผสมด้วยโรเตอร์-สเตเตอร์ หรือการผสมผงอย่างง่าย มักไม่สามารถทำลายก้อนจับตัวเหล่านี้ได้อย่างเพียงพอ ส่งผลให้เกิดการกระจายตัวที่ไม่ดี มีจุดอ่อนในโครงสร้างของปูนกาว การใช้สารนาโนที่มีราคาแพงอย่างไม่มีประสิทธิภาพ และคุณสมบัติของวัสดุที่ไม่สม่ำเสมอ
วิธีแก้ปัญหา: เครื่องอัลตราโซนิกแบบหัววัดของ Hielscher มอบโซลูชันที่มีประสิทธิภาพ สามารถปรับขนาดได้ และได้รับการพิสูจน์แล้วในอุตสาหกรรม สำหรับการกระจายตัว การลอกชั้น การแยกกลุ่ม และการพันกันเชิงฟังก์ชันของวัสดุนาโนในปูนซีเมนต์ พาสต้า สูตรปูน และสารแขวนลอยที่เป็นสารตั้งต้น Hielscher พัฒนาและผลิตเครื่องประมวลผลอัลตราโซนิกสำหรับการแปรรูปของเหลว ตั้งแต่การทดสอบความเป็นไปได้ในห้องปฏิบัติการไปจนถึงการผลิตต่อเนื่องในระดับอุตสาหกรรม โดยมีผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบมาสำหรับการขยายขนาดตั้งแต่ระบบห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดไปจนถึงอุปกรณ์อุตสาหกรรมกำลังสูง

การขอข้อมูล



เครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูง UIP16000hdT เป็นเครื่องโซนิเคเตอร์อุตสาหกรรมสำหรับการกระจายตัวในระดับนาโนของวัสดุ (เช่น กราฟีน, CNTs) ในปูนซีเมนต์และปูนฉาบเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพความแข็งแรงและความเหนียว

เครื่องสะท้อนเสียงอุตสาหกรรม UIP16000hdT สำหรับการกระจายตัวแบบปริมาณมากของวัสดุนาโนในปูนซีเมนต์

ทำไมการกระจายตัวของนาโนวัสดุจึงมีความสำคัญในปูนซีเมนต์

วัสดุนาโนสามารถปรับปรุงวัสดุผสมซีเมนต์ได้อย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากสามารถโต้ตอบกับเมทริกซ์ซีเมนต์ในระดับความยาวที่เล็กมาก กราฟีน, CNTs และสารเติมแต่งนาโนอื่นๆ ที่กระจายตัวอย่างเหมาะสมสามารถทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นของการเกิดผลึก, เชื่อมรอยแตกระดับจุลภาค, ปรับปรุงโครงสร้างรูพรุน และเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายโอนน้ำหนักภายในเมทริกซ์ที่แข็งตัวแล้ว
ในทางปฏิบัติ ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับปริมาณของวัสดุนาโนที่เติมเข้าไปน้อยกว่าคุณภาพของการกระจายตัว กราฟีนหรือ CNTs ที่กระจายตัวได้ดีในปริมาณเล็กน้อยอาจให้ประสิทธิภาพดีกว่าวัสดุที่กระจายตัวไม่ดีในปริมาณมาก กลุ่มก้อนจะแสดงพฤติกรรมเหมือนข้อบกพร่องมากกว่าการเสริมแรง พวกมันลดความสามารถในการทำงาน สร้างความเข้มข้นของความเค้น และจำกัดพื้นที่ผิวที่มีประสิทธิภาพของสารเติมแต่ง
การกระจายตัวด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงช่วยแก้ไขปัญหาการเตรียมสูตรที่เป็นหัวใจสำคัญนี้ คลื่นเสียงความถี่สูงที่มีความเข้มสูงจะสร้างแรงเฉือนเฉพาะที่ที่รุนแรง การผสมในระดับจุลภาค คลื่นกระแทก และกระแสของเหลวขนาดเล็กผ่านปรากฏการณ์อะคูสติกคาวิเตชัน ผลกระทบเหล่านี้ช่วยแยกวัสดุนาโนที่จับกลุ่มกัน พื้นผิวของอนุภาคที่เปียก และกระจายให้กระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งของเหลว ก่อนที่จะรวมเข้ากับผงซีเมนต์ ปูนเปียก หรือปูนฉาบ

การแยกกลุ่มของกราฟีน, CNTs และสารเติมแต่งนาโนด้วยคลื่นอัลตราโซนิก

แผ่นนาโนกราฟีน, กราฟีนออกไซด์, กราฟีนออกไซด์ที่ลดลง และท่อนาโนคาร์บอน มีความน่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับวัสดุซีเมนต์ขั้นสูง พวกมันสามารถช่วยเพิ่มความแข็งแรงในการดึง, ความแข็งแรงในการดัด, ความเหนียวต่อการแตกหัก, การนำไฟฟ้า, พฤติกรรมทางความร้อน และความทนทาน ในขณะเดียวกัน พวกมันก็เป็นสารเติมแต่งที่ยากที่สุดในการกระจายตัว
การเกิดโพรงอากาศด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงช่วยเอาชนะแรงดึงดูดระหว่างโครงสร้างในระดับนาโน ในของเหลวที่ถูกทำให้เกิดเสียงโพรงอากาศ ฟองอากาศที่ยุบตัวจะสร้างพลังงานเข้มข้นในบริเวณเฉพาะ ซึ่งสามารถทำลายกลุ่มอนุภาค แยกกลุ่มเส้นใย CNT ลอกชั้นวัสดุ และปรับปรุงการกระจายตัวของสารเติมแต่งนาโน

ผลกระทบหลักของคลื่นเสียงความถี่สูงในการผลิตปูนซีเมนต์เสริมแรงนาโน ได้แก่:

  • การแยกตัวของตัว: การแยกกลุ่มของกราฟีน, CNTs, นาโนซิลิก้า หรือสารเติมแต่งไฮบริดออกเป็นอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่าและกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอมากขึ้น
  • การกระจาย: การกระจายตัวแบบสม่ำเสมอของวัสดุนาโนในน้ำ, สารละลายพลาสติไซเซอร์, ส่วนผสมผสม หรือปูนซีเมนต์เหลว
  • การผลัดเซลล์ผิว การแยกวัสดุที่มีชั้น เช่น กราไฟต์, นาโนเพลตเล็ตกราฟีน หรือดินเหนียว ให้เป็นแผ่นบางที่มีพื้นที่ผิวใช้งานสูงขึ้น
  • การทำให้เปียกและการกระตุ้น: การปรับปรุงการสัมผัสของของเหลวกับผิวหน้าของวัสดุนาโนเพื่อเพิ่มการปฏิสัมพันธ์กับซีเมนต์ไฮเดรตและสารผสม
  • การพันกันและการสร้างเครือข่าย: สนับสนุนการก่อตัวของเครือข่าย CNT หรือกราฟีนแบบกระจายตัวที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการเชื่อมรอยร้าว การนำไฟฟ้า และฟังก์ชันโครงสร้าง
  • ความสามารถในการทําซ้ํา: การสร้างเงื่อนไขกระบวนการที่ควบคุมได้เพื่อให้ได้สูตรที่คงที่ตั้งแต่การทดลองในห้องปฏิบัติการจนถึงการผลิตในระดับอุตสาหกรรม

 

การกระจายตัว CNTs ในโพลีเอทิลีนไกลคอล (PEG) - Hielscher Ultrasonicsนาโนฟลูอิดที่สังเคราะห์ด้วยอัลตราโซนิกเป็นสารหล่อเย็นและของเหลวแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีประสิทธิภาพ วัสดุนาโนเทอร์โมคอนดักเตอร์ช่วยเพิ่มความสามารถในการถ่ายเทความร้อนและการกระจายความร้อนได้อย่างมาก Sonication เป็นที่ยอมรับในการสังเคราะห์และการทํางานของอนุภาคนาโนเทอร์โมคอนดักเตอร์ตลอดจนการผลิตนาโนฟลูอิดประสิทธิภาพสูงที่เสถียรสําหรับการใช้งานระบายความร้อน
นาโนฟลูอิดที่สังเคราะห์ด้วยอัลตราโซนิกเป็นสารหล่อเย็นและของเหลวแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีประสิทธิภาพ วัสดุนาโนเทอร์โมคอนดักเตอร์ช่วยเพิ่มความสามารถในการถ่ายเทความร้อนและการกระจายความร้อนได้อย่างมาก Sonication เป็นที่ยอมรับในการสังเคราะห์และการทํางานของอนุภาคนาโนเทอร์โมคอนดักเตอร์ตลอดจนการผลิตนาโนฟลูอิดประสิทธิภาพสูงที่เสถียรสําหรับการใช้งานระบายความร้อน

 

ข้อดีของการกระจายตัวด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงในปูนซีเมนต์และปูนก่อ

คุณค่าทางเศรษฐกิจและทางเทคนิคของการใช้คลื่นเสียงมีความแข็งแกร่งเป็นพิเศษในกระบวนการผลิตซีเมนต์ประสิทธิภาพสูง วัสดุนาโนมักมีราคาแพง และประโยชน์ของมันขึ้นอยู่กับการใช้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อการใช้คลื่นเสียงช่วยปรับปรุงคุณภาพการกระจายตัว ผู้ผลิตสูตรสามารถลดปริมาณการใช้เกินความต้องการได้บ่อยครั้ง เพิ่มความสามารถในการทำซ้ำ และได้รับประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งต่อน้ำหนักของสารเติมแต่ง

สำหรับผู้ผลิตปูนฉาบขั้นสูง วัสดุซ่อมแซม ชิ้นส่วนสำเร็จรูป วัสดุซีเมนต์ที่สามารถพิมพ์สามมิติ หรือสารเคมีสำหรับการก่อสร้างเฉพาะทาง การประมวลผลด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงสามารถสนับสนุน:

  • ประสิทธิภาพการรับแรงอัด แรงดัด และแรงดึงที่สูงขึ้นผ่านการกระจายตัวที่ดีขึ้นของสารเติมแต่งนาโน
  • ความต้านทานการแตกร้าวและความเหนียวที่ดีขึ้นเนื่องจากการเสริมแรงระดับจุลภาคที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
  • การลดการซึมผ่านและการเพิ่มความทนทานโดยการปรับปรุงโครงสร้างรูพรุน
  • คุณภาพของวัสดุที่สม่ำเสมอมากขึ้นในแต่ละชุดการผลิต
  • การใช้ประโยชน์จากกราฟีนที่มีราคาสูง, CNTs และสารเติมแต่งนาโนอื่น ๆ อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
  • การคัดกรองสูตรและการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการที่รวดเร็วขึ้น
  • การผลิตที่สามารถปรับขนาดได้ตั้งแต่การพัฒนาในห้องปฏิบัติการไปจนถึงการผลิตในอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่อง
  • การควบคุมพารามิเตอร์ของกระบวนการได้ดีขึ้น เช่น ความกว้างของคลื่น, ปริมาณพลังงานที่ป้อนเข้า, อัตราการไหล, อุณหภูมิ และระยะเวลาที่อยู่ในระบบ

เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher ได้รับการออกแบบมาเพื่อการถ่ายโอนพลังงานที่วัดได้และทำซ้ำได้เข้าสู่ของเหลว, สารแขวนลอย และสารละลายข้นเหนียว กลไกการโซนิคเดียวกันนี้สามารถใช้ได้กับทุกระดับกำลัง ทำให้ลูกค้าสามารถพัฒนาพารามิเตอร์ของกระบวนการในขนาดเล็กและถ่ายโอนไปยังระบบขนาดใหญ่บนโต๊ะทดลอง, ระบบนำร่อง หรือระบบอุตสาหกรรมได้

 

สำหรับปูนซีเมนต์ (รูปที่ 7) ตัวอย่างที่มีการเสริมด้วย CNT แสดงให้เห็นเส้นโค้งการเสื่อมความร้อนที่ชันขึ้นและเกิดขึ้นเร็วกว่าเมื่อปริมาณ CNT เพิ่มขึ้นจาก 0.2% ถึง 1.2% ในทางตรงกันข้าม ปูนซีเมนต์ที่เติม GNP แสดงการเปลี่ยนแปลงของการตอบสนองทางความร้อนที่ค่อยเป็นค่อยไปมากขึ้น แม้ว่าการเพิ่มความเข้มข้นของ GNP จะทำให้การกระจายอุณหภูมิเร็วขึ้นเมื่อเทียบกับตัวอย่างธรรมดา แต่ผลกระทบนั้นมีความรุนแรงน้อยกว่าและสม่ำเสมอมากขึ้นในทุกระดับความเข้มข้น

ภาพอินฟราเรดเทอร์โมกราฟีของปูนซีเมนต์ที่ผ่านการปรับปรุงด้วยนาโนเสริมแรงด้วย (a) CNTs และ (b) GNPs โดย CNT และกราฟีนถูกกระจายด้วยโซนิเคเตอร์ UP400S
การศึกษาและกราฟ: ©Farmaki et al., 2025

 

การโซนิเคชันก่อนการเติมซีเมนต์: เส้นทางกระบวนการที่แนะนำ

สำหรับสูตรซีเมนต์เสริมแรงด้วยนาโนหลายสูตร วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดคือการกระจายวัสดุนาโนในเฟสของเหลวก่อน ซึ่งอาจเป็นน้ำ สารเพิ่มประสิทธิภาพสูง สารลดแรงตึงผิวที่มีสารกระจายตัว สารผสมพอลิเมอร์ ซิลิกาโซล หรือส่วนประกอบของเหลวอื่น ๆ ในสูตรปูน
กระบวนการทั่วไปของอัลตราโซนิกคือ:

  1. เติมกราฟีน, CNTs หรือวัสดุนาโนชนิดอื่นลงในเฟสของเหลว
  2. ทำให้ผงหรือสารเติมแต่งนาโนเปียกก่อนภายใต้การผสมปานกลาง
  3. ใช้การอัลตราโซนิกความเข้มสูงเพื่อแยกและกระจายวัสดุ
  4. ควบคุมอุณหภูมิหากจำเป็น
  5. เติมสารแขวนลอยนาโนที่ผ่านการโซนิคแล้วลงในซีเมนต์ ทราย และส่วนประกอบปูนอื่นๆ
  6. ผสมจนได้เนื้อครีมหรือปูนที่มีความข้นเหนียว

เส้นทางนี้ช่วยให้ควบคุมได้ดีกว่าการผสมแบบแห้งของอนุภาคนาโนลงในผงซีเมนต์ นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มความเป็นไปได้ที่วัสดุนาโนจะถูกแยกออก ดูดซับน้ำ และกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ ก่อนที่กระบวนการไฮเดรชันและการแข็งตัวจะเริ่มต้นขึ้น

ยาแนวซีเมนต์สามารถกระจายไปยังระดับนาโนได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้เครื่องโซนิคเตอร์ชนิดโพรบ UP400St

เครื่องสะท้อนเสียงแบบโพรบ UP400St สําหรับการกระจายยาแนวปูนซีเมนต์ขนาดเล็ก
(การศึกษาและภาพ: ©Draganovic et al., 2020)

ประโยชน์ทางเศรษฐกิจสำหรับการผลิตซีเมนต์ประสิทธิภาพสูง

สารเติมแต่งนาโนอาจมีราคาสูง และการใช้ต้องได้รับการพิสูจน์ว่าคุ้มค่าด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพที่วัดได้ การกระจายตัวที่ไม่ดีจะเป็นการสูญเสียวัสดุ กราฟีนหรือ CNTs ที่จับตัวเป็นก้อนจะเพิ่มต้นทุนสูตรโดยไม่ให้การเสริมแรงตามที่คาดหวัง ในทางตรงกันข้าม การกระจายตัวด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงช่วยเพิ่มการใช้ประโยชน์จากวัสดุนาโนอย่างมีประสิทธิภาพ
ประโยชน์ทางเศรษฐกิจประกอบด้วย:

  • ลดของเสียจากสารเติมแต่ง: วัสดุนาโนส่วนที่มากขึ้นมีส่วนร่วมในการเพิ่มประสิทธิภาพแทนที่จะยังคงอยู่ในกลุ่มก้อน
  • ลดความเสี่ยงของสูตรการผลิต การกระจายตัวที่สม่ำเสมอช่วยลดการเกิดชุดผลิตภัณฑ์ที่ล้มเหลวและผลการทดสอบที่ไม่เสถียร
  • เร็วกว่า R&วงจร D: สามารถคัดกรองสูตรตำรับได้ด้วยพารามิเตอร์การโซนิคที่ควบคุมได้
  • การขยายขนาดที่ดีขึ้น: พารามิเตอร์ของกระบวนการสามารถถ่ายโอนจากการทดสอบความเป็นไปได้ไปยังอุปกรณ์อุตสาหกรรมได้
  • สินค้าที่มีมูลค่าสูงกว่า ปูนก่อที่แข็งแรง ทนทาน และใช้งานได้ดีกว่า รองรับการใช้งานระดับพรีเมียม
  • ศักยภาพการผลิตอย่างต่อเนื่อง: การสั่นสะเทือนแบบอินไลน์ช่วยให้สามารถประมวลผลได้รวดเร็วสำหรับการผลิตเชิงพาณิชย์

สำหรับผู้ผลิต คุณค่าที่สำคัญไม่ใช่เพียงแค่คุณภาพการกระจายตัวที่ดีขึ้นเท่านั้น แต่เป็นความสามารถในการเปลี่ยนซีเมนต์เสริมแรงนาโนจากแนวคิดในห้องปฏิบัติการให้กลายเป็นกระบวนการผลิตที่สามารถควบคุมและขยายขนาดได้

จากสูตรตำรับในห้องปฏิบัติการสู่การผลิตปูนซีเมนต์อุตสาหกรรม

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของเทคโนโลยีอัลตราโซนิกของ Hielscher คือเส้นทางการขยายขนาดที่ใช้งานได้จริง สูตรซีเมนต์เสริมแรงนาโนสามารถพัฒนาได้ในระดับโต๊ะทดลองและถ่ายโอนไปยังระบบขนาดใหญ่ได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนหลักการประมวลผลพื้นฐาน แทนที่จะคิดค้นกระบวนการกระจายตัวใหม่สำหรับการผลิต ผู้ผลิตสามารถปรับขนาดพลังงานอัลตราโซนิก รูปทรงเซลล์การไหล เวลาพัก และการกำหนดค่าของเครื่องปฏิกรณ์ได้
สิ่งนี้ช่วยลดความเสี่ยงทางเทคนิค นอกจากนี้ยังย่นระยะเวลาจากตัวอย่างปูนที่ประสบความสำเร็จไปสู่ผลิตภัณฑ์ซีเมนต์ประสิทธิภาพสูงเชิงพาณิชย์

กระบวนการทำงานทั่วไปสำหรับการขยายขนาดประกอบด้วย:

  1. กำหนดประสิทธิภาพของปูนฉาบเป้าหมายและระบบวัสดุนาโน
  2. ทดสอบฟิล์มกราฟีน, CNT, นาโนซิลิก้า หรือสารเติมแต่งไฮบริด
  3. กำหนดความเข้มของการสั่นสะเทือนและพลังงานที่ต้องการ
  4. ปรับให้เหมาะสมกับสื่อการกระจาย, สารผสม และการควบคุมอุณหภูมิ
  5. ผลิตชุดทดสอบด้วยระบบ UIP1000hdT หรือ UIP2000hdT
  6. ตรวจสอบคุณสมบัติของปูนก่อ เช่น ความแข็งแรง ความสามารถในการใช้งาน และความทนทาน
  7. โอนกระบวนการไปยังคลัสเตอร์ UIP6000hdT หรือ UIP16000hdT สำหรับการผลิต
  8. ผสานการสั่นสะเทือนแบบอินไลน์เข้ากับการผลิตแบบต่อเนื่อง
การกระจายอนุภาคนาโนด้วยคลื่นอัลตราโซนิก - Sonicator UP400Stสังเกตวิธีที่เครื่องโซนิเคเตอร์ Hielscher UP400St เปลี่ยนผงคาร์บอนและน้ำให้กลายเป็นสารแขวนลอยนาโนที่มีความเสถียร คลื่นอัลตราซาวนด์ที่มีความเข้มสูงและการเกิดคาวิเทชันทางเสียงทำให้เกิดการลดขนาดอนุภาคอย่างรวดเร็ว การกระจายตัวสม่ำเสมอ และการให้ผลลัพธ์ที่สามารถทำซ้ำได้สูง เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องกระจายในห้องปฏิบัติการอื่น ๆ เครื่องโซนิคเอเตอร์ของ Hielscher สามารถปรับขนาดการทำงานได้อย่างเป็นเชิงเส้น ทำให้สามารถเปลี่ยนไปสู่การผลิตในระดับอุตสาหกรรมได้อย่างราบรื่นและสามารถทำซ้ำได้สำหรับการผลิตสารแขวนลอยนาโนในโหมดการไหลต่อเนื่อง เครื่องโซนิคเอเตอร์ของ Hielscher เป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้สำหรับการกระจายอนุภาคขนาดไมครอนและนาโนที่เชื่อถือได้ในงานวิจัย การวิเคราะห์ และการผลิตในอุตสาหกรรม

การขอข้อมูล



ซีเมนต์ประสิทธิภาพสูงต้องการการกระจายตัวคุณภาพสูง

อนาคตของเทคโนโลยีปูนซีเมนต์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับเคมีของสารยึดเกาะใหม่เพียงอย่างเดียว แต่ยังขึ้นอยู่กับการควบคุมโครงสร้างจุลภาค สารเติมแต่งที่มีฟังก์ชันการทำงาน และการประมวลผลที่ดีขึ้นอีกด้วย วัสดุนาโน เช่น กราฟีนและ CNTs สามารถช่วยผลิตวัสดุซีเมนต์ที่มีความแข็งแรง ทนทาน และฉลาดมากขึ้นได้ แต่สิ่งนี้ต้องการการกระจายตัวที่เชื่อถือได้
เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher มอบเครื่องมือที่สามารถปรับขนาดได้ให้กับผู้ผลิตซีเมนต์ ผู้ผลิตสารเคมีสำหรับงานก่อสร้าง และสถาบันวิจัย สำหรับการแปรรูปสารเติมแต่งระดับนาโน ตั้งแต่ขั้นตอนการพัฒนาน้ำยาสูตรในระยะเริ่มต้นไปจนถึงการผลิตแบบต่อเนื่องในปริมาณมาก การใช้อัลตราโซนิกช่วยปรับปรุงการกระจายตัว การลอกชั้น การแยกกลุ่ม และการจัดโครงสร้างเชิงหน้าที่ของวัสดุนาโนในปูนซีเมนต์และปูนฉาบ
สำหรับการผลิตซีเมนต์ประสิทธิภาพสูง การประมวลผลด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจน: ประสิทธิภาพของวัสดุที่ดีขึ้น การใช้สารเติมแต่งนาโนที่มีราคาแพงอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และเส้นทางตรงจากความสำเร็จในห้องปฏิบัติการสู่การผลิตในอุตสาหกรรม

ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:

ปริมาณแบทช์ อัตราการไหล อุปกรณ์ที่แนะนํา
10 ถึง 2000 มล. 20 ถึง 400 มล. / นาที UP400ST
0.1 ถึง 20L 0.2 ถึง 4L / นาที UIP2000hdt
10 ถึง 100L 2 ถึง 10L / นาที UIP4000hdT
15 ถึง 150L 3 ถึง 15 ลิตร / นาที UIP6000hdT
ไม่ 10 ถึง 100L / นาที UIP16000hdT
ไม่ ขนาด ใหญ่ คลัสเตอร์ของ UIP16000hdT

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติม

กรุณาใช้แบบฟอร์มด้านล่างเพื่อขอข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับการกระจายตัวนาโนวัสดุในปูนซีเมนต์ รายละเอียดทางเทคนิค และราคา ทางเรายินดีที่จะหารือเกี่ยวกับสูตรปูนซีเมนต์เสริมนาโนของคุณ และเสนอเครื่องโซนิเคเตอร์ที่ดีที่สุดสำหรับการผลิตปูนซีเมนต์ของคุณ!





เครื่องโซนิเคเตอร์ Hielscher สำหรับงานวิจัย การทดสอบความเป็นไปได้ และการผลิต

Hielscher นำเสนอเครื่องประมวลผลอัลตราโซนิกในหลากหลายระดับกำลัง ตั้งแต่ห้องปฏิบัติการ โต๊ะทดลอง ระดับนำร่อง ไปจนถึงระดับอุตสาหกรรม ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับนักพัฒนาซีเมนต์และปูนฉาบ เนื่องจากสูตรผสมที่มีการเสริมแรงด้วยนาโนมักต้องผ่านหลายขั้นตอน ได้แก่ การคัดกรองวัสดุเบื้องต้น การพัฒนาพารามิเตอร์การกระจายตัว การทดสอบปูนฉาบ การผลิตในปริมาณนำร่อง และการผลิตในระดับอุตสาหกรรม
พอร์ตโฟลิโอของ Hielscher ได้รับการพัฒนาขึ้นโดยเน้นการประมวลผลด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงที่สามารถปรับขนาดได้ โดยมีระบบสำหรับการพัฒนาในห้องปฏิบัติการ การทดสอบในขั้นตอนนำร่องและการทดสอบบนโต๊ะทำงาน การใช้งานในอุตสาหกรรมหนัก และการผลิตแบบต่อเนื่องในสายการผลิตโดยใช้เซลล์ไหลและเครื่องปฏิกรณ์

UIP1000hdT และ UIP2000hdT สำหรับงานวิจัยบนโต๊ะทดลองและการทดสอบความเป็นไปได้

UIP1000hdT และ UIP2000hdT เป็นเครื่องประมวลผลอัลตราโซนิกแบบตั้งโต๊ะที่มีประสิทธิภาพสูง สำหรับการพัฒนาสูตร การศึกษาความเป็นไปได้ และการผลิตในระดับกลาง พวกเขาเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการพัฒนาสูตรซีเมนต์เสริมแรงนาโน ซึ่งนักวิจัยจำเป็นต้องทดสอบประเภทของวัสดุนาโน ความเข้มข้น เคมีของสารกระจายตัว ความเข้มของการสั่นสะเทือน เวลาในการประมวลผล และการควบคุมอุณหภูมิ

ระบบเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับ:

  • การกระจายตัวของกราฟีนและ CNT ในน้ำหรือสารละลายผสม
  • การทดสอบความเป็นไปได้ของปูนซีเมนต์เสริมแรงด้วยนาโน
  • การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานในการสั่นด้วยคลื่นเสียง
  • การเตรียมชุดทดสอบที่สามารถทำซ้ำได้
  • การพัฒนาสูตรปูนก่อสร้างประสิทธิภาพสูง
  • การประมวลผลแบบต่อเนื่องขนาดเล็กด้วยชุดเซลล์ไหล
  • การตรวจสอบความถูกต้องของการขยายขนาดก่อนการผลิตในเชิงอุตสาหกรรม

สําหรับ R&สำหรับทีม D เครื่อง UIP1000hdT และ UIP2000hdT มอบความเข้มข้นของกระบวนการที่จำเป็นสำหรับวัสดุนาโนที่ต้องการความท้าทายสูง ในขณะที่ยังคงการตั้งค่าให้ใช้งานได้จริงในห้องปฏิบัติการ ศูนย์เทคนิค และสภาพแวดล้อมการทดลอง

 

 

กลุ่มเครื่อง UIP6000hdT และ UIP16000hdT สำหรับการผลิตแบบผ่านปริมาณสูง

Sonicator UIP6000hdT, เครื่องประมวลผลอัลตราโซนิกกำลังสูง 6kW สำหรับการลอกชั้นกราฟีนแบบอินไลน์สำหรับการผลิตสารเติมแต่งซีเมนต์เสริมแรงนาโนในระดับเชิงพาณิชย์ อนุภาคนาโน หรือส่วนประกอบปูนกาวประสิทธิภาพสูง สามารถใช้เครื่องอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมของ Hielscher เช่น UIP6000hdT และ UIP16000hdT ในการจัดกลุ่มเพื่อกระบวนการผลิตต่อเนื่องที่มีประสิทธิภาพสูง
กลุ่มของเครื่อง UIP6000hdT หรือ UIP16000hdT ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถเพิ่มกำลังการประมวลผลได้ขณะที่ยังคงควบคุมการนำเข้าพลังงานอัลตราโซนิกไว้ได้ การออกแบบแบบโมดูลาร์นี้มีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อปริมาณการผลิตเพิ่มขึ้นจากระดับทดลองสู่การผลิตเต็มกำลัง

การสนับสนุนการกำหนดค่าทางอุตสาหกรรม:

  • การกระจายตัวแบบต่อเนื่องในแนวดิ่งของกราฟีน, CNTs และสารเติมแต่งนาโน
  • การประมวลผลแบบปริมาณมากของสารแขวนลอยต้นแบบของวัสดุนาโน
  • การผสานเข้ากับสายการผลิตสารเติมแต่งซีเมนต์หรือปูนแห้งผสมสำเร็จ
  • การปฏิบัติการของเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกแบบขนานเพื่อเพิ่มกำลังการผลิต
  • สภาพแวดล้อมการผลิตที่แข็งแกร่งตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน
  • การควบคุมและตรวจสอบกระบวนการเพื่อให้ได้คุณภาพผลิตภัณฑ์ที่สม่ำเสมอ

ระบบอุตสาหกรรมของ Hielscher ได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งานต่อเนื่องที่ต้องการความทนทานสูง และมีหน่วยกำลังสูงถึง 16 กิโลวัตต์ต่อเครื่องให้เลือกใช้

โฮโมจีไนเซอร์แรงเฉือนสูงอัลตราโซนิกใช้ในห้องปฏิบัติการแบบตั้งโต๊ะนําร่องและการแปรรูปทางอุตสาหกรรม

Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานผสมการกระจายอิมัลชันและการสกัดในระดับห้องปฏิบัติการนําร่องและอุตสาหกรรม



คําถามที่พบบ่อย

ทำไมปูนซีเมนต์และปูนก่อจึงเสริมด้วยนาโนวัสดุ?

ปูนซีเมนต์และปูนก่อสร้างได้รับการเสริมกำลังด้วยวัสดุนาโนเพื่อปรับปรุงสมรรถนะทางกล, ความคงทน, และสมรรถนะทางหน้าที่ในระดับโครงสร้างจุลภาค การสั่นสะเทือนด้วยคลื่นเสียงทำให้วัสดุนาโนกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในปูนซีเมนต์เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดในกระบวนการไฮเดรชัน, ความแข็งแรง, และความคงทนปูนซีเมนต์และปูนก่อสร้างได้รับการเสริมกำลังด้วยวัสดุนาโนเพื่อปรับปรุงสมรรถนะทางกล, ความคงทน, และสมรรถนะทางหน้าที่ในระดับโครงสร้างจุลภาค นาโนวัสดุ เช่น กราฟีน ท่อนาโนคาร์บอน นาโนซิลิกา นาโนเคลย์ และอนุภาคนาโนของออกไซด์โลหะ สามารถเติมเต็มรูพรุนในระดับนาโน ให้จุดเริ่มต้นสำหรับการเกิดนิวเคลียสของผลิตภัณฑ์ไฮเดรชันของซีเมนต์ และปรับปรุงความหนาแน่นของการบรรจุของเมทริกซ์ที่แข็งตัวแล้ว
เนื่องจากมีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงและอัตราส่วนความยาวต่อความกว้างสูง วัสดุนาโนสามารถเพิ่มการถ่ายเทแรง เชื่อมรอยรอยแตกขนาดเล็ก และชะลอการขยายตัวของรอยแตกได้ ซึ่งสามารถเพิ่มความแข็งแรงในการรับแรงอัด ความแข็งแรงในการรับแรงดัด ความต้านทานแรงดึง ความเหนียวต่อแรงแตกหัก และความต้านทานการสึกหรอ
วัสดุนาโนยังปรับเปลี่ยนโครงสร้างรูพรุนของวัสดุซีเมนต์อีกด้วย เครือข่ายรูพรุนที่มีความหนาแน่นและละเอียดมากขึ้นจะช่วยลดการซึมผ่าน การดูดซึมน้ำ การแทรกซึมของคลอไรด์ การเกิดคาร์บอเนชัน และการกัดกร่อนทางเคมี ซึ่งช่วยเพิ่มความทนทานและยืดอายุการใช้งาน
วัสดุนาโนบางชนิดเพิ่มคุณสมบัติการใช้งานที่เหนือกว่าการเสริมความแข็งแรงเชิงกล กราฟีนและท่อนาโนคาร์บอนสามารถปรับปรุงการนำไฟฟ้าและความร้อน ทำให้ซีเมนต์สามารถตรวจจับตัวเองได้ การตรวจสอบสุขภาพโครงสร้าง วัสดุป้องกันไฟฟ้าสถิต การป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า หรือการใช้งานโครงสร้างพื้นฐานอัจฉริยะ
ในทางปฏิบัติ การเสริมแรงด้วยนาโนช่วยให้ผู้ผลิตปูนซีเมนต์และปูนทรายสามารถผลิตวัสดุที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นได้ โดยมีอัตราส่วนระหว่างความแข็งแรงต่อปริมาณสารยึดเกาะที่ดีขึ้น ความคงทนที่ดีขึ้น และคุณสมบัติเพิ่มเติมที่ต้องการ ข้อกำหนดที่สำคัญคือการกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอของอนุภาค เนื่องจากอนุภาคนาโนที่เกาะตัวกันเป็นก้อนจะทำหน้าที่เป็นข้อบกพร่องแทนที่จะเป็นการเสริมแรง

การตอบสนองทางความร้อนของปูนซีเมนต์มีความเกี่ยวข้องกับคุณภาพของปูนซีเมนต์อย่างไร?

เมื่อซีเมนต์ทำปฏิกิริยากับน้ำ ปฏิกิริยาการไฮเดรชันจะปล่อยความร้อนออกมา เทอร์โมกราฟีอินฟราเรดจะบันทึกการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของผิวหน้าของปูนซีเมนต์ในช่วงเวลาต่างๆ ทำให้เส้นโค้งความร้อนที่เกิดขึ้นทำหน้าที่เป็นลายนิ้วมือเชิงปฏิบัติของระบบซีเมนต์ งานวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่า เทอร์โมกราฟีอินฟราเรดสามารถติดตามเส้นโค้งการดูดซึมน้ำและทำนายเวลาการแข็งตัวได้ โดยมีความสัมพันธ์อย่างชัดเจนกับการวัดความร้อนแบบไอโซเทอร์มอล ในขณะเดียวกันก็สามารถปรับใช้ในภาคสนามได้ดีกว่าและไม่ทำลายตัวอย่าง
สำหรับคุณภาพของปูนซีเมนต์, ตัวแปรที่เกี่ยวข้องมากที่สุดคือ:

  • การเริ่มต้นของการเติมน้ำ: แสดงให้เห็นว่าสารยึดเกาะเริ่มทำปฏิกิริยาเร็วเพียงใดหลังจากเติมน้ำ
  • อัตราการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ: บ่งชี้ถึงจลนศาสตร์การดูดซึมน้ำและปฏิกิริยาในระยะแรก
  • อุณหภูมิสูงสุด: สะท้อนถึงความเข้มข้นของการปลดปล่อยความร้อน และสามารถบ่งชี้ความแตกต่างในความละเอียดของปูนซีเมนต์, องค์ประกอบของเฟสคลิงเกอร์, วัสดุทดแทนปูนซีเมนต์, หรือปริมาณสารผสม
  • เวลาถึงจุดสูงสุดทางความร้อน: เกี่ยวข้องกับเวลาการเซ็ตตัวและการพัฒนาความแข็งแรงในระยะแรก
  • ความสม่ำเสมอของความร้อนทั่วทั้งตัวอย่าง: แสดงให้เห็นถึงการผสมที่ไม่ดี การแยกตัว การจับตัวเป็นก้อน การกระจายตัวของน้ำที่ไม่สม่ำเสมอ หรือการกระจายตัวของสารเติมแต่งที่ไม่สม่ำเสมอ
  • การเปรียบเทียบระหว่างชุด: ทำให้สามารถตรวจจับความเบี่ยงเบนในคุณภาพของปูนซีเมนต์ ความเข้ากันได้ของสารผสม อัตราส่วนน้ำต่อปูนซีเมนต์ หรือข้อผิดพลาดในการผสมสูตรได้

ในการควบคุมคุณภาพ เทอร์โมกราฟีอินฟราเรดมีประโยชน์อย่างยิ่งเนื่องจากไม่ทำลายชิ้นงาน ไม่สัมผัส และเข้าใจได้ง่ายด้วยสายตา

การขัดผิวด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงของนาโนวัสดุคืออะไร?

นอกเหนือจากการกระจายตัวแบบง่ายแล้ว คลื่นเสียงความถี่สูงยังสามารถใช้สำหรับการลอกชั้นของวัสดุนาโนได้อีกด้วย ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับวัสดุนาโนที่มีโครงสร้างเป็นชั้น เช่น กราไฟต์ แผ่นนาโนกราฟีน สแต็กกราฟีนออกไซด์ หรือนาโนเคลย์ การลอกชั้นนี้ช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวที่ใช้งานได้และสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพในการเสริมแรงของวัสดุในเมทริกซ์ซีเมนต์ได้
สำหรับการใช้งานซีเมนต์ แผ่นกราฟีนที่ลอกออกให้ปฏิกิริยาที่ดีขึ้นกับผลิตภัณฑ์ไฮเดรชันและมีอิทธิพลที่แข็งแกร่งขึ้นต่อการพัฒนาโครงสร้างจุลภาค ซึ่งมีความเกี่ยวข้องกับ:

  • ปูนซีเมนต์ผสมกราฟีน
  • ปูนฉาบที่ปรับปรุงด้วยกราฟีนออกไซด์
  • วัสดุซีเมนต์เสริมด้วยนาโน-เคลย์
  • ระบบกราฟีนไฮบริด-CNT
  • คอมโพสิตซีเมนต์นำไฟฟ้า
  • คอนกรีตผสมวัสดุซีเมนต์ชนิดความแข็งแรงสูงและประสิทธิภาพสูงพิเศษ

เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการลอกกราฟีนด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง!

อะไรคือข้อได้เปรียบของการกระจายและการพันกันของ CNT ด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง

การกระจายตัวในระดับนาโนและการห่อหุ้มในระดับนาโนของวัสดุเปลี่ยนสถานะ (PCMs) ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการกักเก็บพลังงานได้มากขึ้น เครื่องโซนิเคเตอร์เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับการกระจายตัวและการห่อหุ้มในระดับนาโนท่อนาโนคาร์บอนเป็นวัสดุเสริมแรงนาโนที่มีประสิทธิภาพสูง แต่การกระจายตัวของพวกมันเป็นเรื่องท้าทายเนื่องจาก CNTs มักจะรวมตัวกันเป็นกลุ่มและเกิดการพันกันตามธรรมชาติ การประมวลผลด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงสามารถแยกกลุ่มและกระจาย CNTs ทั่วทั้งเฟสของเหลวได้ เมื่อควบคุมอย่างเหมาะสม การสั่นด้วยคลื่นเสียงสามารถช่วยสร้างเครือข่ายท่อนาโนที่มีประสิทธิภาพในเมทริกซ์ของปูนได้แทนที่จะเป็นกลุ่มก้อนที่แยกตัวกัน
สิ่งนี้มีความสำคัญทั้งสำหรับการใช้งานซีเมนต์เชิงกลและเชิงหน้าที่ เครือข่าย CNT ที่กระจายตัวสามารถช่วยในการเชื่อมรอยร้าว การนำไฟฟ้า พฤติกรรมการตรวจจับแบบ piezoresistive และวัสดุซีเมนต์อัจฉริยะได้ ตัวอย่างเช่น ปูนฉาบที่ปรับปรุงด้วย CNT อาจใช้ในระบบการตรวจสอบสุขภาพโครงสร้าง คอนกรีตที่ตรวจจับตัวเองได้ วัสดุซ่อมแซมที่มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้า หรือส่วนประกอบสำเร็จรูปขั้นสูง
เป้าหมายไม่ใช่เพียงแค่ “ผสมเข้าด้วยกัน” CNTs แต่เพื่อออกแบบตำแหน่งและการปฏิสัมพันธ์ของพวกมันภายในเมทริกซ์ซีเมนต์ การกระจายตัวด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงให้เครื่องมือที่ใช้งานได้จริงแก่ผู้พัฒนาสูตรในการปรับแต่งโครงสร้างนี้
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการกระจายตัวของ CNT ด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง!

 

วรรณกรรม / อ้างอิง

ทําไมต้อง Hielscher Ultrasonics?

  • ประสิทธิภาพสูง
  • เทคโนโลยีล้ําสมัย
  • ความน่าเชื่อถือ & กําลังกาย
  • การควบคุมกระบวนการที่ปรับได้และแม่นยํา
  • ชุด & แบบ อิน ไลน์
  • สําหรับทุกโวลุ่ม
  • ซอฟต์แวร์อัจฉริยะ
  • คุณสมบัติอัจฉริยะ (เช่น โปรแกรมได้, บันทึกข้อมูล, ควบคุมระยะไกล)
  • ใช้งานง่ายและปลอดภัย
  • การบํารุงรักษาต่ํา
  • CIP (ทําความสะอาดในสถานที่)

ตั้งแต่การทดสอบความเป็นไปได้ไปจนถึงการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการและการติดตั้งในโรงงานอุตสาหกรรมด้วยเครื่องโซนิเคเตอร์ที่ดีที่สุด - Hielscher Ultrasonics คือพันธมิตรของคุณสำหรับกระบวนการอัลตราโซนิกที่ประสบความสำเร็จ!

Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงจาก ห้องทดลอง ถึง ขนาดอุตสาหกรรม

เรายินดีที่จะพูดคุยเกี่ยวกับกระบวนการของคุณ