Sonication Enhanced Geopolymerisation
Geopolymers นําเสนอทางเลือกที่มีแนวโน้มสําหรับวัสดุที่ทําจากปูนซีเมนต์แบบดั้งเดิม โดยให้ข้อได้เปรียบด้านสิ่งแวดล้อม กลไก และความทนทาน การกระจายอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูงในการผลิตจีโอโพลิเมอร์ที่มีลักษณะวัสดุที่ยอดเยี่ยม Sonication แสดงถึงวิธีการผสมที่มีประสิทธิภาพสูงช่วยให้สามารถผลิต geopolymers ประสิทธิภาพสูงได้อย่างประหยัดในปริมาณมาก
ปรับปรุง Geopolymerization โดย Power Ultrasound
Geopolymerization จําเป็นต้องมีการผสมอย่างพิถีพิถันและแข็งแรงเพื่อให้แน่ใจว่ามีการสัมผัสที่เหมาะสมที่สุดระหว่างส่วนประกอบ การใช้อัลตราซาวนด์พลังงานทําให้เกิดแรงเฉือนที่รุนแรงซึ่งจะส่งเสริมการผสมที่จําเป็นและการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันในขณะเดียวกันก็จ่ายพลังงานที่เอื้อต่อการเกิด geopolymerization ที่รวดเร็วและทั่วถึง อัลตราซาวนด์กําลังช่วยเพิ่มจลนพลศาสตร์ geopolymerization โดยส่งเสริมการกระจายตัวของสารตั้งต้นที่ดีขึ้นและอํานวยความสะดวกในการสลายตัวของก้อนซึ่งนําไปสู่อัตราปฏิกิริยาและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ดีขึ้น
การผสมและการกระจายตัวด้วยอัลตราโซนิกสามารถส่งเสริม geopolymerization ผ่านกลไกต่างๆ:
กลไกที่เหนี่ยวนําด้วยอัลตราโซนิกเหล่านี้มีส่วนช่วยในการเพิ่มประสิทธิภาพจลนพลศาสตร์ของจีโอพอลิเมอไรเซชันและการพัฒนาวัสดุจีโอพอลิเมอร์ที่มีคุณสมบัติที่ดีขึ้น
Power-Ultrasound เพื่อการปรับปรุงการผลิตวัสดุก่อสร้าง
อัลตราซาวนด์ไฟฟ้าได้กลายเป็นเทคโนโลยีที่เชื่อถือได้สําหรับการผลิตวัสดุก่อสร้างและวัสดุก่อสร้าง รวมถึงปูนซีเมนต์ คอนกรีต geopolymers และวัสดุหดตัวอื่นๆ การประมวลผลอัลตราโซนิกเกี่ยวข้องกับการประยุกต์ใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ความถี่ต่ํากับของเหลวหรือสารละลายซึ่งนําไปสู่ผลประโยชน์มากมายต่อคุณสมบัติของวัสดุและลักษณะการประมวลผล นักวิจัยและผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมตระหนักถึงศักยภาพของอัลตราซาวนด์ในการปรับปรุงประสิทธิภาพ ประสิทธิภาพ และความยั่งยืนของวัสดุก่อสร้างมากขึ้น บทนํานี้ให้ภาพรวมของการใช้งานและข้อดีของอัลตราซาวนด์กําลังในการผลิตวัสดุก่อสร้างและวัสดุก่อสร้าง
- ซีเมนต์: การบําบัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถเพิ่มจลนพลศาสตร์ความชุ่มชื้นของวัสดุซีเมนต์โดยการส่งเสริมการละลายของเฟสปูนเม็ดและเร่งการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ความชุ่มชื้น ส่งผลให้เวลาในการบ่มสั้นลง พัฒนาความแข็งแรงในระยะเริ่มต้น และเพิ่มความทนทานของโครงสร้างคอนกรีต นอกจากนี้ อัลตราซาวนด์ยังสามารถอํานวยความสะดวกในการกระจายตัวของสารเติมแต่งและวัสดุซีเมนต์เสริม เช่น เถ้าลอยและตะกรัน ซึ่งนําไปสู่องค์ประกอบปูนซีเมนต์ที่ยั่งยืนและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการตั้งค่าที่เร่งด้วยอัลตราโซนิกและการพัฒนาความแข็งแรงของคอนกรีตในช่วงต้น! - คอนกรีต: เทคนิคการผสมและการบ่มด้วยอัลตราโซนิกสามารถปรับปรุงความสามารถในการทํางานความแข็งแรงและความทนทานของส่วนผสมคอนกรีต Sonication ส่งเสริมการกระจายตัวของมวลรวมและเส้นใยเสริมแรงลดการปรากฏตัวของช่องว่างอากาศและข้อบกพร่องและเพิ่มพันธะระหว่างเมทริกซ์ซีเมนต์และมวลรวม ส่งผลให้คอนกรีตมีกําลังรับแรงอัดสูงขึ้นเพิ่มความต้านทานต่อการแตกร้าวและการเสื่อมสภาพและปรับปรุงประสิทธิภาพในระยะยาวในสภาพแวดล้อมต่างๆ
เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับผลประโยชน์ของ sonication ต่อความชุ่มชื้นในปูนซีเมนต์! - Geopolymers: การประมวลผลอัลตราโซนิกมีบทบาทสําคัญในการสังเคราะห์และการบ่มของจีโอพอลิเมอร์ซึ่งเป็นทางเลือกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมแทนวัสดุปูนซีเมนต์แบบดั้งเดิม Sonication ส่งเสริมการละลายของสารตั้งต้นอะลูมิโนซิลิเกตเร่งพอลิเมอไรเซชันของสายพันธุ์ซิลิเกตและเพิ่มการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันของสารตั้งต้นซึ่งนําไปสู่การบ่มเร็วขึ้นและคุณสมบัติทางกลที่เหนือกว่าของผลิตภัณฑ์ geopolymer นอกจากนี้ อัลตราซาวนด์ยังสามารถปรับปรุงคุณสมบัติการไหลและความสามารถในการทํางานของสารละลาย geopolymer ทําให้สามารถประดิษฐ์รูปร่างและโครงสร้างที่ซับซ้อนได้
- วัสดุก่อสร้างอื่น ๆ : อัลตราซาวนด์ไฟฟ้ามีการใช้งานที่หลากหลายในการผลิตวัสดุก่อสร้างต่างๆ รวมถึงปูน ยาแนว ปูนปลาสเตอร์ และผลิตภัณฑ์ฉนวน Sonication สามารถปรับปรุงการกระจายตัวของสารเติมแต่งฟิลเลอร์และสารเสริมแรงเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างจุลภาคและความพรุนของวัสดุและเพิ่มคุณสมบัติทางความร้อนและทางกล โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพูดถึงการรวมตัวกันอย่างสม่ําเสมอของวัสดุนาโนการกระจายอัลตราโซนิกและ geagglomeration มีส่วนช่วยในคุณภาพและประสิทธิภาพของวัสดุก่อสร้างในการใช้งานทางสถาปัตยกรรมและโครงสร้างพื้นฐาน
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการกระจายตัวที่เหนือกว่าของวัสดุนาโนโดยใช้ sonication!
เครื่องโซนิคเตอร์ประสิทธิภาพสูงสําหรับการผลิต Geoppolymer
เครื่องสะท้อนเสียง Hielscher สามารถสร้างโพรงอากาศอะคูสติกที่รุนแรงซึ่งนําไปสู่การก่อตัวและการยุบตัวของฟองอากาศขนาดเล็กในตัวกลางที่เป็นของเหลว กระบวนการนี้ส่งผลให้เกิดการผสมและการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันของวัสดุสารตั้งต้น geopolymer ที่มีประสิทธิภาพสูง ทําให้มั่นใจได้ถึงการกระจายตัวของสารตั้งต้นที่สม่ําเสมอและปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรม Hielscher Ultrasonics สามารถให้แอมพลิจูดที่สูงมาก แอมพลิจูดสูงถึง 200μm สามารถทํางานต่อเนื่องได้อย่างง่ายดายในการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน การประมวลผลอย่างต่อเนื่องโดยใช้เซลล์การไหลอัลตราโซนิกช่วยให้สามารถ sonicate ปริมาณมากภายใต้สภาวะที่มีการควบคุมอย่างแม่นยํารับประกัน geopolymerization คุณภาพสูงอย่างต่อเนื่อง
อัลตราซาวนด์กระจายตัวสําหรับการสังเคราะห์ Geopolymer ในทุกระดับ: Hielscher นําเสนออุปกรณ์อัลตราโซนิกที่มีความจุพลังงานและปริมาณการประมวลผลที่แตกต่างกันช่วยให้สามารถปรับขนาดและปรับแต่งได้ตามความต้องการเฉพาะของกระบวนการผลิต geopolymer ไม่ว่าจะเป็นการทดลองในห้องปฏิบัติการเป็นชุดหรือการผลิตแบบอินไลน์ในระดับอุตสาหกรรมเครื่องสะท้อนเสียง Hielscher สามารถปรับให้เข้ากับความต้องการของการใช้งานที่แตกต่างกันได้
จุดแข็งของการประมวลผลอัลตราโซนิก – รวมถึงการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันที่เพิ่มขึ้นจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาเร่งการลดขนาดอนุภาคคุณสมบัติทางกลที่ดีขึ้นและความสามารถในการปรับขนาด – ทําให้ Hielscher เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพในการเพิ่มประสิทธิภาพการสังเคราะห์ geopolymer และพัฒนาวัสดุก่อสร้างที่ยั่งยืน นําเสนอข้อได้เปรียบที่แข็งแกร่งสําหรับการผลิต geopolymer เครื่องโซนิคเตอร์ Hielscher นําคุณไปสู่ระดับแนวหน้าของการผลิต geopolymer
- high efficiency
- เทคโนโลยีล้ําสมัย
- reliability & robustness
- adjustable, precise process control
- batch & inline
- for any volume
- intelligent software
- smart features (e.g., programmable, data protocolling, remote control)
- easy and safe to operate
- การบํารุงรักษาต่ํา
- CIP (clean-in-place)
Design, Manufacturing and Consulting – Quality Made in Germany
Hielscher ultrasonicators are well-known for their highest quality and design standards. Robustness and easy operation allow the smooth integration of our ultrasonicators into industrial facilities. Rough conditions and demanding environments are easily handled by Hielscher ultrasonicators.
Hielscher Ultrasonics is an ISO certified company and put special emphasis on high-performance ultrasonicators featuring state-of-the-art technology and user-friendliness. Of course, Hielscher ultrasonicators are CE compliant and meet the requirements of UL, CSA and RoHs.
The table below gives you an indication of the approximate processing capacity of our ultrasonicators:
Batch Volume | อัตราการไหล | Recommended Devices |
---|---|---|
10 to 2000mL | 20 to 400mL/min | UP200 ฮิต, UP400ST |
0.1 to 20L | 0.2 to 4L/min | UIP2000hdt |
10 to 100L | 2 to 10L/min | UIP4000hdT |
15 to 150L | 3 to 15L/min | UIP6000hdT |
n.a. | 10 to 100L/min | UIP16000 |
n.a. | larger | cluster of UIP16000 |
Contact Us! / Ask Us!
Literature / References
- Feng, D.; Tan, H.; van Deventer, J.S.J. )2004): Ultrasound enhanced geopolymerisation. Journal of Materials Science 39, 2004. 571–580.
- Almir Draganović, Antranik Karamanoukian, Peter Ulriksen, Stefan Larsson (2020): Dispersion of microfine cement grout with ultrasound and conventional laboratory dissolvers. Construction and Building Materials, Volume 251, 2020.
- Szelag M. (2017): Mechano-Physical Properties and Microstructure of Carbon Nanotube Reinforced Cement Paste after Thermal Load. Nanomaterials 7(9), 2017. 267.
- Peters, S.; Kraus, M.; Rößler, Christiane; Ludwig, H.-M. (2011): Workability of cement suspensions Using power ultrasound to improve cement suspension workability. Betonwerk und Fertigteil-Technik/Concrete Plant and Precast Technology. 77, 2011. 26-33.
- M.G. Hamed, A.M. El-Kamash & A. A. El-Sayed (2023): Selective removal of lead using nanostructured chitosan ion-imprinted polymer grafted with sodium styrene sulphonate and acrylic acid from aqueous solution. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 103:17, 5465-5482.
Facts Worth Knowing
Geopolymers คืออะไรและใช้ทําอะไร?
Geopolymers เป็นโพลีเมอร์อนินทรีย์หรือวัสดุอลูมิโนซิลิเกตที่โดยทั่วไปจะสังเคราะห์โดยการกระตุ้นอัลคาไลน์ของสารตั้งต้นอลูมิโนซิลิเกต เช่น เถ้าลอย ตะกรัน เมตาคาโอลิน หรือวัสดุธรรมชาติ เช่น เถ้าภูเขาไฟ พวกมันถูกสร้างขึ้นผ่านเครือข่ายโพลีเมอร์ของอะลูมิเนียมและซิลิกอนออกไซด์ โดยตัวกระตุ้นอัลคาไลน์มีบทบาทสําคัญในการเริ่มต้นปฏิกิริยาจีโอพอลิเมอไรเซชัน
วัสดุเหล่านี้ได้รับความสนใจในฐานะทางเลือกที่ยั่งยืนสําหรับคอนกรีตปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์แบบดั้งเดิม เนื่องจากคุณสมบัติที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและประสิทธิภาพทางวิศวกรรมที่ยอดเยี่ยม
Geopolymers ถูกนํามาใช้ในการใช้งานต่างๆ ได้แก่:
จีโอพอลิเมอร์ – ทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมแทนคอนกรีต
Geopolymers เป็นทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมแทนคอนกรีตแบบดั้งเดิมเนื่องจากมีลักษณะที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมหลายประการ ข้อได้เปรียบที่สําคัญของ geopolymer เป็นวัสดุก่อสร้างในการก่อสร้าง ได้แก่ การลดการปล่อยคาร์บอน การใช้ประโยชน์จากผลพลอยได้จากอุตสาหกรรม การอนุรักษ์พลังงานและน้ํา และความสามารถในการรีไซเคิลและความทนทาน เนื่องจากความตระหนักรู้เกี่ยวกับปัญหาสิ่งแวดล้อมยังคงเติบโตขึ้นทั่วโลก geopolymers จึงได้รับการยอมรับมากขึ้นว่าเป็นทางออกที่เป็นไปได้ในการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของวัสดุก่อสร้าง Sonication เป็นเทคนิคการผสมที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งช่วยให้สามารถผลิต geolpolymers ประสิทธิภาพสูงได้อย่างประหยัดในปริมาณมาก
- ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์: โดยทั่วไปแล้วจีโอโพลิเมอร์จะมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ต่ํากว่าเมื่อเทียบกับคอนกรีตปูนซีเมนต์พอร์ตแลนด์แบบดั้งเดิม การผลิตปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์เกี่ยวข้องกับกระบวนการเตาเผาที่มีอุณหภูมิสูง ซึ่งปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) จํานวนมาก ในทางตรงกันข้าม geopolymers สามารถสังเคราะห์ได้ที่อุณหภูมิที่ต่ํากว่ามาก บางครั้งที่อุณหภูมิห้อง ส่งผลให้ลดการใช้พลังงานและการปล่อย CO2 ระหว่างการผลิต
- การใช้ผลพลอยได้ทางอุตสาหกรรม: Geopolymers มักใช้ผลพลอยได้จากอุตสาหกรรม เช่น เถ้าลอย ตะกรัน และเมตาคาโอลินเป็นสารตั้งต้น วัสดุเหล่านี้มักถูกมองว่าเป็นของเสียจากอุตสาหกรรมอื่น ๆ และอาจต้องกําจัด ซึ่งก่อให้เกิดภาระต่อสิ่งแวดล้อม การรวมผลพลอยได้เหล่านี้เข้ากับ geopolymers ไม่เพียงแต่จะเบี่ยงเบนจากหลุมฝังกลบ แต่ยังช่วยลดความต้องการวัตถุดิบบริสุทธิ์ ซึ่งช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้อีก
- ลดการใช้พลังงาน: การผลิตจีโอพอลิเมอร์มักใช้พลังงานที่ต่ํากว่าเมื่อเทียบกับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ กระบวนการ Geopolymerization สามารถเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิที่ต่ํากว่า และอาจไม่ต้องใช้กระบวนการเผาอย่างละเอียดที่เกี่ยวข้องกับการผลิตปูนซีเมนต์ ส่งผลให้การใช้พลังงานลดลงและการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกี่ยวข้อง
- ความทนทานและอายุการใช้งานยาวนาน: Geopolymers สามารถแสดงคุณสมบัติความทนทานที่ดีเยี่ยม รวมถึงกําลังรับแรงอัดสูง การซึมผ่านต่ํา และความต้านทานต่อการกัดกร่อนของสารเคมี ด้วยเหตุนี้ โครงสร้างที่ทําจาก geopolymers อาจต้องการการบํารุงรักษาและซ่อมแซมน้อยกว่าตลอดอายุการใช้งานเมื่อเทียบกับคอนกรีตแบบดั้งเดิม อายุการใช้งานที่ยาวนานนี้ช่วยลดความจําเป็นในการสร้างใหม่หรือเปลี่ยนใหม่บ่อยครั้ง ซึ่งจะช่วยอนุรักษ์ทรัพยากรและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมโดยรวม
- ลดการใช้น้ํา: การผลิต Geopolymer มักใช้น้ําน้อยกว่าเมื่อเทียบกับคอนกรีตแบบดั้งเดิม กระบวนการผสมสําหรับจีโอพอลิเมอร์มักเกี่ยวข้องกับปริมาณน้ําน้อยที่สุด ซึ่งนําไปสู่การใช้น้ําที่ลดลงและลดความเครียดในทรัพยากรน้ํา
- การรีไซเคิลและนํากลับมาใช้ใหม่ได้: วัสดุ Geopolymer มักจะสามารถรีไซเคิลหรือนํากลับมาใช้ใหม่ได้เมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งาน ซึ่งแตกต่างจากคอนกรีตแบบดั้งเดิมซึ่งอาจต้องใช้กระบวนการที่ใช้พลังงานมากสําหรับการรีไซเคิลหรือการกําจัด geopolymers สามารถย่อยสลายและนํากลับมาใช้ใหม่โดยมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยลง