Ultrasonik Olarak Hızlandırılmış Alçı Kristalizasyonu
- Ultrasonik karıştırma ve dağıtma, alçıtaşının kristalleşmesini ve sertleşme reaksiyonunu hızlandırır (CaSO4・2 SAAT2O).
- Güç ultrasoniklerinin alçı bulamacına uygulanması, kristalleşmeyi hızlandırır ve böylece sertleşme süresini azaltır.
- Daha hızlı bir prizin yanı sıra, üretilen duvar levhaları azaltılmış bir yoğunluk sergiler.
- Takviye edici nano malzemelerin (örneğin CNT'ler, nano lifler veya silika) alçı içine ultrasonik olarak dağıtılması, yüksek mekanik mukavemet ve düşük gözeneklilik ile sonuçlanır.
Geliştirilmiş Alçı Üretimi için Ultrasonik
Kalsiyum sülfat hemihidrat ve suyun sertleşme reaksiyonunu başlatmak için, homojen bir bulamaç hazırlanacak şekilde kalsiyum sülfat hemihidrat suya eşit olarak dağıtılmalıdır. Ultrasonik dispersiyon, parçacıkların tamamen ıslanmasını sağlar, böylece tam bir hemihidrat hidrasyonu elde edilir. Alçı bulamacının ultrasonik olarak karıştırılması, hızlandırılmış bir kristalleşme nedeniyle sertleşme süresini hızlandırır.
Hızlandırıcılar ve takviye edici nano malzemeler gibi ek bileşenler de alçı bulamacına çok eşit bir şekilde karıştırılabilir.
Ultrasonik Dispersiyonun Çalışma Prensibi
Yüksek güçlü ultrason bir sıvı veya bulamaç içine bağlandığında, ultrasonik olarak üretilen kavitasyon meydana gelir. ultrasonik kavitasyon yüksek kesme kuvvetleri, sıvı jetleri, mikro türbülanslar, yüksek sıcaklıklar, başarılı ısıtma ve soğutma hızlarının yanı sıra yüksek basınçlar dahil olmak üzere yerel olarak aşırı koşullar yaratır. Bu kavitasyonel kesme kuvvetleri, moleküller arasındaki bağlanma kuvvetlerinin üstesinden gelir, böylece tek parçacıklar olarak topaklanır ve dağılır. Ayrıca, parçacıklar kavitasyonel sıvı jetleri tarafından hızlandırılır, böylece birbirleriyle çarpışırlar ve böylece nano veya hatta birincil parçacık boyutuna ayrılırlar. Bu fenomen şu şekilde bilinir: ultrasonik ıslak frezeleme.
Güç ultrasonu, çözeltide çekirdeklenme bölgeleri oluşturur, böylece hızlandırılmış bir kristalleşme elde edilir.
Sonokristalizasyon hakkında daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayın – Ultrasonik destekli kristalizasyon!
endüstriyel ultrasonik dağıtıcı
Katkı Maddelerinin Ultrasonik Dispersiyonu
Birçok kimyasal işlemde, sonikasyon, geciktirici maddeler (örneğin proteinler, organik asitler), viskozite değiştiriciler (örneğin süperplastikleştiriciler), yanma önleyici maddeler, borik asit, suya dayanıklı kimyasallar (örneğin polisiloksanlar, balmumu emülsiyonları), cam elyafları, yangına dayanıklı arttırıcılar (örneğin vermikülit, killer ve / veya füme silika), polimerik bileşikler (örneğin PVA, PVOH) ve diğer geleneksel katkı maddeleri gibi katkı maddelerini karıştırmak için kullanılır. priz tipi derz bileşikleri ve alçı çimentoları ve priz süresini azaltmak için.
Katkı maddelerinin ultrasonik karıştırılması ve harmanlanması hakkında daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayın!
Endüstriyel Ultrasonik Sistemler
Hielscher Ultrasonics, tezgah üstü ve endüstriyel uygulamalar için yüksek güçlü ultrasonik sistemlerin en iyi tedarikçisidir. Hielscher güçlü ve sağlam endüstriyel ultrasonik işlemciler sunar. Bizim UIP16000 (16kW) dünya çapında en güçlü ultrasonik işlemcidir. Bu 16kW ultrason sistemi, büyük hacimlerde hatta yüksek viskoziteli bulamaçları (10.000 cp'ye kadar) kolayca işler. 200μm'ye kadar (ve istek üzerine daha yüksek) yüksek genlikler, istenen dispersiyon, deaglomerasyon ve frezeleme seviyesinin elde edilmesi için malzemenin uygun şekilde işlenmesini sağlar. Bu yoğun sonikasyon, hızlı ayar oranları ve üstün alçı ürünleri için nano parçacıklı bulamaçlar üretir.
Hielscher'ın ultrasonik ekipmanının sağlamlığı, ağır hizmet ve zorlu ortamlarda 7/24 çalışmaya izin verir.
Aşağıdaki tablo size ultrasonicators'ımızın yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesini verir:
| Numune Hacmi | Akış Oranı | Önerilen Cihaz |
|---|---|---|
| 10 - 2000mL | 20 - 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 - 20L | 0,2 - 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 - 100L | 2 - 10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10 - 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | daha büyük | grubu UIP16000 |
Ultrasonik işleme konusundaki uzun deneyimimiz, ilk fizibilite çalışmalarından sürecin endüstriyel ölçekte uygulanmasına kadar müşterilerimize danışmanlık yapmamıza yardımcı olur.
Literatür/Referanslar
- Peters, S.; Stöckigt, M.; Rössler, Bölüm (2009): Power-Ultrasonun Portland Çimentosu Hamurlarının Akışkanlığı ve Prizi Üzerindeki Etkisi; 17. Uluslararası Yapı Malzemeleri Konferansı 23 – 26 Eylül 2009, Weimar.
- Rössler, Ch. (2009): Einfluss von Power-Ultraschall auf das Fließ- und Erstarrungsverhalten von Zementsuspensionen; İçinde: Tagungsband der 17. Internationalen Baustofftagung ibausil, Hrsg. Finger-Institut für Baustoffkunde, Bauhaus-Universität Weimar, S. 1 – 0259 – 1 – 0264.
- Zhongbiao, Adam; Chen, Yuehui; Yang, Miao (2012): Kalsiyum sülfat bıyık/doğal kauçuk kompozitlerin hazırlanması ve özellikleri. İleri Malzeme Araştırması vol. 549, 2012. 597-600.
Bilmeye Değer Gerçekler
Alçıpan Üretimi
Alçı levhanın üretim sürecinde, sulu bir kalsine alçı bulamacı – Kalsiyum sülfat hemihidrat olarak adlandırılır – üst ve alt kağıt tabakaları arasına yayılır. Bu şekilde oluşturulan ürün, bulamaç sertleşene kadar bir konveyör bandı üzerinde sürekli olarak hareket ettirilmelidir. Levha daha sonra alçı levhadaki fazla su buharlaşana kadar kurutulur. Alçı duvar levhası üretiminde, üretim sürecini veya levhanın kendisini geliştirmek için bulamaca çeşitli maddeler eklendiği bilinmektedir. Örneğin, son duvar kaplamasının yoğunluğunu azaltan bir havalandırma derecesi sağlamak için köpürtücü maddeler ekleyerek bulamacın ağırlığını hafifletmek olağandır.
kalsiyum sülfat
Kalsiyum sülfat (veya kalsiyum sülfat), CaSO formülüne sahip inorganik bir bileşiktir4 ve ilgili hidratlar. Susuz γ-anhidrit formunda, genel amaçlı bir kurutucu olarak kullanılır. CaSO'nun belirli bir hidratı4 Paris'in alçısı olarak bilinir. Bir diğer önemli hidrat, doğal olarak bir mineral olarak oluşan alçıtaşıdır. Özellikle alçı, endüstriyel uygulamalar için, örneğin yapı malzemesi, dolgu maddesi, polimerler vb. için yaygın olarak kullanılmaktadır. CaSO'nun her türlü4 beyaz katılar olarak görülür ve suda neredeyse hiç çözünmezler. Kalsiyum sülfat suda kalıcı sertliğe neden olur.
İnorganik bileşik CaSO4 üç hidrasyon seviyesinde meydana gelir:
- Susuz durum (mineral adı: “anhidrit”) CaSO formülü ile4.
- Dihidrat (mineral adı: “alçı”) CaSO formülü ile4(H2O)2.
- CaSO formülü ile hemihidrat4(H22O)0.5. Spesifik hemihidratlar, alfa-hemihidrat ve beta-hemihidrat olarak ayırt edilebilir.
Hidrasyon ve Dehidrasyon Reaksiyonları
Isı uygulandığında, alçı kısmen susuz kalmış bir minerale dönüşür – kalsiyum sülfat hemihidrat, kalsine alçı veya Paris'in alçısı. Kalsine alçı CaSO formülüne sahiptir4· (nH2O), burada 0.5 ≤ n ≤ 0.8. 100°C ile 150°C (212°F) arasındaki sıcaklıklar – 302 ° F) yapısında bağlı olan suyu çıkarmak için gereklidir. Kesin ısıtma sıcaklığı ve süresi ortam nemine bağlıdır. Endüstriyel kalsinasyon için 170 ° C'ye (338 ° F) kadar yüksek sıcaklıklar uygulanır. Ancak bu sıcaklıklarda γ-anhidrit oluşumu başlar. Bu sırada alçıya verilen ısı enerjisi (hidrasyon ısısı), su gidene kadar yavaşça yükselen, daha sonra daha hızlı artan mineralin sıcaklığını arttırmak yerine, suyu (su buharı olarak) uzaklaştırmaya gitme eğilimindedir. Kısmi dehidrasyon için denklem aşağıdaki gibidir:
Bu reaksiyonun endotermik özelliği, konut ve diğer yapılara yangına dayanıklılık sağlayan alçıpanın performansı ile ilgilidir. Bir yangında, bir alçıpan levhanın arkasındaki yapı, alçıdan su kaybedildiğinden nispeten soğuk kalacak, böylece çerçevenin hasar görmesini (ahşap elemanların yanması veya yüksek sıcaklıklarda çeliğin mukavemet kaybı yoluyla) ve bunun sonucunda yapısal çökmeyi önleyecek ve geciktirecektir. Daha yüksek sıcaklıklarda, kalsiyum sülfat oksijeni serbest bırakır ve böylece oksitleyici ajan olarak işlev görür. Bu malzeme özelliği alüminotermide kullanılır. Rehidre edildiğinde basitçe sıvı veya yarı sıvı macunlar oluşturan veya toz halinde kalan çoğu mineralin aksine, kalsine alçı alışılmadık bir özelliğe sahiptir. Ortam sıcaklığında su ile karıştırıldığında, fiziksel olarak iken kimyasal olarak tercih edilen dihidrat formuna geri döner. “ayar” Aşağıdaki denklemde gösterildiği gibi sert ve nispeten güçlü bir alçı kristal kafes içine:
Bu ekzotermik reaksiyon, alçıtaşının alçıpanlar için levhalar, kara tahta tebeşir için çubuklar ve kalıplar (örneğin kırık kemikleri hareketsiz hale getirmek veya metal dökümler için) dahil olmak üzere çeşitli şekillerde dökülmesini çok kolaylaştırır. Polimerlerle karıştırılarak kemik onarım çimentosu olarak kullanılmıştır.
180 ° C'ye ısıtıldığında, γ-anhidrit (CaSO4·nH2O burada n = 0 ila 0.05), oluşur. γ-Anhidrit, dihidrat durumuna geri dönmek için su ile sadece yavaş reaksiyona girer, böylece ticari kurutucu olarak yaygın olarak kullanılır. 250°C'nin üzerine ısıtıldığında, tamamen susuz β-anhidrit formu oluşur. β-anhidrit, çok ince öğütülmedikçe, jeolojik zaman ölçeklerinde bile su ile reaksiyona girmez.
alçı
Alçı, duvarlar, tavanlar için koruyucu ve/veya dekoratif kaplama malzemesi olarak ve dekoratif yapı elemanlarının kalıplanması, kalıplanması ve dökümü için kullanılan bir yapı malzemesidir.
Sıva, kabartma süslemeler üretmek için kullanılan alçı işidir.
En yaygın sıva türleri, ana bileşen olarak alçı, kireç veya çimentodan formüle edilir. Alçı kuru bir toz (alçı tozu) olarak üretilir. Toz su ile karıştırıldığında sert fakat uygulanabilir bir macun oluşur. Su ile ekzotermik reaksiyon, bir kristalleşme işlemi yoluyla ısıyı serbest bırakır, daha sonra hidratlı sıva sertleşir.
alçı sıva
Alçı sıva veya Paris sıvası, alçının ısıl işlemiyle (yaklaşık 300 ° F / 150 ° C) üretilir:
CaSO (İngilizce)42 SAAT2O + ısı → CaSO4·0,5 SAAT2O + 1.5H2O (steam olarak piyasaya sürüldü).
Alçı, kuru tozun su ile karıştırılmasıyla yeniden şekillendirilebilir. Değiştirilmemiş sıva ayarını başlatmak için kuru toz su ile karıştırılır. Yaklaşık 10 dakika sonra, ayar reaksiyonu başlar ve yaklaşık 45 dakika sonra sonlandırılır. Bununla birlikte, yaklaşık 72 saat sonra tam bir alçı ayarına ulaşılır. Alçı veya alçı 266 ° F / 130 ° C'nin üzerinde ısıtılırsa, hemihidrat oluşur. Hemihidrat tozu, suda dağıldığında alçı taşına da dönüştürülebilir.