Зондові магнітоли часто використовуються для деагломерації частинок цементу. Цей метод усуває потребу в шліфувальних середовищах, спрощує процес, роблячи непотрібною фільтрацію та інтенсивне очищення, а також забезпечує ефективне зменшення розміру частинок. Крім того, ультразвукова система зменшує залежність від диспергаторів і використовує більш компактне, енергоефективне обладнання, що робить її дуже вигідним рішенням для диспергування частинок цементу та деагломерації.

Переваги ультразвукової деагломерації частинок цементу

Цемент є одним з найважливіших матеріалів у будівництві, широко використовується завдяки своїм сполучним властивостям. Однак досягнення оптимальних характеристик вимагає рівномірного розподілу частинок, оскільки агломеровані частинки можуть негативно вплинути на експлуатаційні характеристики цементу. Ультразвукова деагломерація стала потужним методом для вирішення цієї проблеми.

Ультразвукова деагломерація цементу використовує потужні ультразвукові хвилі для розщеплення скупчень частинок, пропонуючи численні переваги:

• Підвищена дисперсія частинок: Ультразвукова деагломерація ефективно диспергує частинки цементу, забезпечуючи рівномірний розподіл частинок за розміром. Ця однорідність має вирішальне значення для досягнення стабільної міцності та довговічності цементних матеріалів.
• Покращена гідратація: Збільшена площа поверхні деагломерованих частинок посилює процес гідратації, що призводить до кращого зчеплення та вищої міцності кінцевого продукту. Поліпшена гідратація також знижує ризик неповних реакцій і слабких місць в цементній матриці.
• Підвищена технологічність: Добре дисперсні частинки цементу призводять до більш оброблюваної суміші, що полегшує змішування, заливання та фінішну обробку. Ця покращена технологічність може призвести до швидшого часу будівництва та зниження витрат на оплату праці.
• Покращені механічні властивості: Ультразвукова деагломерація сприяє розвитку більш щільної і однорідної мікроструктури в матеріалах на основі цементу. Це призводить до покращення механічних властивостей, таких як міцність на стиск і розтяг.
• Зменшення використання присадок: Досягаючи кращого диспергування за рахунок ультразвукової деагломерації, можна звести до мінімуму потребу в хімічних диспергаторах та інших добавках. Це не тільки знижує витрати, але й зменшує вплив виробництва цементу на навколишнє середовище.
• Економічна ефективність: Незалежно від початкових інвестицій в ультразвуковий апарат промислового класу, довгострокові переваги покращення якості продукції, зменшення використання добавок і підвищення продуктивності роблять його економічно ефективним рішенням для цементної промисловості.

Порівняльний огляд: кульове фрезерування проти ультразвукової деагломерації частинок цементу

Порівняльний аспект	Кульове фрезерування для частинок цементу	Ультразвукова деагломерація частинок цементу
Метод	Використовує сталеві або кремнеземні кульки як шліфувальні середовища	Використовує ультразвукові хвилі високої інтенсивності для створення акустичної кавітації та сономеханічних сил зсуву
Заміна шліфувальних тіл	Часта заміна сталевих або кремнеземних кульок	Відсутність шліфувальних тіл, що виключає витрати на заміну
Фільтрація після обробки	Необхідний для фільтрації шліфувальних тіл	Не потрібно, спрощуючи процес
Вимоги до прибирання	Трудомістке і трудомістке очищення фрезерних середовищ і камери	Мінімальне очищення, ультразвукові зонди простіші в обслуговуванні
Ефективність у діапазоні дрібних частинок	Неефективний для частинок в 0 – Діапазон 100 мкм, трудомісткий	Висока ефективність для дрібних розмірів частинок, включаючи 0 – Діапазон 100 мкм
Вимоги до диспергаторів	Потрібна велика кількість диспергатора	Зменшення потреби в диспергаторах завдяки потужним силам кавітації та зсуву
Характеристики обладнання	Великий, громіздкий, енергонеефективний, вимагає ретельного обслуговування та чищення	Компактний, енергоефективний, не потребує обслуговування, простіший у використанні та безпечний в експлуатації

Приклад з практики: дисперсія мікродисперсного цементного розчину з ультразвуковими міксерами

Дослідницька група під керівництвом Драгановича представляє комплексне дослідження дисперсності мікродисперсного цементного розчину за допомогою ультразвукової технології в порівнянні зі звичайними лабораторними розчинниками. У дослідженні особлива увага приділяється продуктивності ультразвукового апарату UP400St по відношенню до традиційних методів дисперсії затирання.

Дослідники провели серію експериментів, використовуючи різні методи дисперсії для оцінки розподілу частинок за розміром (PSD) і дзета-потенціалу мікродисперсних частинок цементу. Оцінені методи включають ультразвукове лікування за допомогою ультразвукового апарату UP400St, високошвидкісні лабораторні розчинники та комбінацію обох методів.

Отримані результати показують, що ультразвукове диспергування за допомогою соніка UP400St значно покращує розподіл частинок за розміром у порівнянні зі звичайними лабораторними розчинниками. Звуковик UP400St ефективно пом'якшує агломерацію мікродисперсних частинок цементу, утворюючи більш однорідну і стабільну суспензію затірки. Ультразвукова обробка покращує розподіл менших частинок, що призводить до вужчого діапазону розподілу частинок за розміром.
 

 
Крім того, поєднання ультразвуку зі звичайними лабораторними дисольверами підвищує ефективність диспергування, досягаючи навіть більш тонкого розподілу частинок за розміром, ніж тільки ультразвукове лікування. Ця комбінація дозволяє краще контролювати PSD і дзета-потенціал мікродисперсного цементного розчину в періодичних операціях. У системах з безперервним потоком суспензія частинок автоматично проходить через зону кавітаційної гарячої точки, роблячи додаткове перемішування непотрібним.

Дослідження підкреслює чудову ефективність ультразвукового апарату UP400St у диспергуванні мікродисперсного цементного розчину. Ультразвукова терапія, особливо в поєднанні зі звичайними лабораторними розчинниками, пропонує ефективний і дієвий метод досягнення однорідної і стабільної суспензії мікродисперсних частинок цементу.

Це дослідження забезпечує детальне порівняння між ультразвуком і звичайними методами дисперсії, підкреслюючи чудову ефективність ультразвуку в дисперсії розчину.
(пор. Драганович та ін., 2020)
 

 

Застосування ультразвукових апаратів у цементній промисловості

Використання сприятливих ефектів ультразвуку високої потужності при деагломерації частинок цементу та цементних розчинів відкриває численні сфери застосування в цементній промисловості, що дозволяє покращити характеристики матеріалів та якість кінцевої продукції.

• Мокре подрібнення частинок цементу: Ультразвукова обробка зондового типу є високоефективним та енергоефективним методом подрібнення частинок цементу. Дізнайтеся більше про ультразвукове мокре помелування цементу!
• Виробництво високоефективного бетону: Звукові апарати зондового типу використовуються для виробництва високоефективного бетону шляхом забезпечення рівномірного дисперсування дрібнодисперсних частинок цементу та додаткових цементних матеріалів, таких як зола та дим кремнезему. Це призводить до отримання бетону з чудовими механічними властивостями та довговічністю.
• Розробка нанокомпозитів: У дослідженнях і розробках ультразвукові апарати зондового типу полегшують включення наночастинок у цементні матриці, створюючи нанокомпозити з покращеними властивостями, такими як підвищена міцність, в'язкість і стійкість до деградації навколишнього середовища.
• Оптимізація продуктивності присадок: Ультразвукова деагломерація допомагає оптимізувати продуктивність хімічних добавок, таких як суперпластифікатори та повітровтягуючі агенти, шляхом забезпечення їх рівномірного розподілу в цементній матриці. Це призводить до підвищення технологічності та продуктивності кінцевого продукту.

Високоефективні ультразвукові апарати для диспергування та деагломерації цементу

Ультразвукова деагломерація з використанням зондових магнітофонів дає значні переваги для цементної промисловості. Посилюючи дисперсію частинок, покращуючи гідратацію та підвищуючи оброблюваність, ці пристрої сприяють виробництву високоякісних цементних матеріалів. Точне керування, масштабованість і універсальність зондових магнітофонів роблять їх цінними інструментами як для досліджень, так і для промислового застосування, стимулюючи інновації та ефективність у виробництві цементу.

Hielscher Ultrasonic поставляє високопродуктивні ультразвукові апарати будь-якого рівня потужності для обробки частинок цементу та цементного розчину від невеликих партій для досліджень + розробок до високопродуктивних для промислової деагломерації цементу у виробничих масштабах.

Проектування, виробництво та консалтинг – Якість зроблено в Німеччині

Ультразвукові апарати Hielscher добре відомі своїми найвищими стандартами якості та дизайну. Надійність і простота експлуатації дозволяють плавно інтегрувати наші ультразвукові апарати в промислові об'єкти. З важкими умовами та вимогливими умовами легко справляються ультразвукові апарати Hielscher.

Hielscher Ultrasonics є сертифікованою компанією ISO і приділяє особливу увагу високопродуктивним ультразвуковим апаратам, які відрізняються найсучаснішими технологіями та зручністю для використання. Звичайно, ультразвукові апарати Hielscher відповідають вимогам CE та відповідають вимогам UL, CSA та RoHs.

Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів: