Ультразвукова прискорена гіпсова кристалізація
- Ультразвукове змішування та диспергація прискорює кристалізацію та встановлення реакції гіпсу (CaSO4· 2H2O).
- Застосування енергетичної ультразвукової системи до гіпсової суспензії прискорює кристалізацію, тим самим зменшуючи час встановлення.
- Окрім більш швидкого налаштування, виготовлені стінні дошки демонструють зменшену щільність.
- Ультразвукове розсіювання армованих наноматеріалів (наприклад, УНТ, нано-волокна або кремнезему) у гіпс забезпечує високу механічну міцність і низьку пористість.
Ультрасоніки для поліпшення виробництва гіпсу
Щоб ініціювати реакцію встановлення гелігідрату сульфату кальцію та води, полугідрат сульфату кальцію повинен бути рівномірно розподілений у воду, щоб одержати гомогенну суспензію. Ультразвукова дисперсія гарантує, що частинки повністю змочуються так, що досягається повна гідратація полугідрату. Ультразвукове змішування гіпсової суспензії прискорює час встановлення завдяки прискореній кристалізації.
Додаткові інгредієнти, такі як акселератори та арматурні наноматеріали, можуть бути дуже рівномірно суміщені в гіпсові шлаки.
Робочий принцип ультразвукового розсіювання
Коли ультразвук високої потужності з'єднаний у рідину або суспензію, відбувається ультразвукова кавітація. ультразвукова кавітація створює локально екстремальні умови, включаючи високі зсувні сили, рідкі струми, мікро турбулентність, високі температури, температура підігріву та охолодження, а також високий тиск. Ці сили кавітаційного зсуву перемагають сили зв'язків між молекулами, з тим щоб вони були деагломераті та дисперговані як одиночні частинки. Крім того, частинки прискорюються кавітаційними рідкими струменями, так що вони стикаються один з одним і, таким чином, розбиваються на нано або навіть на первинні розміри частинок. Це явище відоме як Ультразвукове мокро-фрезерування.
Ультразвук потужності створює місця розселення в розчині, щоб досягти прискореної кристалізації.
Натисніть тут, щоб дізнатись більше про сонокристалізацію – ультразвукова кристалізація!
Промисловий ультразвуковий розсіювач
Ультразвукова дисперсія добавок
У багатьох хімічних процесах ультразвуком використовують для змішування добавок, таких як затримуючі агенти (наприклад, білки, органічні кислоти), модифікатори в'язкості (наприклад, надпластифікатори), протизапальні речовини, борна кислота, водостійкі хімікати (наприклад, полісилоксани, воскові емульсії), полімерні сполуки (наприклад, PVA, PVOH) та інші звичайні добавки до складу для поліпшення складу штукатурки, сполук з'єднувального типу та гіпсових цементів та щоб зменшити час налаштування.
Натисніть тут, щоб дізнатися більше про ультразвукове змішування та змішування добавок!
промислові ультразвукові системи
Hielscher Ultrasonics є вашим найбільшим постачальником ультразвукових систем високої потужності для верстатів та промислових застосувань. Hielscher пропонує потужні та надійні промислові ультразвукові процесори. Наша UIP16000 (16 кВт) - найпотужніший ультразвуковий процесор у всьому світі. Ця ультразвукова система 16кВт легко обробляє великі обсяги навіть дуже в'язких шламів (до 10 000 cp). Висока амплітуда до 200мкм (і вище за бажанням) забезпечує правильну обробку матеріалу для досягнення бажаного рівня дисперсії, деагломерації та фрезерування. Ця інтенсивна ультразвукова обробка виробляє наночастинкові шлаки для швидкого встановлення та високоякісних виробів з гіпсу.
Універсальність ультразвукового обладнання Хілеша дозволяє працювати 24 години на добу і 7 днів у важкій робочій зоні.
У таблиці нижче наведено приблизну потужність обробки наших ультразвукових пристроїв:
| пакетний Обсяг | швидкість потоку | Рекомендовані пристрої |
|---|---|---|
| Від 10 до 2000мл | Від 20 до 400мл / хв | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 до 20 л | 0.2 до 4л / хв | UIP2000hdT |
| Від 10 до 100 л | Від 2 до 10 л / хв | UIP4000 |
| застосовується | Від 10 до 100 л / хв | UIP16000 |
| застосовується | більший | кластер UIP16000 |
Наш багаторічний досвід ультразвукової обробки допомагає нам проконсультуватися з нашими клієнтами від перших техніко-економічних обґрунтувань до впровадження процесу в промисловому масштабі.
Література / Довідники
- Пітерс, С .; Stöckigt, M .; Rössler, Ch. (2009): Вплив Power-УЗД на плавність і встановлення портландцементних паст; на: 17-та Міжнародна конференція з будівельних матеріалів 23-26 вересня 2009 року, м. Веймар.
- Rössler, Ch. (2009): Einfluss von Power-Ultraschall auf das Fließ- und Erstarrungsverhalten von Zementsuspensionen; в: Tagungsband der 17. Internationalen Baustofftagung ibausil, Hrsg. Finger-Institut für Baustoffkunde, Bauhaus-Universität Weimar, S. 1 - 0259 - 1 - 0264.
- Чжунбьяо, Людина; Чень, Ююй; Ян, Мяо (2012): Препарат та властивості вуглецю сульфату кальцію / композиції з натурального каучуку. Розширений матеріал дослідження vol. 549, 2012. 597-600.
Факти варті знати
Виробництво гіпсокартону
Протягом процесу виготовлення гіпсокартону - водну суспензію прокаленого гіпсу – так званий полугідрат сульфату кальцію – розповсюджується між верхньою та нижньою сторінками паперу. Створений таким чином продукт повинен постійно переміщатись на конвеєрний ремінь, поки не буде встановлена суспензія. Лист висушується до тих пір, поки надлишок води в гіпсокартоні випарується. У виробництві гіпсокартону, як відомо, до суспензії додають різні речовини для посилення процесу виробництва або самої дошки. Наприклад, звичайно, щоб полегшити вагу суспензії за рахунок включення піноутворюючих речовин, щоб забезпечити ступінь аерації, яка знижує щільність остаточної стінки.
Сульфат кальцію
Сульфат кальцію (або сульфат кальцію) є неорганічною сполукою з формулою CaSO4 і споріднені гідрати. У безводній формі γ-ангіриди, він використовується як осушувач загального призначення. Особливий гідрат CaSO4 відомий як штукатурка Парижа. Іншим важливим гідратом є гіпс, який природним чином зустрічається як мінерал. Особливо гіпс широко використовується для промислових застосувань, наприклад, як будівельний матеріал, наповнювач, полімери тощо. Всі форми CaSO4 з'являються як білі тверді речовини і важко розчиняються у воді. Сульфат кальцію викликає постійну твердість у воді.
Неорганічна сполука CaSO4 відбувається в трьох рівнях гідратації:
- безводний стан (мінеральне найменування: “ангідрит”) з формулою CaSO4.
- дигідрат (назва мінералу: “гіпс”) з формулою CaSO4(H2O)2.
- полугідрат з формулою CaSO4(H22O) 0.5. Специфічні гемгідрати можна відрізнити як альфа-гемігідрат та бета-гемігідрат.
Реакції гідратації та зневоднення
При нанесенні тепла гіпс перетворюється на частково зневоднений мінерал – так званий полугідрат сульфату кальцію, просочений гіпс або штукатурка Парижа. Кальцинований гіпс має формулу CaSO4· (NH2O), де 0,5 ≤ n ≤ 0,8. Температура між 100 ° С і 150 ° С (212 ° F – 302 ° F) необхідні для видалення води, яка пов'язана в її структурі. Точна температура і час нагрівання залежать від вологості навколишнього середовища. Температури, що досягають 170 ° С (338 ° F), застосовуються для промислового прокалювання. Проте при цих температурах починається утворення γ-ангідриту. Теплова енергія, що доставляється до гіпсу в цей час (теплота гідратації), як правило, йде у відведення води (як водяної пари), а не підвищує температуру мінералу, який повільно піднімається, поки вода не пройде, потім збільшується більш швидко . Рівняння для часткової дегідратації полягає в наступному:
Ендотермічна властивість цієї реакції має значення для виконання гіпсокартону, що забезпечує вогнестійкість житлових та інших споруд. У вогні конструкція за аркушем гіпсокартону залишатиметься відносно прохолодною, оскільки вода втрачається з гіпсу, таким чином запобігаючи та гальмуючи пошкодження каркасу (через згоряння деревних елементів або втрату міцності сталі при високих температурах) і, відповідно, структурні колапс При підвищеній температурі сульфат кальцію вивільняє кисень і таким чином діє як окислювач. Ця матеріальна характеристика використовується в алюмотермії. На відміну від більшості мінералів, які при регідратації просто утворюють рідкі або напівжирні пасти, або залишаються порошкоподібними, просочений гіпс має незвичайну властивість. При змішуванні з водою при температурі навколишнього середовища він хімічно повертається до бажаної форми дигідрату, хоча це фізично “налаштування” в жорстку і відносно сильну кристалічну решітку гіпсу, як показано у рівнянні нижче:
Ця екзотермічна реакція робить так легко виливати гіпс у різні форми, включаючи листи для гіпсокартону, палички для чорної дошки та форм (наприклад, для іммобілізації зламаних кісток або для лиття металів). Змішаний з полімерами, він використовувався як цемент для ремонту кістки.
При нагріванні до 180 ° С, майже безводної форми, так званий γ-ангідрит (CaSO4· NH2O, де n = 0 до 0,05) утворюється. γ-ангидрит реагує лише повільно з водою, щоб повернутися до стану дигідрату, так що він широко використовується як комерційний осушувач. При нагріванні вище 250 ° С відбувається абсолютно безводна форма β-ангіридиту. β-ангидрит не реагує з водою, навіть за геологічними періодами часу, за винятком дуже тонких умов.
Гіпс
Гіпс - це будівельний матеріал, який використовується як захисний та / або декоративний матеріал покриття для стін, стелі, а також для формування та формування та лиття декоративних будівельних елементів.
Штукатурка це штукатурка, яка використовується для виготовлення рельєфних прикрас.
Найпоширеніші види штукатурки складаються з гіпсу, вапна або цементу як основного інгредієнта. Штукатурка випускається у вигляді сухого порошку (гіпсовий порошок). Коли порошок змішується з водою, формується жорстка, але працездатна паста. Екзотермічна реакція з водою звільняє тепло через процес кристалізації, після чого гідратована штукатурка твердне.
Гіпсова штукатурка
Гіпсова штукатурка або штукатурка Парижу виготовляється термічною обробкою (близько 300 ° F / 150 ° С) гіпсу:
CaSO4· 2H2O + тепла → CaSO4· 0.5H2O + 1.5H2O (випущений як пара).
Гіпс може бути перероблений шляхом змішування сухого порошку з водою. Щоб розпочати встановлення незміненої штукатурки, сухий порошок змішується з водою. Після прибл. 10 хвилин, реакція налаштування встановлюється і завершується після прибл. 45 хвилин. Проте повна установка гіпсу досягається після прибл. 72 години. Якщо штукатурка або гіпс нагрівається вище 266 ° С / 130 ° С, утворюється полугідрат. Гемігідратний порошок також може бути перетворений у гіпс, коли диспергований у воді.