Kuchli ultratovush yordamida sement zarrachalarini deagglomeratsiya qilish
Zond turidagi sonikatorlar sement zarrachalarini deagglomeratsiya qilish uchun tez-tez qoʻllaniladi. Bu usul maydalovchi jismlarga boʻlgan ehtiyojni yoʻqotadi, filtrlash va intensiv tozalashni keraksiz qilib, jarayonni soddalashtiradi hamda zarrachalar oʻlchamini samarali kichraytiradi. Bundan tashqari, ultratovush bilan ishlov berish dispersantlarga bogʻliqlikni kamaytiradi va yanada ixcham, energiya tejamkor uskunalardan foydalanadi, shu sababli sement zarrachalarini dispersiyalash va deagglomeratsiya qilish uchun juda afzallikli yechim hisoblanadi.
Sement zarrachalarini ultratovush bilan deagglomeratsiya qilishning afzalliklari
Sement qurilishdagi eng zarur materiallardan biri boʻlib, bogʻlovchi xususiyatlari tufayli keng qoʻllaniladi. Biroq optimal xususiyatlarga erishish uchun zarrachalarning bir tekis taqsimlanishi talab etiladi, chunki agglomeratsiyalangan zarrachalar sement xususiyatlariga salbiy taʼsir koʻrsatishi mumkin. Ultratovushli deagglomeratsiya ushbu muammoni hal qilishning kuchli usuli sifatida namoyon boʻldi.
Sement zarrachalarini katta hajmda deagglomeratsiya qilish uchun sanoat sonikatorlari.
- Zarrachalarning yaxshiroq dispersiyalanishi: Ultratovushli deagglomeratsiya sement zarrachalarini samarali dispersiyalab, zarrachalar oʻlchamining bir tekis taqsimlanishini taʼminlaydi. Bu bir xillik sementli materiallarda barqaror mustahkamlik va uzoq muddatli chidamlilikka erishish uchun juda muhim.
- Yaxshilangan gidratatsiya: Deagglomeratsiyalangan zarrachalarning ortgan sirt maydoni gidratatsiya jarayonini yaxshilaydi, bu esa yakuniy mahsulotda yaxshiroq bogʻlanish va yuqoriroq mustahkamlikka olib keladi. Yaxshilangan gidratatsiya, shuningdek, sement matritsasidagi toʻliq yakunlanmagan reaksiyalar va zaif joylar xavfini kamaytiradi.
- Ishlov berish qulayligining oshishi: Yaxshi dispersiyalangan sement zarrachalari ishlov berish qulayroq boʻlgan aralashma hosil qiladi, uni aralashtirish, quyish va sirtiga yakuniy ishlov berishni osonlashtiradi. Ishlov berish qulayligining bunday yaxshilanishi qurilish muddatlarining qisqarishi va mehnat xarajatlarining kamayishiga olib kelishi mumkin.
- Yaxshilangan mexanik xususiyatlar: Ultratovushli deagglomeratsiya sement asosidagi materiallarda zichroq va bir jinsliroq mikrostrukturaning rivojlanishiga yordam beradi. Natijada siqilish va choʻzilishga mustahkamlik kabi mexanik xususiyatlar yaxshilanadi.
- Qoʻshimchalardan foydalanishning kamayishi: Ultratovushli deagglomeratsiya orqali yaxshiroq dispersiyalanishga erishish kimyoviy dispersantlar va boshqa qoʻshimchalarga boʻlgan ehtiyojni eng kam darajaga tushirish imkonini beradi. Bu nafaqat xarajatlarni kamaytiradi, balki sement ishlab chiqarishning atrof-muhitga taʼsirini ham pasaytiradi.
- Iqtisodiy samaradorlik: Sanoat darajasidagi ultratovush qurilmasiga kiritiladigan dastlabki sarmoyadan qatʼi nazar, mahsulot sifatining yaxshilanishi, qoʻshimchalardan foydalanishning kamayishi va xususiyatlarning yaxshilanishi bilan bogʻliq uzoq muddatli afzalliklar uni sement sanoati uchun iqtisodiy jihatdan samarali yechimga aylantiradi.
| Taqqoslash jihati | Sement zarrachalarini sharli tegirmonda maydalash | Sement zarrachalarini ultratovush bilan deagglomeratsiya qilish |
|---|---|---|
| Usul | Maydalovchi jismlar sifatida poʻlat yoki kremniy dioksidi sharlaridan foydalanadi | Akustik kavitatsiya va sonomexanik siljish kuchlarini hosil qilish uchun yuqori intensivlikdagi ultratovush toʻlqinlaridan foydalanadi |
| Maydalovchi jismlarni almashtirish | Poʻlat yoki kremniy dioksidi sharlarini tez-tez almashtirish | Maydalovchi jismlar yoʻq, shu sababli ularni almashtirish xarajatlari ham yoʻq |
| Jarayondan keyingi filtrlash | Maydalovchi jismlarni filtrlab ajratish uchun talab etiladi | Zarur emas, bu jarayonni soddalashtiradi |
| Tozalash talablari | Maydalovchi jismlar va kamerani tozalash koʻp mehnat va vaqt talab qiladi | Minimal tozalash, ultratovush zondlariga xizmat koʻrsatish osonroq |
| Mayda zarrachalar diapazonidagi samaradorlik | 0 – 100 µm diapazonidagi zarrachalar uchun samarasiz, koʻp vaqt talab qiladi | Mayda oʻlchamli zarrachalar, jumladan 0 – 100 µm diapazonidagi zarrachalar uchun juda samarali |
| Dispersantga boʻlgan ehtiyoj | Koʻp miqdorda dispersant talab etiladi | Kuchli kavitatsiya va siljish kuchlari tufayli dispersantlarga boʻlgan ehtiyoj kamayadi |
| Uskuna xususiyatlari | Katta, besoʻnaqay, energiya tejamkor emas, keng koʻlamli texnik xizmat va tozalashni talab qiladi | Ixcham, energiya tejamkor, kamroq texnik xizmat talab qiladi, ishlatish osonroq va foydalanish xavfsiz |
Amaliy tadqiqot: oʻta mayda sement qorishmasini ultratovushli aralashtirgichlar bilan dispersiyalash
Draganović boshchiligidagi tadqiqot guruhi ultratovush texnologiyasi yordamida oʻta mayda sement qorishmasini dispersiyalashni anʼanaviy laboratoriya dissolverlari bilan taqqoslagan keng qamrovli tadqiqotni taqdim etadi. Tadqiqot aynan UP400St sonikatorining anʼanaviy qorishma dispersiyalash usullariga nisbatan samaradorligiga eʼtibor qaratadi.
Tadqiqotchilar oʻta mayda sement zarrachalarining oʻlcham boʻyicha taqsimlanishi (PSD) va dzeta-potensialini baholash uchun turli dispersiyalash usullaridan foydalangan holda bir qator tajribalar oʻtkazdilar. Baholangan usullar qatoriga UP400St sonikatori bilan ultratovushli ishlov berish, yuqori tezlikdagi laboratoriya dissolverlari va ikkala usulning birikmasi kiradi.
Natijalar UP400St sonikatori yordamida ultratovushli dispersiyalash anʼanaviy laboratoriya dissolverlariga nisbatan zarrachalarning oʻlcham boʻyicha taqsimlanishini sezilarli darajada yaxshilashini koʻrsatadi. UP400St sonikatori oʻta mayda sement zarrachalarining agglomeratsiyasini samarali kamaytirib, bir jinsliroq va barqarorroq qorishma suspenziyasini hosil qiladi. Ultratovush bilan ishlov berish kichikroq zarrachalarning taqsimlanishini yaxshilaydi, natijada zarrachalarning oʻlcham boʻyicha taqsimlanish diapazoni torayadi.
UP400St ultratovushli gomogenizatori sement qorishmasini dispersiyalash samaradorligi boʻyicha disk bilan jihozlangan oddiy laboratoriya aralashtirgichi hamda rotor-stator usuli bilan taqqoslanadi. Tadqiqot ultratovushli dispersiyalash nafaqat samarali usul ekanini, balki rotor-stator usulidan foydalanadigan aralashtirgichdan ham yaxshiroq ekanini koʻrsatdi.
(tadqiqot va grafik: © Draganović et al., 2020)
Bundan tashqari, ultratovushni anʼanaviy laboratoriya dissolverlari bilan birlashtirish dispersiyalash samaradorligini oshiradi va faqat ultratovush bilan ishlov berishga qaraganda yanada maydaroq zarrachalar oʻlchami taqsimotiga erishish imkonini beradi. Bu birikma partiyali ishlov berishda oʻta mayda sement qorishmasining PSD va dzeta-potensialini yaxshiroq nazorat qilish imkonini beradi. Uzluksiz oqim tizimlarida zarrachalar suspenziyasi kavitatsiya intensivligi eng yuqori boʻlgan hududdan avtomatik ravishda oʻtadi, shu sababli qoʻshimcha aralashtirish zarur boʻlmaydi.
Tadqiqot oʻta mayda sement qorishmasini dispersiyalashda UP400St sonikatorining ustun samaradorligini taʼkidlaydi. Ultratovush bilan ishlov berish, ayniqsa anʼanaviy laboratoriya dissolverlari bilan birlashtirilganda, oʻta mayda sement zarrachalarining bir tekis va barqaror suspenziyasini olish uchun samarali va unumdor usulni taqdim etadi.
Ushbu tadqiqot ultratovushli va anʼanaviy dispersiyalash usullarini batafsil taqqoslab, qorishmani dispersiyalashda ultratovush bilan ishlov berishning yuqoriroq samaradorligini koʻrsatadi.
(qarang: Draganović et al., 2020)
Taqqoslangan dispersiyalash usullari: 90-mm disk bilan jihozlangan Vma-Getzmann Dispermat CV-3 dissolveri, rotor-stator (R/S) tizimi va H22 sonotrodi bilan jihozlangan Hielscher UP400St sonikatori.
(tadqiqot va rasmlar: ©Draganovic et al., 2020)
Zond turidagi UP400ST sonikatori oʻta mayda sement qorishmasini dispersiyalash uchun
(tadqiqot va tasvir: ©Draganovic et al., 2020)
Sonikatorlarning sement sanoatida qoʻllanilishi
Sement zarrachalari va qorishmasini deagglomeratsiya qilishda yuqori quvvatli ultratovushning foydali taʼsirlaridan foydalanish sement sanoatida koʻplab qoʻllanish sohalarini ochib, material xususiyatlari va yakuniy mahsulot sifatini yaxshilash imkonini beradi.
- Sement zarrachalarini nam maydalash: Zond turidagi qurilma yordamida ultratovush bilan ishlov berish sement zarrachalarini maydalashning juda samarali va energiya tejamkor usulidir. Sementni ultratovush bilan nam maydalash haqida batafsil oʻqing!
- Yuqori sifatli beton ishlab chiqarish: Zond turidagi sonikatorlar mayda sement zarrachalari hamda uchuvchi kul va mikrokremnezem kabi qoʻshimcha sementlovchi materiallarning bir tekis dispersiyalanishini taʼminlash orqali yuqori sifatli beton ishlab chiqarish uchun qoʻllaniladi. Bu yuqoriroq mexanik xususiyatlar va uzoq muddatli chidamlilikka ega beton hosil boʻlishiga olib keladi.
- Nanokompozitlarni ishlab chiqish: Tadqiqot va ishlanmalarda zond turidagi sonikatorlar nanozarrachalarni sement matritsalariga kiritishni osonlashtirib, mustahkamlik, qovushqoqlik va atrof-muhit taʼsirida yemirilishga chidamlilikning oshishi kabi yaxshilangan xususiyatlarga ega nanokompozitlarni yaratadi.
- Qoʻshimchalar samaradorligini optimallashtirish: Ultratovushli deagglomeratsiya superplastifikatorlar va havo jalb qiluvchi moddalar kabi kimyoviy qoʻshimchalarning sement matritsasida bir tekis taqsimlanishini taʼminlab, ularning samaradorligini optimallashtirishga yordam beradi. Bu yakuniy mahsulotga ishlov berish qulayligi va uning xususiyatlari yaxshilanishiga olib keladi.
Sement zarrachalarini dispersiyalash va deagglomeratsiya qilish uchun yuqori samarali sonikatorlar
Zond turidagi sonikatorlar yordamida ultratovushli deagglomeratsiya sement sanoati uchun sezilarli afzalliklarni taqdim etadi. Zarrachalarning dispersiyalanishini yaxshilash, gidratatsiyani kuchaytirish va ishlov berish qulayligini oshirish orqali ushbu qurilmalar yuqori sifatli sementli materiallar ishlab chiqarishga hissa qoʻshadi. Zond turidagi sonikatorlarning aniq boshqarilishi, koʻlamini oshirish imkoniyati va koʻp qirraliligi ularni tadqiqotlar uchun ham, sanoatdagi qoʻllanishlar uchun ham qimmatli vositalarga aylantirib, sement ishlab chiqarishda innovatsiyalar va samaradorlikni ragʻbatlantiradi.
Hielscher Ultrasonic sement zarrachalari va sement qorishmasiga ishlov berish uchun istalgan quvvat darajasidagi yuqori samarali sonikatorlarni yetkazib beradi – tadqiqot + ishlanmalar uchun kichikroq partiyalardan tortib, ishlab chiqarish miqyosida sementni sanoat deagglomeratsiyasi uchun katta hajmlarga ishlov berishgacha.
- yuqori samaradorlik
- eng ilgʻor texnologiya
- ishonchlilik va mustahkamlik
- sozlanadigan, aniq jarayon boshqaruvi
- partiyali va oqim ichida ishlov berish
- istalgan hajm uchun
- intellektual dasturiy taʼminot
- aqlli funksiyalar (masalan, dasturlash imkoniyati, maʼlumotlarni qayd etish, masofadan boshqarish)
- ishlatish oson va xavfsiz
- kam texnik xizmat talab qiladi
- CIP (joyida tozalash)
Loyihalash, ishlab chiqarish va maslahat berish – Germaniyada yaratilgan sifat
Hielscher ultratovush qurilmalari eng yuqori sifat va loyihalash standartlari bilan mashhur. Mustahkamlik va ishlatishning osonligi ultratovush qurilmalarimizni sanoat obyektlariga muammosiz integratsiya qilish imkonini beradi. Hielscher ultratovush qurilmalari ogʻir sharoitlar va yuqori talab qoʻyiladigan muhitlarda osonlik bilan ishlaydi.
Hielscher Ultrasonics ISO sertifikatiga ega kompaniya boʻlib, eng ilgʻor texnologiya va foydalanuvchi uchun qulaylikka ega yuqori samarali ultratovush qurilmalariga alohida eʼtibor beradi. Albatta, Hielscher ultratovush qurilmalari CE talablariga mos keladi va UL, CSA hamda RoHs talablarini bajaradi.
Quyidagi jadval ultratovush qurilmalarimizning taxminiy ishlov berish quvvati haqida tasavvur beradi:
| Partiya hajmi | Hajmiy oqim tezligi | Tavsiya etilgan qurilmalar |
|---|---|---|
| 0,5 dan 1,5mL gacha | n.a. | VialTweeter |
| 1 dan 500mL gacha | 10 dan 200mL/min gacha | UP100H |
| 10 dan 2000mL gacha | 20 dan 400mL/min gacha | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 dan 20L gacha | 0,2 dan 4L/min gacha | UIP2000hdT |
| 10 dan 100L gacha | 2 dan 10L/min gacha | UIP4000hdT |
| 15 dan 150L gacha | 3 dan 15L/min gacha | UIP6000hdT |
| 15 dan 150L gacha | 3 dan 15L/min gacha | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 dan 100L/min gacha | UIP16000 |
| n.a. | kattaroq | quyidagi qurilmalar klasteri: UIP16000 |
Biz bilan bogʻlaning! / Bizdan soʻrang!
Hielscher Ultrasonics laboratoriya, tajriba-sanoat va sanoat miqyosida aralashtirish, dispersiyalash, emulsiyalash va ekstraksiya uchun yuqori samarali ultratovushli gomogenizatorlarni ishlab chiqaradi.
Adabiyotlar / Manbalar
- 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.
- Peters, Simone (2017): The Influence of Power Ultrasound on Setting and Strength Development of Cement Suspensions. Doctoral Thesis Bauhaus-Universität Weimar, 2017.
- N.-M. Barkoula, C. Ioannou, D.G. Aggelis, T.E. Matikas (2016): Optimization of nano-silica’s addition in cement mortars and assessment of the failure process using acoustic emission monitoring. Construction and Building Materials, Volume 125, 2016. 546-552.
- Mahmood Amani, Salem Al-Juhani, Mohammed Al-Jubouri, Rommel Yrac, Abdullah Taha (2016): Application of Ultrasonic Waves for Degassing of Drilling Fluids and Crude Oils Application of Ultrasonic Waves for Degassing of Drilling Fluids and Crude Oils. Advances in Petroleum Exploration and Development Vol. 11, No. 2; 2016.
- Amani, Mahmood; Retnanto, Albertus; Aljuhani, Salem; Al-Jubouri, Mohammed; Shehada, Salem; Yrac, Rommel (2015): Investigating the Role of Ultrasonic Wave Technology as an Asphaltene Flocculation Inhibitor, an Experimental Study. Conference: International Petroleum Technology Conference 2015.
Bilishga arziydigan faktlar
Sement nima?
Sement qurilishda bogʻlovchi vazifasini bajaradigan mayda kukunsimon moddadir. Suv bilan aralashtirilganda u gidratatsiya deb ataladigan kimyoviy reaksiyaga kirishib, qattiq materialga aylanadi. U asosan ohaktosh, gil, chigʻanoqlar va kremniy dioksididan tarkib topgan boʻlib, beton, qurilish qorishmasi va boshqa qurilish materiallarining asosiy tarkibiy qismlaridan biridir. Sementning qotish va boshqa materiallarni bogʻlash qobiliyati uni binolar, yoʻllar, koʻpriklar va boshqa infratuzilmalarni qurish uchun zarur qiladi. Sementning eng keng tarqalgan turi portlandsement boʻlib, mustahkamligi va koʻp qirraliligi tufayli keng qoʻllaniladi.
Nega sement zarrachalarini deagglomeratsiya qilish muhim?
Sement zarrachalarini deagglomeratsiya qilish muhim, chunki u zarrachalarning oʻlcham boʻyicha bir tekis taqsimlanishini taʼminlaydi, bu esa sement asosidagi materiallarning xususiyatlari va sifatini yaxshilaydi. Toʻgʻri deagglomeratsiya gidratatsiya samaradorligini oshirib, yanada mustahkam va uzoq muddatga chidamli beton hosil boʻlishiga olib keladi. U, shuningdek, sement aralashmalariga ishlov berish qulayligini yaxshilab, ularni aralashtirish, quyish va sirtiga yakuniy ishlov berishni osonlashtiradi. Bundan tashqari, yaxshi dispersiyalangan zarrachalar kimyoviy qoʻshimchalarga ehtiyojni kamaytiradi, ishlab chiqarish xarajatlarini pasaytiradi va atrof-muhitga taʼsirni eng kam darajaga tushiradi. Umuman olganda, samarali deagglomeratsiya qurilish loyihalarida optimal mexanik xususiyatlar va uzoq muddatli chidamlilikka erishish uchun juda muhim.
Sement zarrachalari qanday deagglomeratsiya qilinadi?
Sement zarrachalari turli usullar yordamida deagglomeratsiya qilinadi, ultratovushli deagglomeratsiya esa eng samarali usullardan biridir. Ushbu jarayonda sement suspenziyasiga botirilgan zond yuqori chastotali ultratovush toʻlqinlarini chiqaradi. Bu toʻlqinlar intensiv kavitatsiya pufakchalarini hosil qiladi; ular katta energiya bilan qulab, kuchli siljish kuchlari va zarba toʻlqinlarini yuzaga keltiradi. Ushbu kuchlar agglomeratsiyalangan sement zarrachalarini ajratib, bir tekis dispersiyalanishni taʼminlaydi. Boshqa usullar mexanik aralashtirish, maydalash va dispersiyalovchi moddalardan foydalanishni oʻz ichiga oladi, biroq ultratovushli deagglomeratsiya samaradorligi hamda mayda zarrachalarning bir xil taqsimlanishiga erishish qobiliyati tufayli afzal koʻriladi.
Sementga ishlov berishda suv qanday rol oʻynaydi?
Suv sementga ishlov berishda hal qiluvchi rol oʻynaydi. U klinkerdagi turli minerallarni gidratatsiyalaydi, bu esa sement pastasining zarur oquvchanligini taʼminlaydi. Biroq suv miqdorini boshqarish nozik muvozanatni talab qiladi. Haddan tashqari koʻp suv suv ajralib chiqishi (bunda suv aralashmadan ajraladi) va siqilishga mustahkamlikning pasayishi kabi muammolarga olib kelishi mumkin. Aksincha, suv yetishmasligi ishlov berish qulayligini kamaytirib, sement aralashmasi bilan ishlashni qiyinlashtirishi va zaifroq mahsulotlar hosil boʻlishiga olib kelishi mumkin.
Zond turidagi sonikatorlar qanday ishlaydi?
Zond turidagi sonikatorlar turli suspenziyalardagi, jumladan sement suspenziyalaridagi zarrachalarni dispersiyalash va deagglomeratsiya qilish uchun moʻljallangan ultratovush qurilmalarining alohida sinfidir. Bu qurilmalar ultratovush toʻlqinlarini bevosita muhitga chiqaradigan zond yoki ultratovush shoxidan foydalanib, katta energiya bilan ichkariga qulaydigan kavitatsiya pufakchalarini hosil qiladi va natijada zarrachalar deagglomeratsiyalanadi.
Zond turidagi sonikatorlar odatda 20 dan 30kHz gacha diapazondagi ultratovush toʻlqinlarini hosil qilish orqali ishlaydi. Sonotrod deb ham ataladigan zond titan kabi materiallardan tayyorlangan sterjen boʻlib, sement suspenziyasiga botiriladi. Faollashtirilganda zond ultratovush chastotalarida tebranib, intensiv akustik kavitatsiyani hosil qiladi. Ushbu kavitatsiya suspenziyada mikroskopik pufakchalarning hosil boʻlishi va keskin qulashi jarayonlarini oʻz ichiga oladi, bu esa kuchli siljish kuchlari va zarba toʻlqinlarini yuzaga keltiradi. Ushbu kuchlar agglomeratsiyalangan zarrachalarni ajratadi va bir tekis dispersiyalanishga yordam beradi.
Hielscher Ultrasonics yuqori samarali ultratovushli gomogenizatorlarni laboratoriya miqyosidan sanoat miqyosigacha boʻlgan oʻlchamlarda ishlab chiqaradi.