Beton uchun tsement pastasini ultratovush bilan aralashtirish

Tsement pastasini ultratovush bilan aralashtirish prefabrik kalıplama, quruq quyma va beton zavodlari uchun katta foyda keltiradi. Ushbu afzalliklar qisqaroq boshlang'ich va yakuniy o'rnatish vaqtlarini, superplastifikatorning past dozasini, tezroq va to'liq hidratsiyani, shuningdek, yuqori bosim kuchini o'z ichiga oladi.

An'anaviy beton aralashtirish texnologiyalari, masalan “yo'lda aralashtirish” yoki aylanuvchi mikserlar tsement zarralari va boshqa sementli materiallar, masalan, kul yoki kremniy dioksidi aglomeratlarini tarqatish uchun etarli darajada aralashtirish harakatini ta'minlamaydi. Bunday aglomeratlarning tashqi zarralari suvga ta'sir qilganda, ichki zarrachalar sirtlari quruq qoladi. Bu sekin va to'liq bo'lmagan hidratsiyaga olib keladi.

Beton uchun ultratovushli aralashtirish texnologiyasining afzalliklari

Ultrasonik disperslash suyuqlikdagi mikron o'lchamdagi va nano o'lchamdagi materiallarni deaglomeratsiya qilish va tarqatishning eng ilg'or texnologiyasidir. Ultrasonik aralashtirishda an'anaviy aylanadigan mikserlar va rotor-stator mikserlariga qaraganda nozik o'lchamdagi materiallarni aralashtirishda samaraliroq bo'lgan kavitatsion kesish kuchlaridan foydalaniladi. Tsement, silika, uchuvchi kul, pigmentlar yoki CNTlar uchun ushbu materiallarning ishlashi ultratovushli dispersiya bilan sezilarli darajada oshadi, chunki u zarrachalarning tarqalishini va suv bilan aloqasini yaxshilaydi.

Gidratsiya jarayonida - tsementning suv bilan reaktsiyasi - C-S-H-fazalarida igna o'xshash tuzilmalar o'sadi. Quyidagi rasmlar 5 soatlik hidratsiyadan so'ng tsement pastasidagi mikro tuzilmani ko'rsatadi. Ultratovushli tsement pastasida C‑S‑H‑fazalari deyarli 500nm uzunlikda, tovushsiz pastalarda esa C‑S‑H‑fazalari 100nm atrofida.

5 soatlik hidratsiya vaqtidan keyin tsement pastasining mikro tuzilishi

ultratovushli ishlov berish bilan	ultratovushli ishlovsiz
Portlend tsement pastasi (CEM I42.5R), C. Rössler (2009) – Veymar Bauhaus universiteti

 
Ultratovush bilan qo'zg'atilgan kavitatsiya bilan aralashtirish C‑S‑H‑fazalarining tezroq o'sishiga olib keladi.

 
Hidratsiya harorati

Quvvatli ultratovushning (PUS) tsement pastalarining vaqt-temperatura egri chizig'iga ta'siri

 
Siqilish kuchi

Quvvatli ultratovushning (PUS) ohak prizmalarining siqilish kuchiga ta'siri

 
Ultratovush zarba tezligi

Power Ultrasonication (PUS) ning hidratlantiruvchi tsement pastalarining ultratovush impuls tezligiga ta'siri

C-S-H-fazalarining o'sishi hidratsiya davridagi tsement pastasidagi haroratga bog'liq (o'ngdagi grafikni bosing). Ultrasonik aralashtirilgan tsement pastasida, hidratsiya taxminan boshlanadi. bir soat oldin. Ilgari hidratsiya siqilish kuchining oldingi ortishi bilan bog'liq. Yuqori hidratsiya tezligini ultratovush puls tezligi bilan ham o'lchash mumkin.

Xususan, yig'ma va quruq beton uchun, bu quyma betonni qolipdan olish uchun vaqtni sezilarli darajada qisqartirishga olib keladi. Bauhaus universiteti (Germaniya) tomonidan o'tkazilgan tadqiqotlar belgilangan vaqtlarning quyidagi qisqarishini ko'rsatdi.

Ultrasonik aralashtirishning yana bir qiziqarli afzalligi - suyuqlikka ta'siri. Yuqoridagi jadvalda ko'rsatilganidek, pasayish taxminan ortadi. 30%. Bu superplastikizatorlarning dozasini kamaytirish imkonini beradi.

Ultrasonik mikserlarning tsement ishlab chiqarishga integratsiyalashuvi

Hielscher tsement, silika, uchuvchi kul, pigmentlar yoki CNTlarni samarali tarqatish uchun ultratovushli mikserlarni taklif qiladi. Birinchidan, har qanday quruq material yuqori konsentratsiyali, ammo pompalanadigan pasta hosil qilish uchun suv bilan oldindan aralashtirilishi kerak. Hielscher ultratovush mikseri kavitatsion kesish yordamida zarralarni deaglomeratsiya qiladi va tarqatadi. Natijada, har bir zarrachaning butun yuzasi suvga to'liq ta'sir qiladi.

Tsement pastasini ultratovush bilan qayta ishlash

Tsement pastasida hidratsiya ultratovushli ishlov berishdan keyin boshlanadi. Shuning uchun, Hielscher ultratovushli mikserni inline ishlatish kerak, chunki tsement pastasini uzoq vaqt davomida saqlab bo'lmaydi. Quyidagi sxematik rasm jarayonni ko'rsatadi. Keyingi bosqichda qum yoki shag'al kabi agregat qo'shiladi va tsement xamiri bilan aralashtiriladi. Ushbu bosqichda tsement zarralari allaqachon yaxshi tarqalib ketganligi sababli, tsement pastasi agregat bilan yaxshi aralashadi. Shundan so'ng beton prefabrik qoliplarga to'ldirish yoki tashish uchun tayyor bo'ladi. Ultrasonik mikser yonidagi sindirish tanki barqaror bo'lmagan beton talabi bo'lsa, yanada uzluksiz ishlov berish uchun ishlatilishi mumkin.
Tsement zarralarining ultratovushli deaglomeratsiyasi haqida ko'proq o'qing!

Silika, uchuvchi kul va nanomateriallarning ultratovushli dispersiyasi

Kremniy dioksidi, uchuvchi kul, pigmentlar yoki boshqa nanomateriallarni, masalan, uglerod nanotubalarini tarqatish boshqa qayta ishlash intensivligi va energiya darajasini talab qiladi. Shu sababli, beton aralashmasiga qo'shiladigan yaxshi disperslangan atala/pasta ishlab chiqarish uchun alohida ultratovushli mikserni tavsiya qilamiz. Ushbu jarayonning sxematik chizmasi uchun yuqoridagi grafikni bosing.

O'lchovni oshirish uchun zarur bo'lgan ultratovushli aralashtirish uskunasi 1000 vattli kuchli uchuvchi o'lchovli sonikator bo'lgan UIP1000hdT yordamida uchuvchi miqyosdagi sinovlar asosida aniqlanishi mumkin. Quyidagi jadvalda ishlov beriladigan tsement pastasining partiya hajmiga yoki oqim tezligiga qarab qurilmaning umumiy tavsiyalari ko'rsatilgan.

Bitta ultratovushli prob uchun 16 kVtgacha ultratovushli aralashtirish quvvati bilan Hielscher yuqori hajmli ilovalar uchun zarur bo'lgan ishlov berish quvvatini taklif qiladi. Ushbu texnologiyani sinab ko'rish oson va chiziqli ravishda kengaytiriladi.