Ultratovush yordamida tezlashtirilgan gips kristallanishi
- Ultratovush yordamida aralashtirish va dispersiyalash gipsning (CaSO4･2H2O) kristallanish va qotish reaksiyasini tezlashtiradi.
- Gips suspenziyasiga yuqori quvvatli ultratovush qoʻllash kristallanishni tezlashtiradi va shu orqali qotish vaqtini qisqartiradi.
- Ishlab chiqarilgan devor plitalari tezroq qotish bilan bir qatorda pastroq zichlikka ham ega boʻladi.
- Mustahkamlovchi nanomateriallarni (masalan, CNTs, nanotolalar yoki kremniy dioksidini) ultratovush yordamida gipsga dispersiyalash yuqori mexanik mustahkamlik va past gʻovaklikni taʼminlaydi.
Gips ishlab chiqarishni yaxshilash uchun ultratovush
Kalsiy sulfat yarimgidrati va suvning qotish reaksiyasini boshlash uchun bir jinsli suspenziya tayyorlanadigan tarzda kalsiy sulfat yarimgidratini suvda bir tekis dispersiyalash kerak. Ultratovush yordamida dispersiyalash zarrachalarning toʻliq namlanishini taʼminlaydi, natijada yarimgidratning toʻliq gidratlanishiga erishiladi. Gips suspenziyasini ultratovush yordamida aralashtirish kristallanishning tezlashishi tufayli qotish vaqtini qisqartiradi.
Tezlashtiruvchilar va mustahkamlovchi nanomateriallar kabi qoʻshimcha tarkibiy qismlarni ham gips suspenziyasiga juda bir tekis aralashtirish mumkin.
Ultratovush yordamida dispersiyalashning ishlash prinsipi
Yuqori quvvatli ultratovush energiyasi suyuqlik yoki suspenziyaga uzatilganda, ultratovush hosil qiladigan kavitatsiya yuz beradi. Ultratovushli kavitatsiya mahalliy darajada ekstremal sharoitlarni, jumladan, yuqori siljish kuchlari, suyuqlik oqimchalari, mikroturbulentlik, yuqori haroratlar, «feat» qizish va sovish tezliklari hamda yuqori bosimlarni hosil qiladi. Ushbu kavitatsion siljish kuchlari molekulalar orasidagi bogʻlanish kuchlarini yengib, ularni deaglomeratsiyalaydi va alohida zarrachalar sifatida dispersiyalaydi. Bundan tashqari, kavitatsion suyuqlik oqimchalari zarrachalarni tezlashtiradi, natijada ular bir-biri bilan toʻqnashib, nanooʻlchamgacha yoki hatto birlamchi zarracha oʻlchamigacha maydalanadi. Ushbu hodisa ultratovush yordamida nam maydalash deb ataladi.
Yuqori quvvatli ultratovush eritmada kristallanish yadrolari hosil boʻladigan markazlarni yaratadi, shu orqali kristallanishning tezlashishiga erishiladi.
Sonokristallanish – ultratovush yordamidagi kristallanish haqida koʻproq bilish uchun bu yerni bosing!
Sanoat ultratovushli disperseri
Qoʻshimchalarni ultratovush yordamida dispersiyalash
Koʻplab kimyoviy jarayonlarda suvoq, qotuvchi chok toʻldirish aralashmalari va gips sementlarining tarkibini yaxshilash hamda qotish vaqtini qisqartirish maqsadida qotishni sekinlashtiruvchi moddalar (masalan, oqsillar, organik kislotalar), qovushqoqlikni oʻzgartiruvchi moddalar (masalan, superplastifikatorlar), kuyishga qarshi moddalar, bor kislotasi, suvga chidamlilikni taʼminlovchi kimyoviy moddalar (masalan, polisiloksanlar, mum emulsiyalari), shisha tolalar, olovga chidamlilikni oshiruvchi moddalar (masalan, vermikulit, gillar va/yoki pirogen kremniy dioksidi), polimer birikmalar (masalan, PVA, PVOH) va boshqa odatiy qoʻshimchalarni tarkibga aralashtirish uchun ultratovush bilan ishlov berish qoʻllanadi.
Qoʻshimchalarni ultratovush yordamida aralashtirish haqida koʻproq bilish uchun bu yerni bosing!
Sanoat ultratovush tizimlari
Hielscher Ultrasonics laboratoriya stoli ustida va sanoatda qoʻllash uchun yuqori quvvatli ultratovush tizimlarini yetkazib beruvchi yetakchi hamkoringizdir. Hielscher kuchli va mustahkam sanoat ultratovush protsessorlarini taklif etadi. Bizning UIP16000 (16kW) butun dunyodagi eng kuchli ultratovush protsessoridir. Ushbu 16kW ultratovush tizimi hatto juda qovushqoq suspenziyalarning (10 000cp gacha) katta hajmlariga ham osonlik bilan ishlov beradi. 200µm gacha boʻlgan yuqori amplitudalar (soʻrov boʻyicha bundan ham yuqori) materialga tegishli darajada ishlov berilishini taʼminlaydi, natijada dispersiyalash, deaglomeratsiya va maydalashning kerakli darajasiga erishiladi. Ushbu intensiv ultratovush bilan ishlov berish tez qotish va yuqori sifatli gips mahsulotlarini olish uchun nanozarrachali suspenziyalarni hosil qiladi.
Hielscher ultratovush uskunalarining mustahkamligi ogʻir yuklama ostida va murakkab muhitlarda 24/7 ishlash imkonini beradi.
Quyidagi jadval ultratovush qurilmalarimizning taxminiy ishlov berish unumdorligi haqida tasavvur beradi:
| Partiya hajmi | Hajmiy oqim tezligi | Tavsiya etilgan qurilmalar |
|---|---|---|
| 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. | kattaroq | quyidagi qurilmalardan tashkil topgan klaster: UIP16000 |
Ultratovush bilan ishlov berish borasidagi koʻp yillik tajribamiz mijozlarimizga dastlabki amalga oshirish imkoniyatini baholash tadqiqotlaridan tortib jarayonni sanoat miqyosida joriy etishgacha maslahat berishimizga yordam beradi.
Adabiyotlar/Manbalar
- Peters, S.; Stöckigt, M.; Rössler, Ch. (2009): Yuqori quvvatli ultratovushning portlandsement pastalarining oquvchanligi va qotishiga taʼsiri; taqdim etilgan tadbir: Qurilish materiallari boʻyicha 17-xalqaro konferensiya, 23rd – 26th September 2009, Weimar.
- Rössler, Ch. (2009): Yuqori quvvatli ultratovushning sement suspenziyalarining oqish va qotish xususiyatlariga taʼsiri; nashr: Qurilish materiallari boʻyicha 17-xalqaro ibausil konferensiyasi materiallari, nashrga tayyorlovchi: Finger-Institut für Baustoffkunde, Bauhaus-Universität Weimar, betlar 1 – 0259 – 1 – 0264.
- Zhongbiao, Man; Chen, Yuehui; Yang, Miao (2012): Kalsiy sulfat ipsimon kristallari/tabiiy kauchuk kompozitlarini tayyorlash va ularning xossalari. Advanced Materials Research, 549-jild, 2012. 597–600.
Bilishga arziydigan faktlar
Gips plitalarini ishlab chiqarish
Gips plitalarini ishlab chiqarish jarayonida kuydirilgan gipsning – kalsiy sulfat yarimgidrati deb ataladigan moddaning – suvli suspenziyasi yuqori va pastki qogʻoz varaqlari orasiga yoyiladi. Shu tarzda hosil qilingan mahsulot suspenziya qotguncha konveyer tasmasida uzluksiz harakatlantirilishi kerak. Keyin plita undagi ortiqcha suv bugʻlanib ketguncha quritiladi. Gips devor plitalarini ishlab chiqarishda ishlab chiqarish jarayonini yoki plitaning oʻzini yaxshilash uchun suspenziyaga turli moddalar qoʻshish maʼlum. Masalan, yakuniy devor plitasining zichligini kamaytiradigan maʼlum darajadagi havo bilan toʻyinishni taʼminlash uchun koʻpik hosil qiluvchi moddalarni kiritish orqali suspenziya ogʻirligini kamaytirish odatiy holdir.
Kalsiy sulfat
Kalsiy sulfat (inglizcha calcium sulfate yoki calcium sulphate) formulasi CaSO4 boʻlgan anorganik birikma va unga tegishli gidratlardir. γ-angidritning suvsiz shaklida u umumiy maqsadli qurituvchi modda sifatida ishlatiladi. CaSO4 ning muayyan gidrati Parij gipsi deb ataladi. Yana bir muhim gidrat gips boʻlib, u tabiatda mineral sifatida uchraydi. Ayniqsa, gips sanoatda keng qoʻllanadi, masalan, qurilish materiali, toʻldiruvchi sifatida, polimerlarda va hokazo. CaSO4 ning barcha shakllari oq qattiq moddalar koʻrinishida boʻlib, suvda juda kam eriydi. Kalsiy sulfat suvning doimiy qattiqligiga sabab boʻladi.
CaSO4 anorganik birikmasi gidratlanishning uch darajasida uchraydi:
- suvsiz holat (mineral nomi: «angidrit»), formulasi CaSO4.
- digidrat (mineral nomi: «gips»), formulasi CaSO4(H2O)2.
- yarimgidrat, formulasi CaSO4(H22O)0.5. Muayyan yarimgidratlarni alfa-yarimgidrat va beta-yarimgidrat sifatida farqlash mumkin.
Gidratlanish va suvsizlanish reaksiyalari
Issiqlik taʼsirida gips qisman suvsizlangan mineralga – kalsiy sulfat yarimgidrati, kuydirilgan gips yoki Parij gipsi deb ataladigan moddaga aylanadi. Kuydirilgan gipsning formulasi CaSO4·(nH2O), bunda 0,5 ≤ n ≤ 0,8. Uning tuzilishida bogʻlangan suvni chiqarib yuborish uchun 100°C va 150°C oraligʻidagi (212°F – 302°F) haroratlar zarur. Aniq qizdirish harorati va vaqti atrof-muhit namligiga bogʻliq. Sanoatda kuydirish uchun 170°C (338°F) gacha boʻlgan yuqori haroratlar qoʻllanadi. Biroq bu haroratlarda γ-angidrit hosil boʻlishi boshlanadi. Bu vaqtda gipsga beriladigan issiqlik energiyasi (gidratlanish issiqligi) mineral haroratini oshirishdan koʻra suvni chiqarib yuborishga (suv bugʻi sifatida) sarflanishga moyil boʻladi; mineral harorati suv tugaguncha sekin, soʻngra tezroq koʻtariladi. Qisman suvsizlanish tenglamasi quyidagicha:
Ushbu reaksiyaning endotermik xususiyati gipskartonning ishlash xususiyatlari uchun ahamiyatli boʻlib, turar joy va boshqa inshootlarga olovga chidamlilik beradi. Yongʻin paytida gipsdan suv chiqib ketishi tufayli gipskarton varagʻi ortidagi konstruksiya nisbatan salqin boʻlib qoladi, shu tariqa karkasning shikastlanishini (yogʻoch elementlarning yonishi yoki yuqori haroratlarda poʻlatning mustahkamligini yoʻqotishi orqali) va buning oqibatidagi konstruksiya qulashini oldini oladi hamda kechiktiradi. Yuqoriroq haroratlarda kalsiy sulfat kislorod ajratib chiqaradi va shu orqali oksidlovchi modda vazifasini bajaradi. Materialning bu xususiyati aluminotermiyada qoʻllanadi. Qayta gidratlanganda shunchaki suyuq yoki yarim suyuq pastalar hosil qiladigan yoxud kukunsimon holatda qoladigan koʻpchilik minerallardan farqli ravishda, kuydirilgan gips noodatiy xususiyatga ega. Atrof-muhit haroratida suv bilan aralashtirilganda, u kimyoviy jihatdan yana afzal digidrat shakliga qaytadi, ayni paytda quyidagi tenglamada koʻrsatilganidek, fizik jihatdan qattiq va nisbatan mustahkam gips kristall panjarasiga «qotadi»:
Ushbu ekzotermik reaksiya gipsni turli shakllarga, jumladan, gipskarton varaqlari, doskaga yozish uchun boʻr tayoqchalari va qoliplarga (masalan, singan suyaklarni harakatsizlantirish yoki metall quyish uchun) quyishni juda osonlashtiradi. Polimerlar bilan aralashtirilgan holda u suyaklarni tiklash sementi sifatida qoʻllangan.
180°C gacha qizdirilganda deyarli suvsiz shakl, γ-angidrit deb ataladigan modda (CaSO4·nH2O, bunda n = 0 dan 0,05 gacha), hosil boʻladi. γ-angidrit digidrat holatiga qaytish uchun suv bilan faqat sekin reaksiyaga kirishadi, shu sababli u tijorat qurituvchi moddasi sifatida keng qoʻllanadi. 250°C dan yuqori haroratgacha qizdirilganda β-angidritning butunlay suvsiz shakli hosil boʻladi. β-angidrit juda mayda qilib maydalangan boʻlmasa, hatto geologik vaqt miqyoslarida ham suv bilan reaksiyaga kirishmaydi.
Suvoq
Suvoq devorlar va shiftlar uchun himoyalovchi va/yoki bezak qoplamasi sifatida, shuningdek, shakl berish, qoliplash va bezak qurilish elementlarini quyish uchun ishlatiladigan qurilish materialidir.
Stukko relyefli bezaklar yaratish uchun qoʻllanadigan suvoq bezak ishidir.
Suvoqning eng keng tarqalgan turlari asosiy tarkibiy qism sifatida gips, ohak yoki sementdan tayyorlanadi. Suvoq quruq kukun (gips kukuni) shaklida ishlab chiqariladi. Kukun suv bilan aralashtirilganda quyuq, ammo ishlov berish mumkin boʻlgan pasta hosil boʻladi. Suv bilan kechadigan ekzotermik reaksiya kristallanish jarayoni orqali issiqlik chiqaradi, soʻngra gidratlangan suvoq qotadi.
Gipsli suvoq
Gipsli suvoq yoki Parij gipsi gipsga issiqlik bilan ishlov berish (taxminan 300°F / 150°C) orqali ishlab chiqariladi:
CaSO4·2H2O + issiqlik → CaSO4·0.5H2O + 1.5H2O (bugʻ sifatida ajralib chiqadi).
Quruq kukunni suv bilan aralashtirish orqali gipsni qayta hosil qilish mumkin. Oʻzgartirilmagan suvoqning qotishini boshlash uchun quruq kukun suv bilan aralashtiriladi. Taxminan 10 daqiqadan keyin qotish reaksiyasi boshlanadi va taxminan 45 daqiqadan keyin yakunlanadi. Biroq gipsning toʻliq qotishiga taxminan 72 soatdan keyin erishiladi. Suvoq yoki gips 266°F / 130°C dan yuqori haroratgacha qizdirilsa, yarimgidrat hosil boʻladi. Yarimgidrat kukuni ham suvda dispersiyalanganda gipsga aylanishi mumkin.