Trộn siêu âm cho bê tông hiệu suất cao

Việc sử dụng vi và nanosilica hoặc ống nano dẫn đến những cải tiến về cường độ nén của bê tông hiệu suất cao. Ultrasonication là một phương tiện hiệu quả cho việc trộn, làm ướt và phân tán các vật liệu nano trong xi măng hoặc bê tông.
 

Nhà máy xi măng công nghiệpMicro silica được sử dụng rộng rãi trong bê tông ngày nay, dẫn đến cường độ nén cao hơn hoặc bê tông chịu nước và hóa chất. Điều đó có thể làm giảm chi phí vật liệu và sử dụng năng lượng. Vật liệu nano mới, chẳng hạn như nano silica hoặc ống nano dẫn đến những cải tiến hơn nữa về sức đề kháng và sức mạnh. Nhưng để thể hiện đầy đủ tiềm năng của vật liệu nano, cần có một kỹ thuật phân tán đáng tin cậy và hiệu quả. Máy sonicators kiểu đầu dò là kỹ thuật đáng tin cậy và hiệu quả nhất để tạo ra sự phân tán nano, ngay cả trong các loại bùn có độ nhớt cao và giống như bột nhão như xi măng và bê tông.

Phân tán vữa xi măng vi mịn với máy trộn siêu âm

Nhóm nghiên cứu của Draganović trình bày bài báo nghiên cứu, các tác giả điều tra sự phân tán của vữa xi măng vi mịn bằng công nghệ siêu âm và chất hòa tan phòng thí nghiệm thông thường. Nghiên cứu nhằm mục đích so sánh hiệu suất của siêu âm – trong nghiên cứu cụ thể là sonicator UP400St – với phương pháp phân tán vữa truyền thống.

Các nhà nghiên cứu đã tiến hành một loạt các thí nghiệm sử dụng các kỹ thuật phân tán khác nhau để đánh giá sự phân bố kích thước hạt (PSD) và tiềm năng zeta của các hạt xi măng vi mịn. Các kỹ thuật phân tán bao gồm điều trị siêu âm bằng cách sử dụng sonicator UP400St, máy hòa tan phòng thí nghiệm tốc độ cao và kết hợp cả hai phương pháp.

Máy phân tán siêu âm MultiSonoReactor với công suất phân tán 16.000 watt để trộn các hạt nano vào bột xi măng.

MultiSonoReactor MSR-4: Siêu âm phân tán nội tuyến cho sản xuất nội tuyến công nghiệp của xi măng và bê tông hiệu suất cao.

Kết quả cho thấy sự phân tán siêu âm bằng cách sử dụng sonicator UP400St đạt được sự phân bố kích thước hạt tốt hơn đáng kể so với các chất hòa tan trong phòng thí nghiệm thông thường. Sonicator UP400St có hiệu quả làm giảm sự kết tụ của các hạt xi măng vi mịn và tạo ra một hệ thống treo vữa đồng nhất và ổn định hơn. Việc điều trị siêu âm cải thiện sự phân bố của các hạt nhỏ hơn, dẫn đến phạm vi phân phối kích thước hạt hẹp hơn.
 

Vữa xi măng siêu mịn hiệu quả nhất và phân tán đáng tin cậy bằng cách sử dụng bộ âm thanh Hielscher UP400S. Trong nghiên cứu so sánh, sonicator loại đầu dò rõ ràng vượt trội so với bộ phân tán rôto-stato và bộ hòa tan đĩa.

Phương pháp phân tán được so sánh: Bộ hòa tan Vma-Getzmann Dispermat CV-3 được trang bị đĩa 90 mm và hệ thống rôto-stato. Thiết bị siêu âm Hielscher UP400St được trang bị một sonotrode H22.
(Nghiên cứu và hình ảnh: ©Draganovic et al., 2020)

 
Ngoài ra, việc sử dụng siêu âm kết hợp với các chất hòa tan trong phòng thí nghiệm thông thường giúp cải thiện hơn nữa hiệu quả phân tán, đạt được sự phân bố kích thước hạt thậm chí còn tốt hơn so với điều trị siêu âm đơn thuần. Khi kết hợp, sonication cung cấp vi trộn và phân tán nano, trong khi chất hòa tan góp phần vào việc trộn vĩ mô đảm bảo rằng tất cả các hạt vào vùng xâm thực siêu âm. Điều này cho phép kiểm soát tốt hơn sự phân bố kích thước hạt (PSD) và tiềm năng zeta của vữa xi măng vi mịn trong hoạt động hàng loạt. Khi sử dụng lò phản ứng tế bào dòng chảy, huyền phù các hạt tự động đi qua vùng điểm nóng xâm thực để khuấy thêm là không cần thiết.

Nhìn chung, nghiên cứu nhấn mạnh hiệu suất vượt trội của sonicator UP400St trong việc phân tán vữa xi măng vi mịn. Việc xử lý siêu âm, đặc biệt là khi kết hợp với các chất hòa tan trong phòng thí nghiệm thông thường, cung cấp một phương pháp hiệu quả và hiệu quả cao để đạt được huyền phù đồng đều và ổn định của các hạt xi măng vi mịn.

Điều đáng chú ý là bài viết cung cấp một so sánh toàn diện giữa siêu âm và phương pháp phân tán thông thường làm nổi bật hiệu suất vượt trội của sonication trong phân tán vữa.
(xem Draganović và cộng sự, 2020)
 

Đồng nhất siêu âm cho kết quả tốt nhất cho sự phân tán bệnh gút xi măng Portland khi so sánh với máy trộn phòng thí nghiệm được trang bị đĩa và máy trộn rôto-stato.

Máy đồng nhất siêu âm UP400St được so sánh về hiệu quả phân tán của vữa xi măng với máy trộn phòng thí nghiệm thông thường được trang bị đĩa và sử dụng kỹ thuật rôto-stato. Nghiên cứu cho thấy phân tán siêu âm không chỉ là một phương pháp hiệu quả mà thậm chí còn tốt hơn so với máy trộn sử dụng kỹ thuật rôto-stato.
(nghiên cứu và đồ họa: © Draganović và cộng sự, 2020)

Yêu cầu thông tin




Lưu ý của chúng tôi Chính sách bảo mật.


 

Video cho thấy sự trộn và phân tán siêu âm của Graphite trong 250mL nhựa Epoxy (Toolcraft L), sử dụng một homogenizer siêu âm (UP400St, Hielscher Ultrasonics). Hielscher Ultrasonics làm cho thiết bị để phân tán than chì, graphene, carbon-ống nano, dây nano hoặc chất độn trong phòng thí nghiệm hoặc trong quá trình sản xuất khối lượng lớn. Các ứng dụng điển hình là phân tán vật liệu nano và vật liệu vi mô trong quá trình chức năng hóa hoặc để phân tán thành nhựa hoặc polyme.

Trộn nhựa Epoxy với chất độn than chì bằng máy đồng nhất siêu âm UP400St (400 Watts)

Hình thu nhỏ video

 

Nghiên cứu và phát triển bê tông

Nghiên cứu bê tông tìm kiếm vật liệu và quy trình để:

  • giảm chi phí vật chất và chi phí năng lượng
  • có được sức đề kháng cao ban đầu và cuối cùng
  • cải thiện mật độ và sức mạnh nén
  • cải thiện khả năng hoạt động, khả năng
  • cải thiện độ bền và giảm tính thấm
  • giảm các vết nứt co ngót, bụi và các vấn đề phân tán
  • kháng hóa chất, ví dụ kháng sulfate

Xi măng và trộn bê tông

Không đủ trộn kết quả trong các thuộc tính bê tông kém.Khi nói đến những cải tiến về tính bê tông, công nghệ trộn cũng quan trọng như thành phần bê tông. Trộn là một bước thiết yếu trong việc sản xuất thống nhất, chất lượng cao bê tông. Mặc dù rất nhiều hướng dẫn và quy định, ví dụ DIN EN 206 bao gồm các thành phần của bê tông và các thành phần của nó, quá trình thực tế của xi măng trộn và trộn bê tông còn lại cho người sử dụng.
Đó là quyết định, nước, xi măng và phụ gia được phân tán đồng đều và cung cấp xuống đến một quy mô tốt và rằng agglomerates được tán xạ đầy đủ. Không đủ phân tán hoặc kết quả deagglomeration trong các thuộc tính bê tông kém. Do hàm lượng nước thấp và liều cao của phụ gia, việc pha trộn bê tông tự nén (SCC) và bê tông cường độ cực cao (UHPC) đòi hỏi một thời gian pha trộn lâu hơn hoặc một công nghệ trộn hiệu quả hơn.

Vật liệu nano trong bê tông

Trong quá trình hydrat hóa các sản phẩm hydrat hóa nano xi măng, chẳng hạn như canxi hydrat hình thành trong bê tông cứng. Các hạt nano của silica hoặc ống nano biến thành các hạt nano xi măng trong quá trình hóa rắn bê tông. Các hạt nhỏ hơn dẫn đến khoảng cách hạt ngắn hơn và vật liệu dày đặc hơn và ít xốp hơn. Điều này làm tăng cường độ nén và giảm tính thấm.

Tuy nhiên, bất lợi lớn của bột nanosize và vật liệu, là xu hướng hình thành agglomerates trong quá trình làm ướt và trộn. Trừ khi các hạt cá nhân được phân tán tốt, sự kết tụ làm giảm bề mặt hạt tiếp xúc dẫn đến các thuộc tính bê tông kém hơn.

Ultrasonicator cho deagglomeration hạt nano và sự phân tán đáng tin cậy và đồng đều của vật liệu nano vào xi măng và bê tông

Bộ xử lý siêu âm UIP16000 là một homogenizer hiệu suất cao cho sự phân tán của xi măng và bê tông

Click vào đây để tìm hiểu thêm về những lợi ích của siêu âm trộn bột nhão xi măng cho đúc sẵn, drycast và nhà máy bê tông.

Siêu âm trộn của vật liệu nano

Ultrasonication là một phương tiện rất hiệu quả cho việc trộn, phân tán và deagglomeration. Hình ảnh dưới đây cho thấy một kết quả điển hình của siêu âm phân tán silica bốc khói trong nước.

Siêu âm trộn của Fume Sulica (Micro silica)

Bắt đầu (đường cong màu xanh lá cây) ở kích thước hạt tụ hơn 200 micron (D50) hầu hết các hạt đã được giảm xuống còn ít hơn 200 nanomet.

Trộn siêu âm ở bất kỳ quy mô nào

Hielscher cung cấp các thiết bị trộn siêu âm để sử dụng trong nghiên cứu và xử lý quy mô đầy đủ.

Sonicators cho nghiên cứu và phát triển phòng thí nghiệm

Hielscher siêu âm phòng thí nghiệm homogenizers là công cụ trộn hoàn hảo cho nghiên cứu và phát triển trên quy mô phòng thí nghiệm. Hielscher lab sonicators thường được sử dụng để trộn siêu âm của các lô nhỏ. Hielscher siêu âm homogenizers cung cấp một kiểm soát thông số chính xác và khả năng tái tạo tuyệt vời cho việc chuẩn bị mở rộng quy mô. Điều này làm cho nó dễ dàng để trộn các công thức khác nhau và xác định tác động của cường độ siêu âm và thời gian sonication.

Siêu âm Inline Mixing trong sản xuất

Bê tông sẵn sàng để sử dụngCác thiết bị trộn siêu âm cần thiết để mở rộng quy mô có thể được xác định chính xác dựa trên thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Để xử lý các dòng xi măng hoặc bê tông khối lượng lớn, ultrasonicators hiệu suất cao thường được vận hành ở chế độ dòng chảy liên tục bằng cách sử dụng lò phản ứng dòng chảy. Điều này cho phép trộn đồng đều cao và xử lý hoàn hảo bột nhão và chất bán lỏng – ngay cả với độ nhớt rất cao.

Siêu âm phân tán của Nano-Silica: Các hielscher siêu âm homogenizer UP400St phân tán hạt nano silica nhanh chóng và hiệu quả vào một phân tán nano đồng nhất.

Siêu âm phân tán của Nano-Silica bằng cách sử dụng ultrasonicator UP400St

Hình thu nhỏ video

Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi tùy thuộc vào khối lượng lô hoặc tốc độ dòng chảy được xử lý:

batch Khối lượng Tốc độ dòng Thiết bị khuyến nghị
1 đến 500ml 10 đến 200mL / phút UP100H
10 đến 2000mL 20 đến 400mL / phút UP200Ht, UP400St
0.1 đến 20L 00,2 đến 4L / phút UIP2000hdT
10 đến 100L 2 đến 10L / phút UIP4000hdT
15 đến 150L 3 đến 15L / phút UIP6000hdT
N.A. 10 đến 100L / phút UIP16000
N.A. lớn hơn Cụm UIP16000

Liên hệ chúng tôi! / Hỏi chúng tôi!

Yêu cầu thêm thông tin

Vui lòng sử dụng mẫu dưới đây để yêu cầu thêm thông tin về máy trộn siêu âm, các ứng dụng liên quan đến xi măng, dữ liệu kỹ thuật và giá cả. Chúng tôi sẽ vui mừng thảo luận về quá trình trộn xi măng của bạn với bạn và cung cấp cho bạn một máy trộn cắt cao siêu âm đáp ứng yêu cầu của bạn!










Văn học/tài liệu tham khảo


Trộn xi măng nội tuyến bằng Sonicator

Biểu đồ dòng trộn siêu âmMáy trộn siêu âm Hielscher thường được cài đặt trong dòng. Vật liệu được bơm vào tàu lò phản ứng siêu âm. Ở đó nó được tiếp xúc với cavitation siêu âm cường độ cao. Inline sonication loại bỏ bằng cách đi qua như tất cả các hạt vượt qua buồng trộn sau một đường dẫn xác định. Do đó, ultrasonication thường thay đổi đường cong phân bố kích thước hạt chứ không phải là mở rộng nó.

Mạnh mẽ và dễ dàng để làm sạch

Lò phản ứng tế bào dòng chảy siêu âm làm bằng thép không gỉ cho sonication của chất lỏng.Một lò phản ứng trộn siêu âm bao gồm các tế bào dòng chảy và các sonotrodes. Không cần vòng bi. Lò phản ứng tế bào dòng chảy (thép không gỉ) có hình dạng đơn giản và có thể dễ dàng tháo rời và làm sạch. Không có lỗ nhỏ hoặc góc khuất.

Các ứng dụng khác của Ultrasonics cho xi măng và bê tông

Việc sử dụng các thiết bị siêu âm Hielscher trong việc chuẩn bị xi măng và bê tông không giới hạn trong việc trộn và phân tán các hỗn hợp xi măng hoặc bê tông. Siêu âm là một phương tiện rất hiệu quả để khử khí của chất lỏng và bùn. Điều này làm giảm số lượng và khối lượng bong bóng khí bị mắc kẹt trong bê tông sau khi đông cứng.
Máy lắc sàng siêu âm cải thiện thông lượng và chất lượng sàng bột cho các hạt nhỏ. Hielscher cung cấp sàng khuấy siêu âm cho các ứng dụng trong phòng thí nghiệm và công nghiệp.

Thông tin nền bê tông

Bê tông bao gồm xi măng, ví dụ xi măng Portland và các vật liệu xi măng khác, chẳng hạn như tro bay và xi măng xỉ, cốt liệu (sỏi, đá vôi, đá granit, cát), nước và phụ gia hóa học. Các phụ gia điển hình bao gồm máy gia tốc hoặc chất làm chậm, chất hóa dẻo, bột màu, khói silica hoặc Metakaolin phản ứng cao (HRM). Micro silica là một phụ gia điển hình trong bê tông. Nhược điểm của nó là chi phí tương đối cao và ô nhiễm ảnh hưởng đến sức khỏe của người vận hành và công nhân.

Chúng tôi sẽ rất vui khi thảo luận về quá trình của bạn.

Hãy liên hệ.