Sonication tăng cường Geopolymerisation
Geopolyme là một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn cho các vật liệu gốc xi măng truyền thống, mang lại lợi thế về môi trường, cơ học và độ bền. Phân tán siêu âm là một kỹ thuật hiệu quả cao để sản xuất geopolyme với các đặc tính vật liệu tuyệt vời. Sonication đại diện cho một phương pháp trộn hiệu quả cao cho phép sản xuất tiết kiệm các geopolyme hiệu suất cao với số lượng lớn.
Tăng cường Geopolymerization bằng siêu âm công suất
Quá trình trùng hợp địa lý đòi hỏi sự pha trộn tỉ mỉ và mạnh mẽ để đảm bảo sự tiếp xúc tối ưu giữa các thành phần của nó, tạo điều kiện cho quá trình trùng hợp hoàn toàn. Việc áp dụng siêu âm công suất tạo ra lực cắt mạnh, do đó thúc đẩy sự trộn và đồng nhất cần thiết, đồng thời cung cấp năng lượng có lợi cho quá trình trùng hợp địa kỹ lưỡng nhanh chóng và triệt để. Siêu âm công suất đã tăng cường động học địa trùng hợp bằng cách thúc đẩy sự phân tán tốt hơn của các chất phản ứng và tạo điều kiện cho sự phân hủy các kết tụ, dẫn đến cải thiện tốc độ phản ứng và chất lượng sản phẩm.
MultiSonoReactor với công suất siêu âm 16kW để quá trình polyme hóa nội tuyến trên quy mô sản xuất
Trộn và phân tán siêu âm có thể thúc đẩy quá trình trùng hợp địa thông qua một số cơ chế:
Các cơ chế cảm ứng siêu âm này góp phần vào việc tăng cường động học geopolymerization và phát triển vật liệu geopolyme với các đặc tính được cải thiện.
Siêu âm công suất để cải thiện sản xuất vật liệu xây dựng
Siêu âm công suất đã nổi lên như một công nghệ đáng tin cậy để sản xuất vật liệu xây dựng và xây dựng, bao gồm xi măng, bê tông, geopolyme và các vật liệu co thắt khác. Xử lý siêu âm liên quan đến việc áp dụng sóng siêu âm tần số thấp vào môi trường lỏng hoặc bùn, dẫn đến một loạt các tác động có lợi đến các đặc tính và đặc tính xử lý của vật liệu. Các nhà nghiên cứu và chuyên gia trong ngành ngày càng nhận ra tiềm năng của siêu âm trong việc cải thiện hiệu suất, hiệu quả và tính bền vững của vật liệu xây dựng. Phần giới thiệu này cung cấp một cái nhìn tổng quan về các ứng dụng và ưu điểm của siêu âm công suất trong sản xuất vật liệu xây dựng và xây dựng.
- Xi măng: Xử lý siêu âm có thể tăng cường động học hydrat hóa của vật liệu xi măng bằng cách thúc đẩy sự hòa tan của các pha clinker và đẩy nhanh quá trình hình thành các sản phẩm hydrat hóa. Điều này dẫn đến thời gian đóng rắn ngắn hơn, cải thiện sự phát triển cường độ sớm và nâng cao độ bền của kết cấu bê tông. Ngoài ra, siêu âm có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân tán các chất phụ gia và vật liệu xi măng bổ sung, chẳng hạn như tro bay và xỉ, dẫn đến các chế phẩm xi măng bền vững và thân thiện với môi trường hơn.
Đọc thêm về thiết lập tăng tốc siêu âm và phát triển cường độ sớm của bê tông! - Bê tông: Kỹ thuật trộn và đóng rắn siêu âm có thể cải thiện khả năng làm việc, độ bền và độ bền của hỗn hợp bê tông. Sonication thúc đẩy sự phân tán của cốt liệu và sợi gia cố, giảm sự hiện diện của các khoảng trống và khuyết tật không khí, đồng thời tăng cường liên kết giữa ma trận xi măng và cốt liệu. Điều này dẫn đến bê tông có cường độ nén cao hơn, tăng cường khả năng chống nứt và xuống cấp, đồng thời cải thiện hiệu suất lâu dài trong các điều kiện môi trường khác nhau.
Tìm hiểu thêm về tác dụng có lợi của quá trình siêu âm đối với quá trình hydrat hóa trong xi măng! - Geopolymers: Xử lý siêu âm đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp và đóng rắn geopolyme, là những lựa chọn thay thế thân thiện với môi trường cho các vật liệu làm từ xi măng truyền thống. Siêu âm thúc đẩy sự hòa tan của tiền chất aluminosilicat, đẩy nhanh quá trình trùng hợp của các loại silicat và tăng cường sự đồng nhất của các chất phản ứng, dẫn đến đóng rắn nhanh hơn và tính chất cơ học vượt trội của các sản phẩm geopolyme. Ngoài ra, siêu âm có thể cải thiện các đặc tính lưu biến và khả năng làm việc của bùn geopolymer, cho phép chế tạo các hình dạng và cấu trúc phức tạp.
- Vật liệu xây dựng khác: Siêu âm công suất có ứng dụng đa dạng trong sản xuất các vật liệu xây dựng khác nhau, bao gồm vữa, vữa, thạch cao và các sản phẩm cách nhiệt. Sonication có thể cải thiện sự phân tán của các chất phụ gia, chất độn và chất gia cố, tối ưu hóa cấu trúc vi mô và độ xốp của vật liệu, đồng thời tăng cường tính chất nhiệt và cơ học của chúng. Đặc biệt là khi nói đến sự kết hợp đồng nhất của vật liệu nano, phân tán siêu âm và geagglomerization góp phần vào chất lượng và hiệu suất của vật liệu xây dựng trong các ứng dụng kiến trúc và cơ sở hạ tầng.
Đọc thêm về sự phân tán vượt trội của vật liệu nano bằng cách sử dụng siêu âm!
Máy siêu âm hiệu suất cao để sản xuất Geoppolymer
Máy siêu âm Hielscher có khả năng tạo ra sự xâm thực âm thanh mạnh, dẫn đến sự hình thành và sụp đổ của các bong bóng cực nhỏ trong môi trường lỏng. Quá trình này dẫn đến việc trộn và đồng nhất hiệu quả cao của các vật liệu tiền chất geopolymer, đảm bảo phân bố đồng đều các chất phản ứng và cải thiện chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Bộ xử lý siêu âm công nghiệp Hielscher Ultrasonics có thể cung cấp biên độ rất cao. Biên độ lên đến 200μm có thể dễ dàng chạy liên tục trong hoạt động 24/7. Quá trình xử lý liên tục sử dụng tế bào dòng siêu âm cho phép siêu âm âm lượng lớn trong các điều kiện được kiểm soát chính xác, đảm bảo quá trình trùng hợp địa chất lượng cao liên tục.
Máy phân tán siêu âm để tổng hợp geopolymer ở mọi quy mô: Hielscher cung cấp một loạt các thiết bị siêu âm với công suất và khối lượng xử lý khác nhau, cho phép mở rộng và tùy chỉnh theo các yêu cầu cụ thể của quy trình sản xuất geopolymer. Cho dù đó là thí nghiệm quy mô phòng thí nghiệm theo lô hay sản xuất nội tuyến quy mô công nghiệp, máy siêu âm Hielscher có thể được điều chỉnh để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng khác nhau.
Điểm mạnh của xử lý siêu âm – bao gồm tăng cường đồng nhất, động học phản ứng tăng tốc, giảm kích thước hạt, cải thiện tính chất cơ học và khả năng mở rộng – làm cho Hielscher trở thành một kỹ thuật mạnh mẽ để tối ưu hóa tổng hợp geopolymer và thúc đẩy sự phát triển của vật liệu xây dựng bền vững. Mang lại lợi thế mạnh mẽ cho sản xuất geopolymer, máy siêu âm Hielscher đưa bạn đi đầu trong sản xuất geopolymer.
Sonicator UIP16000 để phân tán các vật liệu xây dựng như geopolyme hoặc vật liệu xi măng.
- Hiệu quả cao
- Công nghệ tiên tiến
- Độ tin cậy & Mạnh mẽ
- Điều chỉnh, kiểm soát quá trình chính xác
- mẻ & Inline
- cho bất kỳ khối lượng nào
- Phần mềm thông minh
- Các tính năng thông minh (ví dụ: có thể lập trình, giao thức dữ liệu, điều khiển từ xa)
- Dễ dàng và an toàn để vận hành
- bảo trì thấp
- CIP (sạch tại chỗ)
Thiết kế, sản xuất và tư vấn – Chất lượng Sản xuất tại Đức
Hielscher ultrasonicators nổi tiếng với chất lượng cao nhất và tiêu chuẩn thiết kế của họ. Mạnh mẽ và hoạt động dễ dàng cho phép tích hợp trơn tru của ultrasonicators của chúng tôi vào các cơ sở công nghiệp. Điều kiện khắc nghiệt và môi trường đòi hỏi dễ dàng được xử lý bởi Hielscher ultrasonicators.
Hielscher Ultrasonics là một công ty được chứng nhận ISO và đặc biệt nhấn mạnh vào ultrasonicators hiệu suất cao có công nghệ tiên tiến và thân thiện với người dùng. Tất nhiên, Hielscher ultrasonicators là CE tuân thủ và đáp ứng các yêu cầu của UL, CSA và RoHs.
Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi:
| Khối lượng hàng loạt | Tốc độ dòng chảy | Thiết bị được đề xuất |
|---|---|---|
| 10 đến 2000mL | 20 đến 400ml / phút | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1 đến 20L | 0.2 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 | Cụm UIP16000 |
Liên hệ với chúng tôi! / Hãy hỏi chúng tôi!
Hielscher Ultrasonics sản xuất homogenizers siêu âm hiệu suất cao cho các ứng dụng trộn, phân tán, nhũ tương hóa và khai thác trên phòng thí nghiệm, thí điểm và quy mô công nghiệp.
Văn học / Tài liệu tham khảo
- Feng, D.; Tan, H.; van Deventer, J.S.J. )2004): Ultrasound enhanced geopolymerisation. Journal of Materials Science 39, 2004. 571–580.
- 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.
- Szelag M. (2017): Mechano-Physical Properties and Microstructure of Carbon Nanotube Reinforced Cement Paste after Thermal Load. Nanomaterials 7(9), 2017. 267.
- Peters, S.; Kraus, M.; Rößler, Christiane; Ludwig, H.-M. (2011): Workability of cement suspensions Using power ultrasound to improve cement suspension workability. Betonwerk und Fertigteil-Technik/Concrete Plant and Precast Technology. 77, 2011. 26-33.
- M.G. Hamed, A.M. El-Kamash & A. A. El-Sayed (2023): Selective removal of lead using nanostructured chitosan ion-imprinted polymer grafted with sodium styrene sulphonate and acrylic acid from aqueous solution. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 103:17, 5465-5482.
Sự thật đáng biết
Geopolymer là gì và chúng được sử dụng để làm gì?
Geopolyme là polyme vô cơ hoặc vật liệu aluminosilicat thường được tổng hợp bằng cách kích hoạt kiềm của tiền chất aluminosilicat như tro bay, xỉ, metakaolin hoặc các vật liệu tự nhiên như tro núi lửa. Chúng được hình thành thông qua một mạng lưới polyme của nhôm và oxit silic, với chất kích hoạt kiềm đóng một vai trò quan trọng trong việc bắt đầu phản ứng địa trùng hợp.
Những vật liệu này đã được chú ý như một giải pháp thay thế bền vững cho bê tông xi măng Portland truyền thống do đặc tính thân thiện với môi trường và hiệu suất kỹ thuật tuyệt vời.
Geopolyme được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau, bao gồm:
Geopolyme – Một giải pháp thay thế xanh cho bê tông
Geopolyme cung cấp một giải pháp thay thế xanh cho bê tông truyền thống do một số đặc tính thân thiện với môi trường. Những lợi thế chính của geopolymer làm vật liệu xây dựng trong xây dựng bao gồm giảm lượng khí thải carbon, sử dụng các sản phẩm phụ công nghiệp, bảo tồn năng lượng và nước, khả năng tái chế và độ bền của nó. Khi nhận thức về các vấn đề môi trường tiếp tục phát triển trên toàn thế giới, geopolyme ngày càng được công nhận là một giải pháp khả thi để giảm tác động đến môi trường của vật liệu xây dựng. Sonication là một kỹ thuật trộn hiệu quả cao cho phép sản xuất geolpolymer hiệu suất cao một cách tiết kiệm với khối lượng lớn.
- Giảm lượng khí thải carbon: Geopolymer thường có lượng khí thải carbon thấp hơn so với bê tông gốc xi măng Portland truyền thống. Việc sản xuất xi măng Portland liên quan đến các quy trình lò nung ở nhiệt độ cao, thải ra một lượng đáng kể carbon dioxide (CO2). Ngược lại, geopolyme có thể được tổng hợp ở nhiệt độ thấp hơn nhiều, đôi khi ở nhiệt độ phòng, dẫn đến giảm tiêu thụ năng lượng và khí thải CO2 trong quá trình sản xuất.
- Sử dụng phụ phẩm công nghiệp: Geopolyme thường sử dụng các sản phẩm phụ công nghiệp như tro bay, xỉ và metakaolin làm tiền chất. Những vật liệu này thường được coi là chất thải từ các ngành công nghiệp khác và nếu không sẽ cần phải xử lý, góp phần tạo ra gánh nặng môi trường. Bằng cách kết hợp các sản phẩm phụ này vào geopolyme, chúng không chỉ được chuyển hướng khỏi các bãi chôn lấp mà còn làm giảm nhu cầu về nguyên liệu nguyên sinh, giảm hơn nữa tác động đến môi trường.
- Tiêu thụ năng lượng thấp hơn: Việc sản xuất geopolymer thường yêu cầu năng lượng đầu vào thấp hơn so với xi măng Portland. Quá trình geopolymerization có thể xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn và có thể không yêu cầu quá trình nung rộng rãi liên quan đến sản xuất xi măng. Điều này dẫn đến giảm tiêu thụ năng lượng và phát thải khí nhà kính liên quan.
- Độ bền và tuổi thọ: Geopolyme có thể thể hiện các đặc tính bền tuyệt vời, bao gồm cường độ nén cao, độ thấm thấp và khả năng chống ăn mòn hóa học. Do đó, các cấu trúc làm từ geopolyme có thể yêu cầu ít bảo trì và sửa chữa hơn trong suốt tuổi thọ của chúng so với bê tông truyền thống. Tuổi thọ này làm giảm nhu cầu tái thiết hoặc thay thế thường xuyên, do đó bảo tồn tài nguyên và giảm tác động môi trường tổng thể.
- Giảm sử dụng nước: Sản xuất geopolymer thường cần ít nước hơn so với bê tông truyền thống. Quá trình trộn geopolyme thường liên quan đến hàm lượng nước tối thiểu, dẫn đến tiêu thụ nước thấp hơn và ít căng thẳng hơn đối với tài nguyên nước.
- Khả năng tái chế và tái sử dụng: Vật liệu geopolymer thường có thể được tái chế hoặc tái sử dụng khi hết tuổi thọ. Không giống như bê tông truyền thống, có thể yêu cầu xử lý sử dụng nhiều năng lượng đáng kể để tái chế hoặc thải bỏ, geopolyme có thể được phân hủy và tái sử dụng với tác động môi trường thấp hơn.
Hielscher Ultrasonics sản xuất homogenizers siêu âm hiệu suất cao từ phòng thí nghiệm đến quy mô công nghiệp.