高速実験用分散機は、マグネシウムベースの繊維セメントボードの製造において、均一なスラリーを作成するための重要な機械的インターフェースとして機能します。 通常3,000 rpm程度の高速回転で動作し、強力なせん断力を利用してセルロース繊維の束を完全に解きほぐし、酸化マグネシウム、ドロマイト石灰石、硫酸マグネシウム溶液と均一に混合します。
この装置の主な価値は、セルロースパルプが凝集する自然な傾向を克服できる能力にあります。分散機は、徹底的な解凝集と混合を保証することにより、成形および硬化プロセスが開始される前に、材料の構造的完全性に必要な均一な微細構造を確立します。
高せん断分散のメカニズム
繊維凝集塊の分解
これらのボードの補強材として使用されるセルロースパルプは、自然に密な束または凝集塊を形成します。
標準的な混合では、これらの繊維を分離するにはしばしば不十分です。高速分散機は高せん断力を発生させ、これらの凝集塊を機械的に引き離します。
液体相の統合
プロセスは、セルロースパルプを硫酸マグネシウム溶液に分散させることから始まります。
分散機は、個々の繊維が乾燥した塊として浮遊するのではなく、液体媒体内で完全に濡れて懸濁していることを保証します。
セメント質マトリックスの組み込み
繊維が分離されたら、分散機は粉末成分、特に酸化マグネシウムとドロマイト石灰石を統合します。
高速度により、これらの粉末が懸濁した繊維の周りに徹底的に混合され、一貫したセメント質マトリックスが作成されます。
目標：微細構造の均一性
弱点の排除
分散機の最終的な役割は、均一な微細構造を作成することです。
繊維が凝集したままだと、最終的なボードには、マトリックスが存在しない局所的な弱点、または繊維が存在しない脆い箇所が生じます。
高密度化の準備
分散機がスラリーを処理している間、このステップはボードの物理的な形成の前提条件です。
適切に分散されたスラリーは、プレスや硬化などの後続の処理ステップが一貫した材料に対して行われることを保証します。
プロセスコンテキストの理解
職務の分離
分散機の役割と成形装置の役割を区別することが重要です。
分散機はスラリーの化学組成と分布を準備します。ボードの形状や密度を高めるわけではありません。
次の段階：油圧プレス
分散機が均一なスラリーを作成すると、材料は「湿ったグリーンボード」になります。
この段階で、実験用油圧プレスが引き継ぎ、圧力を印加します（例：3.2 MPa）。
この圧力は、分散機によって結合された粒子を再配置して空隙を減らし、バルク密度を増加させますが、プレスは混合不良のスラリーを修正することはできません。
目標に合わせた適切な選択
主な焦点が繊維補強の場合：
- 凝集した繊維は構造サポートが不十分であるため、セルロース凝集塊を完全に分解するために、分散機が十分な速度（約3000 rpm）で動作していることを確認してください。
主な焦点が材料の一貫性の場合：
- 複合材全体にわたって均一なマトリックスを保証するために、溶液への酸化マグネシウムとドロマイト石灰石の徹底的な混合を優先してください。
主な焦点が高密度の場合：
- 分散機は均一性を保証しますが、必要な粒子圧縮と空隙削減を達成するには、後続の油圧プレスに依存する必要があることを認識してください。
高速分散機は、原材料を実用的な、凝集した複合材料に変える基本的なツールです。
概要表：
| プロセス段階 | 分散機の動作 | 主な利点 |
|---|---|---|
| 繊維分散 | 高せん断（3,000 rpm） | セルロース束を分解します。凝集を防ぎます。 |
| 液体相 | MgSO4溶液の混合 | 完全な繊維の濡れと懸濁を保証します |
| マトリックス混合 | MgOと石灰石の統合 | 均一なセメント質微細構造を作成します |
| プレフォーミング | スラリー均質化 | 油圧プレス前の弱点を排除します |
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参考文献
- Adriano G. S. Azevedo, Holmer Savastano. Effect of the Rehydration Method on the Physical–Mechanical Properties of CO2-Cured Magnesium-Based Fiber Cement Boards. DOI: 10.3390/civileng5010013
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Press ナレッジベース .
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