Stavební materiály jsou vyžadovány pro širokou škálu stavebních prací včetně tesařství, střešních krytin, konstrukčních výztuh, izolací a instalatérských prací. Velikost částic a tvar částic surovin ovlivňují kvalitu a výkon konečného produktu, a proto vyžadují kontrolu kvality charakterizací částic. Analyzátory Microtrac se úspěšně používají ke stanovení velikosti a tvaru různých stavebních materiálů.
Stavební materiály zahrnují přirozeně se vyskytující látky, jako je hornina, hlína, písek a dřevo, až po syntetické polymery a více kombinací obou (kompozity). Beton nebo malta jsou například směsi cementu a kameniva, jako je písek nebo štěrk.
Proč jsou vlastnosti částic pro stavební materiály tak důležité?
- Tok prášku: široká distribuce nebo příliš mnoho jemných částic snižuje tekutost
- Segregace: široká distribuce povede k segregaci velikosti
- Reologie suspenze: jemné nebo nepravidelně tvarované částice zvyšují viskozitu
Problematické účinky způsobené nadměrně velkými částicemi
- Špatná kvalita konečného produktu (zrnka trčící ze sádry, drsné povrchy dlaždic, nehomogenní materiály se mohou zlomit)
- Změny ve „vzhledu a chování“ konečného produktu
- Změny chování toku a dalších parametrů procesu konečného produktu
- Blokování sít
- Odstranění materiálu z výrobního procesu a recyklace (dodatečné náklady a úsilí)
Problematické účinky způsobené podměrečnými částicemi
- Změna „vzhledu a chování“ konečného produktu
- Prach (znečištění) na pracovišti
- Blokování filtru
- Změny chování toku a dalších parametrů procesu konečného produktu
Microtrac nabízí produkty pro všechny technologie analýzy velikosti částic.
Řešení Analýza velikosti částic SMLS s Turbiscanem
Kratší doba měření. Lepší optické rozlišení. Více snímků za sekundu. CAMSIZER X2+ je jeden z nejvýkonnějších a nejuniverzálnějších analyzátorů velikosti a tvaru částic s širokým měřicím rozsahem, který kombinuje nejmodernější kamerovou technologii s flexibilními možnostmi disperze. Na základě principu dynamické analýzy obrazu (ISO 13322-2) poskytuje CAMSIZER X2+ přesné informace o velikosti a tvaru částic prášků, granulí a suspenzí v měřicím rozsahu od 0,9 μm do 8 mm. CAMSIZER X2+ vytváří tok částic, který je charakterizován optickým systémem s vysokým rozlišením. Ultrasvětlé stroboskopické LED zdroje světla a dvě digitální kamery s vysokým rozlišením dosahují snímkové frekvence více než 420 snímků za sekundu, které jsou vyhodnocovány v reálném čase výkonným softwarem. CAMSIZER X2+ tak zachycuje snímky stovek tisíc až několika milionů částic s nejvyšší přesností během pouhých 1 až 3 minut. CAMSIZER X2+ poskytuje široký výběr informací o částicích, které umožňují komplexní a spolehlivou charakterizaci vzorku materiálu. Je vhodný pro použití ve výzkumu a vývoji i pro rutinní úkoly v kontrole kvality.
Příklad 1 Popis vzorců statického rozptylu světla
Ve většině případů se distribuce velikosti částic písku používaného ve stavebních materiálech analyzuje sítovou analýzou. Řada CAMSIZER společnosti Microtrac může nahradit tuto časově náročnou a k chybám náchylnou metodu metodou rychlejší a spolehlivější, která poskytuje vyšší rozlišení výsledků velikosti částic a další informace o tvaru částic.
Dva typy písku odebrané z různých míst, měřeno pomocí CAMSIZER X2. Tento písek se používá jako vrstva ve skleněných vyztužených plastových trubkách ke zvýšení tuhosti. Hlášený parametr velikosti je xc min (= šířka částic). Červená křivka je mírně bimodální. Písek s širokou distribucí velikosti lze těsněji natěsnat do jádra trubky, což dává hotovému výrobku vyšší stabilitu.
Jeden vzorek písku, který byl měřen sítováním (černý) a CAMSIZER X2 pomocí dvou různých disperzních modulů: modul X-Fall (zelený) a modul X-Jet (červený). Výsledky se velmi dobře srovnávají, což dokazuje, že CAMSIZER X2 může odpovídat stávajícím výsledkům sítové analýzy. Při přechodu na systém CAMSIZER proto mohou zůstat technické parametry produktu založené na sítové analýze.
Příklad 2 Analýza velikosti a tvaru částic vápence
Vápenec (uhličitan vápenatý) je surovina používaná v mnoha výrobcích.
Distribuce velikosti částic měřená přístrojem CAMSIZER X2 pro různé typy vápence.
Výsledky distribuce tvaru částic pro stejný soubor vzorků vápence. Hlášeným parametrem tvaru je sférický tvar, definovaný jako: sférický tvar = 4 p A / P2, kde „A = plocha projekce částic“ a „P = obvodová délka projekce částic“. Nejméně kulatý vzorek je č. 6 (červený), zatímco nejvíce kulatý vzorek je č. 4 (světle modrý).
Příklad 3 Efektivní disperze vzorků omítek
Charakteristické obrazce rozptylu světla, které vznikají při interakci laseru s částicemi, jsou způsobeny difrakcí, lomem, odrazem a absorpcí (jak je znázorněno na obrázku).
U velkých částic je dominantním mechanismem difrakce, ke které dochází na obrysech částic. To dostatečně popisuje takzvaná Fraunhoferova teorie. "Velké částice" v tomto kontextu znamenají "výrazně větší než vlnová délka světla".
Pro popis a vyhodnocení obrazců rozptýleného světla menších částic je třeba vzít v úvahu optické vlastnosti, v podstatě index lomu. To popisuje Mieho teorie, která však zahrnuje i difrakci, a umožňuje tak komplexní vyhodnocení jevů rozptylu světla.
Pro indexy lomu téměř všech pevných látek jsou k dispozici literární hodnoty, takže Mieho teorii lze velmi spolehlivě použít pro statický rozptyl světla. Statický rozptyl světla se často označuje jako laserová difrakce nebo laserová difraktometrie, a to i nezávisle na velikosti uvažovaných částic a jevech, které se při tom vyskytují.
Příklad 4 Detekce nadměrných částic - povrchová úprava dlažby
Bezpečná a spolehlivá detekce nadměrných částic patří mezi nejdůležitější cíle analýzy velikosti částic. Z tohoto důvodu je analýza obrazu pomocí CAMSIZER X2 nejvýkonější technikou s bezkonkurenční přesností.
Obrázek 6 ukazuje silikátový vzorek, který byl analyzován pomocí CAMSIZER X2 pomocí modulu X-Fall. Nejprve byl změřen původní vzorek a bylo zjištěno, že distribuce velikosti je v rozmezí od 5 μm do 100 μm (červená křivka). Poté bylo přidáno 0,1% nadměrně velkých (> 100 μm) částic a vzorek byl znovu analyzován (zelená křivka). Nakonec byl experiment opakován s přidáním 1% nadměrné velikosti (modrá křivka).
Tento křemičitan se používá jako surovina pro povrchovou úpravu dlaždic a nadměrné částice způsobí drsný a nerovný povrch hotové dlaždice. CAMSIZER X2 spolehlivě detekuje správné množství nadměrných rozměrů. Mějte na paměti, že pod 100 μm, kde jsou všechny vzorky identické, je reprodukovatelnost vynikající!
Kontaktujte nás pro bezplatnou konzultaci
Volba, zda použít jednoduché řešení jako je sítování nebo investovat do laserové difrakce či dynamické analýzy obrazu, bude nakonec záviset na objemu testování, dostupném rozpočtu financí, personálním zajištění a na všech konkrétních mezinárodních standardech nebo požadavcích zákazníka.
Proč nekontaktovat Microtrac o bezplatnou konzultaci a zjistit, které řešení přinese požadovaný výsledek a návratnost investic?