Építőanyagok sokféle szerkezeti munkához, pl. asztalos, tetőfedő, szerkezetépítő, szigetelő és vízvezetékszerelő feladatokhoz szükségesek. A nyersanyagok szemcséinek mérete és alakja befolyásolja a végtermék minőségét és teljesítményét, ezért e szemcsék minőségét ellenőrizni kell. A Microtrac készülékeket sokféle építőanyag szemcseméret- és alakanalíziséhez használják eredményesen.
Építőanyagnak számít a természetben előforduló anyag, pl. kő, agyag, homok vagy fa, de a szintetikus polimer is vagy e kettő többszörös kombinációi (kompozitok) is. A beton vagy a habarcs pl. a cement és olyan adalékanyag keveréke mint a homok vagy a sóder.
Miért fontosak az építőanyagok szemcséi tulajdonságai?
A nyersanyagok szemcséi mérete és alakja több ok miatt is fontos. A szemcsék méreteloszlása különböző hatással van az építőanyagok felhasználhatóságára, pl.:
- por folyási képessége: széles méreteloszlás vagy túl sok finomrész csökkenti a folyási képességet
- szegregálódás: széles méreteloszlás méret szerinti szegregálódást (elkülönülést) okoz
- szuszpenzió reológiája: finom vagy szabálytalan alakú szemcsék növelik a viszkozitást
Túlméretes szemcsék okozta problémák
- végtermék gyenge minősége (szemcsék a vakolóanyagban, durva felületű csempék, inhomogenitás miatt törékeny termék)
- végtermék "kinézete és érzete" elváltozása
- végtermék folyási képessége és más feldolgozhatósági paramétere megváltozása
- gyártó sziták eltömítése
- anyag eltávolítása a gyártási folyamatból és újrafeldolgozása (extra költség és ráfordítás)
Alulméretes szemcsék okozta problémák
- végtermék "kinézete és érzete" elváltozása
- por (szennyezés) a munkahelyen
- szűrők eltömítése
- végtermék folyási képessége és más feldolgozhatósági paramétere megváltozása
Microtrac cég a szemcseméret-mérés mindegyik módszeréhez kínál analizátort
Megoldás SMLS Particle Size Analysis with Turbiscan
Rövidebb mérési idő. Jobb optikai felbontás. Több képkocka másodpercenként.
A CAMSIZER X2+ nagyteljesítményű, rendkívül sokoldalú szemcseméret- és alakanalizátor, széles méréstartománnyal és flexibilis diszpergálási lehetőségekkel kombinált modern kameratechnológiával. Dinamikus képfeldolgozás (DIA: Dynamic Image Analysis, ISO 13322-2) elve alapján működve a CAMSIZER X2+ képes porok, granulátumok és szuszpenziók szemcséi mérete és alakja pontos meghatározására 1 μm - 8 mm méréstartományban.
A CAMSIZER X2+ szemcsék áramát hozza létre, melyet azután nagyfelbontású optikai rendszer pontosan és részlethűen megvizsgál. A rendkívül fényes, sztroboszkópikus LED fényforrás és a két nagyfelbontású digitális kamera több, mint 420 kép/s sebességgel készít róluk felvételeket és a nagyteljesítményű szoftver valós időben értékeli ki a fényképeket. Így tehát a CAMSIZER X2+ százezernyi vagy akár több milliónyi szemcséről készít fényképeket a legnagyobb pontossággal csupán 1 - 3 perc alatt.
A CAMSIZER X2+ sokféle információt szolgáltat a szemcsékről, melyek a minta anyagának részletes és megbízható jellemzését teszi lehetővé, mely szolgálhat kutatás-fejlesztési (K+F) ill. minőségellenőrzési (QC) rutinfeladatokban is.
Példa # 1 Sztatikus fényszórás mintázatai leírása
Az építőanyagokban használt homok szemcseméret-eloszlását a legtöbb esetben szitaelemzéssel határozzák meg. A Microtrac cég CAMSIZER készülékei helyettesíthetik ezt az időigényes és hibára hajlamos technológiát egy gyorsabb és sokkal megbízhatóbb módszerrel, mely nemcsak nagyobb felbontással adja meg a szemcsék méreteit, hanem még alakjukról is szolgáltat információt.
Különböző helyről vett kétféle homokmintát mértek CAMSIZER X2 analizátorrral. Ezt a homokot rétegező anyagként használják üvegerősítésű műanyag csövekben, hogy növeljék merevségüket. A mért méretparaméter xc min (=szemcse szélessége). A vörös görbe kissé bimodális eloszlást mutat. Széles méreteloszlású homokot sokkal tömöreben lehet a csövekbe tölteni, ami azután nagyobb stabilitást biztosít a végterméknek.
Ugyanazt a homokmintát megmérték szitaelemzéssel (fekete) és CAMSIZER X2 két különböző diszpergáló moduljával is: X-Fall modul (zöld) és X-Jet modul (vörös). Az eredmények rendkívüli módon hasonlítanak egymásra, ez bizonyítja, hogy a CAMSIZER X2 eredmények korrelálnak a már meglévő szitálási eredményekkel. A termékek szitaelemzéssel nyert minősítései tehát változatlanok maradhatnak, ha áttérnek a CAMSIZER analizátor használatára.
Példa # 2 Mészkőminták szemcseméret- és alakanalízise
A mészkő (kalcium-karbonát) sok termék nyersanyaga.
Különböző minőségű mészkövek CAMSIZER X2 analizátorral mért szemcseméret-eloszlásai.
Ugyanezen mészkőminták szemcséi alakeloszlásai. A megjelenített alakparaméter a szfericitás, definíciója = 4 p A/ P2 ahol "A = a szemcse vetületi képe területe" és "P = a szemcse vetületi képe kerülete". A legkevésbé gömbszerű a Nr 6 (vörös) minta, míg a leginkább gömbszerű a Nr 4 (világoskék) minta.
Példa # 3 Vakolóanyagminták hatékony diszpergálása
A lézerfény és a szemcsék kölcsönhatásakor keletkező jellegzetes fényszórási mintázatot (pattern = intenzitáseloszlást) a fény elhajlása (diffraction), törése (refraction), visszaverődése (reflection) és elnyelődése (absorption) okozza (lásd ábrát).
Nagy szemcsék esetén a fényelhajlás (diffraction) a domináns jelenség, mely a szemcsék szélein (kontúrján) jön létre. Ezt a jelenséget kielégítően leírja az ún. Fraunhofer-elmélet. A "nagy szemcsék" ebben az összefüggésben a fény hullámhosszánál "lényegesen nagyobb" szemcséket jelent.
A kisebb szemcsék okozta fényszórási mintázat leírásakor és kiértékelésekor optikai tulajdonságokat, elsősorban a törésmutatót is figyelembe kell venni. Ezt a Mie-elmélet írja le, ami a fényelhajlást (diffraction) is tartalmazza, ezért a fényszórási jelenségek teljes értelmezését adja.
A szilárd anyagok többségénél ismert törésmutatójuk irodalmi értéke, ezért a Mie-elmélet nagyon megbízhatóan alkalmazható sztatikus fényszórás mérésnél. A sztatikus fényszórás mérést gyakran nevezik lézerfénydiffrakció vagy lézerdiffraktometria mérésnek is, függetlenül a mérendő szemcsék méretétől és a megnyilvánuló jelenségektől.
Példa # 4 Túlméretes szemcsék detektálása csempebevonatokban
A túlméretes szemcsék biztos és megbízható detektálása a szemcseméretanalízis egyik legfontosabb célkitűzése. Erre a feladatra a CAMSIZER X2 készülék dinamikus képfeldolgozás módszere a leghatékonyabb és páratlan helyességű megoldás.
A 6. ábra X-Fall modullal felszerelt CAMSIZER X2 analizátorral mért szilikát minta eredményeit mutatja. Először megmérték az eredeti mintát és 5 μm - 100 μm közötti méreteloszlást (vörös görbe) találtak. Ezután 0,1 % túlméretes (> 100 μm) szemcsét adtak a mintához, majd újra megmérték (zöld görbe). Végül megismételték a kísérletet 1 % túlméretes minta hozzáadásával (kék görbe).
Ezt a szilikátot csempék borítására használják nyersanyagként, a túlméretes szemcsék az elkészült csempék durva és egyenetlen felületét okozhatják. A CAMSIZER X2 megbízhatóan detektálja a túlméretes szemcsék helyes mennyiségét. Vegyük észre, hogy 100 μm alatt - ahol azonos mindegyik minta - kiváló a mérés reprodukálhatósága!
Forduljon hozzánk ingyenes konzultációért!
A végső döntés - miszerint a feladat elvégzésére elegendő egyszerű szitaelemzés vagy lézerfénydiffrakció vagy képfeldolgozó szemcseanalizátor beszerzésére van szükség - a feldolgozandó minták mennyiségétől, a rendelkezésre álló büdzsé mértékétől, a szakemberek számától, a speciális nemzetközi szabványnak vagy felhasználói követelménynek való megfelelés kényszerétől is függ.
Miért is ne vennék igénybe a Microtrac cég szakembereivel való ingyenes konzultációt, hogy közösen találják meg a speciális követelményeket kielégítő optimális megoldást?