Строительные материалы необходимы для широкого спектра строительных работ, включая плотницкие работы, кровельные работы, армирование конструкций, изоляцию и сантехнику. Размер частиц и форма частиц сырья влияют на качество и производительность конечного продукта и поэтому требуют контроля качества с помощью характеристики частиц. Анализаторы Microtrac успешно используются для определения размеров и формы различных строительных материалов.
Строительные материалы варьируются от природных веществ, таких как камень, глина, песок и древесина, до синтетических полимеров и их многочисленных комбинаций (композитов). Бетон или строительный раствор-это, например, смеси цемента и заполнителей, таких как песок или гравий.
Почему свойства частиц так важны для строительных материалов?
Размер частиц и форма частиц сырья важны по многим причинам. Распределение частиц по размерам оказывает различное влияние на производство строительных материалов, например:
- Текучесть порошка: широкое распределение или слишком большое количество мелких частиц снижают текучесть
- Сегрегация: широкое распределение приведет к сегрегации по размерам
- Реология суспензии: мелкие частицы или частицы неправильной формы увеличивают вязкость
Проблемные эффекты из-за размера частиц больше номинала
- Низкое качество конечного продукта (частицы торчащие из штукатурки, шероховатые поверхности плитки, неоднородные материалы, которые могут легко сломаться)
- Изменения во “внешнем виде” конечного продукта
- Изменение поведения текучести материала и других технологических параметров конечного продукта
- Засорение производственных сит
- Удаление материала из производственного процесса и вторичная переработка (дополнительные затраты и усилия)
Проблемные эффекты из-за размера частиц ниже номинального
- Изменение “внешнего вида” конечного продукта
- Пыль (загрязнение) на рабочем месте
- Засорение фильтров
- Изменение поведения текучести и других технологических параметров конечного продукта
Microtrac предлагает продукты для всех технологий анализа размера частиц.
Решение SMLS Particle Size Analysis with Turbiscan
Более короткое время измерения. Лучшее оптическое разрешение. Большее количество кадров в секунду.
CAMSIZER X2+ - это мощный, чрезвычайно универсальный анализатор частиц с широким диапазоном измерений, который сочетает в себе современную технологию камер с гибкими вариантами дисперсии. Основанный на принципе динамического анализа изображений (ISO 13322-2), CAMSIZER X2+ обеспечивает точную информацию о размере и форме частиц порошков, гранул и суспензий в диапазоне измерений от 1 мкм до 8 мм.
CAMSIZER X2+ производит поток частиц, который характеризуется оптической системой с высоким разрешением. Ультрояркие светодиодные стробоскопические источники света и две цифровые камеры высокого разрешения обеспечивают частоту кадров более 420 изображений в секунду, которые оцениваются в режиме реального времени с помощью мощного программного обеспечения. Таким образом, CAMSIZER X2+ захватывает изображения от сотен тысяч до нескольких миллионов частиц с высочайшей точностью всего за 1-3 минуты.
CAMSIZER X2+ обеспечивает широкий выбор информации о частицах, что позволяет получить всестороннюю и надежную характеристику материала образца. Он подходит для использования в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах, а также для выполнения рутинных задач по контролю качества.
Пример 1 Описание картины светорассеяния
В большинстве случаев гранулометрический состав песка, используемого в строительных материалах, анализируется с помощью методом ситового анализа. Серия приборов CAMSIZER компании Microtrac может заменить этот трудоемкий и подверженный ошибкам метод более быстрым и надежным методом, который обеспечивает более высокое разрешение результатов измерения размера частиц, а также предоставляет дополнительную информацию о форме частиц.
Два вида песка, взятые из разных мест, измерялись с помощью CAMSIZER X2. Этот песок используется в качестве слоя в стеклопластиковых трубах для повышения жесткости. Отображаемый параметр размера равен xc min (=ширина частицы). Красная кривая слегка бимодальна. Песок с широким распределением по размерам может быть более плотно упакован в сердцевину трубы, что придает готовому продукту более высокую стабильность.
Один образец песка был измерен с помощью рассева (черный) и CAMSIZER X2 с использованием двух различных дисперсионных картриджей: картридж X-Fall (зеленый) и картридж X-Jet (красный). Результаты очень хорошо соотносятся между собой, доказывая, что CAMSIZER X2 может соответствовать существующим результатам ситового анализа. Следовательно, технические характеристики продукта, основанные на ситовом анализе, могут оставаться неизменными при переходе на работу с приборами CAMSIZER.
Пример 2 Анализ размера и формы частиц известняка.
Известняк (карбонат кальция) - это исходное сырье, используемое во многих продуктах.
Распределение частиц по размерам, измеренное с помощью CAMSIZER X2 для ряда марок известняка.
Распределение формы частиц приводит к тому же набору образцов известняка. Отображаемым параметром формы является сферичность, определяемая как: сферичность = 4 p A/ P2, где "A = Площадь проекции частицы" и "P = Длина периметра проекции частицы". Наименьший круглый образец-номер 6 (красный), а самый круглый образец-номер 4 (светло-синий).
Пример 3 Эффективное диспергирование образцов штукатурки
Характерные картины светорассеяния, которые образуются при взаимодействии лазера с частицами, обусловлены дифракцией, преломлением, отражением и поглощением (как показано на рисунке). Для крупных частиц доминирующим механизмом является дифракция, возникающая на контуре частиц. Это в достаточной степени описывается так называемой теорией Фраунгофера. "Крупные частицы" в данном контексте означает "значительно большие, чем длина волны света". Для описания и оценки структуры рассеянного света более мелких частиц необходимо учитывать оптические свойства, в основном показатель преломления. Это описывается теорией Ми, которая, однако, также включает дифракцию и, следовательно, позволяет всесторонне оценить явления светорассеяния. Литературные значения доступны для показателей преломления почти всех твердых тел, поэтому теория Ми может быть очень надежно применена для статического светорассеяния. Статическое светорассеяние часто называют лазерной дифракцией или лазерной дифрактометрией, даже независимо от размера рассматриваемых частиц и происходящих явлений.
Пример 4 Обнаружение негабаритных чамтиц в плиточных покрытиях
Сохранение и надежное обнаружение негабаритных частиц (крупнее номинала) является одной из наиболее важных задач анализа размера частиц. Для этой цели анализ изображений с помощью CAMSIZER X2 является самым мощным методом с непревзойденной точностью. На рис. 6 показан образец силиката, который был проанализирован с помощью CAMSIZER X2 с использованием модуля X-Fall. Сперва, был измерен исходный образец, и было обнаружено, что распределение по размерам колеблется от 5 мкм до 100 мкм (красная кривая). Затем добавляли 0,1 % крупногабаритных (> 100 мкм) частиц и снова анализировали образец (зеленая кривая). Наконец, эксперимент был повторен с добавлением 1% негабаритных частиц (синяя кривая). Этот силикат используется в качестве сырья для отделочной плитки, и негабаритные частицы приведут к шероховатой и неровной поверхности готовой плитки. CAMSIZER X2 надежно определяет правильное количество негабаритных частиц. Обратите внимание, что ниже 100 мкм, где все образцы идентичны, воспроизводимость превосходная!
Свяжитесь с нами для получения бесплатной консультации
В конечном счете, выбор, использовать ли простое решение - рассев или инвестировать в лазерную дифракцию или динамический анализ изображений, будет зависеть от объема анализов, бюджета и имеющегося персонала, а также от любых конкретных международных стандартов или требований заказчиков, с которыми вы столкнетесь. Почему бы не обратиться в компанию Microtrac за бесплатной консультацией, чтобы узнать, какое решение принесет нужный вам результат и окупаемость инвестиций?