实验室筛分分析的测试流程是什么？颗粒度分布的逐步指南

本质上，实验室筛分分析是一个分离颗粒材料成不同尺寸级分的简单程序。它涉及在具有尺寸递减的筛孔的筛子堆上摇动预先称重的样品，然后称量保留在每个筛子上的材料量，以确定颗粒尺寸分布。

筛分分析不仅仅是一种分类方法；它是一个基本的质量控制过程。它提供了验证材料的物理性能是否满足其预期应用所需的精确规格所需的重要数据，从建造稳定的基础设施到生产一致的消费品。

筛分分析的结构

要正确执行此测试，您必须精确了解设备、准备和执行。每一步都是为了确保最终结果准确且可重复。

基本设备

测试的核心是试验筛，它是一个圆形金属框架，装有精确尺寸的方孔金属丝网。这些筛子堆叠在一起形成一个筛子堆。

完整的装置包括：

• 试验筛： 一系列网孔尺寸递减的筛子，从粗到细。
• 筛盖： 放置在最上面的筛子上，以防止在摇动过程中材料丢失。
• 底盘（Pan）： 放置在筛子堆底部的实心盘，用于收集最细的颗粒。
• 机械振筛机： 一种以一致、可重复的运动搅动整个筛子堆的装置，以促进颗粒分离。

步骤 1：为准确的测试做准备

在您开始摇动之前，结果的可靠性就已经确定了。严格的准备是不可或缺的。

首先，您必须制定一个标准方法。这包括选择适合您材料的合适筛子尺寸和确定所需的样品量。

接下来是样品准备。样品必须能代表整批材料。可能需要在烘箱中预先干燥样品以去除水分，因为水分会导致颗粒结块并使结果产生偏差。

最后，必须称量每个单独的筛子和底盘的空重并记录其重量。这为您的最终计算提供了基线。

步骤 2：执行筛分过程

准备工作完成后，测试本身是有条不紊的。筛子按网孔尺寸顺序堆叠，最大开口的筛子在最上面，最小开口的筛子在最下面，紧挨着收集盘。

将预先称重的材料样品小心地放入最上面的筛子中，并盖好盖子。

将整个筛子堆放在机械振筛机上，并按标准时间进行搅动。这种运动允许较小的颗粒穿过筛网，直到它们被无法通过的筛子截留或收集到底盘中。

步骤 3：分析结果

摇动完成后，分析开始。将筛子堆拆开，然后单独称量每个筛子及其截留的材料。

从每个筛子的最终重量中减去其初始空重，以确定保留在该特定筛子上的材料质量。

然后将这些重量转换为占初始样品总重量的百分比。这些数据创建了颗粒尺寸分布，通常绘制在图表上，从而清晰地直观地表示材料的级配。

了解权衡和常见陷阱

尽管筛分分析被广泛使用，但每位从业者都必须认识到其局限性，以避免误读结果。

未代表性样品的风险

最关键的误差来源发生在测试开始之前。如果取用于分析的小样本不能准确反映散装材料，那么无论测试执行得多仔细，结果都是没有意义的。

颗粒形状问题

筛分分析本质上假设颗粒大致呈球形。细长或扁平的颗粒可能会以它们本应被截留的方式末端穿过开口，或者它们可能会堵塞筛网，阻止较小的颗粒通过。

标准化振动的必要性

为了质量控制和可比性，筛分动作必须一致。使用具有设定时间和强度的机械振筛机至关重要。手动摇动会引入变化，不适用于大多数专业应用。

不可避免的材料损失

在处理和摇动过程中，少量细小材料以粉尘形式逸散是很常见的。保留级分的总重量应与初始样品重量进行比较。如果损失很大（通常超过 1-2%），则测试结果可能被视为无效。

根据您的目标做出正确的选择

筛分分析是一种多功能工具，但如何使用数据完全取决于您的目标。

• 如果您的主要重点是材料验收和质量控制： 标准化所有变量——样品重量、振动时间和筛子堆——以确保您的结果可重复，并且可以可靠地与不同批次进行比较。
• 如果您的主要重点是为混凝土或沥青设计骨料混合料： 关注完整的颗粒尺寸分布曲线，以确保材料级配提供最佳的堆积密度，从而实现强度和工作性。
• 如果您的主要重点是排除生产过程中的故障： 将筛分分析用作快速诊断工具，以识别颗粒尺寸的变化，这些变化可能表明上游设备故障或原材料的变化。

最终，这项简单的测试将一堆颗粒材料转化为可操作的数据，为合理的工程和制造决策提供了基础性的见解。

摘要表：

筛分分析组成部分	关键细节
目的	确定颗粒材料的粒度分布。
核心设备	试验筛、盖子、底盘和机械振筛机。
关键准备工作	样品干燥、选择正确的筛子和称量空筛子。
常见陷阱	未代表性的样品、非球形颗粒和材料损失。
主要应用	质量控制、骨料配合比设计和生产故障排除。

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