簡単に言えば、ASTM標準ふるいとは、粒子サイズによって材料を分離するために使用される一連の精密に作られたメッシュスクリーンであり、すべてASTM E11標準の詳細な仕様に準拠しています。これらの仕様は、金網の正方形の開口部の正確なサイズだけでなく、ワイヤーの直径、構造材料、織りの統計的均一性も規定しています。この厳格な標準化により、粒度分析の結果が異なるラボや産業間で正確、一貫性があり、再現可能であることが保証されます。
重要な点は、ASTMふるいが単なるランダムなスクリーンの集まりではないということです。これらは、連続するふるいの開口部サイズが正確な数学的進行に従うように慎重に設計されたシステムであり、粒度分布の標準化された意味のある分析を可能にします。
基礎：ASTM E11仕様
標準化された試験用ふるいのシステム全体は、ASTM E11、「織金網試験ふるい布および試験ふるいの標準仕様」によって管理されています。この文書は、信頼性の高い粒子分析の基礎となります。
標準が規定するもの
ASTM E11は、単に開口部のサイズをリストするだけではありません。ふるい自体の物理的品質を保証し、平均開口部サイズ、個々の開口部の最大変動、および布を織るために使用されるワイヤーの直径の許容差を規定しています。
これにより、あるメーカーのNo.40ふるいが別のメーカーのNo.40ふるいと機能的に同一であることが保証され、結果の比較に不可欠です。
材料と構造
ふるいは通常、真鍮またはステンレス鋼のフレームとメッシュで構成されています。ステンレス鋼はより耐久性があり、耐腐食性があり、ほとんどの現代の実験室および品質管理アプリケーションの標準です。フレームは、機械式ふるい振とう機に適合するように、標準的な直径（例：3、8、12インチ）と高さ（フルまたはハーフ）で提供されます。
ふるいシリーズの理解
ASTMシステムの優れた点は、開口部サイズの論理的な進行にあります。これにより、単純な合否試験だけでなく、粒度分布曲線を作成することができます。
√2進行の原理
標準ふるいの主要なセットは、√2（2の平方根）進行に基づいています。これは、シリーズ内の各連続するふるいの開口部サイズが、その前のふるいの約1.414倍小さいことを意味します。
粒子サイズをプロットする場合、対数スケールが最も役立つことがよくあります。この幾何学的進行は、対数スケール上で等しい間隔を作成し、データ分析とグラフ作成を直感的にします。
USふるい番号と開口部サイズ
「ふるい番号」は紛らわしい場合があります。粗いふるい（例：No.4からNo.100）の場合、この番号はほぼ1インチあたりの開口部の数に対応します。
細かいふるい（No.100以下）の場合、この番号はもはや1インチあたりの開口部に直接関係しない公称指定です。すべての場合において、決定的な尺度はミリメートル（mm）またはマイクロメートル（µm）での開口部サイズです。
一般的なASTM E11ふるいサイズ
この表は、主要なシリーズからの一般的なふるいの選択を示しています。完全な標準には、より細かい進行を作成する中間サイズが含まれています。
| USふるい番号 | 開口部 (mm) | 開口部 (µm) | 一般的な用途 |
|---|---|---|---|
| 1" | 25.4 | 25400 | 粗い砂利 |
| 3/4" | 19.0 | 19000 | 砂利、骨材 |
| 1/2" | 12.5 | 12500 | 砂利、骨材 |
| 3/8" | 9.5 | 9500 | エンドウ豆砂利 |
| No. 4 | 4.75 | 4750 | 砂利と砂の境界を定義 |
| No. 8 | 2.36 | 2360 | 粗い砂 |
| No. 16 | 1.18 | 1180 | 中程度の砂 |
| No. 30 | 0.600 | 600 | 細かい砂 |
| No. 50 | 0.300 | 300 | 細かい砂、粉末 |
| No. 100 | 0.150 | 150 | シルト質砂、粉末 |
| No. 200 | 0.075 | 75 | 砂とシルト/粘土の境界を定義 |
| No. 400 | 0.038 | 38 | 微粉末（例：セメント） |
トレードオフと一般的な落とし穴の理解
ふるいを正しく使用することは、適切なふるいを持つことと同じくらい重要です。不正確な結果は、機器の故障ではなく、手順上のエラーによって引き起こされることがよくあります。
校正と摩耗
ふるいメッシュは摩耗し、ワイヤーは伸びたり切れたりして、指定よりも大きな開口部になることがあります。損傷の定期的な目視検査と、マスターセットに対する定期的な再校正または認証は、品質管理にとって非常に重要です。
サンプルの過負荷と目詰まり
最も一般的なエラーは、ふるいにあまりにも多くのサンプル材料を置くことです。これにより、個々の粒子が開口部を通過する機会が妨げられ、ふるい目詰まりと呼ばれる現象が発生します。これは、ふるいに保持される材料の量を人為的に高くし、結果を歪めます。
織金網と有孔板
ふるいの一般的なイメージは、砂、粉末、細かい骨材に使用される織金網です。大きな岩や建設用骨材のような非常に粗い材料を試験する場合、代わりに板金に丸穴または角穴が開けられた有孔板ふるいが使用されます。
適切なふるいスタックの選び方
必要なふるいは、分析する材料と試験の目的に完全に依存します。
- 主な焦点が一般的な粒度分布である場合：√2進行の標準的な「スタック」ふるい（例：No.4、8、16、30、50、100、200）を使用して、包括的な曲線を取得します。
- 主な焦点が特定の製品仕様を満たすことである場合：標準的な方法または契約（例：特定のDOTまたは建設材料の仕様）で要求される正確なふるいサイズを使用する必要があります。
- 主な焦点が細かい粉末と砂を分離することである場合：No.200ふるいが最も重要です。これは、砂とより細かい「微粒子」（シルトと粘土）の標準的な境界線だからです。
- 主な焦点が単一の「合否」閾値を決定することである場合：材料が必要なサイズよりも細かいか粗いかを確認するために、1つまたは2つの特定のふるいしか必要ない場合があります。
最終的に、ふるい分析を習得するには、ASTM標準が粒子の世界を記述するための共通言語を提供していることを理解することから始まります。
要約表：
| USふるい番号 | 開口部 (mm) | 開口部 (µm) | 一般的な用途 |
|---|---|---|---|
| 1" | 25.4 | 25400 | 粗い砂利 |
| No. 4 | 4.75 | 4750 | 砂利と砂の境界を定義 |
| No. 8 | 2.36 | 2360 | 粗い砂 |
| No. 30 | 0.600 | 600 | 細かい砂 |
| No. 100 | 0.150 | 150 | シルト質砂、粉末 |
| No. 200 | 0.075 | 75 | 砂とシルト/粘土の境界を定義 |
| No. 400 | 0.038 | 38 | 微粉末（例：セメント） |
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