ふるい分析とは？粒度分布の総合ガイド

ふるい分析は、粒状物質の粒度分布を測定するために広く使用されている方法です。メッシュサイズが徐々に小さくなる一連のふるいに試料を通し、それぞれのふるいに保持された物質の重量を測定します。このプロセスは簡単で費用効率が高く、一般的に125mmから20μmまでの幅広い粒子径に適しています。ワークフローには、メソッド開発、サンプル前処理、ふるい分け、計量、データ分析が含まれます。このメソッドは、骨材、土壌、粉体などの材料に特に有効で、迅速かつ信頼性の高い結果を提供します。

主なポイントの説明

ふるい分析の定義と目的:
- ふるい分析は、粒状材料を異なる粒径の画分に分離して粒度分布を測定するために使用される技術です。
- ふるい分析は、建設、農業、医薬品などの産業で一般的に使用され、材料が特定のサイズ要件を満たしていることを確認します。
ふるい分析のステップ:
- メソッド開発:材料と予想される粒子径に基づいて、適切なふるいと標準的な方法を選択します。
- ふるいの準備:ふるいの識別と風袋重量の事前記録。
- サンプリング:分析する物質の代表的なサンプルを採取すること。
- サンプルの準備:必要に応じて予備乾燥、調整、試料分割を行う。
- 計量ふるい空:試料を加える前に、それぞれのふるいの重量を記録します。
- 試料の添加:準備した試料を一番上のふるいにかける。
- ふるい分け:ふるいスタックを手動で振るか、ふるい振とう機を使用して粒度別に分けます。
- バック計量:ふるい分け後、各ふるいに保持された物質の重量を測定する。
- 分析結果:それぞれのふるいに保持された物質の割合を計算し、結果を解釈します。
使用するふるいの種類:
- ふるいは、目の粗いもの（例：125 mm）から目の細かいもの（例：20 μm）まで、特定のメッシュサイズの金網でできています。
- ふるいの選択は、分析対象物の予想される粒度分布によって決まります。
ふるい分け方法:
- 乾式ふるい分け:流動性があり、固まりにくい原料に使用される。
- 湿式ふるい分け:乾式ふるい分けでは分離が困難な微粒子を含む原料に使用します。水または他の液体を使用して粒子を分離します。
ふるい分析の利点:
- コストパフォーマンス:ふるい分析は、他の粒度分析法に比べて比較的安価です。
- 幅広い適用性:幅広い粒子径と材料に使用できます。
- シンプルさ:この方法は簡単で、複雑な装置や専門知識を必要としない。
ふるい分析の限界:
- 下限サイズ:ふるい分析は一般的に20μm以上の粒子に限定される。
- 形状と密度の影響:球状でない粒子や密度の異なる粒子の粒度分布を正確に表現できない可能性がある。
- 時間がかかる:このプロセスは、特に幅広い粒子径を持つ材料の場合、手間がかかることがある。
データの解釈:
- ふるい分析の結果は通常、各ふるい上に保持された物質の累積パーセンテージとして表示されます。
- 粒度分布曲線をプロットすることで、試料内の粒度分布を視覚化できます。
他の方法との比較:
- 直接画像解析:粒子の形状とサイズに関する詳細な情報を提供するが、より複雑で高価。
- 静的光散乱 (SLS):光散乱パターンに基づいて粒子径を測定し、非常に微細な粒子に適しています。
- 動的光散乱（DLS）:ナノ粒子に使用され、ブラウン運動に基づいて粒子径を測定する。

要約すると、ふるい分析は、特に粒状材料の粒度分布を測定するための伝統的で信頼性の高い方法です。試料の前処理からデータの解釈まで一連の工程を必要とし、いくつかの限界はあるものの、その簡便さと費用対効果の高さから、現在でも広く使用されている手法です。

総括表

アスペクト	詳細
目的	粒状材料の粒度分布を測定します。
用途	建築、農業、医薬品
ステップ	メソッド開発、サンプル前処理、ふるい分け、計量、データ分析。
ふるいの種類	125mmから20μmまでの金網ふるい。
ふるい分け方法	乾式ふるい分け（流動性のあるもの）と湿式ふるい分け（塊状のもの）があります。
利点	費用対効果、適用範囲の広さ、シンプルさ。
制限事項	20μm以上の粒子に限定、形状/密度の影響、時間がかかる。
データの解釈	累積ふるい保持率、粒度分布曲線