ふるい分け分析の2つの主要な方法は、乾式ふるい分けと湿式ふるい分けです。乾式ふるい分けは最も一般的なアプローチであり、機械的な振動を使用して乾燥した流動性の高い粒子を分離するのに対し、湿式ふるい分けは液体（通常は水）を使用して、非常に細かい、凝集しやすい、または静電気を帯びやすい材料の分離を助けます。
主な違いは装置ではなく、試験される材料にあります。乾式と湿式のどちらを選択するかは、粒子の物理的特性と、液体による補助なしにふるいの目を通して自由に通過できるかどうかに完全に依存します。
ふるい分け分析の目的
ふるい分け分析は、粒状材料の粒度分布を決定するための、古くから確立され信頼されている方法です。これは多くの産業における品質管理の基礎となります。
使用される理由
目的は、材料のサンプルを異なるサイズ範囲（分画と呼ばれる）に選別することです。次に、各分画の重量を測定し、各サイズ範囲の粒子の割合を計算します。
主な用途
このデータは、材料の一貫性と適合性を確保するために不可欠です。コンクリートやアスファルト用の骨材の選定のための土木工学、品質管理のための製造業、堆積物の分類のための地質学で広く使用されています。
2つの主要な方法の説明
メッシュを粒子が通過するという原理は同じですが、攪拌方法とサンプル調製が2つの技術を分けています。
乾式ふるい分け分析
これはデフォルトであり、最も簡単な方法です。互いにくっつかず、攪拌時に自由に流れることができる粒子で構成されるすべての材料に適しています。
このプロセスには、メッシュ開口部が徐々に小さくなる一連のふるいを乾燥させたサンプルの一番上に置くことが含まれます。次に、機械式ふるい振盪機がふるいのスタックを振動または叩き、粒子が直径よりも小さいメッシュのふるいに捕捉されるまで下に移動するようにします。
湿式ふるい分け分析
この方法は、粒子が細かすぎる（通常50 µm未満）、湿気のために凝集しやすい、またはふるいのメッシュに付着する原因となる静電気を帯びている場合に必要です。
湿式ふるい分けでは、サンプルを一番上のふるいに置き、水の穏やかな流れを使用して細かい粒子をスタックを通して洗い流します。この液体の作用により塊が崩れ、静電気が中和され、乾式での振動だけでは不可能な正確な分離が可能になります。ふるい分け後、各分画は重量を測定できるように乾燥させる必要があります。
トレードオフと制限の理解
ふるい分け分析はその単純さ、低コスト、再現性で評価されていますが、結果が有効であることを確認するためにその制限を認識することが不可欠です。
分解能には限界がある
粒度分布の詳細度は、使用できるふるいの数によって制約されます。標準的なスタックにはふるいが8つしかない場合があり、分析全体が少数のデータ点に基づいていることを意味します。
粒子の形状が結果を歪める可能性がある
ふるい分け分析は、粒子の2番目に小さい寸法、つまり正方形のメッシュを通過できるかどうかを決定する寸法を測定します。細長い粒子や不規則な粒子は、画像処理などの真の形状を分析する方法と比較して、誤解を招く結果をもたらす可能性があります。
下限サイズ
非常に細かい粉末の場合、分子間力が著しい凝集やスクリーン閉塞を引き起こす可能性があるため、乾式ふるい分けは信頼性が低下します。これが、これらの扱いにくい材料の代替手段として湿式ふるい分けが存在する主な理由です。
材料に最適な選択を行う
正しい方法を選択することが、正確な粒度分布を得るための最も重要なステップです。
- 材料が流動性が高く粒状である場合（砂、穀物、プラスチックペレットなど）： 乾式ふるい分け分析がより速く、より簡単で、適切な選択肢です。
- 材料が微粉末、粘土、または凝集しやすい場合（顔料や土壌など）： 凝集体を破壊し、粒子が正しく分離されることを保証するために、湿式ふるい分け分析が必要です。
最終的に、適切なふるい分け方法を選択することで、収集したデータが材料の特性を真に信頼できるものとして反映されることが保証されます。
要約表：
| 方法 | 最適 | 主要なプロセス |
|---|---|---|
| 乾式ふるい分け | 流動性の高い粒状材料（例：砂、穀物） | 乾燥サンプルの機械的振動 |
| 湿式ふるい分け | 微粉末、凝集しやすい材料（例：粘土、顔料） | 水によるサンプルの洗浄による粒子の分離 |
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