ふるい分析とは？信頼性の高い粒度分布測定法

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。このプロセスでは、メッシュサイズが徐々に小さくなるふるいを積み重ね、試料をさまざまなサイズの画分に分けます。各ふるい上に保持された試料を秤量し、各粒度画分に占める試料全体の割合を計算します。この方法は、さまざまな産業における品質管理と材料の特性評価に不可欠な粒度分布を、迅速かつ確実に分析します。このプロセスには、サンプリング、試料調製、ふるい分け、計量、データ評価などのステップが含まれ、正確な結果を得るためには、これらすべてを正確に実行する必要があります。

キーポイントの説明

メソッド開発:
- 標準法の選択:ふるい分析の最初のステップは、試験する材料と要求される精度に基づいて、適切な標準法を選択することです。業界によっては、特定の規格（ASTM、ISOなど）があり、手順が規定されている場合があります。
- ふるいの選択:予想される粒度分布に基づいて適切なふるいを選択します。ふるいは通常、メッシュサイズの大きいものを上に、小さいものを下にして積み重ねるように配置する。
ふるいの準備:
- 識別と風袋重量の事前記録:分析を開始する前に、各ふるいを識別し、風袋重量（空の重量）を記録する必要があります。これにより、ふるい上に残った試料を後で正確に計量することができます。
- 洗浄と乾燥:ふるいは洗浄・乾燥し、以前の試験で残留した物質を除去し、結果が汚染されないようにする。
サンプリング:
- 代表サンプル:代表的な試料を採取し、バッチ全体の粒度分布が結果に反映されるようにする。試料サイズは、使用するふるいスタックに適したものでなければならない。
サンプルの準備:
- プレドライとコンディショニング:試料によっては、ふるい分け工程に影響を及ぼす可能性のある水分を除去するために、試料を乾燥または調整する必要がある場合があります。
- 試料分割:試料が大きすぎる場合は、試料分割機やその他の分割技術を使って、扱いやすい大きさに分割することができる。
計量ふるい空:
- 風袋引き:各ふるいの風袋重量を測定します。このステップは、ふるい分け後に各ふるい上に保持された物質の重量を計算するために重要です。
試料を加える:
- ふるいスタックの積み込み:準備した試料をスタックの一番上のふるいに載せます。その後、振とう時の試料損失を防ぐため、ふるいがしっかりと固定されていることを確認しながら、スタックを組み立てます。
ふるい分け:
- 手動または機械式シェーキング:手動または機械式ふるい振とう機でふるいます。振とうにより、メッシュサイズより小さい粒子が次のふるいに通過します。
- 振とう時間:ふるい分け工程は、あらかじめ決められた時間、または材料がふるいを通過しなくなるまで続けられます。これにより、粒子が十分に分離されます。
バック計量:
- 計量保持材:ふるい分け後、各ふるい上に保持された原料を注意深く集め、重量を測定します。各ふるいにかかった材料の重量を記録し、風袋重量を差し引いて保持材料の正味重量を決定します。
- パーセンテージの計算:各ふるいに保持された試料の質量を試料の総質量で除し、各粒度画分に占める試料の割合を算出する。
結果の分析、評価、解釈:
- データ評価:結果は粒度分布を決定するために評価される。これには、粒度分布曲線のプロットや、平均粒径や均一性係数などの統計パラメータの計算が含まれます。
- 解釈:結果は、その材料の使用目的に照らして解釈される。例えば、建築では、骨材の粒度分布がコンクリートの強度と作業性に影響することがあります。
試験ふるいの洗浄と乾燥:
- 分析後のクリーニング:分析後、ふるいは残留物質を取り除くために洗浄される。これは異なるサンプル間の二次汚染を防ぐために重要である。
- 乾燥:ふるいを乾燥させ、次の使用に備えます。長期間にわたって安定した正確な結果を得るためには、ふるいの適切なメンテナンスが不可欠です。

ふるい分析では、これらのステップを注意深く行うことで、粒状材料の粒度分布を測定するための信頼性の高い方法を提供します。

総括表

ステップ	キーアクション
メソッド開発	標準メソッド（ASTM、ISOなど）を選択し、適切なふるいを選択する。
ふるいの準備	風袋重量を記録し、汚染を避けるためにふるいを清潔にし、乾燥させる。
サンプリング	全体的な粒子分布を反映するため、代表的なサンプルを採取する。
試料の準備	試料を乾燥させて調整し、必要に応じて分割する。
空のふるいの計量	風袋重量を測定するために、各ふるいを空の状態で計量します。
試料の追加	一番上のふるいに試料を載せ、スタックを固定します。
ふるい分け	手動または機械的に振って、粒度を分ける。
バック計量	保持された材料を計量し、各サイズ画分のパーセンテージを計算する。
結果分析	データを評価し、材料の特性評価結果を解釈する。
洗浄と乾燥	分析後のふるいを洗浄・乾燥し、精度を維持します。