Анализ цемента методом лазерной дифракции
- Главная страница
- Пресс-центр
- Анализ цемента методом лазерной дифракции
Производство цемента — это крупная отрасль промышленности. В 2010 году мировое производство цемента составило 3,325 миллиарда тонн. Китай производит чуть больше половины всего мирового цемента, США — около 5%, Россия — приблизительно 1.8%. Существует примерно 5000 изготовителей цемента, среди которых около 500 компаний китайские.
При производстве цемента на многих этапах требуется выполнение гранулометрического анализа. На рисунке 1 показан типичный процесс производства цемента.
Важной стадией является определение размеров частиц конечного продукта. Самый главный фактор, определяющий прочность цемента — это частицы диаметром меньше 30 мкм; от частиц меньше 10 мкм зависит отвердевание цемента на ранней стадии, а от частиц размером 10-30 мкм — отвердевание цемента на поздней стадии. В целом, чем больше частиц размером 3-30 мкм, тем выше качество цемента. Эксперименты показывают, что самое оптимальное распределение — это 60-70% частиц размером 3-32 мкм и 10-20% — меньше 3 мкм. Чрезмерное измельчение связано с высокими затратами и приводит к получению слишком большого количества частиц меньше 3 мкм, что, в свою очередь, ведет к тому, что в процессе отвердевания выделяется слишком много тепла, происходит слишком быстрое осаждение компонентов цемента и образуется слишком много трещин. С другой стороны, недостаточное измельчение ведет к получению слишком большого количества крупных частиц, что приводит к увеличению времени отвердевания и снижению прочности.
При производстве цемента используется примерно 1% мирового электричества, из которого только 5% расходуется на измельчение и перемалывание, а 95% рассеивается в виде тепла и шума. Поэтому контроль размеров частиц цемента — это не только вопрос качества, но также проблема, связанная с глобальным потеплением и рациональным использованием энергии.
В настоящее время для гранулометрического анализа цементов используются три традиционных метода:
- просеивание с использованием 45 мкм ситовой сетки;
- определение показателя Блэйна;
- турбидиметрический анализ по Вагнеру.
Все три метода позволяют получить только одно числовое значение, которого недостаточно для характеристики описанных выше параметров цемента.
Помимо этих методов есть еще и лазерная дифракция, которую можно использовать вместо традиционных методов. Обычно специалисты, выполняющие гранулометрический лазерно-дифракционный анализ цементов, используют две формы анализа: либо анализ жидких образцов (в спирте), либо анализ сухих образцов. Использование двух методов объяснялось тем, что не было хороших, простых модулей, подходящих для исследования сухих образцов цементов. Так было до появления системы Tornado компании Beckman Coulter.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Чтобы стандартизировать результаты анализа цементов методом лазерной дифракции, NIST (Национальный институт стандартов и технологий США) выпустил стандартный эталонный материал (SRM) цемента — NIST SRM 114q. В сертификате, помимо значения площади поверхности по Блэйну и Вагнеру и величины остатка на сите, также приводятся результаты гранулометрического анализа частиц NIST SRM 114q (в сухом состоянии и в водной суспензии) методом лазерной дифракции. Компания Beckman Coulter не принимала участие в определении распределения по размерам частиц стандарта NIST SRM 114q.
На рисунке 2 показаны результаты анализа образца, соответствующего стандарту NIST SRM 114q, в жидком и в сухом состоянии. Анализ был выполнен с помощью анализатора LS 1332 компании Beckman Coulter.
В сертификате NIST указывается два вида расширенной неопределённости (доверительной границы погрешности измерений) — для измерений, сделанных в одной лаборатории (границы строже) и в разных лабораториях (границы мягче). На рисунке 2 первая неопределённость обозначена отрезком (планкой погрешности) у каждой точки данных, а вторая — двумя сплошными синими линиями.
Как следует из рисунка 2, и для сухого, и для жидкого образца полученные результаты превосходно соответствовали значениям, заявленным NIST. Все результаты попадали в зону более узких значений неопределенности.
и приглашать на предстоящие выставки и семинары
Аналитическое и научное оборудованиеОбщелабораторное оборудование
Лабораторная мебель
Оборудование для микробиологии и фармацевтикиРасходные материалы
Питательные среды
Оборудование для лабораторного, пилотного и крупнотоннажного синтеза
Испытание материаловТермообработка
Вакуумное оборудование
Проектные решения для производства и лабораторий.Предпроект, 3D- визуализация.
Сервисная поддержкаАттестация, валидация оборудования
Поставка запасных частей
127247, г.Москва,
Дмитровское шоссе,
д. 100, стр. 2,
БЦ "NORTH HOUSE"
Пн-Пт: 9:00-18:00