シリカフュームの品質を評価する場合, ほとんどの購入者は SiO₂ 含有量と LOI に注目しています. ただし粒度分布 (PSD) も同様に重要です。これは、素材が実際にどれだけ細かいかを示します。, 粒子がどの程度均一に分布しているか, シリカフュームがコンクリート混合物中でどのように挙動するか. この記事では、レーザー回折 PSD レポートで使用される 5 つの主要なパラメーターについて説明します。, そしてそれぞれが実際に何を意味するのか.

粒度分布とは?

粒度分布は、粉末サンプル中に存在する粒度の範囲と各サイズでの材料の割合を表します。. シリカヒューム用, これは通常、レーザー回折によって測定されます。レーザー光のビームが懸濁液中の粒子によって散乱される技術です。, 散乱パターンはサイズ分布の計算に使用されます。. Malvern Mastersizer などの機器はこの目的で広く使用されています.

結果は単一の数値ではなく曲線になります - そしてその曲線から, いくつかの要約統計が抽出されます. 最も重要なものは D10 です, D50, D90, D[3,2], そしてD[4,3].

これらの数値を理解することは、ポゾランの反応性を評価するのに役立ちます, 減水剤の需要を予測する, さまざまなサプライヤーからの材料を同一基準で比較します. シリカフュームの評価方法のより広範な概要については、, 私たちのを参照してください シリカフューム試験の完全ガイド.

D10, D50, D90 — パーセンタイル値

D10, D50, および D90 はすべて、累積体積分布曲線から読み取られたパーセンタイル値です。. 彼らは同じロジックを共有しています: の後の数字 “D” サンプルの総体積の何パーセントがそのサイズより小さい粒子で構成されているかを示します.

D10 — ファインエンド

D10 はそれを意味します 10% 粒子の体積がこの値より小さい. 素材の最も微細な部分を表します. シリカフューム中, D10 が低い場合はプラスの兆候です: 最も細かい粒子は、表面積対体積の比が最も高くなります。, 水酸化カルシウムと最も早く反応する, セメントペーストマトリックスの最小の空隙を埋めるのに最も効果的です。.

良好に生成されたシリカフュームの場合, D10 は通常、0.05 ～ 0.10 μm の範囲に収まります。.

D50 — 粒子サイズの中央値

D50は中央値です: 材料の体積のちょうど半分がこのサイズより細かい, そして半分は粗い. これは最も一般的に引用される粒子サイズの数値であり、サプライヤー間でシリカフューム製品を比較する際に使用される主なベンチマークです。.

コンテキストについて, 普通ポルトランドセメントの典型的な D50 は 10 ～ 20 μm の範囲です。. 高品質のシリカフュームは、およそ 0.10 ～ 0.20 μm の範囲にあります。 100 倍小さい. このサイズの違いにより、シリカフュームはセメント粒子間の空間を埋め、界面遷移領域を緻密化することができます。 (ITZ).

D50以下 0.15 一般に、μm は高性能および超高性能コンクリート用途に適していると考えられています。.

D90 — 粗末尾

D90というのは、 90% この値よりも細かい粒子の数. 最も粗いものだけ 10% サンプルがこのサイズを超えています. D90 は品質管理に特に役立ちます: D50 と比較して D90 が高い場合は、粒度分布が広いか、または凝集物 (高密度化または保管中に凝集し、完全に分解されていない粒子) が存在することを示唆しています。.

比率 (D90〜D10) / D50 と呼ばれることもあります。 “スパン” 分布がどの程度広いか狭いかを簡単に測定できます。. スパンが低いほどタイトであることを意味します, より均一な分布, これは、予測可能なミックス設計動作のために一般に好まれます。.

高性能コンクリートに使用される高品質シリカフューム用, 通常、D90 は以下です 0.5 μm.

概要表: D10 / D50 / D90

D[3,2] そしてD[4,3] — 平均直径

D10の間, D50, および D90 は分布曲線上の特定の点を示します, D[3,2] そしてD[4,3] さまざまな方法で分布全体を要約して計算された平均です. 異なる数学的重み付けを使用します, これが、同じサンプルに対して異なる値が与えられる理由であり、どれを使用するかを理解することが重要である理由です.

D[3,2] — 表面加重平均 (ザウター平均直径)

D[3,2] 各粒子の表面積に応じて重み付けして計算されます. 粒子が小さいほど、体積に比べて表面積がはるかに大きくなります。, だからD[3,2] 分布の細い端に向かって強く引っ張られます.

これにより D が作成されます[3,2] 表面積によって支配されるプロセスの最も適切な平均: ポゾラン反応速度, 減水剤の吸着 (PCE 減水剤), および早期の体力開発. シリカフュームの反応性を知りたい場合, D[3,2] より意味のある平均です.

D[3,2] は常に D より小さい[4,3] 同じサンプルに対して. 高品質のシリカフュームを得るには, D[3,2] 通常は 0.10 ～ 0.15 μm の範囲に収まります. また、材料の比表面積にも直接関係します。D が細かいほど、[3,2], グラム当たりの表面積が大きいほど. 比表面積の計算方法とそれが重要な理由の詳細については、, 私たちのを参照してください シリカフュームの比表面積に関するよくある質問.

D[4,3] — 体積加重平均 (ブルッケアの平均)

D[4,3] 各粒子の体積に応じて重み付けして計算されます. 体積は直径の 3 乗に比例するため、, より大きな粒子はこの平均値に不釣り合いに寄与します. 結果として, D[4,3] 粗大粒子または壊れていない凝集体の存在に敏感です。たとえ少数の大きな粒子でも D が上昇する可能性があります。[4,3] 顕著に.

D[4,3] です “標準” つまり、ほとんどのレーザー回折装置はデフォルトでレポートを報告します。, ほとんどのサプライヤーが見積を行う際に参照するものです。 “平均粒径。” これは、サスペンション内のバルク動作をモデル化するときに使用するのに適切な値です。たとえば、, シリカフュームが混合水中でどのように分散するかを予測する場合, またはコンクリートの加工性に及ぼす粒子サイズの影響の推定.

高品質のシリカフュームを得るには, D[4,3] 通常は 0.15 ～ 0.25 μm の範囲に収まります.

Dの関係[3,2] そしてD[4,3]

なぜならD[3,2] 表面積に向かう重み (微粒子) そしてD[4,3] ボリュームに重点を置く (粗い粒子), D[4,3] 常に D より大きい[3,2] 同じサンプルに対して. それらの間のギャップの大きさから、分布について有益な情報がわかります。:

• 小さな隙間 (D[4,3] / D[3,2] に近い 1.0) 狭いことを示します, 粗い外れ値がほとんどない均一な分布.
• 大きなギャップは、広範囲に分布しているか、D を引っ張る凝集体の存在を示唆しています。[4,3] 上向き.

良好に生成されたシリカフュームの場合, D[4,3] / D[3,2] 1.3 ～ 1.8 の範囲の比率が一般的です. Ratios significantly above 2.0 may warrant investigation into de-agglomeration quality or storage conditions.

概要表: D[3,2] vs D[4,3]

How to Use These Values When Buying Silica Fume

When requesting PSD data from a supplier, look for the following:

• D50 below 0.20 μm. This confirms the material is genuinely sub-micron and suitable for high-performance concrete. A D50 above 0.30 μm may indicate poor de-agglomeration or an inferior grade of material.
• D90 below 0.60 μm. A high D90 suggests agglomerates or broad distribution. For UHPC and reactive powder concrete, target D90 below 0.50 μm.
• Consistency across batches. Request PSD reports from multiple production lots. D50 and D90 should remain stable. 連続するバッチにおける D90 のドリフトは、多くの場合、ストレージまたは処理の問題を示しています。.
• 測定条件を記載. どのような分散剤が使用されたか、超音波前処理が適用されたかどうかを常に確認してください。. 水とエタノールで測定された結果, または超音波処理ありとなしの場合, 直接比較することはできません.

PSD データは完全な COA — SiO₂ コンテンツと一緒に読み取られる必要があります, LOI, 水分, および筋力活動指数. ご案内については、 シリカフュームの粉度要件 ASTM C1240に基づく, どのようにして マイクロフィラー充填効果 粒子サイズに依存する, 関連ガイドを参照してください.

高密度化 vs. 高密度化されていない: 物理的形状は PSD に影響しますか?

よくある混乱の原因の 1 つは、高密度シリカフュームと非高密度シリカフュームの PSD 結果の違いです。. 化学的に, どちらの形式も同じです. しかし、高密度化（取り扱いを容易にするために、緩いシリカフュームを顆粒またはペレットに圧縮する機械的プロセス）は、PSD の測定方法に影響を与える可能性があります。.

高密度化されたサンプルがレーザー回折測定前に適切に分散されていない場合, 凝集物は大きな粒子として検出される可能性があります, D90とDを膨張させる[4,3]. これは測定アーチファクトです, 素材の真の特性ではありません. 適切に実施された PSD テストでは、測定前に適切な超音波エネルギーを適用して凝集物を分解します。, そのため、結果は凝集体のサイズではなく一次粒子のサイズを反映します。.

高密度シリカフュームと非高密度シリカフュームの PSD レポートを比較する場合, 同じ測定プロトコルと分散剤が使用されたことを常に確認してください. これらの製品形式の実際的な違いの詳細については、, に関する記事を参照してください 高密度シリカフュームと非高密度シリカフュームの違い.

概要

粒度分布パラメータは単なる技術的な脚注ではなく、混合設計への直接入力となります。, 反応性予測, およびサプライヤー資格. ここにクイックリファレンスがあります:

• D10: 最高級 10% 粒子の. 低い値は、反応性の高い微細な画分を示します。.
• D50: 中央値. サプライヤー間でシリカフュームの粉末度を比較するための主要なベンチマーク.
• D90: 粗い尾. 高い値は、凝集または不十分なプロセス制御を示している可能性があります.
• D[3,2]: 表面加重平均. 反応性と混合物の挙動に最も関連する.
• D[4,3]: 体積加重平均. バルクサスペンションと作業性予測に最も適しています.

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河南省上の研磨剤について (HSA)
Henan Superior Abrasives is a China-based manufacturer and global exporter of silica fume (マイクロシリカ), silicon carbide, and related industrial minerals, supplying concrete producers and construction materials companies across 30+ 国. HSA produces densified and undensified silica fume powder compliant with ASTM C1240 and EN 13263, available in grades from 85% に 96% SiO₂. For product documentation or samples, contact our export team.