Bij het evalueren van de kwaliteit van silicadamp, de meeste kopers richten zich op het SiO₂-gehalte en LOI. Maar deeltjesgrootteverdeling (PSD) is net zo belangrijk: het vertelt je hoe fijn het materiaal eigenlijk is, hoe gelijkmatig de deeltjes verdeeld zijn, en hoe de silicadamp zich zal gedragen in een betonmengsel. In dit artikel worden de vijf belangrijkste parameters uitgelegd die u tegenkomt in een laserdiffractie-PSD-rapport, en wat elk daarvan in de praktijk betekent.

Wat is deeltjesgrootteverdeling?

De deeltjesgrootteverdeling beschrijft het bereik van de deeltjesgroottes in een poedermonster en de hoeveelheid materiaal bij elke grootte. Voor silicadamp, dit wordt doorgaans gemeten met behulp van laserdiffractie, een techniek waarbij een straal laserlicht wordt verstrooid door zwevende deeltjes, en het verstrooiingspatroon wordt gebruikt om de grootteverdeling te berekenen. Instrumenten als de Malvern Mastersizer worden hiervoor veel gebruikt.

Het resultaat is niet een enkel getal, maar een curve – en van die curve, Er worden verschillende samenvattende statistieken geëxtraheerd. De belangrijkste zijn D10, D50, D90, D[3,2], en D[4,3].

Als u deze cijfers begrijpt, kunt u de puzzolane reactiviteit beoordelen, de vraag naar superplastificeerders voorspellen, en vergelijk materialen van verschillende leveranciers op vergelijkbare basis. Voor een breder overzicht van hoe silicadamp wordt geëvalueerd, zie onze complete gids voor het testen van silicadamp.

D10, D50, D90 — Percentielwaarden

D10, D50, en D90 zijn allemaal percentielwaarden afgelezen uit de cumulatieve volumeverdelingscurve. Ze delen dezelfde logica: het nummer na de “D” vertelt u welk percentage van het totale monstervolume bestaat uit deeltjes die kleiner zijn dan die grootte.

D10 — Het mooie einde

D10 betekent dat 10% van de deeltjes is qua volume kleiner dan deze waarde. Het vertegenwoordigt de fijnste fractie van het materiaal. In silicadamp, een lage D10 is een positief teken: de fijnste deeltjes hebben de hoogste verhouding tussen oppervlakte en volume, reageren het snelst met calciumhydroxide, en zijn het meest effectief bij het opvullen van de kleinste holtes in de cementpastamatrix.

Voor goed geproduceerde silicadamp, D10 valt doorgaans in het bereik van 0,05–0,10 μm.

D50 — De gemiddelde deeltjesgrootte

D50 is de mediaan: precies de helft van het materiaal is qua volume fijner dan deze maat, en de helft is grover. Het is het meest genoemde deeltjesgroottecijfer en de belangrijkste maatstaf die wordt gebruikt bij het vergelijken van silicadampproducten van leveranciers.

Voor context, gewoon Portland-cement heeft een typische D50 in het bereik van 10–20 μm. Kwalitatieve silicadamp ligt ongeveer in het bereik van 0,10–0,20 μm 100 maal kleiner. Dit verschil in grootte geeft silicadamp zijn vermogen om de ruimtes tussen cementkorrels op te vullen en de grensvlakovergangszone te verdichten. (ITZ).

Een D50 eronder 0.15 μm wordt over het algemeen als goed beschouwd voor betontoepassingen met hoge en ultrahoge prestaties.

D90 — De grove staart

D90 betekent dat 90% deeltjes zijn fijner dan deze waarde. Alleen de grofste 10% van de steekproef overschrijdt deze omvang. D90 is vooral handig voor kwaliteitscontrole: een hoge D90 ten opzichte van D50 duidt op een brede grootteverdeling of op de aanwezigheid van agglomeraten: deeltjes die tijdens verdichting of opslag zijn samengeklonterd en niet volledig uit elkaar zijn gebroken.

De verhouding (D90 − D10) / D50 wordt ook wel de “span” en geeft een snelle maatstaf voor hoe breed of smal de distributie is. Een lagere overspanning betekent een strakkere, uniformere verdeling, wat over het algemeen de voorkeur heeft vanwege voorspelbaar mengselontwerpgedrag.

Voor hoogwaardige silicadamp gebruikt in hoogwaardig beton, D90 ligt doorgaans lager 0.5 μm.

Overzichtstabel: D10 / D50 / D90

D[3,2] en D[4,3] — Gemiddelde diameters

Terwijl D10, D50, en D90 beschrijven specifieke punten op de verdelingscurve, D[3,2] en D[4,3] zijn berekende gemiddelden die de gehele verdeling op verschillende manieren samenvatten. Ze gebruiken verschillende wiskundige wegingen, Daarom geven ze verschillende waarden voor hetzelfde monster – en waarom het belangrijk is om te weten welke je moet gebruiken.

D[3,2] — Het oppervlaktegewogen gemiddelde (Sauter gemiddelde diameter)

D[3,2] wordt berekend door elk deeltje te wegen op basis van zijn oppervlak. Kleinere deeltjes hebben een veel groter oppervlak in verhouding tot hun volume, dus D[3,2] wordt sterk naar het fijne uiteinde van de verdeling getrokken.

Dit maakt D[3,2] het meest relevante gemiddelde voor processen die oppervlaktegestuurd zijn: puzzolane reactiesnelheid, adsorptie van waterreducerende hulpstoffen (PCE-superweekmakers), en krachtontwikkeling op jonge leeftijd. Als je wilt begrijpen hoe reactief silicadamp is, D[3,2] is het betekenisvollere gemiddelde.

D[3,2] is altijd kleiner dan D[4,3] voor hetzelfde monster. Voor hoogwaardige silicadamp, D[3,2] valt doorgaans in het bereik van 0,10–0,15 μm. Het houdt ook rechtstreeks verband met het specifieke oppervlak van het materiaal: hoe fijner de D[3,2], hoe hoger het oppervlak per gram. For more on how specific surface area is calculated and why it matters, zie onze FAQ on specific surface area of silica fume.

D[4,3] — The Volume-Weighted Mean (De Brouckere Mean)

D[4,3] is calculated by weighting each particle according to its volume. Because volume scales with the cube of the diameter, larger particles contribute disproportionately to this mean. Als resultaat, D[4,3] is sensitive to the presence of coarse particles or unbroken agglomerates — even a small number of large particles can raise D[4,3] noticeably.

D[4,3] is the “standaard” mean that most laser diffraction instruments report by default, and it is what most suppliers refer to when they quote an “average particle size.” It is the appropriate value to use when modeling bulk behavior in a suspension — for example, when predicting how silica fume will disperse in mix water, or estimating the effect of particle size on concrete workability.

Voor hoogwaardige silicadamp, D[4,3] typically falls in the range of 0.15–0.25 μm.

The Relationship Between D[3,2] en D[4,3]

Because D[3,2] weights toward surface area (fine particles) en D[4,3] weights toward volume (coarser particles), D[4,3] is always larger than D[3,2] voor hetzelfde monster. The size of the gap between them tells you something useful about the distribution:

• A small gap (D[4,3] / D[3,2] close to 1.0) indicates a narrow, uniform distribution with few coarse outliers.
• A large gap suggests a broad distribution or the presence of agglomerates pulling D[4,3] upward.

Voor goed geproduceerde silicadamp, a D[4,3] / D[3,2] ratio in the range of 1.3–1.8 is typical. Ratios significantly above 2.0 may warrant investigation into de-agglomeration quality or storage conditions.

Overzichtstabel: 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. Drift in D90 over successive batches often signals storage or processing issues.
• Measurement conditions stated. Always check what dispersant was used and whether ultrasonic pre-treatment was applied. Results measured in water versus ethanol, or with versus without sonication, are not directly comparable.

PSD data should be read alongside the full COA — SiO₂ content, LOI, moisture, and Strength Activity Index. For guidance on silica fume fineness requirements under ASTM C1240, as well as how the micro-filler filling effect depends on particle size, refer to our related guides.

Densified vs. Niet verdicht: Does Physical Form Affect PSD?

One common source of confusion is the difference between densified and undensified silica fume PSD results. Chemisch, both forms are identical. But densification — a mechanical process that compacts loose silica fume into granules or pellets for easier handling — can affect how PSD is measured.

If a densified sample is not properly dispersed before laser diffraction measurement, agglomerates may be detected as large particles, inflating D90 and D[4,3]. This is a measurement artifact, geen echte eigenschap van het materiaal. Bij een goed uitgevoerde PSD-test wordt geschikte ultrasone energie toegepast om agglomeraten vóór de meting uit elkaar te halen, zodat het resultaat de primaire deeltjesgrootte weerspiegelt in plaats van de agglomeraatgrootte.

Bij het vergelijken van PSD-rapporten voor verdichte en niet-verdichte silicadamp, bevestig altijd dat hetzelfde meetprotocol en hetzelfde dispergeermiddel zijn gebruikt. Voor meer informatie over de praktische verschillen tussen deze productvormen, zie ons artikel over de verschil tussen verdichte en niet-verdichte silicadamp.

Overzicht

Parameters voor de deeltjesgrootteverdeling zijn niet slechts technische voetnoten; ze zijn directe input voor het mengselontwerp, reactiviteitsvoorspelling, en leverancierskwalificatie. Hier is een korte referentie:

• D10: De beste 10% van deeltjes. Een lage waarde duidt op een zeer reactieve fijne fractie.
• D50: De mediaan. The primary benchmark for comparing silica fume fineness across suppliers.
• D90: The coarse tail. A high value may signal agglomeration or poor process control.
• D[3,2]: Surface-weighted mean. Most relevant for reactivity and admixture behavior.
• D[4,3]: Volume-weighted mean. Most relevant for bulk suspension and workability prediction.

Henan Superior Abrasives provides PSD documentation — including D10, D50, D90, D[3,2], en D[4,3] — for our verdicht en niet verdicht silica fume grades on request. Contact our technical team to request a sample pack with full test data before placing an order.

Over Henan Superior schuurmiddelen (HSA)
Henan Superior Abrasives is a China-based manufacturer and global exporter of silica fume (microsilica), silicon carbide, and related industrial minerals, supplying concrete producers and construction materials companies across 30+ landen. HSA produces densified and undensified silica fume powder compliant with ASTM C1240 and EN 13263, available in grades from 85% tot 96% SiO₂. For product documentation or samples, contact our export team.