Ao avaliar a qualidade da sílica ativa, a maioria dos compradores se concentra no conteúdo de SiO₂ e na LOI. Mas a distribuição do tamanho das partículas (PSD) é igualmente importante - indica o quão fino o material realmente é, quão uniformemente as partículas são distribuídas, e como a sílica ativa se comportará em uma mistura de concreto. Este artigo explica os cinco parâmetros principais que você encontrará em um relatório PSD de difração de laser, e o que cada um significa na prática.

O que é distribuição de tamanho de partícula?

A distribuição de tamanho de partícula descreve a faixa de tamanhos de partícula presentes em uma amostra de pó e a proporção de material em cada tamanho. Para sílica ativa, isso normalmente é medido por difração de laser – uma técnica em que um feixe de luz laser é espalhado por partículas em suspensão, e o padrão de dispersão é usado para calcular a distribuição de tamanho. Instrumentos como o Malvern Mastersizer são amplamente utilizados para esse fim.

O resultado não é um único número, mas uma curva – e a partir dessa curva, várias estatísticas resumidas são extraídas. Os mais importantes são D10, D50, D90, D[3,2], e D[4,3].

Compreender esses números ajuda a avaliar a reatividade pozolânica, prever a demanda de superplastificantes, e comparar materiais de diferentes fornecedores numa base igual. Para uma visão mais ampla de como a sílica ativa é avaliada, veja nosso guia completo para testes de sílica ativa.

D10, D50, D90 — Valores percentis

D10, D50, e D90 são todos valores percentuais lidos da curva de distribuição de volume cumulativo. Eles compartilham a mesma lógica: o número depois do “D” informa qual porcentagem do volume total da amostra é composta por partículas menores que esse tamanho.

D10 - O bom final

D10 significa que 10% das partículas em volume são menores que este valor. Representa a fração mais fina do material. Em sílica ativa, um D10 baixo é um sinal positivo: as partículas mais finas têm a maior proporção entre área de superfície e volume, reage mais rapidamente com hidróxido de cálcio, e são mais eficazes no preenchimento dos menores vazios na matriz da pasta de cimento.

Para sílica ativa bem produzida, D10 normalmente fica na faixa de 0,05–0,10 μm.

D50 — O tamanho médio das partículas

D50 é a mediana: exatamente metade do material em volume é mais fino que esse tamanho, e metade é mais grosso. É o valor de tamanho de partícula mais comumente citado e a principal referência usada ao comparar produtos de sílica ativa entre fornecedores..

Para contexto, o cimento Portland comum tem um D50 típico na faixa de 10–20 μm. A sílica ativa de qualidade fica na faixa de 0,10–0,20 μm – aproximadamente 100 vezes menor. Essa diferença de tamanho é o que dá à sílica ativa a capacidade de preencher os espaços entre os grãos de cimento e densificar a zona de transição interfacial. (ITZ).

Um D50 abaixo 0.15 μm é geralmente considerado bom para aplicações de concreto de alto e ultra-alto desempenho.

D90 – A Cauda Grosseira

D90 significa que 90% das partículas são mais finas que este valor. Somente o mais grosseiro 10% da amostra excede esse tamanho. D90 é particularmente útil para controle de qualidade: um D90 alto em relação ao D50 sugere uma ampla distribuição de tamanho ou a presença de aglomerados – partículas que se aglomeraram durante a densificação ou armazenamento e não foram totalmente quebradas.

A proporção (D90-D10) / D50 às vezes é chamado de “período” e fornece uma medida rápida de quão ampla ou estreita é a distribuição. Um vão menor significa um vão mais apertado, distribuição mais uniforme, que é geralmente preferido para comportamento previsível de design de mistura.

Para sílica ativa de qualidade usada em concreto de alto desempenho, D90 normalmente está abaixo 0.5 μm.

Tabela Resumo: D10 / D50 / D90

D[3,2] e D[4,3] — Diâmetros Médios

Enquanto D10, D50, e D90 descrevem pontos específicos na curva de distribuição, D[3,2] e D[4,3] são médias calculadas que resumem toda a distribuição de diferentes maneiras. Eles usam diferentes ponderações matemáticas, é por isso que eles fornecem valores diferentes para a mesma amostra - e por que é importante entender qual deles usar.

D[3,2] – A média ponderada pela superfície (Diâmetro Médio Sauter)

D[3,2] é calculado ponderando cada partícula de acordo com sua área de superfície. Partículas menores têm uma área superficial muito maior em relação ao seu volume, então D[3,2] é puxado fortemente em direção à extremidade fina da distribuição.

Isso faz com que D[3,2] a média mais relevante para processos governados pela área de superfície: taxa de reação pozolânica, adsorção de aditivos redutores de água (Superplastificantes PCE), e desenvolvimento de força em idade precoce. Quando você quiser entender o quão reativo é uma sílica ativa, D[3,2] é a média mais significativa.

D[3,2] é sempre menor que D[4,3] para a mesma amostra. Para sílica ativa de qualidade, D[3,2] normalmente fica na faixa de 0,10–0,15 μm. Também está diretamente relacionado à área superficial específica do material – quanto mais fino o D[3,2], quanto maior a área de superfície por grama. Para saber mais sobre como a área de superfície específica é calculada e por que isso é importante, veja nosso Perguntas frequentes sobre área de superfície específica de sílica ativa.

D[4,3] - A média ponderada por volume (A média de Brouckère)

D[4,3] é calculado ponderando cada partícula de acordo com seu volume. Porque o volume é dimensionado com o cubo do diâmetro, partículas maiores contribuem desproporcionalmente para esta média. Como resultado, D[4,3] é sensível à presença de partículas grossas ou aglomerados inteiros – mesmo um pequeno número de partículas grandes pode aumentar D[4,3] visivelmente.

D[4,3] é o “padrão” significa que a maioria dos instrumentos de difração a laser reportam por padrão, e é a isso que a maioria dos fornecedores se refere quando citam um “tamanho médio de partícula.” É o valor apropriado a ser usado ao modelar o comportamento do volume em uma suspensão — por exemplo, ao prever como a sílica ativa se dispersará na água da mistura, ou estimar o efeito do tamanho das partículas na trabalhabilidade do concreto.

Para sílica ativa de qualidade, D[4,3] normalmente fica na faixa de 0,15–0,25 μm.

A relação entre D[3,2] e D[4,3]

Porque D[3,2] pesos em direção à área de superfície (partículas finas) e D[4,3] pesos em direção ao volume (partículas mais grossas), D[4,3] é sempre maior que D[3,2] para a mesma amostra. O tamanho da lacuna entre eles diz algo útil sobre a distribuição:

• Uma pequena lacuna (D[4,3] / D[3,2] perto de 1.0) indica um estreito, distribuição uniforme com poucos outliers grosseiros.
• Uma grande lacuna sugere uma ampla distribuição ou a presença de aglomerados puxando D[4,3] para cima.

Para sílica ativa bem produzida, um D[4,3] / D[3,2] proporção na faixa de 1,3–1,8 é típica. Razões significativamente acima 2.0 pode justificar investigação sobre a qualidade da desaglomeração ou condições de armazenamento.

Tabela Resumo: D[3,2] versus 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, ou com versus sem sonicação, não são diretamente comparáveis.

Os dados PSD devem ser lidos juntamente com o conteúdo completo de COA — SiO₂, LOI, umidade, e Índice de Atividade de Força. Para orientação sobre requisitos de finura de sílica ativa sob ASTM C1240, bem como a forma como efeito de enchimento de micro-enchimento depende do tamanho da partícula, consulte nossos guias relacionados.

Densificado vs.. Não densificado: A forma física afeta o PSD?

Uma fonte comum de confusão é a diferença entre os resultados PSD de sílica ativa densificada e não densificada.. Quimicamente, ambas as formas são idênticas. Mas a densificação – um processo mecânico que compacta a sílica ativa solta em grânulos ou pellets para facilitar o manuseio – pode afetar a forma como o PSD é medido.

Se uma amostra densificada não estiver adequadamente dispersa antes da medição por difração a laser, aglomerados podem ser detectados como partículas grandes, inflando D90 e D[4,3]. Este é um artefato de medição, não é uma propriedade verdadeira do material. Um teste PSD bem conduzido aplica energia ultrassônica apropriada para quebrar aglomerados antes da medição, para que o resultado reflita o tamanho da partícula primária em vez do tamanho do aglomerado.

Ao comparar relatórios PSD para sílica ativa densificada e não densificada, sempre confirme se o mesmo protocolo de medição e dispersante foram usados. Para saber mais sobre as diferenças práticas entre essas formas de produto, veja nosso artigo sobre o diferença entre sílica ativa densificada e não densificada.

Resumo

Os parâmetros de distribuição de tamanho de partículas não são apenas notas de rodapé técnicas — são informações diretas no projeto da mistura, previsão de reatividade, e qualificação de fornecedores. Aqui está uma referência rápida:

• D10: O melhor 10% de partículas. A low value indicates a highly reactive fine fraction.
• D50: The median. 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], e D[4,3] — for our Densificado e Undensificado silica fume grades on request. Contact our technical team to request a sample pack with full test data before placing an order.

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