Khi đánh giá chất lượng khói silic, hầu hết người mua tập trung vào hàm lượng SiO₂ và LOI. Nhưng sự phân bố kích thước hạt (PSD) cũng quan trọng không kém - nó cho bạn biết chất liệu thực sự tốt đến mức nào, các hạt được phân bố đồng đều như thế nào, và khói silic sẽ hoạt động như thế nào trong hỗn hợp bê tông. Bài viết này giải thích năm thông số chính mà bạn sẽ gặp trên báo cáo PSD nhiễu xạ laser, và ý nghĩa của từng cái trong thực tế.

Phân bố kích thước hạt là gì?

Phân bố kích thước hạt mô tả phạm vi kích thước hạt có trong mẫu bột và tỷ lệ vật liệu ở mỗi kích thước. Đối với khói silic, điều này thường được đo bằng nhiễu xạ laser - một kỹ thuật trong đó chùm ánh sáng laser bị tán xạ bởi các hạt lơ lửng, và mô hình tán xạ được sử dụng để tính toán phân bố kích thước. Các công cụ như Malvern Mastersizer được sử dụng rộng rãi cho mục đích này.

Kết quả không phải là một con số mà là một đường cong - và từ đường cong đó, một số thống kê tóm tắt được trích xuất. Những cái quan trọng nhất là D10, D50, D90, D[3,2], và D[4,3].

Hiểu những số liệu này giúp bạn đánh giá khả năng phản ứng của pozzolanic, dự đoán nhu cầu phụ gia siêu dẻo, và so sánh nguyên liệu từ các nhà cung cấp khác nhau trên cơ sở tương tự. Để có cái nhìn tổng quan hơn về cách đánh giá khói silic, xem của chúng tôi hướng dẫn đầy đủ về thử nghiệm khói silic.

D10, D50, D90 — Giá trị phần trăm

D10, D50, và D90 đều là các giá trị phân vị được đọc từ đường cong phân bố thể tích tích lũy. Họ chia sẻ cùng một logic: số sau “D” cho bạn biết bao nhiêu phần trăm của tổng thể tích mẫu được tạo thành từ các hạt nhỏ hơn kích thước đó.

D10 — Kết Thúc Tốt Đẹp

D10 có nghĩa là 10% của các hạt theo thể tích nhỏ hơn giá trị này. Nó đại diện cho phần tốt nhất của vật liệu. Trong khói silic, D10 thấp là một dấu hiệu tích cực: các hạt tốt nhất có tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích cao nhất, phản ứng nhanh nhất với canxi hydroxit, và có hiệu quả nhất trong việc lấp đầy những khoảng trống nhỏ nhất trong nền xi măng..

Đối với khói silic được sản xuất tốt, D10 thường nằm trong khoảng 0,05–0,10 μm.

D50 - Kích thước hạt trung bình

D50 là trung vị: chính xác một nửa vật liệu theo thể tích thì mịn hơn kích thước này, và một nửa thì thô hơn. Đây là con số kích thước hạt được trích dẫn phổ biến nhất và là tiêu chuẩn chính được sử dụng khi so sánh các sản phẩm silica fume giữa các nhà cung cấp.

Đối với bối cảnh, Xi măng Portland thông thường có D50 điển hình trong khoảng 10–20 μm. Khói silica chất lượng nằm trong khoảng 0,10–0,20 μm - đại khái 100 nhỏ hơn lần. Sự khác biệt về kích thước này là yếu tố mang lại cho silica fume khả năng lấp đầy khoảng trống giữa các hạt xi măng và làm đặc vùng chuyển tiếp giữa các bề mặt. (ITZ).

Một chiếc D50 bên dưới 0.15 μm thường được coi là tốt cho các ứng dụng bê tông hiệu suất cao và hiệu suất cực cao.

D90 — Đuôi Thô

D90 có nghĩa là 90% của các hạt mịn hơn giá trị này. Chỉ thô nhất 10% của mẫu vượt quá kích thước này. D90 đặc biệt hữu ích cho việc kiểm soát chất lượng: D90 cao so với D50 cho thấy sự phân bố kích thước rộng hoặc sự hiện diện của các chất kết tụ - các hạt đã kết tụ lại với nhau trong quá trình cô đặc hoặc lưu trữ và chưa bị phá vỡ hoàn toàn.

Tỷ lệ (D90 − D10) / D50 đôi khi được gọi là “nhịp” và đưa ra thước đo nhanh về mức độ phân bố rộng hay hẹp. Khoảng cách thấp hơn có nghĩa là chặt chẽ hơn, phân phối đồng đều hơn, thường được ưu tiên cho hành vi thiết kế hỗn hợp có thể dự đoán được.

Đối với khói silica chất lượng cao được sử dụng trong bê tông hiệu suất cao, D90 thường ở mức dưới đây 0.5 μm.

Bảng tóm tắt: D10 / D50 / D90

D[3,2] và D[4,3] - Đường kính trung bình

Trong khi D10, D50, và D90 mô tả các điểm cụ thể trên đường cong phân phối, D[3,2] và D[4,3] là mức trung bình được tính tóm tắt toàn bộ phân phối theo những cách khác nhau. Họ sử dụng các trọng số toán học khác nhau, đó là lý do tại sao họ đưa ra các giá trị khác nhau cho cùng một mẫu - và tại sao việc hiểu rõ nên sử dụng giá trị nào lại quan trọng.

D[3,2] — Giá trị trung bình của bề mặt (Đường kính trung bình sauter)

D[3,2] được tính bằng cách cân từng hạt theo diện tích bề mặt của nó. Các hạt nhỏ hơn có diện tích bề mặt lớn hơn nhiều so với thể tích của chúng, vậy D[3,2] bị kéo mạnh về phía đầu nhọn của phân phối.

Điều này làm cho D[3,2] mức trung bình phù hợp nhất cho các quy trình bị chi phối bởi diện tích bề mặt: tốc độ phản ứng puzolan, hấp phụ của phụ gia khử nước (Phụ gia siêu dẻo PCE), và phát triển sức mạnh ở tuổi sớm. Khi bạn muốn hiểu mức độ phản ứng của khói silic, D[3,2] là ý nghĩa có ý nghĩa hơn.

D[3,2] luôn nhỏ hơn D[4,3] cho cùng một mẫu. Để có khói silic chất lượng, D[3,2] thường rơi vào khoảng 0,10–0,15 μm. Nó cũng liên quan trực tiếp đến diện tích bề mặt riêng của vật liệu - D càng mịn[3,2], diện tích bề mặt trên mỗi gam càng cao. Để biết thêm về cách tính diện tích bề mặt cụ thể và tại sao nó quan trọng, xem của chúng tôi Câu hỏi thường gặp về diện tích bề mặt riêng của khói silic.

D[4,3] - Giá trị trung bình theo khối lượng (Ý nghĩa của Brouckere)

D[4,3] được tính bằng cách cân từng hạt theo thể tích của nó. Vì thể tích tỷ lệ với lập phương đường kính, các hạt lớn hơn đóng góp không tương xứng vào ý nghĩa này. Kết quả là, D[4,3] nhạy cảm với sự hiện diện của các hạt thô hoặc các khối kết tụ không bị vỡ - ngay cả một số lượng nhỏ các hạt lớn cũng có thể làm tăng D[4,3] đáng chú ý.

D[4,3] là “tiêu chuẩn” có nghĩa là hầu hết các thiết bị nhiễu xạ laser đều báo cáo theo mặc định, và đó là điều mà hầu hết các nhà cung cấp đề cập đến khi họ báo giá “kích thước hạt trung bình.” Đó là giá trị thích hợp để sử dụng khi mô hình hóa trạng thái khối trong hệ thống treo - ví dụ:, khi dự đoán khói silic sẽ phân tán như thế nào trong hỗn hợp nước, hoặc ước tính ảnh hưởng của kích thước hạt đến khả năng làm việc của bê tông.

Để có khói silic chất lượng, D[4,3] thường rơi vào khoảng 0,15–0,25 μm.

Mối quan hệ giữa D[3,2] và D[4,3]

Bởi vì D[3,2] trọng lượng hướng tới diện tích bề mặt (hạt mịn) và D[4,3] trọng lượng theo khối lượng (hạt thô hơn), D[4,3] luôn lớn hơn D[3,2] cho cùng một mẫu. Kích thước của khoảng cách giữa chúng cho bạn biết điều gì đó hữu ích về sự phân bổ:

• Một khoảng cách nhỏ (D[4,3] / D[3,2] gần với 1.0) chỉ ra một phạm vi hẹp, phân phối đồng đều với một vài ngoại lệ thô.
• Khoảng cách lớn cho thấy sự phân bố rộng rãi hoặc sự hiện diện của các chất kết tụ kéo D[4,3] trở lên.

Đối với khói silic được sản xuất tốt, một D[4,3] / D[3,2] tỷ lệ trong khoảng 1,3–1,8 là điển hình. Tỷ lệ trên đáng kể 2.0 có thể yêu cầu điều tra về chất lượng khử kết tụ hoặc điều kiện bảo quản.

Bảng tóm tắt: D[3,2] đấu với 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.

Dữ liệu PSD phải được đọc cùng với nội dung COA — SiO₂ đầy đủ, LỢI, độ ẩm, và chỉ số hoạt động sức mạnh. Để được hướng dẫn về yêu cầu về độ mịn của khói silic theo tiêu chuẩn ASTM C1240, cũng như làm thế nào hiệu ứng làm đầy micro-filler phụ thuộc vào kích thước hạt, tham khảo hướng dẫn liên quan của chúng tôi.

Mật độ vs. chưa xác định: Hình thức vật lý có ảnh hưởng đến PSD không?

Một nguồn gây nhầm lẫn phổ biến là sự khác biệt giữa các kết quả PSD về khói silica đậm đặc và không đậm đặc.. Về mặt hóa học, cả hai hình thức đều giống hệt nhau. Nhưng quá trình cô đặc - một quá trình cơ học nén khói silic lỏng thành hạt hoặc viên để xử lý dễ dàng hơn - có thể ảnh hưởng đến cách đo PSD.

Nếu mẫu đặc không được phân tán đúng cách trước khi đo nhiễu xạ laser, chất kết tụ có thể được phát hiện dưới dạng các hạt lớn, thổi phồng D90 và D[4,3]. Đây là một tạo tác đo lường, không phải là đặc tính thực sự của vật liệu. Thử nghiệm PSD được tiến hành tốt sẽ sử dụng năng lượng siêu âm thích hợp để phá vỡ các khối kết tụ trước khi đo, sao cho kết quả phản ánh kích thước hạt sơ cấp hơn là kích thước kết tụ.

Khi so sánh các báo cáo PSD về khói silic đậm đặc và không đậm đặc, luôn xác nhận rằng cùng một quy trình đo và chất phân tán đã được sử dụng. Để biết thêm về sự khác biệt thực tế giữa các dạng sản phẩm này, xem bài viết của chúng tôi về Sự khác biệt giữa khói silic đậm đặc và không đậm đặc.

Tóm lược

Các thông số phân bổ kích thước hạt không chỉ là chú thích kỹ thuật - chúng là đầu vào trực tiếp cho thiết kế hỗn hợp, dự đoán khả năng phản ứng, và trình độ của nhà cung cấp. Đây là một tài liệu tham khảo nhanh:

• D10: Tốt nhất 10% của các hạt. Giá trị thấp biểu thị phần mịn có khả năng phản ứng cao.
• D50: Trung vị. 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], và D[4,3] — for our dày đặc và không xác định silica fume grades on request. Contact our technical team to request a sample pack with full test data before placing an order.

Về chất mài mòn cao cấp của Henan (HSA)
Henan Superior Abrasives is a China-based manufacturer and global exporter of silica fume (microsilica), cacbua silic, and related industrial minerals, supplying concrete producers and construction materials companies across 30+ quốc gia. HSA produces densified and undensified silica fume powder compliant with ASTM C1240 and EN 13263, available in grades from 85% đến 96% SiO₂. For product documentation or samples, contact our export team.