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Particle size distribution of fine powders by LASER diffraction spectrometry. Case of cementitious materials
Abstract LASER diffraction spectrometry is one of the most widespread techniques for particle sizing, but it must be used with many precautions, otherwise significant errors can be expected. Generally, the most important errors concern the evaluation of the fine (smaller than some microns) particle content and they are obtained when the particles move away from ideal conditions (which are spherical particles, monophasic and isotropic material). Among the various sources of errors and inaccuracies concerning this technique, two have been dealt with in this paper: the choice of the mathematical model and the evaluation of the optical properties of the materials analyzed. Practical cases are presented, which permit to evaluate the consequences of these errors, such as calculation of virtual fine particles that do not exist. Lastly, precautionary measures are suggested to minimize the errors and thus to increase the degree of confidence in the results. In all the cases studied, it was seen that a correct evaluation of particle size distribution by this technique required substantial preliminary knowledge of the physicochemical properties of the material.
Résumé La granulométrie LASER est l'une des techniques les plus répandues pour évaluer la répartition de la taille des particules d'un matériau pulvérulent. Toutefois, cette technique doit être utilisée avec de multiples précautions, sans quoi des erreurs importantes peuvent être obtenues. En général, les erreurs les plus significatives concernent l'évaluation de la quantité de fines particules, inférieures à quelques micromètres et elles sont obtenues lorsque les particules s'éloignent des conditions idéales (particules sphériques, monophasiques et issues d'un matériau isotrope). Parmi les différentes sources d'erreurs et d'imprécisions concernant cette technique, deux ont été traitées dans cet article: le choix du modèle mathématique et l'évaluation des propriétés optiques des matériaux analysés. Des exemples pratiques sont présentés, permettant d'évaluer les conséquences de ces erreurs, telles que le calcul de fines particules virtuelles qui, en réalité, n'existent pas. Enfin, des mesures de prévention sont suggérées afin de minimiser les erreurs et ainsi augmenter le degré de confiance dans les résultats obtenus. Dans tous les cas étudiés, on se rend bien compte que cette démarche nécessite une parfaite connaissance préalable des propriétés physico-chimiques du matériau.
Particle size distribution of fine powders by LASER diffraction spectrometry. Case of cementitious materials
Abstract LASER diffraction spectrometry is one of the most widespread techniques for particle sizing, but it must be used with many precautions, otherwise significant errors can be expected. Generally, the most important errors concern the evaluation of the fine (smaller than some microns) particle content and they are obtained when the particles move away from ideal conditions (which are spherical particles, monophasic and isotropic material). Among the various sources of errors and inaccuracies concerning this technique, two have been dealt with in this paper: the choice of the mathematical model and the evaluation of the optical properties of the materials analyzed. Practical cases are presented, which permit to evaluate the consequences of these errors, such as calculation of virtual fine particles that do not exist. Lastly, precautionary measures are suggested to minimize the errors and thus to increase the degree of confidence in the results. In all the cases studied, it was seen that a correct evaluation of particle size distribution by this technique required substantial preliminary knowledge of the physicochemical properties of the material.
Résumé La granulométrie LASER est l'une des techniques les plus répandues pour évaluer la répartition de la taille des particules d'un matériau pulvérulent. Toutefois, cette technique doit être utilisée avec de multiples précautions, sans quoi des erreurs importantes peuvent être obtenues. En général, les erreurs les plus significatives concernent l'évaluation de la quantité de fines particules, inférieures à quelques micromètres et elles sont obtenues lorsque les particules s'éloignent des conditions idéales (particules sphériques, monophasiques et issues d'un matériau isotrope). Parmi les différentes sources d'erreurs et d'imprécisions concernant cette technique, deux ont été traitées dans cet article: le choix du modèle mathématique et l'évaluation des propriétés optiques des matériaux analysés. Des exemples pratiques sont présentés, permettant d'évaluer les conséquences de ces erreurs, telles que le calcul de fines particules virtuelles qui, en réalité, n'existent pas. Enfin, des mesures de prévention sont suggérées afin de minimiser les erreurs et ainsi augmenter le degré de confiance dans les résultats obtenus. Dans tous les cas étudiés, on se rend bien compte que cette démarche nécessite une parfaite connaissance préalable des propriétés physico-chimiques du matériau.
Particle size distribution of fine powders by LASER diffraction spectrometry. Case of cementitious materials
Cyr, M. (author) / Tagnit-Hamou, A. (author)
Materials and Structures ; 34 ; 342-350
2001-07-01
9 pages
Article (Journal)
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