Aktuálně

Metody pro analýzu distribuce velikosti částic

23.3.2021

Laboratoře ALS poskytují stanovení distribuce velikosti částic (zrnitosti) pro pevné vzorky, zejména zeminy, kameniva, kaly a sediment. Využívá se kombinace sítové analýzy a sedimentačních metod, jako je hustoměrná metoda, či metody laserové difrakce. Volba metody je založena na předpokládaném zastoupení velikostí částic přítomných v konkrétním vzorku, na typu vzorku, jeho dostupném množství, nákladnosti stanovení a požadované dodací lhůty pro výsledky.

Typy sítové analýzy

Distribuce velikosti částic velikostí nad 0,063 mm se obvykle stanovuje sítovou analýzou. Rozlišujeme sítovou analýzu za mokra a za sucha.

Sítová analýza za mokra: metoda vhodná zejména pro nezpevněné klastické sedimentární horniny a hrubozrnné půdy. Známé množství vysušeného vzorku se smísí s vodou a rozdělí se na soustavě sít s různými průměry otvorů od nejhrubších po nejjemnější. Po promytí, vysušení a zvážení materiálu na každém sítu určíme zastoupení příslušných velikostních tříd ve vzorku.

Sítová analýza za sucha: metoda je vhodná zejména pro sypké materiály a látky rozpustné ve vodě. Známé množství vysušeného vzorku se proseje na sérii sít složených ze sít s různými průměry otvorů od nejhrubších po nejjemnější. Poté zvážením určíme zastoupení příslušných velikostních tříd ve vzorku.

Stanovení částic menších než 0,063 mm

Menší částice pod 0,063 mm lze stanovit sedimentačními metodami (za pomoci hustoměrné, popřípadě pipetovací metody) nebo laserovou difrakční metodou. Laboratoře ALS poskytují možnost využití jak hustoměrné metody, tak i laserové difrakce.

Hustoměrná metoda: hustoměrná analýza je založena na Stokesově zákonu, který popisuje odpor prostředí vůči pohybu částic. Hustoměrná analýza začíná po důkladném promíchání sedimentu a vody, po které se částice začnou usazovat podle Stokesova zákona. Během ubíhající doby se částice postupně ze suspenze usazují a hustota suspenze sediment-voda se tak snižuje. Měří se postupná změna hustoty suspenze sediment-voda v čase po dobu 24 hodin – tato změna hustoty závisí na koncentraci a měrné hmotnosti částic přítomných v suspenzi. Následně se z naměřených hodnot zkonstruuje zrnitostní křivka a určí se obsah jednotlivých velikostních frakcí.

Metoda laserové difrakce: principem této metody je stanovení úhlu rozptylu světla částicemi, jež závisí na jejich velikosti. Úhel difrakce je nepřímo úměrný velikosti částic a intenzita rozptýleného paprsku v daném úhlu je měřítkem počtu částic o dané velikosti.

Charakteristiky sedimentační metody a laserové difrakce

Je známo, že sedimentační metody jsou časově náročné (každý vzorek sedimentuje cca 24 hodin) a pro jejich provedení je třeba poměrně velké množství vzorku (cca 4x více než pro laserovou difrakci). Ve srovnání s nimi metoda laserové difrakce umožňuje analyzovat i vzorky o malém množství za výrazně kratší dobu.

Při porovnávání výstupů různých metod na reálných vzorcích půdy z hlediska obsahu frakce písku (SA), prachu (SI) a jílu (CL) získané jak metodou SHM (hustoměrná metoda) tak LDM (metoda laserové difrakce) se ukazuje, že hustoměrná metoda a metoda laserové difrakce poskytují obdobné výsledky pro frakci písku. Metoda laserové difrakce vykazuje nižší obsahy jílové frakce než hustoměrná metoda. Použití korekční sady rovnic snižuje rozdíly mezi výsledky obsahu jílu a prachu stanoveným oběma metodami, nicméně výsledky stále nelze označit za statisticky shodné.

Služby ALS v oblasti analýz distribuce velikosti částic

Naše laboratoře poskytují celou řadu různých typů analýz distribuce velikosti částic se širokou škálou různých velikostních frakcí na výběr. Stanovení pokrývá velikosti částic od <0,002 mm do >63 mm. Je možno zvolit stanovení kombinací sítové analýzy jak s laserovou difrakční metodou, tak hustoměrnou metodou.

Analýzy velikosti částic
Kód analýzy

Použité metody a reportované výsledky

Min. dodací doba
(pracovní dny
od předání vzorku)

Min množství vzorku
– půdy a sedimenty
(g)

S-11F-DENS

Frakce >0,06 mm - prosévání za mokra
Frakce <0,002 - 0,06 mm - hustoměrná metoda
Reportované frakce (%)
>60 mm / 20-60 mm / 6-20 mm / 2-6 mm / 0,6-2 mm / 0,2-0,6 mm / 0,06-0,2 mm / 0,02-0,06 mm / 0,006-0,02 mm / 0,002-0,006 mm / <0,002 mm

4 500
S-GSAT-11F

Frakce >0,06 mm - prosévání za mokra
Frakce <0,002 - 0,06 mm - laserová difrakce
Reportované frakce (%)
>60 mm / 20-60 mm / 6-20 mm / 2-6 mm / 0,6-2 mm / 0,2-0,6 mm / 0,06-0,2 mm / 0,02-0,06 mm / 0,006-0,02 mm / 0,002-0,006 mm / <0,002 mm

3 200
S-TEXT-DENS

Frakce >0,06 mm - prosévání za mokra
Frakce <0,002 - 0,06 mm - hustoměrná metoda
Reportované frakce (%)
Písek / Prach (kal) / Jíl

4 500
S-TEXT-ANL

Frakce >0,06 mm - prosévání za mokra
Frakce <0,002 - 0,06 mm - laserová difrakce
Reportované frakce (%)
Písek / Prach (kal) / Jíl

3 200