DIN 66165-1-2016 Particle size analysis - Sieving analysis - Part 1 Fundamentals《粒度分析 筛析 第1部分 基本原理》.pdf

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1、August 2016DEUTSCHE NORM Preisgruppe 9DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 19.120!%Vv(“2518305www.din.deDIN 66165-1Partikelgrenanalyse Siebanalyse Teil 1: Grundl

2、agenParticle size analysis Sieving analysis Part 1: FundamentalsAnalyse granulomtrique Tamisage de contrle Partie 1: BasesAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 66165-1:1987-04www.beuth.de aGesamtumfang 13 SeitenDDIN-Normenausschuss Bauwesen (NABau)DIN-Normenaussc

3、huss Materialprfung (NMP)DIN 66165-1:2016-08 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich . 4 2 Normative Verweisungen . 4 3 Begriffe 4 4 Beschreibung der Verfahren . 4 5 Einflussgren der Siebung . 5 5.1 Allgemeines . 5 5.2 Gerte- und verfahrensabhngige Einflsse . 6 5.2.1 Gre und Form der Siebffnung

4、en, Verteilung der Siebffnungsweiten . 6 5.2.2 Wirksame Siebflche 6 5.2.3 Bewegung des Siebes bzw. des Fluides 6 5.2.4 Siebhilfen 6 5.2.5 Satzsiebung 6 5.3 Siebgutabhngige Einflsse . 6 5.3.1 Masse und Schttvolumen des Aufgabegutes 6 5.3.2 Partikelgrenverteilung 8 5.3.3 Form der Partikel 8 5.3.4 Aggl

5、omerations- und Haftneigung 8 5.3.5 Neigung zu Abrieb und Bruch . 8 5.4 Siebdauer 8 6 Bestimmung der Trenngrenze 9 7 Festlegung der Siebffnungsweiten 10 8 Analysenfehler 10 9 Kontrolle und Wartung der Analysensiebe . 10 10 Kalibrierung mit Referenzmaterial 11 10.1 Anforderungen an das Referenzmateri

6、al . 11 10.2 Durchfhrung der Kalibrierung . 11 11 Bestimmung der Verteilung der Siebffnungsweiten 12 Literaturhinweise . 13 DIN 66165-1:2016-08 3 Vorwort Diese Norm ist vom NA 005-11-41 AA Siebe, Siebung (SpA zu ISO/TC 24 und ISO/TC 24/SC 8)“ des DIN-Normenausschusses Bauwesen (NABau) erarbeitet wor

7、den. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. DIN 66165 besteht mit dem Haupttitel Partikelgrenanalyse Siebanalyse

8、 aus den folgenden Teilen: Teil 1: Grundlagen Teil 2: Durchfhrung nderungen Gegenber DIN 66165-1:1987-04 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Aktualisierung der normativen Verweisungen; b) Norm redaktionell berarbeitet. Frhere Ausgaben DIN 66165-1: 1983-07, 1987-04 DIN 66165-1:2016-08 4 1 Anwen

9、dungsbereich Diese Norm legt die Grundlagen der Siebanalyse fest, die zur Ermittlung der Partikelgrenverteilung eines dispersen Gutes dient. Sie gilt fr den Bereich der Siebffnungsweiten von 0,005 mm bis 125 mm. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder

10、als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 66160, Messen disperser Syst

11、eme Begriffe DIN ISO 3310-1, Analysensiebe Technische Anforderungen und Prfung Teil 1: Analysensiebe mit Metalldrahtgewebe DIN ISO 3310-2, Analysensiebe Technische Anforderungen und Prfung Teil 2: Analysensiebe mit Lochblechen DIN ISO 3310-3, Analysensiebe Anforderungen und Prfung Teil 3: Analysensi

12、ebe mit elektrogeformten Siebfolien 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach DIN 66160. 4 Beschreibung der Verfahren Bei der Siebanalyse wird eine bestimmte Menge des zu untersuchenden Gutes durch ein oder mehrere Siebe in Fraktionen getrennt und es werden deren Massenan

13、teile ermittelt. Die Massenanteile knnen mit einem geringen Fehler bestimmt werden. Die Problematik der Siebanalyse liegt im Ermitteln der Trenngrenze des durch das Sieben ausgefhrten Trennvorganges. Werden, wie vielfach blich, die Nennffnungsweiten der verwendeten Siebe den Trenngrenzen gleichgeset

14、zt, so muss mit weniger genauen Ergebnissen gerechnet werden. Die Siebanalyse kann nacheinander mit Einzelsieben oder gleichzeitig mit einem Siebsatz von Hand oder mit Maschine durchgefhrt werden. Der Transport der Partikel durch die Siebffnungen wird durch Trgheitskrfte, durch Schwerkraft und/oder

15、Strmungskrfte sowie bei sehr groen Partikeln auch durch Hand bewirkt. Es werden folgende Verfahren unterschieden: A Handsiebung mit Einzelsieben oder im Siebsatz, gegebenenfalls mit mechanischer Absttzung, in gasfrmigem, ruhendem Fluid (meist Luft); B Handsiebung durch Auf- und Abwrtsbewegung eines

16、Einzelsiebes in flssigem, ruhendem Fluid; C Handsiebung mit Einzelsieben oder im Siebsatz in flssigem, bewegtem Fluid (Brausen oder Splen); D Maschinensiebung mit ruhendem Einzelsieb oder mit Siebsatz in gasfrmigem, bewegtem Fluid, z. B. mit Luftstrahlsieb oder im Siebsatz mit pulsierender Luftsule;

17、 E Maschinensiebung mit ruhendem Einzelsieb und flssigem, bewegtem Fluid, z. B. im Ultraschallbad; DIN 66165-1:2016-08 5 F Maschinensiebung mit bewegtem Einzelsieb oder im bewegten Siebsatz in gasfrmigem, ruhendem Fluid, z. B. Schwingsiebmaschine; G Maschinensiebung mit bewegtem Einzelsieb in flssig

18、em, ruhendem Fluid, z. B. mit Unterwasser-schwingsieb; H Maschinensiebung mit bewegtem Einzelsieb oder im bewegten Siebsatz in flssigem, bewegtem Fluid, z. B. Schwingsiebmaschine mit Splvorrichtung. Eine bersicht ber die anwendbaren Verfahren gibt Tabelle 1. Tabelle 1 Verfahren der Siebanalyse Fluid

19、 Siebanalyse von Hand mit Maschine ruhendes Sieb bewegtes Sieb gasfrmig ruhend A F bewegt D flssig ruhend B G bewegt C E H Die Wahl des Verfahrens richtet sich nach der Beschaffenheit des zu untersuchenden Gutes (siehe auch Abschnitt 6). Sind fr ein bestimmtes Gut mehrere Verfahren geeignet, so rich

20、tet sich die Auswahl nach den Gegebenheiten der untersuchenden Stelle und den vereinbarten Anforderungen. 5 Einflussgren der Siebung 5.1 Allgemeines Nennffnungsweite eines Analysensiebes und Trenngrenze der damit durchgefhrten Siebanalyse sind nicht gleich. Deshalb sollte fr die Zuordnung der Frakti

21、onen in die Partikelgrenklassen die Trenngrenze der jeweiligen Siebung ermittelt werden. Trenngrenze und Trennschrfe werden im Wesentlichen durch die in den Aufzhlungen a) bis c) aufgefhrten Einflsse bestimmt: a) Gerte- und verfahrensabhngige Einflsse: Siebart, Gre und Form der Siebffnungen, Verteil

22、ung der Siebffnungsweiten, wirksame Siebflche, Siebbewegung, Siebhilfen, Anteil der nicht verstopften Siebffnungen; b) Siebgutabhngige Einflsse: Masse und Schttvolumen des Aufgabegutes, Partikelgrenverteilung, Form der Partikel, Agglomeratbildung, Feuchtigkeit, Hygroskopizitt, Festigkeit (Widerstand

23、 gegen Zerkleinerung); c) Siebdauer. DIN 66165-1:2016-08 6 5.2 Gerte- und verfahrensabhngige Einflsse 5.2.1 Gre und Form der Siebffnungen, Verteilung der Siebffnungsweiten Das Siebergebnis wird durch die Art des Siebbodens (Lochform bei Lochplatten, Webart bei Drahtsiebbden) beeinflusst. Siebbden be

24、sitzen im Allgemeinen ffnungen, die weder in Gre noch in Form gleich sind. Bei Drahtsiebbden stellt man lichte ffnungsweiten fest, die im Allgemeinen gleichmig verteilt sind, sich jedoch in Kett- und Schussrichtung unterscheiden. Die Nennffnungsweite eines Siebbodens stimmt deshalb meistens nicht mi

25、t dem Medianwert dieser Verteilung berein. 5.2.2 Wirksame Siebflche Bei einer Siebung werden mit zunehmender Dauer die kleineren ffnungen aus der Verteilung der Siebffnungen unwirksam, da alle feineren Partikel bereits das Sieb passiert haben. Die an der Siebung beteiligte Verteilung der Siebffnunge

26、n verndert sich demnach stndig, sie verschiebt sich ins Grobe, wobei die Anzahl der an der Siebung beteiligten Siebffnungen (wirksame Siebflche) stndig abnimmt. 5.2.3 Bewegung des Siebes bzw. des Fluides Um Partikel des Siebgutes zu einer Siebffnung zu transportieren, mssen Siebboden und Partikel re

27、lativ zueinander bewegt werden. Diese Relativbewegungen knnen entweder durch eine Bewegung des Siebes oder durch den Transport der Partikel in einem Gas- oder Flssigkeitsstrom hervorgerufen werden. Trenngrenze und Trennschrfe einer Siebung hngen deshalb auch von der Hufigkeit ab, mit der den Partike

28、ln freie Siebffnungen angeboten werden. 5.2.4 Siebhilfen Siebhilfen sollen Siebffnungen von verklemmten Partikeln frei machen, das Siebgut dispergieren und sein Anhaften am Sieb vermeiden. Zur Dispergierung des Siebgutes knnen in gasfrmigen Fluiden oberflchenaktive Stoffe, wie z. B. Tenside, hochdis

29、perse Kieselsure, Aktivkohlenstoff, verwendet werden. In flssigen Fluiden ist z. B. Propylenglykol einsetzbar. Von mechanischen Siebhilfen, wie Gummiwrfeln oder Kugeln, ist wegen der Gefahr der Zerkleinerung des Siebgutes und der Beschdigung des Siebbodens abzuraten. 5.2.5 Satzsiebung Aus Grnden der

30、 Zeitersparnis kann die Siebung mit Einzelsieben durch eine Satzsiebung ersetzt werden, obwohl nur fr das Einzelsieb die Siebung an die zu untersuchende Partikelgrenverteilung am besten angepasst werden kann. Daher ist ein Kompromiss bei Anzahl und Auswahl der im Siebsatz angeordneten Siebe sowie au

31、ch bei der Siebdauer zu treffen. Bei der Auswahl der Siebe ist je nach Aufgabenstellung unter anderem darauf zu achten, dass Masse- und/oder Schttvolumen des Gutes auf jedem Sieb noch vertretbare Siebbelastungen hervorrufen. 5.3 Siebgutabhngige Einflsse 5.3.1 Masse und Schttvolumen des Aufgabegutes

32、Die Menge des Aufgabegutes muss begrenzt werden, um jedes Partikel in einer angemessenen Siebzeit einer freien Siebffnung zufhren zu knnen und um die vertretbare Belastung des Siebbodens nicht zu ber-schreiten. Die Aufgabemenge sollte daher nicht mehr als das Doppelte des grten zulssigen Schttvolume

33、ns des Siebrckstandes betragen. Beispiele dafr enthlt Tabelle 2. Durch geeignete Wahl der Siebffnungen im Siebsatz ist unter anderem fr eine entsprechende gleichmige Verteilung auf den einzelnen Sieben zu sorgen. Gegebenenfalls ist ein Vorversuch durchzufhren. Die DIN 66165-1:2016-08 7 minimale Anal

34、ysenmenge der einzelnen Siebfraktionen sollte den Anforderungen an den Stichprobenumfang und der Przision der benutzten Waage entsprechen. Tabelle 2 Grte zulssige Schuttvolumina des Siebrckstandes Nennffnungsweite des Siebbodens Grtes zulssiges Schttvolumen des Siebrckstandes je Flcheneinheit des Si

35、ebbodens w VFmm cm3 dm2125,000 580,0 90,000 470,0 63,000 370,0 45,000 290,0 31,500 230,0 22,400 180,0 16,000 145,0 11,200 115,0 8,000 90,0 5,600 70,0 4,000 55,0 2,800 45,0 2,000 35,0 1,400 30,0 1,000 20,0 0,710 18,0 0,500 14,0 0,355 11,0 0,250 9,0 0,180 7,0 0,125 6,0 0,090 4,0 0,063 4,0 0,045 3,0 0,

36、032 2,0 0,020 2,0 0,016 1,5 0,010 1,0 DIN 66165-1:2016-08 8 5.3.2 Partikelgrenverteilung Bei Trennungen in der Nhe des Maximums der Partikelgrenverteilung wirkt der hohe Anteil an trennschnittnahen Partikeln verlngernd auf die Siebdauer. 5.3.3 Form der Partikel Die Form der Partikel kann die Trenngr

37、enze in Abhngigkeit vom Siebverfahren beeinflussen. Bei extremen Formen, z. B. bei nadelfrmigen Partikeln, ist die Bestimmung der Grenverteilung durch eine Siebanalyse nicht zu empfehlen, und es ist auf ein anderes, geeignetes Verfahren berzugehen, z. B. Bildanalyse 4. 5.3.4 Agglomerations- und Haft

38、neigung Die bei feinen Partikeln vorhandene Neigung zur Agglomeration und Haftung kann eine Siebanalyse erschweren oder unmglich machen. Eine Verringerung der Agglomerations- und Haftneigung lsst sich z. B. durch Zusatz oberflchenaktiver Stoffe (siehe 5.2.4), durch vorheriges Entfernen der Feinantei

39、le oder durch Nasssiebung erzielen. Oberflchenfeuchtigkeit des Aufgabegutes kann die Agglomeratbildung und damit das Trennergebnis beeinflussen. Deshalb ist im Einzelfall zu entscheiden, ob im gasfrmigen oder im flssigen Fluid gesiebt oder ob das Aufgabegut getrocknet werden soll. Agglomeratbildung

40、durch elektrostatische Aufladung kann in manchen Fllen durch hohe relative Luftfeuchte verhindert werden. 5.3.5 Neigung zu Abrieb und Bruch Abrieb und Bruch knnen zur Vernderung der zu untersuchenden Partikelgrenverteilung fhren. Dies ist bei der Festlegung von Siebverfahren und Siebdauer zu bercksi

41、chtigen. ANMERKUNG Beispiel fr eine Prfung auf Abrieb und Bruch: Aus einer Probe des Aufgabegutes wird alles Feingut mindestens unterhalb der maximal zulssigen ffnungsweite des vorgesehenen Siebes entfernt, z. B. durch Nasssiebung oder schonende Siebung auf einem Sieb mit etwas grerer ffnungsweite.

42、Das verbleibende Grobgut wird dem vorgesehenen Siebverfahren unterworfen. Die Verringerung des Rckstandes ber der Zeit ist ein Ma fr den Fehler durch Abrieb und Bruch. 5.4 Siebdauer Trenngrenze und Trennschrfe einer Siebanalyse werden im Wesentlichen von der Siebdauer bestimmt. Die Siebdauer fr ein

43、Einzelsieb kann durch die in den Aufzhlungen a) bis c) aufgefhrten Manahmen ermittelt werden: a) Massenermittlung von Rckstand oder Durchgang in Abhngigkeit von der Siebdauer: Die zeitliche nderung des Rckstandes oder des Durchganges wird ber der Siebzeit aufgetragen (siehe Bild 1). Dabei wird als S

44、iebdauer diejenige Zeit tsdefiniert, bei der der absolute Betrag |dd| einen bestimmten Wert a (siehe Bild 1) unterschreitet der im Einzelfall festzulegen ist. Wenn keine anderen Anweisungen gegeben sind, ist der Endpunkt fr die meisten abriebfesten Stoffe dann erreicht, wenn die Masse des Siebdurchg

45、anges in einer Minute weniger als 0,1 % der Masse des Aufgabegutes betrgt. b) Beobachtung des momentan durchgehenden Gutes: Liegt das durchgehende Gut in einem Fluidstrom suspendiert vor, ist wenn ntig mit besonderer Beleuchtung der Endpunkt der Siebung durch deutliches Verschwinden der Trbung zu be

46、obachten. DIN 66165-1:2016-08 9 Das momentan durchgehende Gut wird zu verschiedenen Siebzeiten aufgefangen, z. B. durch klebrig gemachte Objekttrger, und mikroskopisch betrachtet. Die Siebung ist beendet, sobald das Prparat eine deutlich enge Partikelgrenverteilung im Bereich der ffnungsweiten enthl

47、t. c) Augenscheinliche oder mikroskopische Betrachtung des Rckstandes whrend der Siebung: Die Siebung wird beendet, wenn der Feingutanteil verschwindet. Dies wird z. B. durch deutliches Rieseligwerden oder durch Farbtonnderung erkennbar. Beim Siebsatz ist die Siebdauer fr die einzelnen Analysensiebe

48、 unterschiedlich. Siebe mit kleiner ffnungsweite beteiligen sich erst dann an der Siebung, wenn die feineren Partikel die Siebe mit greren ffnungsweiten passiert haben. Die Verweildauer von Siebgut auf dem obersten Sieb ist daher lnger als auf dem untersten. Die Siebdauer bei der Satzsiebung ist deshalb zu vereinbaren. Gegebenenfalls ist zur Kontrolle jedes einzelne Sieb von Hand nachzusieben. Legende R Rckstand, in Gramm t Zeit, in Sekunden tsSiebdauer, in Sekunden Bild 1 Festlegung der Siebdauer durch |dd| 6 Bestimmung der Trenngrenze Wird eine bestimmte Meng