在水泥灌漿工程中激光粒度分析儀的應用

　光在傳播中，波前受到與波長尺度相當的隙孔或顆粒的限制，以受限波前處各元波為源的發射在空間干涉而產生衍射和散射，衍射和散射的光能的空間分布與光波波長和隙孔或顆粒的尺度有關。用激光做光源，光為波長一定的單色光后，衍射和散射的光能的空間分布就只與粒徑有關。
　　
　　一、激光粒度分析儀原理[1]
　　
　　衍射和散射經典理論[2][3]指出，光在傳播中，波前受到與波長尺度相當的隙孔或顆粒的限制，以受限波前處各元波為源的發射在空間干涉而產生衍射和散射，衍射和散射的光能的空間（角度）分布與光波波長和隙孔或顆粒的尺度有關。用激光做光源，光為波長一定的單色光后，衍射和散射的光能的空間（角度）分布就只與粒徑有關。對顆粒群的衍射，各顆粒級的多少決定著對應各特定角處獲得的光能量的大小，各特定角光能量在總光能量中的比例，應反映著各顆粒級的分布豐度。按照這一思路可建立表征粒度級豐度與各特定角處獲取的光能量的數學物理模型，進而研制儀器，測量光能，由特定角度測得的光能與總光能的比較推出顆粒群相應粒徑級的豐度比例量。
　　
　　二、特點
　　
　　本技術的特點是：
　　
　　采用濕法分散技術，機械攪拌使樣品均勻散開，超聲高頻震蕩使團聚的顆粒充分分散，電磁循環泵使大小顆粒在整個循環系統中均勻分布，從而在根本上保證了寬分布樣品測試的準確重復.
　　
　　測試操作簡便快捷：放入分散介質和被測樣品，啟動超生發生器使樣品充分分散，然后啟動循環泵，實際的測試過程只有幾秒鐘。測試結果以粒度分布數據表、分布曲線、比表面積、D10、D50、D90等方式顯示、打印和記錄.
　　
　　輸出數據豐富直觀：本儀器的軟件可以在各種計算機視窗平臺上運行，具有操作簡單直觀的特點，不僅對樣品進行動態檢測，而且具有強大的數據處理與輸出功能，用戶可以選擇和設計的表格和圖形輸出.三、激光粒度分析儀在水泥灌漿工程中的應用
　　
　　在水泥灌漿工程中，由于水泥顆粒的大小，直接影響灌漿效果，因此，對水泥顆粒粒徑及其分布進行測試是很必要的，我們在向家壩水電站大壩基礎Ⅲ2類巖體固結灌漿試驗研究中，采用激光粒度分析儀對“芙蓉山”普通硅酸鹽水泥及“三峽”牌超細水泥進行了水泥粒度測試，試驗證明，激光粒度分析儀具有檢測速度快、數據重復性好、數據處理及輸出實用、簡單、直觀等特點，取得了很好的效果。
　　
　　濕磨水泥的粒徑分析及測試試驗研究：采用“三峽”牌超細水泥，配制水泥漿，對水泥漿進行粒度分析測試，20分鐘測試一次，測試前采用膠體磨進行高速攪拌，試驗證明，經過4小時后，水泥粒度D50變化不大，即在高速攪拌或濕磨狀況下，水泥水化反應對水泥粒度變化的影響并不大，而激光粒度分析儀具有體積小、測試速度快、結果直觀等特點，適合于現場濕磨水泥粒度測試。
　　
　　四、激光粒度分析儀和離心沉降式顆粒分布測定儀比較
　　
　　離心沉降式顆粒分布測定儀是采用液相沉降法的一種無接觸方式的粒度分布測定裝置。它以Stokes定律和lamber-Beel定律為基礎，以重力沉降和離心沉降為手段，用計算機控制整個測試過程，具有快速寬域、重復性好、操作簡便等特點。其和激光粒度分析儀比較，其結果是重量百分分布，而激光粒度分析儀所測試的結果為體積百分分布，但沉降式顆粒分布測定儀zui大的缺點是測定時間較長，測定時間：5—30分鐘，而激光粒度分析儀的測定時間為2-3分鐘左右，更加快速，并對由于人員操作引起的誤差更小，更適合于水泥粒度的分析測試。