Granulométrie

Granulométrie

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La granulométrie es el estudio de la distribución estadística de los tamaños de una población de elementos acabados de materia natural o fraccionada . El análisis granulométrique es el conjunto de las operaciones que permiten determinar la distribución de los tamaños de los elementos que componen la población. La distribución granulométrique es la representación bajo forma de mesas de números o de gráficos de los resultados experimentales del análisis granulométrique. Se asocia a veces en el análisis granulométrique el análisis de la distribución estadística de la forma de los granos, se trata de la granulomorphie.

Sumario 1 Noción de diamètre de una partícula 2 Noción de diamètre equivalente 3 Principales métodos de medida 3.1 Tamisage 3.2 Sédimentométrie 3.3 Centrifugation 3.4 Diffraction láser 3.5 Análisis de imagen 4 Representación de las distribuciones granulométriques 5 Propiedades de aplicación 5.1 Meteorología 5.2 Géologie 6 Ver también 6.1 Artículos connexes 6.2 Vínculo externo

Noción de diamètre de una partícula

Se llama « diamètre de Feret » (Df) la distancia comprendida entre una dirección dada D y la paralela a esta dirección de tal manera que el conjunto de la proyección del grano sea comprendida entre estos dos paralelos. Si se hace girar la derecha D en torno al grano, se encontrará una posición de D para la cual Df es máximo, es el exo-diamètre, y mínima, es el méso-diamètre El informe de la superficie del áreaproyectada por la partícula a la superficie del círculo que tiene un diamètre igual al exo-diamètre define lo que se nombra el indicio de forma del grano.

Noción de diamètre equivalente

Lo que se llama tamaño de un grano es de hecho su « diamètre equivalente » (De ).Se llama « diamètre equivalen » el diamètre de la esfera que se comportaría de manera idéntica durante la operación de análisis granulométrique escogida. TIENE título de ejemplo una partícula lamellaire (arcilla, kaolin, talc…) no presenta la mismo tamaño dependiendo de que ésta es medida con un granulomètre a sédimentation o un granulomètre láser. Es pues siempre capital de indicar con la distribución de los tamaños de una población de granos, el método de medida empleada.

Principales métodos de medida

1. Tamisage a seco : superior a 100 microns
2. Tamisage Húmedo : superior a 30 microns
3. Sédimentométrie : 1 micron a 100 microns
4. Centrifugation : 0,1 micron a 20 microns
5. Diffraction Láser : 0,02 micron a 2  mm
6. Microscopie : 50 microns a 1  mm

Tamisage

Es el método más antiguo aun así muy ampliamente utilizada porque la más económica. Consiste en medir el peso de materia que pasa al travers de los puntos calibrées de una tela de tamis . Se superpone los tamis por punto décroissante y se mide el peso de materia retenida sobre cada tamis. Esta operación puede realizarse a seco, y que vibra el conjunto de la columna de tamis, para granos de tamaño relativamente de entidad. Cuando la población de los granos comporta algunos elementos muy finos, se asocia una depresión de aire. Cuando el tamaño de los granos es inferior a 300 micron, es necesario de operar bajo un flujo de agua (o de alcohol para productos solubles en el agua). Cada rechazo es secado entonces después pesado.

Sédimentométrie

El método consiste en medir el tiempo de sédimentation en una columna de agua, es decir la velocidad de caída de las partículas. A marchar de la ley de Stokes, se determina el tamaño de los granos.

• V = Velocidad de sédimentation (m/s)
• G = Aceleración de la pesanteur
• Δγ = Diferencia de masa volumique entre las partículas y el fluido (kg/m3)
• μ = Viscosité (Pa.S)
• r = √(9 μ v / 2 g Δγ)

Hay diferentes métodos :

• La balanza de Martin ;
• La pipette de Andreasen ;
• Sédimentométrie Bajo rayonnement X ;

La balanza de Martin mide la cantidad de materia depositada sobre un escenario en funciones del tiempo. Con la pipette de Andreasen se mide a un tiempo dado y una altura dada la concentración en materia de la suspensión. La sédimentométrie por rayonnement X mida la absorción del rayonnement por la suspensión a una altura dato y un tiempo dado que depende concentración.

Centrifugation

El principio de la centrifugation es idéntica a aquel de la sédimentation pero en este caso el valor de g es fijada por la velocidad de centrifugation de la suspensión. La suspensión es adentro de un cylindre transparente en rotación y atravesado por un rayonnement X.

Diffraction Láser

El granulomètre láser es basada en el principio de la diffraction de la luz. Las partículas en suspensión (en el agua o en una corriente de aire) diffractent la luz emitida por un puñado láser. El reparto espacial de esta luz, función del tamaño de las partículas, es grabada por un conjunto de foto-diodes . El análisis de esta distribución en el plan focal permite determinar la proporción de cada clase dimensionnelle. L ’interpretación se hace al medio de la teoría de Fraunhoffer . Sin embargo este método ha limitado por un lado por la longitud de onda del puñado láser y por la transparencia de los granos. En efecto, la teoría de Fraunhoffer supone partículas opaques pero igualmente significativamente más grandes que la longitud de onda de la luz. Se tiene pues desarrollado de nuevos métodos de análisis de las grabaciones del reparto espacial de la luz a marchar de la teoría de Raleigh-Miga. En este caso, se toma cuenta la difusión y la reflexión de la luz por los granos. Eso permite realizar medidas de tamaños bien más débiles.

Analiza imagen

En este método, se realiza una fotografía de los granos a marchar de un microscope. La imagen obtenida es digitalizada después analizada al medio de un software especializado. Este último procede al comptage y al dimensionnement (número de pixels) de cada una de las imágenes de las partículas. Después asocia a cada una una ellipse (o un cuadrado, un losange) que define la forma general del grano. Se obtiene así una descripción numérica y geométrica del conjunto granulaire que permite establecer distribuciones en número, en superficie y forme (granulomorphie). El análisis de imagen permite igualmente de determinar el color de los granos, lo que permite establecer curvas différentiées según la naturaleza de los granos.

Representación de las distribuciones granulométriques

El modo de representación, el plus clásico y el plus frecuente, de las distribuciones granulométriques es el diagramme semi-log. Los tamaños son representada sobre el eje de los abscisses en escalera logarithmique de base 10 ( general en micron) y las ordenadas en escalera aritméticas de 0 al 100%.

Se encuentra a veces representaciones log-normal (abscisses log10 y ordenadas en distribución normal gaussienne).

Hay igualmente distribuciones particulares para las ordenadas como aquella de Rosin-Rammler (1933) o Gaudin-Schumann (1948). En estos fiches, las distribuciones son generales representadas por una o dos derechas. Son utilizadas en los trabajos de separación granulométrique. Derivan ecuación de base siguiente, con q(x) la proporción en peso de las partículas a un diamètre dado. q(X) = axm e(-bxn)

M=n-1 y ha=nb ⇒ Rosin-Rammler

b=0 tiene= (m+1)/(xom+1) ⇒ Gaudin-Schumann

Propiedades de aplicación

Meteorología

En meteorología, la distribución del tamaño de las gotas de lluvia según su diamètre (D) resulte de tres proceso que contribuyen a la formación de las gotas : la condensación de vapor de agua sobre una gota, la accrétion de pequeñas gotas sobre además gordas y las colisiones entre gotas de tamaño similar. Según el tiempo pasado en la nube, el movimiento vertical en éste y la temperatura ambiental, se tendrá pues de las gotas que tendrán una historia muy variada y una distribución de diamètres que va decenas de micromètres a algunos milímetros. El estudio de la granulométrie de las gotas permite mejor comprender estos fenómenos y de calibrer los radares meteorológicos.

Géologie

géologie, este análisis granulométrique permite definir diversas clases de matériaux independientemente de su naturaleza química. El cuadro aquí-debajo corresponde a la norma francesa NF P18-560 utilizada sobre todo en la propiedad de carretera.

Maxi	Apelación	Mini
200 mm	Piedras	20 mm
20 mm	graviers	2 mm
2 mm	Arenas groseras	0,2 mm
0,2 mm	Arenas finas	20 µm
20 µm	limons	2 µm
2 µm	Arcillas

Aquí está 3 otras clasificaciones usuelles :

N. M. Strakhov Maxi Apelación Mini Bloques 100 mm 100 mm Galets 10 mm 10 mm Graviers 1 mm 1 mm Arenas 100 µm 100 µm Aleurites 10 µm 10 µm Pélites

C. K. Wentworth Maxi Apelación Mini Bloques 256 mm 256 mm Gordas piedras 64 mm 64 mm Graviers 4 mm 4 mm Granules 2 mm 2 mm Arenas 1/16 mm 1/16 mm Silts 1/256 mm 1/256 mm Arcillas

géologie (Internacional) Maxi Apelación Mini Rudites 2 mm 2 mm Arénites 1/16 mm 1/16 mm Lutites

Otras definiciones découlent igualmente, por ejemplo aquella de los suelos grenus que comportan más del 50% de elementos de granulométrie superior a 80 µm. Se dividen entonces dos familias :

• Graves si más del 50% de los elementos > 80 µm tienen un diamètre > 2 mm
• Arenas sí más del 50% de los elementos > 80 µm tienen un diamètre < 2 mm

Ver también

Artículos connexes

• géologie
• pédologie
• Textura del suelo
• Cerámica
• métallurgie De las pólvoras
• frittage
• Superficie específica
• Compañía industrial de los lásers

Vínculo externo

• Escaleras de granulométrie según las normas internacionales e industriales
• Principio de granulométrie
• Análisis granulométrique – tamaño y forma de las partículas - Prestaciones en granulométrie

• Portal de la carretera