機械組成（顆粒組成）檢測

機械組成（Mechanical Composition），也稱為顆粒組成（Particle Size Distribution, PSD）或顆粒級配（Grain Size Distribution），是描述土壤、沉積物、粉末、礦物、化工產品、建筑材料等各類散體物料中不同粒徑顆粒所占百分比的指標。它是表征物質物理性質的基礎參數(shù)之一，對于理解物質的工程地質特性（如滲透性、壓縮性、承載力）、化學反應活性、流動性、過濾性能、產品質量控制以及環(huán)境行為（如污染物遷移）具有至關重要的作用。通過分析顆粒的大小及其分布，可以推斷物質的起源、搬運歷史，并為工程應用（如地基處理、筑壩材料選擇、陶瓷原料配比、藥物制劑）提供關鍵的設計依據(jù)。

檢測項目

機械組成檢測的核心項目是確定樣品中不同粒徑范圍的顆粒質量（或體積）占總質量（或總體積）的百分比。通常檢測的具體項目包括：

• 粗顆粒含量：如礫石（粒徑 > 2mm）、砂粒（粒徑范圍通常為 0.05mm 或 0.074mm 至 2mm）的含量。
• 細顆粒含量：如粉粒（粒徑范圍通常為 0.002mm 或 0.005mm 至 0.05mm 或 0.074mm）、黏粒（粒徑 < 0.002mm 或 0.005mm）的含量。
• 特征粒徑：如有效粒徑（D??）、中值粒徑（D??）、控制粒徑（D??）等。
• 均勻系數(shù)（C? = D??/D??）和曲率系數(shù)（C? = (D??)2/(D?? × D??)）：用于評價顆粒分布的均勻性和連續(xù)性。
• 全粒徑分布曲線：繪制累積分布曲線或頻率分布曲線，直觀展示所有粒徑段的分布情況。

檢測儀器

根據(jù)樣品性質、粒徑范圍和精度要求，機械組成檢測涉及多種專用儀器：

• 標準分析篩組（套篩）：最傳統(tǒng)且廣泛應用的方法，適用于粒徑大于0.075mm（或0.063mm）的顆粒。通過不同孔徑的篩子逐級篩分，稱量各粒級質量。
• 沉降分析裝置：
  • 密度計法（比重計法）：利用斯托克斯定律（Stokes' Law），通過測量土壤懸液密度隨時間的變化來計算細顆粒（主要是粉粒和黏粒）的粒徑分布。核心儀器是土壤密度計（甲種或乙種）和沉降筒。
  • 移液管法：同樣基于斯托克斯定律，在特定深度和沉降時間點吸取懸液，烘干稱重，計算小于某粒徑的顆粒含量。主要儀器是固定深度移液管和沉降筒。
• 激光衍射粒度分析儀：現(xiàn)代最常用的快速、高效方法。利用顆粒對激光的散射角度和強度反演計算出整個粒徑范圍的體積分布。測量范圍廣（納米級到毫米級），自動化程度高，適用于各種粉體和懸浮液樣品。
• 動態(tài)/靜態(tài)圖像分析儀：通過顯微鏡或高速相機拍攝顆粒圖像，結合圖像處理軟件直接測量成千上萬個顆粒的粒徑和形狀（如圓度、長寬比）。適用于需要了解顆粒形貌或大顆粒（>幾十微米）的精確測量。
• 庫爾特計數(shù)器（電阻法）：顆粒通過小孔時引起電阻變化，該變化與顆粒體積成正比。適用于測量細胞、乳液、磨料等，在土壤機械組成分析中應用較少。

檢測方法

機械組成檢測方法的選擇取決于樣品類型、粒徑分布范圍以及所需精度和效率。主要方法包括：

1. 篩分法（Sieving）：
   • 干篩法：適用于干燥、不易團聚且粒徑>0.075mm的顆粒。
   • 濕篩法：在篩分過程中加水沖洗，用于去除細顆?；蚍乐诡w粒團聚。
   • 步驟：樣品干燥→稱總重→按孔徑從大到小順序過篩→稱量各篩上及底盤殘留物質量→計算各粒級百分比。
2. 沉降分析法（Sedimentation Analysis）：
   • 密度計法/比重計法：將篩去粗顆粒的樣品制成懸液→定時測量懸液密度→根據(jù)密度變化和沉降理論計算細顆粒分布。
   • 移液管法：制備懸液→在預定時間點從固定深度吸取一定體積懸液→烘干稱重→計算該時刻小于某粒徑的顆粒含量。
3. 激光衍射法（Laser Diffraction）：
   • 樣品制備（分散于液體或空氣中）→泵送/分散通過激光束→檢測器記錄散射圖樣→軟件基于米氏（Mie）或夫瑯禾費（Fraunhofer）散射理論計算粒徑分布→輸出結果（體積分布為主）。
4. 聯(lián)合法（Combined Method）：
   • 對于粒徑范圍很寬的樣品（如土壤），常結合篩分法（測粗粒）和沉降法/激光法（測細粒）進行分段測試，然后合并結果得到完整的粒徑分布曲線。

檢測標準

為確保檢測結果的可靠性和可比性，機械組成檢測需嚴格遵循相關國家、行業(yè)或國際標準。以下是部分常用標準：

• 土壤領域：
  • 中國：GB/T 50123-2019 《土工試驗方法標準》 (標準篩析法、密度計法、移液管法)
  • 美國：ASTM D422-63(2007)e2 《Standard Test Method for Particle-Size Analysis of Soils》(標準篩析法+移液管法/密度計法)
  • 國際：ISO 11277:2009 《Soil quality - Determination of particle size distribution in mineral soil material》 (規(guī)定了機械分析（篩分+沉降）和激光衍射法的詳細流程，強調方法選擇依據(jù))。
• 通用顆粒/粉末領域：
  • 中國：GB/T 19077-2016 《粒度分析 激光衍射法》
  • 美國：ASTM B822-20 《Standard Test Method for Particle Size Distribution of Metal Powders and Related Compounds by Light Scattering》
  • 國際：ISO 13320:2020 《Particle size analysis - Laser diffraction methods》 (激光衍射法的最新權威指南，涵蓋原理、儀器校準、樣品制備、結果報告等)。
• 沉降法標準：
  • ISO 13317系列標準 (Determination of particle size distribution by gravitational liquid sedimentation methods)。
• 篩分法標準：
  • ISO 3310系列 (Test sieves - Technical requirements and testing)。
  • ASTM E11-20 《Standard Specification for Woven Wire Test Sieve Cloth and Test Sieves》.

選擇和應用標準時，必須充分考慮樣品的具體特性（如礦物組成、有機質含量、顆粒形狀、團聚性）和檢測目的，必要時需對標準方法進行適當調整或補充說明。

檢測機構資質證書

CMA認證

檢驗檢測機構資質認定證書

證書編號：241520345370

有效期至：2030年4月15日

CNAS認可

實驗室認可證書

證書編號：CNAS L22006

有效期至：2030年12月1日

ISO認證

質量管理體系認證證書

證書編號：ISO9001-2024001

有效期至：2027年12月31日

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