在水泥灌浆工程中激光粒度分析仪的应用

　光在传播中，波前受到与波长尺度相当的隙孔或颗粒的限制，以受限波前处各元波为源的发射在空间干涉而产生衍射和散射，衍射和散射的光能的空间分布与光波波长和隙孔或颗粒的尺度有关。用激光做光源，光为波长一定的单色光后，衍射和散射的光能的空间分布就只与粒径有关。
　　
　　一、激光粒度分析仪原理[1]
　　
　　衍射和散射经典理论[2][3]指出，光在传播中，波前受到与波长尺度相当的隙孔或颗粒的限制，以受限波前处各元波为源的发射在空间干涉而产生衍射和散射，衍射和散射的光能的空间（角度）分布与光波波长和隙孔或颗粒的尺度有关。用激光做光源，光为波长一定的单色光后，衍射和散射的光能的空间（角度）分布就只与粒径有关。对颗粒群的衍射，各颗粒级的多少决定着对应各特定角处获得的光能量的大小，各特定角光能量在总光能量中的比例，应反映着各颗粒级的分布丰度。按照这一思路可建立表征粒度级丰度与各特定角处获取的光能量的数学物理模型，进而研制仪器，测量光能，由特定角度测得的光能与总光能的比较推出颗粒群相应粒径级的丰度比例量。
　　
　　二、特点
　　
　　本技术的特点是：
　　
　　采用湿法分散技术，机械搅拌使样品均匀散开，超声高频震荡使团聚的颗粒充分分散，电磁循环泵使大小颗粒在整个循环系统中均匀分布，从而在根本上保证了宽分布样品测试的准确重复.
　　
　　测试操作简便快捷：放入分散介质和被测样品，启动超生发生器使样品充分分散，然后启动循环泵，实际的测试过程只有几秒钟。测试结果以粒度分布数据表、分布曲线、比表面积、D10、D50、D90等方式显示、打印和记录.
　　
　　输出数据丰富直观：本仪器的软件可以在各种计算机视窗平台上运行，具有操作简单直观的特点，不仅对样品进行动态检测，而且具有强大的数据处理与输出功能，用户可以选择和设计的表格和图形输出.三、激光粒度分析仪在水泥灌浆工程中的应用
　　
　　在水泥灌浆工程中，由于水泥颗粒的大小，直接影响灌浆效果，因此，对水泥颗粒粒径及其分布进行测试是很必要的，我们在向家坝水电站大坝基础Ⅲ2类岩体固结灌浆试验研究中，采用激光粒度分析仪对“芙蓉山”普通硅酸盐水泥及“三峡”牌超细水泥进行了水泥粒度测试，试验证明，激光粒度分析仪具有检测速度快、数据重复性好、数据处理及输出实用、简单、直观等特点，取得了很好的效果。
　　
　　湿磨水泥的粒径分析及测试试验研究：采用“三峡”牌超细水泥，配制水泥浆，对水泥浆进行粒度分析测试，20分钟测试一次，测试前采用胶体磨进行高速搅拌，试验证明，经过4小时后，水泥粒度D50变化不大，即在高速搅拌或湿磨状况下，水泥水化反应对水泥粒度变化的影响并不大，而激光粒度分析仪具有体积小、测试速度快、结果直观等特点，适合于现场湿磨水泥粒度测试。
　　
　　四、激光粒度分析仪和离心沉降式颗粒分布测定仪比较
　　
　　离心沉降式颗粒分布测定仪是采用液相沉降法的一种无接触方式的粒度分布测定装置。它以Stokes定律和lamber-Beel定律为基础，以重力沉降和离心沉降为手段，用计算机控制整个测试过程，具有快速宽域、重复性好、操作简便等特点。其和激光粒度分析仪比较，其结果是重量百分分布，而激光粒度分析仪所测试的结果为体积百分分布，但沉降式颗粒分布测定仪zui大的缺点是测定时间较长，测定时间：5—30分钟，而激光粒度分析仪的测定时间为2-3分钟左右，更加快速，并对由于人员操作引起的误差更小，更适合于水泥粒度的分析测试。