체 크기는 임의적이지 않습니다; 이는 선형 인치당 구멍 수 또는 밀리미터(mm) 또는 마이크로미터(µm) 단위의 정확한 구멍 크기를 기반으로 하는 표준화된 시스템의 일부입니다. 단일한 보편적 목록은 없지만, ASTM E11(미국) 및 ISO 3310과 같은 표준에 의해 크기가 정의되며, 이는 정확한 입도 분석을 위한 일관된 철망 체 시리즈를 제공합니다. "메쉬 번호"가 높을수록 인치당 구멍이 많아지고, 따라서 미세한 입자에 대한 구멍이 더 작아집니다.
체 크기를 이해하는 핵심은 체가 일련의 "스택"으로 사용되는 도구라는 것을 깨닫는 것입니다. 목표는 특정 크기를 찾는 것이 아니라, 재료를 뚜렷한 분획으로 분리하여 완전한 입도 분포를 나타내도록 함께 작동하는 표준화된 크기 진행을 선택하는 것입니다.
체 크기가 정의되는 방법
입도 분석을 수행하려면 먼저 체 자체를 설명하는 데 사용되는 언어를 이해해야 합니다. 이 시스템은 메쉬 번호와 구멍 크기 사이의 명확하고 역비례 관계를 기반으로 합니다.
메쉬 번호의 개념
체의 메쉬 번호는 1선형 인치에 걸쳐 있는 철망 스크린의 구멍 수를 나타냅니다.
예를 들어, #8 메쉬 체는 인치당 8개의 구멍을 가집니다. #200 메쉬 체는 인치당 200개의 구멍을 가집니다.
따라서 메쉬 번호가 높을수록 더 많은 와이어, 더 많은 구멍, 그리고 결과적으로 더 작은 구멍을 의미합니다.
메쉬에서 마이크론 및 밀리미터로
각 표준 메쉬 번호는 일반적으로 밀리미터(mm) 또는 마이크로미터(µm)로 측정되는 특정 구멍 크기에 해당합니다. 1밀리미터는 1000마이크로미터와 같습니다.
다음은 관계를 설명하기 위한 몇 가지 일반적인 미국 표준 체 크기입니다:
- #4 체: 4.75 mm 구멍 (굵은 자갈)
- #10 체: 2.00 mm 구멍 (굵은 모래)
- #40 체: 425 µm 구멍 (가는 모래)
- #200 체: 75 µm 구멍 (실트 및 점토 경계)
보시다시피, 메쉬 번호와 구멍 크기는 역비례 관계를 가집니다.
주요 표준화 기관
체 치수는 결과가 다른 실험실 간에 반복 가능하고 비교 가능하도록 공식 표준에 의해 관리됩니다.
두 가지 주요 표준은 ASTM E11 (미국에서 일반적)과 ISO 3310 (국제 표준)입니다. 대부분 조화되어 있지만, 단일 분석 내에서 동일한 표준의 체를 사용하는 것이 중요합니다.
분석을 위한 체 스택 구축
체질의 진정한 힘은 여러 개의 체를 함께 쌓아 사용하는 데서 나옵니다. 가장 큰 구멍이 맨 위에, 가장 작은 구멍이 맨 아래에 오도록 하고, 가장 미세한 입자를 수집하기 위한 단단한 팬이 맨 끝에 놓입니다.
목표: 분포 곡선
체 스택의 목적은 시료를 무게별로 다른 크기 분획으로 나누는 것입니다. 각 체에 남아있는 재료의 무게를 측정함으로써 입도 분포 곡선을 생성할 수 있습니다.
이 곡선은 재료의 특성을 나타냅니다. 즉, 잘 등급화되었는지(넓은 범위의 크기) 또는 불량 등급화되었는지(좁은 범위의 크기)를 보여줍니다. 이 분포는 콘크리트의 강도, 여과 능력 또는 혼화성 등 재료의 거동을 예측하는 데 중요합니다.
√2 진행
스택용 체를 선택하는 가장 일반적이고 기술적으로 건전한 방법은 √2 (제곱근 2) 진행을 사용하는 것입니다.
이 시스템에서 시리즈의 각 연속 체의 구멍 크기는 바로 위에 있는 체보다 약 1.414배 작습니다. 이는 로그 스케일에 플롯할 때 균등하게 간격이 있는 데이터 포인트를 생성하여 분포에 대한 명확하고 정확한 그림을 제공합니다.
일반적인 함정과 한계
체 분석은 간단하고 신뢰할 수 있는 방법이지만, 정확한 해석을 위해 그 한계를 이해하는 것이 중요합니다.
체질의 하한
체 분석은 매우 미세한 분말에는 비실용적이고 부정확해집니다. ~38 마이크로미터(#400 메쉬)보다 작은 입자는 응집되는 경향이 있고, 정전기 때문에 메쉬 와이어에 달라붙으며, 구멍을 통과하기 어렵습니다.
이러한 미세한 재료의 경우, 정적 광산란(레이저 회절) 또는 동적 광산란과 같은 다른 방법이 필요합니다.
입자 모양의 영향
체질은 본질적으로 입자를 두 번째로 큰 치수를 기준으로 측정합니다. 길쭉하거나 평평한 입자(예: 암석 조각)는 전체 길이보다 작은 메쉬 구멍을 통과할 수 있습니다.
이는 체 분석이 입자가 사각형 구멍을 통과하는 능력에 기반한 분포를 제공하며, 이는 입자의 실제 기하학적 모양이나 부피를 나타내지 않을 수 있음을 의미합니다.
절차적 일관성이 핵심
체 분석 결과는 절차에 크게 의존합니다. 흔드는 시간, 흔드는 움직임의 강도, 초기 시료 크기와 같은 요인들이 모두 최종 분포에 영향을 미칠 수 있습니다. 결과가 비교 가능하려면 절차가 일관되어야 합니다.
올바른 체 시리즈를 선택하는 방법
올바른 체를 선택하는 것은 전적으로 분석하려는 재료와 답해야 할 질문에 달려 있습니다.
- 주요 초점이 알려진 재료의 품질 관리인 경우: 산업 테스트 방법(예: 골재용 ASTM C136)에 명시된 확립된 표준 체 스택을 사용하여 규정 준수를 보장합니다.
- 주요 초점이 새롭거나 알려지지 않은 재료의 특성화를 위한 경우: √2 진행으로 넓은 범위의 체를 사용하여 전체 분포를 파악한 다음, 향후 테스트를 위해 선택을 정제합니다.
- 주요 초점이 특정 절단점에서 재료를 분리하는 경우: 목표 입자 크기보다 약간 크거나 작은 두 개의 주요 체를 선택하여 원하는 분획을 효율적으로 분리합니다.
- 주요 초점이 매우 미세한 분말(약 45 µm 미만)을 분석하는 경우: 기계적 체질의 한계를 인식하고 신뢰할 수 있는 결과를 위해 레이저 회절과 같은 대체 방법을 선택합니다.
궁극적으로, 체 크기를 신중하게 선택하면 단순한 분리 테스트가 재료 성능을 예측하고 제어하는 강력한 도구로 변모합니다.
요약표:
| 일반적인 미국 체 크기 | 메쉬 번호 | 구멍 크기 (mm) | 구멍 크기 (µm) | 일반적인 재료 |
|---|---|---|---|---|
| 굵은 자갈 | #4 | 4.75 mm | 4750 µm | 자갈 |
| 굵은 모래 | #10 | 2.00 mm | 2000 µm | 모래 |
| 가는 모래 | #40 | 0.425 mm | 425 µm | 모래 |
| 실트/점토 경계 | #200 | 0.075 mm | 75 µm | 미세 입자 |
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