Korngrößenanalyse

Was ist eine Korngrößenanalyse?

Der Begriff Korngröße beschreibt die Größe einzelner Partikel (auch Körner genannt) in einem Gemenge. Die Korn- oder Partikelgrößenverteilung hat wesentlichen Einfluss auf die Stoffeigenschaften in vielen technischen und wissenschaftlichen Bereichen wie beispielsweise im Bauwesen, der Sedimentologie und Bodenkunde sowie in der Metallurgie. Dort wird eine Vielzahl von Korn- oder Partikelgemischen verwendet. Zu diesen Korngemischen zählen alle Arten von Schüttgut wie etwa Sand und Kies, Mehl, Kakao, Kunststoffgranulat sowie Pigmente. In der Metallkunde werden die Mikrostrukturen innerhalb von metallischen Werkstoffen auch als Korn bezeichnet.

Ginge man davon aus, dass Körner oder Partikel als perfekte Kugeln vorlägen, könnte man einfach den Kugeldurchmesser als Maß für die Korngröße verwenden. Diese Annahme ist in der Praxis jedoch unzureichend, da natürlich gebildete oder technisch hergestellte Partikel in unterschiedlichster Form vorliegen. Für die Beschreibung von deren Größe bedient man sich deshalb des Äquivalentdurchmessers. Das bedeutet, dass man eine andere messbare Eigenschaft bestimmt und die Messwerte auf gleich große (äquivalente) Kugeln bezieht.

Ein einfaches Beispiel für einen Äquivalentdurchmesser ist der Siebdurchmesser. Durch das quadratische Loch eines Siebes mit beispielsweise 1 mm Kantenlänge passt sowohl eine Kugel mit 1 mm Durchmesser als auch ein längliches Korn in Form eines Bleistifts mit 1 mm Durchmesser. Über die Diagonale des Sieblochs gilt dies auch für ein flaches Korn in Form einer Münze mit deutlich mehr als 1 mm Durchmesser. Alle drei Körner erhalten den gleichen Äquivalentdurchmesser von 1 mm.

Andere Beispiele für Äquivalentdurchmesser sind hydrodynamischer Durchmesser (gleiche Fallgeschwindigkeit in einer Wassersäule wie eine Kugel) oder aerodynamischer Durchmesser (gleiche Fallgeschwindigkeit in Luft wie eine Kugel).

Zur Bestimmung der Zusammensetzung eine Gemenges hinsichtlich der Partikelgrößen kann aus einer Vielzahl von Methoden ausgewählt werden, bei denen letztlich immer ein Äquivalentdurchmesser bestimmt wird. Die geeignete Methode hängt vom Korngrößenbereich, der Fragestellung oder von Vorschriften (z. B. DIN-Normen) ab.

Sehr große Partikel (ungefähr ab einer Größe von 63 mm) werden einzeln von Hand vermessen oder es wird die Größe aus Fotos ermittelt. Bei Partikeln im Bereich 10 µm bis Knopfgröße kann die Größe durch Siebung ermittelt werden. Hierbei wird ein Satz mit nach unten immer feiner werdenden Sieben aufeinander gesetzt. Die zu analysierende Probe wird in das oberste Sieb eingefüllt und der Siebsatz anschließend in eine Siebmaschine eingespannt. Die Maschine rüttelt oder vibriert dann den Siebsatz für einen gewissen Zeitraum. Bei einem hohen Feinkornanteil wird die Siebung mit fließendem Wasser durchgeführt (Nasssiebung). Die auf diese Weise ermittelten Korngrößen werden üblicherweise in Millimetern angegeben. In anglophonen Ländern wird oft die Maßeinheit Mesh verwendet.

Bei sehr feinen Partikeln (< 10 µm) kommen Methoden zum Einsatz, bei denen man die Partikel in einer Wassersäule absetzen lässt (grobe Partikel fallen schneller als feine) und regelmäßig die Dichte der Suspension bestimmt (mit Hilfe eines Aräometers) oder die Masse der abgesetzten Partikel bestimmt (Sedimentwaage). Moderne Methoden arbeiten mit der Streuung von Laserlicht an den Partikeln, die in Abhängigkeit von der Partikelgröße variiert, oder mit digitaler Bildverarbeitung. In der Bodenkunde wird ab einer Korngröße von 0,063 mm = 63 µm (und kleiner) die Schlämmanalyse angewendet, in der Baustoffkunde erfolgt die Bestimmung im Auswaschversuch. In Produktionsprozessen, bei denen es bei den Rohstoffen oder beim Produkt auf definierte Korngrößen ankommt, ist die Korngrößenanalyse ein wesentlicher Bestandteil der Qualitätskontrolle. [/av_textblock] [av_hr class='default' height='50' shadow='no-shadow' position='center' custom_border='av-border-thin' custom_width='50px' custom_border_color='' custom_margin_top='30px' custom_margin_bottom='30px' icon_select='yes' custom_icon_color='' icon='ue808' av-desktop-hide='' av-medium-hide='' av-small-hide='' av-mini-hide='' av_uid='av-31n7ru'] [av_textblock textblock_styling_align='' textblock_styling='' textblock_styling_gap='' textblock_styling_mobile='' size='14' av-medium-font-size='' av-small-font-size='' av-mini-font-size='' font_color='custom' color='#9b9b9b' id='' custom_class='' template_class='' av_uid='av-laclwgn4' sc_version='1.0' admin_preview_bg=''] Online-Quelle:

https://de.wikipedia.org/wiki/Korngr%C3%B6%C3%9Fe, abgerufen: 17. März 2020, 17:55 UTC