Xi măng: Phân tích nguyên tố theo ASTM C114

Xi măng: Phân tích nguyên tố theo ASTM C114 và ISO 29581-2 / DIN EN 196-2

Giới thiệu

Xi măng là vật liệu xây dựng quan trọng nhất cho nhà ở, đường giao thông và cầu cống. Các kỹ sư dựa vào đặc tính cường độ cao, độ bền và khả năng chống lại tác động môi trường của xi măng. Việc xác định nhanh và chính xác thành phần nguyên tố của tất cả các vật liệu tham gia quá trình sản xuất xi măng là yếu tố then chốt để kiểm soát chất lượng sản phẩm. Thành phần nguyên tố là thông số đã được công nhận rộng rãi để đánh giá chất lượng xi măng. Điều quan trọng là phải xác định chính xác các nguyên tố chính như Ca, Al, Si và các nguyên tố vi lượng như Na, Mg, P, S, K, Mn và Fe.

Phổ huỳnh quang tia X tán sắc bước sóng tuần tự (WDXRF) hiện nay đã được ứng dụng rộng rãi trong phân tích các nguyên tố này phục vụ kiểm soát chất lượng trong ngành xi măng. Báo cáo này trình bày hiệu năng phân tích vượt trội của S6 JAGUAR về độ chính xác và độ lặp lại, đồng thời mang lại sự linh hoạt trong phân tích cho cả các yêu cầu hiện tại và trong tương lai.

Thiết bị

Thiết bị quang phổ huỳnh quang tia X tán sắc bước sóng S6 JAGUAR mang lại hiệu năng phân tích cao trong một thiết kế nhỏ gọn: được trang bị goniometer HighSense, đường dẫn tia ghép sát và nguồn kích thích 400 W, thiết bị đạt độ nhạy vượt trội cho từng nguyên tố trong phân khúc này. Với ba tinh thể phân tích, S6 JAGUAR bao phủ toàn bộ dải nguyên tố; các detector HighSense có khả năng đo từ mức ppm đến 100% với dải tuyến tính 2 Mcps.

Cấu hình này cho phép S6 JAGUAR dễ dàng đạt chuẩn ASTM C114 cả về độ chính xác và độ lặp. Được tích hợp bộ nạp mẫu EasyLoad 24 vị trí và TouchControl, S6 JAGUAR đảm bảo năng suất tối ưu. Nhờ công nghệ SampleCare độc quyền và bơm chân không, thiết bị mang lại chi phí vận hành thấp nhất cùng thời gian hoạt động tối đa. Với TouchControl, S6 JAGUAR rất dễ sử dụng và đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu nhờ cơ chế vận hành an toàn.

Chuẩn bị mẫu

Trong ngành xi măng, mẫu có thể được đưa vào thiết bị dưới dạng viên ép trực tiếp hoặc viên nóng chảy. Viên nóng chảy có ưu thế mang lại kết quả chính xác nhất trên một dải hiệu chuẩn rộng. Đối với phép thử ASTM C114, S6 JAGUAR được hiệu chuẩn bằng 7 mẫu chuẩn CRM.

Ngoài ra, Bruker cung cấp CEMENTQUANT – giải pháp hiệu chuẩn với viên nóng chảy, bao phủ toàn bộ quy trình sản xuất trong nhà máy xi măng, đồng thời tuân thủ nguyên tắc thực hành phòng thí nghiệm tốt (GLP). Giải pháp này bao gồm kiểm tra độ ổn định của thiết bị và thử nghiệm khả năng lặp lại của quá trình chuẩn bị mẫu theo các tiêu chuẩn quốc tế ASTM C114 và ISO 29581-2 / DIN EN 196-2.

Đo lường và Hiệu chuẩn

Các phép đo được thực hiện trên S6 JAGUAR với nguồn kích thích Rh 400 W. Thời gian đo cho từng nguyên tố được lựa chọn để bao phủ cả dải nồng độ thấp ở mức ppm và xử lý được độ pha loãng cao của viên nóng chảy. Phương pháp đo được thể hiện trong Bảng 1.

Bảng 1.  Chi tiết hiệu chuẩn và thời gian đo tối đa

Các nguyên tố Na, Mg, Al, Si, P, S, K, Ca, Mn và Fe được đo và nồng độ được tính dưới dạng oxit. Các đường hiệu chuẩn cho Fe₂O₃, CaO và MgO được thể hiện trong Hình 1, 2 và 3.

Kết quả

Kết quả của phép thử hiệu năng theo ASTM C114 được trình bày trong Bảng 2 với mẫu NIST 1880b. Thiết bị S6 JAGUAR đạt độ chính xác và độ lặp lại cao dựa trên mẫu viên nóng chảy. Mặc dù có độ pha loãng lớn và nồng độ thấp, S6 JAGUAR vẫn cung cấp đủ độ nhạy trên toàn bộ dải nguyên tố để đạt được thống kê đếm theo yêu cầu.

Bảng 2: Thử nghiệm hiệu năng ASTM C114 cho mẫu NIST 1880b với thiết bị S6 JAGUAR

Độ lặp lại ngắn hạn của các phép đo trong một ngày được trình bày trong Bảng 3 và được thực hiện với mẫu NIST 1889b. Độ lặp lại dài hạn trong hai tuần được trình bày trong Bảng 4 dựa trên mẫu NIST 1887b.

Bảng 3: Độ lặp lại ngắn hạn của mẫu NIST 1889b (các phép đo trong cùng một ngày) 

Bảng 4: Độ lặp lại dài hạn của mẫu NIST 1887b (các phép đo trong vòng hai tuần) 

Kết luận về Xi măng: Phân tích nguyên tố chính theo ASTM C114 và ISO 29581-2 / DIN EN 196-2

S6 JAGUAR mang lại độ nhạy tối ưu nhờ nguồn kích thích 400 W và hệ goniometer HighSense với quang học ghép nối chặt chẽ, cho kết quả độ chính xác và độ tin cậy phân tích vượt trội. Thiết bị dễ dàng đáp ứng các yêu cầu kiểm soát chất lượng trong nhà máy xi măng theo các tiêu chuẩn ASTM C114, ISO 29581-2 / DIN EN 196-2, cũng như các giới hạn chất lượng nội bộ điển hình của doanh nghiệp.

Với phần mềm CEMENT-QUANT cùng các quy trình chuẩn bị mẫu tối ưu, S6 JAGUAR đảm bảo độ chính xác cao cho nhiều loại xi măng khác nhau. Do đó, đây là lựa chọn lý tưởng cho kiểm soát chất lượng trong các nhà máy xi măng và cũng là thiết bị dự phòng hoàn hảo cho hệ WDXRF quy mô lớn dùng trong kiểm soát quy trình.

Tìm hiểu thêm về S6 Jaguar tại đây.