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AuchdieDichtenderTonmineraleliegeninei-
nem ähnlichen Bereich, sodass dieser Wert für
typische Sedimente verwendet werden kann.
Desweiteren müssen die Partikel im Vergleich
zu den Flüssigkeitsmolekülen groß sein (Faktor
10
4
bis 10
7
), die Flüssigkeit muß im Verhältnis
zu den Partikeln eine unendliche Ausdehnung
besitzen, um Wandeffekte zu vermeiden (also
benötigt man Zylinderdurchmesser
G
5cm),
die Partikel dürfen sich nicht gegenseitig be-
einflussen, d. h. die Konzentration der Suspen-
sion darf nicht zu hoch sein, die Partikel müs-
sen glatt und starr sein, die Fallgeschwindig-
keit darf nicht zu hoch sein, d. h. es können in
Wasser Korndurchmesser von maximal 50
m
m
Größe abgetrennt werden, und die Partikel
müssen eigentlich kugelförmig sein. Ist dies
nicht der Fall, definiert man einen
Äquivalent-
durchmesser
, der dem Durchmesser eines
Korns äquivalent ist, welches das gleiche Sink-
verhalten zeigt wie eine Kugel dieses Durch-
messers. Da die Temperatur einen starken Ef-
fekt auf die Viskosität hat, muss außerdem bei
konstanter Temperatur gearbeitet werden.
Trennen sich nun in einem solchen Zylinder
die unterschiedlich großen Teilchen aufgrund
ihrer unterschiedlichen Geschwindigkeiten
voneinander, kann man z. B. auch zu unter-
schiedlichen Zeiten wiegen, was unten ange-
kommen ist, und so die Korngrößenverteilung
eines Gesteinspulvers mit einer sog. Sedimen-
tationswaage bestimmen, ohne die einzelnen
Korngrößen voneiander zu trennen. Man kann
auch die Absorption eines Licht- oder Röntgen-
strahls in Abhängigkeit von der Zeit an einer
Stelle des Probengefäßes registrieren und auf
diese Weise mit einem Photo- oder Röntgense-
dimentometer die Korngrößenverteilung über
die Sinkgeschwindigkeit bestimmen.
Ein recht modernes Verfahren zur Korngrö-
ßenbestimmung ist das
Lasergranulometer
,
dasanhandderLaserbeugungundderdabei
erzeugten Lichtstreuung die Korngrößen be-
stimmen läßt (Abb. 2.112). Hierbei sind die Vo-
raussetzungen, dass die Partikel größer als die
verwendete Wellenlänge des Lichtes sind (an-
dernfalls muß neben der
Fraunhofer-Theorie
(a)
reflektierter Strahl
gebeugter Strahl
(Fraunhofer)
einfallendes
Licht
gebrochener
Strahl
reflektierter Strahl
(b)
Beugungswinkel
f
r
Laser-
quelle
Detektor
Blende
Fourierlinse
Primärstrahl-
abschattung
2.112
Darstellung des Prinzips der Lasergranulo-
metrie zur Korngrößenbestimmung. Aus der Beu-
gung des Strahls an den Körnern wird auf die
Korngrößen geschlossen, wobei bei statistisch ver-
teilten Körnern nur ein Äquivalentdurchmesser
bestimmt wird (siehe Text). Nach Berthold et. al.
(2000).
die sogenannte
Mie-Theorie
zur Berechnung
der Korngrößenverteilung herangezogen wer-
den), dass keine Mehrfachstreuung auftritt,
d. h. die Konzentration der Partikel genügend
klein ist, und dass die Partikel im Messvolu-
men statistisch orientiert oder kugelförmig
sind, da die Auswertealgorithmen von einem
rotationssymmetrischen Beugungsbild ausge-
hen. Abbildung 2.113 zeigt allerdings sehr
deutlich, dass das Beugungsbild von der Korn-
form abhängt. Daher definiert man hier auch
wieder einen
Äquivalentdurchmesser
,derdem
Durchmesser eines Korns äquivalent ist, wel-
ches die gleiche Streulichtverteilung erzeugt
wie eine Kugel dieses Durchmessers. Nur die-
sen Äquivalentdurchmesser kann man mittels
derLasermethodebestimmen,nichtaberdie
wahre Kornform.
Abbildung 2.114 zeigt, dass die unterschiedli-
chen Meßmethoden leider durchaus unter-
schiedliche Ergebnisse liefern können. Insbe-
sondere liefern Korngrößenmessungen, die auf
