Материал: 1082

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Определение относительной поверхности

Скорость

Прочность

Удель-

Адсорбция, г/кг

Откры-

Относи-

измельчения

прилипа-

ная по-

поро-

порошок

тая от би-

тельная

золы в де-

ния HW

верх-

шок,не об-

обработан-

тума

по-

поверх-

зинтеграторе

 

ность,

работан-

ный биту-

верх-

 

ность,

, с-1

 

м2/кг

ный биту-

мом

ность ми-

покры-

 

 

 

мом

 

нераль-

тая би-

 

 

 

 

 

ного

по-

ту-

 

 

 

 

 

рошка,

 

мом,

 

 

 

 

 

кг/м2

 

кг/м2

0

1

93

0,70

0,59

78,38

14,6

1

 

 

 

 

 

 

 

16,67

3

211

0,93

0,64

145,2

65,7

0

 

9

 

 

 

 

 

 

33,33

5

325

1,35

0,67

161,2

163,

9

 

70

 

 

 

 

 

 

50,00

5

404

1,39

0,68

197.6

206,

4

 

36

 

 

 

 

 

 

Q, мг/г

5

 

 

 

 

 

 

неизмельченна

 

4

 

 

 

 

 

 

зола

 

 

 

 

 

 

 

v=16,67 с-1

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

v=33,33 с-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

v=50,00 с-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

1

13

25

37

49

61

73

 

 

 

 

 

 

 

Т, ч

 

 

 

Рис. 7.9. Изотермы адсорбции битума из бензольного раствора

золой различной механической обработки в дезинтеграторе

В изотермах на рис. 7.9 и табл. 7.11 приведены расчетные значения, вычисленные по формуле (7.2) количества адсорбированного битума частицами каждой в отдельности, после механической обработки золы. Из рис. 7.9 видно, что с увеличением скорости измельчения золы в мельнице возрастает ее адсорбционная активность. Причем при изменении времени контактирования золы с раствором от 1 до 20 ч наблюдается усиление адсорбционной активности у активированной золы по сравнению с неактивированной, что говорит о создании очагов локальной концентрации напряжений на поверхности золы при измельчении, о передаче и накапливание механической энергии материалом при его измельчении.

a

(c1 c2 )V

,

(7.2)

 

 

m

 

где а – адсорбированная активность, мг/г; с1 – начальная концентрация раствора; с2 – конечная равновесная концентрация раствора; V – объем раствора, взятого для адсорбции, мл; m – навеска золы, г.

Таблица 7.11

Определение адсорбции битума из бензольного раствора

Скорость измельчения

 

Адсорбционная активность Q, мг/г, в зависимости

золы

 

 

 

от времени определения Т, ч

 

в дезинтеграторе ,

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

3

5

10

20

48

72

с-1

 

0

0,91

 

1,03

1,07

1,09

1,31

1,50

1,65

16,67

1,1

 

1,43

1,72

1,93

2,10

2,52

2,61

33,33

1,5

 

1,96

2,38

2,88

3,03

3,29

3,36

50,00

1,8

 

2,71

3,50

3,97

4,58

4,71

5,03

7.2. Рецептурно-технологические факторы повышения активности

золоцементного вяжущего

Впредыдущих разделах учебного пособия говорится, что повысить активность золоцементного вяжущего можно путем оптимизации зависимости прочности вяжущего от рецептурно-технологических факторов его получения. При этом параметры откликов указанной зависимости функционально связаны с большим числом факторов.

Втаких условиях наиболее эффективным методом получения рационального вида данной зависимости является экспериментальный, прежде всего, такой, как многофакторный эксперимент с использованием математических методов теории планирования эксперимента.

Основным показателем качества полученного вяжущего является его активность, определяемая прочностью при сжатии образцов-кубиков

2х2х2см.

На основе анализа информации, приведенной в первых главах учебного пособия, можно отобрать ряд технологических факторов, влияние которых на прочность золоцементных вяжущих является существенным.

Значения факторов и уровни их варьирования приведены в табл. 7.12.

Таблица 7.12

Исследуемые факторы и уровни их варьирования

Факторы

Условн.

 

Уровни варьирования факторов

обознач.

1

 

2

3

4

5

 

 

Скорость вращения левого

у1

0

 

16,67

33,33

50,00

66,67

диска ротора дезинтегратора, 1

 

 

 

 

 

 

 

 

с-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скорость вращения правого

 

 

 

 

 

 

диска ротора дезинтегратора 2 ,

у2

0

16,67

33,33

50,00

66,67

с-1

 

 

 

 

 

 

Вид материала В

у3

Зола

Зола

Зола

 

Зола

ТЭЦ-

ТЭЦ-

ТЭЦ-

Песок

ТЭЦ-

 

 

5

6

4

 

2

Процентное соотношение

у4

100/0

85/15

70/30

55/45

40/60

наполнителя к цементу Н/Ц, %

 

 

 

 

 

 

Количество цемента, из-

 

 

 

 

 

 

мельченного с наполнителем Ц,

у5

0

25

50

75

100

%

 

 

 

 

 

 

Сроки твердения Т, сут

у6

7

14

21

28

35

 

 

 

 

 

 

 

Для устранения систематической ошибки каждый опыт эксперимента должен повторяться 3 раза. Результаты эксперимента проверяются на однородность по критерию Кохрена. Матрица планирования и результаты испытаний приведены в табл. 7.13.

Полагая, что распределение результатов отдельных опытов подчиняется закону нормального распределения, матожидание значения параметра оптимизации и дисперсия ошибки опыта определяются для каждого опыта в отдельности.

 

 

1

 

m

 

u

 

yi ,

(7.3)

 

 

 

mi 1

 

 

1

 

m

 

Su2( y)

 

( yiu

y

u )2,

(7.4)

 

 

 

m 1i 1

 

где u – номер текущего опыта, u = 1…25; m – число повторений i-го опыта. Расчетные значения дисперсии для каждого опыта приведены в табл.

7.13.

Проверка однородности дисперсии выполняется по критерию Кохрена, для чего вычисляется расчетное значение этого критерия:

 

 

 

 

 

 

Gp

 

S2

(y)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

max

,

 

 

 

 

(7.5)

 

 

 

 

 

 

 

 

S

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Su2(y)max - максимальная дисперсия опыта; S2

– сумма всех дисперсий

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

опытов,

S2 Su2(y).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 7.13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты эксперимента

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х1

 

х2

 

х3

х4

 

х5

 

х6

 

 

у1

у2

у3

 

у

 

Su2(у)

п/п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

1

 

1

1

 

1

 

 

1

 

12,25

11,75

12,75

12,25

 

 

0,2500

2

1

3

3

3

3

3

27,50

27,25

12,75

27,50

0,0625

3

1

2

2

2

2

2

54,00

52,00

51,50

52,50

1,7500

4

1

5

5

5

5

5

14,50

10,00

11,50

12,00

5,2500

5

1

4

4

4

4

4

46,50

46,00

47,00

46,50

0,2500

6

3

1

3

2

5

4

40,0

42,00

44,00

42,00

4,0000

7

3

3

2

5

4

1

14,00

13,50

14,50

14,00

0,2500

8

3

2

5

4

1

3

39,50

42,00

42,25

41,25

2,3100

9

3

5

4

1

3

2

28,00

29,00

29,25

28,75

1,4400

10

3

4

1

3

2

5

47,50

44,25

44,00

45,25

3,8100

11

2

1

2

4

3

5

37,00

37,50

38,00

37,50

0,2500

12

2

3

5

1

2

4

28,00

31,00

31,00

30,00

3,0000

13

2

2

4

3

5

1

12,25

11,00

9,75

11,00

1,5600

14

2

5

1

2

4

3

29,25

28,25

26,25

28,00

1,9300

15

2

4

3

5

1

2

18,25

18,25

20,50

19,00

1,6800

16

5

1

5

3

4

2

28,75

30,25

31,00

30,00

1,3100

17

5

3

4

2

1

5

58,75

54,00

56,00

56,25

4,6800

18

5

2

1

5

3

4

8,75

8,75

8,75

8,750

0,0000

19

5

5

3

4

2

1

14,50

14,25

14,75

14,50

0,0600

20

5

4

2

1

5

3

34,00

34,75

34,75

34,50

0,1800

21

4

1

4

5

2

3

19,75

22,00

19,75

20,50

1,6800

22

4

3

1

4

5

2

9,25

9,00

8,75

9,00

0,0600

23

4

2

3

1

4

5

28,25

27,25

27,00

27,50

0,4400

24

4

5

2

3

1

4

39,25

39,25

40,00

39,50

0,1900

25

4

4

5

2

3

1

26,50

26,50

26,50

26,50

0,0000

Su2(у)=36,3953

Дисперсия однородна, если расчетное значение Кохрена меньше табличного Gт при 0,95 % доверительной вероятности. При числе степеней свободы f = m–1 = 2 и n = 25; Gт = 0,216 /27/. Из сравнения табличного значения критерия Кохрена с расчетным (Gт = 0,216 > Gр = 0,14) следует, что процесс является воспроизводимым.

Дальнейшая обработка эксперимента сводится к построению зависимости прочности смешанных смесей от исследуемых факторов по отдельности (рис. 7.10). Затем, аппроксимируя их, находят соответствующие уравнения.

Общее уравнение зависимости величины отклика от исследуемых факторов находят согласно формуле:

у

у1 у2 у3 у4 у5 у6

,

(7.6)

 

 

К

 

 

 

 

 

где К – переводной коэффициент,

 

 

К

у

n 1,

 

(7.7)

n – количество факторов.

Rсж,

35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

10

20

30

40

50

60

70

 

 

 

 

 

 

 

а

y1, с-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rсж,

37,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

10

20

30

40

50

60

70

 

 

 

 

 

 

 

 

б

у2, с-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rсж,

35

 

 

 

 

 

 

 

 

МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЭЦ-5

ТЭЦ-6

ТЭЦ-4

Песок

ТЭЦ-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у3, вид мате-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

риала