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 |