基于灰色模型的水泥颗粒分布研究

关键词：分布强度水泥颗粒

水泥颗粒分布是影响水泥强度的重要因素, 这一点已被广大水泥科技工作者所认识并日益受到重视, 已有大量文献对水泥最佳颗粒分布进行了专门研究。很早就有人提出, 水泥中0~30μm的颗粒对强度起主要作用, 其中O~10μm部分早期强度高, 10~30μm部分后期强度高。后来有一些学者又进一步明确提出, 水泥中3~30μm的颗粒对强度起主要作用, 其重量比例应占65%以上, 尤其16~24μm的颗粒更应多一些, 小于3μm的应在10%以下。水泥颗粒越细, 比表面积越大, 水泥强度越高, 颗粒分布越窄, 水泥强度也越高。为了得到正确的优化过程, 有必要确定一个最优化、经济合适的标准。本文通过灰色模型中的灰色关联度来寻找颗粒的最优配比。

1 灰色关联分析方法及意义

关联度分析法是分析两个事物关联程度的方法。灰色关联分析是基于行为因子序列的微观、宏观或几何接近, 分析、确定因子间的影响程度或因子对主行为贡献程度的一种分析方法, 根据因素之间发展势态的相似或相异程度来衡量因素间接近的程度。灰色关联分析的目的在于寻求系统中各因素之间的主要关系, 找出影响目标值的重要因素, 从而掌握事物的主要特征, 促进和引导系统迅速而有效地发展。关联度分析法的计算, 首先要找准系统行为的数据列, 并列出母子序列表, 将数据列按先后均值化、初值化、绝对差值化, 然后利用公式计算关联系数。

灰色关联分析可以从众多因素中提炼出影响其性能的主要因素, 并且, 按发展趋势分析, 对样本量要求不高, 而且分析结果一般与定性分析相吻合, 因而具有广泛的实用价值。

2 水泥强度与颗粒范围的关联度分析

本文采用景德镇市重阳水泥实业有限公司生产中的实测数据, 采集不同颗粒范围的颗粒分布分别在不同的粉磨时间 (15.5, 21.5, 31.5, 36.5, 43.5) 的粉磨效果, 然后对其强度进行测量, 测量的数据如表1所示。

经过计算, 得不同范围强度的关联度如下表2。

从表2中的关联度我们可以看出, 由关联度的顺序, 得出相应粒径范围水泥强度的顺序。

对于不同范围粒径的三天抗压强度, 由关联度顺序0.776>0.749>0.728>0.645>0.633, 即得不同范围粒径抗压强度顺序由大到小为:

{ (<5μm) > (10-35μm) > (5-10μm) > (>60μm) > (35-60μm) }。根据关联度, 我们可以认为不同范围粒径对水泥的强度的贡献是不同的。

同样我们也可以得到水泥的28d抗压, 3d抗折, 28d抗折强度与不同范围粒径的顺序关系如下:表1各粒范围母序列, 子序列表

28d抗压强度{ (10-35μm) > (5-10μm) > (<5μm) > (35-60μm) > (>60μm) }

3d抗折强度{ (<5μm) > (10-35μm) > (5-10μm) > (35-60μm) > (>60μm) }

28d抗折强度{ (10-35μm) > (<5μm) > (5-10μm) > (35-60μm) > (>60μm) }

(其中>表示“强于”) , 可见不同粒径对水泥性能的影响是不同的。

3 最佳颗粒级配的选择原则

应用灰色系统理论对水泥强度与颗粒范围的关系进行整体性的研究所得出的关联度大小, 反映了各颗粒范围的水泥颗粒对强度贡献的大小。从关联度与颗粒范围的关系表中可以看出, <5μm, 5~10μm的颗粒对各龄期强度的贡献最大, 10~35μm的颗粒对各龄期强度的贡献较大, 35~60μm, >60μm, 颗粒对各龄期虽有贡献, 但较小。另外, 50~60μm的颗粒对各龄期强度贡献一般。在寻求最佳级配时, 依据的原则是:提高5~10μm, 10~35μm的颗粒含量, 限制>60μm的颗粒含量, 降低35~60μm的颗粒含量。在此原则的基础上指导水泥粉磨生产, 达到提高水泥质量的目的。

摘要：本文采用灰色系统理论的关联度分析方法研究水泥各粒级范围颗粒含量对强度的影响程度, 以探求不同粒径的颗粒对水泥强度的影响, 建立最优化模型, 以此控制最佳颗粒分布, 从而指导水泥生产, 达到理想的水泥粉磨效果。

关键词：灰色关联度,颗粒分布,水泥强度