水泥顆粒級配數據在質量控制中的應用和探討

張曉峰

（成安金隅太行水泥有限公司，河北 邯鄲056700）

0 引言

激光粒度分析儀原理是不同的水泥顆粒大小對光的散射光能分布不同來進行粒度測定，通過計算機可直觀的顯示水泥的顆粒范圍、種顆粒粒徑大小、占顆粒總數的比例等，這些顆粒級配數據水泥強度和性能起著不同的作用，通過這些顆粒級配數據與其強度和性能的關系，建立多元回歸方程模型，可較好的預測水泥強度和性能，從而可以及早發現水泥質量問題。多元回歸方程模型要求最小樣本容量為自變量數的3-10倍，Excel數據分析功能可分析16個自變量，因此選擇48個以上樣本數才能分析說明問題。

1 各粒徑組分對水泥性能的影響

在組成水泥的所有顆粒中，3-30μm的顆粒對水泥強度增長起主導作用。在此范圍內各粒級的分布應是連續的，且總的含量不應低于65%，16-24μm之間的顆粒對水泥強度的影響更為重要，它們的含量愈多愈好。小于3μm的細顆粒的水化速度很快，有的甚至在攪拌過程中就已經完成，所以這些細顆粒僅對早期強度有利。30-60μm的顆粒的水化程度較低，而大于60μm的粗顆粒的活性很小，水化作用甚微，僅起填料作用；當水泥顆粒組成中0-10μm細粉顆粒含量偏多，水泥水化速率相對加快，水泥水化產物生成迅速，漿體硬化快，凝結時間相應變短，同時需水量也隨之增加；不同顆粒直徑、形顆粒間搭接絞合以及摩擦阻力不同，生成的水泥產物相互間搭接絞合及粘附力也不同，凝結時間也不同。當水泥顆粒組成中1μm細粉顆粒含量過多，尤其達到10%以上，水泥的施工性能將變差，大于38μm顆粒含量增加，水泥泌水行將增加。

2 各粒徑組分與水泥性能多元回歸方程模型的建立

以各粒徑與強度的多元回歸方程模型為例

將激光粒度分析儀測定顆粒級配數據和強度(28天抗壓強度)進行統計建立Excel表1。

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點擊表1主菜單“工具”→“數據分析”→“回歸”，自動生成表2。

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表2中，A16：A31為表1中B3：Q3的排序默認標識，Coefficients對應的方程的回歸系數，B16為截距，B16：B31為各變量回歸系數。E16：E31中的P-value是回歸系數t統計量的P值。除E28的t統計量的P值遠小于顯著性水平0.05，說明該項自變量與y相關，其他各項的t統計量的P值遠大于顯著性水平0.05，說明這些項自變量與y不存在相關性，這些變量保留在方程中是不正確的，因此以此建立的方程模型不正確，需重新建立。重新建立多元回歸方程模型采用的是“向后篩選”方法，依次剔除表1中B3、C3、D3、E3、F3、H3、I3、L3、M3、O3、P3、Q3項，重復表2步驟，自動生成表4

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表3中，E16至E19的t統計量的P，遠小于顯著性水平0.05，因此該4項自變量與y（28天抗壓強度）相關，由此得出正確的回歸方程：

y=-0.7721D50+0.7268X'+24.6600n+0.3320(3-32 um)+8.0694

表3中，殘差最大為2.09，其絕對殘差（誤差）僅為3.63%，遠小于GB/T17671中熟料強度檢驗誤差±5.0%的要求。

用同樣的方法可建立各粒徑組分和凝結時間，凈漿經時損失（水泥施工性能）的多元回歸方程模型，本文不再一一闡述。

3 結論

激光粒度儀檢測的水泥顆粒級配數據可詳盡的描述顆粒的分布情況，對水泥質量控具有指導意義。通過數據顆粒級配數據可對水泥強度、凝結時間、凈漿經時損失等建立多元回歸方程模型，能很好的預測水泥質量和性能指導生產，同時數據顆粒級配數據對粉磨系統調整也有一定的指導作用。