Beton Pompa Teknolojisi

Bir borudaki akış
Borudaki sıvı akışı uygulanan basınca bağlıdır, borunun yarıçapı ve
sıvının viskozitesi. Bir Newton tipi sıvı için, akış doğrudan orantılıdır
viskozite, bir sabittir. Newton tipi olmayan bir sıvı için bağlı olan bir viskoziteye sahip olan
3
kesme gerilimi üzerine, flap ve betonların gibi, akış hızı karmaşık bir fonksiyondur
viskozite.
viskozite () Bir akışkanın kesme stresi oranıdır () kesilme hızına (̇):
= / ̇. Bu tanım Newton tipi akışkanlar için uygundur., ve bazı Newtonyen olmayan
sıvılar. Diğer durumlarda, Yine de, bir sıvı kutusunun tanımına yönelik bir mühendislik yaklaşımı
analizi basitleştirmek. Örneğin, eğer akışkan kuvvet kanunu akışkanı olarak yaklaşılırsa, bu olabilir
Denklem tarafından tanımlanmalıdır. 1 burada τ kayma gerilimidir, K güç yasası tutarlılık endeksi, ̇
kesme hızı, n kuvvet kanunu üssü:
n = kg  [ 1] Dairesel bir borudaki karşılık gelen hız profili daha sonra denklemle verilir. 2 [4]:
1 1/
2
(3 1) ( ) 1 ( ) ( 1)
N
p p
Qn r v r
pRnR
+ +   =   - +    
[ 2] burada v, radyal pozisyonun bir fonksiyonu olarak sıvı hızıdır, R , boruda, Q
hacimsel akış hızı, ve boru yarıçapını RP. Akışkan Güç Yasası Tutarlılık Endeksi, K,
Aşağıdaki denklem kullanılarak hesaplanabilir 3 [4], basınç düşüşü gerektirir
belirli bir uzunlukta ölçüm:
3 3 1/
2
N
N
P
P q k r
L P
∆   - - =    
[ 3] ∆P'nin basınç düşmesi, ve ben basınç sensörleri arasındaki mesafe. The
üs n ve k faktörü denklem yoluyla da belirlenebilir 1 reolojik
Varsa bir reometre yoluyla sıvının ölçümleri. Ama denklemler 2 ve 3 olabilir
ayrıca boru akışından N ve K'yi belirlemek için kullanılabilir, Uygun bir reometre yokluğunda.
Duvar yüzeyindeki kayma hızı aşağıdaki denklem kullanılarak hesaplanır [5, 6]:
3
3 1 ( ) P
P
nQrR
n r c
P
+  = = [ 4] Yerel kayma gerilimi
t = drp l / 2 [ 5] Denklemler 1 başından sonuna kadar 5 Homojen bir sıvının bir borudaki akışını tanımlayın.
ancak, Beton daha karmaşık bir akışkandır çünkü geniş agregalar içerir.
4
boyut aralığı. Bu agregalar boru duvarları ve birbirleriyle etkileşime girer., yaratmak
sıvıdaki homojensizlikler. Böylece, Bir borudaki beton akışı tipik olarak üç katmanda meydana gelir
veya bölgeler [5, 6] Şekilde gösterildiği gibi 1:
• Kayma katmanı veya yağlama katmanı,
• Kesme bölgesi veya katmanı, ve
• İç beton veya katman, aynı zamanda tıkaç akış katmanı olarak da anılır
Kayma tabakasının kalınlığı bitişik malzemenin tribolojisine bağlıdır.
boru malzemesine. Tribology is “the science and technology concerned with interacting
surfaces in relative motion, including friction, lubrication, giymek, and erosion” [7]. The
thickness of, and the velocity profile within, the shearing layer depends upon the
viscosity and the yield stress. The thickness of the inner layer depends upon the yield
stres.
The composition and physical characteristics of each layer are difficult to know.
Their characterization requires the extraction of material from disparate regions. The
slip/lubrication layer contains mainly cement paste and possibly very small sand particles
[8], while the inner layer contains coarse aggregates. Also, the diameter of the inner layer
or the thickness of the slip-layer is unknown. It is conceivable that prediction of concrete
flow in a pipe will need the characterization of each of the layers.
Figure 1: Bir borudaki beton akış profili [6] 2.2. Kayma katmanı
Çeşitli araştırma grupları beton akışının kayma tabakasını araştırmıştır.
Boru. Choi ve diğerleri. [5, 6] Ultrasonik kullanarak kayma tabakasının kalınlığını ölçtük
Hız Profilcisi (RRP) endüstriyel ekipman kullanan pompalama devrelerinde şunu buldu:
bir tane var 2 Borunun iç yüzeyi boyunca mm kalınlığında tabaka. ancak, katman
karışım oranlarına ve boru konfigürasyonuna bağlı olarak kalınlık değişebilir.
Kaplan'ın [9] Bir borudaki beton akışının temel olarak
Kayma tabakasının viskozitesi ve özelliklerinin tribometri ile ölçülebilmesi. O
toplu malzemenin özellikleri arasındaki korelasyonun bir ölçümde ölçüldüğü gibi olduğunu buldu.
5
reometre ve kayma tabakasının özellikleri zayıftı. Jacobsen ve diğerleri. [10] tarafından gösterildi
Betonun hız profilinin tıpanınkine benzediği renkli beton kullanılması
borunun merkezinde akış, ve hareket etmeyen kayma katmanı, Şekilde gösterilene benzer 1.
Kwon ve ark.[11, 12] Betonun reolojik özelliklerini önceden ölçtük ve
pompalamadan sonra basınç ve akış hızını izlerken
dökme betonun reolojik özellikleri arasında korelasyon yok, örneğin, viskozite ve verim
stres, ve akış hızları, kayma tabakasının özellikleri arasında güçlü bir korelasyon vardı
ve akış hızları. Böylece kayma tabakasının belirleyici faktör olduğu sonucuna vardılar.
Betonun boru içinde akacağını tahmin etmek. Daha sonra bir tribometre geliştirmeye başladılar.
Bu, çelikten yapılmış veya kauçukla kaplanmış pürüzsüz bir gövdeye sahip koaksiyel bir reometredir.
borunun kayma katmanını simüle edin.
STK ve ark.[13] arasında kayma tabakasının olduğu gözlenmiştir. 1 mm ila 9 mm kalınlığında, tarafından
Reometredeki malzeme akışının görselleştirilmesi. Katmanı analiz etti ve şunu buldu:
parçacık boyutundan daha küçük kum içeren 0.25 mm. Bu şu anlama gelir:
İri agregaların duvarın yakınından borunun merkezine doğru hareketi
kesme hızı duvarların yakınında bulunandan daha düşüktür.
2.3. Pompalama basıncı
Pompalamadaki diğer bir faktör de malzemeyi hareket ettirmek için uygulanan basınçtır.
borunun içinden. Rio ve diğerleri. [8] çok sayıda pompalama testiyle şunu gösterdi:
Pompanın basıncı ile malzemenin akış hızı arasındaki ilişki doğrusaldır:
P k kQ = +1 2 [ 6] Neresi 1 k ve 2 k, malzemeye ve diğerlerine bağlı olan iki ampirik parametredir.
deneysel koşullar. Rio ve diğerleri. iki parametrenin kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
belirli bir karışımı karakterize etmek. Rio ve diğerleri. [8] bu bilgilerin bilinmesi gerektiğini savundu.
Belirli bir karışım ve pompalama devresine ait parametreler kalite kontrol olarak kullanılabilir
Uygulanan basıncın istenen akış hızını sağlamak için yeterli olmasını sağlayan alet.
Feys ve diğerleri. [14] plastik viskozite arasında ampirik bir ilişki kurdu
kesme hızında betonun 10 s-1 ve bir borudaki basınç gradyanı. Eğer basınç
eğim çok düşük, malzeme borunun içinden geçmeyecek. Feys ikisinden bahsetti
Bir borudaki akışın tahminiyle ilgili konular: 1) kayma tabakasının etkisi oldukça fazladır
önemli, ancak iyi anlaşılmamıştır ve ölçülmesi zordur; 2) kesme oranları
boru mekansal ve zamansal olarak değişmektedir. Kayma katmanının etkisi için tek çözüm
reolojik özelliklerini ölçmek olacaktır, eğer izole edilip çıkarılabilseydi.
Borudaki akışın modellenmesi ikinci sorunun çözülmesine yardımcı olabilir. Feys ve diğerleri. [14] Ayrıca
Kendiliğinden yerleşen betonun pompalanmasının gözlemlendiği (SCC) daha yüksek gerektirir
baskı yapmak, akma gerilimi neredeyse sıfır iken, ancak plastik viskozite bundan daha yüksektir
normal beton için. Bunun nedeni kayma tabakası olabilir (Figure 1) bu bir gerektirir
artan viskozite nedeniyle aynı kayma hızında daha yüksek kayma gerilimi.