Технологія перекачування бетону

Потік у трубі
Потік рідини в трубі залежить від застосованого тиску, радіус труби і
В'язкість рідини. Для ньютонівської рідини, Потік прямо пропорційний
в'язкість, що є константою. Для неньютонівської рідини, в’язкість якої залежить
3
від напруги зсуву, як розчинок та бетонеси, Швидкість потоку є складною функцією
в'язкості.
В'язкість () рідини - відношення напруги зсуву () до швидкості зсуву (̇):
= /̇. Це визначення зручне для ньютонівських рідин, і певні ненотоніан
рідини. В інших випадках, однак, інженерний підхід до опису рідини може
Спростіть аналіз. Наприклад, якщо рідина наближається до рідини закону про електроенергію, це може
бути описаним рівнянням. 1 де τ - напруга зсуву, K Індекс послідовності закону про владу, ̇
Швидкість зсуву, n Експонента закону про владу:
n = кг  [ 1] Відповідний профіль швидкості в круговій трубі потім задається рівнянням 2 [4]:
1 1/
2
(3 1) ( ) 1 ( ) ( 1)
п.
P
Qn r v r
p rn r
+ +   =   - +    
[ 2] де V - швидкість рідини як функція радіального положення, r , у трубі, Q
об'ємна швидкість потоку, і rp радіус труби. Індекс послідовності закону про живлення, K,
можна обчислити за допомогою наступного рівняння 3 [4], що вимагає падіння тиску
вимірювання на певній довжині:
3 3 1/
2
п.
п.
с
P Q K R
L P
∆   - - =    
[ 3] де ∆p - це падіння тиску, і l відстань між датчиками тиску. The
Експонент n та фактор k також можна визначити за допомогою рівняння 1 від реологічного
Вимірювання рідини через реометр, якщо вони є. Але рівняння 2 і 3 міг
також використовуватись для визначення n і k від потоку труби, За відсутності відповідного реометра.
Швидкість зсуву на поверхні стінки обчислюється за допомогою наступного рівняння [5, 6]:
3
3 1 ( ) с
с
n q r r r
n r c
с
+  = = [ 4] Місцевий напруга зсуву є
t = drp l / 2 [ 5] Рівняння 1 через 5 Охарактеризуйте потік однорідної рідини в трубі.
проте, Бетон - це більше складна рідина, оскільки містить агрегати з широкою
4
діапазон розмірів. Ці агрегати взаємодіють зі стінками труби та один з одним, створення
неоднорідності в рідині. Таким чином, Бетонний потік у трубі, як правило, відбувається в трьох шарах
або регіони [5, 6] як показано на малюнку 1:
• Шар шару або змащування,
• область зсуву або шар, і
• Внутрішній бетон або шар, Також називають шаром потоку вилку
Товщина шару ковзання залежить від трибології сусіднього матеріалу
до матеріалу труби. Трибологія - це «наука та техніка, що стосуються взаємодії
поверхні у відносному русі, включаючи тертя, змащування, носити, і ерозія ” [7]. The
товщина, і профіль швидкості всередині, Шар стрижки залежить від
В'язкість і стрес урожайності. Товщина внутрішнього шару залежить від виходу
стрес.
Склад та фізичні характеристики кожного шару важко знати.
Їх характеристика вимагає вилучення матеріалу з різних областей. The
Шар ковзання/змащування містить в основному цементну пасту і, можливо, дуже маленькі частинки піску
[8], в той час як внутрішній шар містить грубі агрегати. Також, діаметр внутрішнього шару
або товщина ковзання невідома. Можливо, що прогнозування бетону
Потік у трубі знадобиться характеристика кожного з шарів.
Фігура 1: Профіль потоку бетону в трубі [6] 2.2. Ковзання
Кілька дослідницьких груп досліджували ковзання бетонного потоку в
Труби. Чой та ін.. [5, 6] вимірював товщину ковзання за допомогою ультразвуку
Профіллер швидкості (RRP) У насосних схемах за допомогою промислового обладнання та виявили це
Є 2 мм товщиною шару вздовж внутрішньої поверхні труби. проте, шар
Товщина може змінюватись залежно від пропорцій суміші та конфігурації труби.
Каплан [9] повідомили, що потік бетону в трубі в основному пов'язаний з
В'язкість ковзання і що його властивості можна виміряти за допомогою трибометрії. Він
встановлено, що співвідношення між властивостями масового матеріалу, виміряного в
5
Реометр і властивості ковзання були слабкими. Якобсен та ін.. [10] показаний
Використання кольорового бетону, що профіл швидкості бетону нагадував швидкість вилки
потік у центрі труби, і не руйнуючий ковзання, Подібно до того, що показано на малюнку 1.
Kwon et al.[11, 12] вимірювали реологічні властивості бетону до і
Після перекачування під час моніторингу тиску та швидкості потоку і виявив, що поки там було
Немає кореляції між об'ємними бетонними реологічними властивостями, напр., В'язкість і урожай
стрес, і швидкість потоку, Була сильна кореляція між властивостями ковзання
і швидкість потоку. Таким чином, вони висловили, що ковзаючий шар є визначальним фактором
Прогнозування цього бетону буде текти в трубі. Потім вони продовжували розробити трибометр
це коаксіальний реометр з гладкою бобом, виготовленою зі сталі або покритою гумою до
імітуйте ковзання труби.
Нго та ін.[13] помічав, що ковзання знаходиться між 1 мм до 9 мм товщиною, за
Візуалізація потоку матеріалу в реометрі. Він проаналізував шар і виявив, що він
містив пісок з розміром частинки менше ніж 0.25 мм. Це означало б, що є
міграція грубих агрегатів біля стіни до центру труби, де
Швидкість зсуву нижча, ніж у стіни.
2.3. Насосний тиск
Ще одним фактором відкачування є тиск, що застосовується до матеріалу для його переміщення
через трубу. Ріо та ін. [8] показано з великою кількістю насосних випробувань, що
Зв'язок між тиском насоса та швидкості потоку матеріалу лінійний:
P k kq = +1 2 [ 6] де 1 К і 2 k - це два емпіричні параметри, які залежать від матеріалу та інших
Експериментальні умови. Ріо та ін. зробив висновок, що два параметри можуть бути використані для
характеризуйте конкретну суміш. Ріо та ін. [8] виступав, щоб знання про них
Параметри для певної суміші та насосного ланцюга можуть використовуватися як контроль якості
Інструмент для забезпечення достатнього застосованого тиску для забезпечення бажаної швидкості потоку.
Фейс та ін.. [14] Встановив емпіричний зв’язок між пластиковою в'язкістю
бетону зі швидкістю зсуву 10 S-1 та градієнт тиску в трубі. Якщо тиск
Градієнт занадто низький, Матеріал не буде рухатися через трубу. Фейс згадував два
питання, що стосуються прогнозування потоку в трубі: 1) Вплив ковзання дуже дуже
важливий, але це недостатньо зрозуміло і важко виміряти; 2) ставки зсуву в
Труба просторово і тимчасово змінюється. Одне рішення для ефекту ковзання
було б вимірювати свої реологічні властивості, Якби це могло бути ізольованим та витягнутим.
Моделювання потоку в трубі може допомогти вирішити другу проблему. Фейс та ін.. [14] також
зауважив, що накачування самопосадного бетону (SCC) вимагає вищого
тиск, Хоча напруга врожаю майже дорівнює нулю, але пластикова в'язкість вища за це
для звичайного бетону. Це може бути пов’язано з ковзанням (Фігура 1) Це вимагатиме
Вища напруга зсуву при однаковій швидкості зсуву через підвищену в'язкість.