Teknologi Pengepaman Konkrit

Aliran dalam paip
Aliran cecair dalam paip bergantung pada tekanan yang digunakan, jejari paip dan
kelikatan bendalir. Untuk cecair Newtonian, alirannya berkadar terus dengan
kelikatan, yang tetap. Untuk cecair bukan Newtonian yang mempunyai kelikatan yang bergantung
3
atas tekanan ricih, seperti grout dan konkrit, kadar aliran adalah fungsi rumit
kelikatan.
Kelikatan () cecair adalah nisbah tekanan ricih () ke kadar ricih (̇):
= /̇. Definisi ini mudah untuk cecair Newtonian, dan bukan Newtonian tertentu
cecair. Dalam kes lain, Walau bagaimanapun, Pendekatan kejuruteraan terhadap keterangan cecair boleh
Memudahkan analisis. Contohnya jika cecair dianggarkan sebagai cecair undang -undang kuasa, ia boleh
digambarkan oleh Persamaan. 1 di mana τ adalah tekanan ricih, K Indeks Konsistensi Undang -Undang Kuasa, ̇
kadar ricih, n eksponen undang -undang kuasa:
n = kγt  [ 1] Profil halaju yang sepadan dalam paip bulat kemudian diberikan oleh persamaan 2 [4]:
1 1/
2
(3 1) ( ) 1 ( ) ( 1)
n
p p
Qn r v r
p rn r
+ +   =   - +    
[ 2] di mana v adalah halaju bendalir sebagai fungsi kedudukan radial, r , dalam paip, Q The
Kadar aliran volumetrik, dan RP jejari paip. Indeks Konsistensi Undang -undang Kuasa Bendalir, K,
boleh dikira menggunakan persamaan berikut 3 [4], yang memerlukan penurunan tekanan
pengukuran sepanjang panjang tertentu:
3 3 1/
2
n
n
p
P q k r
L p
Δ   - - =    
[ 3] di mana ΔP adalah penurunan tekanan, dan l jarak antara sensor tekanan. Dalam
eksponen n dan faktor k juga boleh ditentukan melalui persamaan 1 dari rheologi
pengukuran bendalir melalui rheometer jika ada. Tetapi persamaan 2 dan 3 boleh
juga digunakan untuk menentukan n dan k dari aliran paip, tanpa adanya rheometer yang sesuai.
Kadar ricih di permukaan dinding dikira menggunakan persamaan berikut [5, 6]:
3
3 1 ( ) p
p
n q r r
n r c
p
+  = = [ 4] Tekanan ricih tempatan adalah
τ = Δrp l / 2 [ 5] Persamaan 1 melalui 5 Huraikan aliran cecair homogen dalam paip.
Walau bagaimanapun, konkrit lebih cecair kompleks kerana ia mengandungi agregat dengan luas
4
pelbagai saiz. Agregat ini berinteraksi dengan dinding paip dan satu sama lain, mencipta
ketidakhadiran dalam cecair. Oleh itu, Aliran konkrit dalam paip biasanya berlaku dalam tiga lapisan
atau wilayah [5, 6] Seperti yang ditunjukkan dalam angka 1:
• lapisan lapisan slip atau pelinciran,
• rantau atau lapisan ricih, dan
• Konkrit dalaman atau lapisan, juga disebut sebagai lapisan aliran palam
Ketebalan lapisan slip bergantung kepada tribologi bahan bersebelahan
ke bahan paip. Tribologi adalah "sains dan teknologi yang berkaitan dengan berinteraksi
permukaan dalam gerakan relatif, termasuk geseran, pelinciran, Pakai, dan hakisan ” [7]. Dalam
ketebalan, dan profil halaju dalam, lapisan ricih bergantung pada
kelikatan dan tekanan hasil. Ketebalan lapisan dalaman bergantung kepada hasil
tekanan.
Komposisi dan ciri -ciri fizikal setiap lapisan sukar untuk diketahui.
Pencirian mereka memerlukan pengekstrakan bahan dari kawasan yang berbeza. Dalam
Lapisan slip/pelinciran mengandungi tampalan simen terutamanya dan mungkin zarah pasir yang sangat kecil
[8], sementara lapisan dalaman mengandungi agregat kasar. Juga, diameter lapisan dalaman
atau ketebalan lapisan slip tidak diketahui. Dapat difikirkan bahawa ramalan konkrit
Aliran dalam paip akan memerlukan pencirian setiap lapisan.
Rajah 1: Profil aliran konkrit dalam paip [6] 2.2. Lapisan slip
Beberapa kumpulan penyelidikan telah menyiasat lapisan slip aliran konkrit di a
paip. Choi et al. [5, 6] mengukur ketebalan lapisan slip menggunakan ultrasonik
Velocity Profiler (RRP) dalam litar mengepam menggunakan peralatan perindustrian dan mendapati bahawa
ada 2 lapisan tebal mm di sepanjang permukaan dalam paip. Walau bagaimanapun, lapisan
Ketebalan boleh berbeza -beza bergantung kepada perkadaran campuran dan konfigurasi paip.
Kaplan [9] melaporkan bahawa aliran konkrit dalam paip terutamanya berkaitan dengan
kelikatan lapisan slip dan sifatnya dapat diukur oleh tribometri. Dia
mendapati bahawa korelasi antara sifat -sifat bahan pukal seperti yang diukur dalam a
5
rheometer dan sifat lapisan slip lemah. Jacobsen et al. [10] ditunjukkan oleh
Menggunakan konkrit berwarna bahawa profil halaju konkrit menyerupai plag
Aliran di pusat paip, dan lapisan slip yang tidak bergerak, Sama seperti yang ditunjukkan dalam angka 1.
Kwon et al.[11, 12] mengukur sifat rheologi konkrit sebelum dan
selepas mengepam semasa memantau tekanan dan kadar aliran dan mendapati bahawa semasa ada
Tiada korelasi antara sifat rheologi konkrit pukal, cth., kelikatan dan hasil
tekanan, dan kadar aliran, Terdapat korelasi yang kuat antara sifat lapisan slip
dan kadar aliran. Oleh itu mereka menyimpulkan bahawa lapisan slip adalah faktor penentu
meramalkan bahawa konkrit akan mengalir dalam paip. Mereka kemudiannya membangunkan tribometer
itu adalah rheometer sepaksi dengan bob licin yang diperbuat daripada keluli atau ditutup dengan getah ke
Simulasi lapisan slip paip.
Ngo et al.[13] memerhatikan bahawa lapisan slip antara 1 mm ke 9 mm tebal, oleh
menggambarkan aliran bahan di rheometer. Dia menganalisis lapisan dan mendapati bahawa
terkandung pasir dengan saiz zarah kurang daripada 0.25 mm. Ini akan menyiratkan bahawa ada
penghijrahan agregat kasar dari berhampiran dinding ke pusat paip di mana
kadar ricih lebih rendah daripada yang terdapat berhampiran dinding.
2.3. Tekanan mengepam
Faktor lain dalam mengepam adalah tekanan yang digunakan untuk bahan untuk memindahkannya
melalui paip. Río et al. [8] ditunjukkan dengan sejumlah besar ujian mengepam yang
Hubungan antara tekanan pam dan kadar aliran bahan adalah linear:
P k kq = +1 2 [ 6] di mana 1 k dan 2 k adalah dua parameter empirikal yang bergantung kepada bahan dan lain -lain
keadaan eksperimen. Río et al. menyimpulkan bahawa kedua -dua parameter boleh digunakan untuk
mencirikan campuran tertentu. Río et al. [8] menganjurkan bahawa pengetahuan ini
Parameter untuk campuran tertentu dan litar pam boleh digunakan sebagai kawalan kualiti
alat untuk memastikan bahawa tekanan yang digunakan mencukupi untuk memastikan kadar aliran yang dikehendaki.
Feys et al. [14] mewujudkan hubungan empirikal antara kelikatan plastik
konkrit pada kadar ricih 10 S-1 dan kecerunan tekanan dalam paip. Jika tekanan
Kecerunan terlalu rendah, bahan tidak akan bergerak melalui paip. Feys menyebut dua
Isu yang berkaitan dengan ramalan aliran dalam paip: 1) pengaruh lapisan slip sangat
penting, tetapi ia tidak difahami dengan baik dan sukar untuk diukur; 2) kadar ricih di
paip secara spasial dan sementara. Satu penyelesaian untuk kesan lapisan slip
adalah untuk mengukur sifat rheologinya, Sekiranya ia dapat diasingkan dan diekstrak.
Pemodelan aliran dalam paip mungkin membantu menyelesaikan masalah kedua. Feys et al. [14] juga
diperhatikan bahawa mengepam konkrit pemolesian diri (SCC) memerlukan lebih tinggi
tekanan, Walaupun tekanan hasil hampir sifar, Tetapi kelikatan plastik lebih tinggi dari itu
Untuk konkrit biasa. Ini mungkin disebabkan oleh lapisan slip (Rajah 1) yang memerlukan a
Tekanan ricih yang lebih tinggi pada kadar ricih yang sama disebabkan peningkatan kelikatan.