基于V型漏斗测试技术的新拌自密实混凝土流变性能仿真分析

摘要

本文利用计算流体CFD软件分别基于Bingham模型与Herschel-Bulkley模型对新拌自密实混凝土坍落度试验与V型漏斗试验进行仿真分析，并结合试验进行验证，得出以下结论：
　　（1）基于CFD软件VOF模型对自密实混凝土流变性能仿真是可行的，通过对比Bingham模型与H-B模型仿真结果与试验结果可知，SCC混凝土流变模型更接近H-B模型。
　　（2）采用量纲分析法对坍落度与V型漏斗流出时间影响因素进行分析得出：坍落度试验得到的新拌SCC的坍落度只与τ0,ρg和塌落度筒高度有关；而V型漏斗试验得到的新拌SCC流出时间不仅仅是取决于ρ, g,μ, V型漏斗尺寸，还受其他影响因素的影响。
　　（3）通过SCC常规坍落度试验与Ⅰ-V型漏斗试验，初步建立了新拌SCC流变参数与坍落度与V型漏斗流出时间的关系式，并利用Ⅱ、Ⅲ-V型漏斗从流变形态入手，通过对流变形态与流变参数的研究对流变参数进行进一步修正，最终得到比较准确的测试公式，即：
　　（4）通过对V型漏斗流变形态分析可知：SCC在V型漏斗中的流变形态与SCC材料流变参数以及V型漏斗本身特性有关：幂律指数、屈服应力对V型漏斗流变形态无显著影响，而塑性粘度对V型漏斗流变形态有一定影响，表现为随塑性粘度μ的增大流变形态曲线弯曲程度增加；V型漏斗坡度不同，塑性粘度对V型漏斗流变形态敏感度不同，塑性粘度对流变形态敏感程度由大到小依次为k=3、k=5、k=2。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2新拌SCC流变模型研究现状

1.3新拌SCC流变性测试技术研究现状

1.4 新拌SCC数值仿真研究现状

1.5课题提出

1.6主要研究内容

第二章 利用V型漏斗测试SCC流变性能与流变形态试验

2.1自密实混凝土原材料与配合比

2.2 试验过程

2.3本章小结

第三章 基于Bingham模型的新拌SCC流变仿真分析

3.1 CFD软件介绍

3.2流体仿真计算模型——VOF模型

3.3 CFD模型的网格划分、参数设置与优化

3.4坍落度试验与Ⅰ-V型漏斗试验的CFD仿真分析

3.5 试验验证

3.6 本章小结

第四章 基于H-B模型新拌SCC流变仿真分析

4.1 H-B流变模型优势

4.2 获取H-B模型流变参数

4.3Ⅲ-V型漏斗试验仿真与验证

4.4 本章小结

第五章 利用V型漏斗流变形态对流变参数进行修正

5.1 流变形态试验分析

5.2 流变形态仿真分析

5.3流变参数修正

5.4 V型漏斗仪器对流变形态影响

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1 主要研究成果

6.2 本文不足之处

6.3 展望

参考文献

附图

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢