9m3混凝土搅拌运输车离析现象的试验研究

摘要

在混凝土商品化过程中，混凝土搅拌运输车以其明显的经济效益和良好的应用前景得到广泛应用。但在工程施工过程中，从搅拌运输车上卸出的部分混凝土呈骨料与砂浆明显分离的状态，这便是混凝土离析现象，这种现象不仅极大地降低了建筑物的质量，缩短使用寿命，同时也给建筑物带来安全隐患。虽然搅拌运输车发展迅速，但目前针对混凝土离析现象的研究方法和手段还比较匮乏，而且对搅拌筒与拌合料相互作用机理的研究也不够深入。
　　本文从理论出发分析了拌合料静态和动态下的受力，静态下拌合料主要受到重力、浮力和粘性阻力的作用，其运动速度与密度、粘度等因素有关。动态下搅拌筒有两种工作方式：正转搅拌和反转卸料。分别分析正转和反转下拌合料的受力并进行微分运算得到其在轴向和周向的运动速度。发现正转时拌合料轴向和周向运动速度均与时间t有关，但最终会趋于稳定值，周向运动速度稳定值与转速关系较大。反转时拌合料轴向速度与时间t正相关，最大速度在出料口处，周向速度与时间t无关，与转速关系较大。根据理论分析的结果，利用fluent流体软件对正转搅拌拌合料运动状态进行模拟仿真，设定搅拌时间t和搅拌转速为控制参数，仿真出不同搅拌时间搅拌筒内压力场和不同搅拌转速搅拌筒内密度场，探究出9m3搅拌运输车合适的搅拌参数。结合现场试验对6组9m3搅拌运输车反转卸料情况进行研究，设定螺旋升角和反转转速为控制参数，卸料前搅拌筒正转时间和正转转速按fluent仿真出的合适的搅拌参数执行。进一步地为了对比六组搅拌运输车卸出拌合料离析程度，本文根据国标匀质性参数建立离析度模型CVMG，分形理论认为混凝土SEM计盒维数值可以定量评价混凝土综合性能，因此离析程度大的混凝土综合性能差，其SEM计盒维数值也越大，基于此理论利用MATLAB编程计算六组混凝土SEM计盒维数，确定出模型中α、β的取值，从而计算出六组搅拌运输车的离析度，探究出合适的卸料控制参数，至此完成9m3搅拌运输车整个工作过程控制参数的选取，为改善混凝土离析现象提供了参考。

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第一章 绪论

1.1概述

1.2混凝土搅拌运输车研究现状

1.3国内外混凝土离析现象的研究现状

1.4课题研究意义

第二章 混合料运动状态理论分析

2.1材料属性探究

2.2运动状态混凝土受力分析

2.3基本方程组简化

2.4施工工艺探究

2.5本章小结

第三章 搅拌装置优化与建模

3.1混凝土搅拌运输车组成

3.2搅拌筒几何尺寸参数

3.3搅拌叶片优化

3.4搅拌装置建模

3.5本章小结

第四章 搅拌筒流场特性的数值模拟

4.1 CFD技术和动网格技术

4.2 ICEM网格划分

4.3 Fluent求解设置

4.4搅拌筒流场特性分析

4.5本章小结

第五章 试验方案设计

5.1试验要求

5.2试验仪器与方法

5.3基于MATLAB对混凝土SEM计盒维数计算

5.4本章小结

第六章 试验结果分析

6.1试验结果

6.2混凝土离析度分析

6.3离析对混凝土性能影响

6.4本章小结

第七章 结论与建议

7.1主要研究结论

7.2建议

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢