湿喷混凝土配比及管输特性研究

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安全高效的混凝土泵送技术是保障湿喷机喷射质量、效率和安全的根本,但在混凝土湿喷机泵送工作的过程中,很容易受到物料性能及其配比、布管方式影响而造成堵管等故障,这对湿喷混凝土生产作业的可靠性造成了危害,浪费了人力物力,严重影响施工效率,与此同时,湿喷机的管输特性也会影响混凝土的喷射质量。因此,本文对湿喷混凝土性能影响因素进行了研究,选取了最优配合比,并在此基础上,通过数值模拟的方式,对混凝土湿喷机水平直管、弯管和变径管管输进行了分析,为保障湿喷混凝土的正常泵送和降低管输压力损失提供了依据。本文的主要研究内容如下:(1)通过查阅相关文献和试验相结合,确定了影响新拌混凝土性能的主要因素,进行了泵前混凝土试验,分析了用水量、水灰比、砂率、减水剂和粉煤灰对新拌混凝土流动性和强度的影响,并确定了湿喷混凝土最佳配合比。(2)基于泵前混凝土试验结果和搜集的相关试验资料建立了数据库,使用Pyqt5设计了基于卷积神经网络的图形用户界面,实现了对不同配比下混凝土物料性能的预测,对于现场施工具有指导意义。(3)对混凝土管路输送流动特性进行了分析,研究了水平直管、弯管和变径管管输压力的变化。使用Solidworks软件进行了三维建模,通过流体仿真软件Fluent对混凝土在水平直管、弯管和变径管中的流动情况进行了仿真和分析,数值模拟了不同入口流速下混凝土在水平直管、弯管和变径管管输过程中的压力云图、流体相的速度云图和颗粒相的颗粒轨迹图,获得了压力损失的规律,并与试验结果对比,验证模型的准确性。本文有图66幅,表18个,参考文献86篇。
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