自密实混凝土拌合物稳定性动态监测及数值模拟研究进展

论文摘要

自密实混凝土（Self-compacting concrete,SCC）在新拌阶段具有优异的施工性能,自问世以来就受到相关研究人员与工程技术人员的广泛关注,并已在建筑、铁路、公路、水利等工程结构中得到了越来越多的应用。为实现"自密实"性能,SCC采用了降低粗骨料体积含量、增加浆体体积含量等技术措施。新拌SCC具有较高的流动性,造成其中各组分在流动过程中的离析倾向增大,极易导致拌合物稳定性的波动。在实际工程中,人们更关注SCC的大流动性而忽略了其稳定性,这有可能造成工程质量问题。为改善SCC拌合物的稳定性,相关研究者们做出了许多努力,提出了增强新拌SCC稳定性的技术措施,并发展了SCC稳定性测试及评价方法,包括视觉稳定性指数法（VSI法）、硬化混凝土视觉稳定性指数法（HVSI法）、电子图像分析法、GTM筛稳定性试验、离析率筛析试验、贯入试验、柱状法、压实因数法以及离析探针等。这些方法均是在粗骨料沉降完成后对拌合物稳定性的总体评价,忽略了对拌合物中浆体、骨料发生相对运动的动态过程及特性分析,从而不能有效表达SCC拌合物稳定性的本质及关键影响因素。近年来,国内外学者也提出了诸如电导率法、静水压力测试法（HYSPT）、可视浆体法、超声波速法、放射性元素标记法等,可较好地实现对SCC拌合物稳定性的动态监测。同时,结合现代先进的数值计算与模拟技术,也有学者对SCC拌合物稳定性进行了数值模拟分析,通过建模实现SCC拌合物的可视化,已成为SCC拌合物稳定性研究的重要手段,目前主要采取离散元（DEM）、有限元软件（CFD）及二者结合的固-液耦合模型等三种数值模拟方法对SCC拌合物流动过程进行数值模拟与可视化分析,为SCC拌合物稳定性预测和控制提供更直观、便捷的手段。鉴于此,本文从新拌SCC稳定性着手,较全面地阐述了影响SCC拌合物稳定性的关键因素,总结了国内外对SCC拌合物稳定性的动态监测、评价方法及数值模拟方法,提出了SCC拌合物稳定性的研究建议,展望了其发展趋势,从而为深化SCC理论研究、拓展SCC工程应用提供支撑。

论文目录

• 0 引言
• 1 混凝土拌合物的稳定性
•   1.1 静置阶段单颗粒在非牛顿流体中的运动
•   1.2 静置阶段多颗粒在流体中的运动
•   1.3 运输浇筑过程中多颗粒在流体中的运动
• 2 SCC拌合物稳定性的动态监测
•   2.1 电导率法
•   2.2 静水压力测试法 （HYSPT）
•   2.3 可视浆体法
•   2.4 超声波速法
•   2.5 放射性元素标记法
• 3 SCC稳定性的数值模拟及预测
•   3.1 离散元法
•   3.2 基于计算流体动力学 （CFD） 的流体模拟
•   3.3 悬浮体系的数值模拟
•   3.4 神经网络模型
• 4 结语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李文旭,马昆林,龙广成,谢友均,马聪,李宁

关键词: 自密实混凝土,稳定性,动态监测,数值模拟

来源: 材料导报 2019年13期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 无机化工,建筑科学与工程

单位: 中南大学土木工程学院,高速铁路建造技术国家工程实验室

基金: 国家自然科学基金(51678569,51678568),中国铁路总公司科技研究开发计划重点课题(2017G005-B)~~

分类号: TU528

页码: 2206-2213

总页数: 8

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