Bài viết Nghiên cứu đặc tính rheology dòng bê tông tươi trong đường ống bơm trình bày các ứng xử rheology của bê tông tươi trong đường ống bơm dưới ảnh hưởng của ứng suất trượt được nghiên cứu bằng phương pháp mô phỏng số sử dụng phần mềm Polyflow.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH RHEOLOGY DỊNG BÊ TƠNG TƯƠI TRONG ĐƯỜNG ỐNG BƠM Nguyễn Văn Lập, Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Văn Kựu Trường Đại học Thủy lợi, email: lapnv@tlu.edu.vn phát triển bơm bê tông, xem xét tính chất rheology bê tơng tươi Trong xây dựng nay, bê tông vật đường ống ảnh hưởng ứng suất liệu thiếu cho cơng trình Vận trượt Việc hiểu rõ đặc tính rheology chuyển bê tơng tươi bơm cách thông khả sử dụng chúng việc mô dụng sử dụng Khả bơm ứng xử bê tông tươi ảnh bê tông định nghĩa khả hưởng ứng suất trượt giúp cho việc tối ưu dịch chuyển dịng bê tơng đường hóa thiết kế bơm bê tơng cho loại bê tông ống với tác động bơm mà trì khác Trong nghiên cứu này, ứng xử đặc tính ban đầu bê tơng Một số rheology bê tông tươi đường ống trường hợp khả bơm thấp khơng bơm ảnh hưởng ứng suất trượt thể trì đặc tính ban đầu gây nên nghiên cứu phương pháp mơ số tách dịng đường ống, dẫn đến việc tắc sử dụng phần mềm Polyflow ống, gây ảnh hưởng tiêu cực đến cấu trúc bê tông giảm cường độ nén bê tông so với bê tông chưa bơm Do cấu hình bơm - đường ồng khác công trường khác (công suất, chiều dài đường ống, đường kính, loại bê tơng…) nên khả bơm khác cho cấu hình cụ thể Do đó, để định lượng khả bơm hỗn hợp bê tông phải đánh giánh giá dựa áp suất lượng bơm cần thiết cho trường hợp cụ thể Hình Chất lỏng phi Newton Hầu hết loại bê tông có khả vận chuyển bơm Hiện nay, hai loại bơm bê tông sử dụng phổ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU biến bơm Piston bơm trục vít Năng 2.1 Cơ sở lý thuyết suất bơm trục vít thấp so với bơm Hiện nay, loại chất lỏng phi Newton piston Tuy nhiên, bơm trục vít nhẹ dễ sử dụng Đối với loại bơm chúng chiếm tỷ lệ phần lớn cơng nghiệp, ta giả sử dịng bê tơng bơm số loại chất lỏng phi Newton phổ biến như; số Áp suất bê tông ống dẫn dung dịch polymer, dung dịch khoan, sơn, mềm đơn phụ thuộc vào đặc tính chất lỏng sinh học bê tơng tươi Những rheology (lưu biến) bê tông tươi loại chất lỏng thường có độ nhớt cao điều kiện đường ống (chiều dài, đường kính, có tính chất đàn hồi Độ nhớt chất hình học ma sát) Để tiến hành nghiên cứu lỏng phi Newton số GIỚI THIỆU CHUNG 255 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 thảy đổi ảnh hưởng ứng suất trượt Hình thể mối quan hệ ứng suất trượt ( ) tốc độ trượt (ẏ) chất lỏng phi Newton chất lỏng Newton Các phép đo Rheology bê tông tươi cho thấy đặc tính tn theo đặc tính chất lỏng Bingham Để xảy chảy, ứng suất trượt phải vượt qua giá trị 0 (ứng suất trượt ban đầu), vượt qua giá trị dòng chảy bê tông ứng xử tuân theo chất lỏng Newton Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả sử dụng mơ hình Bingham để nghiên cứu đặc tính dịng chảy bê tông tươi đường ống bơm Ứng xử bê tơng tươi mơ tả Mơ hình Bingham sau: Trong trường hợp biên không trượt khu vực thành ống, gradient vận tốc có độ dốc lớn khu vực gần tường, vận tốc thay đổi nhanh phạm vi nhỏ, gần vùng tâm ống, vận tốc thay đổi nhỏ Chính vùng gần thành cần có lưới mịn so với vùng gần tâm ống Cụ thể lưới cho mơ hình thể hình g 0 (1) đó: : ứng suất trượt ẏ: Tỉ lệ biến dạng trượt : Độ nhớt 0 : Ứng suất trượt ban đầu Các thơng số qui định đặc tính lưu biến chất lỏng Bingham độ nhớt ( ) ứng suất trượt ban đầu ( 0 ) xác định thông qua máy đo độ nhớt Các thông số đầu vào lấy từ kết thực nghiệm nghiên cứu [1] Cụ thể, đường ống dẫn ống mềm có đường kính D=45 [mm], chiều dài 26 [m], ứng suất trượt ban đầu 0 = 57 Pa, độ nhớt = 8.6 Pas.s 2.2 Mô hình mơ Để mơ tốn phương trình sau sử dụng để mơ phỏng: - Phương trình liên tục V (2) - Phương trình mơ men động lượng (3) V V P g - Phương trình cho mơ hình Bingham (1) V véc tơ vận tốc, P áp suất, ten sơ ứng xuất, g trọng lực, khối lượng riêng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Hình thể mơ hình mơ cho đường ống có đường kính D=45 [mm], chiều dài 26 [m] Hình Mơ hình mơ Hình Chia lưới cho mơ hình 3.1 Vận tốc Hình thể trường vận tốc phân bố dọc ơng dẫn Ta thấy rõ rằng, vùng tâm ống vận tốc cao Ngược lại, khu vực sát thành ống cho vận tốc thấp khơng thành ống Có điểm đặc biệt so với chất lỏng Newton, vùng tâm ống rộng Điều thấy rõ Hình 5, profile vận tốc khu vực ống gần ngang cho vận tốc mở rộng đến vị trí r = 0.01 [mm] 256 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 KẾT LUẬN Hình Phân bố vận tốc mặt cắt dọc ống Trong nghiên cứu nghiên cứu sở lý thuyết chất lỏng Bingham, áp dụng cho bê tông tươi Nghiên cứu mơ dịng chảy bê tơng ống, phân bố vận tốc mặt cắt dọc ống Đặc biệt, tính chất lưu biến khác với chất lỏng Newton, phân bố vận tốc vùng tâm ống rộng Từ kết này, thấy phân bố vận tốc, ứng suất trượt Bê tông tươi Trong nghiên cứu tiếp theo, nhóm tác giả tiếp tục nghiên cứu đặc tính lưu biến bê tơng tươi tới khả bơm bơm bê tông TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Stefan Jacobsen, Jon Håvard Mork, Siaw Foon Lee , Lars Haugan 2008 Pumping of concrete and mortar - State of the art, SINTEF Building and Infrastructure [2] Polyflow User's Guide, Ansy 18.2 Hình Profin vận tốc 3.2 Ứng suất trượt Hình thể phân bố ứng suất trượt mặt cắt dọc ống Ứng suất trượt lớn thành ống giảm dần gần tâm ống Hình Phân bố ứng suất trượt 257 ... tâm ống rộng Từ kết này, thấy phân bố vận tốc, ứng suất trượt Bê tông tươi Trong nghiên cứu tiếp theo, nhóm tác giả tiếp tục nghiên cứu đặc tính lưu biến bê tơng tươi tới khả bơm bơm bê tông. .. mặt cắt dọc ống Trong nghiên cứu nghiên cứu sở lý thuyết chất lỏng Bingham, áp dụng cho bê tơng tươi Nghiên cứu mơ dịng chảy bê tông ống, phân bố vận tốc mặt cắt dọc ống Đặc biệt, tính chất lưu... lỏng Newton Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả sử dụng mơ hình Bingham để nghiên cứu đặc tính dịng chảy bê tơng tươi đường ống bơm Ứng xử bê tông tươi mơ tả Mơ hình Bingham sau: Trong trường