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        基于EPS模塊墻體灌注充模過程的分析與研究

        2013-09-24 08:15:56
        時代農(nóng)機 2013年6期
        關(guān)鍵詞:圓弧形前線墻板

        張 亮

        (東北林業(yè)大學,黑龍江 哈爾濱 150040)

        隨著EPS板材的發(fā)展,其在農(nóng)業(yè)建筑中的應(yīng)用越來越廣泛。EPS模塊即由可發(fā)性聚苯乙烯珠粒經(jīng)加熱發(fā)泡后,按節(jié)能標準、建筑構(gòu)造、結(jié)構(gòu)體系和施工工藝的需求,通過專用設(shè)備和模具經(jīng)加熱成型而制得的具有閉孔結(jié)構(gòu)、不同種類、不同規(guī)格、不同外觀的型材。EPS模塊可以根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點,進行預(yù)定結(jié)構(gòu)的搭接,目前廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)建筑中,如EPS模塊混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)抗震溫室大棚等。除此之外,在一些特殊場合的公共建筑中,特別是抗震房屋中得到了廣泛應(yīng)用。

        圖1 EPS模塊

        EPS模塊建筑墻,如圖1所示。按照要求在其內(nèi)部用大塊由混泥土和鋼筋所構(gòu)筑的墻板填補框架。不同的型材對灌注機有不同的要求,標準化難度大,灌注量不夠而不能形成滿灌,則使墻板內(nèi)形成空隙,影響墻板強度。有的由于灌注量多而溢出,污染環(huán)境,造成浪費,影響外觀。因此,灌注充模過程的研究具有重要的意義。通過對充模過程的特點與過程的分析,為灌注設(shè)備及工藝的改進和專業(yè)化提供理論依據(jù)。

        1 EPS模塊建筑墻簡介

        EPS模塊混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)建筑節(jié)能體系,是將工廠標準化生產(chǎn)的EPS墻體空腔模塊經(jīng)積木式錯縫插接拼裝成空腔模塊墻體,在其內(nèi)按設(shè)計要求置入鋼筋、澆筑混凝土,混凝土硬化后,與模塊內(nèi)表面燕尾槽形成機械咬合,再將其內(nèi)外表面用不小于20mm厚的纖維抗裂砂漿抹面、加一層耐堿纖維網(wǎng)格布復合,按設(shè)計要求飾面,由此所構(gòu)成的保溫承重一體化的房屋建筑結(jié)構(gòu)組合。

        EPS模塊用大塊的高強度墻板代替原來尺寸較小的磚頭。這樣建筑時更加快速方便,同時整個建筑的強度大大提高,也就提高了抗震強度。

        2 充模過程分析

        (1)充模過程。由于混凝土在流動時顯示非牛頓性,流速對摩擦梯度的變化和混合物與模壁接觸時所產(chǎn)生的壓力梯度很敏感;如果還需考慮混合物流過通道的幾何形狀,則要出現(xiàn)更多的困難,因此整個過程用數(shù)學公式描述是很困難的。

        灌注充模過程中,隨著物料前緣運動性的不同,這種流動可以分為3個階段,如圖2所示:①第一階段,混凝土流前線呈圓弧形。混凝土在最初注入開始的部分幾乎不存在阻力,因此前線呈現(xiàn)圓弧形。②第二階段,混凝土過度階段呈直線形狀。隨著混凝土的注入,在經(jīng)過了最初的前線圓弧形后,隨著阻力的增加,圓弧形逐漸變成直線形。③第三階段,混凝土呈直線移動。隨著混凝土注入量的增加,阻力的增加,前線呈直線移動,直至充滿模腔。

        充模一般按層流規(guī)律進行。充模時間可定義為:從混合物進入墻板模具開始灌注時起到模具內(nèi)腔被充滿時為止的一段時間。

        (2)充模過程分析。充模開始階段,當混凝土通過灌注機形成射流后,當流體遇到模壁阻礙擴展開來,流體的流出源的幾何點則在充模第一階段所形成半圓的中部,料流前線在整個寬度上會有一定的曲率,并且?guī)缀踉谡麄€充模過程中保持這一曲率。

        3 結(jié)語

        本文基于EPS模塊墻體灌注過程中充模階段的研究,充模階段分為的三個階段,并分析了每個階段形成的原因,對提高EPS模塊墻體灌注效率和灌注質(zhì)量有著重要的作用,為專用灌注設(shè)備和工藝的改進提供理論基礎(chǔ)。

        圖2 充模階段

        充模的過渡階段,由于混凝土存在一定的粘性,前線圓弧線的擴展受到模壁的阻礙,因此混凝土沿著壁面擴展開來?;炷翉牧鞒鳇c沿著徑向擴展,混凝土微元體內(nèi)產(chǎn)生切向拉伸應(yīng)力,隨著壁面的阻礙,混凝土流的運動發(fā)生變化,前線的長度縮短,微元體的長度也縮短,料流逐漸接近直線形。

        在充模的主階段,混合物前線幾乎呈直線形并與模壁垂直,靠模壁處則略帶圓弧狀。前線的這種形狀幾乎一直保持到模腔完全充滿。料流的前線切線方向發(fā)生了可逆的高彈性變形,前線的長度受迫段程度有所縮小。料流的圓弧形擴展時所產(chǎn)生的變形,轉(zhuǎn)變成料流的動能,因此前線的運動加快??拷1诘牧狭饔捎谑艿郊羟袘?yīng)力的作用運動速度也加快,前線變成了直線,只有靠近模壁才發(fā)生稍微彎曲變形。

        [1]林國海,翟洪遠,魏有海.EPS 模塊在外墻外保溫系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].建筑節(jié)能,2011,(11):65-69.

        [2]唐偉,戴海峰,吳坤.淺談外墻外保溫技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].科技信息,2009,(1):284-285.

        [3]施志鋼,,張喜明,于立強.膏狀非牛頓流體的流變特性研究[J].青島建筑工程學院學報,2001,22(4):31-34.

        [4]An Improved Gas Phase Film Model Accounting for the Effect of Mass Transfer Film Thickness, In. J. Heat Mass Transfer,1990,16(7):588-595.

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