水力空化效应对水泥性能的影响研究

发布时间：2020-06-03 05:32

【摘要】：水泥是目前使用最广泛、消耗最多的建筑材料其生产过程是一个高能耗、高污染的过程。如何降低水泥生产过程的能耗,并且提高水泥的性能,是现阶段急需解决的问题。而水力空化效应发生时伴随着巨大的能量释放,如何有效的利用这种能量,也是值得探索的问题。本文着力将水力空化效应与水泥生产应用相结合,研究分析如何通过水力空化效应提高水泥的生产效率以及性能。首先,本文通过比对各类空化反应机理以及现有空化反应器,选择合理的适用于本文的空化反应发生装置。其次,讨论了主动水力空化设备的主要技术参数,通过流体力学理论简化推导出空化设备叶片间缝隙大小与其所需能耗关系,并通过Fluent有限元软件对水力空化反应发生器中的流场进行了模拟验证。最后,通过比表面积试验、筛余量试验以及水泥强度试验等探究了空化效应活化后的水泥性能,得出以下结论:(1)主动水力空化设备构造简单并且产生的空化效应剧烈,流体力学简化计算可知当空化反应叶片中定子与转子大小为0.5mm时,设备能耗较合理。并通过Fluent有限元软件对水力空化反应发生器中的流场进行了数值模拟,验证了空化现象最先将在转子周围发生,且随着液体温度的升高向周围扩散。(2)试验数据表明,通过水力空化效应对水泥进行活化可使水泥的比表面积达到8000cm2/g以上,并且与干磨(球磨机研磨)相比,在水力空化设备中研磨可以节约至少30%的能耗。并且水力空化效应对于长期存放而致失活的水泥具有恢复水泥标准强度的效果。在冬季施工时,水力空化效应对蒸汽养护的水泥石具有良好的影响,可以将水泥石的等温时效温度降低10～15℃C,或将其蒸汽养护时间缩短1～1.5h而不影响其强度。(3)经过适度空化效应活化后的不同种类水泥各个时期的抗压强度都明显提高,对于矿渣水泥效果尤其明显。且水力空化效应对粉煤灰颗粒具有非常好的活化效果,它可以破坏粉煤灰颗粒表面,使得粉煤灰颗粒的内部玻璃相暴露出来,使得其进一步参与水化反应,从而大大提高粉煤灰水泥中粉煤灰的活性。并且空化效应还可以有效的改善粉煤灰的颗粒的粒度组成,使得粉煤灰水泥试件更加密实。
【图文】：

免的会或多或少的溶入一些气体，在液体中的气泡半径大小在２０ｐｍ能见到的，当液体处于低压区，这些的气压降低溶解在液体中的气核就，液体中的气核膨胀发展的尤为剧核会迅速的溃灭并形成小的气泡，，小的气泡。气泡在溃灭的瞬间会产周围局部温度急剧上升，我们将液体中，假定其在受内、外压强作用

图１－２论文技术路线图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ邋Ｒｏｕｔｅ逡逑
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ172.1

【参考文献】

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本文编号：2694371