• Предложенные формулы для плотности упаковки



  • страница4/5
    Дата16.07.2018
    Размер3.2 Mb.

    Effects of various shape parameters on packing


    1   2   3   4   5

    Плотность упаковки как многовариантные функции параметров формы
    Из выше приведенных результатов ясно, что фактор формы и отношение выпуклости являются самыми влиятельными параметрами формы на плотность упаковки. Они геометрически независимые параметры формы (как это будет объяснено позже). Их объединенное влияние могут быть исследованы, рассматривая плотность упаковки как многовариантную функцию фактора формы и отношения выпуклости. Для простоты будем рассматривать самые простые функции – линейную и степенную. Их уравнения даны ниже:
    плотность упаковки = а + b * (фактор формы) + c * (отношение выпуклости); (15)
    плотность упаковки = а * (фактор формы)**b * (отношение выпуклости)**c ; (16)

    в котором a, b и c являются неизвестными коэффициентами, которые будут определены. Подгонкой кривой каждого из вышеупомянутых уравнений с экспериментальными данными, соответствующие значения неизвестных коэффициентов a, b и c, и коэффициента корреляции r могут быть определены. Результаты подгонки кривой сведены в таблицу в табл 3. Судя по значениям коэффициентов корреляции, полученных 0,903 и 0,899 для уравнений (15) и (16) соответственно, оба уравнения приводят к очень хорошей корреляции с фактическими взвешенными значениями плотности упаковки. Любой из них может использоваться для того, чтобы оценить плотность.



    Предложенные формулы для плотности упаковки
    Получены две альтернативные формулы для оценки плотности упаковки для уравнений (15) и (16):
    плотность упаковки = 0,022 + 0,311 * (фактор формы), + 0,478 * (отношение выпуклости); (17)
    плотность упаковки = = 0,789 * (фактор формы)**0,271 * (отношение выпуклости)**0,699 ; (18)
    Фактические экспериментальные значения плотности упаковки очень хорошо соотносятся (рис.5) с теоретическими значениями уравнениями (17) и (18) в рис. 4.
    Обсуждение
    Согласно Берету4, форма частицы скалы может быть характеризована в терминах формы (повсюду форма), округлость (крупномасштабная гладкость) и поверхностная структура (небольшая гладкость). Форма, округлость и поверхностная структура - независимые свойства формы, хотя может быть естественная корреляция между ними из-за общих физических факторов, затрагивающих их. Форма обычно измеряется в терминах факторов формы, которые определены как отношения трех главных измерений: длина, широта и толщина. Факторы формы и производные факторов формы, типа шарообразности и фактора формы - меры формы и не могут использоваться для того, чтобы измерить округлость. Округлость не мера шарообразности, хотя это лучше всего показано сферой.

    Есть два аспекта округлости, а именно, округлость углов и округлости схемы частицы. Округлость углов - противоположность точности углов и более важна, рассматривая абразив и свойства перфорации частиц. С другой стороны, округлость схемы вообще измеряется в терминах выпуклости и более важна, рассматривая взаимосвязанную способность и плотность упаковки частиц. Округлость и угловатость - друг напротив друга. Следовательно, мера округлости - также мера угловатости. Поверхностная структура - мера гладкости или грубости поверхности частицы. Это может быть измерено в терминах величины и точности небольших выпячиваний и углублений на границе частицы. Так как особенности поверхностной структуры - один порядок величины, меньший чем особенности округлости, маловероятно, что поверхностная структура имела бы существенный эффект плотности упаковки.


    Хотя проводимое исследование успешно идентифицировало самое важное воздействие параметров формы на плотность упаковки и оценило эффекты этих параметров формы, дальнейшая обработка или усовершенствования возможны, как предложено в следующих параграфах. Во-первых, визуальный осмотр совокупных образцов показал, что более облупленные частицы также вообще более удлиняются и угловые. Возможно различные физические факторы, затрагивающие один параметр формы, типа пути, которым частицы произведены, наклон и процессы истощения, которые сформировали частицы и твердость скалы, также затрагивают другие параметры формы подобным способом. Из-за общих факторов, затрагивающих параметры формы, есть естественная корреляция между ними. Чтобы иллюстрировать такую естественную корреляцию, диапазоны изученных параметров формы подготовлены в рис. 6. Это может быть замечено по фигуре, что наполнитель, исследованные здесь не включили типы наполнителей, которые являются облупленными, но не удлиненными, ни угловыми, типы наполнителей, которые удлинены, но не облупленные ни угловые, и типы наполнителей, которые являются угловыми, но не облупленными, ни удлиненными. Другими словами, диапазоны формы изученные параметры не покрыли некоторые нечетные формы, которые могут быть необыкновенными, но тем не менее теоретически возможными.

    Забота должна быть взята, применяя предложенные формулы к наполнителям, параметры формы которых падают вне диапазонов, покрытых в этом исследовании. Авторы не были в состоянии получить образцы вышеупомянутых совокупных типов, но конечно включили бы их в исследование, если образцы доступны. Во-вторых, пока корреляция между плотностью упаковки и различными параметрами формы была получена просто экспериментом. Теоретические исследования необходимы, чтобы помочь объяснять эффекты различных параметров формы. Например, хотя эффекты отношения облупленности и отношения удлинения были оценены в существующем исследовании, авторы находят трудным объяснить, почему отношение облупленности должно иметь намного большие эффекты чем отношение удлинения. Относительно, эффект выпуклости легче понять, и объяснение дается в следующем. Выпуклость - фактически мера полной округлости. Округленная частица не должна содержать слишком много вогнутых углов, и частица, содержащая много вогнутых углов не округлена. Так как вогнутая область равна выпуклой области минус область, высокая область к выпуклому отношению области подразумевает, что количество вогнутой области является относительно маленьким, и частица хорошо-округлена, и наоборот. Выпуклость частиц наполнителя имеет прямой эффект на упаковку наполнителя, потому что вогнутые области вообще более трудны быть заполненными, особенно если совокупные частицы имеют подобный размер, как показано в рис. 7. Следовательно, выпуклость и отношения обилия должны иметь существенные эффекты на упаковочную плотность. Это проверено высокими коэффициентами корреляции 0,828 и 0,825 между упаковочной плотностью и двумя индексами выпуклости.

    Наконец, авторы хотели бы подчеркнуть важность упаковки в конкретной технологии и защищать больше исследования относительно этой темы. Только упаковка частиц наполнителя была изучена здесь. Упаковка совокупных частиц самостоятельно важна, потому что это определяет количество необходимой пасты цемента и, за данное количество пасты цемента, удобоукладываемости и уплотняемости бетона. Однако, упаковка частиц смеси (цемент + распыляемый топливный пепел + сжатый дым кварца + другие обязательные добавленные материалы) может иметь еще более высокое значение.

    Первый автор15 показал недавно, что обрабатываемость бетона может быть увеличена, улучшая упаковку частиц смеси. Это может быть сделано, добавляя сверхтонкие частицы смеси, типа сжатого дыма кварца, чтобы заполнить пустоты между большими частицами смеси. Фактически, количество воды, добавленной к пасте смеси должно быть достаточным, чтобы заполнить пустоты между частицами смеси, или иначе воздух будет зажат в пасте смеси. Поэтому, если смесь состоит только из цемента, когда отношение пустот вообще весьма высоко, В/Ц отношение должно быть больше чем определенное значение, чтобы гарантировать, что все пустоты в пасте смеси заполнены водой.





    1   2   3   4   5

    Коьрта
    Контакты

        Главная страница


    Effects of various shape parameters on packing