粘结的影响因素与控制

粘结的影响因素与控制（精选7篇）

粘结的影响因素与控制 第1篇

粘粘结结是是带带钢钢表表面面呈呈曲曲线线形形状状的的应应变变条条纹纹, , 可可分分布布在在带带钢钢边边部部、、中部等任何部位, 目视可见, 分周期性及无周期性两种。粘结产生的机理是退火过程中带钢边界原子发生了相互渗透而焊合在一起, 其表现形式是带钢在平整时焊合部位突然被撕开, 当焊合产生的粘结力大于带钢屈服极限时, 就在带钢表面上出现了垂直于带钢轴向的弧形弯折[1]。目前, 世界各个采用罩式炉工艺生产的冷轧厂均存在不同程度的粘结缺陷, 粘结缺陷的存在也给冷轧用户的生产带来了较大的影响。

2 粘结缺陷产生的原因分析及其控制措施[2]

粘结缺陷的产生主要与带钢的化学成分、轧后带钢表面的粗糙度和清洁度、轧后带钢板形、卷取张力、退火工艺及平整工艺有关, 下面就冷轧生产过程对粘结的影响进行一下分析:

2.1 卷取张力

冷轧采用大张力卷取, 卷取张力越大, 径向压力越大, 因此, 降低轧钢卷取张力值, 可以减小退火高温状态下钢卷层与层之间边部原子相互渗透而造成的粘结。因此, 应根据带钢厚度和宽度的不同, 选择较理想的张力值, 一般1.0mm厚度以下料卷取张力在23-45N/mm2。

2.2 带钢表面清洁度

由于粘结是在高温状态下钢卷层与层间原子相互渗透的结果, 因此表面清洁度在很大程度上影响了原子的这种渗透能力, 而带钢表面清洁度过高或过低都不利于粘结的控制。清洁度过高会导致带钢层与层间接触面积过大, 易于粘结缺陷的产生, 而清洁度过低的带钢表面残留物过多, 这些残留物在退火过程中会发生一系列的化学反应, 与铁发生氧化还原反应, 在压应力作用下焊合在一起, 形成粘结。

2.3 带钢表面粗糙度

带钢表面粗糙度Ra值越大, 越有利于避免粘结, 这是因为粗糙度值增大, 提高了退火钢卷层与层间界面原子的结合阻力。在相同的Ra值条件下, 单位面积峰值数PPI值也对粘结的产生有明显的影响, 过大或过小的PPI值均不利于避免粘结, 这与边界微观外貌造成的原子间的结合能力大小有关。

2.4 带钢板形

带钢经过轧制, 都会出现不同程度的板形缺陷, 这里主要是指平坦度或起浪。在张力卷取的情况下, 板形缺陷造成带钢层与层间接触面的贴合不完整, 从而使径向压应力分布不均, 局部径向压应力增大, 沿带钢宽度方向会出现卷取张力分布不均的现象。经研究表明, 中浪板形更易引发粘结。

2.5 带钢凸度

带钢凸度的分布和大小也可影响卷后钢卷径向应力分布。如带钢出现了中部大于边部的正凸度, 在板形良好的条件下, 钢卷的中部径向应力就会大于边部。有研究指出, 从热轧来的带钢凸度比较大时, 经过冷轧和罩式退火后, 钢卷更容易发生粘结。

2.6 罩式炉退火过程[3]

2.6.1 基本热应力分析:

在在罩罩式式炉炉退退火火周周期期中中钢钢卷卷没没有有相相对对位位置置变变化化, , 所所以以可可以以直其当作整体考虑。径向应力是造成粘结的直接原因, 其值为

式中:σn为热应力;σt为弹性应力;

由于弹性应力σt在退火前就己经由其相关因素决定, 在退火

式式中中:a-带带钢钢的的热热膨膨胀胀系系数数;;T1钢钢卷卷内内孔孔侧侧壁壁温温度度;;

T2钢卷外侧温度;T3钢卷单侧中心点温度 (在加热过程中, 其温度为钢卷中最低, 而冷却时则为最高, 一般称冷点) ;r1钢卷内半径;r2钢卷外半径;r3冷点半径。

热应力主要取决于T1, T2, T3的温度差。在加热段, 由于罩式炉本身气流的特点, T1, T2温差不会很大, 所以主要依靠缩小T3、T2温差来实现减小热应力, 温差越小, 越有利于减小热应力。

2.6.2 堆垛方式与粘结的关系。

生产过程发现, 装在同一退火炉中的钢卷, 顶部的钢卷很少有粘结产生, 而装在底部的钢卷粘结就相对严重。这是因为越往下面的钢卷受到来自上部的钢卷的压力越大, 发生轴向弯曲的趋势越严重。对于采用紧卷卷取的钢卷, 层与层之间将有相互的支承力传递 (即法向分应力) , 钢卷层与层间的局部所受应力将大幅增加, 容易导致粘结的出现。

2.6.3 退火的温度制度。

退火的三个要素:升温速度、保温温度、保温时间对粘结均有很大的影响, 升温速度过快、保温温度过高、保温时间过长都不利于粘结的控制。

2.7 平整过程对粘结的影响

2.7.1 平整速度:

较大的平整速度, 可以通过瞬间开卷大变形使金属硬化而提高带钢的抗拉强度, 从而避免带钢表面平整时的受力损伤。因此平整速度越高越好。

2.7.2 拆卷张力:在同样条件下, 拆卷张力越大越不易产生粘结缺陷, 同时还要降低张力抖动。

2.7.3 延伸率:

平整采用恒延伸率控制, 采用较大的延伸率有利于减小粘结的影响, 但延伸率过大不利于带钢的深冲性能, 因此要综合考虑。

2.7.4 拆卷角度:

钢卷打开时, 粘结的层与层之间存在相互的作用力, 较大的钢卷法向应力会造成粘结的带钢表面拉损和横折印, 出现严重的粘结缺陷。为了尽量降低法向应力, 应尽可能使带钢沿钢卷切向打开, 即控制适当的展开角度, 使张应力中的切向分力大些, 从而减小粘结的影响。

3 分析

综上所述, 粘结缺陷的产生是受原料、冷轧、退火及平整的综合因素影响, 目前世界上还没有解决粘结缺陷的切实有效的方法, 针对像冷轧这样的连续生产企业, 我们只能通过对所有已认识到的影响因素作最优化控制, 以达到降低粘结率的目的;虽然我们所做的工作有一定的成效, 但粘结的封闭率仍然是一个不小的数字, 目前在对各因素控制的同时, 也着手对设备状态 (包括加热模式、延时、灭炉及吹氢流量) 进行重新的评估和研究, 以求找到解决粘结缺陷的新的突破口。

参考文献

[1]刘世荣.金属学与热处理[M].北京:机械工业出版社, 1990, 5.

[2]Stl2冷轧薄板退火工艺对其性能影响的研究[J].钢铁, 2001, 4.

粘结的影响因素与控制 第2篇

1 沥青混合料的配合比设计

透水性沥青路面上面层的沥青混合料级配采用OGFC-13[2],矿料级配范围见表1;采用马歇尔试验方法进行沥青混合料配合比设计,设计目标空隙率为20%左右[3],基质沥青采用70#普通沥青,高粘改性剂TPS用量为15%,通过飞散试验和析漏实验确定油石比采用4.9%。中面层沥青混合料采用AC-20,矿料级配范围见表2,最佳沥青用量采用4.3%。

2 试验方法

2.1 试验目的

根据现有OGFC沥青路面的病害调查结果,沥青混凝土的主要破坏形式为松散和剥落,主要原因是沥青上、中面层间的抗剪强度不足导致的,而影响防水粘结层抗剪强度的主要因素包括防水粘结层的涂抹量、老化程度及温度、孔隙水等,为了明确以上因素对防水粘结层抗剪强度的影响程度,试验对SBS改性沥青、改性乳化沥青、高粘沥青、环氧沥青四种防水粘结材料,在不同涂抹量、试验温度及冻融循环、粘结材料老化程度、浸水条件下进行剪切强度测试,明确不同防水粘结层的最佳用量及其他影响因素对其粘结能力的影响关系。

2.2 试件制作

试验所采用的剪切试验仪器改自马歇尔稳定度仪,试件尺寸为Φ101.6×87mm。根据第1节中确定的AC-20级配,采用T0702-2011沥青混合料试件制作方法(击实法)中的试模(内径101.6+0.2mm、筒高87mm)装填沥青混合料试件,高度为44mm,然后按单面击实75次进行击打成型;试件经冷却、脱模后在其表面涂粘结层,然后将干净、烘干后的9.5mm的石料均匀撒布在粘结层上至表干。根据以上确定的OGFC-13级配制作沥青混合料,将AC-20试件装入模件中,涂粘结层面朝上,将OGFC-13沥青混合料装填入筒,单面击实50下进行击打成型。试件冷却后脱模、养护、备用。

2.3 剪切试验

剪切试验包括直接和斜面剪切两种方法,鉴于斜面剪切与路面的实际受力情况更接近[4],故试验采用斜面剪切试验来测定防水粘结层的抗剪强度。剪切强度计算见式(1)。

式中:τ为粘结层的剪切强度;F为荷载(k N),加载速度为50mm/min;S为试件的剪切面积(m2);α为斜面与F的倾角,根据汽车制动力的检测要求及现有经验,当α=40°时为路面受力最不利的情况[5]。

3 试验结果

3.1 粘结层涂抹量对τ的影响

为测定粘结材料涂抹量对τ的影响,试验在常温25℃对试件(3个平行试件)进行剪切强度测试,剪切强度(平均值,下同)试验结果见表3。采用Origin数据分析软件对试验结果进行多项式拟合,各粘结层材料τ与涂抹量的拟合方程及最佳涂抹量见表4。

3.2 温度对τ的影响

对于沥青质或高分子防水粘结材料,温度升高,材料的τ降低,相反,温度下降,其τ增大,故试验温度定为25℃、40℃、60℃,通过3个平行试件确定其τ的平均值,粘结材料最佳用量采用3.1节确定的涂抹量。试验结果如表5所示,影响图见图2。

3.3 冻融循环对于τ的影响

在道路运营过程中,随着季节的变化,粘结层会经历零度以下的低温和60℃的高温,对粘结层的抗剪能力造成一定的影响。试验通过两次冻融循环模拟运营过程中由于季节变化引起的高低温环境对粘结层抗剪能力的影响。按T0729-2000沥青混合料冻融劈裂试验要求,将3.2节中制成的试件(3组平行试件)进行两次冻融循环,之后将试件放入25℃±0.5℃的恒温水槽中保持15min,然后测定试件的τ,试验结果见表6所示。

3.4 短期老化对于τ的影响

沥青路面施工过程中,沥青混合料的摊铺温度为145℃~165℃之间,而对于改性沥青路面,温度高达185℃左右[6]。因此,由于沥青上面层铺筑温度较高,导致粘结层材料受热老化,从而影响材料的粘结能力。试验采用旋转式薄膜烘箱(RTFOT)来模拟施工过程中粘结层的短期老化。参照T0610-2011沥青旋转薄膜加热试验方法对粘结材料进行老化,考虑到环氧沥青和改性乳化沥青的特性无法进行该试验。因此,仅对SBS改性沥青和高粘沥青进行短期老化,老化后τSBS改性沥青=1.238MPa、τ高粘沥青=1.395MPa。

3.5 浸水对于粘结材料τ的影响

对于透水性沥青路面,雨水更容易进入孔隙,更容易受行车作用下动水压力的影响,从而导致集料表面的沥青剥落,引起粘结层破坏。试验将制作好的试件放入25℃水中浸泡7h、24h、3d来模拟水对粘结层的抗剪强度的影响。试验结果见表7所示。

4 结论

(1)随着防水粘结材料涂抹量的增加,四种防水粘结层的τ均随之增大,但超过一定涂抹量后,粘结层的τ随之降低,由此可知,超过最佳涂抹量后,由于富油层在上、中面层间逐渐形成,从而降低了粘结层的τ。根据变化规律拟合公式,得出四种粘结材料的最佳涂抹量。

(2)常温25℃下四种粘结层的τ依次为环氧沥青>高粘沥青>SBS改性沥青>改性乳化沥青;随着温度升高,四种防水粘结层的τ均随之降低,60℃时四种粘结层的τ相差不大。说明环氧沥青受温度的影响最大,改性乳化沥青受温度的影响最小。由此可知,在夏季高温天气下,粘结层的抗剪能力均大幅下降,约为常温25℃下剪切强度的1/2~1/3。

(3)经两次冻融循环后四种材料的τ急剧下降,τ仅为未冻融循环前的47%~66%,说明在低温下孔隙水的冻胀作用对粘结层的τ影响较大,所以,在日常养护过程中,应加强对透水性沥青路面表层孔隙清洗,让雨水及时排出,防止在零度以下时孔隙水产生冻胀作用,破坏上、下面层间粘结层。受冻融循环影响程度依次为SBS改性沥青>高粘沥青>环氧沥青>改性乳化沥青,说明SBS改性沥青的水稳定性更优。

(4)短期老化前后SBS改性沥青和高粘沥青两种材料的τ下降约4.8%~7.5%。由此可知,施工过程中的短期老化使粘结层的抗剪能力有所下降,但影响不大。

(5)各粘结材料的τ随浸水时间的增加均降低,而且随着浸水时间的延长,τ的降低幅度逐渐变缓。说明由于水的侵蚀作用,降低了粘结材料与沥青混合料的接触面积,从而导致剪切强度的降低。通过试验对比分析,水对四种粘结材料的影响程度依次为环氧沥青>改性乳化沥青>SBS改性乳化沥青>高粘沥青,说明环氧沥青作为防水粘结层具有更好的防水效果。

摘要：防水粘结层是透水性沥青路面面层结构的重要组成之一,其粘结能力直接影响沥青路面的路用性能及耐久性。其中防水粘结层的涂抹量、老化程度及温度、孔隙水均对其粘结效果产生影响,为了明确以上因素对防水粘结层粘结能力的影响程度,对四种防水粘结材料在不同涂抹量、试验温度及冻融循环、粘结材料老化程度、浸水条件下进行剪切强度测试,明确不同防水粘结层的最佳用量及其他影响因素对其粘结能力的影响关系。

关键词：防水粘结层,粘结材料,剪切强度,冻融循环

参考文献

[1]徐伟.大跨径混凝土桥梁沥青桥面铺装试验研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2002.

[2]潘微,王宏畅.OGFC沥青混合料水稳定性及高温稳定性能试验研究[J].公路,2013,8(8):254-257.

[3]严军,叶奋,黄彭,等.排水沥青混合料透水性能的评价研究[J].公路交通科技,2002,19(6):35-40.

[4]黄绍龙.开级配沥青磨耗层级配和性能的研究[D].武汉:武汉理工大学,2004.5.

[5]OGFC防水粘结层材料性能研究[D].长沙:长沙理工大学,2010.4.

粘结的影响因素与控制 第3篇

摘要：在工程项目建设中对工程造价造成影响的因素众多，工程造价控制工作人员需要对这些影响因素进行深入分析，从而找寻有效措施进行合理控制。科学化的工程造价管理方法，一直是建筑领域中的重点研究内容。对影响工程造价的主要因素及合理的控制方法进行深入分析，希望对相关人员有所启示。

关键词：影响;工程造价;主要因素;合理;控制方法

市场经济体制不断完善，建筑行业的飞速发展，使得建筑企业承担的市场竞争压力越来越为沉重。建筑企业想要在市场中获得良好的立足之地，就需要考虑如何提升建筑工程项目建设经济效益，在保证建筑工程使用功能和建设施工质量的前提下，追求经济效益的最大化，降低工程项目建设成本投入。对影响工程造价的主要因素及合理控制措施进行研究是具有重要意义的，下面就对相关内容进行详细阐述。

1建筑工程造价构成要素分析

建筑工程造价包含内容众多，其中包括建筑工程项目各项设备的安装设备、设备与施工材料的采购费用、工程项目建设管理费用等等。对我国建筑工程造价性质进行分析发现，其中最为主要的构成元素就是工程安装费用，同时该相费用支出也是工程造价控制中最为活跃的内容。建筑工程安装费用支出可以概括性的分为三部分，第一部分就是市场条件，市场条件指的是经济市场中设备、材料、人力资源供应情况。第二部分就是工程造价构成因素，具体指的是构成工程安装费用因素的影响。第三方面就是企业经营管理因素，是参与工程项目建设众多单位对工程造价管理的影响。

2工程造价影响因素和控制策略分析

2.1工程造价构成要素及对策

现阶段，我国城镇化建设脚步不断加快，建筑行业也快速崛起，并且成为我国国民经济中的支柱型产业，对促进我国国民经济发展做出了杰出贡献。从建筑工程项目建设安装费用构成因素进行分析，工程安装费用在工程造价中占有较大的比重，主要是由直接费用、间接费用、税务和利润等众多元素构成，需要特别注重的是其中直接费用和间接费用的影响程度较大。直接费用包含了人工费用、材料与设备费用等。因为工程项目检核施工管理并不会直接性的产生费用，所以在工程造价管理中会将企业管理费用支出纳入到间接费用中去。从中也可以了解到间接费用开资对工程项目建设施工工艺以及工程项目建设物资采购不会产生一定影响。但是不能否分间接费用与工程项目之间存在的密切联系，间接费用可以为工程项目建设提供施工组织管理、人力资源管理，对各个生产环节的费用支出进行分配，对提升各项资源应用效率有着积极影响。想要加强间接费用的管理，建筑企业就必须要创建良好的内部控制制度，促进建筑企业经营管理水平提升。对工程项目建设施工中办公费用、审计费用和广告费用投入进行严格控制，合理的缩减间接费用开支。利润指的是建筑企业在完成施工任务后可以获得的经济效益，是参与工程项目建设单位或者投资者获得经济效益，其本质就是工程项目建设完成扣除成本和税务最终剩下的余额。为了使得建筑企业的经济效益得到有效增长，在保证工程项目建设施工质量和施工进度达到预期设想的前提下，尽可能的缩减建筑工程项目建设的成本投入，使得投资者与承包单位可以处于双赢局面中，将利润影响控制在双方都可以接受的范围之内。税费是依据我国相关法律法规计入建筑安装工程造价的营业税。在工程项目实际建设施工中，单设施工单位作为税费的主要承担人员。不是投资者可以进行干涉的，所以必须要将该内容纳入到工程造价中去。

2.2市场条件因素影响

(1)供求情况的影响。以工程造价构成要素为切入点，可以了解到市场供应对工程项目建设施工中的众多生产要素也会造成影响，从而对建筑工程项目建设工程造价控制造成干扰。在我国建筑工程项目建设中存在着这种不良情况，就是市场供应大于实际需求。受到规律规定劳动合同和相关政策的影响，在较长一段时间内建筑市场人工费用不会产生较大的变化。但是因为人工费用支出仍然在政府调控范围之内，需求价格弹性指数并不是很大。(2)竞争状况的影响。现阶段，建筑市场施工力量与市场需求相比较存在较大差距，主要表现在施工力量较大远远超出实际需求。建筑市场之间的竞争属于承包商之间的竞争，追求其本质就是市场价格的竞争。在招投标过程中，经常会应用合理低价中标的.方式。降低市场价格的目的就是为了获得招标单位的青睐，提升自身的市场核心竞争力。承包商为了中标经常会在竞标中压低价格，招标单位会通过买方市场的优势压低发包价格，对工程项目导致工程造价发生改变也会持有保守态度，这样承包商承担的生产经营风险加大，其经济效益不能得到良好保障。为了将大量的风险转移到承包商身上，投资者经常会应用招标担保和预算款担保等方式，这些内容对工程造价控制都造成了非常不良影响。

2.3经营管理因素的影响

在工程项目建设经营管理过程中，工作内容管理主要是对计价依据进行合理应用，科学的选择计价和竣工结算的方式，加强合同签订的控制。工程项目建设类型、规模不同，签署的合同种类也会存在较大的差异性，最终的市场定价也会存在很大差异。这些内容都会影响投资者与参建单位能够获得的经济效益，所以在合同签订过程中必须要对当前建筑工程项目建设施工特点进行深入了解，坚持公平、公正原则，遵循我国相关法规的要求，尽可能的降低合同签订对工程造价管理可能造成的不良影响，促进工程造价管理水平提升，促进建筑企业市场核心竞争力的提升。合理的资金控制也是实现有效的控制总造价的一种有效方式，其过程主要包括以下几方面：首先需要统一管理。也就是说在竞标成功后应当由该企业的财管部门对整体项目资金做统一管理和控制，实现该项目成本管理的独立;其次是对于资金支出必须严格监督。相关部门应当详细记录该项目的资金支出明细，并由专项审核部门对支出资金做规律性的审查并确保属实无误;最后对于施工以外的开支也应当进行必要控制。在工程建设项目中，为增强施工单位的经济实力，确保各参建队伍的根本利益，必须实现工程建设的最大化经济效益。因此在工程施工中，建设单位必须对施工各环节的工程造价进行有效的管理，针对影响工程造价的因素，有针对性的进行科学控制，从而实现工程造价管理的科学性和高效性，促进我国工程建筑行业健康发展。

参考文献

[1]帅志兴.审核工程造价依据的有关问题[J].水利水电工程造价，(3).

[2]贾传兰.谈影响工程造价的几个因素[J].新疆化工，(2).

烟煤粘结指数测定的影响因素 第4篇

关键词：烟煤,粘结指数

烟煤的粘结指数是用于评判烟煤的塑性的一个指标, 根据粘结指数的大小确定煤的牌号。测定烟煤的粘结性可以评价烟煤在加热过程中的粘结能力, 是判别烟煤的结焦性、粘结性的一个关键指标。

实验室测定烟煤粘结指数依据《GB/T5447–1997烟煤粘结指数的测定方法》, 使用辽宁同辉科技发展有限公司制造CAEZ-92207型粘结指数测定仪。粘结指数测定原理是将一定质量的试验煤样和专用无烟煤样 (我国以宁夏汝萁沟矿生产的专用无烟煤为标准煤样) , 在规定的条件下混合, 快速加热成焦, 所得焦块在一定规格的转鼓内进行强度检验, 以焦块的耐磨强度, 即对抗破坏力的大小表示试验煤样的粘结能力。烟煤的粘结指数值得大小可以大致确定该煤的主要用途, 判断单种煤质量优劣, 指导炼焦煤经济合理配比, 改善焦炭质量。工作期间, 因烟煤粘结指数数值, 经常与供煤商及使用单位焦化厂发生烟煤质量争议。经过长时间工作实践, 了解影响烟煤粘结指数各因素。

1 采样

采集的试验样在存放期间中容易风化, 风化后的煤, 氧含量增加, 含碳量降低, 影响烟煤粘结能力, 粘结指数偏低。在采样时, 必须采取新鲜的未经破碎的煤样, 可以提高粘结指数测定结果的准确度。采集煤堆上烟煤样时, 须除去0.2m的表面氧化层, 再采取煤样。煤样氧化后会影响烟煤的粘结能力, 所以从采制样的时间不应超过7天。

2 制样

标准中对粘结指数测定的样品粒度有明确的规定, 制样过程中要逐级进行破碎, 烟煤种类不同则煤的硬度大小不同, 把握握好研磨时间的长短, 减少煤样粒级比例。试验样研磨时间最好控制在40s内, 保证 (0.1~0.2) mm煤样粒度占全部试验煤样的20%~35%。如果煤样 (0.1~0.2) mm粒度的比例小于20%时, 那么试验煤样的粒度组成变得细微, 同样质量的烟煤比表面积偏大, 与惰性组分结合越充分, 粘结能力越强, 得到的焦块强度更好, 导致粘结指数值偏高。但偏高的趋势随煤种的不同而异;若试验煤样 (0.1~0.2) mm粒度的比例大于35%时, 试验煤样的粒度组成变粗, 导致粘结指数值偏低。

3 搅拌方法

煤样和专用无烟煤的混合均匀程度完全取决句于搅拌方法和时间, 两者的混合越均匀, 测定结果越准确。粘结指数测定操作过程中, 需要人工手持搅拌丝搅匀无烟煤和试验用烟煤。国家标准中规定了测定的搅拌时间及方法。试验中应严格按照标准规定执行, 充分混匀试验煤样, 搅拌丝与坩埚倾斜一定角度后顺时针和逆时针两个方向不断搅拌, 注意搅拌时不要将样子溅出来, 造成人为的误差, 导致粘结指数值偏差。

4 压块质量

国家标准中规定采用质量为 (110-115) g镍铬钢压块, 那么压块在这里起施加一个外力的作用, 有效促进煤粒在熔融中完全粘结无烟煤。压块质量越大粘结越好, 粘结指数就好偏高。经过一段实验后, 压块长时间使用氧化后发生剥蚀, 它会出现质量减轻的现象。那么长期试验后要注意检验压块质量, 当压块质量小于110g时, 试验过程中就不要在使用此压块。

5 焦化温度

将煤样与专用无烟煤充分搅拌加压后, 放置在850℃马弗炉中加热, 马弗炉内靠近炉口处温度要低一些, 实际操作中, 打开和关闭炉门的过程中, 马弗炉内温度会降低, 焦化温度越高, 烟煤的粘结指数偏高。而且煤种不同, 偏高的幅度也不同。将坩埚置于马弗炉内部靠近电偶测温点处, 不要靠近炉门, 避免不必要的误差;马弗炉炉温要定期矫正, 保证焦化温度控制在 (850+10) ℃。

6 焦化时间

相同焦化温度850℃, 不同焦化时间, 试验过程中延长焦化时间, 粘结指数测定结果就好偏高, 但不是很明显。为确保粘结指数值的准确度, 试验中严格按国家标准规定, 控制焦化时间为15min

7 回升速度

国家标准方法规定, 压块后试验煤样快速放入马弗炉中, 炉温应6 min内恢复到850℃。炉温回升速度的快慢, 直接影响焦块在有效的焦化温度下焦化时间长短, 导致粘结指数的检测结果出现偏差。炉温回升速度快, 焦块的焦化时间长, 粘结指数测定结果就会偏高;反之, 马弗炉加热效果不够, 炉温回升速度慢, 造成粘结指数测定结果就会降低。所以, 试验中严格按国家标准规定, 控制炉温的回升速度。

8 转鼓的转速和时间

粘结指数是烟煤形成焦块后耐磨强度或对破坏抗力大小的指标, 转鼓的转速和时间影响焦块承受研磨力或破坏力的大小。转鼓速度越快, 焦块转动的时间就好变长, 焦块承受研磨力和破坏力变大, 导致粘结指数值降低。国家标准规定转鼓的转速为 (50+2) r/min, 转动时间是5 min之内, 总转速为 (250+10) r/min。

9 转鼓后过筛

国家标准中规定焦块二次转鼓试验后必须通过1mm的圆孔筛, 然而试验操作中, 各种原因, 有些分析人员目测手工捡取代焦块, 有时只捡大块, 不要小块或者人为地捏一捏焦块, 粘结能力不太好的煤被捏得粉碎, 造成人为误差, 导致粘结指数测定结果与真实值有偏差。

1 0 结语

综上所述, 烟煤粘结指数测定时规范性较强的实验, 每一步的操作步骤不规范都会对粘结指数值造成偏差。试验过程中, 分析人员必须严格按国家标准中的各项规定操作。分厂加大分析人员技术培训力度, 减少人为误差, 改进操作方法, 加大抽查力度。采取自查、专查、互查的方式, 进行不定期抽查, 才能获得准确而精密的结果, 保证粘结指数数据的准确性。

参考文献

[1]GB/T5447-1997烟煤粘结指数测定方法.

[2]李向利, 张国良主编.煤炭采制样理论与实践.中国标准出版社.

粘结的影响因素与控制 第5篇

1 测定原理

将一定质量的试验煤样和专用无烟煤, 在规定的条件下混合, 快速加热成焦, 所得焦块在一定规格的转鼓内进行强度试验, 根据焦块的耐磨强度, 即抗破坏能力的大小, 用规定的公式计算粘结指数, 以表示试验煤样的粘结能力。

2 试验条件对结果的影响

测定烟煤粘结指数是一项规范性很强的试验, 其测定结果随试验条件而发生变化, 在GB/T5447-1997《烟煤粘结指数测定方法》中对煤样的粒度、搅拌方法和时间、马弗炉的温度控制、压块的质量、转鼓等各个参数均有明确的规定。在实验室中其试验条件均能达到国标的要求, 因此在无特殊情况下对试验的结果无明显的影响。

3 无烟煤对结果的影响及改进措施

在工作中我们会发现进厂煤的质量发生单向性变化, 在分析原因时发现:化验人员使用了刚购进的无烟煤, 其他方面均未有所变化。我们用正在使用的无烟煤及新购进的无烟煤做实验来验证是否为无烟煤的更换所引起的变化, 试验的数据如下:

从上述数据可知:使用新购进的无烟煤与现在使用的无烟煤测定结果相比较, 呈现出了单向性偏高的趋势。

测定烟煤粘结指数时对无烟煤的要求为符合GB14181-1997《测定烟煤粘结指数专用无烟煤技术条件》, 但在企业的实验室中得到无烟煤的途径为采购成品, 在购买后又很难鉴别其粒度是否达到要求, 况且企业分批采购又很难保证每一批的质量相同。因此在操作的过程出现更换无烟煤后进厂煤的质量发生单向性变化就在所难免。

无烟煤质量的稳定是保证烟煤粘结指数准确测定前提。在购进新的无烟煤时我们做对比试验, 用2批无烟煤多次测定同一样品, 当结果一致时我们认为新近的无烟煤可用。

4 搅拌后拨平方式对结果影响及改进措施

国标中要求:搅拌后将坩埚壁上的煤粉轻轻扫下, 用搅拌丝将混合物小心拨平。在实验室操作的过程中经常出现在搅拌后晃动坩埚使混合物上层水平, 而非将混合物拨平。为此我们做了不同G值煤样的试验, 结果如下:

上述数据表明此操作将使不同G值的煤样结果偏高, 因此在操作过程中要注重细节的正确处理。

5 结论

总之, 在整个测定过程中, 影响煤粘结指数测定准确性的因素很多, 它是一个操作规范性很强的方法, 其测定结果会随试验条件的不同而变化, 在煤粘结指数测定过程中, 影响测定准确性的因素很多, 其测定结果会随试验条件的不同而变化。因此当试验的结果出现差异时, 应仔细检查各方面影响因素, 从细节入手有针对性地加以解决。

摘要：烟煤的粘结指数反映了烟煤热加工的特性, 也是炼焦煤重要的工艺指标, 对于优化配煤及组织炼焦成产起着至关重要的作用, 为了提高化验过程中粘结指数的测定的准确度, 本文从日常的操作入手分别从无烟煤的质量、搅搅拌后的拨平方式等细节方面入手, 探讨了不同的试验条件下对同一煤样进行测定结果的差异及改进措施。

关键词：无烟煤,拨平方式,准确度

参考文献

[1]朱银惠.煤化学.北京:化学工业出版社, 2004.

[2]GB/T5447-1997.烟煤粘结指数测定方法.

[3]王洁.第三十三届国际煤岩会议综合报告[J].中国矿业大学学报, 1980.

[4]A.B.阿尔介莫夫, 于不凡.关于按煤的介电性质预测其突出危险性的可能[J].矿业安全与环保, 1980.

[5]王佑安.按煤的电介质性质预测煤突出危险的可能性[J].煤矿安全, 1980.

[6]抚顺煤炭研究所瓦斯组份小组.突出煤层的瓦斯组份[J].煤矿安全, 1980.

粘结的影响因素与控制 第6篇

研究表明, 在行车荷载作用下, 沥青铺装层下5cm处产生较大的水平剪切应力, 即使在12cm面层下的防水层上, 仍有0.1MPa的剪切应力[5]。防水粘结层剪应力的反复作用很容易导致该层结构的破坏, 不仅对桥面铺装的工作造成不利影响, 还为桥梁结构带来安全隐患。然而影响防水粘结层剪应力分布的因素很多, 较为显著的是荷载水平、车辆的行驶状态, 以及防水粘结层的自身因素, 其中自身因素包括厚度、模量和泊松比等。

因此, 本文利用ANSYS建立含防水粘结层的桥面铺装结构力学计算模型, 针对上述各影响因素分别对防水粘结层进行力学分析, 尤其是最大剪应力, 确定各因素对混凝土桥梁防水粘结层剪应力的影响规律, 找出主要的影响因素, 从而为减小防水粘结层剪应力、提高使用寿命、保障桥梁运营安全提供理论依据, 为合理地选择防水粘结层材料, 以及确定桥面铺装的设计参数提出建议。

1 有限元模型建立及计算参数

桥面铺装结构共三层, 分别为沥青铺装层、防水粘结层和钢筋混凝土桥面板, 假定沥青铺装层、防水粘结层和桥面板之间均为完全连续。模型长宽分别为10m和7m, 厚度为0.4m, 端部设置横隔板, 此处模型总高度1.5m。单元选用八节点等参单元SOLID45单元, 根据施加荷载的需要, 在模型顶面两个矩形区域内覆盖154号表面单元, 通过该单元可以对模型施加3D车辆荷载。各结构层的材料参数如表1所示, 本研究假定各结构层材料均为线弹性。

模型网格划分情况如图1 (a) 所示, 为提高运算效率, 同时不降低结果精度, 在荷载作用区域附近将网格进行加密处理。边界条件为:两端约束纵向变形, 底座处完全约束, 两个侧面约束横向变形, 行车荷载作用在桥面板的中心位置, 约束条件如图1 (b) 所示。计算时, 车辆荷载采用矩形均布荷载, 作用面尺寸以及荷载大小选择胡小弟[6]通过实测得到的不同轴载条件下的结果。

2 车辆荷载对防水粘结层剪应力影响分析

2.1 荷载水平对防水粘结层剪应力影响

选择四种荷载水平 (单个轮胎) :25k N、30k N、50k N、60k N, 即标准轴载、超载20%、100%、140%, 计算不同轴载条件下防水粘结层所承受的最大剪应力, 分析荷载水平对防水粘结层剪应力的影响。此时, 防水粘结层模量取200MPa, 泊松比0.3, 厚度5mm, 其他结构层参数按表1中的取值。

实际轮胎与路面作用的接地面积和平均接地压力与胎压和荷载水平有关, 采用胡小弟[6]通过实测结果拟合得到的经验公式式 (1) 、式 (2) , 得到不同载荷条件下的接地面积和平均接地压力, 如表2。公式对应的轮胎类型为11.00-20走向花纹轮胎, 胎压为0.81MPa。在荷载水平较高时, 随荷载增大, 轮胎与路面的接地面宽度基本保持不变, 长度增大, 本研究采用的接地面积和平均接地压力如表2。

式中:A为接地面积, mm2;p为平均接地压力, MPa;P为荷载水平, k N。

不同荷载水平下防水粘结层剪应力计算结果如表3所示。计算结果表明, 防水粘结层最大剪应力随荷载水平的增加而显著增大, 当超载率为140%时, 最大剪应力为标准轴载的1.63倍, 说明荷载水平是防水粘结层剪应力的重要影响因素。

2.2 行车状态对防水粘结层剪应力影响

现有的关于桥面防水粘结层应力分析的研究表明, 车辆行驶状态对防水粘结层剪应力有较大的影响。桥面铺装所受到的车辆荷载, 除竖向的接触压力以外, 由于车辆刹车、加速等不同行驶状态还会产生较大的水平力作用, 尤其是沿行车方向水平力。因此本节的研究选取统一的结构层材料参数, 通过变换车辆走向的水平力系数 (水平力/竖向力) 研究车辆行驶状态对桥面防水粘结层剪应力的影响, 计算结果如表4所示。

表4中的计算结果表明, 随横向力系数增加, 桥面防水粘结层内的最大剪应力近似线性增加, 但增大幅度不大, 当横向力系数达到0.5时, 最大剪应力为匀速行驶时的1.2倍。这说明经过沥青铺装层的应力扩散以后, 车辆行驶状态的变化对防水粘结层最大剪应力虽然存在一定影响, 但影响有限。因此在防水粘结层设计和选用时需要考虑的荷载因素为荷载水平。

3 防水粘结层自身参数对剪应力影响分析

防水粘结层参数是该结构层所受应力作用的直接影响因素, 同时是进行防水粘结层设计选择防水粘结层材料的依据。因此针对匀速行驶时标准轴载 (接触应力为0.77MPa) 作用下的桥面铺装结构进行应力分析, 研究粘结层厚度、模量、泊松比对最大剪应力的影响。

3.1 粘结层厚度

防水粘结层厚度分别取1mm、2mm、3mm、4mm、5mm进行力学分析, 防水粘结层厚度与层内最大剪应力关系如图2所示。从图中可以看出, 随粘结层厚度从1mm增大到5mm, 粘结层最大剪应力与厚度之间并非呈现线性的对应关系。在粘结层厚度为3.5mm时层内最大剪应力达到峰值, 约为0.185MPa, 粘结层厚度小于3.5mm时最大剪应力随厚度增加而增大, 粘结层厚度大于3.5mm时最大剪应力随厚度增加而减小。但从数值上看, 粘结层所受最大剪应力随厚度的变化很小。因此在对防水粘结层进行设计时, 可以不考虑粘结层厚度的影响。

3.2 粘结层模量

防水粘结层不同材料组成的选择, 必然导致该结构层的模量存在差异, 而结构层模量是力学响应的重要影响因素, 因此本节分别考虑不同的防水粘结层模量, 计算层内最大剪应力, 计算结果如图3所示。同粘结层厚度对层内最大剪应力的影响规律类似, 当防水粘结层模量取200MPa时, 最大剪应力达到峰值0.184MPa, 随模量从20MPa增大到200MPa, 最大剪应力随模量增加而增大, 模量大于200MPa时, 防水粘结层内的最大剪应力有所减小。最大剪应力峰值为最小值的1.5倍, 说明防水粘结层所受剪应力作用对自身模量的取值比较敏感。从模量的角度考虑, 在防水粘结层材料选择时应避免采用模量值在100MPa与200MPa之间的材料。

3.3 粘结层泊松比

不同的防水粘结层材料, 泊松比也会存在差异。一般来说, 防水粘结层泊松比的取值在0.2~0.4之间。本节的研究考虑四种不同的泊松比, 计算防水粘结层泊松比对层内最大剪应力的影响, 计算结果如图4所示。

图4中的计算结果表明, 防水粘结层的泊松比对最大剪应力存在显著的影响, 当泊松比为0.2时, 最大剪应力计算结果最大, 为0.227MPa, 随泊松比增大最大剪应力近似线性减小, 当泊松比增大到0.35时, 最大剪应力计算结果为0.157MPa, 为泊松比为0.2时的0.69倍。因此为减小防水粘结层所承受的剪应力作用, 建议选用泊松比较大的材料。

通常材料越坚硬, 泊松比越大, 相应的模量也较大。结合3.2节的计算结果, 建议选择较为坚硬的防水粘结层材料 (模量在200~300MPa之间, 泊松比在0.25~0.35) , 这对自身抗剪切疲劳较为有利。

4 结论

(1) 荷载水平是防水粘结层剪应力的重要影响因素, 防水粘结层最大剪应力随荷载水平的增加而显著增大, 当超载率为140%时, 最大剪应力为标准轴载的1.63倍。在防水粘结层设计和选用时需要重点考虑的外部因素为荷载水平。

(2) 经过沥青铺装层的应力扩散以后, 车辆行驶状态的变化对防水粘结层最大剪应力虽然存在一定影响, 但影响有限, 当横向力系数达到0.5时, 最大剪应力为匀速行驶时的1.2倍。

(3) 防水粘结层所受最大剪应力随厚度的变化很小;粘结层剪应力对自身模量的取值比较敏感, 从模量的角度考虑, 在防水粘结层材料选择时应避免采用模量值在100MPa与200MPa之间的材料;随泊松比增大最大剪应力近似线性减小, 建议选用泊松比较大的材料。

(4) 选择较为坚硬的防水粘结层材料 (模量在200~300MPa之间, 泊松比在0.25~0.35) , 这对自身抗剪切疲劳较为有利。

摘要：通过建立混凝土桥梁桥面铺装的3D有限元模型, 分析不同荷载水平、车辆行驶状态, 以及防水粘结层厚度、模量和泊松比等不同影响因素对防水粘结层内部最大剪应力的影响。计算结果表明:荷载水平是防水粘结层剪应力的重要影响因素, 超载率为140%时最大剪应力可达到标准轴载的1.63倍, 行车状态对防水粘结层最大剪应力影响有限;经过沥青铺装层的应力扩散以后, 车辆行驶状态的变化对防水粘结层最大剪应力影响有限;防水粘结层所受最大剪应力随厚度的变化很小, 但对模量和泊松比变化较为敏感;较为坚硬的防水粘结层材料 (模量在200300MPa之间, 泊松比在0.250.35) , 对自身抗剪切疲劳较为有利。

关键词：桥面铺装,防水粘结层,有限元,剪应力

参考文献

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[6]胡小弟, 孙立军.实测重型货车轮载作用下沥青路面力学响应[J].同济大学学报 (自然科学版) , 2006 (1) :64-68.

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[8]范永年.桥面铺装防水粘结层力学性能分析研究[J].华东公路, 2010 (2) :56-58.

粘结的影响因素与控制 第7篇

山西省2012年2月20日实施了《公路沥青铺装层层间结合质量技术要求》 (DB14/T647-2012) 地方标准, 提出了沥青铺装层层间结合的技术指标及质量要求, 给出了相关的现场测试方法。该标准的实施为山西省沥青路面层间结合施工质量提出了要求, 进一步明确了层间结合现场质量控制的重要性。为开展现场层间粘结强度测试方法及影响因素研究, 对山西省某条二级公路进行了现场检测, 并开展了相关研究。

检测路段路面结构为水泥稳定碎石基层+4cm厚AC-16下面层+3cm厚AC-13上面层, 透层油为普通乳化沥青, 粘层油为改性乳化沥青。

2 检测方法

检测方法采用《公路沥青铺装层层间结合质量技术要求》DB14/T647-2012附录A粘结强度检测方法, 检测仪器见图1。

记录内容包括试验日期、施工时间、路面结构、空气温度、地表温度、上层厚度、断裂状态和粘结力。

粘结强度计算如公式 (1)

式中:P—粘结强度, MPa;

F—拉拔力, kN;

r—芯样半径, 取r=5cm。

3 现场检测结果

3.1 基层与下面层粘结强度检测结果

对共6段已铺筑下面层路段进行了基层与下面层层间的粘结强度试验, 每处路段检测1~2处, 共采集数据25个, 平均层间粘结强度值为0.137MPa, 其中13处为层间处断裂, 平均层间粘结强度值为0.165 MPa, 现场检测结果见表1。

3.2 上下面层粘结强度检测结果

对洒布改性乳化沥青粘层路段进行了上、下面层层间的粘结强度试验, 共采集数据13个, 平均层间粘结强度值为0.477MPa, 其中4处为层间处断裂, 平均层间粘结强度值为0.435MPa。对未洒布改性乳化沥青粘层路段进行了上、下面层层间的粘结强度试验, 共采集数据6个, 平均层间粘结强度值为0.270MPa, 其中5处为层间处断裂, 平均层间粘结强度值为0.229MPa, 现场检测结果见表2。

4 层间粘结强度影响因素分析

4.1 地表温度

从表2中洒布粘层油路段的检测结果可知, 粘结强度与地表温度具有负相关性, 即温度高时, 检测值较低, 温度低时, 检测值较高, 见图2。

沥青混合料对温度具有较强的敏感性, 当气温较高时, 混合料强度降低, 抗变形能力及抗拉能力降低。因此在开展现场粘结强度检测时, 地表温度对检测结果有很大影响, 地表温度较高 (大于30℃) 时, 沥青混合料本身抗拉能力下降, 当混合料抗拉极限强度低于层间粘结强度时, 就会出现拉拔芯样在施加垂直向上拉力时自身断裂, 此时的检测力值为混合料的最大抗拉力, 非层间的最大粘结力;检测时温度较低 (小于10℃) 时, 沥青混合料抗拉强度过大, 层间粘结性能良好时, 易导致基层断裂, 此时的检测力值非层间粘结力, 因此温度过高或过低时也不宜开展此项试验。

《公路沥青铺装层层间结合质量技术要求》DB14/T647-2012规定沥青铺装层层间结合粘结强度检测温度以20℃为准, 其他温度检测时需进行温度修正, 粘结强度温度修正系数见表3。

注:检测到的粘结强度与修正系数相乘为修正后的粘结强度值。

4.2 粘层油

从表2知, 洒布改性乳化粘层路段的沥青层间粘结强度是未洒布路段的1.77倍, 其中有效数据的粘结强度比为1.90。粘层油的洒布量对粘结强度的影响较大, 粘层油洒布量要求一般为0.3~0.5L/m2, 折合沥青用量为0.8~0.9kg/m2。粘层油施工时应均匀喷洒, 否则将造成局部粘结强度不足, 粘结强度检测结果变异性大。从表2洒布粘层路段检测结果可知, 在地表温度差异较小 (25~29℃) 时, 层间粘结强度平均值为0.477MPa, 标准差为0.117MPa, 变异系数为0.246, 说明该路段粘层油洒布不均匀。

4.3 铺筑时长

铺筑时长仅在沥青混合料降温之前有一定的影响, 经过碾压降温后, 层间粘结强度基本不再增加。从表2知, 铺筑时长为2d共检测4处, 层间粘结强度最大值 (0.563MPa) 是最小值 (0.289MPa) 的1.95倍。第2天粘结强度最大值 (0.563MPa) 是第8天最小值 (0.432MPa) 的1.30倍。因此铺筑时长与粘结强度无相关性。

沥青混合料刚铺筑后处于降温阶段时, 若开展现场检测, 由于沥青混合料本身温度较高, 在试验过程中容易发生自身断裂, 检测不到层间粘结强度值, 因此尽管这一阶段铺筑时长会影响粘结强度, 但不建议此时进行检测。

4.4 下承层表面洁净干燥程度

对层间粘结强度的影响因素还有下承层表面的洁净度, 在洒布透层、粘层前, 若未对路表进行清扫, 则松散的石子、砂、土等夹在层间将降低层间的粘结强度。甚至导致层间无任何粘结性。

在铺筑上层材料时, 若下承层表面有水, 也将降低层间粘结强度。

5 结论及建议

(1) 基层与下面层层间粘结力较面层层间的粘结力小, 粘结强度比为0.4~0.7。

(2) 无论是基层与沥青面层还是沥青面层与面层之间, 其粘附性能和温度有很大的关系, 一般规律为温度越高粘附性能越差, 为此, 需通过换算转换成标准温度下的粘结力。

(3) 喷洒粘层油可提高面层层间的粘结性, 但洒布前需对表面进行清理。

(4) 除以上提到的影响因素外, 沥青路面铺筑层层间粘结强度还受到施工碾压、上层混合料类型、摊铺温度等施工因素的影响。

(5) 开展影响因素影响量的分析, 只能在限定其他条件情况下才可进行分析, 因此, 需在实验室的标准条件下, 进行相关性试验, 通过试验, 可建立各主要因素与粘结性的相关关系。

(6) 在现场试验中, 试验用胶结材料 (粘结路表与拉拔仪材料) 在一定温度条件下出现自身断裂现象, 需进一步合理选择胶结材料。

参考文献

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[2]JTG D50-2006, 公路沥青路面设计规范[S].

[3]李志强.微表处与沥青面层粘结性能研究[J].建设机械建筑与管理, 2009 (02) .