基于EDEM 的水泥团破碎过程模拟＊

付 石

（长安大学，陕西 西安 710064）

水泥混凝土是水泥、水、沙、石、添加剂等按照适当比例配合，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化过程而成的人造石材，广泛应用于我国工农、交通、国防、水利、市政等建设工程中[1]。现有研究发现水泥混凝土在搅拌后，肉眼观察到的水泥混凝土中的水泥浆用微观显微镜观察，发现其中有10%～30%的水泥团聚在一起，并没有均匀分散在水中，而是形成了微小的干粉团和絮凝团，对混凝土的强度和工程耐久性产生不利影响。因此，利用EDEM 软件和离散单元法建立水泥团粒模型，采用不同转速分别模拟计算，探究其对水泥团粒破碎情况的影响，有着十分重要的意义。

1 EDEM离散元仿真模型建立

搅拌过程中的水泥浆涉及到两种需要混合的颗粒相，一种是单个水泥，另一种是水泥团。常使用EDEM 软件在水泥团几何模型中用单个水泥颗粒覆盖、分散来填充建立水泥团几何模型，如图1所示。

图1 水泥团创建

EDEM计算过程中，工厂无法产生水泥团，此时需要插入API来进行颗粒替换。当到达设置的替换时间时，会将之前的被替换颗粒移除，替换成水泥团，如图2所示。

图2 颗粒替换

2 颗粒粘结计算

EDEM 仿真计算过程中，所构建的水泥团只有尽可能贴近实际情况，才能保证计算的准确性，结果的可靠性。因此，需要合理确定水泥、水泥团和搅拌设备几何模型的本征参数、基本接触参数和接触模型参数等。为简化计算过程，文章采用球形颗粒分别替代单个水泥和水泥团，粒径分别为0.25 mm、1.5 mm。……