Определение характеристик пластично-вязких материалов

Пластично-вязкие свойства дисперсных систем измеряются

физическими методами, на основе изучения реологических характеристик

дисперсных систем.

Можно выделить три типа систем, различных по своим

реологическим свойствам: истинные (ньютоновские) жидкости;

структурированные жидкости, не обладающие предельным напряжением

сдвига; пластично-вязкие системы, обладающие предельным напряжением

сдвига.

В области ламинарного потока динамические свойства жидкостей

характеризуются вязкостью. Дисперсную систему можно рассматривать как

истинную жидкость только при малой концентрации дисперсной фазы, когда

ее влияние проявляется только в увеличении вязкости. Согласно формуле

Гутмана вязкость дисперсных систем

ç =ç 0 (1+ 2,5 c +14,1 c 2), (43)

где η0 – вязкость дисперсной среды;

с – концентрация дисперсной фазы.

Технические дисперсные системы (окрасочные составы, шликеры,

жидкие полимеры, битумы и т.п.) являются структурированными

жидкостями; их вязкость уменьшается по мере разрушения структуры, и

лишь вязкость предельно разрушенной структуры – постоянная величина.

Таким образом, вязкость таких систем можно оценить с помощью

показателя условной структурной вязкости, определяемой по стандартной

методике и выражаемой в условных единицах. Условная вязкость таких

материалов, например, жидких битумов, выражается временем (в секундах),

в течение которого через отверстие определенного диаметра из сосуда

вытекает определенный объем жидкости.

Реологические свойства концентрированных дисперсных систем

(цементного и глиняного теста, бетонных и растворных смесей) можно

описать с помощью модели Шведова-Бингама, для которой

дифференциальное уравнение течения имеет вид:

·

τ = τ0+ ηпл ã, (44)

·

где ã – скорость деформации сдвига;

ηпл – пластическая вязкость.

Видно, что прочность такой структуры характеризуется предельным

напряжением сдвига τ0, а сопротивление вязкому течению, происходящему

при τ > τ0, зависит от пластической вязкости ηпл. Для определения

реологических свойств - τ0 и ηпл – используют конические и ротационные

пластометры и другие приборы.

Стандартные технические методы оценки пластично-вязких свойств

пастообразных материалов можно разделить на следующие группы:

- методы и приборы, основанные на проникании наконечника

правильной геометрической формы в испытуемый материал – пестик и игла

для цементного теста, конус для строительных растворов, пенетрометр для

битумов, консистеметр для теплоизоляционных мастик;

- методы определения осадки и расплыва массы, которой сначала

придана правильная геометрическая форма (бетонная смесь, цементный

раствор, гипсовое тесто);

- методы и приборы для измерения времени, необходимого для того,

чтобы испытуемая масса заняла определенный объем под действием

вибрирования (технический вискозиметр).

Бетонная смесь также характеризуется структурными показателями,

такими как плотность и пористость.

Плотность – отношение массы уплотненной бетонной смеси к ее

объему; определяется в цилиндрическом сосуде емкостью 5 л – при

наибольшей крупности заполнителя до 40 мм, - и 15 л, если этот показатель

превышает 40 мм. Для ускоренного контроля плотности на производстве

допускается проводить определения в формах, используемых для

изготовления контрольных образцов бетона.

Пористость бетонной смеси определяют расчетным или

экспериментальным методами по ГОСТ 10181-2000. Предусмотрено

определение объема вовлеченного воздуха и объема межзерновых пустот в

бетонах на пористых заполнителях и в крупнопористых бетонах.

Расслаиваемость бетонной смеси также является ее структурной

характеристикой. Ее определяют по показателям растворо- и водоотделения.

Раствороотделение бетонной смеси, характеризующее ее связность при

динамическом воздействии, определяют сопоставлением содержания

растворной составляющей бетонной смеси в нижней и верхней частях

свежеотформованного образца размером 200×200×200 мм. Для этого после

уплотнения бетонной смеси в течение времени равном 10Ж с, (Ж – жесткость

смеси, с), а для подвижных смесей в течение 25 с, верхний слой смеси,

высотой 10 см из формы отбирают. Затем смеси нижнего и верхнего слоев

взвешивают и подвергают мокрому рассеву на ситах с отверстиями 5 мм.

Фракцию более 5 мм отмывают, высушивают, взвешивают. Содержание

растворной части в верхней и нижней части уплотненной бетонной смеси, %,

рассчитывают по формуле:

Vp =

mсм − mк

mсм

100, (45)

же.

где mсм – масса смеси в верхней либо нижней части;

mк – масса отмытого и высушенного крупного заполнителя там

Показатель раствороотделения бетонной смеси, %, рассчитывают по

формуле:

Пp =

∆Vp

∑ Vp

100, (46)

где ∆ Vр – разность между содержанием растворной составляющей в

верхней и нижней частях образца;

Σ Vр – суммарное содержание растворной составляющей в верхней

и нижней частях.

Водоотделение бетонной смеси, характеризующее ее связность в

состоянии покоя, определяют после ее отстаивания в цилиндрическом сосуде

в течение определенного промежутка времени. Смесь в сосуде

предварительно уплотняют по ГОСТ 10180-90. Уровень бетонной смеси

должен быть на (10±5) мм ниже верхнего края сосуда. Сосуд накрывают

стеклом (паронепроницаемым материалом) и оставляют в покое на 1,5 ч.

Затем пипеткой отбирают отделившуюся воду, собирают в стакан и

взвешивают. Водоотделение характеризуют, как отношение объема

отделившейся воды к объему исходной бетонной смеси.

Дата добавления: 2014-01-20