混合料流變特性演示文稿

混合料流變特性演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有35頁\編輯于星期五優(yōu)選混合料流變特性現(xiàn)在是2頁\一共有35頁\編輯于星期五主要內(nèi)容流變學(xué)簡介流變學(xué)的基本原理流變學(xué)的研究內(nèi)容流變學(xué)的基本單元混合料的流變模型混合料的流變實驗現(xiàn)在是3頁\一共有35頁\編輯于星期五簡介一、定義：流變學(xué)--是研究物體中的質(zhì)點因相對運動而產(chǎn)生流動和變形的科學(xué)。流變學(xué)--是研究材料在應(yīng)力、應(yīng)變、溫度、濕度等條件下與時間因素有關(guān)的變形和流動性質(zhì)的科學(xué)。因為流變學(xué)能夠表達(dá)材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和宏觀特性之間的關(guān)系，所以它逐漸成為材料科學(xué)基礎(chǔ)理論的一個重要部分，并且涉及到各類類型的材料。如水泥混凝土、瀝青、油漆、泥石流等?，F(xiàn)在是4頁\一共有35頁\編輯于星期五簡介物質(zhì)的流變性--凡是在適當(dāng)?shù)耐饬ψ饔孟?，物質(zhì)能流動和變形的性能。流變學(xué)的研究對象--幾乎包括所有的物質(zhì)，綜合研究物質(zhì)的彈性變形，塑形變形和粘性流動。對水泥混凝土而言，則研究水泥漿、砂漿和混凝土混合料粘、塑、彈性的演變，以及硬化混凝土的強度、彈性模量和徐變等問題。徐變是指在一定的應(yīng)力水平下保持荷載不變，隨著時間的延續(xù)而增加的變形?，F(xiàn)在是5頁\一共有35頁\編輯于星期五簡介研究方法材料流變特性的模擬一般采用兩種方法，即物理模型和力學(xué)模型。物理流變模型--描述材料內(nèi)部物理特性，如分子運動、為錯運動、裂紋擴(kuò)張燈等對材料流變性能的影響。力學(xué)流變模型--主要探討簡單情況下（單軸壓縮或拉伸，單剪或純剪）材料的應(yīng)力-應(yīng)變特性，能夠預(yù)測任何應(yīng)力歷史和溫度變化下的材料變形，且比較簡單?，F(xiàn)在是6頁\一共有35頁\編輯于星期五流變學(xué)基本原理流變學(xué)基本原理1、任何實際存在的物質(zhì)，無時無刻不在“流動”；2、在承受各向同性壓力時，任何物質(zhì)的反應(yīng)都是相同的，即形態(tài)不變，密度稍增，一般具有彈性；3、彈性、粘性、塑性和強度是物質(zhì)四個基本流變特征，只是程度不同?，F(xiàn)在是7頁\一共有35頁\編輯于星期五流變學(xué)的研究內(nèi)容流變學(xué)是研究物體流動和變形的科學(xué)，是近代力學(xué)的一個分支。但力學(xué)只研究物體作為一個實體的運動規(guī)律，不聯(lián)系到物體本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。而流變學(xué)在研究流動和變形規(guī)律時必須聯(lián)系到物體機構(gòu)中質(zhì)點之間的相對運動。流變學(xué)也是研究物體彈、塑、粘性演變的科學(xué)。考慮時間、外界條件（溫、濕度）、荷載等對彈、塑、粘性的影響?，F(xiàn)在是8頁\一共有35頁\編輯于星期五流變學(xué)基本單元研究材料的流變特性時，要研究材料在某一瞬間的應(yīng)力和應(yīng)變的定量關(guān)系，這種關(guān)系常用流變方程來表示。而一般材料的流變方程的建立，都基于以下三種理想材料的基本模型(或稱流變基元)的基本流變方程上：1．胡克(Hooke)固體模型(H—模型)表示具有完全彈性的理想材料；2．圣維南(St.Venant)固體模型(StV—模型)表示超過屈服點后只具有塑性變形溝理想材料；3。牛頓(Newton)液體模型(N—模型)表示只具有粘性的理想材料?，F(xiàn)在是9頁\一共有35頁\編輯于星期五流變學(xué)基本單元由這三個基本模型串聯(lián)或并聯(lián)而成的多元模型，能近似地表示真實物體的流變特性?；炷潦钦场堋獜椥泽w，在硬化前主要表現(xiàn)為粘塑性體，硬化后則以粘彈性為主?，F(xiàn)在是10頁\一共有35頁\編輯于星期五流變學(xué)基本單元胡克（Hooke）彈性固體模型H-模型：理性彈性體模型采用一彈簧表示，在彈性極限內(nèi)，變形(γ)大小與作用力成正比，作用力出去后，變形一般都能全部消失。當(dāng)作用力超過極限剪應(yīng)力時，固體就失去彈性而產(chǎn)生不能消失的塑性變形。現(xiàn)在是11頁\一共有35頁\編輯于星期五流變學(xué)基本單元現(xiàn)在是12頁\一共有35頁\編輯于星期五流變學(xué)基本單元圣維南(St.Venant)塑性固體模型StV—模型：理想塑性體模型它是指一種理想塑性體，當(dāng)其固體產(chǎn)生變形的力超過屈服應(yīng)力后，在應(yīng)力不變的情況下，物體產(chǎn)生塑性流動。如果外加應(yīng)力等于屈服應(yīng)力時，物體以勻速流動。現(xiàn)在是13頁\一共有35頁\編輯于星期五流變學(xué)基本單元模型用一個靜置于桌面上的重物表示。重物與桌面間存在摩擦力。當(dāng)作用力達(dá)到并超過靜摩擦力時重物開始移動。當(dāng)減少到與動摩擦力相等時，重物即以勻速移動

τ0fτ流變方程:τ=

τ0τ0-屈服應(yīng)力

τ0

γ現(xiàn)在是14頁\一共有35頁\編輯于星期五流變學(xué)基本單元牛頓(Newton)粘性液體模型N—模型：理想粘性液體模型當(dāng)液體流動時，在流動著的液體中，可以沿著流動的方向?qū)⑵浞殖闪魉俨煌娜舾蓪?，則相鄰的兩層之間存在著與流動方向相反的阻力，這種阻力稱為粘性或內(nèi)摩擦力。其剪應(yīng)力τ與應(yīng)變速率(dγ/dt)之比為常數(shù)，這個常數(shù)稱為粘性系數(shù)λ?，F(xiàn)在是15頁\一共有35頁\編輯于星期五流變學(xué)基本單元牛頓液體的模型是用一個帶孔的活塞在裝滿具有粘性的圓筒形粘壺內(nèi)運動。

τ流變方程:τ=λdγ/dt

dγ/dt

現(xiàn)在是16頁\一共有35頁\編輯于星期五賓漢姆(Bingham)模型B-模型：混凝土混合料的流變模型B=NStv符號“”表示并聯(lián)，“”表示串聯(lián)現(xiàn)在是17頁\一共有35頁\編輯于星期五現(xiàn)在是18頁\一共有35頁\編輯于星期五混合料的流變模型模型：混凝土混合料的流變模型B=(NStv)H

現(xiàn)在是19頁\一共有35頁\編輯于星期五一般賓漢姆流體非牛頓流體現(xiàn)在是20頁\一共有35頁\編輯于星期五1、當(dāng)τ<τ0時，則并聯(lián)部分不發(fā)生形變，因此：τ=E?γ2、當(dāng)τ>τ0時，則并聯(lián)部分發(fā)生與應(yīng)力(τ-τ0)成正比的粘性流動，因此有：τ-τ0=λγ或τ

=τ0+λγ——Bingham方程3、若τ0=0，則成為牛頓液體公式

現(xiàn)在是21頁\一共有35頁\編輯于星期五混凝土混合料流變參數(shù)τ0與λ的含義屈服剪切應(yīng)力τ0是阻止塑性的最大應(yīng)力，又稱為塑性強度。在外力作用下產(chǎn)生的剪切應(yīng)力小于屈服剪切應(yīng)力時，混合料不發(fā)生流動；反之才會發(fā)生流動，并且可以塑成任意形狀的制品；而且只有在制品本身的重量不產(chǎn)生超過屈服剪切應(yīng)力的應(yīng)力時，制品的形狀才能保持不變?，F(xiàn)在是22頁\一共有35頁\編輯于星期五混合料的屈服剪切應(yīng)力取決于組成材料各顆粒之間的附著力和摩擦力。粘性系數(shù)λ是液體內(nèi)部結(jié)構(gòu)阻礙流動的一種性能。粘性是流動的反面。對不同的液體，粘性的大小取決于液體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。若粘性趨于無窮大，其流動微乎其微，可視為彈性固體。現(xiàn)在是23頁\一共有35頁\編輯于星期五對水泥漿、混凝土混合料這樣形成凝聚結(jié)構(gòu)的液體，其粘性系數(shù)λ隨剪切應(yīng)力或變型梯度而變化，即隨凝聚結(jié)構(gòu)的破壞程度而變化。當(dāng)凝聚結(jié)構(gòu)未破壞時，粘性系數(shù)具有恒定的最大值λ0；當(dāng)τ接近0時，粘性系數(shù)大大降低，結(jié)構(gòu)發(fā)生“雪崩”式的破壞；當(dāng)結(jié)構(gòu)完全破壞時，粘性系數(shù)達(dá)到最低值λmin?，F(xiàn)在是24頁\一共有35頁\編輯于星期五現(xiàn)在是25頁\一共有35頁\編輯于星期五混凝土混合料的流變實驗混凝土混合料的流變性能測定存在很多技術(shù)難點，目前尚處于不完善狀態(tài)，其中主要的有：回轉(zhuǎn)粘度儀(流變儀)法、提升球體型粘度計、兩點式試驗、剪切法試驗、滑移阻力實驗?，F(xiàn)在是26頁\一共有35頁\編輯于星期五回轉(zhuǎn)粘度儀（流變儀）法新拌混凝土所使用的回轉(zhuǎn)粘度儀大多為雙重圓筒型。使用該儀器可直接測定轉(zhuǎn)動力矩和回轉(zhuǎn)速度，再分別根據(jù)理論公式換算成剪切應(yīng)力和剪切應(yīng)變速率。有某一回轉(zhuǎn)速度和此時的力矩，可得到一組應(yīng)力和應(yīng)變速率。但是賓漢姆體模型中，應(yīng)力-應(yīng)變速率的關(guān)系不通過坐標(biāo)原點，所以僅由一個點不能確定曲線現(xiàn)在是27頁\一共有35頁\編輯于星期五因此，對于賓漢姆體需要改變回轉(zhuǎn)速度測定多組相應(yīng)的力矩，在應(yīng)力-應(yīng)變速率坐標(biāo)系內(nèi)找點，得到應(yīng)力-應(yīng)變速率曲線，通過直線的斜率和在應(yīng)力軸上的截距，求出新拌混合物的粘度系數(shù)和屈服應(yīng)力。但是回轉(zhuǎn)粘度儀比較適合于骨料顆粒較小的砂漿或水泥漿，并且只適用于屈服值較小的漿體?，F(xiàn)在是28頁\一共有35頁\編輯于星期五提升球體型粘度計本實驗方法是提升在混凝土拌合物中的球體，測定提升速度和提升荷載，以此來衡量拌合物的粘度。若球體大小一定，對賓漢姆體拌合物的提升速度下測定多個提升荷載值?，F(xiàn)在是29頁\一共有35頁\編輯于星期五提升球體粘度儀由于試驗方法簡單，被廣泛地應(yīng)用于砂漿和水泥漿的流變學(xué)常數(shù)的測定。但是該方法的理論基礎(chǔ)是在球體周圍產(chǎn)生層流，而混凝土拌合物由于內(nèi)部存在著顆粒較大的粗骨料，該方法很難適用，只限于測定非常柔軟的漿體式樣?，F(xiàn)在是30頁\一共有35頁\編輯于星期五兩點式試驗兩點式試驗方法是由G?H?Tattersall提出的用于測定新拌混凝土粘度的試驗方法。為了求得賓漢姆體的屈服值和塑性粘度這兩個流變學(xué)參數(shù)，與回轉(zhuǎn)粘度儀和提升球體試驗等方法同樣需要測定不同的兩點以上的應(yīng)力-應(yīng)變速率關(guān)系，兩點式試驗即表示這個概念。兩點式粘度儀是類似于攪拌機翼型的回轉(zhuǎn)式粘度儀，叫做兩點式試驗?，F(xiàn)在是31頁\一共有35頁\編輯于星期五采用回轉(zhuǎn)翼型的回轉(zhuǎn)儀，為了防止測量過程中材料分離，一般利用回轉(zhuǎn)翼一邊進(jìn)行攪拌，一邊測定多個力矩-回轉(zhuǎn)速度的關(guān)系。得到兩者的關(guān)系。由兩點式試驗得到的流變學(xué)參數(shù)值分別叫表觀屈服值和表觀塑性粘度?，F(xiàn)在是32頁\一共有35頁\編輯于星期五剪切法實驗剪切法試驗有兩種方法：其一是假設(shè)試樣在一個很薄的平面狀范圍內(nèi)發(fā)生剪切變形，進(jìn)行單面剪切試驗；另一種方法是假設(shè)試樣整體發(fā)生剪切變形，采用剪切箱實驗?，F(xiàn)在是33頁\一共有35頁\編輯于星期五后者適用于新拌混凝土的流變學(xué)特性。改變剪