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粘度,稠度及流變學的基本知識

首頁    粘度,稠度及流變學的基本知識

一、粘度和稠度的概念
首先這裏要解釋一下粘聚性和粘結力,這說的就是粘度和稠度,所謂粘度,就是物質內摩擦力的總和,是流動阻力的一種量度,是剪切應力與剪切速率的比,因此也叫粘度係數。但是這個名稱有待商榷,原因馬上會提到。而稠度,是物質本身所處狀態的描述,兩者並不一樣,比如有的東西很稠,但是不粘,但針對流動講,兩者絕大多數情況下,要表達的意思基本是一致的。有關粘度還要說明一些。
二、流變學的基本知識
流變學顧名思義,就是研究流動和形變的科學,最早由bingham提出,可用於研究所有物質,當然不包括經典的胡克彈性固體和牛頓粘性液體,因為牛頓流體力學中將粘性看作是簡單的線性規律,而事實上卻不是這樣,他假定剪切應力剪切速率之間是線性的關係,當然,至今很多的流變學研究還是使用線性框架,流變學中提出了幾個不同牛頓流體的模型,其中最為水泥基材料所廣泛使用的,就是賓漢姆模型,它用屈服應力和塑性粘度兩個參數來表征材料的流變性質,這兩個參數滿足下式,從式中就可以看出,賓漢姆模型隻是在牛頓流體粘度的表達式裏麵加了一個屈服應力的值,這個屈服應力就是指流體流動之初時的內摩擦力,符合賓漢姆模型的物體在屈服應力值之下,是固態的,僅表現一定的彈性變形,當應力值大於屈服應力,物體就變現為牛頓流體連續流動,而這時的應力值與剪切速率的比例,稱為塑性粘度,它和表觀粘度是不一樣的,表觀粘度就是粘度。我們再來介紹一下非牛頓流體粘度的變化情況,事實上,真實材料的粘度受到剪切速率,溫度,壓力和剪切時間的影響極大,他並不是一個係數,而是剪切速率的一個函數,因此,粘度又叫做剪切粘度或者剪切依賴性粘度。剪切變稀是一種比較普通的情況,也稱暫時粘度降或假型性,當然也有剪切增稠,對於剪切變稀的材料,表示粘度隨剪切應力變化曲線,當剪切速率很高時,粘度又趨於不變。這也被稱為觸變性。有關這些參數的測試方法,雖然已經多非常多的研究成果,但是至今還是沒有一個完備的檢測水泥基材料流變性能的試驗方法,而對於流變性能的表征,這點上也還在爭論之中,現今對於混凝土流變學的研究還比較少,對於流變性能的表征方法也還不成型,這也阻礙了粘度調節劑的普及使用。而我認為,現今混凝土流變學研究中,還應當注意的是,賓漢姆模型其實在很多情況下並不適用,他不能描述觸變性,不能描述摻加粘度調節劑之後混凝土坍落度的損失問題等,因此我認為粘度調節劑的研究依舊還是要從基礎著手,隻有將混凝土的流變搞清楚了,才能一步步展開下麵的工作。可能之前介紹的流變學概念比較難懂,我舉個例子,就比如我們擠牙膏,牙膏擠到牙刷上之後,是可以保持不動的,不會沿著牙刷刷毛的縫隙流下的,而牙膏又很容易從牙膏管子裏擠出,在牙膏從管中被擠出的過程,牙膏的流動可以看做是符合牛頓流體力學的,但是之後當牙膏停止在牙刷上,他的粘度又很快恢複了,這就是典型的非線性表現。

 

2017年8月13日 17:00
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