混合料流變特性演示文稿現在是1頁\一共有35頁\編輯于星期五優選混合料流變特性現在是2頁\一共有35頁\編輯于星期五主要內容流變學簡介流變學的基本原理流變學的研究內容流變學的基本單元混合料的流變模型混合料的流變實驗現在是3頁\一共有35頁\編輯于星期五簡介一、定義：流變學--是研究物體中的質點因相對運動而產生流動和變形的科學。流變學--是研究材料在應力、應變、溫度、濕度等條件下與時間因素有關的變形和流動性質的科學。因為流變學能夠表達材料的內部結構和宏觀特性之間的關系，所以它逐漸成為材料科學基礎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。現在是4頁\一共有35頁\編輯于星期五簡介物質的流變性--凡是在適當的外力作用下，物質能流動和變形的性能。流變學的研究對象--幾乎包括所有的物質，綜合研究物質的彈性變形，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力水平下保持荷載不變，隨著時間的延續而增加的變形。現在是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，即物理模型和力學模型。物理流變模型--描述材料內部物理特性，如分子運動、為錯運動、裂紋擴張燈等對材料流變性能的影響。力學流變模型--主要探討簡單情況下（單軸壓縮或拉伸，單剪或純剪）材料的應力-應變特性，能夠預測任何應力歷史和溫度變化下的材料變形，且比較簡單。現在是6頁\一共有35頁\編輯于星期五流變學基本原理流變學基本原理1、任何實際存在的物質，無時無刻不在“流動”；2、在承受各向同性壓力時，任何物質的反應都是相同的，即形態不變，密度稍增，一般具有彈性；3、彈性、粘性、塑性和強度是物質四個基本流變特征，只是程度不同。現在是7頁\一共有35頁\編輯于星期五流變學的研究內容流變學是研究物體流動和變形的科學，是近代力學的一個分支。但力學只研究物體作為一個實體的運動規律，不聯系到物體本身的內部結構和性質。而流變學在研究流動和變形規律時必須聯系到物體機構中質點之間的相對運動。流變學也是研究物體彈、塑、粘性演變的科學。考慮時間、外界條件（溫、濕度）、荷載等對彈、塑、粘性的影響。現在是8頁\一共有35頁\編輯于星期五流變學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力和應變的定量關系，這種關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。現在是9頁\一共有35頁\編輯于星期五流變學基本單元由這三個基本模型串聯或并聯而成的多元模型，能近似地表示真實物體的流變特性。混凝土是粘—塑—彈性體，在硬化前主要表現為粘塑性體，硬化后則以粘彈性為主。現在是10頁\一共有35頁\編輯于星期五流變學基本單元胡克（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，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。當作用力超過極限剪應力時，固體就失去彈性而產生不能消失的塑性變形。現在是11頁\一共有35頁\編輯于星期五流變學基本單元現在是12頁\一共有35頁\編輯于星期五流變學基本單元圣維南(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，當其固體產生變形的力超過屈服應力后，在應力不變的情況下，物體產生塑性流動。如果外加應力等于屈服應力時，物體以勻速流動。現在是13頁\一共有35頁\編輯于星期五流變學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。當作用力達到并超過靜摩擦力時重物開始移動。當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-屈服應力

τ0

γ現在是14頁\一共有35頁\編輯于星期五流變學基本單元牛頓(Newton)粘性液體模型N—模型：理想粘性液體模型當液體流動時，在流動著的液體中，可以沿著流動的方向將其分成流速不同的若干層，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摩擦力。其剪應力τ與應變速率(dγ/dt)之比為常數，這個常數稱為粘性系數λ。現在是15頁\一共有35頁\編輯于星期五流變學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運動。

τ流變方程:τ=λdγ/dt

dγ/dt

現在是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，“”表示串聯現在是17頁\一共有35頁\編輯于星期五現在是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在是20頁\一共有35頁\編輯于星期五1、當τ<τ0時，則并聯部分不發生形變，因此：τ=E?γ2、當τ>τ0時，則并聯部分發生與應力(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τ0與λ的含義屈服剪切應力τ0是阻止塑性的最大應力，又稱為塑性強度。在外力作用下產生的剪切應力小于屈服剪切應力時，混合料不發生流動；反之才會發生流動，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生超過屈服剪切應力的應力時，制品的形狀才能保持不變。現在是22頁\一共有35頁\編輯于星期五混合料的屈服剪切應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λ是液體內部結構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部結構。若粘性趨于無窮大，其流動微乎其微，可視為彈性固體。現在是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構的液體，其粘性系數λ隨剪切應力或變型梯度而變化，即隨凝聚結構的破壞程度而變化。當凝聚結構未破壞時，粘性系數具有恒定的最大值λ0；當τ接近0時，粘性系數大大降低，結構發生“雪崩”式的破壞；當結構完全破壞時，粘性系數達到最低值λmin。現在是24頁\一共有35頁\編輯于星期五現在是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難點，目前尚處于不完善狀態，其中主要的有：回轉粘度儀(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。現在是26頁\一共有35頁\編輯于星期五回轉粘度儀（流變儀）法新拌混凝土所使用的回轉粘度儀大多為雙重圓筒型。使用該儀器可直接測定轉動力矩和回轉速度，再分別根據理論公式換算成剪切應力和剪切應變速率。有某一回轉速度和此時的力矩，可得到一組應力和應變速率。但是賓漢姆體模型中，應力-應變速率的關系不通過坐標原點，所以僅由一個點不能確定曲線現在是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速度測定多組相應的力矩，在應力-應變速率坐標系內找點，得到應力-應變速率曲線，通過直線的斜率和在應力軸上的截距，求出新拌混合物的粘度系數和屈服應力。但是回轉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。現在是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。現在是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，被廣泛地應用于砂漿和水泥漿的流變學常數的測定。但是該方法的理論基礎是在球體周圍產生層流，而混凝土拌合物由于內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。現在是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參數，與回轉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力-應變速率關系，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式粘度儀，叫做兩點式試驗。現在是31頁\一共有35頁\編輯于星期五采用回轉翼型的回轉儀，為了防止測量過程中材料分離，一般利用回轉翼一邊進行攪拌，一邊測定多個力矩-回轉速度的關系。得到兩者的關系。由兩點式試驗得到的流變學參數值分別叫表觀屈服值和表觀塑性粘度。現在是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：其一是假設試樣在一個很薄的平面狀范圍內發生剪切變形，進行單面剪切試驗；另一種方法是假設試樣整體發生剪切變形，采用剪切箱實驗。現在是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特性。改變剪