泥浆性能的测试方法

泥浆性能的测试方法

一、实验目的

1.了解测定泥浆基本性能所用仪器结构及原理。

2.掌握泥浆性能常用测定仪的使用与操作方法。

二、实验内容

1.了解泥浆比重、流变特性（粘度和切力）、滤失性能（失水量和泥饼厚度）、

固相含量、含砂量、胶体率、pH值、润滑性等主要性能测定所用仪器的结构。

2.测定上述性能的方法。

三、方法及步骤、

（一）1002型比重称

1.仪器

1002型比重称由泥浆杯1、横梁8、游动砝码6和支架5组成，在横梁上有调重管9和水平泡3，其结构如图1。

图1 泥浆比重称

1. 泥浆杯；

2.杯盖；

3. 水平泡；

4.刀架；

5.支座；

6. 游动砝码；

7.挡臂；

8. 横梁；

9. 调重管

2.测定步骤

①校正比重称

先在泥浆杯中装满清水，盖好杯盖，使多余清水从盖上小孔溢出，擦干泥浆杯周围的水珠，把游码移到刻度1，如水平泡位于中间，则仪器是准确的；如水平泡不在中间，则可在调重管内取出或加入重物来调整。

②倒出清水，擦干，将待测泥浆注入杯中，盖好杯盖，让多余泥浆溢出，擦净泥浆杯周围的泥浆，移动游码使横梁成水平状态（水平泡位于中间）。游码左侧所示刻度即为泥浆比重。

（二）漏斗粘度计

1.ZMN型马式漏斗粘度计

①仪器结构

ZMN型马式漏斗粘度计由锥体马式漏斗、六孔/cm（16目）滤网和1000ml 量杯组成，如图2。锥体上口直径152mm，锥体下口直径与导流管直径，锥体长度305mm，漏斗总长356mm，筛底以下的漏斗容积1500ml。

②用手握住漏斗呈直立位置，食指堵住导流管出口。取被测泥浆试样，经滤

网注于漏斗锥体内直到泥浆的水平面至达筛网底面止（此刻刚好是1500ml ）。放开食指，同时启动秒表记时，直到观察标准946ml 量杯刻线时止，记录流出泥浆的秒数，以秒数记录漏斗粘度结果。

③校验

马式漏斗使用一段时间后，必须进行必要的校验，其校验方法按使用方法步骤进行。在21±3℃条件下将清水1500ml 注于漏斗内，若流出946ml （1夸脱）的清水为26±秒，或流出1000ml 的清水为28±秒，即为合格。

2. 苏式野外漏斗粘度计

① 仪器结构

该粘度计由漏斗和量筒组成。构造如图3。量筒由隔板分成两部分，大头为500ml ，小头为200ml ，漏斗下端是直径为5mm ，长为100mm 的管子。

图2 马式漏斗粘度计

图3 苏式野外漏斗粘度计

1. 漏斗；

2. 管子；

3. 量杯；

4.筛网；

5.泥浆杯

② 测定步骤

将漏斗呈垂直，用手握紧并用食指堵住管口。然后用量筒两端，分别装200ml 和500mlN 泥浆倒入漏斗。将量筒500ml 一端朝上放在漏斗下面，放开食指，同时启动秒表记时，记录流满500ml 泥浆所需的时间，即为所测泥浆的粘度。

仪器使用前，应用清水进行校正。该仪器测量清水的粘度为15±秒。若误差在±1秒以内，可用下式计算泥浆的实际粘度。

实测清水粘度实测泥浆粘度

实际粘度⨯=15

（三）ZNN 型旋转粘度计

ZNN 型旋转粘度计有手摇两速、电动两速和电动六速三种。主要用于测量泥浆的流变参数。电动六速旋转粘度计仪器结构如图4所示。

1.仪器结构

①动力部分

双速同步电机转速750转/分1500转/分

电机功率瓦、15瓦

电源220伏±10% 50Hz

②变速部分

可变六速，转速分别为3 6 100 200 300 600转/分

③测量部分

扭力弹簧、刻度盘与内外筒组成测量系统。内筒与轴锥度配合，外筒卡口联接。

④支架部分

采用托盘升降被测容器。

2.工作原理

液体放置在两个同心圆筒的环隙空间内，电机经过传动装置带动外筒恒速旋转，借助于被测液体的粘滞性作用于内筒一定的转矩，带动与扭力弹簧相连的内筒一个角度。该转角的大小与液体的粘性成正比，于是液体的粘度测量转换为内筒转角的测量。

3.操作程序

A.准备

①将仪器与电源相接，启动马达，变更调速杆位置。检查传动部分运转是

否良好，有无晃动与杂音，以及调速机构是否灵活可靠。

②卸下外筒，检查内筒是否上紧，内外筒表面有无杂务，是否清洁。检查

无误后，再将外筒装好。

③按下键钮，以300转/分和600转/分观察外筒的偏摆量，如偏摆量大于，

则取下外筒，三卡口调换重装。

④检查刻度盘0位，如刻度盘0位不对指针，松开固定螺钉，调0后将螺

丝固紧。

B.操作

①将刚搅拌好的泥浆倒入样品杯刻度线处（350毫升），立即放置于托盘上，上

升托盘使液面至外筒刻度线处。拧紧手轮，固定托盘。如用其它样品杯，筒

底部与杯底之间不应低于。

② 迅速从高速到低速进行测量，待刻度盘读数稳定后，分别记录各转速下的读数。

③ 测静切力时，应先用600转/分搅拌10秒，静置10秒钟后将变速手把置于3转/分，读出刻度盘上最大读数，即为初切力。再用600转/分搅拌10秒，静置10分钟后将变速手把置于3转/分，读出刻度盘上最大读数，即为终切力。 ④ 试验结束后，关闭电源，松开托盘，移开量杯。

⑤ 轻轻卸下内外筒，清洗内外筒并且擦干，再将内外筒装好。

4. 数据处理

① 符号

Φ：在给定转速下所测得仪器内筒转角，即仪器刻度盘上读到的格数。 Φ600、Φ300、Φ3代表外筒转600转/分、300转/分、3转/分从仪器刻度盘上读到的格数。其余依此类推。

② 牛顿流体

绝对粘度 300Φ=η（）

③ 塑性流体

视粘度 3002

1Φ=A η（） 塑性粘度 300600Φ-Φ=P η （）

动切力 )2(511.0)(511.0600300300Φ-Φ=-Φ=p d ητ（pa ）

静切力 3511.0Φ⨯=初τ （pa ）

3511.0Φ⨯=终τ （pa ）

④ 假塑性流体

流性指数 300

600lg 322.3ΦΦ=n （无因次） 稠度指数 n k 511

511.0600Φ⨯= （Pa 秒n ） ⑤ 粘塑性流体 极限高剪粘度 )(195.1211002160021

Φ-Φ

=∞η 卡森动切力 ])6[(510.1216002110021

Φ-Φ=c τ

5. 注意事项

① 外筒装卸 一手握住外转筒，另一手握住外筒顺时针转动，使外筒的卡口对准外转筒内的销子后取下外筒。装上外筒时，应使外筒的槽口对准外转筒内的销子后，在逆时针旋转外筒即可，切忌碰撞内筒。

② 内筒装卸 一手紧握内筒轴，一手内旋内筒装卸，切勿弄弯内筒轴。