水泥浆流变特性18页PPT
水泥浆流变特性
水泥浆流变特性 水泥浆流变特性，通常采用回转圆筒黏度计的方法测定 。粘度计的工作部分包括两个圆筒，在内外两个圆筒之间置 又要测定的式样。外筒的半径为R，内筒的半径为r，式样的 有效高度为h，当以不同的角速度旋转外筒时，通过水泥浆 式样的内摩擦可以使内筒旋转。根据内筒的璇转角度可以得 到扭矩。因此，在对水泥浆柳编特性进行测定时可以直接得 到角速度与扭矩两个参数，从而进行计算。 M.伊什-沙洛姆等人在研究水化时间分别为15min、 45min、3h的水泥浆的流变特性时，发现它们具有三种不同 的流变曲线。上升和下降流变曲线所包围的面积，称为滞后 圈，显示水泥浆得触变性。所谓触变性是指某些胶体体系在 外力作用下，流动性暂时增加，外力除去后，具有缓慢的可 逆复原的性能。这是一种等温下胶凝-溶胶可逆互变的现象。
三种理想物体及其流变方程
1、胡可弹性固体。它是指这样一种弹性 固体，当其在外力作用下，变性立即发生 ，变形的大小与作用力成正比，当外力取 消以后，物体能恢复原来的形状。 为了形象地表述上述流变方程，可以用 一个完全弹性的弹簧(A)作为理想弹性体 的模型原件。 当作用力超过极限剪力时，固体就失去 弹性而产生不能消失的塑性变形。
流变学及流变方程
流变学是研究物体中的质点因相对运动 而产生流动和变形的科学。因为流变学 能够表述材料的内部结构和宏观特性之 间的关系，所以它逐渐成为材料科学基 础理论的一个重要部分，并且涉及到各 类类型的材料。 流变学把三种理想物体，各用一些参数 将应力与应变的关系联系起来，表述为 流变方程式。
宾汉姆体 宾汉姆在研究硅藻土、瓷土、油漆等弹-塑-粘性 物体的变形过程时，当所加的外力较小，它所产 生的剪应力小于极限剪应力或 屈服应力t时, 物体将保持原状不发生流动.而当剪应力超过t时, 物体就产生流动形变.这类物体称之为宾汉姆体. 一些实验表明,沥青、土壤、水泥浆和水泥混凝 土混合物等都属于宾汉姆体。因此，研究水泥浆 的流变特性主要是确定应变速率遇剪应力之间的 关系，从而确定表征水泥浆特性等值。
土木工程材料(3-2)(08.10)
（3）宾汉姆模型 当τ＜τy时，并联部分不发生变形， 因此： τ=Eγe 当τ＞τy时，则在并联部分发生与 应力（τ-τy ）成正比的粘性流动 变形，因此流变方程为：
y
d
v
因为总的变形γ=γe+γv, 而γe是常数， d y 因此上式可写成： dt 当式中τy=0时， 则成为牛顿粘性液体公式。
1—水化15min；2—水化45min；3—水化2h；4—水化3h
（4）搅拌制度
连续搅拌对水泥浆持续扰动，使水泥浆的τ0 和η0比间歇搅拌要小，停止对水泥浆扰动将 使其τ0和η0增大。这是因为停止扰动时， 水泥浆体中的水化产物可形成凝聚结构，使 流动性降低，而连续扰动则破坏了凝聚结构 的形成。
对上述的这种关系可作如下解释： ①标准稠度的水泥浆的物理意义——在这种水灰比 (KH )的情况下，不仅水泥浆的固相粒子表面有一个 最小的溶剂化层，而且在溶剂化的固相粒子之间的空 隙也充满着水。 ②形成凝聚结构所需的最低水灰比(Km)——这时水泥 浆固相粒子的溶剂化程度及其空间排列的状况与标准 稠度的水泥浆相同，只是在溶剂化固相粒子的空隙中 不是完全充满水而是部分的填充空气。所以KH 与Km两 种浆体的体积是一样的。
3.5 新拌水泥浆的物理特性 及流变性质
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.5.1 水泥的需水性与泌水性 3.5.2 水泥浆的流变特性 3.5.3 从流变学的观点讨论水泥浆体的 工艺特性
3.5.1 水泥的需水性与泌水性
3.5.1.1 水泥浆中水的作用 3.5.1.2 水泥的需水性和泌水性的测定方法 和指标 3.5.1.3 需水性和泌水性与水泥浆凝聚结构 的关系 3.5.1.4 影响水泥浆泌水性的主要因素 3.5.1.5 改善水泥需水性和泌水性的方法
水泥水化分解PPT课件
• V 稳定期： • 反应速率很低、基本稳定的阶段，水化作
用完全受扩散速率控制。
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C3S各水化阶段形成的产物如图2.6所示。
图2.6 C3S水化各阶段示意图
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C3S水化机理
• C3S水化机理，一般在第1、4、5阶段没有争议，但对于第2、3阶段则有不同 的解释方法。
3CaO Al2O3 3CaSO4 32H2O 2(CaO Al2O3 13H2O) 3(3CaO Al2O3 CaSO4 12H2O) 2Ca(OH) 20H2O C3A 3CS H32 2C4AH13 3(C3A CS H12) 2CH 20H
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• （4）当石膏掺量极少，在所有的钙矾石都已经转化成单硫型水 化硫铝酸钙后，就可能还有未水化的C3A剩余，C3A水化所成的 C4AH13与单硫型水化硫铝酸钙反应生成固溶体。
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C3A在有石膏、Ca(OH)2存在的条件下水化
• （1）在液相的氧化钙浓度达到饱和时
3CaO Al2O3 Ca(OH)2 12H2O 4CaO Al2O3 13H2O
• C3A + CH +12H = C4AH13 • 在硅酸盐水泥浆体的碱性液相中最易发生； • 处于碱性介质中的C4AH13在室温下能够稳定
水化反应就会越快；水灰比在一定范围内变化时，适当增大水灰比，可以增大水化反应 的接触面积，使水化速度加快。 • 3. 温度 温度升高，水化加速，产物也有差异。 • 4.外加剂 • 促凝剂、早强剂、缓凝剂等
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闭。 ✓ 阶段IV：石膏消耗完毕，C3A与钙矾石继续反应生成单硫型铝酸钙(Afm)，出
水泥浆流变学
水泥浆流变学
水泥浆流变学是高校与高等教育中的一门重要学科，它研究的是水泥浆系统在施加和改变外力的过程中，能量和物质的转移和变化的物理现象。
由于水泥浆的粘稠性质，它属于非牛顿流体，受外力改变其形状和流动性能时，其反应是滞后。
水泥浆流变学研究了水泥浆制备过程、其流变特性、可靠用于工程凝固施工性质等多方面的内容，它以理论和实验相结合，以用于定量描述水泥浆系统流变性质中发挥着重要作用。
水泥浆流变学具有重要的理论和实际工程应用，它主要包括以下内容：
一是基本原理：它是研究外力作用下水泥浆系统的粘弹性关系，特别是可以用正比于外力对应的非线性弹性关系数来判断水泥浆体的弹性特性，包括表面张力、渗透损失、流变阻力、粘度、剪切剪应力等性质。
二是水泥浆料的性能预测：它是基于上述原理，对水泥浆料在实际工程作业中的性能及其变化进行定量预测，包括水泥浆料施工稳定性、泵送距离等特性预测，以及水泥浆料在施工过程中的质量控制。
三是运动规律的研究：它主要研究的是水泥浆料的流动本构和界面动态行为，其中研究的内容有：水泥浆体的滑动现象、静止和发展性滑动现象、水泥浆料重力流动规律，高温下施工和耐久性特征等。
水泥浆流变学是一门涉及理论与实验部分的非流体科学，其在工程施工上有着广泛应用。
它不仅联系了水泥浆材料分析和理论研究，而且与施工项目类型、水文地质条件、工程勘测和设计以及产品性能要求有着直接的联系，对施工效率和产品质量具有重要的意义。
泥浆基础知识ppt课件
有机物：
1）单宁、栲胶、淀粉、沥青等及其化学加工产品；
2）木质素磺酸盐；
3）褐煤（纯褐煤、碱性褐煤、化学加工褐煤 等）；
4）各种聚合物及其衍生物；
20215/4/）22 各种有机盐（甲酸钾、甲酸钠、甲酸铯等等）。
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（2.2）油基钻井液的组成
1）分散相水滴； 2）连续相油； 3）乳化剂； 4）润湿剂； 5）亲油固体(有机土、氧化沥青等）； 6）石灰； 7）稀释剂、提切剂、高温稳定剂、封堵剂等 7）加重材料等。
10）比重计没有校正，支点刀口和横梁损坏将引起测定不
2021/4/22 准确。
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（3.3.6）密度有关的知识
1）泥浆的密度直接和固相的数量与平均比重及液相的密度 有关；
2）密度的重要性在于使井内泥浆液柱具有适当的压力控制地 层压力和有助于稳定井眼；
3）泥浆液柱的压力与其垂直深度的增加而成比例的增加；
非活性钻屑固体颗粒：
1）砂岩钻屑； 2）石灰岩钻屑； 3）黑硅石（燧石）钻屑； 4）白云石钻屑； 5）不含粘土成分和一般无机盐的钻屑。
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（2.1.4）化学药品
无机物：
1）磷酸盐（焦磷酸盐SAPP、四磷酸盐）；
2）烧碱（氢氧化钠）；
3）碳酸氢钠（小苏打）；
4）碳酸钠（纯碱）
5）氯化钠、氯化钾、氯化钙、溴化钙、溴化锌等。
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（3.4.1.3）钻井液的活性固相影响流动性
1）活性固相的交联（絮凝）会引起低剪切速率粘度、屈服 值和切力的增大；
2）增加温度会促进交联作用； 3）木质素磺酸盐阻止交联和降低低剪切速率粘度、屈服值和 切力。
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水泥浆流变学
水泥浆流变学水泥浆是由粉煤灰、石灰、砂子、水等原料经过拌合制成的糊状物，它在建筑施工中起着重要作用，是建筑的基础和主要组成部分。
水泥浆的流变学是指研究它的流动性和变形性。
在水泥浆流变学研究中，各种有关的物理参数都是很重要的。
一般来说，水泥浆的流动性取决于它的粘度、黏滞度、波动性、流变度、压缩度、疲劳性等因素。
这些因素各自影响着水泥浆的流动性，可以通过实验来测量和分析。
第一种流变性参数是粘度，它是指水泥流体在施加作用力后移动时所受的阻力程度。
一般来说，水泥浆的粘度是影响它的流动性和变形性的重要参数，可以通过实验来测定粘度值。
粘度越高，水泥浆的流动性就越差，反之亦然。
另一种流变性参数是黏滞度，它是指在施加强度作用下水泥流体受到的阻力程度。
黏滞度越高，水泥浆的变形性就越差，反之亦然。
通过实验可以测量水泥浆的黏滞度，以便对其有效性和变形性进行控制。
波动性是另一个重要的流变性参数。
波动性是指水泥浆在施加强度作用下时所产生的摆动变形，它对水泥浆的变形性有着很大的影响。
通过实验可以测量水泥浆的波动性，以便快速反映其流变性。
流变度是另一项常用的流变性参数，它是指水泥浆的流动性和变形性，可以通过实验测定其特性参数，如比重，摩阻系数等，从而衡量其变形性。
流变度越高，水泥浆的变形性就越差，反之亦然。
压缩度也是流变性参数，它是指水泥浆在施加强度作用时，它的体积大小是否会发生变化。
通过实验可以测量水泥浆的压缩度，以便快速反映其流变性。
最后，水泥浆的疲劳性也是一个重要的流变性参数，它是指水泥浆在经历了一次变形或变化后，再施加强度作用时所受到的阻力程度。
通过实验可以测定它的拉伸极限和塑性，以便了解它的疲劳性。
总之，水泥浆的流变学是一门深入的学科，它的流动性和变形性是受到诸多因素的影响，可以通过实验来研究和测定。
综上所述，也可以知道，水泥浆流变学为建筑施工提供了重要的参考，可以保证建筑施工的质量和安全。
第一课水泥浆流变性
读数比值
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平均读数
16.5 22 56.5 72 91 137
注意事项
1、如果需要加入外加剂，那么 外加剂可先溶于水中，再与水泥混合。也 可先与水泥用不锈钢勺混合均匀，再与水混合。如果外加剂能引起泡沫， 则在水中加入液体消泡剂。 2、在整个实验过程中，尽力防止水泥浆静止。 3、实验进行的每一步都要立即清洗盛放水泥浆的容器，以防水泥固化。
选择原则：以实验水泥浆的剪切速率与剪切应力对两个 模型的吻合程度为准，其方法可用线性回归中的相关系数 或下面介绍的线性比较法（F比值法）。
线性检验的基本原理是：如果流变方程呈线性分布，对 等间距的剪切速率，其对应的剪切应力呈线性增加，如果不 满足这个规律，流变方程就应该是非线性的。据此，线性检 验方法如下:
F 200 100 200 100 300 100 300 100
当 F 0.5 0.03时，选用宾汉流变模型，反之则选用幂律流变模型。
宾汉模型 p 0.0015300 100
o 0.511300 511p
幂律模型
n
2.092
lg
300 100
K
0.511300
511n
旋转粘度计的设计结构决定的参数
0.511
1r/min=1.703s-1
600r/min（1022s-1）、 300r/min（511s-1）、 200r/min（340.7s-1）、 100r/min（170.3s-1）、 6r/min（10.22s-1）、 3r/min（5.11s-1）。
参考《钻井液设备是否运转正常
浆体流变性
1.1 水泥浆体的流变性1.1.1流变性概念水泥的水化是一个由流体向固体转化的过程，故水泥浆体存在流变性。
流变学是研究物体在外力作用下的流动和变形的科学，属于力学的范畴[1]。
不同的是，传统力学只研究某个具体实物在受外力作用下的运动；而流变学研究的是系统在外力作用下的流动和变形，考虑到了系统内部的关联。
流动和变形，都是质点受力情况下随时间变化发生的形态变化；不同的是，流动的研究对象是流体，变形的研究对象是固体。
1.1.2水泥浆体流变性的研究意义水泥从加水开始水化到凝结成为固体的过程包含了弹性、塑性、流变性、触变性、粘度等不同性的质变化。
这些性质的变化不止影响水泥的微观结构，也关系到硬化水泥浆体的宏观强度、耐久性、坍落度。
而凝固前后并不孤立，二者均与流变性相关，即流变性的物理意义。
水泥浆体是混凝土最主要的成分，浆体的性质很大程度上决定了混凝土的性能[2]。
不同工程在施工时对水泥浆体流变性的要求不同：灌浆工艺、自流平水泥要求水泥浆体具有较好的流变性，路面施工则希望浆体流变性较差。
如何有效调节水泥浆体的流变性来适应不同工程的需要已成为重要研究课题[3]。
1.1.3水泥浆体流变性的影响因素研究表明，影响水泥浆体流变性的因素主要有以下三种[4]：（1）改变水灰比。
水是影响流变性的最主要因素，效果也最为明显；但改变流变性的同时对硬化后的水泥浆体影响也最为明显，水灰比过大极易导致抗折、抗压强度的迅速下降，因此建筑工事一般不采用此种方法。
（2）掺入外加剂。
外加剂种类繁多、品种齐全、价格低廉，可以有效地改善水泥浆体的各种性能。
外加剂对流变性的影响效果定向可控，可根据预期效果酌量使用。
目前已广泛应用于建筑行业，是采用最广泛的方法，也是最有效的方法。
优点是在改变流变性的同时，对成型后的不利影响较小。
（3）掺入超细掺合料。
超细矿渣、粉煤灰、硅灰等的掺入也可有效改变水泥浆体的流变性，但其效果要通过具体实验来确定。
故这种方法在使用之前要进行必要的试验，也是一种有效可行的方法。
第二篇第二章第六节 水泥浆体凝结硬化ppt课件
流变学发展简史：
流变学出现在20世纪20年代。学者们在研究橡胶、塑料、混凝土等材 料的性质过程中，发现使用古典弹性理论、塑性理论和牛顿流体理论 已不能说明这些材料的复杂特性，于是就产生了流变学的思想。英国 物理学家麦克斯韦和开尔文很早就认识到材料的变化与时间存在紧密 联系的时间效应。
麦克斯韦在1869年发现，材料可以是弹性的，又可以是粘性的。对于 粘性材料，应力不能保持恒定，而是以某一速率减小到零，其速率取 决于施加的起始应力值和材料的性质。这种现象称为应力松弛。许多 学者还发现，应力虽然不变，材料棒却可随时间继续变形，这种性能 就是蠕变或流动。
第二阶段，大约从初凝起至24h 为止，水泥水化开始迅速，生成较多 的Ca(OH)2和钙矾石晶体。同时水泥颗粒上长出纤维状的C-S-H。在这 个阶段，由于钙矾石晶体的长大以及 C-S-H 的大量形成，产生强（结 晶的、）、弱（凝聚的）不等的接触点，将各颗粒初步连接成网，而 使水泥浆凝结，随着接触点数目的增加，网状结构不断加强，强度相 应增长，原来剩留在颗粒间空间中的非结合水，就逐渐被分割成各种 尺寸的水滴，填充在相应大小的空隙之中。 第三阶段，是指24h 之后，直到水化结束。在一般情况下，石膏已经 耗完，所以钙矾石开始转化为单硫型水化硫铝酸钙，还可能会形成 C4(A 、 F)H13, 随 着 水 化 进 行 ， C-S-H 、 Ca(OH)2 、 C3A 、 C4(A 、 F)H13 等水化产物的数量不断增加，结构更趋致密，强度相应提高。
2. 胶体理论
1892年，W. Michaelis提出胶体理论。认为水化后生成大 量的胶体物质，这些胶体物质由于外部干燥失水，或由于 内部未水化颗粒的继续水化，于是产生“内吸作用”而失
PART二水泥的性能及使用幻灯片PPT
低坍落度混凝土
流变学，举例1：混凝土 自流混凝土
DJY质量培训 27th Oct
流变学，举例2： 喷射砂浆
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流变学，举例3：砂浆
可采用以下方法测量流动性：流动度测试、坍落度测试、粘度
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凝St结ren时gt间h
不论是水硬性或非水硬性材料，它们的关键参数都包括凝结时
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提问： 什么是混凝土？
建筑公司 0.5%
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市政工程 2%
开发商 0.5%Βιβλιοθήκη 渠道经销商 80 %
搅拌站
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渠道
渠道
预拌混凝土 – 浇注
直接来自 预拌混凝土搅拌车
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混凝土泵
吊斗
渠道
搅拌混凝土-应用 房屋建筑 地基、地窖、墙、楼梯、地板、阳台、园墙、游泳
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渠道
经销商及其他用户
袋装 / 散装
客户需求
包装袋质量
针对样板和砂浆的可塑
性
颜色
园墙
试块的高早强
楼梯
预制天花板上的水泥
天花板
阳台 样板
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地基
地窖 / 墙
Part Ⅲ 客户的需求 Benefits in Use by Customer
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池等
农业/农场 筒仓、牛棚等 大型建筑 桥梁、隧道、污水处理厂、水密交通建筑、渠道系
统、公共浴室等
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8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
ThankLeabharlann you水泥浆流变特性6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿