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水泥触变性研究

更新时间: 2024-10-22 16:52:41  查看次数: 125    
触变滞后曲线是 Green 提出来的,这个曲线说的是剪切速率从 0 变到最大再变回 0 的过程中,剪切应力和剪切速率的关系。对于瞬态的数据点,因为应力比剪切速率慢一步,触变曲线就会形成一个滞后曲线,曲线围起来的面积被看成是触变性的一个特点。在恒定剪切速率刚开始的时候,材料像固体一样,超过临界应力后局部薄弱的地方会断裂,断裂的时候材料的排列得重新调整,随着剪切继续,局部薄弱地方不断断裂,就会反复出现粘滑现象。对于水泥材料,这种滞后效应和施加的剪切速率以及材料最近的流动情况有关。要是在给试样加低剪切速率之前材料是静止的,就会得到典型的叶片实验结果。考虑到水泥水化过程中材料的表观粘度会一直变化,Jarny 等人通过 MRI 测速显示,在短时间尺度上絮凝和脱絮过程起主要作用,会导致快速触变性效果,在长时间尺度上水化过程起主要作用,会让流体行为不可逆地变化。
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Yu Zhang 研究了新拌水泥浆体的触变性,用触变曲线里滞后环的面积来表示触变值大小。在新拌水泥浆体里加硅灰和纳米黏土能大大提升浆体的触变值。纳米黏土能提高触变性是因为在微观尺度上,黏土主要是针状或者片状,两头带正电,沿轴向带负电,受到外力的时候能有序排列,形成微观的网状结构,能给粗骨料或者细骨料提供支撑,增强了材料的触变性。
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Ye Qian 和 Shiho Kawashima 觉得水泥浆体的屈服应力来自颗粒之间形成的网络状微观结构,通过胶体粒子相互作用或接触产生微观结构,就有了比较高的屈服应力。通过预剪切-蠕变理论,研究了不同预剪切条件下砂浆的蠕变特性,发现动态屈服应力和静态屈服应力的差值和触变性有关。对于砂浆体系,触变性实验和净浆的触变性有点不一样。剪切的时候,浆体里的砂粒会从高剪切速率的地方跑到低剪切速率的地方,这就意味着砂粒从剪切区域跑到没剪切的区域,让流动曲线的斜率比净浆低一些。