混合料流变特性.ppt

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1、混合料流变特性主要内容流变学简介流变学的基本原理流变学的研究内容流变学的基本单元混合料的流变模型混合料的流变实验简介一、定义：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。流变学--是研究材料在应力、应变、温度、湿度等条件下与时间因素有关的变形和流动性质的科学。因为流变学能够表达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。如水泥混凝土、沥青、油漆、泥石流等。简介物质的流变性--凡是在适当的外力作用下，物质能流动和变形的

2、性能。流变学的研究对象--几乎包括所有的物质，综合研究物质的弹性变形，塑形变形和粘性流动。对水泥混凝土而言，则研究水泥浆、砂浆和混凝土混合料粘、塑、弹性的演变，以及硬化混凝土的强度、弹性模量和徐变等问题。徐变是指在一定的应力水平下保持荷载不变，随着时间的延续而增加的变形。简介研究方法材料流变特性的模拟一般采用两种方法，即物理模型和力学模型。物理流变模型--描述材料内部物理特性，如分子运动、为错运动、裂纹扩张灯等对材料流变性能的影响。力学流变模型--主要探讨简单情况下（单轴压缩或拉伸，单剪或纯剪）材

3、料的应力-应变特性，能够预测任何应力历史和温度变化下的材料变形，且比较简单。流变学基本原理流变学基本原理1、任何实际存在的物质，无时无刻不在“流动”；2、在承受各向同性压力时，任何物质的反应都是相同的，即形态不变，密度稍增，一般具有弹性；3、弹性、粘性、塑性和强度是物质四个基本流变特征，只是程度不同。流变学的研究内容流变学是研究物体流动和变形的科学，是近代力学的一个分支。但力学只研究物体作为一个实体的运动规律，不联系到物体本身的内部结构和性质。而流变学在研究流动和变形规律时必须联系到物体机构中质点

4、之间的相对运动。流变学也是研究物体弹、塑、粘性演变的科学。考虑时间、外界条件（温、湿度）、荷载等对弹、塑、粘性的影响。流变学基本单元研究材料的流变特性时，要研究材料在某一瞬间的应力和应变的定量关系，这种关系常用流变方程来表示。而一般材料的流变方程的建立，都基于以下三种理想材料的基本模型(或称流变基元)的基本流变方程上：1．胡克(Hooke)固体模型(H—模型)表示具有完全弹性的理想材料；2．圣维南(St.Venant)固体模型(StV—模型)表示超过屈服点后只具有塑性变形沟理想材料；3。牛顿(Ne

5、wton)液体模型(N—模型)表示只具有粘性的理想材料。流变学基本单元由这三个基本模型串联或并联而成的多元模型，能近似地表示真实物体的流变特性。混凝土是粘—塑—弹性体，在硬化前主要表现为粘塑性体，硬化后则以粘弹性为主。流变学基本单元胡克（Hooke）弹性固体模型H-模型：理性弹性体模型采用一弹簧表示，在弹性极限内，变形(γ)大小与作用力成正比，作用力出去后，变形一般都能全部消失。当作用力超过极限剪应力时，固体就失去弹性而产生不能消失的塑性变形。流变学基本单元流变学基本单元圣维南(St.Venant

6、)塑性固体模型StV—模型：理想塑性体模型它是指一种理想塑性体，当其固体产生变形的力超过屈服应力后，在应力不变的情况下，物体产生塑性流动。如果外加应力等于屈服应力时，物体以匀速流动。流变学基本单元模型用一个静置于桌面上的重物表示。重物与桌面间存在摩擦力。当作用力达到并超过静摩擦力时重物开始移动。当减少到与动摩擦力相等时，重物即以匀速移动τ0fτ流变方程:τ=τ0τ0-屈服应力τ0γ流变学基本单元牛顿(Newton)粘性液体模型N—模型：理想粘性液体模型当液体流动时，在流动着的液体中，可以沿着流动的

7、方向将其分成流速不同的若干层，则相邻的两层之间存在着与流动方向相反的阻力，这种阻力称为粘性或内摩擦力。其剪应力τ与应变速率(dγ/dt)之比为常数，这个常数称为粘性系数λ。流变学基本单元牛顿液体的模型是用一个带孔的活塞在装满具有粘性的圆筒形粘壶内运动。τ流变方程:τ=λdγ/dtdγ/dt宾汉姆(Bingham)模型B-模型：混凝土混合料的流变模型B=NStv符号“”表示并联，“”表示串联混合料的流变模型模型：混凝土混合料的流变模型B=(NStv)H一般宾汉姆流体非牛顿流体1、当τ<τ0时，则并联

8、部分不发生形变，因此：τ=E∙γ2、当τ>τ0时，则并联部分发生与应力(τ-τ0)成正比的粘性流动，因此有：τ-τ0=λγ或τ=τ0+λγ——Bingham方程3、若τ0=0，则成为牛顿液体公式混凝土混合料流变参数τ0与λ的含义屈服剪切应力τ0是阻止塑性的最大应力，又称为塑性强度。在外力作用下产生的剪切应力小于屈服剪切应力时，混合料不发生流动；反之才会发生流动，并且可以塑成任意形状的制品；而且只有在制品本身的重量不产生超过屈服剪切应力的应力时，制品的形状才能保持不变。混合料的屈服剪