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稻草纤维作用下的动态平衡

更新时间: 2024-12-11 10:18:28  查看次数: 66    
稻草纤维形成的网络结构要是被破坏了,对粘土颗粒的限制就没了,这时候剪应力会有一定程度的“放松”,所以上升就变慢了。而且剪切稀化这个作用是可以反过来的哦。就是说当施加的剪切力慢慢减少或者消失的时候,粘土浆体的粘度能在很短时间内恢复过来。所以就算在上升阶段把粘土浆体内部的网络结构破坏了,等剪切速率下降到 10 秒的负 1 次方后,粘土浆体的表观粘度又会恢复。这样呢,粘土浆体在低剪切速率的时候就会呈现出假塑性流体的特性,在高剪切速率的时候就呈现出宾汉流体的特性。因为流变曲线差不多是直线,粘土浆体有一定的初始屈服应力,流变曲线的斜率是固定的,而且曲线不经过原点,剪切应力会随着剪切速率增加而变大,所以它的流变特性可以看成是粘塑性流体(近似是宾汉姆流体),那就可以用宾汉姆模型对粘土浆体的流变曲线下行段进行拟合,这样就能表示出它的流变特性了。
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对于不同稻草纤维掺量下的花岗岩残积土浆体,曲线变化的趋势都很相似,规律很明显。当剪切速率大于 40 秒的负 1 次方时,浆体的粘度基本就稳定了,而且随着稻草纤维掺量增加,粘度会慢慢变大,这和表 3 - 7 的试验数据结果是一样的哦。当剪切速率降到 40 秒的负 1 次方以下时,粘度就开始增大了,在剪切速率低于 10 秒的负 1 次方的时候,粘度会快速增大。不同稻草纤维掺量的粘土浆体剪切速率 - 粘度曲线是个“凹”形的曲线,表现出来的是剪切变稀,就是说随着剪切速率增加,粘度会下降,下降的速度会慢慢变缓,最后就稳定了。总体来看,粘土浆体就是粘塑性流体。这是为啥呢?在直线增加的剪切力作用下,一部分稻草纤维之间的接触被破坏了,稻草纤维和粘土颗粒形成的网状结构断了,缠在一起的地方松开了,最后稻草纤维就会顺着探针搅拌的方向定向流动,而且稻草纤维在跟着探针转动的时候会带着它附着的粘土浆体一起转,这样就把浆体内部的絮凝网状结构打破了,流动阻力就变小了,浆体的粘度也就下降了。当剪切应力慢慢下降的时候,稻草纤维就会互相靠近,接触点变多,很容易形成空间交接结构,同时呢,粘土浆体的触变网络也恢复了,所以粘度就慢慢变大了。
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不同稻草纤维掺量下的商用标准陶土浆体,在不同稻草纤维掺量的时候,曲线变化趋势也相似,规律也很强。当剪切速率大于 40 秒的负 1 次方时,浆体粘度基本稳定,而且随着稻草纤维掺量增大,粘度逐渐增大,这和表 3 - 8 的试验数据结果一致。当剪切速率降到 40 秒的负 1 次方以下时,粘度开始增大,在剪切速率低于 10 秒的负 1 次方时粘度迅速增大。剪切速率 - 粘度曲线也是“凹”曲线,不同稻草纤维掺量的粘土浆体也是剪切变稀,就是随着剪切速率增加,粘度衰减,衰减速度逐渐变缓,最后趋于稳定。总体来看,粘土浆体符合粘塑性流体特性。如果稻草纤维掺量小于 5%,粘土浆体体系就是高流动性的浆体,屈服应力和塑性粘度都比较低,稻草纤维在粘土基体里很容易移动,所以就容易分布均匀。要是稻草纤维掺量大于 5%,粘土浆体体系就变成低流动性浆体了,屈服应力和塑性粘度都比较高,稻草纤维结成一团的可能性就增加了,不利于稻草纤维均匀分散,纤维很容易堆在一起变成团,特别是在喷头那里很容易结团然后把喷头堵住,这样打印的时候就会出料中断,没办法连续均匀地从直径 2 毫米的打印喷头挤出来,就会影响 3D 打印的效果。