Определение реологических свойств бетонных смесей

Цель работы:

1. Изучить методику определения реологических свойств бетонных смесей

2. Рассчитать вибровязкость бетонной смеси

Исходные материалы.

Цемент, зола, добавка, шариковый вибровискозиметр, прибор для определения удельной поверхности.

Содержание работы.

Формирование свойств бетона начинается с приготовления, укладки и затвердевания бетонной смеси. Эти операции во многом определяют будущее качество бетона и изделия. Поэтому важно хорошо знать свойства бетонной смеси, зависимость их от различных факторов, умело управлять процессами приготовления укладки и затвердевания бетонной смеси.

Развитие технологии виброформования создание разнообразных формовочных машин потребовало перехода от качественной оценки реологических свойств вибрируемой бетонной смеси к количественной, т. е. к определению ее вибровязкости в зависимости от режимов вибрирования, давления, составов бетона и т.д.

Вопросы реологии возникают повсеместно при решении разнообразных технологических задач и, в частности, при уплотнении и формообразовании бетонов.

В определении реология представляется как – наука о деформации и течении разнообразных реальных тел. Задача реологии состоит в отыскании связей между напряжениями и деформациями в данной точке структурированной системы, в определенный момент времени, при известных внешних силах, действующих на систему в данный момент, и истории их действия.

Большое влияние оказывает структурная вязкость бетонной смеси на прочность и плотность бетона. Для определения структурной вязкости коллоидных растворов применяются вискозиметры, основанные на различных принципах действия: падающего или всплывающего шарика, вращающихся коаксиальных цилиндров, истечения из капилляра, колебаний тел.

Для определения структурной вязкости бетонной смеси обычно применяют вискозиметр, основанный на принципе «капиллярного» истечения.

1. Капиллярный метод основан на измерении вязкости при течении жидкости в капиллярных трубках диапазон измерения вязкости - ). Вязкость определяется по приближенной формуле Пуазейля:

,

где R, l - радиус, длина капилляра; P - перепад давления в капилляре; Q - секундный расход.

Недостатком этого способа является неопределенность в распределении скоростей сдвига или скоростей колебаний по всему объему.

1. Ротационный метод основан на измерении вязкости материала, помещенного между двумя соосными поверхностями и подвергнутого сдвигу диапазон измерения вязкости - ). Измерение вязкости основано на законе Ньютона, записанном в форме:

,

где F - сила внутреннего трения, в слое жидкости с поверхностью S; - скорость жидкости; - направление, перпендикулярное скорости течения; - вязкость.

1. Метод соосных цилиндров, перемещающихся один относительно другого, поступательно вдоль оси.
2. Метод параллельных неподвижных или подвижных перемещающихся плоскостей.
3. Метод падающего или всплывающего шарика (диапазон измерения вязкости - ). Измерение вязкости основано на известной формуле Стокса, связывающей силу сопротивления F движению шарика радиуса r в вязкой жидкости с вязкостью и скоростью его движения .

.

Существует большое количество способов определения вибровязкости, которые были рассмотрены выше. Наиболее конструктивно простым и доступным является метод Стокса по всплытию или погружению шарика различной массы и замеры при этом вязкости или предельной текучести. Подробное описание и исследования с применением данного метода приводится в работах Б.В. Гусева, В.Г. Зазимко [6].

 

I. Определение реологических свойств бетонных смесей.

 

Порядок проведения работы.

 

Использованный нами прибор приведен на рис. 2

 

 

Рис.1. Схема шарикового вибровискозиметра

 

Рис.2 Шариковый вибровискозиметр

Методика проведения эксперимента определения реологических свойств состоит в следующем: цилиндр закрепляется на виброплощадке, а свинцовый шарик опускается на дно цилиндра и фиксируется подставкой под шарик. Следом засыпается свежеприготовленная бетонная смесь. Одновременно устанавливаем положение магнита относительно «геркона» Г1 так, чтобы он находился на некотором расстоянии от него (). После засыпания бетонной смеси в цилиндр ее уплотняют в течение нескольких секунд, после чего в цилиндр снова добавляют бетонную смесь. Высоту столба уплотненной бетонной смеси фиксируют.

Свинцовый шарик, погруженный в цилиндр, уравновешивают противовесом М с помощью лески проходящей через два блока. Включаем секундомер в положение «готов к работе» и одновременно включаем виброплощадку. В вискозиметре шарик всплывает под действием вибрации и груза массой M с умеренной скоростью V в сечении столба бетонной смеси. Всплытие происходит при вертикально направленном вибровоздействии снизу. Шарик неметаллический во избежание влияния на него магнитного поля с радиусом r. После прохождения магнитом некоторого расстояния () и при достижении им герметического контакта Г1 включается отсчет времени. По завершении пути l и проходя через герметический контакт Г2 магнит отключает отсчет времени, а груз массой М становиться на концевик.

 

Использованный метод Стокса, следует применять при соблюдении следующих условий:

Ø измерение должно производиться в неограниченной среде жидкости;

Ø шар должен иметь гладкую поверхность;

Ø скорость шара не должна быть слишком большой;

Ø частицы среды, в которой производится измерение, должны быть малыми по отношению к размерам шара;

Ø не должно иметь места внешнее трение между жидкостью и шаром.

Вибровязкость бетонной смеси рассчитывается по формуле:

радиус шарика, м

скорость движения шарика в сечении столба бетонной смеси, м/с

масса грузика (противовеса), кг

ускорение свободного падения, м/с²

ρ_т, ρ_b - плотность шарика и бетонной смеси соответственно, г/см³

l – расстояние между «герконами», соответствующее пройденному пути шарика, м

m – масса шарика, кг.

Результаты экспериментов заносятся в таблицу:

 

Составы

Цемент кг

Зола,   кг

Добавка, %

Вода   мл

Время, ×60, с

Плотность, г/см^3

Радиус шарика, мм

Скорость м/с

Вязкость η, пуаз

τ1

τ2

τ3

τ4

ρш

ρб

№1

-

№2

0.1

№3

0.3

№4

0.5

 

 

Выводы:

 

 

 

Лабораторная работа № 7

 

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА СТЕКЛА

 

Цель работы:

1. Изучить основные свойства стекла.

Содержание работы