Методика побудови реологічних кривих - раздел Химия, ПРЕДМЕТ І ЗАДАЧІ ФІЗИКО-ХІМІЧНОЇ МЕХАНІКИ Навколишній світ та дисперсні системи В'язкість Можна Вимірити При Постійному Крутильному Моменті (Постійне Наванта...
В'язкість можна вимірити при постійному крутильному моменті (постійне навантаження), прикладеному до однієї з поверхонь, чи при постійній швидкості обертання однієї з поверхонь 
(рис. 7.11).
| Рис. 7.11. Схема пластовіскозиметру ПВР-2:
1 - малий електродвигун;
2 - великий електродвигун;
3 - коробка передач;
4 - зубчаста муфта;
5 - муфта; 6 - сполучна муфта;
7 - хвостовик сердечника;
8 - зовнішній циліндр;
9 - гнучка нитка;
10 - змінні тензометричні балки;
11 - пересувний столик з термостатом;
12 - плита;
13 - стійка
| |
Нехай швидкість деформування 
= const = C, тоді деформація ε = Ct + A1. Приймаємо A1 = 0, знайдемо ε = Ct. З іншого боку, при незмінній швидкості обертання однієї з поверхонь W щодо іншої нерухомої поверхні деформацій ε = W·t.
Звідси випливає рівноважність умов W – const і 
= const. При =const залежності τ (t) і τ (ε) еквівалентні. Залежність напруження τ (t), τ(ε) (рис. 7.12) від деформації носить релаксаційний характер.
Рис.7.12. Залежність напруження τ від часу t при заданої швидкості деформації
З часом t2 установлюється напруження τвст, що не залежить від часу, тобто крива відповідає сталому режиму течії (порівняти ділянку АВ на рис. 7.1). Таким чином, за заданим визначаються відповідні напруження. Змінюючи , знайдемо різні τ. Після цього будують повну реологічну криву. Величина τ* (рис. 7.12), що відповідає максимуму на кривій τ = f (t), була введена Г.В. Виноградовим і названа ним «межею зсувної міцності». Для твердоподібних систем перехід через максимум, на думку Г.В. Виноградова, відповідає руйнуванню структури, що утворена дисперсною фазою. Поняття межі міцності при зсуві А.А. Трапезников переніс на пружні рідини. У цьому випадку також відбувається руйнування надмолекулярних структур.
Рис. 7.13. Залежність напруження зсуву τ від часу деформування t рідкоподібних систем: 1 –  ; 2 –  ; 3 –  ; 
| |
Представлені на рис. 7.13 криві τ = f (t) показують поводження легко релаксуючих матеріалів (рідкоподібні системи, пружні рідини). Крива 1 відповідає низьким швидкостям деформування (), коли швидкість наростання напружень під впливом деформування порівняна зі швидкістю їхньої релаксації. При цьому на початковій стадії деформування, поки напруження невеликі, швидкість їх релаксації менше від швидкості росту. Розвиток затриманих у часі пружних деформацій приводить до відхилення напружень кривих τ (t) і 
(– швидкість деформування) від осі ординат і обумовлює кінцеву швидкість досягнення сталого режиму течії, якому відповідає стаціонарне значення напруження зрушення (τвст) і оборотної деформації. Початкова, де сходить гілка τ (t) плавно переходить у ділянку сталих режимів деформацій (τ = τвст), тому що при деякому напруженні зсуву швидкість релаксації підвищується настільки, що при заданому значенні подальший ріст напруження стає неможливим. Якщо швидкості деформації дуже низькі, то тривалість процесу досягнення сталого режиму течії у швидкорелаксуючих речовинах мала.
Межа зсувної міцності характеризує ступінь розвитку структури системами. Чим більше значення відношення τ*/τвст при однаковій швидкості зсуву, тим більше структурована система. В той же час для однієї і тієї ж системи з відношенням швидкості зсуву τ*/τвст зростає, що свідчить про включення у процес деформування ще більшої частини структуроутворюючих елементів.
Чим вище задана швидкість деформації, тим у більшій мірі, після початку деформування, швидкість росту напруження зрушення обганяє швидкість їхньої релаксації.
При цьому поновлюється розвиток затриманих пружних деформацій. Якщо матеріал виявляє високу еластичність, то виникають високоеластичні деформації. Вихідна галузь кривих відхиляється від осі ординат. З підвищенням напруження на пружні деформації накладається течія. Тому вихідна частина кривої виявляється в більшій чи меншій мірі увігнутою до осі абсцис. У розглянутих умовах на кривій виявляється максимум (криві І, 2, 3 рис. 7.13). Після максимуму вихідна частина кривої плавно переходить у частину сталих режимів течії, яким відповідають рівноважні затримані пружні (чи високоеластичні деформації).
При високих швидкостях деформації максимум на кривій) 
виражений дуже чітко і спадна область кривої 
відразу після максимуму виявляється крутою. Різкість, з якого виражений максимум на кривих 
при кожному даному значенні залежить від співвідношення в'язкості і модуля високоеластичної деформації.
Отже, з підвищенням швидкостей деформацій монотонні криві 
переходять у криві з максимумом; його висота зростає; положення екстремуму зміщується убік великих деформацій, перехід від спадної гілки до області сталих режимів течії відбувається при великих деформаціях; перевищення екстремуму над областю сталих режимів течії збільшується. Для бітумів експериментально показано, що залежність τ*/τвст від є прямо лінійною і що зниження τ*/τвст тим більше, чим вище температура, чим більше бітум структурований асфальтенами. Втім навіть слабо структуровані системи досягають межі зсувної міцності при відповідно високих швидкостях зсуву.
Все темы данного раздела:
Навколишній світ та дисперсні системи
Навколишній світ існує багато в чому завдяки існуванню тіл, що створені сполученням, злипанням, зростанням найтонших часток (їх коагуляції) або, навпаки, здатності цих часток знаходитись у завислом
Дисперсні системи. Класифікація дисперсних систем з позицій фізико-хімічної механіки композиційних матеріалів
1.3.1. Дисперсними (мікрогетерогенними) системами називаються системи, що складаються з двох чи декількох фаз, одна з яких представлена окремими дрібними часточка
Особливості властивостей колоїдних систем
1.4.1. Всі колоїдні системи здатні розсіювати світло (опалесціювати). Якщо через колоїдну систему пропустити пучок проміння, що сходиться, поставивши між джерелом світла
Короткий історичний огляд
Перша робота, яка згодом послужила народженню фізико-хімічної механіки, відноситься до 1928 р. і пов'язана з адсорбційним пониженням міцності твердих тіл. П.О. Ребіндер встановив, що розколювання н
Поверхнева енергія і її природа
Поверхневі шари на межах тіл поводяться абсолютно інакше, ніж в об'ємі кожного граничного тіла.
Змочування і набухання
Явище змочування спостерігається на межі розділу трьох фаз, одна з яких звичайно є твердим тілом (3), інша рідиною, наприклад водою (1) і третя газом (2) (рис. 2.3). При неповному змочуванні рідка
Спонтанні процеси на межі розділу фаз
З термодинаміки відомо – система знаходиться в стійкій рівновазі, якщо її вільна енергія мінімальна в даних умовах:
F = Fmin (2.21)
Якщо над
Теорія мономолекулярної адсорбції Ленгмюра
Розглянуто на прикладі газ – тверде тіло – Г/Т.
Передбачається: тверда поверхня однорідна, тобто активні центри поверхні мають залишкові валентності і здатні зв'язати кожний по одній молек
Полімолекулярна адсорбція
Поряд з ізотермою адсорбції, що наведено на рис. 3.3, часто на практиці зустрічаються ізотерми без прямолінійної ділянки, що паралельна осі абсцис і відповідає насиченню поверхні адсорбенту молекул
Рівняння Гіббса. Двомірний тиск
Величина адсорбції Г (моль∙см-2) визначається як надлишок маси даного (адсорбованого) компонента, що припадає на одиницю площі поверхневого шару:
Правило Дюкло-Траубе
Адсорбція та орієнтація молекул поверхнево-активних речовин на поверхні розділу фаз – це самовільні процеси, що приводять до мінімуму вільної енергії системи. Знаходячись
Адсорбція на межі тверде тіло – розчин
Кількість речовини a, молекулярно адсорбованої з розчину, обчислюють за рівнянням (3.16.):
(3.16)
Правило зрівнювання полярності П.О. Ребіндера.
Відповідно до цього правила речовина С може бути сорбованою на поверхні розподілу фаз А і В, якщо вона в результаті своєї присутності в поверхневому шарі буде вирівнювати різницю полярності цих фаз
Склад і фізико-хімічна природа ПАР
Речовини, що при розчиненні навіть у дуже малих концентраціях здатні різко знижувати поверхневий натяг розчинника, називають поверхнево-активними речовинами (ПАР), а їх властивість знижувати поверх
Класифікація ПАР за хімічною будовою
У хімічному відношенні ПАР розділяють нанеіоногенні і іоногенніречовини.
Молекули неіоногенних
А. Мила карбонових кислот
1. Карбоксильна група пов’язана безпосередньо з гідрофобним радикалом. Надалі розподілення залежить від характеру гідрофобного радикала (наприклад, мила жирних кислот, каніфольні мила і ін.).
Катіоноактивні ПАР
Катіоноактивні ПАР підрозділяються на наступні основні групи: аміни різного ступеня заміщення і четвертичні амонієві основи, азотвмісні основи (гуанідини, гідрадини, гетероциклічні сполуки і т. ін.
Класифікація ПАР за механізмом дії
За механізмом дії ПАР поділяються на чотири основні групи:
4.5.1. До першої групи відносяться речовини, поверхнево-активні на границі рідина – газ, і насамперед
Класифікація ПАР за механізмом дії
За механізмом дії ПАР поділяються на чотири основні групи:
4.5.1. До першої групи відносяться речовини, поверхнево-активні на границі рідина – газ, і насамперед
Використання ПАР в техніці
На даний час ПАР широко використовують у багатьох галузях господарства. Наприклад, у текстильній і паперовій промисловості, у виробництві косметики, фармацевтичних, бактерицидних, фунгіцидних і зас
Будова колоїдних міцел
Частки дисперсної фази ліозолів несуть на своїй поверхні заряд, що обумовлений наявністю на їх поверхні подвійного електричного шару, який представляє собою тонкий поверхневий шар із просторово роз
Стійкість і коагуляція дисперсних систем
Існує два поняття – агрегативна і кінетична нестійкість дисперсних систем. Агрегативна нестійкість виявляється в самовільному утворенні агрегатів з часток дисперсної фази системи з наступним їхнім
Молекулярно-адсорбційна стабілізація дисперсних систем
У неполярному дисперсійному середовищі частки дисперсної фази позбавлені електричного заряду. Електричний фактор стабілізації відсутній. Між дисперсними частками діють тільки сили взаємного притяга
Процеси стабілізації дисперсних систем і їхня роль у техніці
Типові колоїдні системи чуттєві до дії електролітів. Однак при введенні в них незначних концентрацій високомолекулярних речовин і утворенні на поверхні часточок відповідного ад
Поняття про структурно-механічні властивості
Найважливіші властивості фізичних тіл, насамперед твердих тіл, їх механічні властивості: в'язкість, пружність, пластичність, міцність. Вони визначають здатність тіл чинити опір руйнуванню під дією
Загальні відомості про структуроутворення в дисперсних системах
Згідно з уявленнями П.О. Ребіндера, структури в колоїдних і мікрогетерогенних системах можна розділити на коагуляційні (тиксотропно-оборотні) і конденсаційно-кристалізаційні (необоротно руйнуються)
Деформації і течії
Реологія – наука про деформації і течії різноманітних реальних тіл.
Реологія – це наука про поведінку матеріалів (систем, тіл) з вра
Методи реологічного моделювання
Для характеристики тіл з комплексними властивостями використовують класичний для реології спосіб механічного моделювання. Структурними елементами реологічних моделей є пружина, поршень (або куля) т
Методи реологічного моделювання
Для характеристики тіл з комплексними властивостями використовують класичний для реології спосіб механічного моделювання. Структурними елементами реологічних моделей є пружина, поршень (або куля) т
Моделі і рівняння течії структурованих дисперсних систем
У світлі молекулярно-кінетичних уявлень процес течії структурованих рідин, на відміну від ньютонівських, складається з декількох елементарних актів. Якщо немає зовнішньої зрушувальної сили, тиксотр
Моделі і рівняння течії структурованих дисперсних систем
У світлі молекулярно-кінетичних уявлень процес течії структурованих рідин, на відміну від ньютонівських, складається з декількох елементарних актів. Якщо немає зовнішньої зрушувальної сили, тиксотр
Моделі і рівняння течії структурованих дисперсних систем
У світлі молекулярно-кінетичних уявлень процес течії структурованих рідин, на відміну від ньютонівських, складається з декількох елементарних актів. Якщо немає зовнішньої зрушувальної сили, тиксотр
Моделі і рівняння течії структурованих дисперсних систем
У світлі молекулярно-кінетичних уявлень процес течії структурованих рідин, на відміну від ньютонівських, складається з декількох елементарних актів. Якщо немає зовнішньої зрушувальної сили, тиксотр
Основні закономірності кінетики кристалізації нової фази з пересичених розчинів і фазовий склад цементного каменю
В ідеалізованому випадку процеси кристалізації складаються з послідовно елементарних актів виникнення зародків нової фази і їхнього росту.
Теорія виникнення зародків кристалізації дана в п
Формування структури цементного каменю
За сучасними поглядами, у початковий період (перша стадія гідратації) при змішуванні цементу з водою в процесі гідролізу трикальцієвого силікату виділяється гідроксид
Фізичні основи ущільнення і формозміни бетонних сумішей
Свіжоприготовлена бетонна суміш має пухку нестабільну структуру з високою пористістю (П0 до 15%) і значним об'ємом залученого повітря (особливо при низькому водоутриманні суміші). Необхі
Основні параметри вібраційного ущільнення бетонної суміші
Ущільнення суміші як пружньов’язкопластичного тіла може відбутися, якщо енергетичні параметри зовнішніх впливів достатні для подолання граничного опору зсуву бетонної суміші. При відповідності пара
Вібродиспергування та виброперемішування суміші
Вібродиспергування. Робота, що необхідна для руйнування твердого тіла, не залежить від того, яка машина буде використана для подрібнення. Роботу руйнування можна підраховувати
Шляхи інтенсифікації ущільнення сумішей
9.4.1. Принциповий зміст процесу перемішування сумішей
Технологія виробництва асфальтових та дьогтевих бетонних сумішей і бетонів складається з двох осно
Шляхи інтенсифікації ущільнення сумішей
9.4.1. Принциповий зміст процесу перемішування сумішей
Технологія виробництва асфальтових та дьогтевих бетонних сумішей і бетонів складається з двох осно
Бітумополімерні в’яжучі і асфальтобетони на їх основі
Органічні в'яжучі речовини являють собою групу природних чи штучних термопластичних твердих, в’язкопластичних чи рідких речовин, що складаються із суміші органічних, від
Бітумополімерні в’яжучі і асфальтобетони на їх основі
Органічні в'яжучі речовини являють собою групу природних чи штучних термопластичних твердих, в’язкопластичних чи рідких речовин, що складаються із суміші органічних, від
Склад, структура і властивості нафтових дорожніх бітумів
Під терміном «бітум» розуміють суміш рідких, напівтвердих чи твердих сполук вуглецю і водню, що містять у невеликій кількості кисень-, сірку- й азотовмісні речовини і метали, а також значну кількіс
Галузь застосування.
10.3.1. Визначення. Склад. Класифікація.
– Дорожні бітумні емульсії являють собою дисперсні системи з двох не розчинних одна в одній рідин. Перша
Бітумні емульсії – мікрогеторогенні дисперсні системи
Дослідники розглядають емульсію як дисперсну мікрогетерогенну стабілізовану систему рідина – рідина. У емульсії виділяють дві фази: дисперговану (переривну) і диспергуючу (або непереривну). На пове
Технологія виробництва
Процес утворення емульсії складається з розподілення однієї рідини в іншій і утворення стійких крапель при наявності ПАР у системі, яка знижує поверхневий натяг середовища. Рідина з низьким поверхн
Технічна характеристика триступеневого диспергатора
Продуктивність, м3/с (т/ч) …………………………16,7×10-4 (5)
Ширина робочих зазорів, мм ……………..……….0,5 – 4
Частота обертання вала, хв-1
Приготування аніонної і катіонної емульсій.
Температуру бітуму і розчину емульгатору визначають таким чином, щоб сума цих двох температур не перевищувала 2000С. В противному випадку може відбутися закипання суміші бітуму і розчину
Фізико-механічні властивості та технологічні вимоги.
Згідно з вимогами ДСТУ БВ.2.7-2005 “Емульсії бітумні дорожні” вони повинні відповідати наступним вимогам (табл. 10.8).
Емульсії повинні бути стійкими при транспортуванні, тобто не повинно
Галузі застосування.
Таблиця 10.9
Клас емульсії
Вид роботи
ЕА - Ш
ЕАМ – Ш
Доглядання за свіжоукладеним цементобетоном і цементогрун
Водостійкість асфальтополімербетонів
Використання бітумів, що модифіковані полімерами (БМП) у промислово розвинених країнах набирає усе більш широкі масштаби. Близько 10 % всіх застосовуваних у дорожньому будівництві бітумів модифікую
Роль матриці асфальто- і дьогтебетону у формуванні властивостей бетонів
Структура асфальто- і дьогтебетону - багатокомпонентного, полідисперсного, композиційного матеріалу, характеризується кількістю, формою, співвідношенням зерен різної крупності, складом, структурою
Дьогтебетон
Дьогтебетон – це штучний будівельний матеріал, одержуваний ущільненням перемішаної до однорідного стану при оптимальній температурі суміші дьогтю, щебеню, піску і мінерального поро
Асфальтобетон
Відповідно до ДСТУ Б В. 2. 7 – “Суміші асфальтобетонні і асфальтобетон дорожній та аеродромний” асфальтобетонні суміші підрозділяються на щебеневі, гравійні і піщані.
За температурою уклад
Утомленісна довговічність асфальтобетонів і роль агресивних середовищ
Довговічність – здатність матеріалу забезпечувати працездатність конструкції при заданих режимах експлуатації. Довговічність – це узагальнена властивість матеріалу, яка може характ
Дьогтебетони і асфальтобетони з комплексно-модифікованою мікроструктурою
Властивості бетонних сумішей на органічних в’яжучих, що призначені для будівництва конструктивних шарів нежорстких дорожніх одягів, визначаються насамперед якістю органічного в’яжучого і процесами
РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА ДО ВИВЧЕННЯ ТЕОРЕТИЧНОГО МАТЕРІАЛУ
1. Баженов Ю.М. Технология бетона. – М.: Высш. шк., 1987.– 415 с.
2. Берлин А.А., Басин В.Е. Основы адгезии полимеров. М.: Химия, 1969. – 319 с.
3. Братчун В.И., Золотарёв В.А. Мо
Новости и инфо для студентов