膨润土对3D打印砂浆可打印性能的影响

为探明膨润土及其掺量对3D打印砂浆可打印性能的影响规律,采用流动度评价砂浆的可挤出性,并以高度保留率和贯入阻力评价其可堆叠性。此外,采用动态、静态剪切测试浆体的流变行为,从流变学角度分析膨润土对砂浆可打印性能的影响。结果表明:可打印砂浆流动度与净浆的塑性黏度存在良好的线性关系,与动态屈服应力存在良好的对数关系;高度保留率则与静态屈服应力存在良好的指数关系。一方面,膨润土增大了浆体的塑性黏度与动态屈服应力,从而导致砂浆的可挤出性能降低。另一方面,膨润土提高了浆体静态屈服应力和结构重建速率,从而提高砂浆的可堆叠性能。因此,适宜掺量的膨润土可使砂浆保持良好可挤出性,且改善砂浆的可堆叠性。当膨润土掺量2%时,打印试件顶底宽度比为0.96。     

水泥-白云石粉浆体流变性能研究

试验采用旋转黏度计测定了水泥-白云石粉浆体剪切应力和塑性黏度随剪切速率变化的规律,对所测浆体T-γ曲线采用Bingham流体模型进行拟合,得到浆体屈服应力和塑性黏度,采用Power Law流体模型拟合出浆体的流变指数,并用触变环面积表征浆体的触变性.研究结果表明:在0 ～ 30％掺量范围内,随白云石粉掺量的增大,水泥浆体的屈服应力、塑性黏度和触变性均逐渐增加;白云石粉细度对浆体屈服应力和塑性黏度影响较小.     

水泥-粉煤灰-石灰石粉复合浆体的流变性能

采用Rheolab QC型旋转黏度计研究了水泥–粉煤灰–石灰石粉复合浆体的流变性能,分析了不同粉体含量以及石灰石粉颗粒粒径对复合浆体屈服应力、塑性黏度以及触变性的影响。结果表明:复合浆体中石灰石粉掺量增大或颗粒粒径减小,浆体屈服应力、塑性黏度和触变性均增大;随剪切速率增大,水泥–粉煤灰–石灰石粉复合浆体发生显著的剪切稀化现象,随后塑性黏度渐趋稳定,掺入石灰石粉后,提高了浆体由剪切稀化向塑性黏度逐渐稳定时需要的剪切速率;在水泥–粉煤灰体系浆体中掺入质量分数为20%～40%石灰石粉能够显著改善浆体的流变性能,提高浆体的稳定性。     

矿物掺合料对胶凝材料浆体流变性能和触变性的影响

基于大流态混凝土配合比,研究了各种矿物掺合料对胶凝材料浆体的流变性能和触变性的影响。结果表明:通过流变仪转速阶梯变化制度构建稳定的浆体流动状态,并利用转换方程可进行浆体流变性能参数的有效测量和计算。胶凝材料浆体的流变性能符合Bingham模型。粉煤灰和粉煤灰微珠均能降低浆体的屈服应力、塑性黏度和触变性,粉煤灰微珠作用效果更为明显;硅灰能增大浆体的屈服应力、塑性黏度和触变性;磨细矿渣粉会降低浆体的屈服应力和触变性,提高浆体的塑性黏度。在进行大流态混凝土配合比设计时应综合考虑矿物掺合料对新拌混凝土流变性能的影响。     

偏高岭土对超高性能混凝土流变及纤维分布的影响EI北大核心CSCD

为研究相同流动度下偏高岭土对超高性能混凝土(UHPC)浆体流变性能和静置状态下纤维分布的影响规律,采用流变性能试验、结构重建速率测试和图像分析技术,探讨了偏高岭土对UHPC浆体流变性能的作用机理,并使用结构重建速率表征纤维分散情况。结果表明:流动度相同时,浆体的屈服应力基本相同;随着偏高岭土掺量的增加(5%~10%),UHPC浆体的表观黏度逐渐增加,但其流变特性无明显变化;掺入偏高岭土可以提升浆体的结构重建速率,但减水剂用量的增加会削弱这种提升效果;浆体结构重建速率与静置状态下UHPC中的纤维分散具有良好的相关性,结构重建速率越高,纤维分散越好。     

磨细矿渣复合浆体流变参数与流动度的相关性

通过减水剂用量控制复合浆体流动度,采用改进的非线性Bingham模型,对不同净浆流动度的高掺量磨细矿渣复合浆体的屈服应力、塑性黏度、触变面积、最大剪切应力等流变参数进行了研究及回归分析。结果表明:矿渣复合浆体的屈服应力、塑性黏度与净浆流动度呈负指数函数关系,触变面积、最大剪切应力与净浆流动度呈线性关系;与同流动度的普通水泥浆体相比,矿渣复合浆体的屈服应力较小,塑性黏度、触变面积、最大剪切应力较大。     

不同水灰比、砂灰比下碳酸钙晶须对水泥砂浆流变性的影响

采用旋转流变仪研究碳酸钙晶须增强水泥砂浆拌合物的流变性能。分析不同水灰比、砂灰比及碳酸钙晶须掺量下,新拌砂浆的屈服应力、塑性黏度和滞回环面积的变化。结果表明:碳酸钙晶须增强水泥砂浆拌合物的流变性符合Bingham模型;水灰比从0.35减小至0.30时,新拌碳酸钙晶须水泥砂浆的屈服应力、塑性黏度均增大,最大增幅分别为92.0倍和4.8倍;碳酸钙晶须掺量从0增大至2.5%时,新拌碳酸钙晶须水泥砂浆的屈服应力、塑性黏度均呈增大趋势,最大增幅分别为24.5倍和1.6倍。分析滞回环面积的变化表明,随着水灰比的减少和晶须掺量的增加,浆体内部阻碍流动的絮凝结构和网状结构的数量增大,这也是导致拌合物流动性差、流变参数大的主要原因。     

乳胶粉掺量对纤维素醚改性水泥浆体流变性能的影响

采用Anton Paar MCR 302型流变仪研究了乳胶粉掺量对纤维素醚改性水泥浆体流变性能和触变性的影响。结果表明,掺入乳胶粉的纤维素醚改性水泥浆体表现为剪切稀化的流变特性,当剪切速率较小时,浆体黏度下降显著。乳胶粉掺量越大,浆体基于Herschel-Bulkey模型拟合得到的屈服应力和黏度系数均越大。并且乳胶粉能够增大浆体的触变滞后环面积和三段式触变测试的结构恢复率。掺入乳胶粉和纤维素醚的水泥浆体屈服应力和触变环面积呈正向线性关系。     

发泡浆体流变特性对轻质混凝土匀质性的影响

为改善轻质混凝土匀质性,提升轻质混凝土力学性能,本文通过建立Herschel-Bulkley(H-B)塑性黏度计算模型,探究了发泡浆体流变特性对泡沫沉降和浆体中陶粒分布的影响。结果表明：随增稠剂掺量的增加,轻质混凝土发泡浆体的屈服应力和基于非线性H-B模型η_H-B=0.016 67K(80ⁿ-20ⁿ)(η_H-B为H-B模型得出的发泡浆体塑性黏度;K为一致性系数;n为流动指数)得到的塑性黏度增大,导致发泡浆体沉降距下降,陶粒在浆体中的分形维数提高;当发泡浆体塑性黏度大于1.74 Pa·s、屈服应力大于92.87 Pa时,可制备抗压强度大于10 MPa的轻质混凝土。由此可见,优化发泡浆体流变特性是克服陶粒在发泡浆体中易上浮问题的关键,可有效改善轻质混凝土匀质性,提升轻质混凝土力学性能。     

含不同形态硅灰的复合胶凝材料浆体的流变学特性（英文）

通过流变度和坍落度测试,研究了原状硅灰和加密硅灰对水灰比为0.25和0.30的复合胶凝材料的流变性能的影响。结果表明:初始测量中,加密硅灰(0~12%)使净浆屈服应力从0~5 Pa增加到20~60 Pa,塑性黏度从1 500 mPa·s增大到3 200 mPa·s;原状硅灰的掺加(0~12%)使净浆的屈服应力基本维持在0~8 Pa,塑性黏度在1 500~2 000 mPa·s。加密硅灰可以增大复合胶凝材料浆体的屈服应力和塑性黏度,原状硅灰则能在一定时间内使复合胶凝材料浆体保持相同的流变性。无论含有何种形态的硅灰,复合胶凝材料浆体的屈服应力和扩展度之间均呈线性关系,相关系数达到R~2=0.911 16。     

Evaluation of natural zeolite as a viscosity-modifying agent for cement-based grouts

The effects of natural zeolite on the rheological and workability properties of the grout mixtures were studied. Setting times of grouts were also determined as part of the experimental study. For comparison, grout mixtures were also prepared with a commercially available viscosity modifying admixture (VMA). The experimental results show that addition of natural zeolite modifies both the rheological and workability properties of grouts. For a constant superplasticizer (SP) content, an increase in the zeolite amount significantly increases the yield stress, the apparent and plastic viscosity, and reduces the fluidity and deformability. Moreover, an increase in the amount of SP causes a significant reduction in both the yield stress and plastic viscosity of the grouts. It was also observed that, grouts prepared with natural zeolite addition have a pseudo-plastic behavior, and shear-thinning behavior increases with an increase in the zeolite amount. Therefore, it has been shown that using natural zeolite as a VMA it is possible to obtain grouts that have satisfactory rheological properties, especially if natural zeolite is used in combination with a superplasticizer.     

礁石粉对超高强混凝土工作性能和力学性能的影响研究

采用礁石粉取代部分(0％、10％、20％以及30％)水泥时,对比研究了礁石粉对超高强混凝土(UHSC)流变性能、流动度和强度的影响,利用XRD、DTG方法研究了礁石粉对UHSC水化产物的影响.结果表明,浆体的屈服应力和塑性粘度随礁石粉掺量的增加先减小后增大,礁石粉掺量为10％时的屈服应力和塑性粘度最小分别为2.46 Pa、3.29 Pa·s;掺入适量的(≤20％)礁石粉能提高UHSC的流动度,礁石粉掺量为10％时的UHSC流动度最大为330 mm;30％以内掺入礁石粉能提高UHPC的抗压强度,且对UHSC的3 d抗压强度提高最明显;礁石粉的加入可以显著降低水泥水化放热峰值,礁石粉掺量越大,水化放热峰值降低的越明显,礁石粉的加入能明显推迟水泥水化放热达到峰值的时间;XRD和DTG结果表明礁石粉并不改变水化产物的种类.     

新拌石灰石粉-偏高岭土-水泥系统流变特性研究

石灰石粉和偏高岭土复掺可以替代部分水泥,有效降低水泥制品的碳排放。采用安东帕MCR 302旋转流变仪测试了新拌石灰石粉-偏高岭土-水泥浆体系统的流变特性。通过单纯形重心法对石灰石粉-偏高岭土-水泥砂浆系统进行了试验设计,利用Viscometer 5型混凝土流变仪对不同配比砂浆的流变特性进行了测试。结果表明：随着偏高岭土掺量的增加,水泥浆体的屈服应力和塑性黏度显著增大;随着石灰石粉掺量的增加,水泥浆体的屈服应力和塑性黏度呈先增大后减小的趋势;改变砂浆胶凝材料的配比能够显著影响砂浆的流动性以及流变参数。     

高强石膏3D打印浆体材料的制备与性能研究

使用预先混合的高强石膏浆体材料进行3D打印的工艺具有制品强度高、打印周期短等优点,但仍存在石膏初凝时间过短、浆体可堆叠性不足等问题。在此基础上研究了植物蛋白类缓凝剂和多聚磷酸盐缓凝剂对材料抗压强度、流动性和可打印时间的影响,并研究了增塑剂羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)对浆体流变性能和3D打印构件体积稳定性的影响。结果表明,两种缓凝剂对石膏水化的延缓机理不同,植物蛋白类缓凝剂可以延长流动度的稳定时期,多聚磷酸盐缓凝剂则不能很好地增加可打印时间,浆体在初凝前8~12 min就已失去流动性。HPMC的加入可显著提升浆体材料的表观粘度和屈服应力并消除缓凝剂造成的泌水现象,但对塑性粘度增幅不大,且会降低材料的抗压强度。高HPMC掺量下的高强石膏3D打印构件的体积稳定性较好,在0.020%(质量分数)植物蛋白类缓凝剂和0.60%(质量分数)HPMC掺量下3D打印构件的体积变形率为0.09。     

UHPC浆体的工作性和流变性与颗粒膜层厚度的关系

建立超高性能混凝土(UHPC)浆体的工作性和流变性之间的关系可从理论上研究其工作性变化规律。本文以颗粒膜层厚度为UHPC浆体的工作性的综合衡量指标,设计了正交试验,研究水胶比、超细粉煤灰替代率和硅灰掺量对UHPC浆体的工作性与流变性的影响。根据流动度和流变性测试结果,分析了水胶比和超细粉煤灰替代率的共同作用对UHPC浆体的工作性与流变性的影响,探究了UHPC的净浆与砂浆的工作性关系,基于浆膜层厚度给出了UHPC砂浆的工作性与流变性的关系式。研究结果表明:水胶比是UHPC浆体的工作性与流变性的最主要影响因素,水胶比、超细粉煤灰替代率和硅灰掺量提高均造成UHPC浆体的颗粒表面膜层厚度增大;水胶比和超细粉煤灰替代率的共同作用下,UHPC浆体的流动度和黏度系数具有相关性。     

Rheological and electrical properties of Egyptian bentonite as a drilling mud

The flow properties of Egyptian bentonite as a drilling mud were studied using anionic polyacrylamide as an additive (MW 1,000,000 g/mol). The rheological properties (plastic viscosity, yield point, thixotropy) of bentonite–polyacrylamide mud were investigated at different concentrations (5–20 mg/L). It was found that, as polyacrylamide concentration increases, rheological properties increase after 24‐h aging time and up to 40°C. By increasing temperature, rheological properties become nearly constant. Electrical properties (electrophoretic mobility and zeta potential) of Na bentonite/PAM mud were measured using zeta meter. The results showed that zeta potential of Egyptian bentonite/PAM mud increased at low PAM concentrations up to 10 mg/L. At high polyacrylamide concentrations, these properties decreased. To investigate the relation between rheological and electrical properties, potential energy profiles were constructed. Potential energy profile at 10 mg/L polyacrylamide–clay showed a high repulsion potential energy between clay surfaces, i.e., suspension stability attained. The most reliable clay suspension to meet the desired properties could be reached using 6% clay suspension concentration, 10 mg/L polyacrylamide, and temperature 40°C up to 24‐h aging time. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 104: 1496–1503, 2007     

不同粒径煤矸石浆液的流变性能试验

煤矸石浆液的流变性能影响注浆的可泵性,可通过调节粒径和水矸比对流变性能进行调控。本文测试了新鲜煤矸石浆液的流变性能、流动度及流动时间,研究了不同粒径(100目、150目、200目、250目、300目,分别对应150 μm、106 μm、74 μm、58 μm和48 μm)及水矸比(1.0、1.5、2.0)对煤矸石浆液流变性能的影响,探讨了流变参数、流动度及流动时间的变化规律,并提出了注浆建议。结果表明:水矸比是煤矸石浆液流变性能的主控因素,煤矸石浆液在水矸比为1.0时,符合Herschel-Bulkley模型,颗粒粒径会影响浆液的屈服应力和塑性黏度,屈服应力为2.5~3.6 Pa;在水矸比为1.5、2.0时,符合Bingham模型,颗粒粒径只影响浆液的屈服应力,屈服应力为0.1~0.7 Pa。不同粒径煤矸石浆液的流动度均不低于365 mm,流动时间在27~31 s。为提高浆液的可泵性,可考虑采用较大的水矸比(≥1.5)和较长的搅拌时间(>800 s)。     

粘土水泥系列浆材流变性能研究

粘土水泥系列浆材性能优越,价格低廉,可广泛应用于库堤防渗、灌浆加固、溶洞充填、垃圾填埋防护等工程中,其流变性能对灌浆施工及防渗加固效果的影响不可忽视。利用Brookfield+R/S流变仪系统研究粘土水泥系列浆材的流变性能,包括流变模型、粘度时变性和触变性,进而根据其各自流变性能分析其适用范围。结果表明：粘土水泥浆材的流变性能与水固比及粘土掺量有关,其初始粘度较普通水泥浆大,扩散范围可控,在大空隙多孔地层使用适宜配比的粘土水泥浆材进行防渗灌浆,可很好地解决跑浆、串浆的问题,提高灌浆效益;粘土水泥膏浆的流变性能主要与固化剂掺量有关,其初始屈服应力及粘度大,具有良好的抗水流冲释性能,可用于地下动水条件下的防渗堵漏;粘土水泥砂膏浆流变性能与固化剂掺量和砂灰比有关,添加砂料后,初始屈服应力及粘度更大,不易流失,可作为溶洞填充材料,节约工程成本,是耗浆量大的地质条件防渗的优选灌浆材料。     

影响氧化铝水基料浆流变学特性的关键因素

用流变学的方法在RV-20型流变仪上研究不同条件,如:固含量、分散剂加入量、烧结助剂、增塑剂等对碱性氧化铝悬浮体的流变性的影响.结果表明:氧化铝陶瓷碱性料浆(pH＞7)在低的剪切速率(＜100 s-1)时,表现为剪切变稀.在水基料浆中添加MgO时,会发生强烈的水合反应,导致料浆失去流动性.增塑剂甘油的加入导致料浆粘度升高的幅度是有限的,不会对料浆固含量和浇铸工艺造成显著不利的影响.加入水溶性丙烯酸乳液后,在低的剪切速率下,料浆仍然呈现剪切变稀行为,随着乳液含量的增加,料浆的静态粘度逐渐增大.分散剂聚丙烯酸氨的加入量对料浆的稳定性具有显著的影响.在分散剂的加入量为固相质量的0.8%左右时,分散剂在陶瓷颗粒表面形成饱和吸附,此时料浆的稳定性达到了最佳状态.