浆体流变性能对超高延性水泥基材料性能的影响

浆体的流变性能是影响纤维在水泥基材料中分散性的关键因素，是采用聚乙烯（PE）纤维制备超高延性水泥基材料（Ultra-high ductility cementitious composites, UHDCC）的重要指标。本工作通过调整水胶比和外加剂的掺量调控浆体的流变性能，研究浆体的屈服应力和塑性黏度对UHDCC流动性、拉伸、抗压和断裂性能的影响。结果表明：调整水胶比和外加剂可以调控UHDCC浆体的流变特性，其流变行为符合假塑性流体。浆体塑性黏度在1.91～6.00 Pa·s范围内的UHDCC呈现不同程度的拉伸应变硬化行为；塑性黏度的最佳范围为3.06～4.60 Pa·s，此时纤维在基体中分散更加均匀，因此UHDCC具备更加优异的拉伸性能和断裂韧度，其拉伸应变可以超过10%。     

纳米CaCO3对水泥-石灰石粉浆体流变作用

试验采用Rheolab QC型旋转黏度计测试了掺纳米CaCO₃的水泥-石灰石粉浆体的流变曲线,应用Herschel-Bulkley流变模型对其剪切应力-速度（τ-γ）曲线进行拟合,得到浆体的动态屈服应力、稠度系数和流变指数,并用触变环面积表征浆体的触变性。结果表明：随石灰石粉掺量的增加,水泥-石灰石粉浆体的动态屈服应力逐渐减小,稠度系数增大,触变性先增大后减小;纳米CaCO₃未改变水泥-石灰石粉浆体的流变类型都呈现出剪切稀化行为;随纳米CaCO₃掺量的增加,水泥-石灰石粉浆体动态屈服应力和稠度逐渐增大,触变性减小,纳米CaCO₃使水泥-石灰石粉浆体流变性能变差,但使其稳定性增强。     

氧化石墨烯水泥浆体流变性能的定量化研究（英文）

采用流变仪和激光共聚焦显微镜对不同氧化石墨烯(GO)掺量的新拌水泥浆体的流变参数以及浆体微观形态进行了定量化研究,并采用Modified-Bingham(M-B)模型和Herschel-Bulkley(H-B)模型对所测数据进行了拟合处理,提出了GO影响新拌水泥浆体的作用机理。结果表明,GO的掺入可以使新拌浆体中在减水剂作用下分散的水泥颗粒发生再次凝聚,形成重组絮凝结构,且随着GO掺量的增加,重组絮凝结构的数量越多,从而使得浆体流变性发生显著变化。一方面,新拌浆体的塑性粘度、屈服应力以及触变性随GO掺量的提高而显著增加。另一方面,GO的掺入提高了新拌浆体的临界剪切速率,使其在较大剪切速率下的流变行为仍然表现为剪切变稀;降低了浆体的剪切增稠程度,提高了浆体的稳定性。     

有机添加剂对金属Cu流延料浆流变性影响研究

采用合适的有机添加剂制备出适于流延的金属Cu料浆.研究不同有机添加剂如溶剂种类(丁酮与无水乙醇(ethanol)的混合物和纯丁酮(MEK))、粘结剂PVB含量和增塑剂的含量对金属Cu料浆的流变性能的影响.对料浆的剪切速率与剪切应力、剪切速率与黏度的关系进行了表征.研究结果表明:采用丁酮做溶剂,可以制备出黏度低、稳定性好的料浆且获得的Cu流延膜密度较高.随着粘结剂PVB含量的增加,料浆的黏度逐渐增大;随着粘结剂PVB与增塑剂的含量比P值的减小,料浆的黏度先减小后增加.所制备的Cu料浆属于宾汉姆塑性流体,呈现剪切变稀的特性,适于流延成型.     

钢渣-矿渣复合水泥基材料3D打印性能

为了提高固体废弃物的资源化利用，探究利用钢渣制备3D打印水泥基材料的可行性，研究了钢渣、矿渣的质量比对复合水泥基材料流变特性、可打印性和力学性能的影响规律。结果表明，随着钢渣质量的增加，浆体的流动度和静态屈服应力增大，塑性粘度减小，可挤出性增强，变形率降低，同时抗压强度显著降低。通过Zeta电位测试发现，随着钢渣掺量的增加，Zeta电位绝对值变小，胶体颗粒间引力增大，导致静态屈服应力增大。而随着矿渣掺量的增加，浆体固含量增多，固体颗粒间摩擦加剧，产生了更多絮凝结构和网状结构，提高了浆体的塑性粘度。     

聚线型反式喹吖啶酮的合成及电流变性能

合成并表征了平面梯形聚合物聚喹吖(2,3-b)啶-7,14(5,12)二酮(聚线型反式喹吖啶酮,PTQA);以PTQA为基础粒子,溴代二苯甲烷(BDPM)为分散介质制备了无水型电流变流体(ERF),考察了其电流变性能。研究了体系中粒子浓度、外加电场强度、剪切速率等对电流变流体的剪切应力、屈服应力和表观黏度的影响,考察了电流变流体的温度效应。结果表明,PTQA-BDPM体系是一种性能优良的电流变流体,粒子质量分数为30%的流体室温屈服应力达到6.0 kPa(3 kV/mm);体系的剪切应力随温度升高而增大,且在高温区间具有较强的温度效应。     

天然火山灰-水泥-粉煤灰复合浆体流变性能

采用C-LTD80 QC型旋转粘度计研究了天然火山灰-水泥-粉煤灰复合浆体的流变行为,分析了天然火山灰掺量对浆体屈服应力、塑性粘度以及触变性的影响,并采用Zeta电位仪探索其作用机理。结果表明：天然火山灰-水泥-粉煤灰复合浆体流变可分区段用Bingham模型及Herschel-Bulkley模型模拟;天然火山灰粒径分布跨度大,颗粒形状不规则,且密度小于水泥,等质量代替会增加浆体固相体积分数;天然火山灰使水泥浆体Zeta电位降低,浆体中粒子间静电作用力减弱,粒子更易相互吸附黏聚。而粉煤灰颗粒呈球状且表面光滑,使水泥浆体Zeta电位降低,粒子不易相互吸附黏聚。因此天然火山灰-水泥-粉煤灰复合浆体的屈服应力、塑性黏度和触变性随着天然火山灰掺量增加而增加,随粉煤灰的掺量增加而降低。     

乙烯-醋酸乙烯共聚物的流变性能

利用XLY-Ⅱ型毛细管流变仪测试了乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)的表观黏度、粘流活化能、非牛顿指数等流变参数,讨论了剪切速率、剪切应力和温度等对乙烯-醋酸乙烯共聚物熔体的表观黏度的影响,研究了粘流活化能与剪切速率的变化规律。实验结果表明,乙烯-醋酸乙烯共聚物熔体的表观黏度随温度的升高而降低;粘流活化能ΔE随剪切速率的增大而减小。在实验温度范围内,EVA熔体的表观黏度随剪切速率和剪切应力的增大而降低,其非牛顿指数n小于1,说明EVA熔体为假塑性流体。     

聚合物基熔铸炸药螺旋立式挤注过程的流场仿真研究

针对当前聚合物基熔铸炸药装药工序中的人机面对、手工作业问题，拟采用立式螺压工艺来实现药浆的连续挤注以及弹体的自动装药，故在表征药浆流变特性的基础上对其流场特征参数进行仿真分析。结果表明:液相载体的润滑作用以及剪切过程中固相颗粒的取向排列均会导致药浆表观黏度的下降。提高螺杆转速可以显著增大药浆的流动性及产能，但也会造成剪切速率的线性递增以及压力的阶梯状递增。同时，剧烈的剪切作用也会拓宽药浆的温度分布范围，并将最高温度提高18.6 ℃；需要借助芯部调温来削弱螺杆的剪切升温效应，确保工艺安全性。     

可注射磷酸钙骨水泥的流变性能研究

采用高级流变扩展系统研究了添加剂种类及其含量对可注射磷酸钙骨水泥(ICPC)流变特性的影响。采用稳态流动实验表征浆体的静态粘度,用触变环面积、应力降低率和屈服应力表征ICPC浆体的触变性,并进行动态频率扫描和动态时间扫描实验动态监测ICPC的粘、弹、塑性变化规律以及水化反应过程流变参数的依时性。结果表明:添加剂并不改变ICPC的粘弹性。水溶性高分子化合物的加入提高了ICPC的粘度和触变性,利于整个体系的稳定;添加剂不同程度上提高了ICPC剪切后的网络结构恢复能力和稳定性,尤其以黄原胶和几丁糖最为明显。在此基础上,评估了加入黄原胶后ICPC形成凝胶的时间,约为2 563～2 600 s。此外,随着黄原胶含量的增加,ICPC触变环面积增加,但形成的网络结构在高剪切状态下并不稳定。     

改性聚氨酯防水材料的流变性能

利用RS150型平板流变仪测试了改性聚氨酯防水材料的表观黏度、粘流活化能、非牛顿指数等流变参数,讨论了剪切速率、剪切应力和温度等对改性聚氨酯防水材料表观黏度的影响。实验结果表明,改性聚氨酯防水涂料的表观黏度随温度的升高而降低;在实验温度范围中,改性聚氨酯防水材料的表观黏度随剪切速率和剪切应力的增大而降低,其非牛顿指数n小于1,并且随着温度升高而增大,表明改性聚氨酯防水材料为假塑性流体;其粘流活化能E0为19.73 kJ/mol。     

石墨烯改性水泥基材料的力学和收缩性能

研究了石墨烯对水泥基复合材料的抗压抗折强度、劈裂抗拉强度、流变性能等力学性能的影响,及石墨烯对水泥砂浆自收缩和干燥收缩等变形性能的影响.结果表明:石墨烯会增加水泥浆体的粘度,水泥净浆的流变特性符合宾汉姆流体模型;掺加适量石墨烯能够提升水泥基材料的力学性能,并且对水泥基材料的自收缩及干燥收缩具有显著的抑制效果.力学和收缩...     

硝基胍发射药制备工艺过程中的流变本构方程研究

以硝基胍发射药实际生产加工过程中不同时段的药料为研究对象，采用自主研发的固体推进剂专业双料筒毛细管流变仪测试药料的流变特性，并对流变特性曲线进行拟合，获得硝基胍发射药的流变本构方程。结果表明：硝基胍发射药具有典型的假塑性流体特征；延长捏合时间有利于高分子链充分溶胀；剪切应力-剪切速率曲线采用自构函数y=Aln²x+Bln x+C时的拟合效果较好；剪切黏度-剪切速率曲线采用Williamson流变本构方程时的拟合效果好。     

酸改性对大豆基胶粘剂流变性能的影响

研究酸改性对大豆基胶粘剂流变性能的影响。拟合了不同HCl添加量下剪切应力(τ)与剪切速率(γ)的关系曲线,并利用仪器分析其流变性能影响机理。结果表明,HCl改性后胶液黏度最大。HCl添加量为2~4 g时,剪切应力与剪切速率呈负相关关系;添加量为6~10 g时,呈正相关关系,HCl改性后大豆基胶粘剂为假塑性流体。随着HCl添加量增加,反应时间延长,胶液黏度先减小后逐渐增大;反应温度上升,黏度逐渐提高。经过HCl处理后的胶液粘弹性增强;粒径大小分布明显变窄,体积平均粒径变小。差示扫描量热分析、微观形貌分析表明经过HCl处理后,蛋白分子展开。     

钢渣掺量对膏体早期强度及流变特性的影响

为探讨钢渣掺量对膏体早期强度和流变特性的影响效果,设计不同钢渣掺量的膏体早期强度与流变特性实验,使用XRD、TG/DTG和SEM等手段研究胶凝材料的水化产物,利用Zeta电位和pH计分析料浆屈服应力与黏度变化机理.结果表明,钢渣掺量由30％增至50％时,膏体早期(3 d、7 d、14 d和28 d)强度先增大后减小,钢渣掺量为35％时强度最优,养护28 d的净浆试样质量总损失为23.40％,水化产物更多,结构更致密.随钢渣掺量的增大,试样的屈服应力和黏度一直增大,固体颗粒间引力大和需要外力破坏絮凝结构是料浆屈服应力高的原因,而固体颗粒间的摩擦加剧是造成料浆黏度高的重要原因.     

基于正交试验的磨料浆体流变特性

立足于磨料浆体射流在除鳞领域的应用,通过设计正交试验,对磨料浆体的流变参数进行测量,研究不同因素对2种磨料浆体流变特性的影响效应。结果表明:对于石榴石磨料浆体,聚丙烯酰胺(PAM)质量浓度对磨料浆体黏度的影响最为显著,磨料质量浓度次之,磨料粒径对磨料浆体黏度无明显影响。对于钢砂磨料浆体,PAM质量浓度对磨料浆体黏度有显著影响,磨料质量浓度和磨料粒径对磨料浆体黏度无明显影响。利用幂律模型、Bingham模型及Herschel-Bulkley模型对实验测得的流变参数进行拟合,优选出Herschel-Bulkley模型作为描述磨料浆体流变特性的最佳模型,建立了其本构方程,得出磨料浆体的流变特性规律。     

不同细砂粉含量对碱激发灌浆材料流变性能的影响

为研究半柔性路面（SFP）裂缝修补材料的基本工作性能,基于碱激发矿渣灌浆材料（OAASGM）,本文通过试验系统评价了不同细砂粉含量对OAASGM的流动性、凝结时间、流变性能以及力学性能的影响,得出以下结论。1）细砂粉能有效延长凝结时间,改善OAASGM的流变性能,当掺加量为10%(OAASGM-10)时,流动性为14s,当操作时间为45min时,初始屈服应力为0.699Pa,塑性黏度为1.997Pa·s。2)OAASGM具有剪切变稀的特点,水分流失量较少。3）本文提出的碱激发矿渣灌浆材料满足半柔性路面（SFP）的技术要求,可替代水泥成为SFP的灌浆材料。     

环氧树脂的非线性本构模型

根据环氧树脂流变性能实验结果,经过严格的数学推导,提出了一种新的未固化环氧树脂的本构模型。它与以前的经验模型不同,每一项、每一个参数都具有较明确的物理意义,简单、明了地说明了环氧树脂的粘弹性本质。此方程说明材料的屈服应力是剪切变稀行为的一个主要原因。它揭示了某些材料存在的双牛顿区现象,并证明第一牛顿区的剪切黏度大于第二牛顿区的。但此方程仅是一维模型,其精确度和适应范围有待进一步研究。     

聚偏氟乙烯熔体的流变特性

采用高压毛细管流变仪和先进流变扩展系统相结合的方法研究了PVDF熔体在较宽剪切速率范围(1×10-2s-1~5×103s-1)的流变行为。结果表明,在极低的剪切速率范围内,PVDF熔体黏度几乎不随剪切速率的变化而变化,表现出牛顿流体特性;而在较高的剪切速率范围内,PVDF熔体表观黏度随剪切速率的增加而明显降低,表现出强烈的剪切变稀行为,为假塑性非牛顿流体。同时探讨了分子量、剪切速率、温度对PVDF熔体非牛顿指数、粘流活化能等流变特性的影响。     

磁流变液的流变特性分析和实验验证

本研究制备了羰基铁粉体积分数为10%的硅油基磁流变液,使用Physica MCR 301流变仪测试其流变性能,用Bingham模型和Casson模型对磁流变液的流变性能进行拟合计算。实验表明,Bingham模型和Casson模型均可较好地描述磁流变液的流变行为,在磁场作用下,随着剪切速率增加,剪切应力增大并趋于稳定,表观粘度显著减小,磁流变液存在剪切稀化现象。通过对数拟合的方法,得出磁流变液剪切应力和磁场的关系,剪切速率恒定时,随着磁场增大,磁流变液剪切应力显著增加。