Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Самарский государственный архитектурно-строительный университет»

Факультет «строительно-технологический»

Кафедра «Производство строительных материалов, изделий и конструкций»

Курсовая работа

по дисциплине

«Процессы и аппараты»

На тему:

«Исследование реологических характеристик пластично-вязких систем »

Выполнил: Жутаев Р.К

Студента 3 курса гр. БЗТ-21

Проверил: Уренев П.Ф.

____________/ /

«__»_________2014 год

Самара 2014

Содержание

Введение

1. Исследование реологических характеристик пластично-вязких систем

2. Методика лабораторной работы.

3. Результаты исследования.

4. Анализ результатов.

5. Выводы.

Литература

Введение

Большинство строительных материалов в процессе их приготовления походит стадию пастообразного (тестообразного ) или, точнее, пластично-вязкого состояния с постепенным переход в процессе твердения в жестко-вязкое тело.

Цементное и гипсовое тесто, свежеприготовленные растворы и бетонные смеси, газобетонные массы, глиняное тесто в производстве керамических изделий, шлам в цементном производстве, масляная или иная краска, битумная эмульсия, дегтевая мастика, клееканифольная пена,составы для грунтовок и шпатлевок в отделочных работах , различные композиции для изготовление пластмассовых изделии- все эти и другие материалы относятся к пластично-вязким системам, занимающим по своим физическим свойствам промежуточное положение между жидкими и твердыми телами.

Подобные пластично-вязкие тела обладают способностью к образованию сплошной структуры , в зависимости от степени развития и прочности структурной сетки приближаются по своим физическим свойствам то к жидкости, то к твердому телу. В практике такие свойства материалов обозначают как пластичность, связность, удобоукладываемость , нераславаемость, подвижность.

Пластично-вязкие свойства растворных и бетонных смесей, глиняных масс, тепло- теплоизоляционных мастик, битумов, пластмасс, красочных составов и другиех материальнов очень важны.

При достаточной пластичности массы ускоряются и удешевляется операции смешивания и формования. Вместе с тем повышается однородность готовых изделий, что благоприятно сказывается на их физико-химических свойствах и химических свойствах и химической стойкости. Пластично-вязкие свойства смесей оказывают существенное влияние на технологию и экономику производства многих материалов и изделий.

Основные реологические характеристики пластично- вязких систем

Структурно-механические свойства пластично-вязких систем зависят от химической природы веществ, степени развития структуры, их концентрации, взаимодействия диспергированного вещества с дисперсионных средой, температуры смеси и т.д. В производстве строительных материалов часто встречаются такие системы, в которых непрерывно во времени происходит взаимодействие компонентов, протекающее иногда достаточно быстро (гипсовое тесто).иногда относительно медленно(цементное тесто). Нередко встречаются и такие системы, концентрация которых непрерывно меняется(глиняное тесто в процессе сушки). Это осложняет изучение структурно-механических свойств дирсперсных систем.

Выделяет три типа систем, различных по своим реологическим свойствами (рисунок 2): реальные (ньютоновские) жидкости, бингамовские неструктрированные жидкости, пластично-вязкие структурированные системы, обладающие предельным напряжением сдвига.

Рисунок 2 – Реологические характеристики жидкостей:

1-реальные; 2-бингамовские неструктурированные; 3 – структурированные

Как известно, в области ламинарного потока динамические свойства реальных жидкостей характеризуются одной физической постоянной – коэффициентом вязкости

(5)

где - сила внутреннего трения жидкости, дин;

V – градиент скорости, ;

S – площадь соприкосновения слоев жидкости,.

В системе СГС единицей измерения вязкости является пуаз(П).

Физический смысл пауза-вязкость жидкости, оказывающей сопротивление взаимному перемещению двух слоев площадью 1 ,находящихся на расстоянии 1 см друг от друга перемещающихся относительно друг друга со скоростью 1см/с, силой в 1 дину.

В системе СИ вязкость жидкости измеряется в H, с/. Строго говоря,к реальным жидкостями кроме воды можно отнести растворители и некоторые виды связующих веществ, применяемых для получения лакокрасочных материалов. Дисперсную систему можно рассматривать как реальную жидкость только при небольшой концентрации дисперсной фазы, когда ее влияние проявляется только в увеличении вязкости. По Эйнштейну, вязкость водного раствора сахара,зависит от вязкости жидкостии концентрации молекул растворенного вещества С:

(6)

Технические дисперсные системы, такие, как красочные составы, глиняные шликеры, жидкие полимеры, являются структурированными жидкостями, вязкость уменьшается по мере разрушения структуры, и лишь вязкость предельно разрушенной структуры рассматривается как постоянная величина. Вязкость таких систем можно оценить с помощью показателя условной структурной вязкости, определяемого по стандартной методике и выражаемого в условных единицах.

Реологические свойства концентрированных дисперсных систем(бетонных смесей, цементного и глиняного теста и др.)можно описать с помощью модели Бингама-Шведова (рисунок 3), для которой дифференциальное уравнение течения имеет вид

=

Рисунок 3 – Модель платично – вязкого тела (Бингама –Шведова):

1. Цилиндр ;2 – поршень; 3 –груз

Как видно из реологического уравнения 3 прочность структуры подобных масс характеризуется предельным напряжением сдвига и используют конические пластометры, ротационные вискозимитры и другие приборы.