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灌浆料流变性能的时变特性与屈服应力演化模型

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土木工程学报 2024年第5期57卷 27-40页

作者：刘建祥赵唯坚孙博超江天任王清民浙江大学浙江杭州310058

为研究灌浆料流变性能的时变特性,厘清流变性能随时间变化的机理,通过流变试验研究灌浆料的流变模型和流变参数随时间的变化规律。结合灌浆料的冷冻扫描电镜微观结构随时间的变化过程和流体力学理论,研究屈服应力的时变机理,并建立考虑... 详细信息

为研究灌浆料流变性能的时变特性,厘清流变性能随时间变化的机理,通过流变试验研究灌浆料的流变模型和流变参数随时间的变化规律。结合灌浆料的冷冻扫描电镜微观结构随时间的变化过程和流体力学理论,研究屈服应力的时变机理,并建立考虑絮凝效应、水化反应和骨料颗粒-水泥浆体相互作用三者共同影响的新屈服应力演化模型。结果表明:灌浆料的流变模型符合Herschel-Bulkley模型,屈服应力随时间增加而增加。水化产物在网状絮凝结构上不断堆积,网状絮凝结构逐渐变大,这不仅增强了水泥浆体的抗剪切能力,也导致浆体表现更高的黏度,使得骨料颗粒-水泥浆体的相互作用力增大。因此,灌浆料的屈服应力增大。提出的新屈服应力演化模型能更好地描述含骨料颗粒水泥基材料的屈服应力随时间的变化规律。研究结果可为灌浆料的流动扩散研究和深入理解水泥基材料流变性能的时变性提供理论基础。

关键词：灌浆料流变性能屈服应力水化产物网状絮凝结构

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基于微型塌落筒实验的充填料浆屈服应力表征

工程科学学报 2023年第8期45卷 1316-1323页

作者：王勇王林奇曹晨刘伟北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 巴彦淖尔西部铜业有限公司巴彦淖尔015500

充填料浆的管道输送是充填采矿法的一个重要环节,而充填料浆的流变参数是评价充填料浆管输特性的重要指标,目前主要采用流变仪进行测定,但矿山现场通常不具备流变实验条件,主要通过塌落度实验来评价充填料浆的流动性能.本文采用微型塌... 详细信息

充填料浆的管道输送是充填采矿法的一个重要环节,而充填料浆的流变参数是评价充填料浆管输特性的重要指标,目前主要采用流变仪进行测定,但矿山现场通常不具备流变实验条件,主要通过塌落度实验来评价充填料浆的流动性能.本文采用微型塌落筒进行不同质量分数、灰砂比的充填料浆塌落度实验,建立微型塌落筒扩展度与屈服应力之间的解析模型,根据料浆停止流动后的形态得到简化计算模型,基于简化模型理论计算料浆的屈服应力,并将理论值与流变仪测试同等配比条件下得到的屈服应力实验值进行对比分析,同时通过双因素方差分析研究了不同质量分数、灰砂比对充填料浆扩展度的影响规律.结果表明,扩展度主要受质量分数的影响,灰砂比对其影响不显著,充填料浆的屈服应力随质量分数的增大而增大.在质量分数较低时,理论值与实验值的相对误差范围较大,二者的相对误差在25%以内,平均误差为16.79%;随着质量分数增大,误差逐渐减小至15%以内,平均误差为8.81%.综合考虑质量分数的影响,提出基于质量分数的修正系数,修正后的屈服应力理论值与实验值的相对误差降至10%以内,平均误差为3.54%.本研究微型塌落筒实验较传统塌落度实验不仅节省实验用料和劳动强度,还可有效表征料浆屈服应力,对于矿山充填料的流动性能评价具有实际指导意义.

关键词：充填料浆扩展度屈服应力解析模型修正系数

减水剂作用下再生微粉对水泥浆体屈服应力的影响及机理

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东南大学学报（自然科学版） 2023年第4期53卷 567-574页

作者：谢惟肖刘加平李贞于诚朱江李树森东南大学材料科学与工程学院南京211189 东南大学高性能土木工程材料国家重点实验室南京211103 济南大学山东省建筑材料制备与测试技术重点实验室济南250022 重庆大学材料科学与工程学院重庆400044

为提高再生微粉的工作性能,探究了减水剂作用下再生微粉对水泥浆体流变性能的影响规律及机理.利用流变仪分析2种再生混凝土粉和1种再生黏土砖粉对浆体屈服应力的影响,并基于Yodel模型,从减水剂平均颗粒表面覆盖率、颗粒最大堆积分数和... 详细信息

为提高再生微粉的工作性能,探究了减水剂作用下再生微粉对水泥浆体流变性能的影响规律及机理.利用流变仪分析2种再生混凝土粉和1种再生黏土砖粉对浆体屈服应力的影响,并基于Yodel模型,从减水剂平均颗粒表面覆盖率、颗粒最大堆积分数和颗粒分布的角度,分析了再生微粉影响水泥浆体屈服应力的作用机理.结果表明,与基准水泥相比,再生微粉具有较高的吸水性.在相同流动度的条件下,再生微粉的质量分数从10%提高至30%时,相比于水泥浆体,再生微粉浆体的减水剂需求量提高11.67%~71.72%,屈服应力下降17.77%~83.23%.再生微粉的掺入虽然增加了浆体的体积分数,使颗粒接触作用增强,但由于减水剂用量增加,致使平均颗粒表面覆盖率提高,颗粒间胶体作用减弱,最终导致浆体的屈服应力降低.

关键词：再生微粉屈服应力减水剂表面覆盖率最大堆积分数

运输时间对水泥-石灰石粉浆体屈服应力的影响

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建筑材料学报 2022年第6期25卷 613-620页

作者：胡晓妍肖佳韩凯东张泽的田承宇中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中国电力建设集团有限公司中国水利水电第八工程局有限公司科研设计院湖南长沙410004

通过测定水泥-石灰石粉浆体的屈服应力,并基于EDLVO理论计算不同运输时间下浆体颗粒间的作用力,研究了运输时间对浆体屈服应力的影响机制.结果表明:各运输时间下浆体的屈服应力随着颗粒总比表面积的增加先减后增,随着运输时间的增加逐... 详细信息

通过测定水泥-石灰石粉浆体的屈服应力,并基于EDLVO理论计算不同运输时间下浆体颗粒间的作用力,研究了运输时间对浆体屈服应力的影响机制.结果表明:各运输时间下浆体的屈服应力随着颗粒总比表面积的增加先减后增,随着运输时间的增加逐渐增大;浆体中颗粒的水膜厚度与屈服应力具有良好的负相关性;同一颗粒间距下,随着石灰石粉掺量和细度的增加,浆体的范德华力和A-B作用力逐渐减小,静电力没有明显变化规律,且不同浆体的颗粒间总作用力变化较小.同时还建立了不同运输时间下浆体屈服应力与颗粒间总作用力的关系.

关键词：石灰石粉屈服应力运输时间颗粒间作用力

羟丙基双淀粉磷酸酯糊液的屈服应力及触变性研究

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食品工业科技 2024年第6期45卷 100-109页

作者：詹苑丽王凯曹潇张书艳陈思谦朱杰华南农业大学食品学院广东广州510642 东莞理工学院生命健康与技术学院中国轻工业健康食品开发与营养调控重点实验室东莞市特色食品精准设计重点实验室食品营养健康工程与智能化加工研究中心广东东莞523808

为研究羟丙基双淀粉磷酸酯(Hydroxypropyl distarch phosphate,HPDSP)糊液的屈服应力和触变性行为,本文以不同链支比的玉米淀粉(CS)和蜡质玉米淀粉(WS)为原料的HPDSP为研究对象,讨论了HPDSP糊液在不同温度条件下的临界质量分数、屈服应... 详细信息

为研究羟丙基双淀粉磷酸酯(Hydroxypropyl distarch phosphate,HPDSP)糊液的屈服应力和触变性行为,本文以不同链支比的玉米淀粉(CS)和蜡质玉米淀粉(WS)为原料的HPDSP为研究对象,讨论了HPDSP糊液在不同温度条件下的临界质量分数、屈服应力及触变特性。结果表明,HPDSP在5℃时的稀溶液-半稀溶液、半稀溶液-浓溶液临界质量分数分别为3wt%和6wt%。5wt%时玉米淀粉-羟丙基双淀粉磷酸酯(CS-HPDSP)和蜡质玉米淀粉-羟丙基双淀粉磷酸酯(WS-HPDSP)的屈服应力与温度相关性较低,而6wt%时两者屈服应力随温度升高(至85℃)显著下降了69.52%和77.95%(P屈服应力和触变性更小。本文为HPDSP在食品中作为增稠剂的实际应用提供了理论依据。

关键词：玉米淀粉羟丙基双淀粉磷酸酯流变学屈服应力触变性

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屈服应力对磁性液体密封性能的影响

兵工学报 2015年第1期36卷 175-181页

作者：何新智李德才郝瑞参北京交通大学机械与电子控制工程学院北京电子科技职业学院机械学院

磁性液体密封是磁性液体最成熟的应用。在应用中发现,随着时间的推移,静止放置的磁性液体密封的耐压都将升高;如果是旋转密封,启动扭矩将增大。实验测定了磁性液体密封的启动扭矩和密封耐压随静置时间的增大关系,分析了引起这一现象的原... 详细信息

磁性液体密封是磁性液体最成熟的应用。在应用中发现,随着时间的推移,静止放置的磁性液体密封的耐压都将升高;如果是旋转密封,启动扭矩将增大。实验测定了磁性液体密封的启动扭矩和密封耐压随静置时间的增大关系,分析了引起这一现象的原因,修正了磁性液体密封的耐压和扭矩公式。结果表明,磁性液体的屈服应力大小是影响磁性液体的密封耐压和启动扭矩增大的主要因素,屈服应力越大,磁性液体密封的耐压和启动扭矩越大。研究结果为减小磁性液体密封的启动扭矩提高磁性液体密封的耐压性能提供了实验和理论参考。

关键词：机械设计密封磁性液体屈服应力启动扭矩耐压

时间–速率双因素下全尾砂膏体的屈服应力易变行为

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工程科学学报 2020年第10期42卷 1308-1317页

作者：李翠平颜丙恒王少勇侯贺子陈格仲北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

以往对全尾砂膏体屈服应力的研究局限于理想屈服应力流体框架内,认为一定材料配比条件下,膏体的屈服应力是确定的,即认为屈服应力是膏体料浆固有的一个物理属性值.通过开展不同质量分数全尾砂膏体屈服应力测量实验,分析了测量速率与测... 详细信息

以往对全尾砂膏体屈服应力的研究局限于理想屈服应力流体框架内,认为一定材料配比条件下,膏体的屈服应力是确定的,即认为屈服应力是膏体料浆固有的一个物理属性值.通过开展不同质量分数全尾砂膏体屈服应力测量实验,分析了测量速率与测量时间对不同浓度膏体屈服应力的影响,发现屈服应力值的大小与测量过程相关.对比分析峰值屈服应力、动态屈服应力、静态屈服应力,发现全尾砂膏体屈服应力随测量时间–测量速率在一定条件下的变化规律,即峰值屈服应力、静态屈服应力正比于膏体的测量速率,动态屈服应力反比于测量时间,以变异系数Cv评价料浆屈服应力的离散程度,其中74%质量分数膏体动态屈服应力变异系数最大,Cvmax=27.07%,而66%质量分数膏体静态屈服应力变异系数最小,Cvmin=2.33%.进而从细观层面分析了膏体屈服过程中颗粒间作用力、颗粒网络结构随测量时间–测量速率的变化规律,解释了全尾砂膏体屈服应力易变性机理.

关键词：全尾砂膏体屈服应力测量过程易变行为触变性

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絮凝沉降对浓缩超细尾砂料浆屈服应力的影响

工程科学学报 2021年第10期43卷 1276-1282页

作者：阮竹恩吴爱祥王贻明王勇王建栋北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京科技大学顺德研究生院佛山528399

深锥浓密机内底部料浆的屈服应力过高容易导致压耙,为此通过对不同絮凝沉降条件下获得的浓缩超细尾砂料浆的屈服应力进行原位测量,并通过对絮凝前后料浆总有机碳的测试来分析超细尾砂颗粒表面的絮凝剂吸附量,进而分析了絮凝沉降对浓缩... 详细信息

深锥浓密机内底部料浆的屈服应力过高容易导致压耙,为此通过对不同絮凝沉降条件下获得的浓缩超细尾砂料浆的屈服应力进行原位测量,并通过对絮凝前后料浆总有机碳的测试来分析超细尾砂颗粒表面的絮凝剂吸附量,进而分析了絮凝沉降对浓缩超细尾砂料浆屈服应力的影响规律.研究发现,絮凝沉降对浓缩超细尾砂料浆的屈服应力有显著影响,pH和絮凝剂单耗通过影响尾砂颗粒表面的絮凝剂吸附量进而影响浓缩超细尾砂料浆的屈服应力,屈服应力随着pH和絮凝剂单耗的增大均不断增大.综合考虑尾砂料浆的絮凝沉降效果和所得浓缩超细尾砂料浆的屈服应力,最佳絮凝条件是pH值为11和絮凝剂单耗为15 g·t^(−1),在此最优条件下料浆固液界面的初始沉降速率为0.4565 mm·s^(−1),沉降后上清液浊度为143 NTU,底部沉积尾砂料浆的固相质量分数为51.56%、屈服应力为243.18 Pa.初步建立了适用于超细人造尾砂的基于絮凝剂吸附量的屈服应力模型,屈服应力随尾砂颗粒表面单位面积的絮凝剂吸附量的增大而增大,为实际生产中控制全尾砂絮凝沉降参数提供参考.

关键词：尾砂絮凝沉降总有机碳絮凝剂吸附屈服应力

水泥-石灰石粉浆体颗粒水膜厚度与其屈服应力关系

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建筑材料学报 2021年第2期24卷 231-236,246页

作者：肖佳张泽的韩凯东田承宇邱凯中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中国水利水电第八工程局有限公司科研设计院湖南长沙410004

通过所测定的颗粒堆积密度和总比表面积,计算了水泥石灰石粉浆体颗粒水膜厚度,研究了水膜厚度随这两者变化的规律;采用旋转黏度计测定浆体屈服应力,同时基于BP神经网络建立了水泥石灰石粉浆体颗粒水膜厚度与浆体屈服应力之间的关系模型... 详细信息

通过所测定的颗粒堆积密度和总比表面积,计算了水泥石灰石粉浆体颗粒水膜厚度,研究了水膜厚度随这两者变化的规律;采用旋转黏度计测定浆体屈服应力,同时基于BP神经网络建立了水泥石灰石粉浆体颗粒水膜厚度与浆体屈服应力之间的关系模型。结果表明:水泥石灰石粉浆体颗粒水膜厚度随颗粒堆积密度与总比表面积比值的增大而增大;水泥石灰石粉浆体颗粒水膜厚度的变化与堆积密度和总比表面积的相对增加速率Δ显著相关,堆积密度增加速率大于颗粒总比表面积增加速率时(Δ>0),水膜厚度增大,反之水膜厚度减小;浆体屈服应力模型计算值与测定值的Peasron相关系数为0.955,表明该模型的精确度较高.

关键词：石灰石粉水膜厚度屈服应力 BP神经网络