为研究机制砂颗粒形状对砂浆流变性能的影响,使用数字图像处理技术(DIP)对砂颗粒形状进行了定量表征,设计试验测量了砂浆流变曲线并计算了砂浆屈服应力与表观黏度。结果表明,机制砂的长宽比(E)、宽高比(F)比天然河砂分别大14%、18%,说明机制砂棒状和片状程度高于天然河砂;砂浆流变曲线反映出砂颗粒形状不规则会导致砂浆流动阻力增大,在高体积分数下更为显著;根据Chateau模型拟合40%体积分数机制砂砂浆屈服应力是天然河砂的1.5倍;砂浆表观黏度分析发现,机制砂砂浆表观黏度大于天然河砂,在低剪切速率下尤其明显。

通过塑性强度、静态屈服应力和跳桌流动度的经时变化试验,研究了纳米黏土与减水剂协同作用对3D打印水泥基材料(3DPC)建造性的影响,并以流变性能为参考依据,建立了3DPC建造性的评价指标。结果表明,复掺纳米黏土和增黏型聚羧酸减水剂的3DPC经时塑性强度和经时静态屈服应力均随纳米黏土掺量增加而提高,纳米黏土的适宜掺量为0.8%;当静态屈服应力时变速率为2.0~4.2 Pa/s时,可实现3DPC的挤出性与建造性的协同;在可打印、可建造窗口时间内,3DPC的跳桌流动度为170~190 mm。掺用纳米黏土和增黏型聚羧酸减水剂对3DPC的流变参数进行调控是提高3DPC建造性的有效途径。

从流变学角度探讨了不同品种不同组分的外加剂和环境温度对负温水泥基灌浆料流变协同作用的影响规律。结果表明,不同外加剂条件下,负温水泥基灌浆料从+20^-10℃温度转变过程中,同一剪切速率下剪切应力下降,在+20^-5℃温度范围内,灌浆料初始流动度和30 min流动度均随着使用环境温度的降低而增大,当温度达到-10℃时,灌浆料流动度迅速降低,不能满足标准要求。此时,在浆体流变性符合Bingham流体模型的条件下,建议使用温度为-5℃。

泡沫混凝土因浆体密度小、黏度大、流动性较差,施工后需人工刮平作业。通过改变水灰比、外加剂,制备了A03~A05密度等级的不同流动性能的泡沫混凝土浆体,并研究了水灰比、外加剂对新拌泡沫混凝土浆体流变参数及流动性的影响。研究表明：水灰比增大,泡沫混凝土浆体极限剪切应力降低;减水剂掺量增加、促凝剂掺量降低均有利于泡沫混凝土浆体相对极限剪切应力与相对黏度的降低;增加水灰比,引入减水剂,有利于改善泡沫混凝土的流动性,实现新拌泡沫混凝土的自流平。

以羰基铁粉为分散相,以硅油为连续相,采用高速球磨分散的方法制备磁流变液,考察了磁流变液制备过程中转速对其粘度、沉降稳定性、流变性能的影响。研究发现,球磨机的转速对磁流变液的粘度和沉降稳定性影响很大。随着球磨机转速的不断提高,其粘度呈现出先减小后增大的趋势,当转速为300r/min时,所获的零场粘度最低。其沉降稳定性与粘度有很好的对应关系,即粘度大的沉降速率慢,粘度小的则沉降速率快,在转速为400r/min,所获得的沉降稳定性最好,同时获得的剪切应力也最高。因此,在磁流变液组成成分不变的情况下,制备磁流变液的过程中可以通过改变球磨机的转速来改变磁流变液的零场粘度、沉降稳定性和流变性能。

以羰基铁粉为磁性颗粒,二甲基硅油为载液,十二烷基硫酸钠为表面活性剂,纳米SiO2和聚乙烯吡咯烷酮为添加剂,通过搅拌分散的方法制备出4份不同体积分数的羰基铁粉的磁流变液。通过自然沉降观测法和MCR-301模块化智能型流变仪检测磁流变液的沉降稳定性、零场黏度和磁流变性能。结果表明:铁粉体积分数为35%的磁流变液具有最低的沉降率、为8.6%,有最大的剪切应力、为31.33kPa,但零场黏度也相对较大、为4.4Pa·s,静置2个月后没有板结;而铁粉体积分数为20%的磁流变液具有最高的沉降率、为17.7%,最低的零场黏度、为0.8Pa·s,最小的剪切应力、为7.48kPa,静置2个月后轻微板结,轻微搅拌后又重新分散于载液中。在工程应用方面,铁粉体积分数较大的磁流变液使用效果相对较好。

制备了以羰基铁粉为磁性颗粒的硅油基磁流变液,使用Anton Paar Physica MCR 301流变仪测试其流变性能,用Bingham模型对磁流变液的流变性能进行拟合计算。实验表明,Bingham模型可较好地描述磁流变液的流变行为。随着磁场的增大,磁流变液的剪切应力和粘度显著增大。磁场不变时,随着剪切速率增加,磁流变液剪切应力增加不明显,符合剪切稀化的Bingham模型。通过对数拟合的方法,得出磁流变液剪切应力和电流的关系,在电流较小时,剪切应力呈指数增长,指数值约为1.42,随着电流的增大,剪切应力达到稳定值。

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。

本工作利用黄原胶包覆改性纳米气相SiO_2颗粒，制备了纳米SiO_2/黄原胶复合触变剂，研究了复合触变剂对磁流变液流变性能、黏弹性和悬浮稳定性的影响。结果表明:黄原胶大分子在纳米SiO_2颗粒表面形成了稳定的有机包覆层，含有复合触变剂的磁流变液在磁场下表现出了较高的剪切应力和屈服应力。黏弹性测试结果表明，无场条件下磁流变液具有较宽的线性黏弹区，而在外磁场作用下，加入复合触变剂的磁流变液内部形成了更加牢固的磁致链束结构，流动点变大，变形耗能增加。通过自然沉降法对磁流变液的悬浮稳定性进行测试，结果发现添加复合触变剂的磁流变液悬浮稳定性得到了进一步提升。

设计一种新型磁流变液,对其微观结构进行分析,并通过实验在外加磁场的作用下以液体内部参数的变化来分析其流变性能,磁性能以及沉淀稳定性。通过多组实验进行对照以及多项数据分析对比,将数据结果进行总结并对影响其流变性能的因素作出分析和讨论。