Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор и анализ научно-технической литературы 10
1.1 Преимущества использования ячеистых бетонов в массовом строительстве 10
1.2 Процесс получения пенобетона 13
1.2.1 Общая характеристика пенообразователей 17
1.2.2 Структура пены 20
1.2.3 Свойства пенных систем 23
1.2.4 Зависимость кратности пены от способа ее получения и свойств раствора ПАВ 23
1.2.5 Стабильность трехфазных пен 25
1.3 Реология пенных систем 28
1.4 Ускорители схватывания и твердения в технологии бетонов 32
1.4.1 Сравнительно-оценочная характеристика добавок-ускорителей 32
1.4.2 Влияние В/Ц на кинетику набора прочности бетонами 35
1.4.3 Влияние домола цемента на прочностные характеристики бетонов 36
1.4.4 Влияние температуры среды на сроки схватывания цемента 40
1.5 Выводы из главы 41
2. Характеристика использованных материалов и методы исследований 42
2.1 Характеристики сырьевых материалов 42
2.2 Характеристики использованных пенообразователей 47
3. Влияние технологических параметров на свойства пенобетона 55
3.1 Подбор рационального водоцементного отношения с учетом тонкости помола и вида вяжущего 55
3.2 Выбор оптимальной концентрации пенообразователя в системе 60
3.3 Влияние температуры на пенообразующую способность ПАВ 65
3.4 Химические добавки - стабилизаторы пенных систем 68
3.5 Регулирование свойств пен минеральными добавками 71
3.6 Влияние минералогического состава вяжущего на физико-механические характеристики пенобетона 75
3.7 Влияние последовательности смешения компонентов на стабильность пеноминеральных систем 79
3.8 Физико-механические характеристики пенобетонов, приготовленных с учетом предлагаемых автором составов 83 3.9Выводы по главе 85
4. Реологические свойства пеноцементных систем 88
4.1 Исследование реологических свойств пенных и пеноминерарьных смесей 93
4.2 Прибор и методика для измерения реологических свойств пенобетонных смесей в производственных и полевых условиях 115
4.3 Выводы по главе 118
Основные выводы 121
Список литературы 124
- Сравнительно-оценочная характеристика добавок-ускорителей
- Характеристики использованных пенообразователей
- Влияние минералогического состава вяжущего на физико-механические характеристики пенобетона
- Прибор и методика для измерения реологических свойств пенобетонных смесей в производственных и полевых условиях
Введение к работе
Изменение концепции в строительном производстве — переход на малоэтажное строительство, сокращение объема крупнопанельного строительства, известные повышения требований к теплоизоляционным свойствам ограждающих конструкций зданий и сооружений - всё это повысило интерес к новому эффективному материалу - пенобетону. Отечественный и зарубежный опыт подтверждает, что пенобетон является перспективным материалом конструкционного и теплоизоляционного назначения [1, 2]. В сравнении с традиционным легким бетоном на пористых заполнителях и газобетоном он требует меньше капитальных вложений на организацию его выпуска, производство менее энерго- и материалоемко, здания из пенобетона более комфортны и гигиеничны, экономичны в эксплуатации. Однако применяемое оборудование недостаточно надежно, а полученный материал неоднороден по плотности и прочности. Существующие технологии производства пенобетона имеют ряд недостатков: высокие энергозатраты, дополнительное оборудование для получения высократных пен, использование домола вяжущего, металлоемкость [3,4, 5, 6].
Разработка технологий производства безавтоклавных конструкционно-теплоизоляционных ячеистых бетонов с использованием местного сырья и отечественных пенообразователей, не уступающих по качественным характеристикам ПАВ известной германской фирмы "Неопор", по решению Научно-технического совета Госстроя России, стало приоритетным направлением в создании новых видов эффективных стеновых материалов [7, 8].
Опыт производства и использования пенобетонных изделий показал, что способы их изготовления относятся к области критических технологий [9].
5 Установлено, что в сложных многокомпонентных смесях для
изготовления пенобетонных изделий большое значение имеет не только состав цемента, вид минеральных добавок, концентрация и природа пенообразователя, но и способ поризации, последовательность смешения компонентов. При этом, как режим, так и оптимальная продолжительность процесса порообразования зависят от состава и строения поверхностно-активных веществ, входящих в состав пенообразователей. Очевидно, что при выборе способа поризации, режима, продолжительности и последовательности смешения компонентов необходимо учитывать перечисленные выше факторы [10, 11].
Технология производства пенобетонов, особенно с использованием 4-6 компонентных смесей, отличается высокой наукоемкостью, сложностью в сравнении с традиционными технологиями тяжелых бетонов, поэтому первые можно отнести к критическим [12].
Большое значение при адаптации разработанных составов к промышленным условиям производства имеет проблема стабильности свойств, точность и воспроизводимость результатов, измерения реологических свойств, средней плотности и физико-механических показателей. Для измерения последних непригодны обычные гидравлические прессы для тяжелых бетонов, поэтому необходимо использовать специальные прессы и разрывные машины.
Актуальность. Материалы и изделия из пенобетона все более широко применяются в строительном комплексе РФ и за рубежом. Это обусловлено простотой составов, невысокой стоимостью, широкой областью применения в жилищном и гражданском строительстве [13, 14]. Одной из проблем повышения качества и расширения областей применения пенобетонных изделий и конструкций является увеличение стабильности их свойств. Это обусловлено тем, что процессы приготовления пенобетонных изделий сопровождаются сложными физико-химическими процессами межфазных взаимодействий [15, 16], которые очень сильно зависят от компонентного
состава (материалов), численного значения и состояния поверхности частиц, от режимов их смешения, приготовления, транспортировки, укладки пенобетонных смесей. В связи с этим, дальнейший технический прогресс в этой области сдерживается недостаточной изученностью закономерностей влияния этих факторов на свойства пенобетонных смесей и готовых изделий из них.
Исследования выполнялись в соответствии с тематическим планом НИР, финансируемых в 2004 году в рамках ГРАНТ "Архитектура и строительство", наименование НИР: "Теоретические основы разработки эффективных пенобетонов с комплексными добавками с использованием отечественных синтетических пенообразователей"; и в рамках НТП: (NT - 02 - 122 - 1582) "Разработка новых видов пенообразователей и малоэнергоемкой технологии многокомпонентных пенобетонных смесей и изделий на их основе" (код НИР по ГРАНТИ 67.09.33).
Цель и задачи работы заключаются в выявлении закономерностей влияния компонентного состава на реологические и другие технологические свойства пенобетонных смесей.
Для достижения поставленной цели ставились следующие задачи:
исследовать закономерности влияния состава синтетических пенообразователей на совместимость между собой и с различными вяжущими и минеральными добавками;
исследовать влияние состава и технологии приготовления пенобетонных смесей на их реологические свойства;
разработать оптимальные составы пенобетонов неавтоклавного твердения с минимальным расходом синтетического пенообразователя в зависимости от области применения и состава сырья;
разработать методы эффективного контроля основных технологических переделов производства пенобетонных материалов и технологических средств его реализации с целью стабилизации важнейших свойств готовой продукции;
7 - подготовить к внедрению прибор для контроля текучести
пенобетонных смесей.
Научная новизна работы. Установлено, что водные растворы
анионных, катионных и амфолитных пенообразователей, используемых в
производстве пенобетона, обладают пределом текучести и являются
нелинейными вязкопластическими жидкостями. Добавление
портландцемента, мела и других порошкообразных материалов, увеличивает как придел текучести, так и пластическую вязкость получаемых пенобетонных смесей, а также усиливает нелинейность их свойств.
Показано, что в первые 3-5 минут после приготовления пеноцементные смеси на основе высокомолекулярного природного пенообразователя "Неопор" обладают меньшей пластической вязкостью, чем смеси, приготовленные с использованием низкомолекулярного пенообразователя "Пеностром" той же концентрации. Однако, в дальнейшем происходит существенный рост вязкости первых, тогда как вязкость вторых находится на стабильном уровне. Это обусловлено тем, что самоорганизация пенной структуры на низкомолекулярных синтетических пенообразователях происходит в течение одной - двух минут, тогда как на "Неопоре" требуется порядка десяти минут, что обусловлено сильным взаимодействием между отдельными цепями полимерной добавки.
Для получения адекватных реологических характеристик пеноцементных систем необходимо обеспечить подобие потоков в реометре и производственном процессе. Для этого должно быть соблюдено подобие полей скоростей и напряжений в производственных условиях и визкозиметрах. Необходимо уменьшить отрицательное действие на результаты реологических измерений пристенных эффектов.
Исходя из этого, обоснованы параметры капиллярного визкозиметра упрощенной конструкции, который рекомендован для использования на действующих предприятиях по производству пенобетонных изделий, как средство технологичного контроля текучести пенобетонных смесей.
8 Установлено, что порядок смешения составных частей
многокомпонентных пенобетонных смесей оказывает существенное влияние
на реологию течения и физико-механические характеристики изделий. В
связи с этим, реология может являться эффективным инструментом по
обоснованию и выбору рациональных режимов приготовления,
транспортирования и укладки пенобетонных смесей.
Практическая значимость. Установленные закономерности образования поршневого режима течения при малых скоростях сдвига пенобетонных смесей позволяют по данным реометрии выбирать рациональные режимы транспортировки и формования пенобетонных изделий, при которых обеспечивается минимальное разрушение пенной структуры суспензии.
Разработан и изготовлен капиллярный вискозиметр, который может быть легко собран на любом действующем предприятии из имеющихся в продаже деталей и внедрен в производство действующих предприятиях, что позволит производить технологический контроль текучести пенобетонных смесей. Это даст возможность существенно уменьшить колебание свойств и стабилизировать эксплутационные характеристики готовых изделий из пенобетона.
Реологическое тестирование различных режимов приготовления многокомпонентных пенобетонных смесей позволит производить обоснованный выбор наиболее рациональных режимов приготовления, что повысит качество пенобетонных изделий, уменьшить их восприимчивость к внешним факторам, колебаниям технологических параметров в процессе производства и будет способствовать стабилизации физико-механических показателей готовых изделий.
Апробация работы. Основные результаты работы представлены и доложены на Международных и региональных конференциях, проходивших в г. Белгороде (2001, 2002,2003,2004,2005 г.).
На III Международной научно-практической конференции - школе -
семинаре молодых ученых, аспирантов и докторантов, посвященных памяти В.Г. Шухова в 2001 году (г. Белгород) работа получила диплом II степени.
Результаты работы используются в чтении лекций и проведении лабораторных работ по дисциплине "Вяжущие вещества" для студентов 2, 3 курсов специальности 290600 "Производство строительных материалов, изделий и конструкций", в чтении лекций по дисциплинам "Архитектура" для студентов 2 го курса специальностей 290300, 290600 290500, "Основы научных исследований" для студентов 5-го курса специальности 291400.
Публикации. Результаты исследований, отражающие основные положения работы, изложены в 9 научных публикациях (статьях).
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 123 страницах машинописного текста и содержит 26 таблиц, 44 рисунка, списка литературы из 125 источников, двух приложений.
Автор выражает благодарность и глубокую признательность заведующему кафедрой "Строительных материалов изделий и конструкций" доктору технических наук, профессору, действ, члену РАЕН, МАМР Лесовику B.C., научному руководителю доктору технических наук, профессору кафедры СМИК Рахимбаеву Ш.М., а так же кандидату технических наук, доценту кафедры АК Тарасенко В.Н., сотрудникам и преподавателям кафедры СМИК, за помощь в проведении экспериментальных исследований и работе над диссертацией.
Сравнительно-оценочная характеристика добавок-ускорителей
Наиболее неясным до настоящего времени остается вопрос о влиянии типа ПАВ и его поверхностных свойств на вязкость пены и режим ее течения в целом (профиль скоростей в поперечном сечении трубы и условия торможения у поверхности стенки).
Все эти процессы моделируются на реологических приборах, которые позволяют максимально приблизить формирование структуры пенобетона к условиям производства пенобетона.
Ускорители схватывания и твердения в технологии бетонов
В легких бетонах, и в частности в пенобетонах, с помощью ускорителей удается минимизировать влияние минералогии, тонины помола и длительности хранения цемента на качество продукции, "опередить" осадку свежеприготовленной пенобетонной матрицы ускоренным набором её прочности [70-72, 73, 74].
Как это ни парадоксально, но именно тема ускорителей - краеугольный камень также и экономики полифункциональных модификаторов. Простейшая композиция подобного рода состоит, как минимум, из двух компонентов, - обычно это пластификатор второй (реже третьей) группы эффективности и какой - либо ускоритель, либо специально подобранная смесь ускорителей, обеспечивающих аддитивность (или даже синергизм) компонентов [75,76].
Сравнительно-оценочная характеристика добавок-ускорителей
В 50 - 60 годы были проведены исследования основных ускорителей бетонных смесей. Данные приведены в табл. 1.1
Примечание: состав бетона 1:1.7:2.4:0.5 (цемент: песок: щебень: вода) приготов ленного на гранитном щебне и песке с Мкр=2.1 и быстротвердеющем портландцементе. Режим пропаривания 2+2+4+1 при температуре 80С. Повышение прочности при небольших количествах добавок и, наоборот, понижение ее с их увеличением свидетельствует о том, что электролиты кроме химических реакций, приводят к изменению скорости начальных физических процессов, в результате чего изменяются условия формирования структуры бетона [78, 79].
Характеристики использованных пенообразователей
В работе каждая вновь поступившая партия цемента для подтверждения минералогического состава подвергалась рентгенофазовому анализу на ди-фрактометрах ДРОН-3 в интервале двойных углов 6 - 64 по методу порошковых дифрактограмм [87].
Запись дифрактограмм производилась в следующем режиме: рентгеновские трубки БСВ-24 (Си-анод, Ni-фильтр), счетчик сцинтилляционный БДС-6-05, напряжение на трубке - 28 кВ, анодный ток - 28 мА, шкала скорости счета - 4000 имп/с, постоянная времени - 0,5 с, скорость поворота счетчика -2 град/мин, размер щелевых вертикальных диаграмм у счетчика - 0,5x10 мм.
Измерение межплоскостных расстояний дифрактограмм производилось с помощью специальной линейки-шаблона, составленной по таблицам межплоскостных расстояний, а расшифровка - с помощью справочников при использовании компьютерной программы. На рис. 2.1 приведены рентгенограммы использованных в работе цементов.
Рентгенограммы использованных цементов приведены на рис. 2.2. Определение гранулометрии веществ
Гранулометрический состав порошкообразных материалов определяли методом лазерной гранулометрии позволяющим непосредственно определять размеры частиц и процент их содержания в анализируемом материале.
Установка Micro Sizer 201 позволяет исследовать частицы размерами от 0,2 до 600 мкм, разбивая указанный диапазон на 40 фракций, размеры частиц в которых показаны в таблице 2.7.
Принцип действия анализатора.
Излучение He-Ne лазера с помощью линзовой системы фокусируется в плоскость детектора. Сходящийся пучок лучей пропускается через плоскопараллельную кювету с образцом, расположенную на некотором расстоянии L от детектора. При наличии в кювете суспензии частиц наблюдается рассеяние света. Индикатриса рассеяния (угловая зависимость интенсивности рассеянного излучения) определяется размером частиц и в приближении теории дифракции описывается выражением: где: F(r) - функция распределения по размерам частиц; 10 - интенсивность падающего излучения; J і - функция Бесселя 1-го рода; р - 2тсгМ»1; г - радиус частиц; X - длина волны излучения; 0 - угол рассеяния.
Измерение 1(0) и последующее решение интегрального уравнения (2.1) позволяет найти распределение по размерам частиц F(r). Для р»1 (крупные частицы) используется выражение, следующее из теории рассеяния Фраун-гофера. Для р 1 (мелкие частицы) используется более корректное выражение, следующее из теории рассеяния Ми. В этом случае необходимо знать показатель преломления и показатель поглощения частиц, а так же показатель преломления растворителя.
Работа анализатора. Рассеянное излучение, полученное вследствие прохождения луча лазера через кювету с суспензией частиц, регистрируется с помощью специальной фотодиодной матрицы (ФДМ), содержащей 74 сегмента. ФДМ обеспечивает одновременное измерение интенсивности рассеянного излучения при 38 зна 51 чениях углов рассеяния, а также определение положения и интенсивности центрального (не рассеянного) луча. Сигналы с ФДМ усиливаются с помощью многоканального усилителя, через аналоговый коммутатор подаются на вход АЦП и преобразуются в цифровой код, который через интерфейс передается в компьютер.
Определяемое в ходе эксперимента значение индикатрисы рассеяния получается в результате усреднения отсчетов, снимаемых каждые 40 мс. За время эксперимента (15-60 сек.) все частицы исследуемой суспензии проходят через световой пучок несколько раз, благодаря чему исходные данные содержат достаточно полную информацию о распределении частиц по размерам.
Нормальная густота и сроки схватывания цементных образцов определены в соответствии с ГОСТ 310.3-92. Физико-механические характеристики образцов из пенобетона определялись в соответствии с ГОСТ 25485-85 "Бетоны ячеистые". Испытания на изгиб проводились на приборе ПСУ-2М. В испытаниях на сжатие применялся пресс с предельной нагрузкой 5 т, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 10180-90 и обеспечивающий нагружение в режиме чистого сжатия.
Влияние минералогического состава вяжущего на физико-механические характеристики пенобетона
Ряд экспериментов, проведенных на белгородском и старооскольском товарных портландцементах ПЦ 500 ДО удельной поверхности 320 м /кг, химический и минералогический состав которого представлены в табл. 2.1 -2.3, позволили установить влияние минералогического состава вяжущего на прочностные характеристики пенобетона.
Вяжущее делали более алюминатным путем введения мономинерала СзА марки (ч) в интервале 5,2-8,99 % с шагом 0,86 %; подобным образом вводили C4AF в интервале 13,4-15,99 % с шагом 0,86 %. Водотвердое отношение было неизменным - 0,45. Концентрация пенообразователя АОС в системе - 0,045 масс. %. Изготавливали серию из шести образцов - балочек размером 4x4x16 см. Испытания на прочность при сжатии и изгибе проводили в возрасте семи суток. Результаты исследований представлены в табл. 3.10.
Показано, что при увеличении содержания СзА в цементе плотность изделий из пенобетона начинает резко увеличиваться. Поровая структура неоднородна, присутствуют поры большого диаметра, а так же поры различной конфигурации, имеющие перемычки - слияния друг с другом.
Чем выше содержание СзА в цементе, тем хуже поровая структура пенобетона (рис. ЗЛО); тем сложнее добиться получения пенобетона малой плотности. Закономерно снижение теплопроводность, звукопроницаемости, прочности, морозостойкости и других технологических параметров пенобетона.
При увеличении содержания C4AF в системе плотность изделий незначительно снижается (рис. 3.11). Поровая структура приобретает однородность, диаметр пор незначительно уменьшается. Геометрия каркаса в целом правильная, что дает возможность получить прочность 1,15 МПа при плотности изделия 468 кг/м . Подобных показателей плотности при изменении содержания СзА добиться невозможно.
Подобные выводы относятся не только к клинкерным минералам составляющей цемента, но и к твердой фазе, составляющей пенобетон в целом.
Основываясь на данных исследований, модно подобрать добавку-стабилизатор пенных систем с учетом их донорно-акцепторных свойств заряда поверхности. 3.7 Влияние последовательности смешения компонентов
на стабильность пеноминеральных систем
При изготовлении пенобетонов последовательность смешения компонентов играет важную роль и влияет как на технологические свойства пен, так и на прочность цементного камня [108]. Различная последовательность смешения компонентов позволяет варьировать не только плотность получаемых изделий, но и коренным образом менять объемную структуру полученного пенобетонного камня.
Выявление закономерностей формирования структуры в зависимости от последовательности смешения компонентов позволяет решить ряд производственных проблем.
В рамках эксперимента различными способами готовили конструкционно-теплоизоляционный пенобетон с добавкой мела в количестве 10 масс. %. В качестве пенообразователя использовали отечественные синтетические: анионный "Пеностром" и катионный "Пенозолин". Их концентрация в системе была неизменной и составляла 0,08 масс. %. Вода использовалась питьевая, удовлетворяющая требованиям ГОСТ "Вода для бетонов и растворов". Водотвердое отношение также было постоянным - 0,5.
В работе были приняты следующие схемы смешения компонентов:
1. Рабочий раствор пенообразователя вспенивался с помощью мешалки МК - 25 в течение 1 минуты при 700 об/мин, затем скорость вращения мешалки уменьшалась до 400 об/мин и добавлялся чистый цемент;
2. Рабочий раствор пенообразователя вспенивался с помощью мешалки МК - 25 в течение 1 минуты при 700 об/мин, затем скорость вращения мешалки уменьшалась до 400 об/мин и затем добавлялся сухой минеральный порошок (мел), после чего производили дополнительное вспенивание. После того, как пеноминеральная смесь становилась однородной, осуществляли ввод цемента.
3. Рабочий раствор пенообразователя вспенивался с помощью мешалки МК - 25 в течение 1 минуты при 700 об/мин, затем скорость вращения мешалки уменьшалась до 400 об/мин и добавлялся сухой минеральный порошок (мел), система дополнительно вспенивалась и усреднялась, после чего вводили суспензию вяжущего. Введение вяжущего с водой осуществлялось с учетом неизменного водотвердого отношения.
4. В суспензию наполнителя добавляли концентрированный пенообразователь, полученную минеральную суспензию вспенивали с помощью мешалки МК - 25 в течение 1 минуты при 700 об/мин, после чего добавляли цемент.
Прибор и методика для измерения реологических свойств пенобетонных смесей в производственных и полевых условиях
Одной из наиболее актуальных проблем технологии производства пенобетонных изделий и конструкций является стабилизация свойств готовой продукции по средней плотности и физико-механическим характеристикам. Это обусловлено тем, что даже при производстве железобетонных изделий и конструкций из тяжелого бетона на всех предприятиях в обязательном порядке производится контроль реологических свойств бетонных смесей путем измерения осадки конуса, либо жесткости в соответствии с существующими нормативно-техническими требованиями, эго позволяет обеспечивать необходимые качественные показатели готовых изделий и конструкций из тяжелого бетона. В то же время, на нынешнем уровне развития технологии производства пенобетонных изделий, не существует общепринятой, достаточно простой и надежной методики измерения текучести пенобетонных смесей, которая могла бы служить основой технологического контроля производства изделий и конструкций из этого перспективного материала [123]. Это обусловлено тем, что из-за своеобразия реологических свойств пенобетонных смесей определение их текучести с использованием расплыва конуса не пригодна. Имеются немногочисленные научные публикации, посвященные определению реологических свойств пенобетонных смесей с применением в качестве реометра ротационных вискозиметров типа "Reotest". К сожалению, конструктивные особенности этого прибора зарубежного производства плохо соответствуют структурно-механическим свойствам пенобетонных смесей, поэтому при их использовании не всегда получаются достаточно адекватные результаты измерений [124].
В работе [125] дано описание реометра оригинальной конструкции, предназначенной для измерения текучести пенобетонных смесей. Этот прибор основан на законе Стокса, увязывающий вязкость жидкости со скоростью оседания шарообразного тела. К сожалению, этот прибор изготовлен в единственном экземпляре и серийный его выпуск в ближайшее время не предусмотрен. Большинство публикаций по реологическим свойствам пеноцементных смесей, исследованных с применением ротационного вискозиметра "Reotest - 2" получено при весьма малых зазорах между внутренними и внешними цилиндрами прибора. Численное значение его находится в пределах 2-4 мм, что не достаточно из-за разрушения структуры. Это обусловлено тем, что размер пузырьков пенобетонных смесей находятся в пределах от ОД до 1 - 3 мм, поэтому в процессе измерения реологических свойств, слишком большую роль играет пристеночные эффекты скольжение. Это зачастую приводит к весьма сложной замысловатой форме реограмм суспензий, особенно при использовании цементов с аномальными свойствами, что к сожалению, в последние годы встречается не так уж редко. Кроме того, приборы "Reotest-2" в настоящее время не производятся и не поставляется в РФ. В связи с изложенным, в данной работе предлагается простая доступная установка, которая позволяет по упрощенной схеме определять текучесть пеноцементных смесей, как в лаборатории так и производственных и даже полевых условиях. Схема установки изображена на рис. 4.20.
Рисунок 4.20 Схема капиллярного вискозиметра Прибор представляет собой капиллярный вискозиметр, состоящий из стеклянного, либо пластмассового цилиндра, диаметром 50 мм снабженного поршнем. С нижней части этого цилиндра припаена капиллярная трубка 7 диаметром 8 мм и длиной 150 мм. Исследуемая пенобетонная смесь в количестве 200 мл заливается в упомянутый цилиндр 1, при этом отверстие трубки закрыто. Затем в цилиндр вставляется плотно подогнанный поршень 3, на который устанавливается груз G, создающий дополнительное давление на исследуемую смесь. При первом измерении груз должен быть минимальным (50 - 100 гр), при этом с использованием секундомера производится измерение скорости истечения смеси под влиянием заданного перепада давления. Для измерения истечения смеси при другом, более высоком давлении, эксперимент повторяется с установкой груза весом (200 -300 гр) и т.д. Вес дополнительного груза необходимо устанавливать в зависимости от текучести исследуемой жидкости пеноцементой смеси. По полученным результатам строится реограмма в координатах, градиент скорости сдвига - перепад давления. При этом, по оси абсцисс откладывается величина , а по оси ординат — у. Причем, размер длины радиуса и капилляра берется в см, что позволяет получить перепад давления в Па. По оси ординат указанная величина дает градиент скорости сдвига (с"). Таким образом, получается реограмма пеноцементных смесей, рассчитанная с применением капиллярного вискозиметра. В качестве примера на рис. 4.21 приведены реограммы пеноцементных растворов с добавкой 0,05 - 0,15 масс.% синтетического пенообразователя "Пеностром" при В/Ц 0,5 и 0,6. Как видно из приведенных экспериментальных данных, капиллярные реограммы пеноцементных смесей значительно проще полученных на ротационном вискозиметре
"Reotest - 2". В области перепадов давления 100 -250 Па и градиентов скорости сдвига 1,5-4 с" наблюдается постоянство исследованных пеноцементных систем, лишь при перепаде давления более 300 Па и градиента скорости сдвига более 4 с"1 наблюдается проявление тиксотропных свойств пеноцементных смесей. Этот результат, в принципе, согласуется с данными, полученными методом ротационного вискозиметра [91]. Ранее авторами было установлено, что при малых градиентах скорости сдвига происходит поршневой режим течения пеноцементных смесей с практически неразрушенной структурой. Переход к тиксотропному режиму течения связан с разрушением структуры пеноцементного раствора. Зависимости приведенные на рис. 4.21 показали, что величины пластической вязкости пеноцементных растворов с добавкой "Пенострома" в количественном отношении достаточно хорошо согласуются с данными ротационной вяскозиметрии.
