Визначення

Цементне тісто відносять до так званих структурованих систем, що характеризуються деякою початковою міцністю структури. У цементному тісті створюється певна структура за рахунок дії сил молекулярного зчеплення між частками, облямованими тонкими плівками води. Плівки рідкої фази створюють безупинну просторову сітку у структурі цементного тіста, надаючи йому властивість пластичності і сприяючи формозміні системи (течії) при прикладенні зовнішніх силових впливах. Міцність початкової структури, або структурна в'язкість, цементного тіста залежить від концентрації твердої фази у водяній суспензії.

Поведінка структурованих систем при додатку зовнішніх сил істотно відрізняється від поводження рідких тіл. Якщо в'язкість рідини (істинна ньютонівська) є постійною і не залежить від розміру тиску, що прикладається (в'язкість рідини змінюється тільки із зміною температури), то в'язкість структурованих систем змінюється навіть при постійній температурі в декілька разів (часто на два-три порядки) у залежності від розміру зовнішніх сил, що діють на систему. В'язкість залежить від розміру напруги зсуву системи або швидкості деформацій зсуву.

Під дією зовнішніх сил відбувається ніби розпушення початкової структури, послаблюються зв'язки між її окремими елементами, а в результаті зростає спроможність системи до деформацій (течії), збільшується її рухливість. При досягненні критичної швидкості зсуву, коли початкова структура системи гранично зруйнована, в'язкість та опір зсуву досягають мінімальних значень, і навіть малорухомі суміші набувають певної текучості. Після закінчення дії зовнішніх сил система повертається в початковий стан, відновлюється початкова міцність структури, зменшується рухливість.

Спроможність структурованих систем змінювати свої реологічні властивості під дією механічних впливів, і відновлювати їх після припинення впливу називається тиксотропією.

Уявлення про поводження цементного тіста при впливі на неї зовнішніх сил дає повна реологічна крива (рис 1), яку можна розділити на три ділянки.

На першій ділянці за невеликих величин напруг зсуву τ (до τ ₁) зберігається незруйнована початкова структура цементного тіста, що характеризується найбільшою в'язкістю - η _о. Після досягнення критичної напруги - τ ₁, яка відповідає межі текучості системи, починається руйнація структури, що продовжується аж до повної її руйнації при граничній напрузі - τ ₀. На цій, другій, ділянці в міру руйнації системи ефективна в'язкість цементного тіста постійно зменшується при збільшенні напруги зсуву.

Після того, як система гранично зруйнована, цементне тісто набуває найменшої в'язкості, так звана пластична в'язкість - η _m, (третя ділянка кривої), яка вже не залежить від розміру діючих напруг і не змінюється при їхньому збільшенні.

Рис 1.

Реологічну модель цементного тіста, до якого не прикладені вібраційні впливи, може бути описано рівнянням Шведова-Бінгама:

, (1.1)

де τ - напруга зсуву;

τ _о - гранична напруга зсуву;

η _m - пластична (залишкова) в'язкість системи, що може розглядатися як коефіцієнт пропорційності (коефіцієнт в'язкості) між напругою зсуву й швидкістю зсуву;

dv/dx- градієнт швидкості зсуву.