建筑材料流变学研究

建筑行业面对各种各样的公共和工业项目，并且采用各种类型的材料，既有天然材料也有合成材料。这些材料主要是砖、水泥和混凝土等复合材料，以及织物、泡沫、玻璃、金属、塑料和陶瓷等改性材料。所有这些材料有助于建筑物的长期稳定性、功能性、隔离性、湿度控制和耐火性。 

陶瓷材料以各种质地形式存在，适合各种应用领域。陶瓷浆料由几种成分组成。其中一种成分是黏土，例如高岭土，它是高岭类矿物中的硅酸钾。由于历史原因，高岭土也被称为瓷土，并以茶杯的形式而闻名世界。它由硅酸盐岩分解转变而成。纯高岭土为雪白色；当与石英或长石混合时，它会变成灰黄色（粗高岭土，高岭土砂）。由花岗岩和长石经风化作用产生的高岭土遍布世界各地。

在建筑工业中，陶瓷材料通常用于瓷砖（用于地板、台面和壁炉）、砖、绝缘体和卫生洁具。无论其最终形式如何，在加工链开始时，陶瓷都以浆料的形式进行加工和运输。

浆料的工艺和运输特性很大程度上取决于其流变特性，因此，必须了解流变参数（如屈服点和黏度），尤其是在大量运输浆料时。使用旋转流变仪，可以测量流量和黏度曲线，还可以计算屈服点。在流变学中，用屈服点描述克服内部结构作用力网络所必须超过的受力极限，例如泵送浆液时。测量屈服点和黏度函数可提供重要信息，有助于更好地了解管道中浆料的流动性能。它还有助于解决浆液难以泵送的问题。陶瓷浆料的流变特性受以下因素的影响：浆料组成改变，例如体积浓度（水的量）；添加剂（固体、聚合物、液体）；粒度以及工艺条件（例如泵送温度或流速）。

该测试需要使用流变仪。

在地板（镶木地板、层压板、地砖、乙烯基地板等）铺设完成之前，必须铺设刮板或复合地板作为基础。它充当水泥和地板之间的填充和清理材料，并充当负载分布层。在熨平板加热设备下方，也可以安装减噪或降温材料。

复合地板是一种特殊类型的地板，直接放在水泥上，因此完全与水泥黏合。该复合地板可以承受由于变形、热应力和交通负载而产生的各种力，但缺乏隔音或隔热性。因此，此类地板主要存在于地下室、储藏室中，以及作为驱动装置的基础，可能会承受较高的动态负载。 

为了避免因可能施加的高载荷而造成损坏，必须研究和调整复合地板的变形特性。作为自由流动的材料应用后的凝固性能对于地板的处理也非常重要。例如，使用流变仪可以测量材料在一定时间段内的流动特性，以确定混合物的凝固时间。缓凝剂的用量和类型会影响凝结时间。通过测量添加有不同比例缓凝剂的自由流动复合地板样品，可以确定合适的组分比例以优化随时间变化的性能。

此测试需要使用带有球体测量系统的流变仪。

这种固态的透明材料常用作包装材料（广口瓶、瓶子、小瓶），也用于建筑业（窗户、外墙、隔热材料）、家具业（镜子、桌子、架子）和汽车行业（挡风玻璃、背光灯）等应用领域。尽管玻璃在室温下以固体形式存在，但它只能在熔化时成型。在液态时，可以通过浇注、吹塑、压制和模压制成各种形状。

玻璃的性能在很大程度上取决于其成分。通常，玻璃基材由二氧化硅组成，但是可以通过添加其他成分（例如金属）来改性。例如，玻璃棉是一种特殊的玻璃，由于其导热系数低（除其他特性外）而被用作隔离材料。玻璃的熔化温度通常约为 500°C，而特殊玻璃的熔点也可能高于或接近 1000°C。温度超过此熔点时，玻璃可作为熔体进行加工。 

例如，对玻璃熔体进行流变测量，尤其是对与温度有关的性能进行表征，以优化相当耗能的生产工艺。除此之外，还可以在室温下使用实心玻璃棒进行扭转测试。

此外，在大规模生产之前，需要在小型实验室实验中测试新开发的玻璃材料。无论是改变玻璃的化学成分还是采用新的处理技术，都会影响玻璃的物理性能。在这种情况下，了解 黏度 值以及软化点和熔点至关重要。由于特殊玻璃的应用和改进仍在基础研究领域，因此这些测量是在制造公司进行，也可以在大学和其他研究机构进行。对于处于熔融状态的特殊玻璃，温度相关性能以及剪切相关性能都极为重要。 

实际上，对玻璃熔体的测量非常耗时，因为它需要一些时间才能使样品达到所需的温度。利用熔炉或高温流变仪系统，并使用软件程序通过预设和控制测量温度可以执行自动 旋转测试 和 振动测试 ，例如在最高 1600°C 的温度范围内预定义测量温度。

该测试需要使用 熔炉流变仪系统， 并配备流变仪头。

石膏是一种常用的建筑材料。它是干粉状水泥和砂浆，可与水混合后处理，然后在干燥条件下硬化。与灰浆和水泥不同，石膏在混合后仍相当柔软，并且可以轻松地用金属工具甚至砂纸进行处理。这些特性使石膏成为一种装饰面而不是一种承重材料。例如，用于内部或外部表面的平滑处理，如墙壁、天花板和建筑物的外部装饰。

石膏分为不同种类，例如石灰石膏，水泥石膏或树脂基石膏。后者与严格的矿物灰泥的不同之处在于添加了有机黏合剂。

了解相关流变性能对于生产（加工性能）、开发（添加剂对性能的影响）以及质量控制至关重要。该性能可以用 黏度 和流动特性（例如 剪切后的 结构再生 ）来描述。

例如，可以使用旋转 流变仪结合为测量颗粒直径最大为 5 mm 的半固体分散体而开发的球体测量系统 来确定灰泥的 黏度 。在测量过程中，一个球体穿过样品在圆形路径上移动。仅在第一次旋转时，球体才剪切尚未清除颗粒的未剪切材料。因此，需要一种流变仪，要能够在一次旋转周期内控制几十倍旋转速度的 流动曲线 。通过了解不同流动速度和温度条件下石膏的流动特性和 黏度 ，可以做出是否适合加工的判断。

此测试需要使用带有球体测量系统的流变仪。