A fifty cent rheometer for yield stress measurement

Pashias, N.; Boger, David V.; Summers, J. M.; Glenister, D. J.

doi:10.1122/1.550780

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“…In civil engineering, the slump test is commonly used to determine the flow features of concrete and has given rise to abundant literature on empirical yield stress measurement [1][2][3][4][5][6]. A similar test, referred to as the Bostwick test, is widely used in the food industry to characterize the consistency of food products.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Experimental investigation of the spreading of viscoplastic fluids on inclined planes

Cochard

Ancey

2009

Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics

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a b s t r a c tWe report experimental results related to the dam-break problem for viscoplastic fluids. Using image processing techniques, we were able to accurately reconstruct the free-surface evolution of fixed volumes of fluid suddenly released a plane. We used Carbopol Ultrez 10 as a viscoplastic material; its rheological behavior was closely approximated by a Herschel-Bulkley model for a fairly wide range of shear-rates. Varying the Carbopol concentration allowed us to change the yield stress and bulk viscosity. The yield stress ranged from 78 to 109 Pa, producing Bingham numbers in the 0.07-0.35 range. We investigated the behavior of a 43-kg mass released on a plane, whose inclination ranged from 0 • to 18 • . For each run, we observed that the behavior was nearly the same: at short times, the mass accelerated vigorously on gate opening and very quickly reached a nearly constant velocity. At time t = 1 s, independently of plane inclination and yield stress, the mass reached a near-equilibrium regime, where the front position varied as a power function of time over several decades. We did not observe any run-out phase, during which the mass would have gradually come to a halt. The similarity in the flow behavior made it possible to derive an empirical scaling for the front position in the form x f = t 0.275(sin˛) 1/3 (sin˛) 5/4 , where˛and t denote plane inclination and time, respectively, and which holds for sloping beds (˛> 0).

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Experimental investigation of the spreading of viscoplastic fluids on inclined planes

Cochard

Ancey

2009

Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics

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“…Os modelos de correlação da medida de slump com a tensão limite de escoamento tiveram seu desenvolvimento a partir da década de 1980 com MURATA [5], consolidando-se com as pesquisas de CHRISTENSEN [6] e PASHIAS et al [4]. Com o tempo, o aperfeiçoamento desses modelos foi sendo realizado, destacandose os trabalhos de ROUSSEL [26] e PIERRE et al [8], nos quais uma análise dos diferentes mecanismos relacionados ao slump é proposto.…”

Section: Técnica De Pashiasunclassified

“…A técnica de Pashias, desenvolvida inicialmente para analisar a tensão limite de escoamento de concretos frescos [4], foi modificada com o intuito de abranger um campo maior de materiais, como argamassas, géis, soluções altamente floculadas, lodo de esgoto, etc [7,28,29].…”

Section: Técnica De Pashiasunclassified

“…Essa propriedade do material pode ser medida por diferentes técnicas [2], destacando-se o slump test como uma técnica robusta, barata e rápida [3,4].…”

Section: Introductionunclassified

“…PASHIAS [4] adapta a teoria de previsão de tensão limite de escoamento a partir do cone de Abrams para a geometria cilíndrica, obtendo bons resultados para suspensões altamente floculadas, mostrando-se eficiente e de baixo custo.…”

Section: Introductionunclassified

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Análise comparativa da tensão limite de escoamento de argamassas por meio da técnica de Pashias e reometria rotacional

2016

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RESUMOEstudos referentes ao comportamento reológico de materiais cimentícios, sobretudo de argamassas e concretos, vêm sendo desenvolvidos a fim de melhorar a qualidade e a durabilidade destes materiais, bem como prevenir eventuais problemas, quando no estado endurecido. A reometria rotacional é o ensaio clássico para a caracterização reológica dos materiais cimentícios no estado fresco, pois permite inferir a tensão limite de escoamento e a viscosidade aparente do material. Os reômetros rotacionais, entretanto, são equipamentos de elevado custo, o que tem levado ao desenvolvimento de métodos de baixo custo, como a técnica de Pashias. A técnica de Pashias é uma modificação do procedimento de slump-test, a fim de caracterizar, reologicamente, os materiais através da determinação única da tensão limite de escoamento. O trabalho desenvolvido teve como objetivo determinar a tensão limite de escoamento de argamassas provenientes de composições de concretos de alto desempenho (CAD), dosados por meio de conceitos de reologia e empacotamento de partículas. Para tanto, utilizou-se o ensaio reométrico clássico e a técnica de Pashias (cilindro), a fim de comparar os resultados e avaliar a capacidade da técnica alternativa na determinação da tensão limite de escoamento de argamassas. A comparação dos resultados obtidos pelos diferentes métodos de ensaio reológico utilizados demonstrou uma boa capacidade da técnica de Pashias (técnica alternativa) em avaliar o parâmetro tensão limite de escoamento de argamassas (com erros variando de 1 a 20%). Ademais, observou-se que a argamassa obtida a partir do CAD dosado pelo conceito de empacotamento de partículas apresentou-se mais fluida e trabalhável, com menor tensão limite de escoamento.Palavras-chave: Argamassa, técnica de Pashias, reometria, tensão limite de escoamento, empacotamento de partículas. ABSTRACTStudies about the rheological behavior of cementitious materials, especially mortars and concretes, have been developed to improve the quality and durability of these materials as well as prevent any future problems in the hardened state. The rotational rheometry is the classic test for the rheological characterization of cementitious materials, because it allows to infer about the level of yield stress and apparent viscosity of the material. The rotational rheometers are, however, costly equipments, which led to the development of alternative methods for low cost, as the Pashias technique. The Pashias technique is a modification of the slump-test procedure in order to characterize, rheologically, the materials by single determining of the yield stress. The work developed aimed to determine the yield stress of mortars from compositions of high performance concretes (HPC) dosed by the concepts of rheology and particles packing. For this, it was used the classic rheometric

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