Es kommt zu thixotropen Phänomenen. Thixotrope Veränderungen in Böden

Mit der Entwicklung der Bauindustrie wurde die Farbenindustrie. Chemiker arbeiten ständig an der Erfindung neuer Farben und Lacke mit verbesserten Eigenschaften. Auf dem Beschichtungsmarkt erscheinen ständig neue Produkte, wodurch sich neue Möglichkeiten im Bau- und Reparaturgeschäft eröffnen. So waren bis vor relativ kurzer Zeit alle Bau- und Renovierungsarbeiten wurden nur unter bestimmten Feuchtigkeitsbedingungen und innerhalb sehr enger Temperaturgrenzen durchgeführt. Heutzutage gibt es jedoch viele Technologien und Substanzen, die dies ermöglichen verschiedene Arten Arbeiten auch bei starker Kälte oder schwüler Hitze. Dies gilt sowohl für Farb- und Lackmaterialien als auch für Baumaterialien. Beispielsweise kann Beton nicht zum Gießen eines Fundaments oder von Fliesen verwendet werden, wenn die Lufttemperatur unter einen bestimmten Grenzwert sinkt, da die Gefahr besteht, dass das zur Herstellung der Lösung hinzugefügte Wasser gefriert und der Beton nicht richtig aushärtet, was dazu führt wirken sich weiter auf die Qualität und die strukturelle Festigkeit aus. Allerdings beim Hinzufügen einiger chemischer Materialien und bei der Verwendung die richtige Technologie Es wird möglich, beim Bau mehr Beton zu verwenden niedrige Temperaturen. Deshalb, moderne Häuser gebaut werden kann das ganze Jahr über Dadurch wird die Bau- und Innenausbauzeit erheblich verkürzt.

Nachfolgend finden Sie ein Video mit einem anschaulichen Beispiel für die Verwendung einer thixotropen Mischung.

Eigenschaften von Farben und Lacken sowie Baustoffen

Jedes bei Reparaturen oder Bauarbeiten verwendete Material hat seine eigenen spezifischen Eigenschaften, die den Umfang seiner Anwendung bestimmen. Beispielsweise wird es schwierig sein, mit einer Lösung abzudecken, die für horizontale Flächen vorgesehen ist vertikale Wand, und die Eigenschaften sind daran schuld. Daher müssen Sie bei der Auswahl der Materialien für Reparatur und Bau auf folgende Eigenschaften achten:

• Viskosität;
• Thixotropie;
• Lebensfähigkeit;
• haltbar bis;
• Trocknungsparameter;
• Gewicht der Flüssigkeitsschicht;
• trockener Rückstand;
• Versteckvermögen;
• Streichfähigkeit;
• Transparenz;
• Glanz
• und vieles mehr, je nachdem, welches Material benötigt wird: Farbe, Lack oder Grundierung und Spachtelmasse.

Bei der Arbeit mit vertikalen, geneigten und Deckenflächen spielt eine Materialeigenschaft wie die Thixotropie eine sehr wichtige Rolle. Übersetzt man den Begriff Thixotropie wörtlich, so stellt sich heraus, dass es sich hierbei um eine Veränderung während einer Berührung handelt (von griech. thixis – Berührung und trope – Drehung, Veränderung). Grob gesagt ist dies die Fähigkeit dispergierter Gemische (Flüssigkeit + zerkleinerte dichte Phase), ihre Fließgrenze im Ruhezustand wiederherzustellen, d. h. wenn keine mechanischen Einflüsse auf die Mischung einwirken. Es ist erwähnenswert, dass Thixotropie die Fähigkeit von Kunststoffkörpern ist, flüssig zu werden, und nicht umgekehrt – die Fähigkeit von flüssigen Körpern, zu gefrieren oder auszuhärten. Wie wir sehen, steht die Thixotropie in direktem Zusammenhang mit der Viskosität.

Daher, thixotrope Mischungen Hervorragend geeignet für die Anwendung auf vertikalen, geneigten und Deckenflächen. Aufgrund ihrer Eigenschaften breiten sie sich nicht aus, bilden keine Schlieren und können daher ohne Schalung verarbeitet werden. Unter Berücksichtigung aller oben genannten Punkte können wir sagen, dass die Arbeit mit thixotropen Mischungen einfach und bequem ist.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, thixotrope Mischungen aufzutragen. Wie alle anderen Materialien können sie sowohl manuell als auch maschinell aufgetragen werden. Werden thixotrope Mischungen manuell auf Oberflächen aufgetragen, kommen folgende Materialien zum Einsatz:

• Kelle;
• Spatel;
• Pinsel usw.

Bei Anwendung mechanisierter Weg Zum Einsatz kommen Verputzstationen sowie Trocken- oder Nassspritzbetonverfahren.

Thixotrope Eigenschaften

Wie bereits herausgefunden wurde, gehen alle Materialien mit thixotropen Eigenschaften unter mechanischer Einwirkung von einem gelartigen oder dicken Zustand in einen flüssigen Zustand über. Nachdem die mechanische Einwirkung auf sie aufgehört hat, bleiben thixotrope Materialien für eine gewisse Zeit in flüssigem Zustand. Dies liegt an der Schaltgrenze, die den Übergang verursacht thixotrope Materialien von einem dicken Zustand in einen vorübergehend flüssigen Zustand. Um den flüssigen Zustand dieser Materialien für einige Zeit aufrechtzuerhalten, ist es notwendig, diesen maximalen Scherwert ständig aufrechtzuerhalten. Zu diesem Zeitpunkt müssen sie auf die Oberfläche aufgetragen werden, andernfalls erreichen die Materialien am Ende der mechanischen Einwirkung und im Laufe der Zeit, wenn sie flüssig sind, ihren ursprünglichen Zustand.

Thixotrope Eigenschaften hängen direkt von der qualitativen und quantitativen Zusammensetzung der dispergierten Phase des Stoffes ab. Somit wird die Thixotropie eines Materials durch folgende Parameter beeinflusst:

• maximale effektive Viskosität;
• minimale effektive Viskosität;
• die ultimative Scherspannung, die bereits besprochen wurde.

Thixotrope Materialien

Thixotrope Eigenschaften sind in der Regel Fetten, Lacken, Farben, verschiedenen Lösungen und Mischungen sowie einigen Lebensmitteln (z. B. Gelatine oder Stärke) eigen.

Wenn wir über Farben und Lacke sprechen, dann sind Farben und Lacke mit thixotropen Eigenschaften laut Experten immer von hoher Qualität, sie lassen sich recht einfach verarbeiten und außerdem ist bei solchen Farben und Lacken kein Probeanstrich erforderlich; darauf, wie die Farbe aus der Dose fließt. Laut Experten thixotrope Farbe Es sollte wie frisch heruntergeladener Honig in einem dicken und gleichmäßigen Strahl aus einem Glas in einen anderen Behälter fließen.

Außerdem hinterlassen thixotrope Lacke und Farben im Gegensatz zu einfach dicken Farben und Lacken keine Ablagerungen im Glas. Aufgrund ihrer thixotropen Eigenschaften haften solche Lacke und Farben hervorragend auf Werkzeugen zum Streichen von Oberflächen (Pinsel und Rollen) und hinterlassen auch keine Flecken, wie bereits erwähnt.

Unter Berücksichtigung aller oben genannten Punkte haben thixotrope Farben und Lacke einen Vorteil gegenüber Farben und Lacken, die diese Eigenschaften nicht aufweisen.

Unten finden Sie eine Tabelle mit Eigenschaften der wichtigsten thixotropen Zusatzstoffe, die in Farben und Lacken verwendet werden.

Thixotrope Eigenschaften werden oft mit Pseudoplastizität verwechselt. Obwohl die Eigenschaften ähnlich zu sein scheinen, unterscheiden sie sich tatsächlich grundlegend. So entsteht Pseudoplastizität durch den Viskositätsverlust eines Stoffes unter vorübergehender Scherbeanspruchung, während die Thixotropie dazu führt, dass ein Stoff nach einer gewissen Zeit unter ständiger Einwirkung an Viskosität verliert.

Thixotrope Flüssigkeit

Thixotrope Flüssigkeiten(aus dem Griechischen θίξισ - berühren und τροπέ - Veränderung) - Flüssigkeiten, in denen, bei konstante Geschwindigkeit Durch Verformung nimmt die Scherspannung mit der Zeit ab.

Die Viskosität einiger Flüssigkeiten ändert sich unter konstanten Umgebungsbedingungen und Schergeschwindigkeit mit der Zeit. Wenn die Viskosität einer Flüssigkeit mit der Zeit abnimmt, wird die Flüssigkeit als thixotrop bezeichnet, und wenn sie im Gegenteil zunimmt, dann - reopex.

Beide Verhaltensweisen können sowohl zusammen mit den oben beschriebenen Arten der Flüssigkeitsströmung als auch nur bei bestimmten Schergeschwindigkeiten auftreten. Das Zeitintervall kann bei verschiedenen Stoffen stark variieren: Manche Stoffe erreichen einen konstanten Wert in Sekunden, andere in mehreren Tagen. Reopex-Materialien sind im Gegensatz zu thixotropen Materialien, zu denen Schmiermittel, viskose Druckfarben und Farben gehören, recht selten.

Bei der Untersuchung des Einflusses zweier Parameter (Zeit und Schergeschwindigkeit) auf die Viskosität von Materialien für thixotrope Flüssigkeiten erhält man die folgenden Kurven. [ angeben]

Die absteigenden und aufsteigenden Kurven fallen nicht zusammen und bilden eine „Hystereseschleife“, die durch eine Abnahme der Viskosität der Flüssigkeit bei langfristigen Verformungen verursacht wird. Dieses Phänomen kann reversibel sein oder auch nicht: Einige Systeme können nach einer Ruhephase ihre ursprüngliche Viskosität wiedererlangen, andere Systeme nie.

Siehe auch

Thixotropie ist ein Konzept, das vielleicht nicht allgemein bekannt ist, aber überall zu finden ist. Farb- und Lackmaterialien, Druckfarbe, Lagerfett, viele Lebensmittel– Alle diese Stoffe haben bestimmte viskose Eigenschaften, die sich im Laufe der Zeit ändern. Dabei gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder beginnt der Stoff zu fließen, das heißt die Viskosität nimmt ab, oder er erstarrt, das heißt die Viskosität steigt. Das erste Phänomen wird Thixotropie genannt, das zweite Rheopexie. Thixotropie ist charakteristisch für Polymer- und dispergierte Systeme, wenn mechanische Einwirkung unter isothermen Bedingungen. Wissenschaftlich gesehen ist dies die Fähigkeit eines Stoffes, nach Beendigung der Einwirkung (Schütteln, Rühren, Vibration usw.) seine Streckgrenze wiederherzustellen. Das Phänomen der Thixotropie wird durch die Möglichkeit reversibler Veränderungen innerhalb der Struktur des Materials erklärt, beispielsweise bei der Zerstörung der supramolekularen Struktur in Polymeren oder der Koagulation kolloidaler Partikel innerhalb eines dispersen Systems.

Was bestimmt die thixotropen Eigenschaften?

Thixotrope Eigenschaften werden durch die qualitative und quantitative Zusammensetzung der dispergierten Phase des Stoffes (im Fett - Verdickungsmittel) bestimmt und sind charakterisiert durch Werte von drei Parameter: höchste effektive Viskosität, niedrigste effektive Viskosität und maximale Scherspannung.

Thixotropie kolloidaler Systeme hat großer Wert und findet breite Anwendung in Industrie, Produktion und Alltag. Daher sollten Schmiermittel, Farben, Waschlösungen für Bohrbrunnen und viele Lebensmittelprodukte mehr oder weniger thixotrope Eigenschaften aufweisen.

Thixotropie sollte nicht mit dem Begriff der Pseudoplastizität verwechselt werden. Pseudoplastische Stoffe verlieren bei vorübergehender Scherbeanspruchung ihre Viskosität, während thixotrope Stoffe ständiger Belastung ausgesetzt sind und mit der Zeit ihre viskosen Eigenschaften verlieren.

Lagerfett und seine thixotropen Eigenschaften

Fett für Lager ist ein Beispiel für ein disperses System, das sich durch hohe thixotrope Eigenschaften auszeichnet, die zusammen mit den Parametern Viskosität und Scherfestigkeit die rheologischen Eigenschaften von Schmierfetten bestimmen. Rheologie ist die Wissenschaft vom Fließen, untersucht die Fähigkeit von Flüssigkeiten und Kunststoffmaterialien auslaufen und sich verformen. Ausschlaggebend für den verlustfreien Einsatz von Fetten in vertikalen und geneigten Reibeinheiten ist die Tatsache, dass Fette ihre Struktur reversibel verändern können. Denn wenn das Lager mit flüssigem Öl geschmiert wird, muss die Menge ständig überwacht werden: Es kann austreten, verdunsten und muss häufig aufgetragen werden. Fett füllt den Lagerhohlraum, dichtet die Baugruppe ab und verhindert, dass abrasive Partikel in das Lager eindringen, was zum Festfressen des Mechanismus führen kann. Thixotrope Eigenschaften sorgen für Stabilität Schutzfolie zwischen den Arbeitsflächen, wodurch Stöße durch Vibrationen gemildert und die Auswirkungen von Verschleiß durch Gleitreibung verringert werden.

In mehr als 90 % der Wälzlager wird Lagerfett verwendet. Beim Einfüllen von Schmierstoff in den Hohlraum eines mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Teils müssen die erforderlichen Mengenverhältnisse eingehalten werden. Lager mit einer Drehzahl von bis zu 1500 U/min sind zu 2/3, über 1500 U/min zu 1/3 des freien Volumens gefüllt. Wenn überschüssiges Fett sichtbar ist, muss es entfernt werden.

Unter Thixotropie (Thixotropie, thixotrope Eigenschaft) versteht man einen starken Anstieg der Fließfähigkeit eines Stoffes unter mechanischer Einwirkung. Ein markantes Beispiel aus dem Leben - Zementmörtel.

Wenn Sie jemals einen Eimer Mörtel gemischt haben, ist Ihnen wahrscheinlich aufgefallen, dass dieser beim Rühren flüssig und fließend ist. Aber wenn man es eine Weile stehen lässt, wird es sehr dick. Selbst ein Mixer lässt sich nicht so leicht darin eintauchen. Wenn Sie einen Eimer mit Lösung auf den Boden werfen, bleibt dieser auf einem Haufen liegen. Wenn Sie diesen Stapel jedoch mit einem Spachtel vibrieren lassen, verteilt sich die Lösung problemlos und fließt sogar in kleine Spalten.

Ein weiteres Beispiel ist ein Sumpf. Als Kind hatte ich ein trauriges Erlebnis mit einem Schlammsumpf. Ich erinnere mich deutlich an ein seltsames Gefühl: Solange du dich nicht bewegst, saugt dich der Sumpf nicht auf, er braucht dich nicht. Aber sobald man anfängt, aktive Schritte zu unternehmen (ich habe versucht, mich an einem Busch in der Nähe festzuhalten), verschwindet der Halt unter den Füßen und man beginnt immer tiefer im Schlamm zu versinken. Oh, wenn meine Kameraden nicht zu Hilfe gekommen wären, würde ich diese Zeilen nicht schreiben ...

Im Allgemeinen ist die Bedeutung klar. In Ruhe thixotroper Stoff sehr viskos (manchmal fast fest), aber beim Schütteln, Schütteln, Rühren, Fließen usw. verflüssigt sich der Stoff stark und behält seinen flüssigen und flüssigen Zustand, bis er wieder für einige Zeit in Ruhe gelassen wird. An molekularer Ebene Dies wird durch schwache intermolekulare Bindungen erklärt, die unter dem Einfluss äußerer Kräfte leicht zerstört werden. Doch sobald diese Kraft verschwindet, beginnen sich die Verbindungen wieder wiederherzustellen und die Substanz wird gebräunt.

Der beliebteste thixotrope Zusatzstoff ist pyrogene Kieselsäure. Es sollte in Form einer sehr feinen Fraktion vorliegen – kolloidal (d. h. Flusssand funktioniert nicht). Solch feines Pulver kann nur durch eine chemische Reaktion gewonnen werden. Zum Beispiel die Wechselwirkung von Siliziumtetrachlorid mit Wasserdampf.

Um Siliziumdioxid zu Hause zu erhalten, können Sie mit Wasser verdünnten Büro-Silikatkleber (der nichts anderes als eine Lösung von Natriumsilikat in Wasser ist) nehmen und etwas Essig hineinspritzen Zitronensäure. Durch die Reaktion entsteht Kieselsäure, die sofort in Wasser und Siliziumdioxid zerfällt, das ausfällt.

Siliziumdioxid ist die stabilisierende Komponente herkömmlicher Maler- und Druckfarben und verleiht ihnen die Fähigkeit, auch auf senkrechten Flächen fest zu haften.

Die Industrie produziert dieses Additiv unter dem Handelsnamen „Aerosil“.

Dieses Video demonstriert die Eigenschaften thixotrope Flüssigkeit(wässrige Lösung bzw. Suspension von Siliziumdioxid):

Andere bekannte Substanzen mit thixotropen Eigenschaften: Honig, Mayonnaise, Gelatinelösungen, Ketchup (haben Sie schon einmal versucht, Ketchup aus einer Flasche auszugießen? Das ist es!), einige Rasiercremes, Senf und... das war's. Ich weiß nicht mehr, was ist mit dir?

Thixotropie wird Ketchup, Saucen und Mayonnaise übrigens durch die Zugabe spezieller Verdickungsmittel verliehen – einer Lösung aus Guar (E412) oder Xanthangummi (E415). Inhalt davon Lebensmittelzusatzstoffeüberschreitet in der Regel nicht 1 %.

(aus dem Griechischen thixis – berühren und tropisch – drehen, verändern * a. Thixotropie der Gesteine; n. Thixotropie der Gesteine; f. thixotropie des roches; i. capacidad tixotropica de rocas, tixtropia de rocas) – ein physikalisches und chemisches Phänomen, das in auftritt einige kolloidale disperse Systeme, zum Beispiel in kohäsiven Felsen ah, und besteht in ihrer spontanen Verflüssigung unter dem Einfluss mechanischer Einflüsse (Schütteln, Rühren, Vibration, Ultraschall usw.) und der anschließenden Wiederherstellung der Struktur, wenn diese Einflüsse beseitigt werden. Thixotropie wird durch die reversible Aufweichung struktureller Bindungen zwischen Mineralpartikeln kohäsiven Gesteins erklärt. Unter einem bestimmten mechanischen Einfluss geht gebundenes und immobilisiertes Wasser in freies Wasser über, was zu einer Abnahme der Festigkeit der strukturellen Bindungen und einer Verflüssigung des Gesteins führt. Das Aufhören des Aufpralls führt zu einem umgekehrten Übergang des Wassers vom freien in den gebundenen Zustand und zur Festigung des Gesteins (thixotrope Festigung).

Ein Indikator für die Neigung von Gesteinen zur thixotropen Erweichung ist die Instabilität. Sie wird normalerweise anhand des durchschnittlichen Radius der Basis einer zylindrischen Probe (mm) nach ihrer Vibration bei einer Vibrationsfrequenz von 67 Hz und einer Amplitude von 1 mm gemessen. Der Anfangsradius der Probe beträgt 8 mm und die Höhe des Zylinders beträgt 20 mm. Der Wert des Instabilitätsindex variiert zwischen 8 und 9 für nicht thixotrope Gesteine ​​und 15 oder mehr für stark thixotrope Gesteine. Ein allgemeinerer Indikator ist die Grenze der Strukturfestigkeit unter dynamischem Einfluss, definiert als die maximale Wechselbeschleunigung, bei der die Festigkeit des Gesteins nicht abnimmt. Sie wird in m/s2 gemessen. Die thixotrope Verfestigung wird durch die Erholungszeit(en) charakterisiert, in der/denen während der Erholung die maximale Festigkeit des Gesteins erreicht wird.

Die Thixotropie wird durch die qualitative und quantitative Zusammensetzung ihrer dispergierten Phase, die Form der Partikel und ihre Hydrophilie, die Zusammensetzung und Konzentration der Porenfeuchtigkeit usw. bestimmt. Der Haupteinfluss wird durch die granulometrische Zusammensetzung des Gesteins ausgeübt. Thixotrope Phänomene charakteristisch für Gesteine ​​mit einem Gehalt an Tonpartikeln von mindestens 1,5-2 %.

Thixotropie ist in der Natur weit verbreitet und hat sowohl negative als auch positive Auswirkungen auf technologische Prozesse beim Abbau nasser bindiger Gesteine. Beispielsweise führt die thixotrope Verflüssigung beim Transport solcher Gesteine ​​zu einer starken Haftung an den Arbeitsflächen von Transportgeräten, wodurch sich deren Produktivität um das 1,5-fache verringert. Andererseits wird die Thixotropie beim Bohren und Rammen von Pfählen eingesetzt. Thixotropie ist die Ursache für Erdrutschphänomene.