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新拌水泥基材料常常显示出剪切增稠或剪切稀化的性能,因此描述新拌水泥基材料流变性能时应使用非线性流变模型。目前常用的新拌水泥基材料非线性流变模型为修正的Bingham模型与Herschel-Bulkley模型,但基于这两个模型的库特逆问题的解存在严重的理论错误,以致使用流变仪无法正确测量其流变参数。为使非线性流变模型能较好地运用到新拌水泥基材料性能的研究中,本文对库特逆问题、非线性流变模型的参数意义、含有柱塞流的流变测试结果的处理方法、流变测量过程造成新拌水泥基材料不匀质性的影响程度以及非线性流变模型在新拌水泥基材料研究中的应用展开了研究,主要研究内容与结论如下:(1)通过推导得出的解决同轴双圆柱流变仪下库特逆问题的积分表达式,更正了基于修正的Bingham模型与Herschel-Bulkley模型的库特逆问题的错误,给出了正确的基于这两个模型的库特逆问题的解。(2)通过比较分析,用Parabolic模型替代了修正的Bingham模型,用新建的Exponential模型替代了Herschel-Bulkley模型。与修正的Bingham模型和Herschel-Bulkley模型相比,Parabolic模型和Exponential模型的流变参数可用流变仪测量,更适合新拌水泥基材料流变性能的研究。(3)通过建立同轴双圆柱流变仪与同轴非双圆柱流变仪下库特逆问题之间的关系,给出了同轴非双圆柱流变仪下基于Bingham模型、Parabolic模型与Exponential模型的库特逆问题的解决方法与相应的方程组。通过测量方程组中的比例系数,可得到同轴非双圆柱流变仪下库特逆问题的解析解。(4)处理流变试验数据的过程中,必须判断测量的流变试验数据是否在柱塞流存在的情况下测得。计算流变参数时需按转速与扭矩的数据对从小到大逐点舍去、重复计算,直至计算出的最小剪切应力不小于屈服应力为止。(5)设计了一个由转速随时间台阶式上升段与下降段组成的流变制度。选择台阶处稳定的转速与扭矩的均值绘制转速-扭矩图。用上升段与下降段围成的环面积表征流变测量过程造成流体不匀质性影响程度的绝对大小。用上升段与下降段围成的环面积和上升段与其在转速轴上投影围成的环面积比值表征流变测量过程造成流体不匀质性影响程度的相对大小。用1与环面积比值的差值的百分数表征通过相应的流变制度测量与计算得到的流变参数的可信度。试验结果证明,可信度可以有效地评估流变测量过程造成新拌水泥基材料不匀质性的影响程度。