reolabhoward a. barnes, “a handbook of elementary rheology”, the university of wales institute...

1

Marcello RomagnoliDipartimento di Ingegneria dei Materiali e dell’Ambiente

Università di Modena e Reggio Emilia, Via Vignolese 905, 41100 Modena (Italy) Email: marcello.romagnoli@unimore.it

Tel. 059 2056234Skipe: romagnoli_marcello_office

���������������� ���������

����� ���� �� ������� �

���������������� ���������

����� ���� �� ������� �

2

Introduction

Effetti Combinati

3

Composizione della fase solida

31

Caratteristiche chimiche e mineralogiche delle materie prime.

• Caolino => Montmorillonite• Presenza di impurezze nelle materie prime• Capacità di scambio cationico• Percentuale di sostanze organiche

4

Composizione della fase solida

31La reologia dei materiali ceramici- Faenza Editrice

5

Composizione della fase liquida

31 5/38

Presenti nell’acqua

Dalle materie primeConcentrazione

e natura degli ioni

6

Composizione della fase liquida

31

- H+

Ca2+

Al3+

Ba2+

Mg2+

Serie di Hofmeister

Na+

Li+NH4+

Ca2+Mg2+

Ba2+

Al3+

K+

H+

7

Composizione della fase liquida

Controlli

Rapidi:o pHo Conducibilità

Approfonditio Analisi chimica

� Elettrodi iono-sensibili (continue)� Analisi in emissione e assorbimento (continue e

discontinue)� Analisi colorimetriche (discontinue)

8

Composizione della fase liquida

31

PotenzialeZeta alto

PotenzialeZeta basso

9

Additivi

10

Additivi

www.adoptic.eu

11

Additivi

www.adoptic.eu

12

Invecchiamento

Le sospensioni vanno considerate come sistemi non stabili nel tempo, ovvero in grado di modificare le loro caratteristiche reologiche nel tempo.• Reazioni chimiche• Processi microbici• Processi fisici

Controllo reologico in funzione del tempo (0-7 gg)

13

Invecchiamento

14

Contenuto di solido

15

Contenuto di solido

• Aumento del limite di scorrimento• Comparsa della dilatanza, viscoelasticità• Interazione con la distribuzione

granulometrica e la morfologia delle particelle

1616

Contenuto di solido

Howard A. Barnes, “A HANDBOOK OF ELEMENTARY RHEOLOGY”, The University of Wales Institute of Non-Newtonian Fluid

17

Distribuzione granulometrica

H.A.Barnes,J.F.Hutton, K.Walters, “An introdution to Rheology”, Elsevier, p123

18

Distribuzione granulometrica

A parità di contenuto solido la presenza di particelle a dimensione diversa consente un maggiore volume di acqua disponibile a fluidificare

19

Distribuzione granulometrica

• Particelle molto fini coordinano attorno a se un maggior numero di molecole di acqua. Queste ultime non sono meno disponibili alla fluidificazione

• Una macinazione spinta favorisce la solubilizzazione di materie prime contenente cationi flocculanti

20

Distribuzione granulometrica

Eq. AndreasenEq. Funk-Dinger

Dove:CPFT = Cumulative Percent Finer Than; D = particle size; DL = largest particle size; and n = distribution modulusDs = finite smallest particle size

Metodi sperimentali (es. DOE o NN)

21

Morfologia

Particelle sferiche, a parità delle altre condizioni, permettono di ottenere viscosità più basse

Howard A. Barnes, “A HANDBOOK OF ELEMENTARY RHEOLOGY”, The University of Wales Institute of Non-Newtonian Fluid

22

Morfologia

Particelle sferiche, a parità delle altre condizioni, permettono di ottenere viscosità più basse

2323

Temperatura

In generale la temperatura viene considerata come una variabile in grado di diminuire la viscosità di un sistema.

Agisce sopratutto sulla viscosità della fase liquida.

Se induce modifiche nel sistema, la sua influenza può essere disegno diverso.

Es.• Evaporazione della fase liquida• Solubilizzazione di Sali contenuti nel solido• Fenomeni di polimerizzazione da parte di additivi• Reazioni chimiche favorite dalla temperatura

24

Temperatura

Effetto della temperatura sulla solubilità di alcuni sali

25

Temperatura15°C

35°C

26

Temperatura15°C

35°C

27

Reometria

0

Stoccaggio in vasca

50

Atomizzazione

MacinazioneScarico dal mulino

100 1000 s-1

Stoccaggio nel mastello

Applicazione a campana

Aerografo

Applicazione a disco

Serigrafia

Valori indicativi

28

Reometria

La corretta scelta dello strumento di misura e della procedura è una regola aurea per il controllo della reologia.

29

Conclusione

Individuare i parametri con maggiore effetto sulla reologia del sistema.

Mantenerli monitorati con metodi sufficientemente sensibili.

Costruzione di modelli predittivi.

Mantenere il controllo e aggiornare I modelli.

30

Bibliografia On Line•��������������������������������������� ����!�"��#����

•��������������� �� �$����������#�����������

•������������#�������� ����!�% ���������

•������������� �������������&����� ����'()*()((+'

*,+-,.� ����������(,����*�����������

•���������!���������� ������������� ����!������!���������

�����������

•���������������&�� ���� ���� ���(*�/ 0 ���(*(*+����

•���������������������&�� ���� ���� ���(*�/ 0 ���(*(*+����

•���������������� ����� ��'0 �1 ����

•���������������������������� � ������