Pełzanie (Reologia)

Pełzanie jest jednym z najwcześniejszych testów reologicznych z „kontrolą naprężenia”, w których materiał dosłownie „pełznie”, tj. mierzymy w stosunkowo długim czasie mały ruch (pełznięcie próbki zdefiniowane jako podatność na pełzanie, J) poprzez zastosowanie małego stałego naprężenia. 

 

Zaletą tego typu pomiaru jest to, że nawet przy niewielkim przyłożonym naprężeniu, zwykle niewielkie odkształcenie wypadkowe (J) narasta i jest znaczące w czasie pomiaru. 

Z reologicznego punktu widzenia jest to, że zaczyna to również wskazywać na właściwości „lepkosprężyste” materiału, ponieważ z czasem rozkładają się one na następujące obszary: 

  • G1, która reprezentuje początkową - „elastyczną” odpowiedzią, w której elastyczna struktura zaczyna się rozciągać. 
  • G2 / η1 która wskazuje po pewnym czasie na odpowiedź „lepkosprężystą” próbki, nadal charakteryzuje się ona pewnym szybkim naprężeniem sprężystym, ale jest nieco spowolniona przez wolniejszą cześć - odpowiedzi „lepką” 
  • η2 jest obszarem próbki pokazującym przewagę jej własności „lepkich”, cała struktura o własnościach sprężystych (JE) została rozciągnięta i pozostaje czysty charakter „lepki” 

W związku z tym w reometrach rotacyjnych wczesnej generacji często stosowano badanie pełzania jako formę pomiaru lepkości „o wysokiej rozdzielczości” tak, aby zapewnić, że każdy punkt danych pomiarowych dla krzywej przepływu był w mierzony w „stanie ustalonym”, tj. czystym przepływie lepkim. 

Ponieważ jednak reometry nowej generacji, takie jak Kinexus firmy NETZSCH, posiadają funkcję „danych w czasie rzeczywistym” dla każdego punktu pomiarowego na krzywej przepływu, stan ustalony można również sprawdzić bez stosowania specjalnego testu pełzania. 

Dlatego test pełzania jest obecnie używany do bardziej zawansowanych badań, takich jak długotrwała obserwacja wpływu przyłożenia niewielkich sił powodujących niewielkie naprężenia (takich jak siła grawitacji) badanego materiału, lub testy naśladujące realne procesy, takie jak np. MSCR (Multiple Stress Creep and Recovery) dla próbek bitumen/asfalt. 

Część testu odzwierciedlająca zjawisko powrotu próbki po zredukowaniu naprężenia w całkowitym badaniu pełzania jest powszechnie stosowanym rozszerzeniem metody weryfikującym wynik badania pełzania. Obecnie reometr potrafi wyłączyć małe przyłożone naprężenie, aby dosłownie zmierzyć zachowanie powrotu próbki tzw. recovery w czasie, gdzie podatność sprężystości pełzania (JE) powinna być taka sama jak podatność sprężystości powrotu (JR). Ponownie najszybsza jest odpowiedź „sprężysta” (G1), a po niej odpowiedź „lepkosprężysta” (G2 / η1). Ponieważ płynięcie o obszarze lepkim nie wykazuję żadnego powrotu próbki, mamy do czynienia z zjawiskiem nieodwracalnego odkształcenia, które jest jednakie z płynięciem próbki w stanie lepkim.