Pasto
Il termine pastoso descrive uno stato della materia a metà strada tra lo stato solido e quello liquido. I materiali pastosi sono malleabili, ma non scorrono liberamente. Sotto un carico ridotto si comportano come solidi e iniziano a scorrere solo al superamento di una determinata sollecitazione meccanica. Esempi tipici sono paste, fanghi con elevata concentrazione di solidi o miscele di polveri umide.
Dal punto di vista reologico, i sistemi pastosi sono fluidi non newtoniani. Una caratteristica è la presenza di un limite di scorrimento. Solo quando la sollecitazione di taglio applicata supera questo limite di scorrimento, ha inizio una deformazione irreversibile o uno scorrimento.
Questo comportamento può essere descritto con il modello di Bingham:
τ = τ0+ηp +γ˙
- τ è la sollecitazione di taglio
- τ0 è il limite di scorrimento
- ηp è la viscosità plastica
- γ˙ è la velocità di taglio
Per sollecitazioni di taglio τ < τ0 il materiale si comporta in modo elastico-solido. Per τ ≥ τ0 scorre in modo viscoso. Molti materiali pastosi mostrano inoltre un comportamento di fluidificazione per taglio, che può essere descritto con il modello di Herschel–Bulkley.
- k è il fattore di consistenza
- n < 1 è l'indice di scorrimento
Τ = τ0 + k · (γ˙)n
Nel contesto della miscelazione e della lavorazione delle polveri, uno stato pastoso si forma spesso con l'aggiunta di piccole quantità di liquido a una polvere. In questo modo si formano ponti di liquido tra le particelle. Le forze capillari risultanti portano a una struttura coesiva e plasticamente deformabile. Il passaggio dalla polvere secca al materiale pastoso segna un punto critico in molti processi, poiché il comportamento di scorrimento, il meccanismo di miscelazione e l'apporto di energia cambiano radicalmente. Durante la miscelazione-essiccazione sotto vuoto, la consistenza del materiale cambia esattamente al contrario.