3.1. Общие представления о механизме формирования
текучести жидких смесей

Сухой кварцевый песок обладает высокой текучестью, или сыпучестью, что определяется силами трения между отдельными зернами песка, иди коэффициентом внутреннего трения. При неоднородном зерновом составе и неправильной форме зерен на сыпучесть сухой песчаной смеси существенное влияние оказывает шероховатость и угловатость зерен, так называемое зубообразное зацепление отдельных частиц смеси при контакте друг с другом.

Чистый кварц SiO2 легко смачивается водой. Но при небольшом количестве влаги толщина образующейся водной пленки по сравнению с размерами зерен очень мала, и составляет около 5-10 см. Водная пленка такой толщины не может сгладить влияние шероховатости зерен на текучесть смеси. Из-за действия сил поверхностного натяжения образовавшиеся пленки увеличивают силы сцеп­ления между твердыми частица­ми в точках их контакта, что приводит к ухудшению текучести. И лишь при значительном обводнении смеси по мере ее приближения к двухфазной системе песок - вода текучесть начинает повышаться, но этот путь не приемлем для литейных форм.

Введение в трехфазную систему «песок - водный раствор связующего -воздух» поверхностно-активных веществ (ПАВ) существенным образом изменяет ее физические свойства.  Молекулы ПАВ адсорбируются на поверхности раздела раствор-воздух, сильно снижая поверхностное натяжение раствора. Наряду с этим ПАВ адсорбируются также на твердых поверхностях раздела,  придавая им гидрофобизующие свойства.

Одновременно резкое снижение поверхностного натяжения жидкой фазы приводит к частичному образований пены и воздухововлечению в смесь при ее приготовлении. Поэтому для пенообразующих ПАВ текучесть будет улучшаться также за счет дополнительного воздухововлечения. Возникшие при перемешивании смеси пузырьки пены, располагаясь между зернами песка разобщают их,  снижая тем самым трение между песчинками,  сводя до минимума влияние шероховатости и "зубообразного" зацепления и облегчая скольжение песчинок относительно друг друга. Для перевода формовочных смесей в жидкое состоя­ние необходимо применять ПАВ с высокой пенообразующей способностью, вызывающей в процессе перемешивания смеси интенсивное воздухововлечение.