混凝反应计算教学提纲
混凝土原理复习提纲方案
混凝土原理复习提纲方案一、混凝土的组成和性质1.混凝土的组成：水泥、骨料、掺合料和水的组合。
2.混凝土的主要性质：强度、耐久性、可塑性、收缩、抗渗性等。
二、混凝土的原理1.水泥水化反应原理：水泥与水发生化学反应形成硬化产物，从而使混凝土凝固硬化。
2.骨料的作用：提供混凝土的力学性能，同时影响混凝土的工作性能。
3.掺合料的作用：改善混凝土的性能，如提高强度、减小收缩等。
4.水的作用：发生水化反应，提供混凝土的流动性。
三、混凝土的配合比设计1.基本原则：根据混凝土的性能要求，合理配制水泥、骨料、掺合料和水的比例。
2.主要步骤：确定强度等级、选择水泥和骨料、确定掺合料用量、确定水灰比、确定砂比和骨料比。
四、混凝土的施工工艺1.准备工作：材料准备、仪器设备检查、施工场地清理等。
2.搅拌：对水泥、骨料、掺合料和水按照一定比例进行搅拌，形成混凝土浆料。
3.浇筑：将混凝土浆料倒入模板中，并通过振捣等方式排除气泡，使混凝土密实。
4.养护：施工后对混凝土进行养护，使其逐渐硬化和强化。
五、混凝土的强度与耐久性1.强度的影响因素：混凝土配合比、水胶比、骨料类型、养护条件等。
2.提高混凝土强度的方法：控制水胶比、添加高性能水泥、使用优质骨料等。
3.耐久性的保证：控制混凝土中的氯离子、硫酸盐离子等有害物质的含量，防止混凝土的腐蚀和损坏。
六、混凝土的检测与验收1.试块检测：通过制作试块并进行强度检测，评估混凝土的强度。
2.抗渗性检测：通过渗透试验，评估混凝土的抗渗性。
3.其他检测：包括收缩、抗冻性、耐碱性等的检测。
七、混凝土的应用与发展1.建筑领域的应用：混凝土的广泛应用于建筑结构、基础、地下工程等。
2.工程建设中的发展趋势：多功能、高性能混凝土的研究和应用，以及混凝土资源的有效利用。
以上是关于混凝土原理的复习提纲方案，可以结合教材和实践经验进行进一步完善和扩充，以便于深入理解和掌握混凝土的原理和应用。
16.2 化学混凝法
• 吸附层和扩散层反离子的总电荷数等于胶 核表面电位形成离子的电荷（电位离子）。
• 胶核和吸附层组成的微粒（胶粒）在溶液中做布朗运 行时，扩展层中大部分反离子未随胶体微粒一起运动， 导致胶粒电性。
• 胶体化学中，常将吸附层当作滑动界面。
✓单羟基单核络合物又进一步水解：
[Al(OH)(H 2O)5 ]2 H2O [Al(OH) 2 (H 2O) 4 ] H3O [Al(OH) 2 (H 2O) 4 ] H2O [Al(OH) 343;(或H3O+)浓度（提高pH）， 使反应趋向右方，水合羟基络合物的电荷逐渐降低， 最终生成中性氢氧化铝难溶沉淀物。
改善办法：投加高分子助凝剂或改用气浮法。
2. pH
不同混凝剂影响程度不同。硫酸铝最佳pH范围在6.5~7.5，除色 时，pH在4.5~5之间。三价铁盐，最佳pH范围在6.0~8.4，比硫酸铝 宽。硫酸亚铁只有在pH＞8.5且有足够溶解氧时，才有较好效果。
高分子混凝剂尤其是有机高分子，受pH影响较小。铝盐或铁盐 水解过程不断产生H+使pH下降，要保持较佳pH，必须有一定碱度， 当碱度不够时需要投加石灰。
✓ 胶粒因ξ电位电位降低或消除以至失去稳定性的过 程，称为胶体脱稳。脱稳的胶粒相互聚结，称为凝聚。
(2) 吸附架桥作用
✓高分子聚合物某一基团与胶体微粒产生强烈吸附。 因其线性度大，另一端又吸附分子附另一胶粒，在两 胶料间进行了架桥，颗粒逐渐增大。这种由高分子物 质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程，称为絮凝。
2. 混凝原理
(1) 压缩双电层作用
✓ 混凝剂提供大量正离子，会涌入胶体扩散层甚至吸 附层, 由于总电位不变，增加扩散层和吸附层正离子 浓度，使扩展层减薄，使ξ电位降低。双电层被压缩。
混凝实验 确定版
实验一化学混凝一、试验的目的和意义影响混凝效果的因素有水温，pH值，混凝剂种类、加量以及搅拌速度和时间等。
由于上述诸因素的影响的错综复杂，且非拘一格，所以混凝过程的优惠工艺条件通常要用混凝试验来确定。
衡量混凝主要指标是出水浊度和主要污染因子浓度。
实验方案技术及数据处理常用优选法和正交设计等数理统计法。
本实验的目的，在于使学生掌握进行混凝实验的基本技能（包括混凝剂品种的筛选，以及与待处理废水相适应的pH值和混凝剂加量的确定等），并对实验数据作正确的处理和分析。
二、实验原理化学混凝法通常用来除去废水中的胶体污染物和细微悬浮物。
所谓化学混凝，是指在废水中投加化学及来破坏胶体及细微悬浮物颗粒在水中形成的稳定分散体系，使其聚集为具有明显沉降性能的絮凝体，然后再用重力沉降，过滤，气浮等方法予以分离的单元过程。
这一过程包括凝聚和絮凝两个步骤，二者统称为混凝。
具体地说，凝聚是指在化学药剂作用下使胶体和细微悬浮物脱稳，并在布朗运动作用下，聚集为微絮粒的过程，而絮凝则是指为絮粒在水流紊动作用下，成为絮凝体的过程。
根据混凝过程的GT值要求，在药剂与废水的混合阶段，对搅拌速度和搅拌时间的要求是高速短时；而在反应阶段则要求低速长时。
两个阶段的搅拌转速n(r、p、m)和搅拌时间T由GT=104-105通过计算确定。
一般水处理中，混合阶级的G值约为500~1000秒-1，混合时间为10~30秒，一般不超过2分钟，在反应阶段，G值约为10~100秒-1，停留时间一般为15~30钟。
三、实验设备及仪器1、无级调速六联搅拌机一台（或六台单联搅拌机）；2、721型分光光度计3、pH计或精密pH试纸；4、温度计；5、50ml注射器；6、秒表；7、量筒；8、1000ml烧杯，250ml烧杯；9、移液管；10、混凝剂：10g/L FeCl3, 10g/L聚合氯化铝〔Al2(OH)m Cl6-m〕；聚丙烯酰胺PAM11、10%盐酸，8%氢氧化钠。
混凝实验指导书
《混凝沉淀实验》一、实验目的(1)熟悉混凝操作，观察混凝现象，深入理解混凝机理。
(2)确定混凝剂的最佳投药量。
(3)计算反应过程的G值和GT值。
二、实验原理水中的胶体颗粒，主要是带负电的黏土颗粒。
胶体间的静电斥力，胶粒的布朗运动及胶粒表面的水化作用，使得胶粒具有分散稳定性，三者中以静电斥力影响最大。
因此，胶体颗粒靠自然沉淀是不能除去的。
向水中投加的混凝剂能提供大量的正离子，压缩胶团的扩散层使ζ电位降低，静电斥力减少。
此时，布朗运动由稳定因素转变为不稳定因素，也有利于胶粒的吸附凝聚。
水化胶中的水分子与胶粒有固定联系，具有弹性和较高的黏度，把这些分子排挤出去需要克服特殊的阻力，阻碍胶粒直接接触。
有些水化膜的存在决定于双电层状态，投加混凝剂降低电动电位，有可能使水化作用减弱，混凝剂水解后形成的高分子物质或直接加入水中的高分子物质一般具有链状结构，在胶粒与胶粒间起吸附架桥作用。
混凝是凝聚和絮凝的总称。
向水中投加混凝剂，可以使胶体颗粒脱稳，脱稳后的胶粒后相互聚结形成微絮粒的过程，称为凝聚；微絮粒相互粘附聚集或通过高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互黏结，而形成絮凝体的过程，称为絮凝。
根据混凝过程的特点，混凝操作分为两个阶段，即混合阶段和絮凝阶段，两个阶段的操作要求明显不同。
混合阶段的操作要求是快速（1min之内）和剧烈搅拌（速度梯度G在500~1000s-1），而絮凝反应阶段的操作要求是反应时间较长（15~30min），搅拌强度较小（速度梯度G为10～70s-1），一般Gt值应控制在104～105之间。
三、实验设备与试剂(1) 无级调速六联混凝搅拌机。
(2) pH酸度计。
(3 )浊度计。
(4) 1ml，2ml，5ml，10ml, 移液管各1支。
(5) 200mL、500ml烧杯，1000ml量筒，吸耳球等。
(6)混凝剂为硫酸铝（AS）和聚合氯化铝（PAC），使用时分别配置成10g/L的溶液。
(7) 10％的NaOH溶液和l0％HCI溶液500mL各l瓶。
实验一混凝实验
给水处理工程实验一混凝实验一、实验目的：1、通过实验观察混凝现象，加深对混凝理论的理解；2、学会求得一般天然水体最佳混凝条件（包括投药量、pH值、水流速度梯度）的基本方法；3、加深对混凝机理的理解。
4、了解混凝的相关因素。
二、实验原理：分散在水中的胶体颗粒带有电荷，同时在布朗运动及其表面水化作用下，长期处于稳定分散状态，不能用自然沉淀方法去除。
向这种水中投加混凝剂后，可以使分散颗粒相互结合聚集增大，从水中分离出来。
由于各种原水有很大差别，混凝效果不尽相同。
混凝剂的混凝效果不仅取决于混凝剂投加量，同时还取决于水的pH值、水流速度梯度等因素。
胶体颗粒（胶粒）带有一定电荷，它们之间的电斥力是胶体稳定性的主要因素。
胶粒表面的电荷值常用电动电位ξ来表示，又称为Zeta电位。
Zeta电位的高低决定了胶体颗粒之间斥力的大小和影响范围。
Zeta电位的测定，可通过在一定外加电压下带电颗粒的电泳迁移率计算：ξ＝ KπηuHD （1-1）式中：ξ——Zeta电位（mV）；K ——微粒形状系数，对于圆球体K＝6；π——系数，为3.1416；η——水的粘度（Pa·S），（此取η＝10－1Pa·S）；u ——颗粒电泳迁移率（um/s/\V/cm）；H ——电场强度梯度（V/cm）；＝81。
D ——水的介电常数D水Zeta电位值尚不能直接测定，一般是利用外加电压下追踪胶体颗粒经过一个测定距离的轨迹，以确定电泳迁移率值，再经过计算得出Zeta电位。
电泳迁移率用下式进行计算：u＝GL（1-2）VT式中：G ——分格长度（um）；L ——电泳槽长度（cm）；V ——电压（V）;T ——时间（s）。
一般天然水中胶体颗粒的Zeta电位约在-30毫伏以上，投加混凝剂后，只要该电位降到-15毫伏左右即可得到较好的混凝效果。
相反，当Zeta电位降到零，往往不是最佳混凝状态。
投加混凝剂的多少，直接影响混凝效果。
投加量不足不可能又很好的混凝效果。
实验1 混凝实验
实验1 化学混凝实验混凝实验是水处理的基础实验之一，被广泛应用于科研、生产中。
分散在水中的胶体颗粒带有电荷，同时在布朗运动及其表面水化膜作用下，长期处于稳定分散状态，不能用自然沉淀法去除。
向这种水中投加混凝剂后，可以使分散颗粒相互结合聚集增大，从水中分离出来。
由于各种原水有很大差别，混凝效果不尽相同。
混凝剂的混凝效果不仅取决于混凝剂投加量，同时还取决于水的pH值、水流速度梯度等因素。
通过混凝实验，不仅可以选择投加药剂种类、数量，还可确定混凝最佳条件。
一、实验目的1. 学会求得某水样最佳混凝条件(包括pH值、投药量)的基本方法。
2. 了解混凝的现象及过程，观察矾花的形成及混凝沉淀效果。
3. 加深对混凝机理的理解。
二、实验原理化学混凝法是用来去除水中无机和有机的胶体颗粒。
通常废水中的胶体颗粒的大小变化约在100埃到10微米之间，胶粒之间的静电斥力、胶粒的布朗运动及胶粒表面的水化作用，使胶粒具有分散稳定性，使胶粒靠自然沉淀不能除去。
混凝过程包括胶体的脱稳和颗粒增大的凝聚作用，随后这些大颗粒可用沉淀、气浮或过滤法去除。
消除或降低胶体颗粒稳定因素的过程叫脱稳，脱稳是通过投加强的阳离子电解质如Al3+、Fe3+或阳离子高分子电解质来降低Zeta电位，或者是由于形成了带正电荷的含水氧化物而吸附胶体，或者是通过阴离子和阳离子高分子电解质的自然凝聚，或者是由于胶体被围在含水氧化物的矾花内等方式来完成的。
混凝剂使胶体脱稳的主要作用是压缩双电层和吸附架桥。
脱稳后的胶粒，在一定的水力条件下，能形成较大的絮凝体（俗称矾花），该过程称为凝聚。
由于布朗运动造成的颗粒碰撞絮凝，叫“异向絮凝”；由机械运动或液体流动造成的颗粒碰撞絮凝，叫“同向絮凝”。
异向絮凝只对微小颗粒起作用，当粒径大于1~5微米时，布朗运动基本消失。
从胶体颗粒变成较大的矾花是一连续过程，为了研究方便可划分为混合和反应两个阶段。
混合阶段要求混凝剂和废水快速混合均匀，一般在几秒钟或一分钟内完成，该阶段只能产生肉眼难以看见的微絮凝体；反应阶段要求搅拌强度随矾花的增大而逐渐降低以免结大的矾花被打碎而影响混凝的效果，反应时间约15~30min，该阶段微絮凝体形成较密实的大粒径矾花。
第十六章混凝
一、基本概念 P290 混凝：水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程
称为混凝，是凝聚和絮凝的总称。 凝聚：胶体失去稳定性互相凝聚，结果形成众多
的“小矾花”的过程称为凝聚，（10~30S）。 絮凝：脱稳胶体即“小矾花”相互聚集称为絮凝 ，
（20~30min）。
主要去除微小无机、 有机悬浮物和胶体杂质
称为胶体的电动电位，常称为ζ电位。ζ电位愈高，胶体
的稳定性就愈高。而胶核表面的电位离子与溶液之间 的电位差称为总电位或¢电位。
由于上述的胶体带电现象，带相同电 荷的胶粒产生静电斥力，而且ξ电位越高， 胶粒间的静电斥力越大
胶体所 受影响
受水分子热运动的撞击，使微粒在水 中作不规则的运动，即“布朗运动”
混凝剂
形成无的机絮包凝括体聚较合松氯散化，铝效和果聚不合及氧铁化盐铁。
聚铁合盐氯中化主铝要对有各三种氯水化质铁适、应硫性酸较亚强铁，和
适硫用酸的铁p等H值。范三围氯较化广铁，是对褐低色温结效晶果体也，较极好易，
混
溶形解成，的形絮成凝的体絮粒凝大体而较重紧，密我，国易占沉8淀0%； 但有三机氯高化分铁子腐混蚀凝性剂强这．类易混吸凝水剂潮都解具，有
第一段：0.25～0.35m/s 第二段：0.15～0.25m/s
第三段：0.10～0.15m/s
折板夹角90~120度，
波高0.25~0.4米，
絮凝时间10~15分钟
（3）机械反应池（机械搅拌） 浆板式 叶轮式 水平轴 ：大型水厂 垂直轴：中、小型水厂 优点：可随水质、水量变化而随时改变，以保证絮
线长时早形成的絮 凝体会被打碎。
（2）隔板混合 优点：水量稳定时，混合的效果好; 缺点：水量不稳定时，混合的效果也不稳定。
混合时间10~30s，流速≥0.6m/s， 流过孔道速度≥１m/s
《混凝土》课程教学大纲
《混凝土》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称：混凝土课程类别：专业核心课课程学分：＿____课程总学时：＿____授课对象：＿____先修课程：＿____二、课程性质与任务混凝土是建筑工程中广泛应用的重要材料之一，本课程是一门理论与实践紧密结合的专业核心课程。
通过本课程的学习，学生应掌握混凝土的组成材料、性能、配合比设计以及施工质量控制等方面的知识和技能，能够在实际工程中合理选择和使用混凝土材料，并具备解决混凝土工程中常见问题的能力。
三、课程目标1、知识目标了解混凝土的发展历程和应用现状。
掌握混凝土的组成材料（水泥、骨料、外加剂等）的性能和要求。
熟悉混凝土的各种性能（工作性、力学性能、耐久性等）的影响因素和评价方法。
掌握混凝土配合比设计的原理和方法。
2、能力目标能够根据工程要求，合理选择混凝土的组成材料。
能够进行混凝土配合比的计算和设计，并能根据试验结果进行调整。
能够对混凝土的施工过程进行质量控制，分析和解决施工中出现的问题。
3、素质目标培养学生严谨的科学态度和工程意识。
提高学生的创新思维和实践能力。
增强学生的团队合作精神和沟通能力。
四、教学内容与要求（一）混凝土的组成材料1、水泥水泥的种类、性质和适用范围。
水泥的水化硬化过程和影响因素。
水泥的质量标准和检验方法。
2、骨料骨料的种类、级配和物理性质。
骨料的表面特征和杂质对混凝土性能的影响。
骨料的含水状态和饱和面干吸水率。
3、外加剂外加剂的种类、作用和适用范围。
常用外加剂（减水剂、引气剂、缓凝剂等）的性能和使用方法。
外加剂与水泥的适应性问题。
（二）混凝土的性能1、工作性工作性的概念和评价指标（坍落度、扩展度、维勃稠度等）。
影响工作性的因素（组成材料、配合比、搅拌、运输等）。
改善工作性的措施。
2、力学性能混凝土的抗压强度、抗拉强度、抗折强度的测定方法和影响因素。
混凝土的弹性模量和变形性能。
混凝土在短期荷载和长期荷载作用下的力学行为。
3、耐久性耐久性的概念和主要内容（抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、碳化、碱骨料反应等）。
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混凝反应计算
水与混凝剂的混合与絮凝反应
一、混凝剂的配制与投配
由于混凝剂配制过程中劳动强度较大，工作条件较差，因此在设计中必须考虑工人运转操作的方便，并保持一个良好的工作环境。
混凝剂的投配分干投法与湿投法，我国大都用湿投法。
如混凝剂是块状或粒状，则需先加以溶解，配成一定浓度后再投入水中，因此需要一套溶药、配药及投药设备。
溶药池是把块状或粒状的药剂溶解成浓溶液，对难溶的药剂或在冬季水温低时，还可用蒸气或热水来加热，但一般只要适当搅拌即可溶解，药剂溶解后可流入溶液池，配成一定浓度，配制时也要适当搅拌，设计中每班配制溶液次数不宜过多。
药剂的溶解应视用药量大小，药剂的性质可采用水力，机械或压缩空气等搅拌方式。
一般药量小时采用水力搅拌，药量大时采用机械搅绊。
溶液池应采用两个，交替使用。
池子的出液管宜高出池底100毫米，保证药剂中的杂质不被带出。
溶药池、溶液池、搅拌设备、泵及管道都应考虑防腐。
当采用FeCl3时，工作间的墙面和地面也要考虑防腐。
药剂的溶解、配液、投加过程可见下图
溶液池的容积Ｗ可按下式计算：
(1.25)
式中 a——混凝剂最大用量（毫克／升）；
Q——处理的水量(米3／小时)；
b——溶液浓度，按药剂固体重量百分数计算，一般用10-20；
n——每昼夜配制溶液的次数，一般为2—6次，甩手工操作时不宜多于3次。
溶药池的容积Ｗ1可按下式估算：
Ｗ1＝（0.2～0.3）Ｗ (1.26)
下图所示为水力溶药池，水从切线方向进入溶药池溶解药剂，然后溢流入溶液池，其结构简单，使用方便，适宜于小水量。
当用石灰调节水的碱度时，还要考虑将石灰粉碎，用量大时，宜设粉碎机，可用生石灰(市售石灰含40—80％CaO)制成石灰饱和溶液或石灰乳(可按纯CaO 含量的2～5％考虑)再行投配，石灰乳的配制要用机械或水泵搅拌，石灰溶液中杂质较多，易堵塞管嘴。
图1.11为水泵搅拌系统示意图。
药液的投配应能准确计量、灵活调节、设备简单、便于操作。
采用计量泵最简便可靠，我国生产的计量泵型号较多，足以供给投药使用。
水射器也是常用的一种设备，它用于向压力管内投加药液，因一般水厂内的给水管都有较高压力，因此使用方便，见图1.12。
重力投加系统中常用孔口计量设备，见图1.13，药液液位由浮球阀保持恒定，在液位h的作用下孔口的出流量是不变的,只要调节孔口的大小就可调节加药量。
孔板的构造可见图1.14。
投药管道与零件宜用耐酸材料，并要便于冲洗，疏通。
药剂仓库应在加药间旁，尽量靠近投药点，药剂的固定储量一般按15～30天最大投药量计算，其周转储量根据供药点的远近与当地运输条件而异。
二、混合设备
混合的作用在于迅速、均匀地将药剂扩散到水中。
药液进一步溶解和它所产生的胶体与水中的胶体、悬浮物等接触后，就形成了微小的矾花。
这一过程要求水流产生激烈的湍流，当使用多种药剂时，可根据试验结果先后加入水中。
当专设混合池时，其混合时间一般不得超过2分钟。
药剂的混合可用机械或水力的方法。
机械混合可用浆板式搅拌机，因能调节转速，适应不同水质，故混合效果好，消耗的功率可按每立方米设备容积需要0.75千瓦来估算。
图1.15所示为浆板式机械混合池。
当一泵站与絮凝反应设备距离很近时，一般尽量利用水泵叶轮进行混合。
将药液加于水泵吸水管或吸水井中，可以得到好的混合效果。
此法可节省设备，但对水泵叶轮有轻微腐蚀，使用时应注意避免空气进入水泵。
如一泵站距反应池较远，此时可将药剂溶液投入离反应池前一定距离(应不小于50倍管道直径)的进水管中，使药剂与水在管道内混合，也有较好的效果。
水力混合可采用隔板式(参看隔板式反应池)，穿孔板式(图1.16)和涡流式(图1.17)等设备。
三、絮凝反应设备
在混合作用完成后，水中胶体等微小颗粒已经有初步凝聚现象，产生了细小的矾花，其尺寸可达5微米以上，虽比水分子大得多，不再产生布朗运动，但还没有达到完全靠重力能下沉那样的尺寸(例如0.6～1.0毫米)。
絮凝反应设备(简称反应设备)的任务就是使细小矾花逐渐絮凝成较大颗粒而便于沉淀。
这种设备须满足下列要求：
1．要求水流有适当的紊流程度，为细小的矾花创造最好的相碰接触机会和吸附条件，并防止较大的矾花下沉。
紊流程度太强烈，虽然相碰接触机会更多，但相碰太猛，也不能互相吸附。
当矾花逐渐长大时，则更易破碎，所以在矾花长大过程中，最好逐渐降低紊流程度。
2.为了让矾花逐渐长到0.6～1.0毫米的尺寸，有一个过程，也就需要有一个搅拌时间，在这个时间内。
经过紊动搅拌，微粒不断相碰、结合，尺寸逐渐变大，数目逐渐变少。
矾花长大资料表1.2
反应时间30秒1分钟5分钟10分钟25～35分钟粒度40m 80m 0.3毫米0.5毫米0.6毫米
表1.2 给出了矾花逐渐长大的资料。
图1.18为局部矾花结构示意图。
图中以短线 (有的接近小点)表示混凝剂所产生的胶体。
从图中可看出各种颗粒大小的相对关系(但不包括高分子助凝剂所产生的胶体)。
反应设备的主要设计参数为搅拌强度与搅拌时间。
搅拌强度常用相邻两水层中两个颗粒运动的速度梯度来表示。
速度梯度以G表示，是指由于搅拌在垂直水流的dy距离上的速度差du的比值
(1.27)
图l.19(a)表示在dy长度内，流速u没有增量，即du=0的情况，两个颗粒继续前进时，仍然保持dx距离，因此不能相撞。
图1.19(b)表示在2y长度内，流速u增量du≠0的情况，d1颗粒的速度为u+du，du>0，因此当它们继续前进
时，d1颗粒一定会追上d2颗粒，但要发生两个颗粒相碰的现象，还需
dy≤½(d1+d2)这个条件。
正是由于这个速度差，才引起相邻水层的两个颗粒的碰撞。
速度差越大，速度快的颗粒越易赶上速度慢的颗粒，而间距越小也越易相碰。
可以认为速度梯度G实质上反映了颗粒碰撞的机会或次数。
根据水力学原理，两层水流间的摩擦力F和水层接触面积A间有如下关系：
(1.28)
单位体积液体搅拌所需功率为
(1.29)
将式(1.28)代入（1.29）即得
(1.30)
式中P——单位体积水流所需功率(公斤·米／秒·米3)；
μ——水的动力粘滞系数(公斤·秒／米2)；
G——水流速度梯度(秒-1)。
当用机械搅拌时，P即为单位体积液体所耗机械的功率。
当用水力搅拌时，式中P可按水头损失计算：
(1.31)
式中Q——池中流量（米3/秒）；
γ——水的容量（公斤/米3）；
h——水流过池子的水头损失（米）；
V——池容量（米3）。
根据目前给水和废水处理已有的反应池运转数据的计算，平均速度梯度G值约在10～100秒-1范围内。
GT值可间接地表示整个反应时间T内颗粒碰撞的总次数，可用来控制反应效果，如G已定的条件下，可增加T来改善反应效果。
GT值在104～105 之间。
从混合的搅拌反应看，混合时间小于2分钟时可用G＝500～1000秒-1，混合时间达5分钟时G<500～1000秒-1。
根据研究，颗粒间碰撞的机率N与速度梯度G的关系如下：
(1.32)
式中N——单位时间的单位体积溶液中的颗粒碰撞次数
n1n2——单位体积内具有d1、d2颗粒的数目。
因实际水流中颗粒的组成与水流运动状况很为复杂，上式只是粗略说明：在颗粒浓度和粒径一定的条件下，颗粒间相碰的次数是与水流速度梯度有关。
在G值的推导中，应用层流的概念在理论上也是有缺陷的，但在实际应用中速度梯度G还是为公众所接受的。
当同一种颗粒时，假定部分颗粒相撞后将永远粘结在一起，则经过搅拌时间t 后，总的颗粒数将下降为
(1.33)
式中，n——t时的总颗粒数(颗粒浓度)；
n0——为0时的总颗粒数；
a0——碰撞后粘结在一起的次数占总次数的分数；
t——搅拌时间；
G——搅拌强度(速度梯度)；
f——t为0时单位液体中颗粒所占体积(颗粒的体积比)
(1.34)
d——t为0时颗粒的直径。
从式（1.33）中可看出，当n0、a0、G、及t都是常数时n值与ef成反比关系，即颗粒的原体积比大，n值就小，说明在接触凝聚中，保持一定的悬浮层颗粒体积浓度对去除水中的矾花的重要性(参看下章澄清池)。
近年来一些研究者提出应以G·T·C值控制反应效果，理由是反应效果与水中颗粒浓度有关，常有这样的情况，当低浓度时反应设备的效率就降低，如果人工投加粘土就能改进效果。
有的资料建议GTC值控制在100左右为好。
一般情况下，可以用搅拌器，烧杯做混凝的模拟试验。
在一定的水温与控制合适的搅拌强度与时间的条件下，用不同混凝剂种类和投量，调节不同的水的pH值做试验，看混凝效果，从而确定最佳(指试验条件下的)pH值及投加量。
我国大多采用水力搅拌的反应设备，其搅拌强度可由水流速度来控制，搅拌时间即水在反应设备中的停留时间，一般采用5—30分钟。
新建水厂常用机械式反应池，反应时间通常采用15—30分钟，池内一般设3—4挡搅拌机，搅拌机的转速系根据浆板半径中心处的线速度算，线速度一般自第一挡的0.5米／秒逐渐减小至末挡的0.2米／秒。
水平轴机械式反应池见图1.20。