ارزيابي دو روش ميكرومكانيك براي تخمين مدول يانگ بتن پليمري

Evaluation of two micromechanical models for estimating the Young’s modulus of polymer concrete

هدف از اين تحقيق، تخمين مدول ارتجاعي موثر بتن پليمري با استفاده از مدل هاي ميكرومكانيك مي باشد. عليرغم اينكه توانمندي روابط اينكلوژن معادل در تخمين خواص مواد مركب در تحقيقات بيشماري به اثبات رسيده است، معذلك زمانيكه درصد حجمي ناخالصي درون ماده مركب بالا است، اكثر مدل هاي ميكرومكانيك قادر به تخمين تانسور سفتي با دقت مناسبي نيستند. دليل عمده اين ضعف اين است كه در اكثر اين مدل ها ماتريس به عنوان فاز غالب در نظر گرفته شده است، در حاليكه با افزايش درصد حجمي ناخالصي، فاز غالب ناخالصي خواهد بود. اين نقص در مدل ليلنس و مدل ديفرانسيلي حل شده است، بطوريكه اين دو مدل امكان تخمين خواص ارتجاعي مواد مركب با درصد حجمي بالاي ناخالصي را دارند. در تحقيق فعلي، خواص ارتجاعي يك بتن پليمري با دو تركيب متفاوت با استفاده از روابط ليلنس و ديفرانسيلي پيش بيني شده است. همچنين جهت ارزيابي نتايج بدست آمده از اين روابط، 12 نمونه بتن پليمري ساخته و آزمايش شده است. مقايسه نتايج اين مدل ها با نتايج حاصل از انجام آزمايشات، توانايي بالاي پيش بيني خواص ارتجاعي بتن پليمري توسط اين مدل ها را نشان مي دهد.

The aim of this research is estimating the Young’s modulus of a polymer concrete by micromechanical models. The capability of equivalent inclusion methods is proved in numerous researches. However, when the volume fraction of inhomogeneity in a composite material is high, most of micromechanical models are unable to predict the stiffness tensor accurately. The major weakness of such relations is the driving methods. For example, the matrix is considered as the dominant phase in the most of such models. This drawback is resolved in Lielens model and differential scheme to some extent. In the current research, the effective elastic properties of two compositions of polymer concrete are predicted by Lielens model and differential scheme. In addition, to validate the results with experiments, twelve specimens of polymer concrete were manufactured and tested. The comparison of experimental and theoretical results shows the remarkable predictive capability of elastic properties of polymer concrete by the models.