Elastic modulus of close-packed randomly oriented Maxwell elements: Fid-Bau Portal

Elastic modulus of close-packed randomly oriented Maxwell elements

Mills, R. H. / Ono, K.

Abstract The paper describes a model composite material in which behavior on the macroscopic scale is related to random orientation of closely packed microscopic Maxwell elements. Equations are developed which yield satisfactory agreement with experimental data from four sources. Although the experimental data came from concrete, the theory is adaptable to other composites.

Résumé Les réponses des matériaux composites aux stimuli physiques sont souvent reliées aux différentes réponses des matériaux composants par interpolation entre les limites supérieures et inférieures des lois, des mélanges, et que représentent des éléments de Maxwell orientés parallèlement ou perpendiculairement aux lignes de force des stimuli. Les auteurs ont établi des relations qui expriment la réponse élastique d'un élément de Maxwell prismatique à deux phases, incliné selon un angle arbitraire par rapport à l'axe de chargement; puis, par l'emploi d'une fonction de densité probabilistique, ils introduisent une équation simple qui décrirait la réponse élastique d'une couche de ces éléments irrégulièrement orientés et fortement compactés. Cette équation permet des évaluations qui concordent bien avec les valeurs expérimentales du module d'élasticité du béton relevées chez un grand nombre d'auteurs. On s'est servi de l'équation pour estimer la variation du module d'élasticité de la pâte de ciment due au vieillissement. Il s'est révélé ainsi que la bonne concordance avec l'expérience se restreignait aux cas où un accroissement du module d'élasticité était associé aux augmentations en quantité d'eau non évaporable. Un accroissement anomal du module d'élasticité se produisait après la fin de l'hydratation des pâtes de ciment à faible rapport eau/ciment.