پیش بینی رفتار بتن با استفاده از روش های میکرومکانیک

از ترکیب چند نوع مصالح با ویژگی های مکانیکی مشخص مصالحی جدید با ویژگی های مکانیکی نامعلوم حاصل می شود. جهت تعیین ویژگی های مصالح مرکب، نیاز به انجام آزمایش های متعددی می باشد. از آن جا که انجام آزمایش فرآیندی پرهزینه و زمان بر می باشد در سال های اخیر مطالعات گسترده ای جهت حل این مشکل صورت گرفته است. به طور کلی می توان مطالعات صورت گرفته در این زمینه را به دو دسته روش های میکرومکانیک و ماکرومکانیک تقسیم کرد. در روش های ماکرومکانیک، ویژگی های مکانیکی مواد مرکب از طریق روش های آزمایشگاهی تعیین می گردد. در روش های میکرومکانیک از طریق بررسی ویژگی های مواد سازنده، ویژگی های مصالح مرکب تخمین زده می شود. دقت روش های میکرومکانیک از طریق مقایسه با روش های ماکرومکانیک یا همان روش های آزمایشگاهی سنجیده می شود. هدف از روش های میکرومکانیک، دستیابی به روابطی دقیق جهت تخمین ویژگی های مکانیکی مواد مرکب می باشد. از طریق روش های میکرومکانیک می توان به راحتی و بدون نیاز به ساخت مصالح مرکب در آزمایشگاه ویژگی های مکانیکی مانند مدول الاستیسیته را تخمین زد. اگرچه روش های میکرومکانیک فراوانی وجود دارد اما تعداد محدودی از آنها پیش بینی های دقیقی از ویژگی های مصالح مرکب ارائه می دهند. از این رو انتخاب یک روش مناسب جهت پیش بینی ویژگی های مصالح مرکب حائز اهمیت می باشد. در این پژوهش تعدادی از روش های میکرومکانیک شامل مدل رئوس و ویت، کران های هاشین واشتریکمن، مدل هیرش، مدل اشلبی، مدل کاونتو، مدل موری-تاناکا و مدل خودسازگار جهت پیش بینی ویژگی های مکانیکی مصالح مرکبی چون بتن معمولی، بتن پلیمری، بتن غلطکی، ملات ماسه و سیمان به کار گرفته شده اند. نتایج حاصله از روش های میکرومکانیک با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. همه مواد به کار رفته در این پژوهش ایزوتروپ در نظر گرفته شده اند. به دلیل گستردگی ویژگی های مصالح مرکب در این تحقیق تنها به پیش بینی دو ویژگی مهم این مواد یعنی مدول الاستیسیته و ضریب پواسون پرداخته شده است.