Độ đàn hồi (Modulus của Young) thay đổi bao nhiêu với nhiệt độ môi trường?

Tôi giả sử ở đây rằng tất cả các vật liệu sẽ có sự thay đổi độ đàn hồi do sự giãn nở / co lại do nhiệt và sự giảm / tăng kết quả về độ bền của liên kết của các nguyên tử dẫn đến mô đun trẻ khác nhau. Nhưng nó có ý nghĩa như thế nào (ở nhiệt độ môi trường không cực đoan bình thường - có thể từ -10 ° C đến 50 ° C)?

Nếu bất cứ ai biết về bất kỳ nghiên cứu về điều này. Hoặc thậm chí một bảng các giá trị như sau, sẽ rất hữu ích: http://www.engineeringtoolbox.com/young-modulus-d_773.html

Lý do tôi hỏi là tôi quan tâm đến Giám sát sức khỏe cấu trúc và tôi đã đọc rất nhiều nhà nghiên cứu cho rằng nhiệt độ có tác động lớn đến độ cứng cấu trúc do thay đổi độ cứng vật liệu. Tôi vẫn chưa tìm thấy bằng chứng đáng kể về điều này.

— Không
nguồn

Đừng để các biểu đồ mà bạn liên kết để cho thấy rằng có rất ít thay đổi trong mô đun trong phạm vi nhiệt độ mà bạn đang xem xét? Ngoài ra, hãy suy nghĩ về cách có thể không thể đưa ra tuyên bố chung về hai vật liệu mà bạn đề cập (bê tông, nhựa đường) vì có nhiều hỗn hợp khác nhau của mỗi loại và tay nghề cũng ảnh hưởng đến nó. Ngay cả biểu đồ mà bạn liên kết đến cũng có các đường riêng biệt cho thành phần thép.

— hazzey

Bê tông có thể không thay đổi quá nhiều trong phạm vi hẹp, nhưng nhựa đường có thể. Asphalt là một polymer cốt thép tổng hợp gốm (hiệu quả). Polyme (nhựa đường?) Có thể có hành vi cơ học phụ thuộc mạnh mẽ vào nhiệt độ, đặc biệt là trong quá trình chuyển đổi thủy tinh của nó. Nói chung, có một sự giảm 2-3 độ lớn trong các mô đun đàn hồi gia nhiệt trên quá trình chuyển đổi thủy tinh cho các polyme truyền thống. Tôi đang suy đoán bên ngoài lĩnh vực chuyên môn của mình ở đây, nhưng dựa trên sự hiểu biết của tôi và giả sử nhựa đường hoạt động tương tự, nó sẽ chảy dễ dàng hơn Tg của nó.

— wwarriner

Từ bài viết này: ems.psu.edu/~radovic/1985/ con / 1985_168.PDF , có vẻ như sân than đá có Tg trong khoảng 40 đến 45 C, nằm trong phạm vi mong muốn của OP. Tôi mong đợi một sự thay đổi từ gần 1 GPa ở -10C-35C, thành 1 MPa gần 50 C. Một lần nữa tôi đang suy đoán, tôi không có bằng chứng để hỗ trợ cho yêu cầu bồi thường ngoài những thông tin nổi tiếng từ các tài liệu liên quan.

— wwarriner

Cảm ơn mọi người! Liên kết tôi đưa vào mô tả cho thấy mối quan hệ của các loại thép và kim loại khác, tôi đặc biệt tìm kiếm ảnh hưởng của nhiệt độ lên vật liệu mặt đường. Tôi đã tiếp tục nghiên cứu và tôi đã tìm thấy một vài nguồn khác nhau. Như bạn đã lưu ý @starrise, có rất nhiều loại HMA và các vật liệu mặt đường khác, vì vậy kết quả tôi tìm thấy rất đa dạng. Nhưng tôi nghĩ bạn đã đúng về 'quá trình chuyển đổi thủy tinh'. Nhiều nguồn tôi tìm thấy cho thấy mối quan hệ theo cấp số nhân với độ cứng HMA và nhiệt độ giảm. Khùng! Tôi có thể trả lời Câu hỏi của riêng mình

— Noobie

Amoco đã thử nghiệm nhiều bê tông bitum (còn gọi là mặt đường nhựa) hơn bất kỳ ai. Vấn đề là nó đã hơn 50 tuổi và tôi nghi ngờ bất kỳ thứ gì có trên web. Nhiều thử nghiệm trên nhiều loại nhựa đường, nhựa và dầu (các thành phần của "nhựa đường") ở các nhiệt độ khác nhau. Tên tác giả - Robert Marshner, Art Sisco ,, Hopson, Larry Brunsen; một cuộc tìm kiếm tài liệu kỹ thuật sẽ xuất hiện một cái gì đó. Khi lệnh cấm vận dầu mỏ của Ả Rập tăng giá dầu vào năm 1973, R & D nhựa đường đã dừng lại vì khách hàng rất vui khi nhận được bất kỳ hỗn hợp nhựa đường nào họ có thể.

— thợ rèn37

Câu trả lời:

Đối với bê tông và nhựa đường, bạn sẽ quan tâm nhiều hơn đến các tính chất của creep, vốn luôn là một hàm của nhiệt độ. Ví dụ, có một trang wikipedia về điều này tại thời điểm này, chủ yếu tham khảo Ủy ban ACI 209

Đối với các polyme, có nhiều mô hình cho creep . Do phạm vi rộng của chuỗi polymer, sẽ khó có thể mô hình hóa một phiên bản chung mà không thử nghiệm một số loại nhựa đặc biệt.

— dấu
nguồn

Mô-đun đàn hồi sẽ không thay đổi đáng kể đối với bê tông ở nhiệt độ môi trường xung quanh nhưng có provisos.

Giả định là bạn đang nói về bê tông đã đạt được cường độ 28 ngày. Nếu bạn đang nói về bê tông lỏng thì đó là bài kiểm tra độ sụt và kết quả rất khác nhau giữa các loại cường độ.

Bê tông cường độ cao cứng nhanh và nhiều hơn ở nhiệt độ cao. Rõ ràng nhiệt độ thấp sẽ ảnh hưởng đến sự hình thành mạng tinh thể và băng sẽ cản trở tốc độ hình thành, đó là lý do tại sao băng được thêm vào bê tông cường độ cao trên các vị trí ở các nước nóng trong khi được đổ.

Nếu bạn muốn tìm hiểu các hiệu ứng trên phạm vi đàn hồi thì thử nghiệm mở rộng sẽ là cách tốt nhất để tìm ra các hiệu ứng nhiệt. Điều đó nói rằng, bê tông không phải là quá tốt dưới sức căng nên kết quả có thể sẽ không kết luận được. Một thử nghiệm Charpy sẽ chứng minh sự hấp thụ năng lượng và do đó biến đổi nén nhưng một lần nữa vấn đề bạn gặp phải là bê tông có độ biến thiên cao trong thành phần và kiểm soát chất lượng rất hạn chế, không giống như thép được sản xuất với chất lượng cao hơn nhiều và tính biến đổi thấp hơn nhiều của các tính chất kết cấu trong quá trình sản xuất.

Vấn đề của mô đun tấn và bê tông là 5% mẫu vật sẽ đạt được cường độ tối đa, 10% dự kiến sẽ không có cường độ và phần còn lại sẽ là cường độ trung bình trong giới hạn an toàn cho phép và do đó mô đun đàn hồi được tính an toàn trong giới hạn quy định.

Bạn có thể tìm thấy nhiều hơn về chủ đề thông qua các chi tiết cụ thể của Eurocode trong các sách giáo khoa khác nhau về chủ đề này.

— Đỗ quyên
nguồn