ПРИНЦИП ГОМОГЕНИЗАЦИИ ЖЕСТКОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ ПРИ ВЯЗКОУПРУГОМ ПОВЕДЕНИИ - Кравченко, Валентин Викторович (Вестник Брестского государственного технического университета, 2024)
Микроструктура цементного камня чрезвычайно сложна и неоднородна, состоит из хаотично распределенных фаз с произвольной геометрией, образуемых в процессе гидратации. При этом следует учитывать, что основная фаза цементного камня – гидросиликат кальция – проявляет ярко выраженное вязкоупругое поведение, обуславливая возникновение ползучести в цементных композитах. Эти причины делают задачу оценки его эффективных жесткостных характеристик достаточно сложной, поскольку напряженно-деформированное состояние в условиях вязкоупругого поведения принято рассматривать с позиций теории нелинейной наследственности, представляемой в виде интеграла Стилтьеса, не имеющего аналитического решения. Существующие подходы к решению обозначенной проблемы сочетают два принципа: преобразование Лапласа – Карсона и положения теории эффективной среды, что позволяет находить решение задачи эффективных свойств композитов при вязкоупругом поведении. Однако поскольку получаемые решения в рамках такого подхода основаны на положениях теории эффективной среды, это приводит к достаточно существенному ограничению, накладываемому на геометрическую форму фаз композита, которые могут быть представлены только в виде эллипсоида и его производных форм, что не совсем соответствует реальной геометрической форме большинства фаз цементного камня, в особенности капиллярной пористости. В статье представлен еще один подход к решению задачи эффективных жесткостных характеристик цементного камня при вязкоупругом поведении, основанный на положениях гомогенизации методом конечных элементов, позволяющей оценивать эффективные жесткостные характеристики композитов с произвольной геометрической формой фаз, в вариационную формулировку которого вводится численное обращение интеграла Стилтьеса, описывающего вязкоупругое поведение цементного камня. Кроме того, этот подход наилучшим образом реализует положения теории солидификации при формировании истории напряженно-деформированного состояния в период гидратации.