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Module d’élasticité

Le module d’élasticité est un paramètre matériel fréquemment requis dans le calcul statique des composants. Si une force de traction agit sur un corps solide, elle réagit avec une modification de la durée. Des forces internes sont créées dans le corps, qui inversent le changement de longueur dès que la force de traction externe cesse. Si l’importance de la force de traction est inférieure à une valeur limite dépendant du matériau, la force et la modification de la longueur sont proportionnelles l’une à l’autre. Cette relation est connue sous le nom de loi de Hooke.

Afin d’obtenir des résultats comparables, la force de traction est liée à la section transversale du composant non chargé. Le quotient de la force et de la section transversale est la tension.

Le changement de longueur est lié à la longueur de la composante non chargée pour la même raison. Le quotient de l’augmentation de la longueur et de la longueur initiale est l’allongement.

Le rapport entre la contrainte et la déformation est appelé module E. La valeur est donnée dans l’unité de mesure N / m². Cette unité de mesure est mathématiquement cohérente avec l’unité de mesure Pascal utilisée pour la taille physique de la pression. Dans certains tableaux, cette unité de mesure est également utilisée pour le module d’élasticité.

La détermination du module d’élasticité s’effectue dans le cadre d’un essai de traction. Dans l’essai de traction, un spécimen est chargé avec des dimensions précisément définies par une force de traction croissante jusqu’à ce que le spécimen se déchire. Le résultat est une caractéristique du diagramme contrainte-déformation du matériau. À partir de la courbe de ce diagramme, le module d’élasticité et la résistance à la traction peuvent être calculés. D’autres caractéristiques sont la limite d’élasticité, l’allongement à la rupture et la constriction de la fracture.

Les conditions de l’essai de traction sont spécifiées dans différentes normes pour les différents groupes de matériaux. Il est tenu compte du fait que, par exemple, les métaux, les plastiques, les adhésifs ou les fibres textiles réagissent différemment aux contraintes de traction.

Applications avec module d’élasticité

Demande : Analyse des additifs organiques dans le mortier de ciment

Analyser les additifs organiques dans le mortier de ciment

Introduction et application :Le mortier de ciment sera souvent modifié avec des additifs organiques (polymère) pour des applications de service, par exemple pour optimiser l’adhérence au sol, pour diminuer le module d’élasticité du mortier durci ou pour augmenter l’élasticité.
Les principaux composants des additifs sont des polymères thermoplastiques ou des mélanges de polymères. Un contrôle de qualité du mortier modifié par des polymères PCC (Polymer Cement Concrete) comprend l’identification et la quantification des additifs organiques dans le mélange sec et dans le mortier durci.

Analyse par spectroscopie IR : Pour l’identification des additifs organiques, on a utilisé le υ-C-H-oscillate (2840 – 3110 cm-1), car en dessous de 1700 cm-1 d’incidence des vibrations des groupes inorganiques.

Demande : Évaluation d’un échantillon d’élastomère

Évaluation des échantillons d'élastomère

Introduction et application : Un élastomère est un polymère ayant la propriété d’être élastique. Les longues chaînes de polymères se réticulent pendant la cuisson. On peut imaginer la structure moléculaire des élastomères comme une structure de “spaghetti et boulettes de viande”, les boulettes de viande signifiant des réticulations. L’élasticité est dérivée de la capacité des longues chaînes à se reconfigurer pour distribuer une contrainte appliquée. Les réticulations covalentes garantissent que l’élastomère reprendra sa configuration initiale lorsque la contrainte sera supprimée. Elles sont principalement utilisées pour les joints, les adhésifs et les pièces flexibles moulées.

Analyse à l’aide deTMASur la photo, vous pouvez voir un élastomère qui a été spécialement développé pour être utilisé à des températures supérieures à 0 °C. Le point de verre est à 29,9 °C. Si la température augmente encore, une dilatation supplémentaire du matériau dans la plage élastique est visible. La plage plastique du matériau n’est donc pas encore atteinte.