Strength of Bonds between Ice Grains after Short Contact Times

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Abstract
The tensile force required to break bonds between ice grains after short contact times (1–500 s) is measured as a function of temperature and contact pressure. The results indicate a sharp increase of the tensile load capacity of bonds alter short contact times near the melting point and a maximum rate of increase of the load capacity at −5 °C. The initial state or sintering is modelled, assuming viscous surface flow and plastic deformation as the main mechanisms. Résistance à la traction des ponts entre des billes de glace après des temps de contact courts. La force de traction nécessaire pour rompre les ponts entre des billes de glace, après des temps de contact courts (1–500 s), est mesurée en fonction de la température et de la pression au contact. Les résultats montrent une augmentation sensible de la portance des ponts après des brefs temps de contact à des températures voisinant le point de fusion, ainsi qu’un taux d’accroissement maximum de la portance à −5 °C. La phase initiale de la croissance des ponts est simulée en admettant un flux visqueux à la surface et une déformation plastique au contact. Zusammenfassung Festigkeit von Bindungen zwischen Eiskörnern noch kurzen Kontaktzeiten. Die Tragfähigkeit von Bindungen zwischen Eiskörnern nach kurzen Kontaktzeiten (1–500 s) wird in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Kontaktdruck gemessen. Die Resultate zeigen einen deutlichen Anstieg der Tragfähigkeit der Bindungen nach kurzen Kontaktzeiten bei Temperaturen nahe dem Schmelzpunkt sowie eine maximale Zunahmesrate der Tragfähigkeit bei −5 °C. Die Anfangsphase des Zusammensinterns wird unter Annahme von viskosem Oberflächenfluss und plastischer Deformation simuliert.