Etude physico-chimique et mécanique de composites à matrice plâtre contenant des fibres végétales PDF Download
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Author: Pierre Dalmay Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
Book Description
Ce travail a eu pour objectif l'étude des propriétés physico-chimiques de mortiers de gypse renforcés par des fibres cellulosiques. Les fibres végétales non traitées, en particulier celles de chanvre, retardent la prise du plâtre. Quelques traitements, notamment alcalins, ont été efficaces pour réduire le temps de prise des mortiers. L'analyse des produits lixiviés lors du traitement des fibres a révélé la présence majoritaire de sucres caractéristiques des pectines, connues pour retarder la prise de certains matériaux à prise hydraulique. La cinétique d'absorption des fibres a également été étudiée par relaxométrie RMN. Du point de vue des propriétés mécaniques, les meilleurs résultats en termes de propriétés élastiques et de résistance en flexion ont été obtenus pour un taux de renfort de 3% en masse de fibres de lin. L'endommagement des composites a également été suivi par la méthode d'émission acoustique lors du chargement en flexion des éprouvettes.
Author: Pierre Dalmay Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Ce travail a eu pour objectif l'étude des propriétés physico-chimiques de mortiers de gypse renforcés par des fibres cellulosiques. Les fibres végétales non traitées, en particulier celles de chanvre, retardent la prise du plâtre. Quelques traitements, notamment alcalins, ont été efficaces pour réduire le temps de prise des mortiers. L'analyse des produits lixiviés lors du traitement des fibres a révélé la présence majoritaire de sucres caractéristiques des pectines, connues pour retarder la prise de certains matériaux à prise hydraulique. La cinétique d'absorption des fibres a également été étudiée par relaxométrie RMN. Du point de vue des propriétés mécaniques, les meilleurs résultats en termes de propriétés élastiques et de résistance en flexion ont été obtenus pour un taux de renfort de 3% en masse de fibres de lin. L'endommagement des composites a également été suivi par la méthode d'émission acoustique lors du chargement en flexion des éprouvettes.
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L'intégration des fibres naturelles cellulosiques de plantes annuelles ou de résidus agricoles ou agro-industriels dans l'élaboration de matériaux de structures composites et le développement de nouveaux liants biosourcés sont aujourd'hui un domaine de recherche d'intérêt croissant. La thèse s'est déroulée dans le cadre du programme « Eco-panneaux », dont les deux objectifs principaux furent tout d'abord de valoriser les fibres végétales d'origine tunisienne comme l'alfa, le jonc et les folioles de palme et ensuite d'évaluer le potentiel d'espèces végétales tunisiennes dont les écorces sont riches en tannins (fruit de grenade, racines du sumac et tronc de pin d'Alep). Les études de caractérisation des fibres ont montré que leurs masses volumiques sont inférieures à 1. Le calcul du point de saturation des fibres (FSP) montre des valeurs majoritairement comprises entre 60 et 100 %. Nous avons également pu caractériser la cinétique d'imprégnation d'eau pour chacune des fibres. L'imprégnation se stabilise après 24 h d'immersion. Riches en minéraux (concentrations supérieures à 1 %), les fibres ont montré des teneurs en cellulose, en lignines et en hémicellulose comparables à celles généralement rencontrées avec les fibres de bois. L'analyse thermogravimétrique (ATG) a permis de constater que les matrices végétales étudiées sont thermiquement stables pour des températures inférieures à 200°C. Le dosage colorimétrique pour étudier la composition en polyphénols des matrices tannifères, l'analyse infrarouge et l'étude structurale de l'extrait des tanins, ainsi que le calcul du « Stiasny number » , montrent la forte teneur de l'écorce de grenade en tanins hydrolysables et la richesse des écorces du tronc de pin d'Alep et des racines du sumac en tanins condensés. L'étude des propriétés thermiques des extraits de tanins par ATG montre que les tanins de pin d'Alep et du sumac sont thermiquement plus stables que ceux de la grenade. La colle formulée à partir d'hexamine et de tanins de pin d'Alep présente un module d'élasticité élevé. Alors que la colle à base de tanins de grenade forme le réseau le moins dense. Ces résultats ont été confirmés par l'étude de la résistance au cisaillement. L'étude réalisée sur les composites fibres-plâtre (mise en œuvre et caractérisation physico mécanique des composites) a montré que les fibres locales pourraient constituer une alternative aux fibres d'importation utilisées actuellement. Une première caractérisation de la conductivité thermique des panneaux isolants élaborés à partir des fibres locales et de colles de tanins montre une conductivité thermique moyenne de 0,106w/K.m.
Book Description
La compréhension de différents phénomènes physico-chimiques mis en jeu lors de la formulation et la mise en forme d’un matériau composite à base d’une matrice minérale et de fibres cellulosiques, permet de mieux optimiser l’élaboration et la consolidation finale ainsi que de corréler les observations microstructurales avec les propriétés d’usage des composites. Le comportement rhéologique du mortier étudié dépend du pH du milieu, de la nature et de la surface spécifique des minéraux argileux. L’utilisation d’une charge minérale qui contient de la chamotte, apporte un effet pouzzolanique au mélange et sa présence participe à la stabilisation du matériau composite. L'introduction de fibres dans une matrice minérale modifie le caractère fragile de la matrice minérale et conduit à un comportement non linéaire endommageable, caractéristique d'un matériau composite. Un traitement des fibres à la soude permet d’individualiser les microfibrilles : cela augmente la rugosité des fibres, signe d'une interface fibre/matrice réduite. En revanche, ces microfibrilles sont très sensibles à l’eau. L’introduction de fibres de chanvre dans une matrice minérale baisse considérablement la valeur de la conductivité thermique du composite. Ces fibres cellulosiques présentent un caractère hygroscopique important, entraînant une modification de l’absorption d’eau par capillarité. Ainsi, ces matériaux composites sont bien plus résistants aux cycles de gel/dégel.
Author: David Sedan Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 129
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L’utilisation des fibres de chanvre dans une matrice cimentaire confère des propriétés intéressantes aux composites. La compréhension des mécanismes d’interactions entre les fibres et la matrice cimentaire est indispensable afin de mieux appréhender le comportement mécanique du composite. Les fibres de chanvre, par une forte teneur en pectine, fixent sur leur surface les ions calcium Ca2+ et les ions hydroxydes OH-. On observe un déficit en ions hydroxydes et calcium dans la phase interstitielle, entraînant une inhibition des hydrates de silicate de calcium (CSH) et, par conséquent, induisant des retards de prise. Le milieu alcalin, imposé par le ciment, élimine les sucres circulants à la surface des fibres et dégrade les hémicelluloses, ce qui permet d’augmenter la rugosité des fibres. Cependant, la quantité de sucres ou acides lixiviés dans de telles pâtes semblent trop faible pour avoir une influence sur le milieu. La fixation des ions calcium à la surface des fibres se traduit par une forte adhésion entre ces dernières et la matrice cimentaire. Il en résulte une amélioration des propriétés mécaniques du composite. Ces composites possèdent une grande souplesse ainsi qu’une plus grande résistance en flexion que le ciment seul, caractéristiques très intéressantes pour certaines applications du bâtiment.
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Cette thèse a été financée par l'équipementier automobile Cooper Standard afin de développer des éléments de pièces automobiles en polypropylène (PP) renforcés par des fibres végétales. Son objectif majeur est d'identifier les paramètres clés permettant l'obtention de composites performants pour ensuite les développer industriellement. Une grande diversité de parois végétales a été testée mécaniquement, étape primordiale pour l'analyse du comportement des composites. Les fibres sélectionnées ont ensuite été mélangées au PP et l'étude du compoundage a mis en évidence son impact sur les propriétés des futurs composites et la difficulté de mélanger des fibres végétales dans une matrice fondue. Les compounds PP/fibres végétales ont ensuite été transformés par extrusion et les travaux menés ont permis de développer des composites renforcés par des fibres de bois respectant le cahier des charges de Cooper Standard. Une comparaison entre l'injection et l'extrusion a souligné l'effet de la mise en œuvre sur les propriétés mécaniques et la microstructure des composites. Des composites modèles unidirectionnels renforcés par des fibres longues ont permis de comprendre les mécanismes de renforcement d'une matrice polypropylène par des fibres végétales de jute et de lin, et ont mis en évidence l'importance des propriétés mécaniques des constituants. Au contraire des composites injectés et renforcés par des fibres courtes de lin et de jute ont, eux, montré la prépondérance de la microstructure, par rapport aux performances des fibres, sur les propriétés mécaniques des pièces.
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Dans les matériaux composites, la substitution des renforts minéraux ou synthétiques par des fibres végétales est possible pour de nombreuses applications industrielles, automobile ou non. Cependant, l'origine naturelle des fibres végétales, leurs structures complexes et multi composants rendent leur utilisation plus difficile à maîtriser que dans le cas des renforts usuels. Ces travaux de thèse ont donc pour objectif de contribuer à la compréhension des paramètres clés pour profiter de la capacité de renforcement des fibres végétales courtes dans une matrice thermoplastique (PP). Dans un premier temps, nous avons étudié le rôle des éléments constituant un composite renforcé par des fibres courtes et transformé par injection. Ceci a mis en évidence l 'intérêt de l'utilisation des fibres de lin comme renfort de composites. L'influence de leur fraction volumique et de la compatibilisation fibre / matrice a aussi été étudiée. La comparaison entre procédé d'extrusion et d'injection a souligné l'effet de la mise en œuvre sur la microstructure et sur les propriétés mécaniques des composites. Nous avons ensuite montré qu'il était possible d'extruder un polypropylène renforcé par des fibres de lin qui réponde au cahier des charges de l 'automobile, avec cependant des limitations au niveau de la stabilité du process. L'étude des composites hybrides lin / talc extrudés, a montré que l'ajout de particules de talc apportait une amélioration des propriétés mécaniques et une diminution des défauts d'extrusion. Enfin, nous avons mis en évidence, pour les fibres courtes ou longues, que la division et la dispersion des renforts étaient les paramètres clés à contrôler pour bénéficier de leur capacité de renforcement
Author: Food and Agriculture Organization of the United Nations Publisher: Food & Agriculture Org. ISBN: 9789251055212 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 116
Book Description
Soils are affected by human activities, such as industrial, municipal and agriculture, that often result in soil degradation and loss. In order to prevent soil degradation and to rehabilitate the potentials of degraded soils, reliable soil data are the most important prerequisites for the design of appropriate land-use systems and soil management practices as well as for a better understanding of the environment. The availability of reliable information on soil morphology and other characteristics obtained through examination and description of the soil in the field is essential, and the use of a common language is of prime importance. These guidelines, based on the latest internationally accepted systems and classifications, provide a complete procedure for soil description and for collecting field data. To help beginners, some explanatory notes are included as well as keys based on simple test and observations.--Publisher's description.
Author: Qiang Yang Publisher: Springer ISBN: 9783662521700 Category : Languages : en Pages : 832
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The Second International Symposium on Constitutive Modeling of Geomaterials: Advances and New Applications (IS-Model 2012), is to be held in Beijing, China, during October 15-16, 2012. The symposium is organized by Tsinghua University, the International Association for Computer Methods and Advances in Geomechanics (IACMAG), the Committee of Numerical and Physical Modeling of Rock Mass, Chinese Society for Rock Mechanics and Engineering, and the Committee of Constitutive Relations and Strength Theory, China Institution of Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, China Civil Engineering Society. This Symposium follows the first successful International Workshop on Constitutive Modeling held in Hong Kong, which was organized by Prof. JH Yin in 2007. Constitutive modeling of geomaterials has been an active research area for a long period of time. Different approaches have been used in the development of various constitutive models. A number of models have been implemented in the numerical analyses of geotechnical structures. The objective of the symposium is to provide a forum for researchers and engineers working or interested in the area of constitutive modeling to meet together and share new ideas, achievements and experiences through presentations and discussions. Emphasis is placed on recent advances of constitutive modeling and its applications in both theoretic and experimental aspects. Six famous scholars have been invited for the plenary speeches of the symposiums. Some prominent scholars have been invited to organize four specialized workshops on hot topics, including Time-dependent stress-strain behavior of geomaterials, Constitutive modeling within critical state soil mechanics, Multiscale and multiphysics in geomaterials, and Damage to failure in rock structures . A total of 49 papers are included in the above topics. In addition, 51 papers are grouped under three topics covering Behaviour of geomaterials, Constitutive model, and Applications . The editors expect that the book can be helpful as a reference to all those in the field of constitutive modeling of geomaterials. "
Author: Mark Kachanov Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 9400757158 Category : Science Languages : en Pages : 393
Book Description
The book contains state-of the-art reviews in the area of effective properties of heterogeneous materials - the classical field at interface of materials science and solid mechanics. The primary focus is on thermo-mechanical properties, materials science applications, as well as computational aspects and new opportunities provided by rapidly increasing computer powers. The reviews are at the level that is appropriate for a substantial community of researchers working in this field, both at universities and in the industry, and to graduate students. The book can be used as supplementary reading to graduate level courses.
Author: Pierre Dalmay
Author: Pierre Dalmay
Author: Houda Saad
Author: Ismail Khay
Author: David Sedan
Author: Morgane Tanguy
Author: Guillaume Coroller
Author: J. Belle
Author: Food and Agriculture Organization of the United Nations
Author: Qiang Yang
Author: Mark Kachanov