De la compréhension des mécanismes de dégradation d'un renfort composite en milieu cimentaire à l'amélioration de ses propriétés mécaniques
Institution:
MontpellierDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The glass fibers, when they are used as reinforcement materials in cementitious media, undergo a progressive loss of their mechanical properties. These losses were observed for the first time during the 1960s. Since then, a lot of studies aimed to limit these losses, mainly through the modifications of the sizing formulations.This study focuses on the understanding of the phenomena leading to the decrease of the mechanical properties of the reinforcement material developed by Chomarat. Thus, the ageing study of the composite scrim components shows that the corrosion phenomenon and the crystal formation phenomenon, which were both responsible for the mechanical losses observed on the first cementitious reinforcement, are mainly prevented by the sizing formulations.The microscopic analysis and the filament tensile strength test show that the mechanical properties drop is mainly driven by the water presence on contact with the glass fiber surface flaws. The water diffusion through the coating has a decisive role in the scrim degradation.To limit the diffusion phenomenon consequences, we have set up an approach to reduce the accessibility of the water to the fiber surface. The study shows that the impregnation of the fibers by surfactants allows to strongly limit the mechanical property losses.A part of the work consists to develop new tests allowing an efficient evaluation of the scrim property losses by the measure of the water diffusion through the coating. Moreover, to answer to the perpetual evolution specifications, the development of a new scrim mechanical property test, easier and faster, is presented.
Abstract FR:
Les fibres de verre, lorsqu’elles sont utilisées en tant que renfort dans des milieux cimentaires, sont sujettes à une perte progressive de leurs propriétés mécaniques. Ces pertes ont été pour la première fois mises en évidence dans les années 60. Depuis, de nombreuses études ont cherché à limiter ces pertes de propriétés, principalement par des modifications de formulation des ensimages.Cette étude se focalise d’abord sur la compréhension des phénomènes entrainant la perte des propriétés mécaniques du renfort développé par Chomarat. Pour cela, l’étude du vieillissement des différents composants de la grille composite ont montré que les phénomènes de corrosion de la fibre et de précipitation de cristaux, responsables de la perte des propriétés mécaniques des premiers renforts cimentaires, sont largement prévenus par les ensimages formulés aujourd’hui. Les analyses microscopiques et tests de traction mécanique sur filament montrent que la perte des propriétés mécaniques est majoritairement pilotée par la présence d’eau au contact de défauts de surface de la fibre de verre. La diffusion de l’eau au travers du revêtement a donc un rôle prédominant dans la dégradation de la grille.Pour limiter les conséquences de ce phénomène, une démarche d’amélioration du renfort est mise en place afin de réduire l’accessibilité de l’eau à la surface de la fibre. L’étude montre que l’imprégnation de la fibre par des tensioactifs permet de limiter fortement les pertes des propriétés mécaniques.Une partie du travail de thèse consiste également à développer des tests permettant une évaluation efficace de la perte des propriétés du produit final en s’appuyant notamment sur la mesure de la diffusion de l’eau au travers du revêtement. De plus, afin de répondre aux cahiers des charges en perpétuelle évolution, le développement d’un nouveau test de rétention des propriétés mécaniques de la grille, plus simple et rapide, est également développé.