Flax TRM composite systems for strengthening of masonry : from the material identification to the structural behaviour
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Abstract EN:
Textile Reinforced Mortar (TRM) composites represents nowadays an innovant and efficient technique for strengthening of masonry structural elements. In recent years, the use of plant fibres within the composite, instead of high strength synthetic fibres, emerged as a smart solution to increase the sustainability of such reinforcement system. However, several issues are still outstanding concerning the use of such fibres in inorganic matrices, and the studies in the literature addressing this aspect, although showing a great potential of these systems, are not enough to widely promote such innovative and sustainable technique of reinforcement. With the aim of raising the awareness in the use of plant fibres based TRMs, this study proposes a comprehensive mechanical characterisation of a Flax TRM system conceived as reinforcement of masonry elements. Prior to address the issue of the composite characterisation, its components, i.e. textile and mortar, were physically and mechanically characterised. Then, tensile tests on the composite and shear bond tests on Flax-TRM-to-masonry substrate elements were carried out to qualify the composite material and its adherence behaviour with a brick-masonry element. Consequently, on a structural scale, the contribution of the reinforcement system on the shear capacity of masonry elements was analysed by means of diagonal compression tests. Finally, innovative solutions to improve the mechanical performance of the studied reinforcement system were proposed and their efficiency was discussed. The study confirms the potential in the use of plant fibre textiles as reinforcement in TRM systems, outlines the aspects on which it is necessary to act to increase their efficiency, and shows some technical solutions to improve it
Abstract FR:
L'utilisation de matériaux composites TRM (Textile Reinforced Mortar) représente aujourd'hui une technique innovante et efficace pour le renforcement des structures en maçonnerie. Au cours des dernières années, l'utilisation de fibres végétales dans le composite, en remplacement des fibres synthétiques à haute résistance, est apparu comme une solution efficace pour réduire l'impact environnemental du système de renforcement. Toutefois, il subsiste des doutes quant à l'utilisation de cette technique. Les études de la littérature scientifique mettent en évidence le grand potentiel de ce système, mais elles ne sont pas suffisamment exhaustives pour permettre une diffusion massive des systèmes TRM à base de fibres végétales. Dans le but d'encourager l'utilisation de systèmes composites TRM à base de fibres naturelles, la présente recherche propose une étude de la caractérisation mécanique d’un système TRM à base de fibre lin pour le renforcement des éléments de maçonnerie. En premier lieux, les caractéristiques physiques et mécaniques des éléments constitutifs du composite, c'est-à-dire le tissu et la matrice, ont été déterminées. Dans un second temps, le comportement en traction du système TRM et l'étude de l'adhérence avec le support de maçonnerie ont été étudiés. La troisième étape vise à caractériser, à travers des essais à l’échelle structurelle, la contribution du système de renforcement à la résistance au cisaillement de murs en maçonnerie. Finalement, des solutions innovantes visant à améliorer les performances du système de renforcement à l'étude ont été proposées. L'étude confirme le grand potentiel de l'utilisation des fibres végétales comme renforcement dans les systèmes composites TRM. Elle souligne les aspects sur lesquels il est nécessaire de se concentrer pour améliorer leur comportement mécanique et présente des solutions innovantes pour améliorer leur performance