Dissertations / Theses on the topic 'Composites de ciment – Surfaces'
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Zhu, Xiaodong. "Étude à l'échelle nanométrique du nano-revêtement organique efficace sur la surface de la pâte de ciment dans un environnement agressif pour des matériaux de construction durables." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2023. https://pepite-depot.univ-lille.fr/ToutIDP/EDENGSYS/2023/2023ULILN035.pdf.
Abstract:
Améliorer la durée de vie de la pâte de ciment constitue un enjeu important dans le secteur de construction. Des recherches expérimentales indiquent que le revêtement de surface, agissant comme une barrière physique, est un moyen efficace d'améliorer la durabilité des matériaux en évitant la pénétration de l'eau ou de substances dangereuses. En raison des limites de l'observation expérimentale, il est important d'approfondir les études au niveau atomique pour comprendre le mécanisme à l'origine du comportement hydrophobe de la surface du ciment modifiée avec un traitement de nano-revêtement.Par conséquent, cette thèse adopte une étude à l'échelle nanométrique pour comprendre et contrôler le processus de nano-revêtement afin de concevoir une surface hydrophobe imperméable de silicate de calcium hydraté (CSH) grâce au nano-revêtement par un film d'époxy et de caoutchouc dans un environnement agressif. À cette fin, des simulations de dynamique moléculaire (MD) basées sur une combinaison potentielle d'un champ de force général (CLAYFF) et du champ de force à valence constante (CVFF) ont été utilisées pour représenter les interactions interatomiques entre le CSH et les films époxy ou en caoutchouc. Un modèle réaliste a été utilisé pour représenter la nanostructure CSH.La thèse est consacrée, dans un premier temps, à étudier en profondeur les propriétés de surface hydratée de la pâte CSH afin de bien comprendre la nature hydrophile de la surface (001) de CSH. Ensuite, une étude approfondie a été réalisée sur l'interaction interfaciale et les propriétés d'adhésion entre le nano-revêtement de résines époxy et la surface CSH. Pour cela, nous utilisons l'éther diglycidylique du bisphénol A (DGEBA) comme monomère époxy et la m-phénylènediamine (MPD) comme durcisseur. Par la suite, une analyse approfondie du processus de nano-revêtement de caoutchouc hydrophobe sur une surface CSH est explorée. Quatre types de caoutchouc sont utilisés, comme le TPI (1,4-trans-Polyisoprène), le CPI (1,4-cis-Polyisoprène), le TPB (1,4-trans-Polybutadiène) et le CPB (1,4-cis-Polyisoprène). Polybutadiène). Enfin, le présent travail s'intéresse à l'analyse du processus de détérioration de l'interface entre les films de époxy/caoutchouc et la surface de CSH dans un environnement agressif, comme l'eau salée (4% en poids de NaCl).Les résultats obtenus indiquent que l'énergie de surface des CSH recouverts de films d'époxy et de caoutchouc est considérablement réduite et sa valeur est de 33.7 mJ/m2 à 48.4 mJ/m2. Ceci réduit considérablement le caractère hydrophile de la surface du CSH. L'angle de contact moyen entre la nano-gouttelette d'eau et la surface CSH recouverte de caoutchouc se situe entre 92.85° et 98.11°. L'adhésion interfaciale calculée entre les revêtements organiques (époxy et caoutchouc) et le CSH est comprise entre 49.42 mJ/m2 et 102.81 mJ/m2. De plus, les résultats montrent que la m-phénylènediamine (MPD) améliorerait considérablement l'efficacité du nano-revêtement époxy. Concernant le nano-revêtement de caoutchouc, on constate que le processus de revêtement avec du TPI (1,4-trans-Polyisoprène) et du CPB (1,4-cis-Polybutadiène) améliorera efficacement l'imperméabilité de la pâte CSH. Dans des conditions agressives, le nano-revêtement partiel par l'époxy se détache de manière plus déformée dans une solution à 4 % en poids de NaCl en raison des ions chlore qui sont responsables de l'attaque de la surface CSH. Un nano-revêtement de caoutchouc continu et bien réparti est capable de rendre le CSH imperméable dans des environnements difficiles, ouvrant la voie à un avenir prometteur pour les matériaux cimentaires durables.La thèse de doctorat conclut la faisabilité et la fiabilité du nano-revêtement par un film en caoutchouc pour prévenir la détérioration interfaciale des surfaces CSH dans un environnement agressif et pour améliorer l'imperméabilité de la surface CSH nano-revêtue pour des matériaux cimentaires plus durablesImproving the life-time of cement paste is a significant challenge in construction sector. Surface treatment approaches, such as surface coating, surface pore sealing, and surface impregnation, have been playing a significant role to improve the durability of cement-based structures especially in preventing surface deterioration and damage. Experimental investigations indicate that surface coating, acting as a physical barrier, is an effective way for enhancing the durability of materials by avoiding the penetration either of water or hazards substances. Due to the experimental observation limitations, there is an urgency need to deeper delve the atomic level to understand the mechanism behind the success hydrophobic behavior of cement surface modified with a nano-coating treatment.Therefore, this dissertation adopts a nano-scale level study to understand and control the nano-coating process to engineer an impermeable hydrophobic Calcium-Silicate-Hydrate (CSH) surface through nano-coating of epoxy and rubber films under aggressive environment. To this end, Molecular Dynamics (MD) simulations based on a combination potential of a general force field (CLAYFF) and the consistent-valence force field (CVFF) have been employed to represent the interatomic interactions between CSH and epoxy or rubber films. A developed realistic model has been used to represent the CSH nanostructure.The thesis is dedicated, first, to study deeply the hydrated surface properties of CSH paste in order to thoroughly understand the hydrophilic nature of the (001) CSH surface. Then, a fully investigation has been performed on the interfacial interaction and adhesion properties between epoxy resins nano-coating and CSH surface. For that, we use diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) as epoxy monomer and m-phenylenediamine (MPD) as hardener. Thereafter, an in-depth analysis of a hydrophobic rubber nano-coating process onto CSH surface is explored. Four types of rubber are employed, as TPI (1,4-trans-Polyisoprene), CPI (1,4-cis-Polyisoprene), TPB (1,4-trans-Polybutadiene), and CPB (1,4-cis-Polybutadiene). Finally, the present work is devoted to analyze the interfacial deterioration process between epoxy/rubber nano-coating of CSH surfaces under aggressive environment, like a salty water (4 wt.% of NaCl).Results obtained indicate that epoxy and rubber coated CSH surface energy are drastically dropped to the range of 33.7 mJ/m2- 48.4 mJ/m2, which extremely reduces the hydrophilicity of the CSH surface. The averaged contact angle between water-nanodroplet and rubber coated CSH surface is found in range of 92.85° and 98.11°. The calculated interfacial adhesion between organic-coatings (epoxy and rubber) and CSH is in range of 49.42 mJ/m2 to 102.81 mJ/m2. Additionally, m-phenylenediamine (MPD) would highly improve the epoxy nano-coating efficiency. Regarding rubber nano-coating, it is found that coating process with TPI (1,4-trans-Polyisoprene) and CPB (1,4-cis-Polybutadiene) than CPI (1,4-cis-Polyisoprene) and TPB (1,4-trans-Polybutadiene) will enhance efficiently the impermeability of CSH paste. Under aggressive conditions, non-fully epoxy nano-coating is detached more distorted in 4 wt.% of NaCl solution due to the chlorine ions, which are responsible to attack the CSH surface. A continuous well-distributed rubber nano-coating is capable to make CSH impermeable under harsh environment leading to a promising future for sustainable cementitious materials.The doctoral thesis concludes the feasibility and reliability of nano-coating by rubber film to prevent the interfacial deterioration of CSH surfaces in aggressive environment and to improve the impermeability of nano-coated CSH surfaces for more durable cementitious materials
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Munzer, Charlotte. "Etude de l'action d'un bioadjuvant aux substances extracellulaires sur la microstructure et les caractéristiques de surface de pâtes cimentaires pour des bétons plus éco-respectueux." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAD028/document.
Abstract:
L’influence de l’incorporation d’un produit bio sourcé comme adjuvant dans les matériaux cimentaires tant à l’état frais qu’à l’état durci a été étudiée. La présence du bioproduit ne provoque pas de modifications sur les résistances mécaniques et sur la microstructure des pâtes de ciment (ATG/ATD et DRX). Des essais de caractérisation du réseau poreux de mortiers et pâtes cimentaires ont montré un effet du bioproduit sur la qualité de la peau des échantillons. Un protocole de réalisation et de conservation d’échantillons de pâte cimentaire a été mis au point afin de permettre différents essais sur des surfaces identiques dans le cas du projet « substances extracellulaires pour les bétons » impliquant des partenaires microbiologistes. L’étude de l’évolution de l’angle de contact dynamique d’une goutte d’eau posée sur des pâtes de ciment a montré que la présence du bioproduit favorise l’étalement au détriment de la pénétration de celle-ci au sein du matériau, en modifiant la tortuosité des capillaires de la matrice cimentaire. Une méthode d’analyse d’évolution de l’angle de contact en fonction du diamètre de la goutte a été développée et validée avec des données de la littérature. Cette technique originale a permis une détermination précise des angles d’avancée et de recul sur des substrats poreuxThe influence of the incorporation of a product organically sourced in cementitious materials (at fresh and hardened state) was studied. The presence of the bioproduct does not cause changes on mechanical strength and on cement past microstructure (TGA / DTA and XRD). Porous network characterization tests on mortar and cement paste showed an effect of bioproduct on the quality of skin samples. A protocol of realization and conservation of cement paste samples was developed in order to allow various tests on same surfaces for the microbiologists partners of the « extra cellular substances for concrete » project. The study of the evolution of the dynamic contact angle of a drop of water placed on cement pastes showed that the presence of the bioproduct favored at the expense of spreading the penetration of water within the material, modifying the tortuosity of the capillaries of the cementitious matrix. An analytical method of drop behaviour (contact angle versus diameter) was developed and validated with literature data. This original technique allowed an accurate determination of the angles of advance and retreat on porous substrates
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Pham, Ngoc Phuong. "Rubberized cement-based composite as material for large surface applications : effect of the rubber-cementitious matrix bond." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30077.
Abstract:
La capacité de déformation améliorée et la résistance à la fissuration par retrait rendent les composites cimentaire caoutchoutés adaptés aux applications de grande surface telles que les chaussées et les rechargements minces adhérents à base cimentaire. Cependant, le défaut d'adhérence entre les agrégats de caoutchouc et la matrice cimentaire, bien connu, demeure nuisible aux propriétés mécaniques et de transferts de ces matériaux. De plus, en raison de la faible rigidité des granulats caoutchouc, il est universellement accepté une réduction de certaines propriétés mécaniques des composites caoutchoutés à base de ciment. Néanmoins, leurs propriétés de transfert pourraient être compétitives avec le mortier à base de granulats naturels si la liaison à l'interface caoutchouc-ciment est améliorée. Afin d'améliorer l'interface, les granulats caoutchouc ont d'abord été revêtus d'un copolymère styrène-butadiène et après densification complète de ce copolymère à la surface des agrégats caoutchouc, ils ont été incorporés au mélange cimentaire. Dans un premier temps, une analyse microstructurale utilisant la microscopie électronique à balayage (MEB), la spectrométrie de rayons X à dispersion d'énergie (EDS) et la diffraction des rayons X (DRX) a permis de préciser que la pâte de ciment adhérait fermement aux granulats caoutchouc revêtus de copolymère. Dans un second temps, les propriétés mécaniques et de transfert de ce mortier ont ensuite été comparées à celles du mortier témoin (granulats naturels) et de deux autres mortiers caoutchoutés dans lesquels l'un d'entre eux a été ajouté un désentraineur d'air pour produire un mélange caoutchouté ayant la même teneur en air que le mortier témoin. Les résultats ont démontré une interface améliorée du caoutchouc-ciment fournissant une amélioration significative des propriétés de transfert telles que la perméabilité à l'air et l'absorption capillaire d'eau. Cependant, la diminution des propriétés mécaniques (résistance à la compression et module d'élasticité) demeure en raison de la faible rigidité des granulats caoutchouc. Quant à la résistance à la traction et la résistance résiduelle post-pic témoignent d'une énergie de rupture plus élevées dans le cas de granulats revêtus du copolymère, démontrant un effet de pontage amélioré rendu possible par la liaison entre les granulats caoutchouc et la matrice de ciment. Cet effet de pontage a également contribué à améliorer la résistance des composites caoutchoutés à la fissuration par retrait empêché Afin d'étayer les effets d'une interface caoutchouc-ciment améliorée, la durabilité des mortiers caoutchoutés dans des environnements agressifs a été étudiée. En ce qui concerne l'attaque à l'acide acétique, une faible profondeur dégradée et une réduction de la perte de masse et de résistance à la compression des mortiers caoutchoutés revêtus de copolymère ont été observés par rapport au mortier témoin. Le mortier caoutchouté enduit de copolymère se comporte également mieux en empêchant la diffusion du sulfate de sodium dans le composite. La dégradation des mortiers dans des environnements agressifs a également été évaluée sur la base d'une variable d'endommagement. Il en ressort que les matériaux caoutchoutés revêtus de copolymère étaient plus durables que les matériaux non traités exposés à des environnements agressifsProperties of improved strain capacity and high shrinkage cracking resistance make rubberized cement-based composites suitable for large surface applications such as cement-based pavements and thin bonded overlays. However, bond defect between rubber aggregates (RA) and cement matrix is well-known and detrimental to properties of rubberized cement-based materials. It is universally accepted a reduction in some mechanical properties of rubberized cement-based composites mainly due to low stiffness of RA. Nevertheless, their transfer properties could indeed be competitive with control mortar (without RA) if bond at rubber-cement matrix interface is improved. In order to enhance the interface, RA were firstly coated with styrene-butadiene copolymer and after complete densification of this copolymer on surface of RA, they were mixed with the pre-mixed cementitious mixture. Microstructural analysis using Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectrometry (EDS), and X-Ray Diffraction (XRD) clarified that cement paste bonded firmly on copolymer-coated RA. Mechanical and transfer properties of this mortar were then compared to that of control mortar and two rubberized mortars in which one of them air-detraining admixture was added to produce rubberized mixture with the similar air content as the control mortar. Findings have demonstrated an enhanced rubber-cement matrix interface provided a significant improvement on transfer properties such as air permeability and water capillary absorption. However, a reduction in mechanical properties (compressive strength and modulus of elasticity) was still observed due to low stiffness of RA. Rubber coating appeared to limit the reduction in tensile strength and to result in a higher residual post-peak strength and fracture energy, demonstrating an improved material bridging effect made possible by the bond between RA and cement matrix. The bridging effect also contributed to improve resistance of rubberized composites to shrinkage cracking even under high restrained conditions. Based on above-mentioned characteristics, the study further investigated the durability of rubberized mortars under aggressive environments to observe the effects of RA incorporation and of an enhanced rubber-cement matrix interface. Regarding acetic acid attack, a low degraded depth and a reduction in loss of both mass and compressive strength of rubberized mortars, especially the one incorporating copolymer-coated RA, were observed compared to the ones of the control mortar. The coated rubberized mortar also behaves better in preventing sodium sulfate diffusion into the composite. The degradation of mortars under aggressive environments was also evaluated based on a damage variable, which was defined as a relative change in equivalent load-resisting area of mortar specimens between their original condition and at a given time when they were exposed to acid or sulfate solutions. From damage variable values, it can be concluded that coated rubberized mortar was more durable than the untreated one against aggressive environments. The durability of untreated and coated rubberized mortars under freeze-thaw cycles was also carried out and compared to that of control mortar. The rubberized cement- based composites were more resistant to freezing and thawing than the control one, especially in terms of dimensional expansion. The better performance can be attributed to high energy absorption of RA and to higher porosity, lower water capillary absorption and high strain capacity of rubberized mortars. Rubber coating, even reducing the permeability of rubberized cement-based composites, still remained high durability of their applications under frost environment
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Mimoun, Mostefa. "Etude de matériaux composites argile-ciment-fibres." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37608074v.
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Farha, M'hamed. "Conception de composites ciment-verre à porosité minimale." Lyon, INSA, 1990. http://www.theses.fr/1990ISAL0046.
Abstract:
L'utilisation de. Sable dans les formulations des composites ciment verre (CCV) a commencé dans les années 70 afin de réduire le retrait de la matrice. A l'origine,le rapport sable/ciment était de 0. 3; avec le développement des équipements,ce rapport a été graduellement augmenté pour atteindre aujourd'hui la valeur l. Les CCV ainsi réalisés présentent une porosité ouverte importante ce qui,d'une part augmente leur perméabilité et, d'autre part, rend leur structure interne accessible à l'humidité et aux différents agents corrodants ou polluants de l'atmosphère. Le présent travail a pour objet la réduction de cette porosité. Une répartition granulaire de la silice suivant une droite en fonction de d ( d étant le diamètre des grains) permet d'obtenir une matrice à compacité maximale présentant des résistances initiales élevées. L'ajout de métakaolin et de carbonate de calcium améliore 1 rhéologie des pâtes et favorise l'obtention de pores fermées favorables à l’imperméabilité relative de la matrice cimentaire hydraté. L'emploi d'un fluidifiant(de type mélamine) et d'un accélérateur de prise et de durcissement permet des démoulages très rapides aussi bien en vibration qu'en projection, ce qui représente un intérêt économique non négligeable[The glass fibre reinforced composites (GFRC) has been used since 1970 in order to reduce the shrinkage of the cementitious· matrix. First the sand/cement ratio was about 0,3 ; yet thanks to the development of the equipments it has been increased to reach l. Thus, the composites precasted as mentioned above are characterized by an important opened porosity. It increases their permeability. On the one hand and leaves their internal structure open to humidity and the various corrosive or polluting atmosphere on the ether one. The aim of this work was to reduce this porosity. The granular distribution of sand following a Dmax linear function (Dmax is the particle's maximal diameter) enables the obtention of a maximal compactness matrix characterized by high early strengths. The addition of metakaoline and calcium carbonate improves the pastes rheological behaviour and helps to the obtention of closed pores witch reduce the hydrated cemented matrix permeability. The use of super-plasticizer and quick setting and hardening additions permits fast demolding in vibration as well as in projection. This operation is of la considerable economical interest. ]
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Abdelmoumen, Saïd. "Contribution à l'étude des déformations différées sous charge constante de composites ciment-caoutchouc." Amiens, 2009. http://www.theses.fr/2009AMIE0104.
Abstract:
L’équipe IMAP du Laboratoire des Technologies Innovantes (LTI) a déjà réalisé plusieurs travaux qui ont apporté une grande contribution à la valorisation de déchets de caoutchouc provenant de pneus usagés. Cette activité présente un intérêt écologique certain et répond aux législations actuelles en matière de déchets. Les travaux antérieurs ont montré la faisabilité d’une association matrice cimentaire/granulats de caoutchouc, ont étudié le comportement physico – mécanique, hydrique et thermique, ont apporté des solutions au grand problème des matériaux cimentaires (peu déformables et très sensibles à la fissuration), et permis la mise au point d’un matériau capable de supporter des déformations importantes ce qui permet des applications plus durables. Ce travail s’inscrit dans la continuité de ces travaux. L’objectif est d’étudier le caractère différé du comportement de ces matériaux et d’établir des lois liant l’amplitude des déformations différées sous chargement de fluage et la déformation élastique aux caractéristiques des granulats et à leurs proportions. Le travail est composé de deux parties : La première partie est consacrée à la réalisation et l’analyse d’essais expérimentaux dans des conditions climatiques contrôlées, pour différents paramètres de formulation (taille des granulats, proportions volumiques des granulats et nature des granulats), différentes contraintes, différentes températures et différentes durées de cure. La deuxième partie est consacrée à l’écriture de modèles prédictifs des déformations différées pour permettre de formaliser l’influence de certains paramètres sur le comportement différé des composites étudiés. Le but est aussi de montrer une optimisation possible des essais expérimentaux rendus difficiles et contraignants par la complexité du matériau et la durée relativement longue de ce type d’expérimentation si l’on veut rendre compte de la durée de service du matériau. Les résultats expérimentaux sont confrontés aux résultats numériques ce qui permet également de mieux comprendre le comportement du matériau soumis à une charge constante en fonction du temps.
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Beraldo, Antonio Ludovico. "Généralisation et optimisation de la fabrication d'un composite biomasse végétale-ciment à variations dimensionnelles limitées vis-à-vis des variations de l'humidité." Nancy 1, 1994. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1994_0076_BERALDO.pdf.
Abstract:
Le but de notre travail sur les composites biomasse végétale-ciment a été, à la demande des industriels, de satisfaire aux trois paramétres suivants : a) masse volumique inférieure à 1200 kg par métre cube ; b) résistance à l'écrasement supérieure à 4 MegaPascal ; c) variations dimensionnelles, dans les conditions de la norme française, pour les bétons légers inférieures à 1 millimètre par métre. Pour se faire nous avons établi un protocole comportant quatre étapes : a) élimination des substances inhibitrices à la prise du ciment (Iavage à l'eau chaude à 80°C durant 2 heures) ; b) traitement de l'interface des particules de biomasse végétale (10% de bitume pulvérisé) ; c) ajout de substances minérales et/ou de certains additifs à la matrice ciment ; d) cure des éprouvettes à l'issue de leur fabrication (cycles de séchage et d'immersion dans l'eau) La durée d'atteinte de la stabilité dimensionnelle restant trop grande pour une application industrielle, nous avons cherché à la réduire, soit par des traitements de carbonatation, soit en minimisant la durée des étapes de séchage et d'immersion des éprouvettes. Sans avoir abouti à une solution optimale, nous pensons avoir mis en évidence l'influence des étapes de retrait et d'immersion dans l'eau sur l'atteinte de la stabilité dimensionnelle.
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Oriol, Madeleine. "Etude de la réaction pouzzolanique ciment-métakaolin par traitement micro-ondes : application à l’élaboration de composites ciment-fibres." Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0053.
Abstract:
La présente étude concerne l'hydratation par voie microondes de matrices cimentaires contenant du métakaolin et utilisées dans les Composites Ciment-Verre (CCV). Les conditions de traitement micro-ondes ont été optimisées et comparées aux résultats obtenus à température ambiante. La consommation de chaux a été mesurée par Spectrométrie Infra-rouge et Analyse Thermique Différentielle. Il a été démontré que l'activité pouzzolanique du métakaolin est plus importante sous champ micro-ondes, autorisant la -. Réduction de moitié de la quantité de métakaolin nécessaire pour consommer tout l'hydroxyde de calcium libéré par le ciment. Les caractéristiques mécaniques de mortiers et CCV ont été mesurées. Des résistances initiales élevées et une faible porosité peuvent être obtenues avec la technique de cure micro-ondes. Il apparaît que la température générée rapidement à l'intérieur même du matériau conduit à une accélération thermique de la prise. Une modification de la morphologie des hydrates a été observée au Microscope Electronique à BalayageThe present study deals with the microwave hydration of metakaolin lended cement used in Glass Fiber Reinforced Cement Composites (GRCC). Microwave treatment conditions have been optimized and compared to the results obtained with room temperature curing. Lime consumption has been measured by means of Infrared Spectrometry and differential Thermal Analysis. It was shown that the pozzolanic activity of metakaolin is enhanced by the microwave treatment, allowing halfway reduction of the necessary amount of metakaolin to consume the total calcium hydroxide generated by cement. Mortars and RCC mechanical characteristics have been measured. It was shown that high initial resistances and law porosity can be obtained with the microwave curing technique. It appears that the temperature generated inside of the material itself leads to the thermal acceleration of setting. A modification of hydrates morphology was observed by §canning Electron Microscopy
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Houssais, Loïc. "Conception et élaboration d'un banc de test infrarouge pour études à haute température de matériaux composites : application aux bétons de bois à matrice argileuse." Amiens, 2004. http://www.theses.fr/2004AMIE0418.
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Siebold, Alain. "Contribution à l'étude des interfaces dans les composites à matrice ciment." Mulhouse, 1998. http://www.theses.fr/1998MULH0545.
Abstract:
L'objectif de l'étude était de comprendre comment les propriétés interfaciales entre des granulats et un ciment pouvaient être affectées par une modification de la surface des granulats ou de la microstructure de la zone de transition dans les mortiers et bétons, puis de déterminer l'influence de telles modifications sur les propriétés massiques de composites à matrice ciment. Les propriétés de surface des granulats ont été déterminées en utilisant et développant une méthode fondée sur l'équation de Washburn, qui relie l'angle de contact d'un liquide à la cinétique d'ascension de ce liquide à travers une colonne de poudre compactée. Nous avons montré, en particulier, le caractère hydrophobe prononcé des poudres modifiées par greffage de différents organosilanes, notamment à chaînes alkyle. Nous avons ainsi pu mettre en évidence que les propriétés de surface des granulats modifient le développement de la microstructure au voisinage des renforts, ce qui a des conséquences non seulement sur la résistance de la zone de transition entre granulat et ciment (analysée par un test de clivage), mais également sur les propriétés massiques des mortiers (résistance en compression). Cette conclusion est d'importance car une modification des caractéristiques de surface des granulats peut éventuellement se produire in situ dans un mortier lorsque des molécules d'adjuvant s'adsorbent sur ces granulats.
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Bouhrara, Driss. "Comportement mécanique en rigidité et à rupture d'un matériau composite fibres-ciment." Lyon 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LYO10261.
Abstract:
Le present travail vise a apporter une contribution a l'etude du comportement mecanique en rigidite et a rupture d'un materiau composite fibres-ciment. La premiere partie, a caractere bibliographique, positionne la recherche tant du point de vue scientifique que technologique: difficultes de caracterisation de ces materiaux heterogenes, difficultes de modelisation du comportement en deformation des structures mettant en uvre ces composites, difficultes de mise en uvre de ces materiaux dans le contexte classique du genie civil. La seconde partie est consacree a l'elaboration de techniques experimentales originales aptes a identifier les differentes constantes elastiques et le comportement en rigidite des composites fibres-ciment. Dans le cas de formulations de composites modeles elaborees suivant des procedures de transformations industrielles, l'analyse experimentale est particulierement originale vis-a-vis de l'etude du comportement en deformation de plaques soumises a des chargements multiaxiaux et vis-a-vis de la representation graphique polaire apte a decrire les facteurs d'anisotropie propres au materiau. Vis-a-vis de la rupture, apres une analyse fine des mecanismes d'endommagement ou des causes de ruines des composites fibres-ciment, la recherche porte sur la validation d'un element fini fissurant apte a modeliser le comportement ultime des composites doues d'un comportement fragile soumis a des conditions de chargement uni et multi-axial. La derniere partie, synthese et conclusion, est consacree a l'analyse critique des methodes experimentales et numeriques mises en uvre, a une confrontation de la performance de ces methodes vis-a-vis de celles retenues a partir de l'etude bibliographique
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Deschryver, Laurent. "Résistance à la fissuration des composites fibres ciment : rôle joué par les fibres." Paris, ENMP, 1989. http://www.theses.fr/1989ENMP0162.
Abstract:
L'effet des fibres sur le comportement d'une éprouvette entaillée de ciment renforce par des fibres se traduit par la stabilité de la propagation de la fissure. Le principal mécanisme responsable de cet accroissement de la résistance à la fissuration, au cours de la propagation, est la microfissuration en avant de la pointe de la fissure. Ce phénomène est lie à la nature de la matrice cimentaire, matériau heterogene contenant de nombreux défauts se propageant pendant le changement. Ses effets peuvent être calcules par la mécanique linéaire de la rupture, appliquée aux microfissures. Une étude statistique, basée sur le concept de faisceau des fibres, permet d'établir les relations entre les propriétés des fibres et la résistance à la fissuration des ciments renforces par des fibres
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Labbani, Fayçal. "Contribution à l'étude d'un composite cimentaire à base de déchets de caoutchouc : influence des variations de températures sur son comportement mécanique." Amiens, 2006. http://www.theses.fr/2006AMIE0605.
Abstract:
Le présent travail apporte une contribution sur le plan expérimental à l’étude du comportement d’un composite cimentaire à base de déchets de caoutchouc, issus de l’industrie automobile, sous l’effet des variations de température. Dans un premier temps, nous faisons une synthèse bibliographique sur les différentes filières de valorisation de ces déchets. Cette étude a montré qu’actuellement, aucune filière existante n’est capable de résorber l’énorme quantité de ces déchets. Afin de préserver l’environnement, la recherche de nouvelles voies de valorisation paraît nécessaire. Des études sur leur recyclage dans les matériaux de construction en les incorporant dans une matrice cimentaire, sous forme de granulats, ont été effectuées. Ces travaux ont montré la faisabilité d’association matrice cimentaire / granulats de caoutchouc ainsi que l’intérêt de ces inclusions dans l’amélioration de la déformabilité et du comportement thermo-hydrique de ces composites.
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Alberto, Mario Michaque Miguel. "Faisabilité de composites bois-ciment destinés à la construction de maisons au Mozambique." Nancy 1, 2001. http://www.theses.fr/2001NAN10059.
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Cherubin-Grillo, David. "Caractérisation et modélisation du comportement mécanique d'une plaque ondulée en composites ciment/verre." Clermont-Ferrand 2, 2001. http://www.theses.fr/2001CLF21283.
Abstract:
Ce travail s'inscrit dans un projet de substitution de l'amiante par la fibre de verre dans certains produits du bâtiment tels que la plaque ondulée de recouvrement. Selon une démarche d'optimisation, il s'agit ici de proposer une modification de la microstructure du matériau constitutif permettant de réduire le coût global de la plaque sans dégrader les propriétés mécaniques. La plaque d'étude présente une microstructure fortement hétérogène. Une caractérisation mécanique du matériau constitutif a été envisagée. Elle doit respecter des critères normalisés de dimensionnement. Pour un essai normalisé, l'étude expérimentale et la simulation du comportement mécanique d'une plaque ondulée ont été abordées. L'étude du matériau a révélé la sensibilité des propriétés mécaniques des composites ciment/verre à divers paramètres microstructuraux. Elle a mis en évidence une modification significative de la morphologie des porosités dans la matrice cimentaire avec la quantité et le format des microrenforts, un effet notable est obtenu sur la résistance de la matrice à la 1ère fissuration. Elle a monté également que d'autres paramètres, tels que la quantité, le format ou lorientation des renforts plus longs, ont une influence significative sur la limite à rupture du composite. L'étude expérimentale de la plaque a été menée en essai normalisé de flexion 3 points sens long. Une instrumentation spécifique a permis d'identifier les propriétés mécaniques représentatives de son comportement telles que la LOP locale et la LOP apparente. Elle a montré que l'endommagement naît et se développe essentiellement dans le creux des ondes sollicité en traction, il progresse par multifissuration. La rupture catastrophique provient de la coalescence de fissures dans la région de contrainte maximale. L'étude a révélé le creux d'onde comme région de 1ère fissuration. Pour la modélisation mécanique de la plaque ondulée, les propriétés matérielles sont déduites d'essais pratiqués sur des échantillons de plaque. La simulation a validé, notamment dans les régions de contrainte maximale, le seuil de 1ère fissuration identifié lors de l'étude expérimentale ainsi que la loi de comportement bilinéaire anisotrope injectée dans le modèle pour représenter la réponse du matériau. Une modification de la microstructure du matériau peut ainsi être considérée via les paramètres de la loi de comportement. Ce modèle simple à mettre en oeuvre permet d'étudier le comportement de la plaque à microstucture modifiée.
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Cheumani, Yona Arnaud Maxime. "Étude de la microstructure des composites bois/ciment par relaxométrie RMN du proton." Thesis, Bordeaux 1, 2009. http://www.theses.fr/2009BOR13827/document.
Abstract:
La relaxométrie RMN bas champ du proton (20 MHz) a été utilisée au cours de ce travail pour étudier d’une part, les phénomènes mis en jeu dans les composites bois/ciment (CBC) lors de la phase d’hydratation, et d’autre part, le comportement des composites durcis conditionnés en atmosphère humide ou immergés dans l’eau. Dans une première partie, la relaxométrie a permis de suivre simultanément la transformation de l’eau évaporable en hydrates, et l’évolution de la microstructure du ciment, tout au long de la prise. Elle a également permis d’observer les transferts d’eau entre la matière végétale et la matrice de ciment et d’évaluer la compatibilité entre les différentes essences de bois et le ciment. Dans une deuxième partie, l’impact de certaines modifications chimiques du bois ou de la matrice sur l’hydratation du ciment a été étudié. Différents comportements ont été observés en fonction des fonctions chimiques greffées à l’intérieur du bois ou de l’adjuvant chimique incorporé dans la matrice. Enfin, dans une troisième partie, le comportement des composites durcis vis-à-vis de l’eau, ainsi que leurs performances mécaniques, ont été évaluésIn this work, low field proton NMR relaxometry (20 MHz) was applied to study wood-bonded cement composites hydration and the behaviour of hardened composites conditioned in humid atmosphere or immersed in water. In a first part, relaxometry was used to simultaneously follow the transformation of evaporable water into hydrates and the microstructure development during cement setting and hardening. This technique was also used to observe water transfer from wood to the cement matrix and to evaluate wood cement compatibility. In the second part, the influence of wood or matrix chemical modification on cement hydration was studied. Different behaviours were observed depending on the chemical group grafted unto wood or the chemical admixture added to the matrix. In the third part, the effect of moisture and the mechanical properties of hardened composites were evaluated
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Vallée, Franck. "Durabilité des composites polymères/ciment : application au cas des enduits minces sur isolants." Grenoble INPG, 1999. http://www.theses.fr/1999INPG0138.
Abstract:
L'etude du vieillissement des composites polymeres/ciment induit par des contraintes d'ordre climatique est proposee en vue d'ameliorer la durabilite de ces materiaux. Elle est abordee par le biais d'un domaine restreint qu'est l'isolation thermique par l'exterieur (ite). La perte de souplesse des enduits au cours des phases de vieillissement ne peut s'interpreter par la degradation du polymere dans un milieu particulierement agressif pour lui. Par contre, la post-hydratation du ciment, initialement peu hydrate, explique le developpement d'une matrice minerale rigide au sein du composite. Cette faible hydratation initiale resulte d'une evaporation d'eau tres rapide, encore favorisee par l'adsorption de macromolecules organiques (ethers cellulosiques, particules de latex, tensioactifs,) qui creent une barriere hydrophobe autour du grain de ciment. Le systeme de stabilisation du latex joue un role de tout premier ordre dans l'interaction polymere/ciment. Cette derniere est le fruit d'une forte affinite entre les sites polaires de chacune des phases. Une molecule polyfonctionnelle aura ainsi tendance a s'adsorber a plat sur le grain de ciment et fera davantage obstacle a l'hydratation. Ce type de configuration favorise le developpement d'une matrice constituee d'une phase organique continue dans laquelle les particules minerales sont emprisonnees. Les contraintes hygrothermiques que subit le materiau au cours de son existence conduisent au developpement d'hydrates tres cristallises (ettringite, aluminates cubiques) et de csh sous forme fibreuse qui confinent le polymere dans une porosite tres fine. L'investigation d'une utilisation de liants hydrauliques particuliers ressort comme une voie interessante a suivre.
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Pascal, Serge. "Comportement mécanique de composites mortier-polymère." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2002. http://www.theses.fr/2002ECAP0851.
Abstract:
L'objectif de ce travail était d'apporter une meilleure compréhension de l'influence des latex sur les propriétés mécaniques des mortiers. Par ailleurs, nous avons modélisé leur comportement afin de réaliser des simulations numériques d'un "essai-métier". Pour cela, nous avons tout d'abord élaboré des composites mortier-styrène butadiène avec un rapport massique polymère sur ciment variant de 0 à 15 %, tout en contrôlant l'effet entraîneur d'air du latex et l'hydratation du ciment. Nous souhaitons obtenir des matériaux présentant peu de différences vis-à-vis de ces deux paramètres. Nous avons ensuite réalisé des analyses sur les pâtes à l'état frais (air occlus, temps de prise, conductivité électrique) comme à l'état durci (DRX, spectroscopie infrarouge, porosimétrie au mercure) afin de vérifier si leurs phases minérales étaient effectivement de même nature. Nous avons également étudié la façon dont les phases polymère et minérale étaient agencées. La caractérisation mécanique des matériaux a été réalisée à partir d'essais de compression uniaxiale et de flexion trois points. Nous avons montré en particulier que la percolation de la phase polymère en un réseau continu améliore la résistance mécanique des composites en flexion trois points. Le comportement endommageable des composites est décrit à l'aide d'un modèle développé par Dragon (A. ) et Halm (D. ). Ce modèle s'est avéré pertinent pour décrire le comportement mécanique de nos matériaux. Finalement, il a été appliqué avec succès à la simulation d'un "essai-métier". Ce travail offre une meilleure compréhension de l'influence des latex sur les propriétés mécaniques des composites mortie-polymère. De plus, les nombreuses analyses microstructurales réalisées apportent des résultats complémentaires sur l'influence de ces additifs sur : l'hydratation du ciment, la porosité, et l'agencement du polymère au sein de la phase minérale.
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Chadfeau, Calypso. "Caractérisations multiéchelles de surfaces cimentaires de parement en fonction de différentes surfaces coffrantes." Thesis, Strasbourg, 2020. http://www.theses.fr/2020STRAD005.
Abstract:
L’objectif de ce travail est d’étudier l’interaction entre le ciment et différents types de surfaces coffrantes en analysant l’état de surface de la pâte cimentaire brute de décoffrage âgée de 24 heures et celui des surfaces coffrantes à différentes échelles ainsi que leur performance au décoffrage. Des procédures de caractérisation des surfaces associant interférométrie, MEB+EDS, spectroscopie Raman et AFM Peak Force sont mises au point. Ces caractérisations multiéchelles permettent la mise en évidence de l’impact des propriétés physicochimiques des surfaces coffrantes sur les surfaces cimentaires à différentes échelles et l’analyse de leur influence sur l’adhésion aux coffrages. L’effet de la géométrie de surface et de l’énergie de surface des surfaces coffrantes sur les caractéristiques morphologiques, chimiques et mécaniques des surfaces cimentaires est analysé, du millimètre au nanomètre, avec une discussion sur la caractérisation possible des phases cimentaires plus ou moins hydratées présentesThe objective of this work is to study the interaction between cement and different types of formwork surfaces by analysing the surface condition of the raw cement paste 24 hours old and that of formwork surfaces at different scales as well as their demoulding performance. Surface characterisation procedures combining interferometry, SEM + EDS, Raman spectroscopy and AFM Peak Force are developed. These multiscale characterisations allow the demonstration of the impact of the physico-chemical properties of formwork surfaces on cementitious surfaces at different scales and the analysis of their influence on adhesion to formwork. The effect of surface geometry and surface energy of formwork surfaces on the morphological, chemical and mechanical characteristics of cement surfaces is analysed, from millimetre to nanometre, with a discussion on the possible characterisation of cement phases more or less hydrated
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Ngolle, IV Moussole Albert Douglas. "Modélisation du comportement mécanique des composites ciment-fibres en tenant compte de la microstructure." Lyon, INSA, 1997. http://theses.insa-lyon.fr/publication/1997ISAL0068/these.pdf.
Abstract:
Dans ce travail, un nouveau modèle analytique du comportement mécanique en traction uniaxiale des composites ciment-fibres est élaboré. Les fibres sont courtes, de répartition homogène, d'orientation quelconque, probabiliste ou déterministe dans le composite sollicité par des charges statiques de courte durée. Le modèle proposé prend en compte les paramètres microstructuraux ainsi que la cinétique qualitative de dissipation qui est également modélisée dans cette étude. L'échelle structurale étant définie comme étant celle de la fibre, le composite est considéré comme un assemblage de cellules élémentaires fibro-matrice. Les champs de force et de déplacements dans la cellule élémentaire sont déterminés à l'aide du concept de la couche de cisaillement. Le passage des grandeurs microstructurales aux grandeurs macroscopiques (homogénéisation) s'effectue par un calcul de moyenne basé sur la mécanique des milieux continus, la théorie des probabilités et les transformations tensorielles. Deux caractéristiques essentielles de ce modèle triphasique sont la dépendance de ses équations de la cinétique qualitative de dissipation et l'intégration de la fonction de densité probabiliste d'orientation des fibres comme variable dans le modèle. La confrontation des résultats prédits par le modèle à l'expérimentation et à d'autres modèles permet de confirmer son bon caractère prévisionnelA new analytical model for the mechanical behaviour of cement fiber composite under tensile load is proposed in this work. Short term static loads are considered. The fiber are short and with a homogeanous distribution in the composite. Their orientation angle can be probabilistic or deterministic. This model considers microstructural parameters and the qualitative dissipation of the composite. This latest is modelled in this study. The microstructural scale is the fiber scale. The composite is considered as a set of fiber-matrix cells. The shear lag concept is issued to determine the stress and strain fields in the unit cell. The homogenization process is an averaging process based on continuum mechanics, probabilistic and tensorial consideration. This model is triphasic and uses the probabilistic density function for fiber orientation as a variable, its equations depend on the qualitative dissipation kinetic of the composite. Comparing the model with experimental results and other existing models shows his good capacity to predict the composite behaviour
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Ngolle, IV Moussole Albert Douglas Pera Jean. "Modélisation du comportement mécanique des composites ciment-fibres en tenant compte de la microstructure." Villeurbanne : Doc'INSA, 2000. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=ngolle_iv_moussole.
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Khazma, Mahmoud. "Contribution à l’optimisation de composites cimentaires à base de coproduits du lin : procédés de traitement de la matière végétale et de la matrice ; impact de ces procédés sur les propriétés des composites élaborés." Amiens, 2008. http://www.theses.fr/2008AMIE0125.
Abstract:
Ce travail est effectué au sein de l’équipe ingénierie des matériaux et procédés (IMaP) au Laboratoire des Technologies Innovantes de l’Université de Picardie Jules Verne. Le but principal est de trouver de nouvelles voies de valorisation des co-produits du lin et notamment sur l’utilisation des anas (paille) de lin dans une matrice cimentaire. Les anas utilisés présentent comme inconvénient de ralentir la prise du ciment en gênant l’hydratation. Ces phénomènes sont dus à leur caractère hydrophile d’où l’intérêt des traitements hydrophobisants mis en place durant cette thèse. Les anas traités ont été caractérisés par différentes méthodes (MEB, FTIR, diminution de leur caractère hydrophile…) et les répercussions de ces traitements sur l’hydratation du ciment et les caractéristiques physico-chimiques des composites élaborées ont été détaillées et quantifiées. La deuxième voie explorée dans cette thèse est le traitement de la matrice par des molécules issues de la biomasse. Les caractéristiques des composites obtenues après la réalisation des traitements optimisés montrent un aspect compétitif comparés avec des composites préparés avec des granulats végétaux commerciauxThis work is done in the processes and materials engineering group of the Laboratory of innovating technologies of the University of Picardy Jules Verne. The main goal of this work is the valorization of vegetables’ byproducts, specifically the use of flax shives as aggregates in cementitious matrix. Flax shives, like all lignocellulosic materials, are known by their high hydrophilic properties. During concrete confection, shives absorb mixing and inhibit the cement hydration. To optimize their use, these shives must be hydorphobisated. Treated shives are characterized by SEM, FTIR, water absorption…. Then, the impact of these treatments on the hydration of cement matrix and the physico-chemicals characteristics of composites are quantified and evaluated. The second way explored in this thesis is the matrix treatment. These treatments are done using molecules extracted from the biomass. The elaborated composites show a high competitive properties in comparison with composites prepared with commercial vegetables aggregates
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Chafei, Sawsen. "Influence de différents traitements sur les comportements rhéologique et mécanique d'un composite cimentaire mortier-fibres de lin." Caen, 2014. http://www.theses.fr/2014CAEN2035.
Abstract:
L’objectif de ce travail est d’eviter la rupture catastrophique d’un mortier cimentaire incorporant des fibres de lin en lui conferant une resistance croissante avec la longueur de fissure. La strategie mise en Œuvre est l’amelioration de la compatibilite fibre-matrice en adaptant la formulation par differents traitements appliques aux fibres et / ou a la matrice. Dans la premiere partie de cette etude les effets de ces traitements sur les proprietes des fibres sont evaluees par des caracterisations chimique, physique et mecanique des fibres de lin traitees par rapport aux fibres brutes. Ensuite, les traitements appliques a la matrice cimentaire sont evalues. Les melanges formules, composes de fibres traitees et/ou la matrice traitee, ont ete caracterises a l’etat frais afin d’apprecier l’impact des traitements sur la consistance des melanges, la prise et l’hydratation cimentaire. La derniere partie du memoire est devolue a l’analyse des consequences des traitements sur les proprietes mecaniques, physiques et microstructurales des composites cimentairesThe objective of this study is to avoid catastrophic failure of a cement mortar incorporating flax fibers by conferring it an increasing resistance rising with the crack length. The implemented strategy is to improve the fiber-matrix compatibility by adapting the formulation by different treatments applied to fibers and / or matrix. In the first part of this study the effects of these treatments on fiber properties are evaluated by chemical, physical and mechanical characterization of the treated flax fibers versus raw fibers. The treatments applied to the cement matrix are also evaluated. The formulated mixtures, composed of treated fibers and / or matrix with additive were characterized in the fresh state to assess the impact of treatments on the consistency and the setting of the mixture, and the cement hydration. The last part of the work is devoted to analyzing the effects of these treatments on the microstructure, physical and mechanical properties of the cement composites
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Sedan, David. "Etude des interactions physico-chimiques aux interfaces fibres de chanvre/ciment : influence sur les propriétés mécaniques du composite." Limoges, 2007. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/84a25f18-1c55-4565-bd8f-a95fa2e7ea73/blobholder:0/2007LIMO4055.pdf.
Abstract:
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 bâtimentThe use of hemp fibres in a cement material gives interesting properties to composites. The understanding of the interactions between the fibres and the cement matrix is essential to study mechanical behaviour of such composites. Hemp fibres, by a high content of pectins, fix calcium Ca2+ and hydroxyle OH- ions on their surface. A lack of hydroxyle and calcium ions is observed in the interstitial phase, which implies an inhibition of calcium silicate hydrates (CSH) responsible for the delay in setting time. Chemical attack of the fibres surface by an alkaline and calcium rich media, as cement paste, degrades hemicelluloses contained in the fibres and seems to roughen the surface. Quantities of sugars or uronic acids released by the fibres are too little to have an effect on the chemical properties of the solutions. Calcium ions fixation on hemp fibres surface implies a strong adhesion between them and cement matrix. So, an improvement of the mechanical properties of the composite is observed. The fibres network in composites permits an increase of the flexural strength associated to a rise of the displacement to rupture. Such composites could be consequently interesting in building applications
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Laidoudi, Boubker. "Contribution à la valorisation des déchets de caoutchouc dans une matrice cimentaire : caractérisation physico-thermique et évaluation des performances à différents degrés d'humidité. Etude expérimentale et modélisation." Amiens, 2005. http://www.theses.fr/2005AMIE0524.
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Turki, Mohamed. "Valorisation des granulats de caoutchouc et de fillers dans un mortier cimentaire : étude microstructurale et caractérisation expérimentale." Amiens, 2010. http://www.theses.fr/2010AMIE0106.
Abstract:
Les travaux présentés concernent l’élaboration d’un nouveau type de composite cimentaire, à base de granulats de caoutchouc. Il s’agit d’évaluer l’influence de ces granulats de caoutchouc sur les propriétés physico-mécaniques et hydriques des composites cimentaires élaborés. L’étude des propriétés hydriques des composites montre l'intérêt de l’ajout des granulats de caoutchouc dans la matrice cimentaire. Cet ajout permet de réduire énormément le retrait au séchage et au gonflement. Ces deux paramètres influent de façon importante sur la durabilité de ces matériaux, et par la suite ils constituent un facteur limitant de la fissuration. L’examen du comportement physico-mécanique a révélé certaines propriétés notamment, un allégement du composite, provoquant une baisse significative de la résistance à la compression. Une étude complémentaire a permis de corréler la microstructure avec les propriétés mécaniques des composites cimentaires élaborés. L’ajout de fillers siliceux et calcaires dans la matrice cimentaire contenant des particules de caoutchouc permet de corriger partiellement les baisses des résistances mécaniques. Les valeurs trouvées restent compatibles avec l’utilisation du composite comme isolant. Par ailleurs, on note que la baisse de la résistance à la flexion est moins importante que celle à la compression. Les mesures du module d’élasticité statique et dynamique montrent que le composite devient de plus en plus déformable en augmentent la proportion de granulat de caoutchouc formant ainsi un matériau à haute déformabilitéThe work present the development of a new type of cementitious composites containing rubber aggregates. The evaluation of the influence of rubber particles on the physical, mechanical and hydric properties of mortar is developed. The study of the hydric behaviour of these composites reveled the importance of the addition of rubber aggregates in cement paste. The skrinkage and swelling derease considerably. These parameters have an important influence on the durability of these materials, and then they are a limiting factor in the cracking. In addition, the physical and mechanical properties decreases significatively when the percentage of crumb rubber increase in the matrix. A complementary study to describe microstructure allows making a correlation between them. Eventually, the addition of siliceous and limestone fillers in mortar-rubber aggregates composites permit in part to reduce the decrease of mechanical strength of specimens. The decrease of flexural strength is less than compressive strength. The measure of the elastic modulus (dynamic and static) revelled an important deformability of the specimens when the percentage of substitution with rubber particle rises
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Benazzouk, Amar. "Contribution à la valorisation de déchets de caoutchouc : composites cimentaires à base de caoutchouc compact et cellulaire." Amiens, 2002. http://www.theses.fr/2002AMIE0214.
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Mohamadou, Bassirou. "Contribution à la caractérisation mécanique de composites à base de ciment renforcé par fibres de verre." Lyon 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LYO10022.
Abstract:
Le present travail concerne la caracterisation mecanique en traction, en compression, en cisaillement et en flexion des composites a matrice cimentaire renforcee par des fibres de verre (ccv). Les essais de flexion quatre points montrent d'une part que l'une des faces des eprouvettes est apparemment plus rigide que l'autre et d'autre part qu'il faut apporter une correction pour le calcul des modules secants du materiau. Les essais de traction ont montre qu'il n'y a pas de difference significative en terme de module secant et de limite elastique entre deux geometries d'eprouvettes prealablement definies. La rupture en compression n'a pas pu etre obtenue a cause d'une initiation de fissures sur les bords des eprouvettes. Une analyse par elements finis montre la limite de la flexion trois points comme moyen d'investigation de la resistance au cisaillement de ce materiau. La comparaison des resultats de la traction et de la flexion montre que l'effet de taille ne suffit pas a expliquer la difference entre la limite elastique en traction et en flexion. A partir des resultats de la flexion, les comportements de l'eprouvette en traction et compression sont construits pas a pas pour comparaison avec les essais directs. Inversement le comportement apparent de flexion est reconstruit a partir de la traction directe et d'une hypothese de reponse lineaire en compression. Les resultats montrent qu'il est impossible, pour ce materiau fragile, d'obtenir la loi de comportement en traction a partir des essais de flexion
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Attari, Allel. "Caractéristiques physiques et processus de migration de l'eau dans les matériaux à base de gypse et de minéraux argileux." Lyon, INSA, 1989. http://www.theses.fr/1989ISAL0094.
Abstract:
Les plâtres sont, après consolidation, des matériaux essentiellement macroporeux (r > 1000 Å) donc constituent des milieux dans lesquels l'eau liquide peut facilement migrer. L'objectif du travail a été d'essayer de remédier à cet inconvénient en incorporant au plâtre avant consolidation des solides finement divisés; minéraux argileux de différents types (Kaolinite, Montmorillonite, Mica muscovite, Talc, Sépiolite et Attapulgite) ou liants particuliers constitués d'un minéral argileux thermiquement activé (Métakaolinite) additionné ou non d'hydroxyde de calcium ou de ciment portland artificiel. Le travail a permis de montrer que l'addition de certains des solides divisés précités ne modifiait pas sensiblement la cinétique d'hydratation (étude par calorimétrie isotherme) ni les résistances mécaniques (compression pure et traction par flexion) dans la mesure ou leur teneur n'excède pas 10% en masse dans le plâtre de départ. Mais tous abaissent la distribution des rayons de pores et, excepté le mélange "métakaolin-chaux", la vitesse de migration de l'eau dans le matériau à des degrés plus ou moins divers. Les résultats concernant ce dernier point ont été obtenus à l'aide d'un montage original permettant l'étude de la migration de l'eau sous charge vrujable. Une modélisation théorique du phénomène, basée sur une loi de Darcy modifiée, et prenant en compte les valeurs expérimentales des coefficients de perméabilité, des distributions des rayons de pores et de la porosité totale ouverte des matériaux, a pu être proposée. Ce travail a permis de définir sans ambiguïté le choix des ajouts répondant au problème poséAfter hardening, β hemihydrate plasters are essentially macroporus materials (r>1000Å), then constitute media into which liquid water can easily migrate. The aim of the present work was to remedy such an inconvenient by incorporating into the material, before hardening; finely divided solids such as mineral clays (kaolinite, montmorillonite, muscovite, talc, sepioloite and attapulgite) or a thermally activated mineral clay (meta-kaolinite) added or not to calcium hydroxide or ordinary Portland cement. The research as allowed to point out that certain precited solids idi not sensitively modify either hydratation kinetics (investigation by isothermal calorimetry) nor both compressive and flexural strength, when the content of additive solids does not exceed 10% in weight in plaster. But all added solids decrease both the pore size distribution and , except for metakaolinite-lime addition, the water migration rate into the material. He results concerning the last point have been obtained by using an original experimental set allowing the study of water migration on variable hydraulic charge. A theoretical modelling of the phenomenon implying to take into account experimental values of permeability coefficient, pore size distribution and total open porosity of the material, has been proposed. The present work has allowed to define without any ambiguity, the choice of solid additives able to resolve the set problem
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Gimet-Bréart, Nathalie. "Description des évolutions physico-chimiques d'un ciment alumineux du jeune âge et au cours de son vieillissement : caractérisation ultrasonore in-situ en mode infini et en réflexion." Limoges, 2001. http://www.theses.fr/2001LIMO0004.
Abstract:
L'objectif de ce travail est d'etudier l'evolution physico-chimique d'une pate de ciment au jeune age (entre 0 et 24 heures) et au cours de son vieillissement (jusqu'a 5 mois). L'originalite de cette etude reside dans la caracterisation d'un ciment alumineux, qui se comporte tres differemment selon les conditions environnementales, par une technique ultrasonore en mode infini et en reflexion. Apres la mise au point de cette technique ultrasonore, l'accent est mis sur les correlations entre les donnees extraites des mesures in-situ et les donnees obtenues par des methodes ex-situ plus classiques (atd, atg et drx), permettant de connaitre les caracteristiques physico-chimiques du materiau. Les resultats experimentaux concernent un ciment alumineux secar71 (fabrique par la societe lafarge) et sa phase majoritaire (l'aluminate monocalcique ca). Une etude est realisee a temperature constante (20\c) et pour differentes dilutions (rapport massique e/c variant de 0,3 a 0,4) puis une seconde examine l'effet des differences de temperature (5\c, 20\c, 40\c et 60\c) sur le jeune age comme sur le vieillissement. Cette demarche permet de demontrer qu'au jeune age, les variations des parametres ultrasonores sont le reflet d'au moins un phenomene macroscopique : la duree de rigidification du materiau, et de deux phenomenes microscopiques : le processus a l'origine de la formation des phases hydratees (dissolution/precipitation) qui se deduit de l'evolution propre de la vitesse de propagation, d'une part, et le debut du changement morphologique des hydrates, information contenue dans le parametre coefficient de reflexion, d'autre part. Dans cette meme approche, il apparait qu'au cours du vieillissement, la variation de la vitesse de propagation est tres fortement liee a la microstructure du materiau (porosite, tortuosite) et a la nature des interfaces entre phases. L'ensemble des resultats obtenus met l'accent sur la pertinence d'une approche multi-echelle d'un materiau afin d'expliquer son comportement a court, moyen et long terme. Dans cette optique, le ciment est un exemple tres probant.
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Goto, Tania. "Influence des paramètres moléculaires du latex sur l'hydratation, la rhéologie et les propriétés mécaniques des composites ciment / latex." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2006. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002110.
Abstract:
Dans l'industrie du second œuvre, les mortiers additionnés de latex sont largement utilisés. Cependant, à côté des améliorations d'usage qu'ils confèrent aux formulations, ils sont à l'origine de temps d'hydratation des pâtes plus importants. L'objectif de cette thèse est d'expliquer l'origine de cette augmentation des temps d'hydratation et de déterminer ses répercussions sur les propriétés rhéologiques et mécaniques des composites ciment/latex. Pour cela, l'étude de l'interaction de quatre familles de latex avec un ciment gris ordinaire a été menée. Il en ressort que les charges présentes dans le système de stabilisation du latex et les molécules hydrosolubles présentes dans la phase aqueuse du latex ont une forte influence sur l'hydratation du ciment. Cette forte influence ne se retrouve cependant pas sur les propriétés rhéologiques et mécaniques de la pâte.
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Tlaiji, Tala. "Développement et caractérisation du comportement thermomécanique des matériaux composites TRC." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSE1116/document.
Abstract:
Afin de renforcer et de protéger les structures du Génie Civil vis-à-vis des incendies, un programme de recherche a été entrepris sur le développement d'un nouveau matériau composite TRC. Le composite TRC est généralement constitué de deux composants, le renfort textile et la matrice cimentaire. Les nouveaux composites du projet sont formulés d'une matrice phosphatique ou alumineuse avec des renforts textiles continus utilisant le verre, le carbone ou des hybrides. L'objectif de ce travail est d'examiner et de développer un TRC satisfaisant les critères de performances thermomécaniques. Le premier niveau de conception est de définir une méthodologie de caractérisation permettant d'identifier les caractéristiques thermomécaniques et les propriétés physico-chimiques des TRC à haute température. Plusieurs régimes de chargement thermique et mécanique couplé ainsi que des analyses thermiques ont été appliqués et pris en compte pour les différentes formulations de TRC. Dans une première partie expérimentale, l'effet du refroidissement et de la nature de la matrice sur le comportement thermomécanique de TRC a été étudié. La deuxième partie des essais explore le comportement thermomécanique et thermo-physico-chimique de deux familles de TRC. La première famille était formée d'une matrice phosphatique et des fibres de verre E. Cette partie concerne l'adhérence qui peut être développée au niveau de l'interface fibre-matrice par deux géométries différentes de textile verre E. L'efficacité du renfort est améliorée ensuite par une pré-imprégnation par une résine époxy. La deuxième famille de composite traite le renforcement d'une matrice alumineuse par des grilles de carbone. Cette famille a subi plusieurs modifications. Un chargement de la matrice par de l'alumine et de verre micronique n'a pas été suffisant pour améliorer le comportement du TRC. Une nouvelle grille de carbone a été ensuite utilisée et des couches de fibres discontinues de verre Mat AR ont été insérées dans la matrice. Ces couches de Mat AR créaient une bonne isolation thermique mais présentaient un problème de délaminage. Enfin l'ajout des fibres de polypropylène au sein d'un mortier alumineux à granulométrie étagée présentait des résultats satisfaisants. Après la recherche et la validation du TRC le plus performant, la fonction de " bouclier thermique " des matériaux isolants a été traitée afin d'améliorer la stabilité thermomécanique des TRCIn order to strengthen and protect civil engineering structures from fires, a research program was undertaken for the development of new TRC composite materials. The TRC composite generally consists of two components, the textile reinforcement and the cement matrix. The new composites of the project are formulated with an inorganic phosphate cement or an aluminous matrix with continuous textile reinforcements using glass, carbon or hybrids. The purpose of this work is to examine and develop TRC that meets the thermomechanical performance criteria. The first level of design is to define a characterization methodology, which identifies the thermomechanical characteristics and physicochemical properties of TRC subjected to high temperature. Several coupled thermal and mechanical loading regimes as well as thermal analyses were applied and taken into account for different TRC formulations. In a first experimental part, the nature of the matrix and the cooling effect on the thermomechanical behaviour of TRC were studied. The second part of the experimental work explores the thermomechanical and thermo-physico-chemical behaviour of two families of TRC. The first family of TRC was formed of a phosphate cement and E-glass textile. It examines the bond that can be developed through the fibre-matrix interface by two different geometries of textile. The effectiveness of the reinforcement is then improved by a pre-impregnation by a resin epoxy. The second family of TRC deals with the reinforcement of an aluminous matrix by carbon grids. This family has undergone several changes. Filling of the matrix with alumina and micron glass was not sufficient to improve the behaviour of TRC. A new carbon grid was then used and layers of Mat AR glass fibres were inserted into the matrix. These layers of Mat AR created good thermal insulation but presented a delamination problem. Finally, the addition of polypropylene fibres in an aluminous mortar with graded granulometry showed satisfactory results. After the search and validation of the most efficient TRC, the "heat shield" function of insulating materials was processed to improve the thermomechanical stability of TRC
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Kettle, Andrew. "Plasma polymerisation for molecular engineering of carbon fibre surfaces for optimised composites." Thesis, University of Sheffield, 1997. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.264641.
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Astoveza, Jennifer. "Ciments composés à base d'aluminate de calcium incorporant des résidus traités valorisables." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0075.
Abstract:
Au vu des objectifs de durabilité visant à décarboniser l'industrie du ciment, les liants alternatifs ont fait l'objet d'une attention considérable à l'échelle mondiale au cours des dernières décennies. Ces liants sont basés sur l'utilisation de sous-produits industriels comme substituts aux ciments, ou comme granulats ou encore comme composants de matériaux de construction, à performances équivalentes. Dans le cadre de cette thèse, des résidus traités valorisables sont évalués comme addition cimentaire notamment dans des mélanges binaires (ciment alumineux CAC - hémihydrate HH). Trois des sous-produits ont fait l'objet d'une évaluation plus approfondie : i) un laitier riche en fer provenant d'une usine pilote de plomb-zinc sous forme granulée (trempe) ii) un résidu de jarosite ; iii) un résidu du recyclage du papier. Pour identifier et sélectionner ces résidus, il a été réalisé un test de conductimétrie pour mesurer la cinétique de dissolution; des mesures de flux de chaleur pour apprécier les réactions au jeune âge; et une mesure de résistance mécanique sur mortiers standards pour caractériser la réactivité à long terme. Sur la base de leurs caractéristiques générales et d'essais préliminaires, le laitier amorphe riche en fer a été retenu pour l'étude détaillée de la réactivité. Les mortiers standards incorporant de laitiers ont présenté une réactivité supérieure montrant d'une contribution positive à long terme (> 28 jours) à la résistance mécanique. Cependant, il existe actuellement peu de publications sur le mécanisme d'hydratation du fer dans les liants à base de CAC. Afin d'augmenter la cinétique d'hydratation du laitier, l'influence de trois facteurs principaux, dont : (1) l'ajout de résidu de papier riche en chaux comme activateur ; (2) la proportion de sulfates; et (3) l'ajout de ciment Portland (PC), ont été évalués. Plusieurs techniques ont été utilisées pour caractériser les propriétés des mélanges entre 1 jour et 1 an : • la résistance mécanique et la stabilité dimensionnelle ont été suivies en utilisant des éprouvettes de mortier ; • le degré d'hydratation du laitier a été quantifié à l'aide de la microscopie électronique à balayage (MEB), de la tomographie par rayons X (XCT) et de la spectroscopie Mössbauer ; • l'assemblage des phases en fonction de la proportion de CAC a été simulé à l'aide de la modélisation thermodynamique et plusieurs techniques, notamment la calorimétrie isotherme, la diffraction des rayons X (DRX), l'analyse thermogravimétrique (ATG) et la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) ont été utilisées pour suivre expérimentalement l'évolution des assemblages ; • le mécanisme d'hydratation du fer contenu dans le laitier a été décrit à partir des résultats de la spectroscopie Mössbauer, de la microscopie électronique à transmission (MET) et de la microscopie électronique à transmission à balayage (METB)The pressure to decarbonize the cement industry in light of sustainability goals has been motivating the search for new types of supplementary cementitious materials (SCM) in the recent decades. Industrial residues, which otherwise end up in landfills or find low added-value applications, are of particular interest in near-zero-waste process schemes. This thesis explored the potential for valorization of pre-treated residues as SCM in calcium aluminate cement (CAC)-calcium sulfate hemihydrate (HH) system. These residues included non-ferrous metallurgy (NFM) slags, municipal solid waste incinerator (MSWI) bottom ashes, jarosite and paper-fabrication residues. Using isothermal calorimetry and mechanical strength test, a screening test was first established to compare their early-age and the long-term reactivity. The highly-amorphous NFM slags exhibited superior reactivity showing evidence of long-term (> 28 days) contribution to the mechanical strength of mortars at 30 wt% replacement level. However, the slags' slow hydration kinetics in the first days of hydration could be an issue for CAC systems, given that their applications greatly rely on their rapid-hardening property. Moreover, the amorphous nature of the NFM slags and the dominance of iron (Fe) in their composition, set them apart from traditional SCM's. As of this writing, there are only limited publications discussing the hydration mechanism of Fe in CAC-based binders. In order to overcome the slow kinetics of the slag hydration, the influence of three factors, including: (1) the proportion of sulfates by varying the CAC/HH ratio; (2) the addition of lime-rich paper residue at 5 wt% as activator; and (3) the incorporation of 30 wt% PC in ternary CAC-HH-PC systems, were investigated. For all these formulations, the early hydration reactions were characterized using isothermal calorimetry on paste samples. The dimensional stability and mechanical strength were followed using standard mortars up to 1 year curing period. Furthermore, a methodology to estimate the slag hydration degree using a non-destructive technique based on X-ray Computed Tomography (XCT) combined with volume analysis was developed in this study. Several techniques were used to follow the phase assemblage evolution, including: X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA), attenuated total reflection-Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR). Lastly, transmission electron microscopy (TEM), scanning transmission electron microscopy (STEM) and Mössbauer spectroscopy were also performed in order to gain a better understanding of the fate of Fe, the main component of the slag, during hydration
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Stewart, Rebecca L. "Processing induced surface finish effects for RTM glass mat thermoset composites." Thesis, University of Warwick, 2002. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.273441.
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Ledhem, Ali. "Contribution à l'étude d'un béton de bois : mise au point d'un procédé de minimisation des variations dimensionnelles d'un composite argile-ciment-bois." Lyon, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAL0052.
Abstract:
Cette étude expérimentale porte sur la mise au point d'un composite isolant porteur argile-ciment-bois avec faibles variations dimensionnelles. L'étude de l'influence des constituants sur les caractéristiques thermophysiques du composite a été menée et a montré que l'allégement par des copeaux de bois réduit la densité du composite et de sa matrice, diminue sa résistance mécanique, sa conductivité thermique et engendre des variations dimensionnelles considérables; l'ajout de ciment ou de fines inertes à l'eau fait augmenter la densité du matériau (et par suite sa résistance mécanique) et réduit les variations dimensionnelles. Le matériau a été optimisé dans sa composition sur la base d'un compromis variations dimensionnelles minimales, isolation thermique maximale, celui-ci présente toutefois des variations dimensionnelles de 3. 5 mm/m. Afin de les réduire jusqu'à 1 mm/m constituant une valeur cible, une étude de la réduction des variations dimensionnelles sur les éléments du matériau à priori responsables du phénomène a été réalisée : sur la matrice et sur les copeaux de bois. Cette étude a consisté à effectuer des traitements des copeaux de bois (par imprégnation, par enrobage et par hydrolyse) et à apporter une structure fibreuse à la matrice. Il a été mis en évidence que le mécanisme des variations dimensionnelles est directement régi par la nature des transformations induites par les copeaux de bois dans la matrice lors du malaxage. L'instabilité dimensionnelle du bois a par contre peu d’influence sur les variations dimensionnelles du composite après durcissement. Les variations dimensionnelles aux états extrêmes étant limitées à 1 mm/rn, nous avons étudié l'influence du traitement des copeaux de bois sur les caractéristiques thermiques et mécaniques du compositeThis experimental study focuses on the development of a clay-cement-wood, loadbearing insulating composite with small size variations. A study of the influence of this composite's constituents on its thermophysical characteristics was conducted and showed that lightening the weight by means of wood chips serves: to reduce the density of both the composite and its matrix; to decrease its mechanical strength and thermal conductivity; and finally, to generate significant size variations. Adding cement or inert fines to the water results in increasing the material's density (and, consequently, its mechanical strength) as well as in reducing these size variations. The material's composition has been optimized through establishing a compromise between minimizing the size variations and maximizing its thermal insulation capacity; nonetheless, size variations reaching 3. 5 mm/m are still encountered. In order to limit these variations to 1 mm/m, which was taken as the target value, a size variation reduction analysis was carried out on the material's elements apparently responsible for this phenomenon, being the matrix and the wood chips. This study consisted of performing various treatments on the wood chips (by impregnation, by coating and by hydrolysis) in addition to providing the matrix with a fibrous structure. It was highlighted herein that the mechanism at work behind the size variations is directly govemed by the type of transformations induced by including the wood chips in the matrix during mixing. In contrast, the instability in size of the wood itself exerts little influence on the composite's size variations after hardening. Since size variations at the limit states were confined to 1 mm/rn, we decided to assess the influence of wood chip treatment on the composite's thermal and mechanical characteristics
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Dupleichs, Manon. "Développement de ciments phosphocalciques combinés à des agents d'intérêt thérapeutique." Thesis, Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018NANT4100/document.
Abstract:
La douleur postopératoire consécutive à la reconstruction osseuse est une complication fréquente susceptible de compromettre le succès global d’une intervention chirurgicale. Cette douleur, sujette à chronicisation, doit être gérée dès les premiers jours postopératoires. Cette thèse s’inscrit dans le développement de ciments phosphocalciques (CPCs) combinés injectables pouvant délivrer in situ des anesthésiques locaux (AL). Ces ciments, une fois formulés et caractérisés, ont montré une libération in vitro des AL pendant 2 semaines. Une évaluation fonctionnelle de la démarche a été réalisée grâce au système CatWalk à partir d’un modèle in vivo de douleur postopératoire après une intervention de reconstruction osseuse. Les résultats ont montré un soulagement significatif de la douleur pendant la période postopératoire à court terme. Le CPC chargé en bupivacaïne a présenté une récupération fonctionnelle plus rapide que le CPC chargé en ropivacaïne. Ces CPCs constitueraient une nouvelle approche de la prise en charge de la douleur postopératoire. Dans cette stratégie locale, le potentiel thérapeutique du gallium sur les maladies osseuses nous a conduits à introduire du maltolate de gallium, GaM (antitumoral, antidouleur) dans des CPCs. L’association de la caséine et du GaM a permis la formulation de nouveaux ciments composites dont la libération du principe actif a pu être modulée. Ces nouveaux systèmes combinés possèdent les propriétés requises comme ciments de comblement osseux et ouvrent de grandes perspectives précliniques et cliniques. Ils permettraient de répondre à des contextes délicats pour lesquels les solutions thérapeutiques actuelles sont insatisfaisantesPostoperative pain following bone reconstruction is a serious complication that could jeopardize the global success of a surgery. This pain, which is highly prone to chronicization, must be controlled and minimized during the first postoperative days. This thesis consists in the development of injectable loaded calcium phosphate cements (CPCs) able to deliver in situ local anesthetics (LA). These cements, once formulated and characterized, showed an in vitro release of LA during 2 weeks. A functional evaluation of the gait was performed using the CatWalk system in an in vivo model of postoperative pain following bone reconstructive surgery. The results demonstrated significant pain relief during the short-term postoperative period. Bupivacaine-loaded CPC provided an earlier return to functional recovery than ropivacaine-loaded CPC. These CPCs would constitute a new approach to the management of postoperative pain after orthopedic bone surgery. In this local strategy, the therapeutic potential of gallium on bone disorder led us to insert gallium maltolate, GaM (antitumor, painkiller) inside CPCs. The association of casein and GaM allowed the formulation of new composite cements whose active molecule release has been then modulated. These new combined systems have the required properties for bone void filler and open great pre-clinical and clinical perspectives to treat complex orthopedic situations which currently don’t benefit from satisfactory therapeutic solutions
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Soro, Julien. "Elaboration par coulage en bande et caractérisation de composites fibreux à matrice à base de ciment alumineux." Limoges, 2005. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/277b6612-aad6-4cc7-b012-240bd5893755/blobholder:0/2005LIMO0003.pdf.
Abstract:
Pour des applications « grand public », correspondant à des besoins en matériaux susceptibles de présenter des performances thermomécaniques intéressantes à des températures de l’ordre de 1200°C, un programme de recherche a été entrepris pour appliquer la technique de coulage en bande à des matériaux de grande diffusion : les ciments alumineux (SECAR 71 – Lafarge-Alumitnates). L'objectif est de fabriquer des matériaux composites à matrice minérale de faible coût, renforcée avec des fibres en configuration 1D ou 2D à plis croisés, pouvant être utilisés en atmosphère oxydante. Les résultats obtenus montrent qu’il est possible de réaliser, par la technique de coulage en bande, des composites à matrice à liaison hydraulique renforcée par des fibres céramiques, présentant un comportement non fragile et conservant un bon niveau de résistance à la rupture après déshydratationFor "large public" utilisation, corresponding to materials with good thermo-mechanical properties at temperatures about 1200°C, a research program was undertaken to apply the tape casting method in to great diffusion materials such as aluminous cements (SECAR 71 – Lafarge-Alumitnates). The object is to manufacture composite materials with low cost mineral matrix reinforced with fibres in 1D or 2D configuration, which can be used in oxidizing atmosphere. The results we have obtained, show that it is possible to make by tape casting, composites with hydraulic binder matrix reinforced by ceramic fibres, presenting a non-fragile behaviour and preserving a good level of rupture strength after dehydration
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Villain, Géraldine. "Caractérisation de la prise de matériaux a base de ciment par propagation d'ondes acoustiques et ultrasonores." Lyon, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAL0077.
Abstract:
Ce travail est une étude du comportement des matériaux à base de ciment, pendant la prise, à l'aide d'essais de propagation d'ondes de compression et de cisaillement. Les matériaux testés, contenant des bulles en plus ou moins forte concentration, sont le béton cellulaire et le mortier. Ils sont présentés dans la première partie de ce mémoire. La deuxième partie est consacrée aux modélisations théoriques du comportement de ces matériaux hétérogènes en petites déformations. La première approche par homogénéisation périodique conduit à la loi de comportement viscoélastique compressible isotrope du matériau homogène macroscopiquement équivalent soumis à une sollicitation harmonique de grande longueur d'onde par rapport à la taille des hétérogénéités. La seconde approche par méthode auto cohérente complète la première en permettant d'obtenir une estimation des modules rhéologiques. La troisième partie présente le dispositif non destructif d'essai de propagation d'ondes basse fréquence de compression et de cisaillement ainsi que l'analyse des résultats expérimentaux. Nous étudions alors l'évolution des caractéristiques rhéologiques pendant la prise et 1' influence des paramètres de préparation et de formulation des matériaux. La quatrième partie concerne 1' étude du durcissement du béton cellulaire pendant son autoclavage. L'autoclave de laboratoire a été équipé d'un dispositif de propagation d’ondes ultrasonores. La mesure de la vitesse de l'onde permet de déterminer l'évolution mécanique du matériau ainsi que les influences des paramètres du palier d'autoclavage puis de la formulationThis thesis studies the behaviour of materials with cement pastes, by means of devices using compressional and shear waves. Materials tested, containing more or less bubbles, are aerated concrete and mortar. They are presented in the first part of this work. The second part deals with theoretical models of the behaviour of these heterogeneous materials under small strains. The first approach by periodic homogenization gives the viscoelastic, compressible, isotropic behaviour law of the homogeneous macroscopically equivalent material submitted to harmonic stress of large wave length compared with heterogeneities’ size. The second complementary approach by self-consistent method leads to an estimated value of each rheological macroscopic modulus. The third part describes the non-destructive device generating low frequency compressional and shear waves and presents analysis of experimental results. Then we study the evolving rheological characteristics during setting and the influence of preparation and formulation parameters. The forth part deals with the study of aerated concrete hardening during autoclaving process. The laboratory autoclave is equipped by ultrasonic transducers. Wave velocity measurement leads to the material mechanical evolution and the influences of autoclaving stage parameters, of formulation parameters
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Li, Mengya. "Caractérisation expérimentale et modélisation du panneau composite bois-ciment." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0302.
Abstract:
Les bétons légers, formés des fibres de bois et d’une pâte de ciment Portland, constituent une nouvelle alternative à explorer pour réduire l’impact environnemental des bâtiments. Ils sont utilisés dans la construction durable, comme des éléments secondaires, pour leurs performances thermiques, hydriques et mécaniques. Cependant, la généralisation de leur utilisation dans le bâtiment ne sera rendue possible sans résoudre certains verrous scientifiques liés à leur caractérisation et à leur formulation. Le présent travail s’inscrit dans cet objectif. Il s’agit de contribuer à la caractérisation de ces bétons légers à base des fibres de bois à travers l’expérience et la modélisation. Le module d’Young et la résistance à la rupture ont été mesurés par des tests de flexion et de compression. Un modèle numérique a été également développé pour prédire le comportement des éprouvettes en flexion et la réponse structurale des systèmes de coffrage permanent. La méthodologie numérique permet ainsi d’aider dans le choix des paramètres optimums pour une meilleure conception des panneaux de coffrage destinés à la construction. L’étude du comportement hygrothermique du matériau de construction bois-ciment a été abordée en s’appuyant sur l’expérience et la simulation. Les équations des transferts couplés de chaleur et d’humidité d’un milieu poreux ont été implémentées dans le logiciel Comsol Multiphysics®. En dernier, le modèle développé a été appliqué et validé sur plusieurs réponses dynamiques issues des tests hygrothermiques réalisés en interne. Les mesures des propriétés physico-thermique du matériau composite bois-ciment ont été ensuite intégrées dans le code Abaqus via une routine utilisateur Umatht dans l’objectif de simuler le comportement thermique à hautes températures des panneaux composites bois-ciment. Les profils des températures sont évalués et comparés à ceux des tests de carbonisation réalisés, à l’aide d’un panneau rayonnant, sur des échantillons exposés à un flux de chaleur uniforme de 6kW/m2. Les simulations montrent que le modèle développé est capable de prédire les profils de températures, la zone et la profondeur de la couche du charbon durant l’exposition au feuLightweight concretes made from wood fibres and Portland cement paste are a new alternative for the reduction of the environmental impact of buildings. They are used in sustainable constructions as secondary elements for their thermal, hydric and mechanical performance. However, the generalisation of their use is not possible without resolving certain scientific obstacles related to their characterisation. Hence the aim of the present work, which is to contribute towards their characterisation through experimentation and numerical simulation. The Young's modulus and tensile strength were measured through flexural and compression tests. A numerical model has also been developed to predict the behaviour of specimens under bending test as well as their structural response when used as permanent formwork. In particular, the model helps to choose the optimum parameters for a better design of the formwork system. The study of the hygrothermal behaviour of the wood-cement material was carried out using both experimental work and simulation. The equations of coupled heat and moisture transfers for a porous medium have been implemented in the Comsol Multiphysics® software. The developed model has been applied and validated on several dynamic responses resulting from hygro-thermal tests carried out in the laboratory. The obtained physico-thermal properties of the wood-cement composite material were then incorporated into the Abaqus code via a Umatht user subroutine to simulate its high temperature behavior. The temperature profiles are evaluated and compared with the charring tests performed using a radiant panel on samples exposed to a uniform heat flux of 6kW/m². The simulations show that the developed model is able to predict the temperature profiles, the area and the depth of the charred layer during fire exposure
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Vickers, Phil E. "The adsorption of organic molecules on carbon fibre surfaces : from monolayers to composite materials." Thesis, University of Surrey, 1998. http://epubs.surrey.ac.uk/680/.
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Vautard, Frédéric. "Caractérisation et optimisation des interfaces dans les composites polymérisés sous rayonnement ionisant." Mulhouse, 2006. http://www.theses.fr/2006MULH0858.
Abstract:
Les propriétés mécaniques de l’interface fibre-matrice de matériaux composites polymérisés sous rayonnement ionisant sont nettement inférieures à celles des meilleurs composites polymérisés par voie thermique. Pour optimiser l’interface fibre de carbone-matrice acrylate polymérisée sous faisceau d’électrons, des traitements de surface des fibres sont étudiés (oxydation par l’acide nitrique ou par plasma oxygène, greffage d’agent couplant, dépôt d’un revêtement par polymérisation plasma). L’évolution des propriétés mécaniques interfaciales, mesurées par un test de déchaussement sur monofilament, est reliée aux changements d’état de surface des fibres (rugosité, chimie de surface, énergie de surface) et de leurs propriétés mécaniques. L’optimisation requiert deux conditions, écranter la surface de la fibre qui peut inhiber la polymérisation de la matrice et créer une chimie de surface adaptée à celle de la matrice et au mode de polymérisationThe mechanical properties of fibre-matrix interfaces in composite materials cured by ionizing beams are far lower than those of the best composites cured by thermal treatment. To optimize the carbon fibre-acrylate matrix interface, some surface treatments are studied (oxidation with nitric acid or oxygen plasma, grafting of coupling agents, coating by plasma polymerization). The evolution of the mechanical interfacial properties, measured by a pull-out test of a single fibre from a resin drop, is related to the surface state of the treated fibres (roughness, surface chemistry, surface energy) and to their mechanical properties. The optimization requires two conditions. The fibre surface, which can inhibit the matrix polymerization, has to be coated and the coating has to be functionalized with a surface chemistry adapted to the matrix chemistry and the curing mode
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Yazoghli-Marzouk, Sonia. "Contribution à la valorisation des emballages alimentaires de post-consommation en polyéthylène téréphtalate et en polyéthylène haute densité : Etude de faisabilité et évaluation des performances physico-mécaniques, hydriques et thermiques." Amiens, 2005. http://www.theses.fr/2005AMIE0527.
Abstract:
L’importante croissance de la consommation d’emballages plastiques durant ces vingt dernières années nous amène à réfléchir à de nouvelles voies de recyclage de ces déchets de post-consommation qui ne sont pas biodégradables. Les solutions proposées devront s’inscrire dans une politique du développement durable. Cette étude concerne une valorisation innovante des déchets de bouteilles d’eau minérale en polyéthylène téréphtalate, PET, et polyéthylène haute densité, PEHD, à travers la fabrication de matériaux de construction à matrice cimentaire. L’association à un liant hydraulique se fait sans transformation chimique et avec une faible consommation énergétique. Dans cette étude, les déchets en PET et en PEHD sont utilisés, séparément, comme granulats, par substitution partielle et totale du sable dans les composites. Différents pourcentages volumiques de sable, variant de 2 à 100%, ont été substitués par un même volume de polymère granulé et différentes tailles de granulat en PET ont été utilisées. L’influence de la proportion et de la taille des granulats sur les caractéristiques physiques, mécaniques, hydrauliques et thermiques des nouveaux matériaux a été déterminée et analysée. Les résultats montrent que les granulats en PET et en PEHD obtenus à partir d’emballages peuvent être utilisés avec succès comme substituant partiel et total du sable dans les matériaux de construction car les nouveaux matériaux obtenus sont plus légers, plus isolants, suffisamment résistants, plus performants sur le plan hydrique et attractifs en terme de coût. De plus, ils permettent d’envisager la mise en place de nouvelles filières de valorisation des déchets solides en matière plastique.
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Duplan, François. "Composites cimentaires à module d'élasticité contrôlé : conception, caractérisation et modélisation micromécanique." Toulouse 3, 2014. http://www.theses.fr/2014TOU30031.
Abstract:
Cette thèse, réalisée dans le cadre d'une convention CIFRE (société Ménard), s'inscrit dans la problématique du renforcement de sols par inclusion de renforts (Colonnes à Module Contrôlé ou CMC) selon un procédé qui consiste à réaliser ces colonnes de renforcement par injection d'un matériau cimentaire via une tarière creuse. Le matériau cimentaire utilisé doit respecter un cahier des charges spécifique concernant des propriétés à l'état frais (affaissement) et à l'état durci (résistance en compression et module d'élasticité). Le premier objectif de cette thèse était de formuler des matériaux cimentaires destinés au procédé CMC, présentant des propriétés respectant le cahier des charges tout en étant optimisées par rapport à l'application visée. Une attention particulière a été portée sur la rigidité du matériau, ainsi que sur l'amélioration de son comportement mécanique lorsqu'il était renforcé par des fibres. Des matériaux à base de granulats caoutchouc ou d'argile expansée ont ainsi été développés et caractérisés. Le deuxième objectif de la thèse était d'étudier la pertinence des codes règlementaires étant donné que les formules fournies actuellement par ces codes n'étaient pas utilisables dans le domaine de résistance mécanique des matériaux cimentaires développés dans cette thèse. Si certaines lois peuvent être extrapolées sans problème, d'autres ne s'avèrent pas suffisamment précises ou sécuritaires pour que leur extrapolation soit possible. Le troisième objectif de la thèse était de prédire les propriétés élastiques des matériaux développés grâce à un modèle micromécanique adapté aux besoins spécifiques de ce type d'application (CMC). Le modèle développé permet de remplacer avantageusement les formules règlementaires empiriques défaillantes pour la prédiction des propriétés élastiques (notamment le module d'élasticité)This PhD was realized thanks to a CIFRE partnership between the company Menard and the university of Toulouse. The purpose of this PhD was to develop and study new cement-based materials destined for the CMC (controlled modulus columns) technique. This technique belongs to a wider family of ground improvement processes called rigid (or semi-rigid) inclusions, which are soil-stiffening techniques. Those cement-based materials shall respect the company specifications regarding fresh and hardened state properties. The first goal was to design mixtures compositions which properties at fresh and hardened state respect the company specifications and are optimized for the application which they are destined for. A specific attention was given to the rigidity of the material, and its brittleness when it is reinforced by fibers. Mortars incorporating expanded clay aggregates, rubber aggregates and metallic fibers were developed. The second goal was to study the efficiency of regulatory building codes formulas with the developed mortars, since most of the developed mortars do not meet with the application scopes of the building codes. A few formulas turned out to be as efficient with the developed mortars as with regular structural concrete, while others turned out to be imprecise and unfavourable to security. The third goal was to predict the elastic properties of the linear elastic properties of the developed mortars thanks to a micromechanical model adapted to the specific needs of those specific materials. This model shall replace the empirical formulas advantageously for predicting the modulus of elasticity of the developed cement-based composites
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Grandin, Martina. "Tribology of Metal-Graphite Composites : A Study of Sliding Electrical Contact Surfaces." Doctoral thesis, Uppsala universitet, Tillämpad materialvetenskap, 2017. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-329860.
Abstract:
An environmentally sustainable production of electrical power is important for preserving the earth’s natural resources. In order to utilize this power as efficiently as possible, it is of great importance to minimize the losses, for example in sliding electrical contacts. A sliding electrical contact is where current is transferred from one rotating to one stationary component and power is lost due to friction and contact resistance. Also in some signal applications, high performance sliding contacts are crucial to ensure stable signal transfer with low noise. Although sliding electrical contacts are primarily designed for good electrical performance, the system will benefit also from optimization of the tribological properties. The aim of this thesis is to increase the fundamental knowledge of the tribological and electrical performance of metal-graphite composite materials for sliding electrical contacts. The influence of mechanical and electrical load was investigated. Different stationary materials, from pure copper to nanocomposite coatings, were tested against copper- and silver-graphites. Two complementary test setups were used, one with reciprocating and one with unidirectional sliding. Surface analysis was essential to gain deepened understanding of the influence of the interaction on the surfaces. Especially my novel imaging of cross-sections has advanced the level on knowledge in this research field. On the stationary material surface, a tribofilm forms with constituents from the metal-graphite and the surrounding atmosphere. Cross-sectioning reveals a material flow that indicates turbulence. Furthermore, the presence of oxides in the tribofilm is not necessarily detrimental for the contact resistance as long as there is also pure metal available. The presence of graphite is vital for low friction and wear. It is shown that the tribological and electrical behaviour of this system is only marginally influenced by the material selection of the stationary contact. Increasing the metal content in the composite, on the other hand, greatly reduces the contact resistance while there is no significant impact on friction and wear. The mechanical load has to be optimized to compromise between low wear (achieved with low load) and low contact resistance (achieved with high load). Pure mechanical tests show a lower friction and higher wear rate in comparison to tests with a five ampere current.
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Poret, Karine. "Ciment phosphocalcique et chitosane : élaboration et caractérisation d'un composite minéral-organique." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30046.
Abstract:
Ce travail s'intéresse aux conditions d'élaboration, aux propriétés physico-chimiques et biologiques d'un composite minéral-organique à usage orthopédique, préparé à partir d'un ciment phosphocalcique et d'un polymère naturel : le chitosane. La première partie présente des généralités sur les ciments phosphocalciques, le chitosane et les phénomènes de cristallisation. La seconde partie s'intéresse à l'étude du comportement physico-chimique du ciment avec chitosane. Le chitosane peut être ajouté soit dans la phase liquide, soit dans la phase solide, du ciment. L'évolution chimique des ciments n'est pas perturbée par l'ajout de chitosane. Le temps de prise du ciment est modifié en fonction du mode d'ajout et de la quantité de chitosane. Les propriétés mécaniques, en compression, des ciments sont conservées ou améliorées en fonction de la quantité et/ou qualité du chitosane. La troisième partie porte sur l'étude des interactions entre le chitosane et le phosphate octocalcique. La méthode utilisée est la méthode de croissance cristalline à composition constante. La dernière partie présente les résultats des études in vivoThis study concerns to the preparation and the physico-chemical and biological properties of an organic-mineral composite for orthopedic use, formed with a natural biopolymer and synthetic phosphocalcium cement. The first part of the work deals with general information on phosphocalcium cements, chitosan and crystallization. The second part presents in the study of the physicochemical behaviour of cements with chitosan. Chitosan can be added either to the liquid phase, or to the solid phase, of the cement. The chemical transformation of the cements is not disturbed by the addition of chitosan. The setting time of the cements is modified according to the mode of incorporation and the quantity of chitosan added. The compression properties of the cements were studied. For a certain quantity and/or type of chitosan, the compressive strength of the cements was preserved or improved. The third part involves the study of the interactions between chitosan and octocalcium phosphate. The method used was constant composition crystal growth. The last part presents the results of the in vivo studies carried out at Haifa University (Israel)
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Khelifi, Hamid. "Matériaux argileux stabilisés au ciment et renforcés de fibres végétales : formulation pour extrusion." Lorient, 2012. http://www.theses.fr/2012LORIS277.
Abstract:
Le principal objectif de cette thèse a été de contribuer à l'étude de la mise en œuvre par extru-sion de matériaux argileux et de la valorisation des matériaux locaux dans l'industrie du bâti-ment. Pour ce faire, des matériaux extrudables à base d'argile (kaolin) stabilisée au ciment ont été formulés. Ces formulations respectent des impératifs environnementaux, en particulier l’utilisation d’une part importante de matériaux argileux (matériau local), et sont susceptibles d’être utilisés comme matériaux de construction (critères mécaniques et thermiques). Des renforts de fibres de lin d'origine végétale ont été incorporés. Ces fibres, comme tout autre type d'inclusions, modifient les caractéristiques rhéologiques par leur effet d'encombrement. Les modifications, amplifiées par le caractère hydrophile du lin, impactent la mise en forme et ont nécessité une étude particulière. Les performances mécaniques des matériaux formulés, l'effet de l'incorporation des fibres ainsi que les bénéfices de la mise en forme par extrusion ont été décrits. Un modèle prédictif de la résistance à la compression des mortiers à forte frac-tion argileuse, basé sur la méthode de Féret, a été développé. Une modélisation de l'écoule-ment d'extrusion axisymétrique à piston des matériaux à forte fraction volumique solide a été réalisée. La modélisation proposée s'inspire de la mécanique des sols. Elle utilise une défini-tion originale du comportement d’un matériau plastique frottant avec notamment la mise en place d’une transition continue d’un comportement plastique pur à un comportement de plus en plus frottant. Finalement, les performances mécaniques et thermiques des formulations optimales ont été comparées à celles des matériaux de construction traditionnels (blocs en béton, béton, briques de terre cuite, béton cellulaire,…). Les impacts de la fabrication des ma-tériaux formulés sur l'environnement ont aussi été évalués et comparés. Il ressort de cette étude que les matériaux argileux stabilisés et extrudés constituent une alternative crédible et durable comme matériaux de constructionThe main aim of this thesis was to contribute to the study of the extrusion of cement-clay paste and the valorization of local materials in order to produce extruded building bricks. To do this, extrudable cement-stabilized argillaceous materials (kaolin) have been designed. These mix designs comply with actual requirements concerning environmental impacts (use of a significant proportion of clay) and they may be used as building materials. Bio-based fibers (flax fibers) have been incorporated. As for any other type of inclusions, flax fibers modify the rheological behavior of material at fresh state. Furthermore, their hydrophilic character amplifies the changes and has required a specific study. The mechanical perform-ances of the tested mix design and the positive effect of extrusion process as well as the addi-tion of fiber have been characterized. Such as for concrete, the Féret relationship is shown to be able to predict the compressive strength assuming that kaolin acts as a high water demand aggregate. A model for stiff paste ram extrusion incorporating the filtration phenomenon and the frictional behavior of the granular packing has been developed. This model is based on the soil mechanics approach and is able to predict the transition between pure plastic behavior and frictional plastic behavior. Finally, the mechanical and thermal performances of the cho-sen eco-friendly mix designs have been compared to those of traditional building products (concrete blocks, concrete, clay bricks, AAC. . . ). Environmental impacts of these mix design have also been evaluated and compared. It appears from this study that the extrudable cement-stabilized argillaceous materials comply with legislations concerning environmental impacts thermal comfort. They are also able to present an alternative to actual building products
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Monnin, Alexandra. "Fonctionnalisations et caractérisations de surfaces par des films polythiophènes et dépôts de particules composites." Besançon, 2010. http://www.theses.fr/2010BESA2034.
Abstract:
L’objectif de cette thèse est de réaliser des matériaux composites constitués d’un assemblage de polymères et de particules sur un substrat conducteur. L’association de deux éléments de nature différente permet alors de conférer des propriétés spécifiques à ce nouveau matériau dont les applications potentielles concernent différents secteurs industriels tels que les microtechniques, l’optique, l’électronique… Dans un premier temps, la surface de substrats d’or à été fonctionnalisée par des films de polymère (polybithiophènes et polytris) [5-(2,2ۥ-bithiophène)] méthanol), obtenus par électropolymérisation. L’influence de plusieurs paramètres sur la formation des films éléctropolymérisés a été étudiée : nature et concentration du monomère, composition de la solution (sel de fond), vitesse de formation du film… Différentes techniques de caractérisation des films obtenus (microscopies optique et électronique, ellipsométrie spectroscopique, AFM) ont été employées afin de caractériser la morphologie et l’épaisseur de ces films. Le suivi in situ de la formation de films électropolymérisés a également été étudié par réflectométrie laser à angle fixe couplée à la voltamétrie cyclique. Ainsi une corrélation entre les morphologies des films obtenus et les signaux réflectométriques a pu être réalisée. Les résultats obtenus ont été appuyés par la détermination des indices de réfraction et des épaisseurs par ellipsométrie spectroscopique ainsi que par des mesures d’absorbance par spectrophotométrie UV-Visible des nanoparticules inorganiques (silice) absorbées sur des microparticules organiques (latex) a été réalisé sur une surface métallique non fonctionnalisée. Les particules de latex de taille micrométrique permettent de contrôler leur transport sur la surface et les particules nanométriques apportent la fonctionnalité souhaitée. Le dépôt électrophorétique des particules a été étudié en fonction de différents paramètres physico-chimiques (Ph, concentration et nature d’additifs organiques, polarisation…) Selon les conditions expérimentales, le dépôt des particules composites peut être réversible ou irréversible. De plus la désorption des nanoparticules est observée dans certains cas. Après avoir sélectionné les conditions expérimentales afin d’avoir un dépôt optimal de particules composites (sans désorption des nanoparticules), l’assemblage des particules composites sur le substrat métallique fonctionnalisé par le film de polymère a été étudié. Lors de leur dépôt électrophorétique, les particules s’absorbent préférentiellement autour des agrégats de films polymèresThe objective of this study was to synthesize composite materials made of polymer and particles on a conductive substrates. The combination of two elements of different nature allowed to obtain specific properties of the new material. This application for composite material are of potential interest to various industrial sectors :micro-engineering, optics, electronics… Initially, the surface of gold substrates was functionalized with polymer films (polybithiophene and polytris [5-(2,2ۥ-bithiophène)] méthanol]), obtained by electropolymerization. The influence of different parameters on the formation of electropolymerized films was studied : the nature and concentration of the monomer, composition of electrolyte, scan rate of film formation… Different techniques (optical and scanning electron microscopy, spectroscopic ellipsometry, AFM) were used to characterize the morphology and thickness of these films. The in situ formation of electropolymerized films was also studied, using a fixed angle laser reflectometer coupled with cyclic voltammetry. A correlation between the morphologies of the films and reflectometry signals was achieved. The results obtained were supported by measuring the refractive index and thickness of the films by spectroscopic ellipsometry and absorbance by UV-Visible spectrophotometry. Secondly, the assembly of composites particles, consisting of inorganic nanoparticles (silica) absorbed onto organic microparticles (latex) was performed on a metal surface. Micrometer-sized latex particles allowed to control their transport to the surface and the nanoparticles provided the desired functionality. The electrophoretic deposition of particles was studied as a function of different physicochemical parameters (pH, concentration and nature of organic additives, polarization…). The deposition of the composite particles may be reversible or irreversible, depending on experimental conditions. Furthermore, desorption of nanoparticles is observed in some cases. After selecting the experimental conditions for optimum deposition of composites particles (without desorption of nanoparticles), the assembly of these particles on the functionalized metal substrate by polymer film was studied. During their electrophoretic deposition, the particles absord mainly around clusters of polymer films
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Dolan, Jeffrey Alan. "Characterization of Laser Modified Surfaces for Wood Adhesion." Thesis, Virginia Tech, 2014. http://hdl.handle.net/10919/64352.
Abstract:
The controlled degradation of wood surfaces with infrared light from a CO2 pulsed laser facilitated adhesion without the use of additional resins. Laser modification creates a surface phenomenon that physically and chemically alters the natural biopolymer organization of lignocellulosic materials in a way that promotes adhesion when hot pressed using typical industrial equipment. Laser optimization was determined through mechanical and microscopic observation. It was determined that a mild level of laser surface modification (scale of 30 W/mm2) resulted in the highest bond-line strength. The large spot size of the laser beam resulted in evenly modified surfaces. Surface analysis revealed that laser modification changed native wood morphology, hydrolyzed and vaporized hemicellulose, and enriched the surface with cellulose II and lignin. Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR FTIR) was used to analyze the bulk of the laser material. This experiment revealed a change in the hydroxyl region related to hydrogen bonding conformations between wood polymers, mainly cellulose. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) provided an elemental composition of the top 5 nanometers of the surface, which resulted in increased carbon-carbon/carbon-hydrogen linkages and decreased oxygen containing bonds due to laser ablation. Static acid-base contact angle analysis was conducted using three probe liquids to find the Lewis acid, Lewis base, and dispersion components of the top nanometer of surface chemistry. Contact angle analysis revealed laser modified samples had a surface free energy that remained similar to the control wood sample. In addition, the dispersion component of the surface free energy increased due to laser ablation while acid-base components were reduced. Atomic force microscopy (AFM) visually displays a reduction in surface roughness due to the laser technique. An additional set of experiments like thermal gravimetric analysis, thermal pre and post treatments, and heated ATR FTIR and XPS support findings which require more investigation into this adhesion phenomenon.Master of Science
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Herisson, Jean. "Biodétérioration des matériaux cimentaires dans les ouvrages d'assainissement : étude comparative du ciment d'aluminate de calcium et du ciment Portland." Thesis, Paris Est, 2012. http://www.theses.fr/2012PEST1135/document.
Abstract:
La nécessité de rénover les réseaux d'assainissement des grandes villes et les besoins de construire de nouvelles structures conduisent les gestionnaires de réseaux d'assainissement et les fabricants de canalisation à rechercher des solutions pour obtenir des installations d'assainissement durables. Parmi les détériorations rencontrées dans ces structures, 9% peuvent être attribués à la biodétérioration des matériaux cimentaires. Cette étude a deux objectifs principaux. Le premier est de développer un essai accéléré reproductible en laboratoire et qui donne des résultats proches de ceux obtenus sur site. Le second est d'étudier la biodétérioration des matériaux cimentaires pour mieux comprendre les mécanismes et plus spécifiquement la différence de comportement entre les matériaux à base de ciment d'aluminate de calcium (CAC) et de ciment Portland ordinaire (OPC). Dans ce cadre, différentes formulations cimentaires ont été exposées in situ afin de déterminer les paramètres influant sur la biodétérioration. En parallèle, des expériences en laboratoire ont été réalisées pour mieux comprendre chaque étape du mécanisme de biodétérioration. Les résultats des expositions sur site montrent que les matériaux à base de CAC ont une durabilité plus importante que les autres formulations cimentaires. Les études réalisées en laboratoire permettent d'attribuer ces meilleures performances à la teneur en aluminium qui inhibe la croissance des microorganismes tout en protégeant la matrice grâce à la précipitation d'une couche d'alumine hydratée dans la porosité et à la surface de ces matériaux et qui maintient le pH à 3,5-4. La chimie de surface a également un rôle important en favorisant ou non l'oxydation abiotique de l'H2S. Les résultats des expositions sur site et des différents essais de laboratoire ont été utilisés pour développer un essai accéléré donnant des résultats prometteursThe need for renovation of sewer networks in major cities and the necessity to build new structures lead managers of sewer pipe and manufacturers to seek for solutions for sustainable sanitation. 9% of damages encountered in these structures can be attributed to the biodeterioration of cementitious materials. This study has two main objectives. The first one is to develop an accelerated reproducible laboratory test that gives results similar to those obtained on site. The second is to study the biodeterioration of cementitious materials in order to better understand mechanisms and more especially the difference in behavior between materials based on calcium aluminate cement (CAC) and ordinary Portland cement (OPC). Within this framework, different cement formulations were exposed in situ to identify the parameters influencing biodeterioration. Meanwhile, laboratory experiments were conducted to better understand each step of the mechanism of biodeterioration. Results of on site exposition show that materials based on CAC have a greater durability than other cement formulations. Laboratory studies assign these best performances to the aluminum content which inhibits the growth of microorganisms while protecting the matrix by precipitation of a hydrated alumina layer in the porosity and on the surface of these materials. This layer maintains the pH at 3.5-4. Surface chemistry was shown to play an important role in catalizing abiotic oxidation of H2S. The results of on-site exhibitions and various laboratory tests were used to develop an accelerated test giving promising results