Добірка наукової літератури з теми "Poudres de fibres de verre polyester"

L’impression 3D du béton est l'une des technologies de construction les plus récentes. Elle offre des avantages et des opportunités par rapport à la méthode de construction traditionnelle, notamment la rapidité de la construction et la flexibilité de la conception architecturale. Cependant, la plupart des encres imprimables utilisées à ce jour nécessitent une forte teneur en ciment, dont la production génère de fortes émissions de CO2. La réduction de l'impact environnemental du béton imprimable est actuellement au centre des préoccupations des chercheurs qui visent à utiliser des matériaux alternatifs pour remplacer le ciment et réduire sa forte consommation dans les mélanges imprimables en 3D. Ces travaux de recherche portent sur la valorisation de matériaux alternatifs et innovants, actuellement considérés comme des déchets, dans l'impression 3D, afin de développer des mélanges imprimables à faible impact environnemental. Les matériaux alternatifs utilisés sont les sédiments de dragage, les poudres de fibres de verre polyester et la terre excavée. Ces matériaux sont choisis pour leur potentiel de valorisation, leurs propriétés intrinsèques et pour la nécessité urgente de les gérer en raison de leur grande quantité. Par ailleurs, peu de travaux sont consacrés à la valorisation de ces types de matériaux dans l'impression 3D du béton, d’où l’objectif de cette thèse. Une méthodologie expérimentale est ainsi mise en œuvre pour développer des mélanges optimaux. Tout d'abord, l'extrudabilité et la buildabilité sont évaluées et vérifiées afin de valider l’imprimabilité des mélanges développés. Ensuite, les propriétés à l’état frais et durci des mortiers imprimables sont étudiées. De plus, dans ces travaux, différentes échelles d'impression sont testées, depuis l'échelle du laboratoire jusqu’à celle d'une imprimante 3D. Dans la première partie de l’étude, le sédiment flash calciné est utilisé dans une formulation témoin imprimable, produisant un liant binaire (ciment/sédiment flash calciné) et un liant ternaire (ciment/sédiment flash calciné/filler calcaire), et les poudres de fibres de verre polyester sont utilisées, en tant que renfort, dans la formulation témoin, substituant une partie du sable. Dans la deuxième partie de l’étude, la terre est utilisée en tant que substitut total du sable. Les résultats de la première partie de l’étude montrent que plusieurs mélanges contenant du sédiment flash calciné sont imprimables. Ces mélanges contiennent 5 et 10% de sédiment lorsque le sédiment est valorisé seul, et 10 et 20% de sédiment lorsqu'il est valorisé avec 20 et 30% de filler calcaire, respectivement. Une substitution du ciment de 50% est donc atteinte avec le mélange imprimable contenant 20% de sédiment et 30% de filler calcaire. En outre, les mélanges contenant jusqu'à 10% de poudres de fibres de verre polyester sont également imprimables. D’autre part, les résultats de la deuxième partie de l’étude montrent que les formulations développées avec un taux élevé de terre excavée et une faible teneur en ciment sont imprimables et résistantes. Les formulations imprimables contiennent différentes quantités de terre, environ 2, 4 et 6 fois la quantité du ciment, la formulation la plus écologique ayant une teneur en terre de 1602 kg/m3 et une teneur en ciment de 282 kg/m3. Ces travaux de recherche mettent en évidence la possibilité de développer de nouveaux mélanges écologiques et résistants à base de matériaux de substitution, qui peuvent être utilisés dans des applications de construction par impression 3D
Concrete 3D Printing is one of the newest technologies in the field of construction. It offers advantages and opportunities over the traditional construction method, notably speed of construction and flexibility of architectural design. However, most printable materials used nowadays require a high cement content, the production of which generates significant CO2 emissions. Reducing the environmental impact of printable concrete is currently the focus of researchers who aim to use alternative materials to replace cement and reduce its high consumption in 3D printable mixes. This research work focuses on the valorization of alternative and innovative materials, currently considered as waste, in 3D printing, to develop printable mixtures with low environmental impact. The alternative materials used are dredged sediments, polyester glass-fiber powders and excavated soil. These materials are chosen for their recycling potential, their intrinsic properties, and the urgency of their management due to their large quantity. Moreover, little work is devoted to the recycling of these specific types of waste in concrete 3D printing, hence the objective of this thesis. An experimental methodology is therefore implemented to develop optimal mixtures. First, the extrudability and buildability are evaluated and verified in order to validate the printability of the developed mixes. Then, the fresh and hardened properties of the printable mortars are studied. Furthermore, in this research, different printing scales are tested, from the laboratory scale to the 3D printer scale. In the first part of the study, flash-calcined sediment is used in a printable control mixture, producing a binary binder (cement/flash-calcined sediment) and a ternary binder (cement/flash-calcined sediment/limestone filler), and polyester glass-fiber powders are used, as reinforcement, in the control mixture, substituting a portion of the sand. In the second part of the study, excavated soil is used as a total substitute for sand. The results of the first part of the study show that several mixtures containing flash-calcined sediment are printable. These mixtures contain 5 and 10% of sediment when used alone, and 10 and 20% of sediment when used with 20 and 30% of limestone filler, respectively. A cement substitution of 50% is therefore achieved with the printable mixture containing 20% of sediment and 30% of limestone filler. In addition, mixtures containing up to 10% of polyester glass-fiber powders are also printable. Furthermore, the results of the second part of the study show that formulations with a high content of excavated soil and a low cement content are printable and resistant. The printable formulations contain different amounts of soil, about 2, 4 and 6 times the amount of cement, with the most environmentally friendly formulation having a soil content of 1602 kg/m3 and a cement content of 282 kg/m3. This research work highlights the possibility of developing new ecological and resistant mixtures based on alternative materials that can be used in 3D printing construction applications

L'objectif de ce travail a consisté à évaluer l'influence des caractéristiques de l'interface sur la réponse mécanique de composites à renfort fibre de verre et à matrice polyester insaturé. L'ajout de certains thermoplastiques, dits additifs low profile (lpa) dans le mélange prépolymère(up)-styrène(st) permet d'éliminer le retrait volumique qui accompagne la formation du réseau polyester. Les additifs lpa incorporés dans la matrice sont soit le polyacétate de vinyle (pvac), soit un terpolymère méthacrylate de méthyle / acide méthacrylique / méthacrylate hydroxyle (pmma(oh)). Les ensimages sont compatibles avec chaque formulation, et se différencient vis-à-vis de leur solubilité, qui traduit en fait le degré d'accrochage de l'agent filmogène sur la fibre. La confrontation de données micro et macromécaniques, et physico-chimiques permet d'établir un schéma de constitution de l'interface dans les différents systèmes
Les influences respectives du degré de solubilité et de la nature de l'additif sur la microstructure de l'interphase sont découplées. Dans les systèmes insolubles, l'ensimage formant un réseau réticule à la surface du verre, son influence sur la thermodynamique locale est réduite. La liaison à l'interface est assurée par la formation d'un réseau interpénètre réticule, ce qui confère un caractère fragile à l'interface dans ces composites. Dans le cas soluble, la nature de l'additif low profile est déterminante dans la constitution de l'interphase. Pour le système à base pvac, la solubilisation partielle de l'ensimage modifie localement le diagramme de phase ternaire up-st-lpa, et conduit à la ségrégation du thermoplastique à l'interface. L'interphase a alors un caractère plutôt ductile. Pour le système à base pmma(ho), le développement de liaisons hydrogène au sein de l'additif limite la solubilisation de l'ensimage, et donc son influence sur la gélification de la résine. Les ponts hydrogène jouant le rôle de nœuds de réticulation, le schéma de constitution de l'interface est similaire à celui du système insoluble

Les materiaux composites a matrice polyester insature et renfort fibre de verre trouvent des applications dans la realisation de structures de grandes dimensions pour la construction navale. L'environnement humide, particulierement reactif vis-a-vis de ces composites, diminue la durabilite de ces materiaux. L'un des mecanismes preponderants de degradation susceptibles de reduire les proprietes mecaniques du composite est la fissuration osmotique de la matrice. L'objectif de cette these est donc d'etudier en detail la microcavitation des matrices, dans sa phase d'amorcage et de propagation, d'evaluer ensuite l'incidence de l'endommagement osmotique sur les proprietes mecaniques de la matrice et du composite afin de construire une methode de prevision de duree de vie. L'etude de l'etape d'amorcage conduit a la proposition d'un nouveau mecanisme : la nucleation des fissures resulte de la demixtion polymere-petites molecules organiques (pmo), ces dernieres etant generees pour l'essentiel par l'hydrolyse du polyester. L'etablissement d'un modele cinetique permet de rendre compte, au moins de facon semi-quantitative, de tous les resultats relatifs a la relation structure-stabilite des polyesters. Une etude cinetique de la propagation permet de faire le lien entre la cinetique d'endommagement (propagation de fissures) et la cinetique chimique (accumulation de pmo). Enfin, les proprietes mecaniques de la matrice et du composite sont correlees aux donnees relatives a l'endommagement osmotique. Le temps d'induction de la fissuration dans la matrice pourrait constituer un critere de fin de vie.

La réalisation de guides d’onde ou de sources pour l’infrarouge moyen nécessite l’utilisation de verres optiques autres que la silice qui sont souvent fragiles, chers et difficiles à mettre en oeuvre, surtout pour la conception de PCF. Nous avons proposé de développer la géométrie inédite des fibres optiques multimatériaux dont seule la zone active est composée du verre performant. Une gaine en silice protège le coeur d’attaque mécanique ou chimique possible. Certains verres optiques permettent la réalisation de fibres verre/silice à forts Δn et des coefficients NL similaires à ceux de PCF air/verre. Un procédé, basé sur l’utilisation de poudres, a été développé pour la réalisation de FOM et de fibres plus conventionnelles dont les pertes optiques sont de l’ordre des pertes intrinsèques au matériau. Cette méthode peut être adaptée à tout type de verre sous forme de poudre et est compatible aux procédés Rod-in- Tube et Stack-and-Draw pour la conception de fibres multimatériaux microstructurées. Une méthode interférométrique a également été développée pour caractériser l’indice de réfraction de verres originaux présents dans le coeur de ces fibres sur une large bande spectrale
The realization of far infrared optical fibres as waveguides or light sources need special optical glasses which are sometimes expensive, brittle and difficult to use for PCF’s drawing. To overcome those drawbacks, we purposed the realization of multimaterials optical fibres for which only the core material is composed of the performed glass and the high fibre strength is allowed thanks to the pure silica cladding. Such glass/silica fibres present high Δn and non linear coefficients comparable to all glass PCF. We have also developed a process to realize these fibres, based on the use of powdered materials and compatible with PCF realizations. Optical losses of the multimaterials fibres presented here are a few dB/m in the near infrared band. Moreover, an interferometric method has also been developed to estimate the optical fibre core material refractive index on a wide wavelength band

Les travaux réalisés concernent la caractérisation des matériaux composites verre/polyester utilisés en construction navale de plaisance. Plus précisément, les propriétés des résines polyester limitant les émissions de styrène sont étudiées. Des essais physico-chimiques et mécaniques ont tout d'abord permis de mieux comprendre le rôle joué par les constituants de base (matrice, fibres et interface fibre/matrice) au sein d'un composite. Ensuite, une étude des mécanismes d'endommagement, de résistance au délaminage et de résistance au choc a été réalisée pour des stratifiés monolithiques. La question de la durabilité a aussi été abordée en regardant l'influence de l'environnement marin au travers deux paramètres : la température de sollicitation et le vieillissement en eau de mer. Enfin, un passage matériau/structure est effectué en s'appuyant sur trois points : l'influence des conditions de mise en oeuvre (reprise de stratification), le comportement de panneaux soumis à une pression uniforme et les règles de dimensionnement. Il en ressort qu'une approche multidisciplinaire intégrant plusieurs échelles d'investigation est particulièrement pertinente pour appréhender les spécificités liées à l'étude des matériaux composites
The work performed in this study is concerned with the characterization of glass/polyester composites for the pleasure boat industry. In particular the properties of polyester resins limiting styrene emissions have been evaluated. Physico-chemical and mechnanical tests were first performed in order to understand the roles played by the constituants (matrix, fibres and fibre/matrix interface). Then a study of damage mechanisms, delamination and impact resistance, was carried out on composite specimens. Durability and the influence of the marine environment was also examined through two parameters, temperature and sea water aging. Finally the transfer from material to structure was illustrated through three aspects : the influence of fabrication (over-lamination), the behaviour of panels subjected to uniform pressure loading, and the design rules. The results of the study show that a multi-disciplinary approach, including investigation at different scales, is necessary to understand the specific characteristics of these composite materials

Un procédé d’hydrolyse en conditions batch est étudié pour rompre les liaisons ester de résines polyester insaturé et réticulé au styrène, matrices de matériaux composites renforcés de fibres de verre. Des conditions sous-critiques biphasiques apparaissent adaptées compte tenu de la chimie en jeu. La réaction d’hydrolyse suit en effet un mécanisme Aac2 et nécessite donc des conditions favorables à la réalisation de réactions ioniques, à savoir en particulier un produit ionique et une constante diélectrique relative de l’eau suffisants. Elle permet de récupérer en particulier les monomères d’origine de la résine. Mais ceux-ci subissent également des réactions secondaires ioniques. Ce traitement par hydrolyse affecte par ailleurs la qualité des fibres de verre récupérées. Elles sont corrodées, perdant ainsi une partie de leurs propriétés mécaniques, et nécessitent une phase de rinçage pour les débarrasser des substances organiques résiduelles. Des conditions ont cependant pu être identifiées comme permettant de minimiser la dégradation de leurs propriétés mécaniques. Ces conditions permettent également un taux de récupération maximal en monomères de la résine. Ainsi en moins d’une heure à 275°C, il est possible de rompre quasiment toutes les liaisons ester de la résine. Prolonger la durée de traitement ne fait que permettre aux réactions secondaires de se poursuivre. Un fonctionnement semi-continu s’avère indispensable pour minimiser les réactions secondaires et éviter l’étape ultérieure de rinçage des fibres. Il peut permettre par ailleurs une dégradation moins importante de ces dernières
A hydrolysis process in batch conditions is applied to break ester bonds of unsaturated polyester resins, crosslinked with styrene, as matrices of composite materials reinforced with glass fibres. Subcritical two-phase conditions appear adapted in view of the involved chemistry. The hydrolysis reaction follows in fact an Aac2 mechanism and requires then conditions enhancing ionic reactions, that is to say in particular sufficient values of the ionic product and of the relative dielectric constant of water. It allows the recovery of the initial monomers of the resin. But the latter’s are subjected to secondary ionic reactions. This hydrolysis treatment also affects the quality of the recovered glass fibres. They are corroded, loosing thus some of their mechanical properties, and require a washing phase to remove residual organic components. Conditions have however been identified as allowing minimizing the degradation of their mechanical properties. Those conditions also allow a maximum recovery rate of the initial monomers of the resin. Thus in less than an hour, it is possible to break almost all the ester bonds of the resin. A longer treatment time only allows secondary reactions to continue. A semi-continuous process appears to be essential to minimize secondary reactions and avoid the washing post-treatment of the fibres. It can also allow a less important degradation of them