Caractérisation microstructurale et mécanique d’un composite cimentaire renforcé par des fibres de lin

Characterizations mechanical and microstructural of flax fibre cement composite reinforced

¹ Ecole d’Ingénierie et Travaux de la Construction de Caen, 14610, Epron, France
² Laboratoire CRISMAT UMR 6508 CNRS, ENSICAEN 14050 Caen Cedex 4, France

Résumé

Dans la perspective de valorisation des fibres de lin dans les matériaux de construction, la présente étude s’intéresse à la caractérisation microstructurale et mécanique d’un composite cimentaire renforcé par des fibres de lin. Les analyses microstructurales au MEB ont été menées pour évaluer l’homogénéité de la distribution des fibres, la qualité de l’interaction fibre/matrice et l’influence de leur présence sur les défauts microstructuraux. Le comportement mécanique en flexion du mortier renforcé par les fibres de lin est étudié en fonction de la longueur et la teneur en fibres. Les résultats indiquent une bonne adhésion entre les fibres et la matrice à l’état frais. Mais les fibres étant hydrophiles, elles gonflent pendant la prise du ciment et le retrait lors du séchage engendre alors des déchaussements. Les résultats de caractérisation mécanique sont encourageants. Tout d’abord, la fissuration du mortier due au retrait au jeune âge est fortement réduite du fait de la présence des fibres. Ensuite, la rupture brutale de la matrice en monolithe laisse place à un comportement quasi-ductile quand la teneur ou la longueur de fibre augmente. Ce changement de comportement, analysé en termes d’indice de ténacité, illustre la capacité remarquable des fibres de lin à renforcer les matrices cimentaires du fait de leurs bonnes propriétés mécaniques.

Abstract

With the purpose of the flax fibre valuing in construction materials, this study focuses on the characterizations mechanical and microstructural of flax fibre cement composite reinforced. The mechanical strength was studied as the function of fibre volume ratio and length. Meanwhile, the microstructural analysis investigated the homogeneity of fibre scattering, the interaction fibre/cement matrix and the influence of flax fibres on the defects microstructures. The results show the interesting mechanical properties of flax fibre in comparison with other fibre vegetable. But they are damaged in an alkaline environment such as concrete or cement composite. In fresh state, a good adherence between fibre and cement matrix was found. But as hydrophilic, the flax fibres absorb water and become inflated. Afterwards, the fibres return deflated at the drying time and this dry/wet cycling reduce the fibre/matrix bond. Being reinforced by the flax fibres, the brute failure of cement materials was replaced by the one more ductile when the fibre ratio increased. This transition was evaluated by the toughness indexes that allow measuring the energy absorption of flax fibre.