Caractérisation des interactions physico-chimiques dans un matériau composite à base de phyllosilicates, de chaux et de fibres végétales

Discipline

Matériaux Céramiques et Traitements de Surface

Classification

Technologie (Sciences appliquées),

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

cellulose, argiles, matériaux composites, fibres naturelles

Mots-clés

Liants - Hydraulique - Thèses et écrits académiques,

Minéraux argileux - Thèses et écrits académiques,

Fibres cellulosiques - Thèses et écrits académiques,

Composites à fibresComposites à fibresComposites à fibres -- Céramiques renforcées de fibres,

Traitements de surface - Thèses et écrits académiques

En vue de comprendre les mécanismes physico-chimiques régissant les interactions entre des fibres de chanvre et une matrice à base de chaux, puis de chaux et d'argiles, les effets de différents traitements chimiques des fibres sur l'état de surface des fibres d'une part et sur les propriétés mécaniques des composites d'autre part ont été évalués. Un traitement basique à l'hydroxyde de sodium (NaOH) permet ainsi d'augmenter les forces d'adhésion entre la fibre et un colloïde de silice et d'accroître les propriétés mécaniques d'un matériau composite dont la matrice est constituée de chaux uniquement ou de chaux et de kaolin. Il se peut que de part les modifications engendrées par ce traitement, la fibre, présentant une rugosité plus élevée et une composition chimique plus homogène en surface, soit plus réactive vis à vis de la chaux. Ce résultat n'est pas vérifié pour une matrice constituée d'illite, probablement dû au fait qu'elle possède une réactivité supérieure à celle de la fibre et va préférentiellement réagir avec la chaux. Les autres traitements réalisés, avec de l'acide éthylène diamine tétra-acétique (EDTA), du polyéthylène imine (PEI), une solution saturée d'eau de chaux et une solution de chlorure de calcium n'ont pas d'effets sur les propriétés mécaniques. Ces résultats montrent que les traitements chimiques modifient les propriétés physico- chimiques des fibres mais n'ont pas nécessairement d'effets sur les propriétés mécaniques des composites. Les matériaux obtenus possèdent, dans le cas d'un traitement à la soude et d'une matrice chaux, une meilleure rigidité, une contrainte à la rupture accrue due à une adhésion fibre-matrice renforcée.