Elaboration d'un matériau composite à matrice gypse et renfort bois fragmenté. Amélioration de la résistance au vissage de produits préfabriqués en gypse - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2002

Elaboration of a gypsum matrix composite with wooden reinforcing fibres: Enhancement of the screwing resistance of gypsum manufactured products

Elaboration d'un matériau composite à matrice gypse et renfort bois fragmenté. Amélioration de la résistance au vissage de produits préfabriqués en gypse

Résumé

This PhD thesis studies different problems occurring whenever the association of wood fibres and gypsum is considered in the aim to correcting several flaws of gypsum manufactured Products, nowadays widely in use for indoor walls. At first, some reference data were gathered concerning both wood species that were chosen (poplar and pine): chemical analysis of the wood aqueous extracts, hygroscopic properties, shape factor measurement of fibres obtained by three different fragmenting processes, measurement of the interracial shear stress with gypsum, taking into consideration a stabilising thermal treatment of wood, called retification.

Wood extracts were shown to have a weak influence on the plaster hydration kinetics, through slight delays, without any modification of the gypsum mechanical properties. No link could be shown with the nature of the extractives.

Fibre shape was shown to be crucial for the composite mechanical properties; poplar fibres, obtained by wood defibrating, allowed to obtain performances noticeably superior to those of simple gypsum. Retification shows a negative influence, with a drop in fracture resistance properties with respect to natural fibres.

Retification-stabilised wood fibre, on the contrary, led to the stabilisation of the composite, with materials sometimes more stable than gypsum itself. Other tests on samples more representative of the final product also show a noticeable enhancement of the material properties.
Cette thèse envisage les différents problèmes inhérents à l'association de fibres de bois et de gypse dans le but d'élaborer un matériau composite résolvant une partie des défauts de produits préfabriqués en gypse, aujourd'hui largement employés dans l'édification de cloisons. Dans un premier temps, l'étude a donc été consacrée à l'obtention de données de référence concernant les deux essences de bois choisies (peuplier et pin) : analyse chimique des extraits aqueux du bois, propriétés hygroscopiques, mesure des fibres obtenues par trois méthodes de fragmentation et mesure de la contrainte de cisaillement interfaciale, en étudiant également l'influence d'un traitement thermique de stabilisation du bois, la rétification.

Nous avons pu montrer que les extraits aqueux du bois n'ont qu'une faible influence sur l'hydratation du plâtre, au travers de légers retards, sans modification des propriétés mécaniques du gypse. Aucun lien n'a pu être établi avec la nature des molécules extraites du bois.

La forme des fibres s'est montrée cruciale pour les propriétés mécaniques du composite ; nous avons pu sélectionner une essence, le peuplier, et une méthode de fragmentation, le défibrage papetier, qui permettent d'obtenir des performances nettement supérieures à celles du gypse. La rétification a montré un effet négatif, puisqu'elle induit une perte de performances par rapport aux fibres naturelles.

L'introduction de fibres de bois stabilisées par rétification a pour résultat la stabilisation dimensionnelle du composite, puisqu'on obtient un matériau plus stable que le gypse lui-même.

Des essais physiques sur des échantillons plus représentatifs du produit fini ont montré de notables améliorations de ses propriétés.
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Dates et versions

tel-00153160 , version 1 (08-06-2007)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00153160 , version 1

Citer

Pascal Boustingorry. Elaboration d'un matériau composite à matrice gypse et renfort bois fragmenté. Amélioration de la résistance au vissage de produits préfabriqués en gypse. Génie des procédés. Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2002. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00153160⟩
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