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Thèse : Valorization of plastic non-woven sheets of polythyene terephthalate (PET) for the development of environmental friendly concrete

déc. 6 2021

Soutenance de thèse : Bahij Sifatullah

Titre : Valorization of plastic non-woven sheets of polythyene terephthalate (PET) for the development of environmental friendly concrete

Équipe : GCE

 

Résumé

Cette étude vise à lever certains verrous scientifiques afin de rendre possible l'uitilisation des déchets de polyéthylène téléphtate (PET) intissé pour élaborer de nouveaux mortiers ou bétons et d'étudier leurs effets sur les propritétés à l'état frais, propriétés physiques, propriétés mécaniques, propriétés acoustiques, propriétés thermiques et microstructurales des matériaux cimentaires. Le PET intissé a été utilisé en faisant varier le type d'incorporation : Comme une couche, sous forme de pièces découpées. Dans le cadre d'utilisation en tant qu'une couche, 5 différentes configurations ont été réalisées : 1 couche, 2 couches, 2 faces, 3 faces et enveloppement complet pour renforcer des échantillons. De plus, sous forme de morceau avec une dimension de (10x10)mm, trois différents taux d'incorporation de 0,25 %, 0,50%, et 0,75% ont été incorporés dans le mortier/béton. Enfin, le phénomène d'adhésion entre intissé et matérieux cimentaire a été également analysé. Les résultats expérimentaux obtenus dans le cadre de ce travail permettent le mise en évidence de l'incorporation des déchets de polyéthylène téréphtalate (PET) intissé dans les matériaux cimentiares. Utilisation d'intissé comme une couche présente une amélioration significative des propriétés mécaniques avec un comportement ductile sous une sollicitation mécanique. Par contre, ces propriétés diminuent en incorporant l'intissé sous une forme de morceau. Indépendamment de type d'usage d'intissé, les propriétés de transferts : acoustique et thermique des matériaux cimentaires améliorent. Enfin, l'utilisation de ce genre de déchets (PET intissé) peut-être recommandé comme une couche pour l'amélioration des propriétés mécaniques et de transferts.

Mots clés : Intissé, Mortier/ Béton, Propriétés physiques, Propriétés mécanniques, Propriétés transferts, adhésion.

 

Abstract

This study intends to investigate the effect of non-woven polyethylene terephthalate 5PET) waste plastic tissue on the fresh, physical, mechanical, acoustic, thermal, and microstructural behaviors of mortar and concrete. Including reference specimens, non-woven fabrics were considered in two ways : As a layer with 5 various configurations of 1-Layer, 2-Layers, 2-Sides, 3-Sides, and full wrapping to strengthen specimens, and As cut pieces (10x10)mm with four different incorporated ratios of 0%, 0,25 %, 0,50%, and 0,75%. Lastly, the bond properties between non-woven sheets and cementitious materials were investigated as well. The results indicate that the mechanical properties (compressive, split tensile, and flexural strengths) were remarkably improved while applying non-woven sheets as a layer. Even though SEM analysis observed excellent distribution of cut pieces and good bonding between cementitious materials and PET fabrics, but mechanical properties were decreased with the incorporation of non-woven tissue as cut pieces. Moreiver, the control specimens showed brittle behaviors and were damagede to many fragments after mechanical testing. While samples strengthened or containing cut pieces of non-woven tissue had improved ductility, were maintained together, and not separated into many small parts. On the other hand, the incorporation of cut pieces of non-woven sheets resulted in the reduction of workability, fresh and dry densities and these reductions were more significant for higher percentages. additionally, the porosity and water absorption were enhanced with the incorporation of cut pieces and increased further for higher volume fractions of cut pieces. Also, the attachment of non-woven tissue as a layer to strangthened concrete samples or incorporation of cut pieces in concrete mixtures resulted in remarkable improvements in acoustic and thermal properties. Furthermore, it was found that non-woven tissue has a very goof bond with cementitious materials without using any adhesive materials. However, the bond behaviors enhanced with the increase of w/c ratio and reduction of superplasticizer content. This is because of the microstructure of non-woven sheet that is made of hairlines microfilaments that interacted inside the cement paste after mortar casting. This phenomenon was verified by interferometry and microscopic analysis as well. Finally, the correlations between different properties of concrete have plotted between each other, the trend of lines and R°2 coefficient clearly prove the excellent accuracies. It means that certain properties of such type of concrete could be predicted from other already known behaviors. In addition, the current research date was checked by previously developed models and shows grear accuracy as well.

Keywords : Non-woven sheets, Mortar/concrete, Physical properties, Mechanical properties, UPV, Thermal conductivity, Adhesion properties

Les membres du Jury sont :

  • Mme.FEUGEAS Françoise : Directrice de thèse (Professeure INSA Strasbourg) 
  • Mme.FAQIRI Amanullah : Co-directrice (Professeure Université Polytechnique de Kaboul)
  • M.LAFHAJ Zoubeir : Rapporteur (Professeur Ecole Centrale de Lille)  
  • Mme.GHORBEL Elhem : Examinatrice (Professeure Université de Cergy Paris)   
  • M.WAIZY Hamidullah: Rapporteur (Professeur Université Polytechnique de Kaboul)
  • M.SHNIZAI Zakeria : Examinateur (Professeur Universié Polytechnique de Kaboul)                                        

La soutenance aura lieu le lundi 6 décembre à 9h30 dans l'amphithéâtre de VINCI (E0.21) à l'INSA de Strasbourg (24 boulevard de la victoire 67084 Strasbourg.

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