Durability modelling of glass fibre reinforcement in cementitious environment: Fid-Bau Portal

Durability modelling of glass fibre reinforcement in cementitious environment

Orlowsky, J. / Raupach, M. / Cuypers, H. / Wastiels, J.

Abstract A main topic of consideration for glass-fibre reinforced cementitious composites is their durability. Recent developments of new cementitious matrices and advances in chemical composition and sizing of glass fibres lead to increased durability of cementitious composites with glass fibre reinforcement. Still, the relative importance of the main degradation mechanisms is not fully understood. A joint experimental program at RWTH-Aachen (Germany) and VUB-Brussels (Belgium) shows that the pH of the matrix has a considerable influence on the durability of the studied composite. Recent investigations on single filaments in high alkalinity solutions and on rovings in concrete show that filaments lose strength mainly due to chemical attack in local weak points of the glass structure. Once this chemical attack becomes diffusion controlled, further corrosion slows down to a considerably lower rate. The aim of these investigations is to finally build a model, allowing prediction of the long-term behaviour of textiles—made of glass filaments—in concrete, which is based on the physico-chemical background of degradation.

Résumé Même à ce jour, la durabilité reste une considération importante dans l'usage des composites à matrice cimentaire renforcés par des fibres de verre. Les développements récents en matière de matrices cimentaires et les progrès réalisés dans le domaine de l'ensimage des fibres de verre ont déjà abouti à une amélioration de la durabilité des composites cimentaires renforcées par des fibres de verre, mais l'importance relative des mécanismes de dégradation n'est pas encore établie. RWTH-Aachen (Allemagne) et ULB-Bruxelles (Belgique) ont accompli un programme expérimental qui montre que le pH de la matrice a une influence importante sur la durabilité des composites. Des recherches sur des filaments individuels, qui ont été submergés dans une solution à alcalinité élevée, et des analyses sur des ‘rovings’ dans le béton, montrent qu'une attaque chimique localisée dans des points faibles de la structure du verre est la raison de la diminution de la résistance mécanique. Dès l'instant du contrôle diffusif de la propagation de l'attaque chimique, la vitesse de corrosion diminue fortement. Le but final de ces recherches est de construire un modèle qui permettrait de prédire le comportement à long terme des renforts de textile-de verre dans le béton, basé sur le comportement physique de la dégradation.