Uniaxial tensile response of microfibre reinforced cement composites: Fid-Bau Portal

Uniaxial tensile response of microfibre reinforced cement composites

Banthia, N. / Moncef, A. / Chokri, K. / Sheng, J.

Abstract Microfibre reinforced cement composites reinforced with high volume fractions of carbon, steel and polypropylene fibres were tested in uniaxial tension. Composites investigated included those with only one type of fibre (mono-fibre composites) and those with two or more types of fibres (hybrid-fibre composites) in the same mix. Considerable strengthening, toughening and stiffening of the host matrix due to microfibre reinforcement were observed. In the hybrid-fibre composites, different fibres appear to act as additive phases; i.e., they maintain their individual reinforcing capabilities. The composites were also impact tested in uniaxial tension using a newly designed instrumented impact machine. When compared with static test results, considerable sensitivity to stress rate was noted; composites were found to be stronger and tougher under impact and the improvements were more pronounced at higher fibre volume fractions. The potential of these composites for use in thin sheet products and other similar applications is recognized, and the need for continued research is stressed.

Resume Des essais en traction uniaxiale ont été réalisés sur des matrices cimentaires renforcées avec de hautes teneurs en microfibres de carbone, d'acier et de polypropylène. Les composites étudiés comprennent des matrices renforcées d'un seul type de microfibre (composites mono-fibrés) et des matrices renforcées avec deux types de microfibre ou plus (composites fibrés hybrides). Les résultats montrent que le renforcement au moyen de microfibres augmente de façon considérable la résistance en traction, la résistance en flexion, la ténacité et le module élastique de la matrice-mère. Dans le cas d'un composite fibré hybride, les différentes fibres agissent comme des phases additives, c'est à dire qu'elles gardent leur capacité de renforcement propre. Des essais d'impact en traction uniaxiale ont aussi été réalisés à l'aide d'un nouvel appareil d'impact instrumenté. Lorsque les résultats des essais d'impact sont comparés aux résultats obtenus lors des essais statiques, une sensibilité considérable au taux de chargement est observée. En effet, les composites sont plus résistants et plus tenaces sous impact, et cette amélioration est plus prononcée lorsqu'une haute teneur en fibre est utilisée. Cette étude reconnaît l'aptitude de ces composites à être utilisés pour la fabrication de produits préfabriqués minces et pour d'autres applications similaires, et justifie la nécessité d'une recherche continue dans ce domaine.