Abstract : The purpose of this dissertation is to contribute to the field of building materials for the construction industry, by developing research on renewable building materials that are environmentally friendly. Materials are made with low cement and using local materials such as clay and waste natural fiber, formation through the process of extrusion technology. The long-term goal is finding new materials environmentally friendly building made from local materials to improve the quality of performance, speed up the building and reduce construction costs. The first study examined the physical, mechanical, thermal and microstructure of natural fibers of coir fiber that is widely available in Indonesia. Then, in terms of coir fiber ratio treated and untreated. Furthermore, it is developing Weibull models to get models tensile strength of the single coir fiber. The second study, designed the formulation of coir fiber reinforced cement and clay of composite materials to formed through a process of the extrusion technology spiral. After that, rheological testing rheometer used to examine the impact on the behavior of fiber cement paste stabilized with clay. Then, it analyzed to derive predictive models of the yield stress of composite materials. The third study, inspect mechanical extrusion product performance, using destructive mechanical testing system (MTS) and using non-destructive testing methods with digital image correlation (DIC). Then, develop mechanical models and micromechanical models of fiber composites. To get the characterization of micro-components are testing by Scanning Electron Microscope (SEM). The evolution of failure and damage observed micro cracks. The results obtained from this study, the performance of coir fiber can be improved through treatment and obtained a single fiber tensile strength models. Furthermore, the formula obtained extrusion products fiber composite materials can extrude without defects on the surface. Also, it obtained rheological models to predict the yield stress fiber composites. The addition of coir fiber increases the compressive strength and tensile strength than plain mortar. Failure and damage evolution of fiber composite is more resilient than the plain mortar. Similarly, it obtained mechanical models of the fiber effects and micromechanical models of compressive strength and tensile strength of the fiber composite. The resulting model compared with experimental data results of MTS and DIC, are giving significant results. The resulting building material is environmentally friendly materials, ductile and highly suitable for buildings in earthquake areas.
Résumé : Cette thèse se situe dans le domaine des matériaux de construction qui sont respectueux de l'environnement. Ce sont des matériaux fabriqués avec des faibles quantités de ciment et en utilisant des matériaux locaux tels que l'argile et les fibres naturelles. Leur mise en forme est réalisée à l’aide du procédé d'extrusion. L’objectif à long terme étant de trouver de nouveaux matériaux de construction respectueux de l'environnement réalisés à partir de matériaux locaux et renouvelables. Dans une première partie la structure et le comportement mécanique des fibres naturelles de noix de coco largement disponible en Indonésie sont étudiés. Un traitement simple permet de modifier la surface des fibres et d’améliorer leurs performances. L’utilisation de la loi de Weibull a permis d’obtenir un modèle pour la résistance à la traction de la fibre de coco. Dans une deuxième partie, un matériau à base de ciment, d’argile et de fibres de coco est élaboré puis mis en forme par extrusion. Après cela, des tests rhéologiques ont été réalisés pour déterminer la capacité du matériau à être mis en forme. Le matériau a été également caractérisé à l’état solide et un modèle de la limite d'élasticité des matériaux composites est proposé. Le comportement à l’état solide a été réalisé à l’aide de tests mécaniques (MTS) et en utilisant des méthodes d'essais non destructifs s’appuyant sur la corrélation d'image numérique (DIC). L’utilisation d’un microscope électronique à balayage (MEB) a permis d’observer les facies de fracture, l’orientation des fibres et d’autres éléments permettant de mieux comprendre la microstructure des composites.
