Influence de la longueur et de la concentration dela fibre naturelle sur la résistance à la flexion du mortier

Abstract

The present study aims to assess the contribution of sisal fibers, a locally sourced and economically accessible natural fiber in Algeria, as well as the influence of modifying the granular matrix with granulated slag sand on the properties of mortars. The study specifically examined the impact of sisal fiber length (1, 1.5, and 3 cm) and dosage rate (0.5%, 1%, and 2%). At the same time, the use of two types of modified sand (15% and 30% granulated slag sand) was investigated as part of an effort to develop sustainable construction materials and valorize industrial by-products. An experimental program was conducted, including the preparation of 30 distinct mortar formulations ( control and reinforced).The key properties of both fresh mortars (apparent volumetric mass and spread) and hardened mortars (flexural strength, ultrasonic pulse velocity, and water absorption by immersion) were systematically characterized in accordance with European standards. The results indicate that sisal fibers significantly influence mortar performance, with varying effects depending on the length and dosage. Improvements in flexural strength were observed for specific combinations, whereas others showed a decrease. Ultrasonic testing suggests a potential improvement in structural quality with medium to long fiber lengths, and water absorption generally decreases, indicating a reduction in porosity and potential improvement in durability. This study confirms the potential of sisal fibers and slag-modified sand to enhance the properties of mortars. ----------------------------------------------------------------------------------- مـلخــص تهدف هذه الدراسة إلى تقييم مساهمة ألياف السيزال، وهي ألياف طبيعية محلية وميسورة التكلفة في الجزائر، بالإضافة إلى دراسة تأثير تعديل الحبيبات المكونة للمونة باستخدام الرمل الخبثي المحبب على خصائص المونة. وقد تمحورت الدراسة حول فحص أثر طول ألياف السيزال (1، 1.5، و3 سم) ونسبة الاستخدام (0.5%، 1%، و2%). وفي الوقت ذاته، تم اختبار استخدام نوعين من الرمال المعدلة (15% و30% رمل خبث محبب) في إطار الجهود المبذولة لتطوير مواد بناء مستدامة وتثمين المنتجات الثانوية الصناعية.تم تنفيذ برنامج تجريبي شمل إعداد 30 تركيبًا مختلفًا من المونة (الشاهد والمسلحة).تم دراسة الخصائص الرئيسية للمونة الطازجة (الكثافة الحجمية الظاهرية وقابلية الانتشار) والمونة المتصلدة (مقاومة الانحناء، سرعة النبضة فوق الصوتية، وامتصاص الماء بالغمر) بشكل ممنهج وبما يتوافق مع المعايير الأوروبية. تشير النتائج إلى أن ألياف السيزال تؤثر بشكل كبير على أداء المونة، مع اختلاف التأثيرات اعتمادًا على الطول ونسبة الاستخدام. ولوحظت تحسينات في مقاومة الانحناء لبعض التركيبات، بينما شهدت أخرى انخفاضًا. كما تشير اختبارات الموجات فوق الصوتية إلى تحسن محتمل في الجودة الإنشائية مع الأطوال المتوسطة والطويلة للألياف، وانخفاض عام في امتصاص الماء، مما يدل على انخفاض المسامية وتحسن محتمل في المتانة. تؤكد هذه الدراسة على إمكانية ألياف السيزال والرمل المعدل بالخبث في تحسين خصائص المونة -----------------------------------------------------------------------------------

La présente recherche vise à évaluer l'apport des fibres de sisal, une fibre naturelle locale et économiquement accessible en Algérie, ainsi que l'influence de la modification de la matrice granulaire par le sable de laitier granulé, sur les propriétés des mortiers. L'étude examine spécifiquement l'impact de la longueur (1 cm, 1,5 cm, 3 cm) et du taux de dosage (0,5 %, 1 %, 2 %) des fibres de sisal. Parallèlement, l'utilisation de deux types de sable modifié (15% et 30% de sable de laitier granulé) a été étudiée, s'inscrivant dans une démarche de développement de matériaux de construction durables et de valorisation des sous-produits industriels.Un programme expérimental a été mené, incluant la préparation de 30 formulations de mortier distinctes (témoins et renforcés).Les propriétés clés des mortiers frais (masse volumique apparente, étalement) et durcis (résistance à la flexion, vitesse de propagation ultrasonore, absorption d'eau par immersion) ont été systématiquement caractérisées conformément aux normes européennes.Les résultats indiquent que les fibres de sisal influencent significativement les performances du mortier, avec des effets variables selon la longueur et le dosage. Des améliorations de la résistance à la flexion ont été observées pour des combinaisons spécifiques, tandis que d'autres ont montré une diminution. Les essais ultrasoniques suggèrent une amélioration potentielle de la qualité structurelle avec des fibres de longueurs moyennes à longues, et l'absorption d'eau a généralement diminué, indiquant une réduction de la porosité et une amélioration potentielle de la durabilité.Cette étude confirme le potentiel des fibres de sisal et du sable modifié au laitier pour améliorer les propriétés des mortiers.