The use of vegetable fibers composites in structures sometimes presents significant fires risks because of their high flammability. This work aims to study the impact of the addition of mineral filler (clay) on the fire behaviour of wood-polystyrene composites and their mechanical properties. Thus, composites containing 25% of expanded polystyrene binder have been produced. On this base material, proportions of clay ranging from 0% to 15% were gradually added. These samples were elaborated by compaction and for some them, submitted to thermoforming after drying. Both kinds of sample were subjected to flame persistence test; flexural strength and compressive strength test were also measured. The results show that composites without mineral filler ignite continuously until the total consumption and when the mineral filler content increases the combustion time decreases. The addition of the mineral filler allows these composites to pass from class M3 of moderately flammable combustible materials to class M2 of hardly flammable materials, according to the M classification of construction and furnishing materials. The measurement of the mechanical properties shows that the strengths increase when the filler content goes from 0% to 10% and then decrease. This leads to set the optimum content of mineral filler around 10%.
References
[1]
Jayasekara, R., Harding, I., Bowater, I. and Lonergan, G. (2005) Biodegradability of a Selected Range of Polymers and Polymer Blends and Standard Methods for Assessment of Biodegradation. Journal of Polymers and the Environment, 13, 231-251. https://doi.org/10.1007/s10924-005-4758-2
[2]
Shah, A.A., Hasan, F., Hameed, A. and Ahmed, S. (2008) Biological Degradation of Plastics: A Comprehensive Review. Biotechnology Advances, 26, 246-265. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2007.12.005
[3]
Zalasiewicz, J., Waters, C.N., Ivar do Sul, J., Corcoran, P.L., Barnosky, A.D., Cearreta, A., Edgeworth, M., Galuszka, A., Jeandel, C., Leinfelder, R., McNeill, J.R., Steffen, W., Summer-Hayes, C., Wagreich, M., Williams, M., Wolfe, A.P. and Yonan, Y. (2016) The Geological Cycle of Plastics and Their Use as a Stratigraphic Indicator of the Anthropocene. Anthropocene, 13, 4-17. https://doi.org/10.1016/j.ancene.2016.01.002
[4]
Traoré, B. (2018) élaboration et caractérisation d’une structure composite (sable et déchets plastiques recycles): amélioration de la résistance par des charges en argiles. Thèse de Doctorat, Université Félix Houphouet Boigny, Abidjan, 140 p.
[5]
Trouy, M.C. and Triboulot, P. (2019) Materiau bois: Structure et caractéristiques. Technique de l’ingénieur Construction bois, 253, 11-18.
[6]
AQPER (2020) Association Québécoise de la Production d’Energie Renouvelable. Colloque 5 et 6 février 2020 Chateau Laurier Québec. https://www.aqper.com/fr/colloque-2020-4
[7]
Ouattara, S. (2013) Recherche de briques légères: Conception et caractérisation de briques crues à base d’argile et sciure de bois, stabilisées au ciment Portland. Thèse de doctorat, Université Félix Houphouet Boigny, Abidjan, 160 p.
[8]
Kaho, S.P., Kouadio, K.C., Kouakou, C.H. and Eméruwa, E. (2020) Development of a Composite Material Based on Wood Waste Stabilized with Recycled Expanded Polystyrene. Journal of Composite Materials, 10, 66-76. https://doi.org/10.4236/ojcm.2020.103005
[9]
Kim, N.K., Dutta, S. and Bhattacharyya, D. (2018) A Review of Flammability of Natural Fibre Reinforced Polymeric Composites. Composites Science and Technology, 162, 64-78. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2018.04.016
[10]
Zhou, B., Yoshioka, H., Noguchi, T. and Ando, T. (2018) Experimental Study of Expanded Polystyrene (EPS) External Thermal Insulation Composite Systems (ETICS) Masonery Facade Reaction-to-Fire Performance. Thermal Science and Engineering Progress, 8, 83-92. https://doi.org/10.1016/j.tsep.2018.08.002
[11]
Kandola, B.K. and Kandare, E. (2008) Composites Having Improved Fire Resistance. In: Advances in Fire Retardant Materials, University of Bolton, Bolton, 398-442. https://doi.org/10.1533/9781845694701.3.398
[12]
Renaut, N. (2008) Amélioration des propriétés thermomécaniques et ignifuges du polypropylène. Thèse de l’Université des Sciences et Technologies de Lille, 242 p.
[13]
Hagege, S. and Verger, L. (2004) Les nanocomposites aux Etats-Unis: vers une émergence des premières applications. Sciences physiques, nanoscience, microélectronique, matériau, 13 p.
[14]
Almusawi, A.M. (2017) Mise en
œuvre et optimisation des propriétés d’une structure Sandwich en Matériaux Biosourcés (Fibre et Bois de chanvre) avec une Matrice en Polystyrène pour le Batiment’’. Thèse de doctorat, Belfort-Montbéliard, 156 p.
[15]
Kouadio, K.C. (2010) Elaboration et caractérisation de blocs d’argile stabilisée au ciment (cimarg): Influence de l’apport de dégraissant sur les caractéristiques physiques et mécaniques desblocs. Thèse de Doctorat, Université Félix Houphouet Boigny, Abidjan, 152 p.
[16]
Kouakou, C.H. (2005) Valorisation des argiles de Cote d’Ivoire: Etude de la stabilisation de blocs d’argile comprimée et stabilisée au ciment à l’aide de liants hydrauliques. Thèse de Doctorat Sciences de la terre option Géomatériaux, Université de Cocody, Abidjan, Cote d’Ivoire, 186 p.
[17]
Jolissaint (2015) Conception de briquettes de facade flexibles pour les murs arrondis. Thèse de Doctorat, Université Félix Houphouet Boigny, Abidjan, 171 p.
[18]
Rouby D. (2005) Introduction aux matériaux composites: Propriétés mécaniques des composites dans la pratique des essais, Cours M6 de l’INSA de Lyon, 9 p.
[19]
Bavelard, G. and Beinish, H. (2006) Guide de bonnes pratiques des essais de compression sur éprouvettes. Centre d'études et de Recherches de l'Industrie du Béton, 28 p.
[20]
Bharath Kumar, T., Haseebuddin, M.R., Raghavendra, N. and Vishnu Mahesh, K.R. (2018) Influence of Sic on Mechanical, Thermal, Fire and Wear Studies of Vinylester/Glass Fibre Composites. Materialstoday: Proceedings, 5, 22675-22686. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2018.06.644
[21]
Bhat, T., Chevali, V., Liu, X., Feih, S. and Mouritz, A.P. (2015) Fire Structural Resistance of Basalt Fibre Composite. Composites Part A, 71, 107-115. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2015.01.006
[22]
Arjmandi, R., Ismail, A., Hassan, A. and Abu Bakar, A. (2017) Effects of Ammonium Polyphosphate Content on Mechanical, Thermal and Flammability Properties of Kenaf/Polypropylene and Rice Husk/Polypropylene Composites. Construction and Building Materials, 152, 484-493. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.07.052
[23]
Peroni (2010) Règlementation sur le classement au feu et la réaction au feu. 17 p. https://www.peroni.com/lang_FR/_download/ClassementReactionFeu.pdf
[24]
Hamid, M.R.Y., Ab Ghani, M.H. and Ahmad, S. (2012) Effect of Antioxidants and Fire Retardants as Mineral Fillers on the Physical and Mechanical Properties of High Loading Hybrid Biocomposites Reinforced with Rice Husks and Sawdust. Industrial Crops and Products, 40, 96-102. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2012.02.019
[25]
Rajaei, M., Kim, N.K., Bickerton, S. and Bhattacharyya, D. (2019) A Comparative Study on Effects of Natural and Synthesised Nano-Clays on the Fire and Mechanical Properties of Epoxy Composites. Composites Part B, 165, 65-74. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.11.089
[26]
Benbayer, C. (2014) Nanocomposites à base d'argile et de surfactants polymérisables (surfmers): Synthèse et propriétés. Thèse de l'Université de Nice-Sophia Antipolis. 195 p.
[27]
Mbey, J.A. (2013) Films composites amidon de manioc-kaolinite: Influence de la dispersion de l’argile et des interactions argile-amidon sur les propriétés des films. Thèse de l’Université de Lorraine, 137 p.
[28]
Peurton, F. (2008) Nanocomposites à matrice thermoplastique et renfort plaquettaires: Relations élaboration-structure-propriétés. Thèse Université des Sciences et Technologies de Lille, 200 p.
[29]
Wiboon, L. (2006) Réalisation de nanocomposites polypropylène/argile par extrusion bivis. Thèse de l’école des Mines de Paris. Spécialité “Sciences et Génie des Matériaux”, 245 p.
