Fibre mortar composites under fire conditions: effects of ageing and moisture content of specimens

Abstract

Two small scale test series were performed using the cone calorimeter heating method to detect any differences in the way various fibres affect the thermal properties of a standard mortar. The cone shaped heater of the cone calorimeter produces a uniform heat flux on the sample surface over an area of 100×100 mm². The heat flux was adjusted to 50 kW m⁻², which corresponds to the early stage of a fully developed fire. The total exposure also corresponds roughly to the ISO 834 time-temperature curve during the first 30 minutes. Short ageing of the specimens gave very clear differences in thermal properties between fibre mortars. However, no such differences were observed with oven dried samples. This shows the importance of carrying out tests in conditions as close as possible to the end use conditions of the material or product.

Resume

Deux séries limitées d'essais ont été effectuées en utilisant la méthode de chauffage par calorimètre conique afin de détecter les différences d'action de diverses fibres sur les propriétés thermiques d'un mortier normalisé. L'élément de chauffage en forme de cône du calorimètre conique envoie un flux de chaleur uniforme sur la couche superficielle de l'éprouvette sur une surface de 100×100 mm². Le flux de chaleur était réglé à 50 kW m⁻², ce qui correspond à l'étape initiale d'un feu bien nourri. L'exposition totale également correspond environ à la courbe de température en fonction du temps durant les 30 premières minutes selon ISO 834. Pour un vieillissement court, on a observé de nettes différences entre les propriétés thermiques des CCF. Or, aucune différence de ce genre n'a été observée avec des éprouvettes séchées en étuve. Ceci prouve l'importance des essais effectués dans des conditions aussi proches que possible des conditions d'utilisation finale du produit ou du matériau. Les essais effectués sur des échantillons de taille réelle nécessitent un vieillissement plus long avant d'atteindre l'équilibre. Or, en réalité, cet équilibre s'établit si lentement que les structures sont en service bien avant qu'il soit atteint. Ceci peut signifier que des teneurs en humidité plus élevées et des temps de vieillissement plus courts que ceux qui ont été utilisés lors de ces essais doivent éventuellement être pris en considération dans l'évaluation du comportement au feu des matériaux et des produits. La méthode du calorimètre conique est un outil efficace et avantageux pour évaluer le comportement au feu des différents CCF. Le niveau de définition de la méthode est avantageux car il permet d'identifier les cas de fissuration superficielle (même à différents niveaux d'humidité des éprouvettes) et elle donne des évaluations claires de l'efficacité des différentes fibres.