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The effect of chemical treatment on the mechanical and thermal properties of composite materials based on clay reinforced with sawdust

L’effet du traitement chimique sur les propriétés mécaniques et thermiques des matériaux composites à base d’argile renforcée par la sciure

¹ Environment and Durable Development Laboratory, University of M’sila, M’sila 28000, Algeria
² Inorganic Materials Laboratory, University of M’sila, M’sila 28000, Algeria
³ Laboratory of Anti-corrosion, Materials, Environment and Structures, University of Skikda, Skikda 21000, Algeria
⁴ Geo-Materials Development Laboratory, University of M’sila, M’sila 28000, Algeria

^* e-mail: azzedine.benyahia@univ-msila.dz

Received: 29 April 2020
Accepted: 12 March 2021

Abstract

This study investigates the effect of the chemical treatment of sawdust on the mechanical and thermal properties of a clay composite reinforced with sawdust in variable mass proportions: 0.5, 1, 1.5, 2 and 2.5%, intended for use as brick in rural houses in desert areas. The sawdust was chemically treated with 5 wt% NaOH and 0.01 wt% KMnO₄ solutions. The mechanical test results of the reinforced composite with alkali-treated sawdust show an increase in flexural and compression strength, reaching a maximum value of 0.89 and 4.85 MPa, respectively. However, the thermal test results show a significant decrease in the thermal conductivity of the sawdust-reinforced composite. The best result recorded is that of untreated sawdust, which has a value of 0.37 (W.m⁻¹.K⁻¹) compared to the one reinforced with treated sawdust.

Résumé

Dans ce travail, nous avons étudié l’effet du traitement chimique de la sciure sur les propriétés mécaniques et thermiques d’un composite à base d’argile. Cette dernière a été renforcée avec la sciure de bois à des proportions massiques variables: 0.5, 1, 1.5, 2 et 2.5 % pour l’utiliser comme briques dans les maisons rurales situées en zones désertiques. La sciure a été traitée chimiquement avec les solutions de NaOH (5 wt%) et KMnO₄ (0.01 wt%). Les résultats des essais mécaniques du composite renforcé avec la sciure traitée aux alcalis ont montré une augmentation de la résistance de flexion et de compression, atteignant respectivement, une valeur maximale de 0,89 et 4,85 MPa. Bien que, le test thermique a montré une diminution notable de la conductivité thermique du composite renforcé de sciure de bois et le meilleur résultat a été enregistré avec la sciure non traitée qui a marqué la valeur de 0,37 (W.m⁻¹.K⁻¹) par rapport à celle renforcé avec de la sciure traitée.