دراسة تأثير إضافة ألياف الحلفاء على الخصائص الميكانيكية والحرارية لجبس منطقة الفولية بالوادي

Abstract

This study aims to improve the mechanical and thermal properties of gypsum extracted from the El- Fouliya region in El-Oued Province. To achieve this objective, gypsum was reinforced with locally

available natural additives in order to enhance its performance and expand its use in the construction sector. The samples were characterized using X-ray diffraction (XRD) and X-ray fluorescence (XRF) techniques. The results revealed that the studied gypsum consists of several calcium sulfate phases. Anhydrite (CaSO4) was identified as the dominant phase, with a proportion of 62.7%. The experimental work was based on incorporating three different percentages of alfa fibers (1%, 2%, and 3%) into the gypsum matrix. The influence of these natural additives on the mechanical and thermal properties of gypsum was then investigated. The flexural strength test showed that the reference sample (gypsum only) exhibited the lowest value of 0.84 MPa, whereas the sample reinforced with 3% alfa fibers (Stipa tenacissima L.) achieved the highest value of 2.26 MPa, indicating a significant improvement in flexural strength. Regarding the compressive strength test, the reference sample recorded the lowest value of 0.68 MPa, while the gypsum reinforced with 3% alfa fibers reached the highest value of 2.21 MPa. These results confirm the effectiveness of alfa fibers in enhancing the mechanical resistance of gypsum and its ability to withstand applied stresses. Furthermore, the results demonstrated that the incorporation of alfa fibers improved thermal insulation and reduced thermal conductivity, particularly at the 3% addition level, making gypsum more suitable for insulation and building applications. These findings confirm that the incorporation of alfa fibers as a locally available natural additive represents an effective and sustainable approach for improving gypsum properties and enhancing its performance in construction and thermal insulation applications. تهدف هذه الدراسة إلى تحسين الخواص الميكانيكية والحرارية للجبس المستخرج من منطقذة الفُوليذة بواليذة الذوادي، وذلك من خالل تدعيمه بإضافات طبيعية محلية بهدف تطوير أدائه واستعماله في مجذال البنذاء. وقذد تذم توصذيف العينذات باسذتعمال تقنيذة انعذراج األشذعة السذينية )XRD)، وفلذورة األشذعة السذينية (XRF(، حيذا أظهذرت النتذائج أن الجذبس المدروس يتكون من عدة أطوار لكبريتات الكالسيوم، مع سيادة طور األنهيدريت (4CaSO (بنسبة بلغت .62.7% اعتمد الجانب التجريبي علذى خلذط الجذبس بثالثذة نسذب مختلفذة مذن الحلفذاء )،1% ،2% 3%(، إضذافة إلذى عينذات تحتوي على وردة الصحراء استُعملت ألغراض المقارنة، من أجل دراسة تأثير هذه اإلضافات على الخواص الميكانيكية والحرارية. وقد أظهرت نتائج اختبار االنحناء أن العينذة المرجعيذة )جذبس فقذط( سذجلت أدنذى قيمذة بلغذت MPa 0.84 ، بينما حققت العينة المدعمة بـ 3% من الحلفاء أعلى قيمة قدرت بـ MPa 2.26 ، مما يدل على تحسن واضح فذي مقاومذة االنحناء. أمذا بالنسذبة الختبذار الضذغط، فقذد سذجلت العينذة المرجعيذة أدنذى قيمذة بلغذت MPa 0.68 ، فذي حذين سذجلت العينذة المدعمة بـ 3% من الحلفاء أفضل نتيجة بقيمة وصلت إلى MPa 2.21 ، وهو ما يؤكد فعالية الحلفاء في تحسذين مقاومذة الجبس وتحمل اإلجهادات الميكانيكية. كما بينت النتائج أن إضافة الياف الحلفاء ساهمت في تحسين العزل الحذراري وتقليذل الناقليذة الحراريذة، خاصذة عنذد نسبة ،3% مما يجعل الجبس أكثر مالئمة لالستعمال في تطبيقات العزل والبناء. وتؤكد هذه النتائج أن دمج ألياف الحلفذاء فعاالً ومستدا ًما لتطوير خصائص الجبس وتحسين أدائه في تطبيقات البناء

كنموذج لإلضافات الطبيعية المحلية، يمثل حالً والعزل الحراري.