{"id":21059,"date":"2022-04-25T02:01:15","date_gmt":"2022-04-25T02:01:15","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=21059"},"modified":"2022-04-25T02:01:21","modified_gmt":"2022-04-25T02:01:21","slug":"why-do-we-need-tungsten-carbide-in-concrete","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/pourquoi-avons-nous-besoin-de-carbure-de-tungstene-dans-le-beton\/","title":{"rendered":"Pourquoi avons-nous besoin de carbure de tungst\u00e8ne dans le b\u00e9ton\u00a0?"},"content":{"rendered":"
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Le b\u00e9ton est g\u00e9n\u00e9ralement le mat\u00e9riau de construction le plus utilis\u00e9. C'est un mat\u00e9riau structurel convivial, \u00e9conomique, facile \u00e0 mettre en forme et efficace. Cependant, il pr\u00e9sente \u00e9galement certains inconv\u00e9nients, tels qu'un faible module d'\u00e9lasticit\u00e9, une petite plage d'\u00e9lasticit\u00e9, une faible r\u00e9sistance \u00e0 la traction et \u00e0 la flexion et une mauvaise perm\u00e9abilit\u00e9 (donc sujette \u00e0 la corrosion). Par cons\u00e9quent, le m\u00e9tal, le polym\u00e8re et la fibre sont g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9s pour renforcer le b\u00e9ton afin de surmonter ces lacunes. Il est n\u00e9cessaire d'explorer des mat\u00e9riaux durs autres que l'acier, tels que divers carbures m\u00e9talliques, pour renforcer les performances du b\u00e9ton sous forme de poudre et de particules grossi\u00e8res.<\/p>\n\n\n\n

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Les carbures m\u00e9talliques peuvent exister naturellement et peuvent \u00e9galement \u00eatre produits en tant que sous-produits de diff\u00e9rentes industries. Cependant, les carbures ont des propri\u00e9t\u00e9s uniques, telles que la duret\u00e9, la r\u00e9sistance \u00e0 l'usure, la r\u00e9sistance \u00e0 la traction, l'att\u00e9nuation des neutrons, la r\u00e9sistance \u00e0 la chaleur et l'inertie chimique. Ils sont ajout\u00e9s aux m\u00e9taux pour rendre les composites durs, r\u00e9sistants \u00e0 la corrosion et aux produits chimiques, et pour fabriquer diff\u00e9rents outils. Afin d'obtenir un meilleur effet de l'ajout de carbures \u00e0 la c\u00e9ramique m\u00e9tallique. Les chercheurs ont commenc\u00e9 \u00e0 \u00e9tudier ces carbures comme adjuvants pour b\u00e9ton. Certains articles montrent que l'utilisation de laitier de carbure le long du SCM peut r\u00e9duire la consommation de ciment dans le b\u00e9ton. D'autres articles ont \u00e9galement confirm\u00e9 que ce type de carbure a une meilleure durabilit\u00e9. Les chercheurs ont utilis\u00e9 diff\u00e9rentes formes de carbures, telles que des nanoparticules, des poudres, des flocons ou des fibres. La taille et la forme des carbures affectent leurs propri\u00e9t\u00e9s dans les composites.<\/p>\n\n\n\n

Le carbure de tungst\u00e8ne (WC) est utile car il s'agit d'un mat\u00e9riau de protection contre les rayonnements. Les WC sous forme de nanopoudre offrent une meilleure protection contre les rayonnements et une meilleure r\u00e9sistance \u00e0 la compression. De plus, il a \u00e9galement une excellente r\u00e9sistance \u00e0 l'usure, duret\u00e9 et stabilit\u00e9 chimique. De plus, WC est un r\u00e9fractaire \u00e0 haute temp\u00e9rature. Il est tr\u00e8s dur, avec une rigidit\u00e9 de 18 \u00e0 22 GPA et un module de Young de 700 GPa. Le r\u00e9seau WC peut produire une plasticit\u00e9 sp\u00e9cifique et une ductilit\u00e9 \u00e9lev\u00e9e tout en maintenant une rigidit\u00e9 \u00e9lev\u00e9e. Il a une haute r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion. Lorsqu'il est expos\u00e9 \u00e0 l'air, le WC montrera des signes de corrosion \u00e0 des temp\u00e9ratures sup\u00e9rieures \u00e0 600 \u00b0 C. Le WC est \u00e9galement un absorbeur de rayonnement \u00e9lectromagn\u00e9tique.<\/p>\n\n\n\n

WC est utilis\u00e9 seul ou m\u00e9lang\u00e9 avec diff\u00e9rents composites m\u00e9talliques pour am\u00e9liorer la r\u00e9sistance. En raison de sa r\u00e9sistance, de sa stabilit\u00e9 chimique, de sa rigidit\u00e9 et de sa r\u00e9sistance aux hautes temp\u00e9ratures, ce carbure c\u00e9ramique est \u00e9galement utilis\u00e9 pour am\u00e9liorer les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques de diff\u00e9rents composites. Le WC est le d\u00e9chet de carbure m\u00e9tallique c\u00e9ment\u00e9 et le SiC est \u00e9galement un d\u00e9chet.<\/p>\n\n\n\n

Le tungst\u00e8ne et le carbure de tungst\u00e8ne offrent une excellente protection contre les rayonnements gamma et une excellente absorption des neutrons. WC a un effet synergique sur l'usure et la corrosion des composites et est utilis\u00e9 pour am\u00e9liorer la dur\u00e9e de vie des composites. Les scientifiques ont d\u00e9couvert que lorsqu'il est ajout\u00e9 aux composites d'aluminium, le m\u00e9lange de carbure de silicium et de carbure de tungst\u00e8ne am\u00e9liore la r\u00e9sistance \u00e0 la compression, la r\u00e9sistance \u00e0 la traction et la r\u00e9sistance \u00e0 l'usure, car les deux carbures sont des mat\u00e9riaux plus durs et plus r\u00e9sistants.<\/p>\n\n\n\n

Cet article pr\u00e9sente l'influence des carbures (carbure de silicium et carbure de tungst\u00e8ne) sur les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques et la perm\u00e9abilit\u00e9 des b\u00e9tons composites, et d\u00e9termine leur compatibilit\u00e9 avec le b\u00e9ton. Ces deux types de carbures sont additionn\u00e9s respectivement de 1%, 2%, 3% et 4% du poids de ciment dans le b\u00e9ton. Une combinaison mixte de 2% et 4% des deux carbures a \u00e9galement \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9e. La densit\u00e9, la r\u00e9sistance \u00e0 la compression, la r\u00e9sistance \u00e0 la corrosion et la r\u00e9sistance \u00e0 la flexion du b\u00e9ton ont \u00e9t\u00e9 test\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n

Densit\u00e9 <\/h2>\n\n\n\n

La figure 1 montre la densit\u00e9 de tous les \u00e9chantillons de b\u00e9ton. Comme le montre la figure 4, la densit\u00e9 du b\u00e9ton augmente avec l'augmentation du pourcentage de carbure de tungst\u00e8ne et de carbure de silicium. La densit\u00e9 des carbures simples et mixtes et des carbures mixtes atteint le maximum lorsque la densit\u00e9 est de 4%.<\/p>\n\n\n\n

En augmentant le pourcentage de carbure de tungst\u00e8ne dans le b\u00e9ton, la densit\u00e9 augmente l\u00e9g\u00e8rement. En raison de l'utilisation d'un pourcentage inf\u00e9rieur de carbure de tungst\u00e8ne, il n'y a pas de changement significatif de densit\u00e9. Cependant, nous avons quand m\u00eame trouv\u00e9 que l'utilisation de SiC dans le b\u00e9ton peut augmenter la densit\u00e9. La densit\u00e9 typique des WC est sup\u00e9rieure \u00e0 celle de la composition du b\u00e9ton. C'est peut-\u00eatre la raison pour laquelle les carbures augmentent la densit\u00e9 du b\u00e9ton, m\u00eame si le pourcentage utilis\u00e9 est tr\u00e8s faible.<\/p>\n\n\n\n

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Figure 1. Densit\u00e9 des \u00e9chantillons de ciment<\/p>\n\n\n\n

r\u00e9sistance \u00e0 la compression<\/h2>\n\n\n\n

La figure 2 montre la r\u00e9sistance \u00e0 la compression des composites de b\u00e9ton carbonat\u00e9. La r\u00e9sistance \u00e0 la compression du b\u00e9ton augmente l\u00e9g\u00e8rement avec la proportion de carbure simple et de carbure mixte passant \u00e0 4%. Lorsque la teneur en WC est de 4%, la r\u00e9sistance \u00e0 la compression augmente de 17%. L'augmentation de la r\u00e9sistance \u00e0 la compression peut \u00eatre attribu\u00e9e \u00e0 la petite structure fibreuse du WC utilis\u00e9 dans l'\u00e9tude. On peut en d\u00e9duire que la petite fibre de WC peut \u00eatre compar\u00e9e \u00e0 la fibre d'acier en termes d'efficacit\u00e9 et de co\u00fbt. Typiquement, les chercheurs utilisent une teneur en fibres de 1 \u2013 3% du volume de b\u00e9ton. Cependant, les carbures utilis\u00e9s dans cette \u00e9tude sont des additifs par rapport au poids de ciment ; Par cons\u00e9quent, leur quantit\u00e9 peut \u00eatre bien inf\u00e9rieure \u00e0 celle des fibres ordinaires. Cette m\u00e9thode est con\u00e7ue car il est plus pratique et plus facile d'utiliser des mat\u00e9riaux avec un certain pourcentage de ciment.<\/p>\n\n\n\n

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Figure 2. R\u00e9sistance \u00e0 la compression des sp\u00e9cimens \u00e0 28 jours.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Il a \u00e9t\u00e9 constat\u00e9 que les WC mixtes peuvent am\u00e9liorer consid\u00e9rablement la r\u00e9sistance \u00e0 la compression du b\u00e9ton. Cela peut \u00eatre d\u00fb au fait que les carbures forment une meilleure interface, les particules s'accumulent mieux, laissant moins de vides, ce qui entra\u00eene une densit\u00e9 plus \u00e9lev\u00e9e. L'augmentation de la r\u00e9sistance \u00e0 la compression peut \u00e9galement \u00eatre attribu\u00e9e \u00e0 la r\u00e9sistance \u00e0 la compression inh\u00e9rente des carbures en tant que composant du b\u00e9ton.<\/p>\n\n\n\n

R\u00e9sistance \u00e0 la flexion<\/h2>\n\n\n\n

La r\u00e9sistance est la propri\u00e9t\u00e9 la plus importante du b\u00e9ton. La r\u00e9sistance \u00e0 la flexion du b\u00e9ton est g\u00e9n\u00e9ralement faible. La r\u00e9sistance \u00e0 la flexion joue un r\u00f4le tr\u00e8s important dans la conception des chauss\u00e9es en b\u00e9ton. L'augmentation de la r\u00e9sistance \u00e0 la traction\/flexion est l'objectif que les chercheurs esp\u00e8rent atteindre. Le b\u00e9ton \u00e0 haute r\u00e9sistance \u00e0 la traction\/flexion est moins sujet aux fissures et aux probl\u00e8mes de durabilit\u00e9. De plus, la r\u00e9sistance \u00e0 la flexion est la performance la plus importante dans la conception des chauss\u00e9es en b\u00e9ton. Aujourd'hui, les chercheurs tentent d'am\u00e9liorer la r\u00e9sistance \u00e0 la flexion en utilisant diff\u00e9rents adjuvants, fibres et autres technologies de b\u00e9ton de chauss\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n

L'influence de diff\u00e9rents pourcentages de carbures dans le b\u00e9ton sur la qualit\u00e9 de la flexion est illustr\u00e9e \u00e0 la figure 3.<\/p>\n\n\n\n

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Figure 3. R\u00e9sistance \u00e0 la flexion de l'\u00e9prouvette \u00e0 28 jours.<\/p>\n\n\n\n

En ajoutant des carbures individuels et mixtes, la r\u00e9sistance \u00e0 la flexion du b\u00e9ton est consid\u00e9rablement am\u00e9lior\u00e9e. Le WC a une r\u00e9sistance \u00e0 la traction \u00e9lev\u00e9e, mais il est utilis\u00e9 sous forme de petites fibres. M\u00eame si la quantit\u00e9 d'utilisation est tr\u00e8s faible, cela peut am\u00e9liorer consid\u00e9rablement la r\u00e9sistance \u00e0 la flexion. Les feuilles de carbure de silicium ne permettent pas d'endommager facilement les prismes. Ils fournissent suffisamment de renfort pour am\u00e9liorer la r\u00e9sistance \u00e0 la flexion du b\u00e9ton. Bien que le WC ait une r\u00e9sistance \u00e9lev\u00e9e \u00e0 la traction \/ \u00e0 la flexion, il ne peut pas transf\u00e9rer efficacement les contraintes de traction en raison de sa petite taille (3 \u00e0 4 mm). Plus la r\u00e9sistance inh\u00e9rente des carbures est \u00e9lev\u00e9e, plus la r\u00e9sistance \u00e0 la flexion des composites est \u00e9lev\u00e9e. De plus, la r\u00e9sistance \u00e0 l'usure ne permet pas aux particules composites de se d\u00e9placer facilement. Cela rend la r\u00e9sistance du composite plus \u00e9lev\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n

Le m\u00e9lange de WC et d'autres carbures a une r\u00e9sistance \u00e9lev\u00e9e \u00e0 la flexion. Le WC est g\u00e9n\u00e9ralement m\u00e9lang\u00e9 \u00e0 d'autres m\u00e9taux en raison de son effet synergique. Certains chercheurs ont d\u00e9couvert que le WC et le SiC ont des effets synergiques sur les composites. Ils ont trouv\u00e9 un effet synergique entre les deux carbures dans le renforcement des composites. Les meilleurs r\u00e9sultats des composites WC + SiC peuvent \u00eatre attribu\u00e9s \u00e0 la meilleure interface et \u00e0 l'effet synergique des composites de carbure. L'analyse ANOVA a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 que le r\u00f4le du pourcentage de fibres dans l'am\u00e9lioration de la r\u00e9sistance \u00e0 la flexion a \u00e9galement confirm\u00e9 l'effet significatif des deux pourcentages de carbure sur la r\u00e9sistance \u00e0 la flexion.<\/p>\n\n\n\n

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Figure 4. Variation de la r\u00e9sistance \u00e0 la flexion avec l'augmentation du pourcentage de WC.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Test rapide de perm\u00e9abilit\u00e9 au chlorure\u00a0<\/h2>\n\n\n\n

La perm\u00e9abilit\u00e9 du b\u00e9ton est la caract\u00e9ristique cl\u00e9 pour contr\u00f4ler d'autres probl\u00e8mes de durabilit\u00e9. Une perm\u00e9abilit\u00e9 plus \u00e9lev\u00e9e est li\u00e9e \u00e0 une durabilit\u00e9 plus faible, \u00e0 un potentiel de corrosion plus \u00e9lev\u00e9 et \u00e0 d'autres probl\u00e8mes de durabilit\u00e9. Le test RCPT est une m\u00e9thode de test standard pour indiquer la perm\u00e9abilit\u00e9 au chlorure et la possibilit\u00e9 de corrosion de l'acier. Apr\u00e8s avoir obtenu les meilleurs r\u00e9sultats pour 4% de carbures simples et mixtes, une d\u00e9termination rapide des chlorures a \u00e9t\u00e9 effectu\u00e9e pour ces carbures de b\u00e9ton.<\/p>\n\n\n\n

La figure 5 illustre les r\u00e9sultats du RCPT en comparant les charges moyennes du b\u00e9ton composite et ordinaire \u00e0 travers la voiture. Le test a conclu que la charge minimale a pass\u00e9 WC 4%.<\/p>\n\n\n\n

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Figure 5. Test rapide de perm\u00e9abilit\u00e9 au chlorure des \u00e9chantillons.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Les r\u00e9sultats montrent que le WC a la plus grande r\u00e9sistance \u00e0 la p\u00e9n\u00e9tration des ions chlorure. Utilis\u00e9 seul ou en m\u00e9lange, le WC r\u00e9duit la perm\u00e9abilit\u00e9 des b\u00e9tons composites. Le WC est tr\u00e8s dense et ne laisse pas passer les ions. Par cons\u00e9quent, m\u00eame une petite quantit\u00e9 de WC peut constituer une barri\u00e8re permettant aux ions de traverser le b\u00e9ton. Cependant, le carbure de silicium pr\u00e9sente une perm\u00e9abilit\u00e9 plus \u00e9lev\u00e9e. Les composites de carbure hybride r\u00e9duisent la perm\u00e9abilit\u00e9 en raison de leur effet synergique et de leur meilleure densit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Microscope \u00e9lectronique \u00e0 balayage \u00e0 \u00e9mission de champ<\/h2>\n\n\n\n

La figure 6 montre les images au microscope \u00e9lectronique \u00e0 balayage \u00e0 \u00e9mission de champ des \u00e9chantillons t\u00e9moins (a), wc4% (B - d) et sic4% (E, f).<\/p>\n\n\n\n

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Fig 6. R\u00e9sultats FESEM pour (a) \u00e9chantillon t\u00e9moin, (b\u2013d) \u00e9chantillon WC4% et (e,f) \u00e9chantillons SiC4%.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Sur la figure 10B, le lustre m\u00e9tallique aciculaire sous le produit d'hydratation montre la pr\u00e9sence de trichites de WC. De toute \u00e9vidence, l'aiguille passe \u00e0 travers une fissure tr\u00e8s fine pour combler la fissure. WC ne montre pas d'ITZ \u00e9vident, ce qui peut \u00eatre la raison pour laquelle l'ajout de WC conduit \u00e0 une meilleure r\u00e9sistance. Les moustaches en carbure de tungst\u00e8ne ressemblent \u00e0 des m\u00e9taux solides et n'ont pas de pores \u00e9vidents. WC semble \u00e9galement attirer les produits d'hydratation. Sur la figure 10d, on peut voir un cercle de produits d'hydratation de sel blanc qui peuvent se former \u00e0 l'extr\u00e9mit\u00e9 de l'aiguille WC. Une bonne couche interm\u00e9diaire et une ITZ peu claire montrent que WC a une meilleure compatibilit\u00e9 avec le b\u00e9ton, ce qui se traduit par une meilleure r\u00e9sistance. Aucune porosit\u00e9 \u00e9vidente ne conduira \u00e0 une faible perm\u00e9abilit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

conclusion<\/h2>\n\n\n\n

Dans cette \u00e9tude, les effets du carbure de tungst\u00e8ne (WC), l'un des mat\u00e9riaux les plus durs sur terre, sur la r\u00e9sistance \u00e0 la compression, la r\u00e9sistance \u00e0 la flexion et la perm\u00e9abilit\u00e9 du b\u00e9ton ont \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9s. Utiliser du carbure de tungst\u00e8ne seul et l'ajouter \u00e0 4% du poids du ciment sous forme m\u00e9lang\u00e9e pour produire des composites de b\u00e9ton au carbure sera un tr\u00e8s bon choix.<\/p>\n\n\n\n

L'augmentation du pourcentage de carbures dans les formes individuelles et mixtes augmente la r\u00e9sistance \u00e0 la compression et la r\u00e9sistance \u00e0 la flexion du b\u00e9ton. Avec l'augmentation de la r\u00e9sistance \u00e0 la compression, la r\u00e9sistance \u00e0 la compression du b\u00e9ton composite WC (c'est-\u00e0-dire 17%) est sup\u00e9rieure \u00e0 celle du composite SiC (la r\u00e9sistance \u00e0 la compression augmente de 6%). WC est particuli\u00e8rement adapt\u00e9 au b\u00e9ton de chauss\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n

Lorsque le dosage est de 4%, la perm\u00e9abilit\u00e9 des composites WC et hybrides est relativement faible. Les images FESEM ont \u00e9galement v\u00e9rifi\u00e9 les r\u00e9sultats. De toute \u00e9vidence, le tungst\u00e8ne et le carbure peuvent am\u00e9liorer les performances et \u00eatre compatibles avec le b\u00e9ton. Cependant, les composites de carbure hybride fournissent des effets synergiques en am\u00e9liorant la r\u00e9sistance m\u00e9canique, en particulier la r\u00e9sistance \u00e0 la flexion, et en r\u00e9duisant la perm\u00e9abilit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Propositions pour l'avenir<\/h2>\n\n\n\n

Les propri\u00e9t\u00e9s des composites sont directement am\u00e9lior\u00e9es par l'ajout de 4%. Cela signifie qu'un pourcentage plus \u00e9lev\u00e9 de carbure de tungst\u00e8ne peut \u00eatre \u00e9tudi\u00e9. Ces travaux peuvent \u00eatre \u00e9tendus aux composites de b\u00e9ton pour obtenir d'autres propri\u00e9t\u00e9s uniques de leurs carbures constitutifs, notamment le blindage neutronique, l'\u00e9preuve des balles, les barri\u00e8res contre les rayonnements \u00e9lectromagn\u00e9tiques pour les r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires et l'impression 3D. Si des r\u00e9sultats positifs sont obtenus, cela pourrait ouvrir la voie \u00e0 la production de ciment et de b\u00e9ton aux propri\u00e9t\u00e9s particuli\u00e8res.<\/p>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Concrete is usually the most used building material. It is a user-friendly, economical, easy to form and efficient structural material. However, it also has some disadvantages, such as low elastic modulus, small elastic range, low tensile and bending strength, and poor permeability (therefore prone to corrosion). Therefore, metal, polymer and fiber are usually used to…<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":21060,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2022\/04\/image.png","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21059"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=21059"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21059\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/21060"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=21059"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=21059"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=21059"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}