L'HPMC, ou hydroxypropylméthylcellulose, est un composé non ionique fréquemment utilisé comme agent de rétention d'eau dans les mortiers secs. C'est le matériau de rétention d'eau le plus couramment employé dans ce type de mortier. Ce produit, un éther à base de polysaccharide, est obtenu par alcalinisation et éthérification. Il est neutre, ne réagit pas avec les ions chargés présents dans le gélifiant et présente une grande stabilité. Son prix, inférieur à celui d'autres éthers de cellulose, explique sa large utilisation dans les mortiers secs.
Rôle de l'hydroxypropylméthylcellulose : Elle permet d'épaissir le mortier frais pour lui conférer une viscosité à l'état humide optimale et prévenir la ségrégation. (Agent épaississant) Sa capacité de rétention d'eau est également essentielle ; elle contribue à maintenir une quantité suffisante d'eau libre dans le mortier, permettant ainsi au liant de s'hydrater plus facilement après sa mise en œuvre. (Agent épaississant) Enfin, ses propriétés d'entraînement d'air permettent d'introduire des bulles d'air fines et uniformes, améliorant ainsi la prise du mortier.
Plus la viscosité de l'éther d'hydroxypropylméthylcellulose est élevée, meilleures sont ses performances de rétention d'eau. Pour un même produit, les résultats de viscosité mesurés par différentes méthodes varient considérablement, parfois jusqu'à un facteur deux. Par conséquent, toute comparaison de viscosité doit être effectuée selon les mêmes méthodes de test, notamment en ce qui concerne la température, le rotor, etc.
Concernant la granulométrie, plus les particules sont fines, meilleure est la rétention d'eau. Au contact de l'eau, les grosses particules d'éther de cellulose se dissolvent immédiatement en surface, formant un gel qui enrobe le matériau et empêche l'infiltration des molécules d'eau. Parfois, même après une agitation prolongée, l'éther ne parvient pas à se disperser et à se dissoudre uniformément, formant une solution trouble et floconneuse ou des agglomérats. Ce phénomène affecte considérablement la rétention d'eau de l'éther de cellulose, et la solubilité est un critère de choix important. La finesse est également un indice de performance essentiel pour l'éther de méthylcellulose. L'éther de cellulose utilisé pour les mortiers secs doit se présenter sous forme de poudre, avec une faible teneur en eau, et sa finesse exige que 20 à 60 % des particules aient une taille inférieure à 63 µm. La finesse influe sur la solubilité de l'hydroxypropylméthylcellulose éther. L'éther de cellulose grossier est généralement granulaire et se dissout facilement dans l'eau sans agglomération, mais sa vitesse de dissolution est très lente ; il ne convient donc pas aux mortiers secs. Dans un mortier en poudre sèche, la MC est dispersée parmi les matériaux cimentaires tels que les granulats, les fines charges et le ciment, et seule une poudre suffisamment fine peut éviter l'agglomération de l'éther de méthylcellulose lors du mélange avec de l'eau.
De manière générale, plus la viscosité est élevée, meilleure est la rétention d'eau. Cependant, plus la viscosité et la masse moléculaire de la méthylcellulose (MC) sont élevées, plus sa solubilité diminue, ce qui a un impact négatif sur la résistance et les performances de mise en œuvre du mortier. Plus la viscosité est élevée, plus l'effet épaississant sur le mortier est marqué, mais cette relation n'est pas directement proportionnelle. Plus la viscosité est élevée, plus le mortier humide est visqueux, ce qui se traduit, lors de la mise en œuvre, par une adhérence importante à la spatule et au support. Toutefois, cela n'améliore pas la résistance structurelle du mortier humide lui-même. Autrement dit, lors de la mise en œuvre, la résistance à l'affaissement est faible. À l'inverse, certains éthers de méthylcellulose modifiés, de viscosité moyenne à faible, présentent d'excellentes performances en matière d'amélioration de la résistance structurelle du mortier humide.
La rétention d'eau de l'HPMC est également liée à la température d'utilisation, et celle de l'éther de méthylcellulose diminue avec l'augmentation de la température. Or, en pratique, le mortier en poudre est souvent appliqué sur des supports chauds à des températures élevées (supérieures à 40 °C) dans de nombreux environnements, comme lors du plâtrage de murs extérieurs en plein soleil en été. Ce phénomène accélère souvent la prise du ciment et le durcissement du mortier. La diminution du taux de rétention d'eau affecte sensiblement la maniabilité et la résistance à la fissuration, et il est donc crucial de minimiser l'influence de la température dans ces conditions. À cet égard, les additifs à base d'éther de méthylhydroxyéthylcellulose sont actuellement considérés comme une technologie de pointe. Malgré l'augmentation de la quantité d'éther de méthylhydroxyéthylcellulose (formule été), la maniabilité et la résistance à la fissuration restent insuffisantes. Grâce à un traitement spécifique du MC, comme l'augmentation du degré d'éthérification, la rétention d'eau peut être maintenue à des températures plus élevées, offrant ainsi de meilleures performances dans des conditions difficiles.
L'HPMC possède généralement une température de gélification, que l'on peut classer en trois catégories principales : 60, 65 et 75. Pour les entreprises utilisant du sable de rivière dans la fabrication de mortiers prêts à l'emploi, il est préférable d'opter pour une HPMC de type 75, caractérisée par une température de gélification élevée. Le dosage d'HPMC ne doit pas être excessif, sous peine d'augmenter la quantité d'eau nécessaire au mortier, de provoquer une adhérence à la truelle et un temps de prise trop long, ce qui nuit à sa mise en œuvre. Différents types de mortiers nécessitent des HPMC de viscosités différentes ; l'utilisation d'une HPMC à haute viscosité est donc déconseillée. Par conséquent, bien que les produits à base d'hydroxypropylméthylcellulose soient performants, leur efficacité dépend d'une utilisation appropriée. Le choix de l'HPMC adéquate relève de la responsabilité du personnel du laboratoire de l'entreprise.
Date de publication : 12 avril 2023