En chinois, l'HPMC est hydroxypropylméthylcellulose. Non ionique, elle est fréquemment utilisée comme agent de rétention d'eau dans les mortiers secs. C'est le matériau de rétention d'eau le plus couramment employé dans les mortiers.
Le procédé de fabrication de l'HPMC repose principalement sur l'obtention d'un éther à base de polysaccharides par alcalinisation et éthérification de fibres de coton (de production locale). Naturellement neutre, il ne réagit pas avec les ions chargés présents dans le gélifiant et offre des performances stables. 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 (HPMC) est élevée, meilleures sont ses performances de rétention d'eau. La viscosité est un paramètre important des performances de l'HPMC. Actuellement, les fabricants d'HPMC utilisent différentes méthodes et instruments pour mesurer la viscosité de leur produit. Les principales méthodes sont celles de HaakeRotovisko, Hoppler, Ubbelohde et Brookfield.
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 avec 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 et forment un gel qui enrobe le matériau, empêchant ainsi l'infiltration des molécules d'eau. Il arrive que la dispersion et la dissolution restent difficiles, même après une agitation prolongée, ce qui peut entraîner la formation d'une solution trouble et floconneuse, voire d'agglomérats. Ce phénomène affecte fortement la rétention d'eau de l'éther de cellulose, et la solubilité est un critère de choix essentiel pour ce produit.
La finesse est également un critère de performance important pour l'éther de méthylcellulose. L'éther de méthylcellulose utilisé pour les mortiers secs doit se présenter sous forme de poudre à 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. Un éther de méthylcellulose 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 les mortiers en poudre sèche, la méthylcellulose (MC) est dispersée parmi les liants tels que les granulats, les fillers et le ciment. Seule une poudre suffisamment fine permet d'éviter l'agglomération de l'éther de méthylcellulose lors du mélange avec l'eau. Lorsque l'on ajoute de l'eau pour dissoudre les agglomérats, la dispersion et la dissolution de la MC s'avèrent très difficiles. Une granulométrie trop grossière de la MC est non seulement source de gaspillage, mais elle réduit également la résistance locale du mortier. Appliqué sur une grande surface, un tel mortier en poudre sèche entraîne un ralentissement significatif de la prise locale, et des fissures apparaissent en raison des différences de temps de prise. Pour les mortiers projetés lors de la mise en œuvre mécanique, les exigences en matière de finesse sont plus élevées du fait du temps de mélange plus court. De manière générale, plus la viscosité est élevée, meilleure est la rétention d'eau. Cependant, plus la viscosité et la masse moléculaire de la MC sont élevées, plus sa solubilité diminue, ce qui a un impact négatif sur la résistance et les performances du mortier.
Plus la viscosité est élevée, plus l'effet épaississant sur le mortier est marqué, mais il n'est pas directement proportionnel. Plus la viscosité est élevée, plus le mortier humide sera visqueux, ce qui se traduit, lors de la mise en œuvre, par une adhérence importante à la spatule et au support. Cependant, 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 n'est pas significative. 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 par exemple pour l'enduit de façade en plein soleil en été. Ces conditions climatiques accélèrent 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 des facteurs thermiques dans ces conditions.
À cet égard, les additifs à base d'éther de méthylhydroxyéthylcellulose sont actuellement considérés comme étant à la pointe du développement technologique. Malgré l'augmentation de la quantité de méthylhydroxyéthylcellulose (formule été), la maniabilité et la résistance à la fissuration restent insuffisantes. Grâce à un traitement spécifique de la méthylhydroxyéthylcellulose, comme l'augmentation du degré d'éthérification, il est possible de maintenir la rétention d'eau à haute température et ainsi d'obtenir de meilleures performances dans des conditions difficiles.
Le dosage d'HPMC ne doit pas être excessif, sous peine d'augmenter la demande en eau du mortier, de le rendre collant à la truelle et d'allonger considérablement le temps de prise, ce qui nuit à sa mise en œuvre. Différents mortiers utilisent des HPMC de viscosités variées ; il est donc déconseillé d'utiliser systématiquement une HPMC à haute viscosité. Par conséquent, bien que les produits à base d'hydroxypropylméthylcellulose soient performants, leur efficacité est optimale lorsqu'ils sont utilisés correctement. Le choix de l'HPMC appropriée relève de la responsabilité du personnel du laboratoire de l'entreprise. Actuellement, de nombreux fournisseurs peu scrupuleux proposent des mélanges d'HPMC de qualité médiocre. Lors de la sélection d'une cellulose, le laboratoire doit réaliser des essais rigoureux afin de garantir la stabilité du mortier, et éviter de privilégier les prix bas au risque d'engendrer des pertes inutiles.
Date de publication : 4 mai 2023