Le mortier sec est une combinaison de matériaux cimentaires (ciment, cendres volantes, poudre de laitier, etc.), de granulats fins à granulométrie spéciale (sable de quartz, corindon, etc., et parfois des granulats légers, tels que la céramsite, le polystyrène expansé, etc., la perlite expansée, la vermiculite expansée, etc.) et d'adjuvants, mélangés uniformément selon une certaine proportion, puis conditionnés en sacs, en fûts ou livrés en vrac sous forme de poudre sèche.
Selon l'application, il existe de nombreux types de mortiers commerciaux, tels que les mortiers en poudre pour maçonnerie, enduits, sols, ainsi que des mortiers en poudre spéciaux pour l'étanchéité, l'isolation thermique et d'autres usages. En résumé, les mortiers secs se divisent en deux catégories : les mortiers secs ordinaires (maçonnerie, enduits et sols) et les mortiers secs spéciaux. Parmi ces derniers, on trouve : les mortiers autonivelants pour sols, les revêtements de sol résistants à l'usure, les revêtements de sol résistants à l'usure ininflammables, les mastics inorganiques, les mortiers d'étanchéité, les mortiers d'enduit résine, les matériaux de protection des surfaces en béton, les mortiers d'enduit colorés, etc.
De nombreux mortiers secs nécessitent des adjuvants de natures et de modes d'action variés, mis au point au terme de nombreux essais. Contrairement aux adjuvants traditionnels pour béton, les adjuvants pour mortiers secs ne peuvent être utilisés que sous forme de poudre et, de plus, ils sont solubles dans l'eau froide ou se dissolvent progressivement sous l'action d'un alcali pour exercer leur effet.
1. Épaississant, agent de rétention d'eau et stabilisant
Éther de cellulose méthylcellulose (MC), hydroxypropylméthylcellulose (HPMC)ethydroxyéthylméthylcellulose (HEMC)Ces produits sont tous fabriqués à partir de polymères naturels (comme le coton) et d'éther de cellulose non ionique obtenu par traitement chimique. Ils se caractérisent par leur solubilité dans l'eau froide, leur capacité de rétention d'eau, leur pouvoir épaississant, leur cohésion, leur aptitude à former un film, leurs propriétés lubrifiantes, leur caractère non ionique et leur stabilité au pH. La solubilité dans l'eau froide de ce type de produit est considérablement améliorée, sa capacité de rétention d'eau est accrue, son pouvoir épaississant est important, le diamètre des bulles d'air introduites est relativement faible et l'effet d'amélioration de la résistance du mortier est nettement renforcé.
L'éther de cellulose se décline en de nombreuses variétés, avec une large gamme de masses moléculaires moyennes et de viscosités (de 5 mPa·s à 200 000 mPa·s). Son impact sur les performances du mortier, à l'état frais et après durcissement, varie également. De nombreux essais sont nécessaires pour choisir le produit le plus adapté. Il convient de sélectionner une variété de cellulose présentant une viscosité et une masse moléculaire appropriées, un faible dosage et sans propriétés d'entraînement d'air. C'est la seule façon d'obtenir immédiatement des performances techniques optimales, tout en maîtrisant les coûts.
2. Poudre de latex redispersible
La fonction principale d'un épaississant est d'améliorer la rétention d'eau et la stabilité du mortier. Bien qu'il puisse, dans une certaine mesure, prévenir la fissuration du mortier (en ralentissant l'évaporation de l'eau), il n'est généralement pas utilisé pour améliorer sa ténacité, sa résistance à la fissuration et son imperméabilité. L'ajout de polymères pour améliorer l'imperméabilité, la ténacité, la résistance à la fissuration et la résistance aux chocs du mortier et du béton est une pratique courante. Parmi les émulsions polymères fréquemment utilisées pour la modification du mortier et du béton de ciment, on trouve : l'émulsion de caoutchouc néoprène, l'émulsion de caoutchouc styrène-butadiène, le latex de polyacrylate, le polychlorure de vinyle, l'émulsion de caoutchouc partiellement chloré, l'acétate de polyvinyle, etc. Grâce aux progrès de la recherche scientifique, non seulement les effets de modification des différents polymères ont été étudiés en profondeur, mais aussi le mécanisme de modification, le mécanisme d'interaction entre les polymères et le ciment, ainsi que les produits d'hydratation du ciment. Ces analyses et recherches approfondies ont permis de publier de nombreux résultats scientifiques.
L'émulsion polymère peut être utilisée dans la production de mortier prêt à l'emploi, mais son utilisation directe dans la fabrication de mortier sec est impossible. C'est ainsi qu'est apparue la poudre de latex redispersible. Actuellement, les poudres de latex redispersibles utilisées dans les mortiers secs comprennent principalement : ① le copolymère acétate de vinyle-éthylène (VAC/E) ; ② le copolymère acétate de vinyle-tert-carbonate (VAC/VeoVa) ; ③ l'homopolymère d'acrylate (Acrylate) ; ④ l'homopolymère d'acétate de vinyle (VAC) ; 4) le copolymère styrène-acrylate (SA), etc. Parmi celles-ci, le copolymère acétate de vinyle-éthylène est le plus utilisé.
L'expérience a démontré que les performances de la poudre de latex redispersible sont stables et qu'elle améliore considérablement la résistance à l'adhérence du mortier, sa ténacité, sa résistance à la déformation et à la fissuration, ainsi que son imperméabilité. L'ajout de poudre de latex hydrophobe copolymérisée à base d'acétate de polyvinyle, de chlorure de vinyle, d'éthylène, de laurate de vinyle, etc., permet également de réduire fortement l'absorption d'eau du mortier (grâce à son hydrophobie), le rendant perméable à l'air et imperméable, ce qui renforce sa résistance aux intempéries et améliore sa durabilité.
Comparativement à l'amélioration de la résistance à la flexion et de l'adhérence du mortier, ainsi qu'à la réduction de sa fragilité, l'effet de la poudre de latex redispersible sur l'amélioration de la rétention d'eau et le renforcement de la cohésion est limité. L'ajout de poudre de latex redispersible favorise la dispersion de l'air dans le mélange, ce qui explique son effet réducteur d'eau très marqué. Cependant, la structure imparfaite des bulles d'air ainsi introduites ne permet pas d'améliorer la résistance. Au contraire, la résistance du mortier diminue progressivement avec l'augmentation de la teneur en poudre de latex redispersible. Par conséquent, lors de la mise au point de mortiers nécessitant une bonne résistance à la compression et à la flexion, il est souvent nécessaire d'ajouter simultanément un antimousse afin de limiter l'impact négatif de la poudre de latex sur ces propriétés.
3. Antimousse
L'ajout de cellulose, d'éther d'amidon et de polymères augmente indéniablement la capacité d'entraînement d'air du mortier, ce qui influe d'une part sur sa résistance à la compression, à la flexion et à l'adhérence, et d'autre part sur son module d'élasticité. Par ailleurs, cet ajout a également une incidence importante sur l'aspect du mortier, d'où la nécessité d'éliminer les bulles d'air. Actuellement, en Chine, on utilise principalement des antimousses en poudre importés pour résoudre ce problème. Cependant, il convient de noter que la viscosité élevée des mortiers du commerce rend l'élimination des bulles d'air particulièrement difficile.
4. Agent anti-affaissement
Lors de la pose de carreaux de céramique, de panneaux de polystyrène expansé et de l'application d'un mortier isolant à base de particules de polystyrène et de poudre de caoutchouc, le principal problème rencontré est le coulis. L'expérience a démontré que l'ajout d'éther d'amidon, de bentonite sodique, de métakaolin et de montmorillonite constitue une solution efficace pour remédier à ce problème après la mise en œuvre. La principale solution au problème de coulis consiste à augmenter la contrainte de cisaillement initiale du mortier, c'est-à-dire à accroître sa thixotropie. En pratique, le choix d'un agent anti-coulis adapté est complexe, car il nécessite de prendre en compte la relation entre la thixotropie, la maniabilité, la viscosité et le besoin en eau.
5. Épaississant
Le mortier de plâtrage, le joint de carrelage, le mortier décoratif coloré et le mortier sec utilisés pour les murs extérieurs des systèmes d'isolation en plâtre mince sont indispensables à leur étanchéité. L'ajout d'un agent hydrofuge en poudre est donc nécessaire, mais celui-ci doit présenter les caractéristiques suivantes : ① rendre le mortier hydrophobe dans son ensemble et maintenir cet effet à long terme ; ② ne pas altérer l'adhérence du support ; ③ certains hydrofuges couramment utilisés sur le marché, comme le stéarate de calcium, sont difficiles à mélanger rapidement et uniformément au mortier de ciment et ne constituent donc pas un additif hydrophobe adapté aux mortiers secs, notamment pour les enduits utilisés dans la construction mécanique.
Un agent hydrofuge en poudre à base de silane a été récemment mis au point. Ce produit est obtenu par atomisation de colloïdes protecteurs hydrosolubles enrobés de silane et d'agents anti-agglomérants. Lors du mélange du mortier avec de l'eau, la coque colloïdale protectrice de l'agent hydrofuge se dissout rapidement, libérant le silane encapsulé qui se redisperse dans l'eau de gâchage. Dans le milieu fortement alcalin suivant l'hydratation du ciment, les groupements fonctionnels organiques hydrophiles du silane s'hydrolysent pour former des groupements silanol très réactifs. Ces derniers réagissent de manière irréversible avec les groupements hydroxyle des produits d'hydratation du ciment pour former des liaisons chimiques. Ainsi, le silane, lié par réticulation, est solidement fixé à la surface des parois poreuses du mortier de ciment. Lorsque les groupes fonctionnels organiques hydrophobes sont orientés vers l'extérieur de la paroi des pores, la surface de ces derniers acquiert une hydrophobie, conférant ainsi au mortier un effet hydrophobe global.
6. Inhibiteurs de l'ubiquitine
L'alcali érythrothénique altère l'aspect esthétique des mortiers décoratifs à base de ciment, un problème courant qu'il convient de résoudre. Selon certaines sources, un additif anti-panthérine à base de résine a été récemment mis au point avec succès. Ce produit, sous forme de poudre redispersible et facile à mélanger, est particulièrement adapté aux enduits de relief, mastics, calfeutrages et mortiers de finition. Il présente par ailleurs une bonne compatibilité avec d'autres additifs.
7. Fibres
L'ajout d'une quantité appropriée de fibres au mortier permet d'accroître sa résistance à la traction, d'améliorer sa ténacité et sa résistance à la fissuration. Actuellement, les fibres synthétiques et les fibres de bois sont couramment utilisées dans les mortiers secs. Les fibres synthétiques, telles que les fibres discontinues de polypropylène, présentent, après modification de surface, une bonne dispersibilité et une faible teneur en fibres, ce qui améliore efficacement la plasticité et la résistance à la fissuration du mortier. Leurs propriétés mécaniques ne sont pas significativement affectées. Le diamètre des fibres de bois étant plus petit, leur incorporation entraîne une augmentation de la demande en eau du mortier.
Date de publication : 26 avril 2024