Dans le mortier prêt à l'emploi, la quantité ajoutée deéther de celluloseBien que très faible, il peut améliorer considérablement les performances du mortier humide et constitue un additif majeur affectant les performances de construction du mortier. Une sélection judicieuse d'éthers de cellulose de différentes variétés, viscosités, granulométries, viscosités et quantités ajoutées aura un impact positif sur l'amélioration des performances du mortier en poudre sèche.
Actuellement, de nombreux mortiers de maçonnerie et de plâtrage présentent une faible capacité de rétention d'eau, et la pâte aqueuse se sépare après quelques minutes de repos. La rétention d'eau est une caractéristique importante de l'éther de méthylcellulose, et c'est également une caractéristique à laquelle de nombreux fabricants nationaux de mortiers secs, notamment ceux des régions du sud où les températures sont élevées, accordent une grande importance. Les facteurs qui influencent la rétention d'eau des mortiers secs comprennent la quantité de MC ajoutée, sa viscosité, la finesse des particules et la température ambiante.
1. Concept
L'éther de cellulose est un polymère synthétique obtenu à partir de cellulose naturelle par modification chimique. Il s'agit d'un dérivé de la cellulose naturelle. Sa production diffère de celle des polymères synthétiques. Son matériau de base est la cellulose, un composé polymère naturel. En raison de la structure particulière de la cellulose naturelle, la cellulose elle-même ne réagit pas avec les agents d'éthérification. Cependant, après traitement avec l'agent gonflant, les fortes liaisons hydrogène entre les chaînes moléculaires et les chaînes sont détruites, et la libération active du groupe hydroxyle produit une cellulose alcaline réactive. Obtenir de l'éther de cellulose.
Les propriétés des éthers de cellulose dépendent du type, du nombre et de la répartition des substituants. Leur classification repose également sur le type de substituants, le degré d'éthérification, la solubilité et les propriétés d'application associées. Selon le type de substituants présents sur la chaîne moléculaire, on distingue les éthers monoéthers et les éthers mixtes. On utilise généralement le MC pour monoéther et le PMC pour éther mixte. L'éther de méthylcellulose MC est le produit de la substitution du groupe hydroxyle de l'unité glucose de la cellulose naturelle par un groupe méthoxy. Il est obtenu par substitution d'une partie du groupe hydroxyle de l'unité par un groupe méthoxy et d'une autre partie par un groupe hydroxypropyle. Sa formule développée est [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x. L'éther d'hydroxyéthylméthylcellulose HEMC est l'une des principales variétés largement utilisées et commercialisées.
En termes de solubilité, on distingue les éthers de cellulose ioniques et non ioniques. Les éthers de cellulose non ioniques hydrosolubles sont principalement composés de deux séries d'éthers alkyliques et d'éthers hydroxyalkyliques. Les CMC ioniques sont principalement utilisés dans les détergents synthétiques, l'impression et la teinture textiles, l'agroalimentaire et l'exploration pétrolière. Les MC, PMC et HEMC non ioniques sont principalement utilisés dans les matériaux de construction, les revêtements en latex, les médicaments, les produits chimiques courants, etc. Ils sont utilisés comme épaississant, agent de rétention d'eau, stabilisant, dispersant et agent filmogène.
2. Rétention d'eau de l'éther de cellulose
Rétention d'eau de l'éther de cellulose : Dans la production de matériaux de construction, en particulier de mortier en poudre sèche, l'éther de cellulose joue un rôle irremplaçable, notamment dans la production de mortier spécial (mortier modifié), c'est un composant indispensable et important.
Le rôle important de l'éther de cellulose hydrosoluble dans le mortier repose principalement sur trois aspects : son excellente capacité de rétention d'eau, son influence sur la consistance et la thixotropie du mortier et son interaction avec le ciment. L'effet de rétention d'eau de l'éther de cellulose dépend de l'absorption d'eau de la couche de base, de la composition du mortier, de son épaisseur, de ses besoins en eau et du temps de prise du matériau de prise. La rétention d'eau de l'éther de cellulose provient de sa solubilité et de sa déshydratation. Comme nous le savons tous, bien que la chaîne moléculaire de la cellulose contienne un grand nombre de groupes OH hautement hydratables, elle n'est pas soluble dans l'eau en raison de sa structure fortement cristalline.
La capacité d'hydratation des groupes hydroxyles ne suffit pas à elle seule à couvrir les fortes liaisons hydrogène et les forces de van der Waals entre les molécules. Par conséquent, le polymère gonfle, mais ne se dissout pas dans l'eau. Lorsqu'un substituant est introduit dans la chaîne moléculaire, non seulement il détruit la chaîne hydrogène, mais la liaison hydrogène interchaîne est également détruite par le coincement du substituant entre les chaînes adjacentes. Plus le substituant est grand, plus la distance entre les molécules est grande. Plus la destruction des liaisons hydrogène est importante, plus l'éther de cellulose devient hydrosoluble après l'expansion du réseau cellulosique et l'entrée de la solution, formant une solution très visqueuse. Lorsque la température augmente, l'hydratation du polymère s'affaiblit et l'eau entre les chaînes est expulsée. Lorsque l'effet de déshydratation est suffisant, les molécules commencent à s'agréger, formant un gel à structure réticulaire tridimensionnelle et se dépliant. Les facteurs affectant la rétention d’eau du mortier comprennent la viscosité de l’éther de cellulose, la quantité ajoutée, la finesse des particules et la température d’utilisation.
Plus la viscosité de l'éther de cellulose est élevée, meilleure est sa capacité de rétention d'eau. La viscosité est un paramètre important de la performance du MC. Actuellement, les fabricants de MC utilisent des méthodes et des instruments différents pour mesurer la viscosité du MC. Les principales méthodes sont Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde et Brookfield. Pour un même produit, les résultats de viscosité mesurés par différentes méthodes sont très différents, certains allant même jusqu'à un doublement. Par conséquent, pour comparer la viscosité, il est nécessaire d'utiliser les mêmes méthodes d'essai, notamment la température, le rotor, etc.
En règle générale, plus la viscosité est élevée, meilleure est la rétention d'eau. Cependant, plus la viscosité et le poids moléculaire du MC sont élevés, plus la solubilité diminue, ce qui a un impact négatif sur la résistance et les performances de construction du mortier. Plus la viscosité est élevée, plus l'effet épaississant du mortier est marqué, mais pas directement proportionnel. Plus la viscosité est élevée, plus le mortier humide est visqueux ; lors de la construction, il se manifeste par un collage au grattoir et une forte adhérence au support. Cependant, cela ne contribue pas à augmenter la résistance structurelle du mortier humide lui-même. Pendant la construction, la performance anti-affaissement n'est pas évidente. En revanche, certains éthers de méthylcellulose modifiés de viscosité moyenne à faible présentent d'excellentes performances pour améliorer la résistance structurelle du mortier humide.
Plus la quantité d'éther de cellulose ajoutée au mortier est importante, meilleure est la performance de rétention d'eau, et plus la viscosité est élevée, meilleure est la performance de rétention d'eau.
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 et forment un gel qui enveloppe le matériau et empêche les molécules d'eau de continuer à s'infiltrer. Il arrive que la dispersion et la dissolution ne soient pas uniformes, même après une longue agitation, ce qui entraîne la formation d'une solution trouble et floculante ou d'agglomération. Ceci affecte considérablement la rétention d'eau de l'éther de cellulose, et la solubilité est un facteur déterminant dans le choix de l'éther de cellulose.
La finesse est également un indice de performance important de l'éther de méthylcellulose. Le MC utilisé pour le mortier en poudre sèche doit être pulvérulent, à faible teneur en eau, et sa finesse exige également que 20 à 60 % de la granulométrie soit inférieure à 63 µm. La finesse affecte la solubilité de l'éther de méthylcellulose. Le MC grossier est généralement granuleux et se dissout facilement dans l'eau sans agglomération. Cependant, sa vitesse de dissolution est très lente, ce qui le rend inadapté aux mortiers en poudre sèche. Dans ces derniers, le MC est dispersé parmi les matériaux de cimentation tels que les granulats, les charges fines 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 le MC est ajouté à l'eau pour dissoudre les agglomérats, sa dispersion et sa dissolution sont très difficiles.
Une finesse grossière du MC est non seulement source de gaspillage, mais réduit également la résistance locale du mortier. Lorsqu'un tel mortier en poudre sèche est appliqué sur une grande surface, sa vitesse de durcissement locale est considérablement réduite et des fissures apparaissent en raison des différents temps de durcissement. Pour le mortier projeté à structure mécanique, la finesse requise est plus élevée en raison du temps de mélange plus court. La finesse du MC a également un impact sur sa rétention d'eau. En général, pour des éthers de méthylcellulose de même viscosité mais de finesse différente, à quantité ajoutée égale, plus le mortier est fin, meilleure est la rétention d'eau.
La rétention d'eau du MC est également liée à la température d'utilisation, et celle de l'éther de méthylcellulose diminue avec l'augmentation de la température. Cependant, dans la pratique, le mortier en poudre sèche est souvent appliqué sur des supports chauds à des températures élevées (supérieures à 40 degrés) dans de nombreux environnements, comme l'enduit de murs extérieurs au soleil en été, ce qui accélère souvent le durcissement du ciment et du mortier en poudre sèche. La diminution du taux de rétention d'eau entraîne une altération évidente de l'ouvrabilité et de la résistance aux fissures, et il est particulièrement crucial de réduire l'influence des facteurs de température dans ces conditions.
Bien queéther de méthylhydroxyéthylcelluloseBien que les additifs soient actuellement considérés comme à la pointe du développement technologique, leur dépendance à la température peut néanmoins affaiblir les performances du mortier en poudre sèche. Malgré l'augmentation de la quantité de méthylhydroxyéthylcellulose (formule d'été), l'ouvrabilité et la résistance aux fissures ne répondent toujours pas aux besoins d'utilisation. Grâce à un traitement spécifique du mortier, comme l'augmentation du degré d'éthérification, l'effet de rétention d'eau peut être maintenu à une température plus élevée, ce qui améliore les performances dans des conditions difficiles.
Date de publication : 28 avril 2024