Les types d'adjuvants couramment utilisés dans la construction de mortiers secs, leurs caractéristiques de performance, leur mécanisme d'action et leur influence sur les performances des produits de mortier sec. L'effet d'amélioration des agents de rétention d'eau tels que l'éther de cellulose et l'éther d'amidon, la poudre de latex redispersable et les matériaux fibreux sur les performances du mortier mélangé à sec a été discuté avec insistance.
Les adjuvants jouent un rôle clé dans l'amélioration des performances du mortier sec de construction, mais l'ajout de mortier sec rend le coût des matériaux des produits de mortier sec nettement plus élevé que celui du mortier traditionnel, qui représente plus de 40 % du le coût du matériau en mortier sec. À l'heure actuelle, une partie considérable du mélange est fournie par des fabricants étrangers et le dosage de référence du produit est également fourni par le fournisseur. En conséquence, le coût des produits à base de mortier sec reste élevé et il est difficile de populariser les mortiers de maçonnerie et de plâtrerie ordinaires en grande quantité et sur de vastes surfaces ; les produits du marché haut de gamme sont contrôlés par des sociétés étrangères et les fabricants de mortier sec ont de faibles bénéfices et une faible tolérance aux prix ; Il y a un manque de recherche systématique et ciblée sur l’application des produits pharmaceutiques, et les formules étrangères sont aveuglément suivies.
Sur la base des raisons ci-dessus, cet article analyse et compare certaines propriétés de base des adjuvants couramment utilisés et, sur cette base, étudie les performances des produits de mortier mélangés à sec utilisant des adjuvants.
1 agent rétenteur d'eau
L'agent de rétention d'eau est un adjuvant clé pour améliorer les performances de rétention d'eau du mortier mélangé à sec, et c'est également l'un des adjuvants clés pour déterminer le coût des matériaux de mortier mélangé à sec.
1. Éther d'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC)
L'hydroxypropylméthylcellulose est un terme général désignant une série de produits formés par la réaction d'une cellulose alcaline et d'un agent éthérifiant dans certaines conditions. La cellulose alcaline est remplacée par différents agents éthérifiants pour obtenir différents éthers de cellulose. Selon les propriétés d'ionisation des substituants, les éthers de cellulose peuvent être divisés en deux catégories : ioniques (comme la carboxyméthylcellulose) et non ioniques (comme la méthylcellulose). Selon le type de substituant, l'éther de cellulose peut être divisé en monoéther (comme la méthylcellulose) et en éther mixte (comme l'hydroxypropylméthylcellulose). Selon différentes solubilités, il peut être divisé en soluble dans l'eau (comme l'hydroxyéthylcellulose) et soluble dans les solvants organiques (comme l'éthylcellulose), etc. Le mortier mélangé à sec est principalement de la cellulose soluble dans l'eau, et la cellulose soluble dans l'eau est divisé en type instantané et type à dissolution retardée traitée en surface.
Le mécanisme d’action de l’éther de cellulose dans le mortier est le suivant :
(1) L'hydroxypropylméthylcellulose est facilement soluble dans l'eau froide et aura des difficultés à se dissoudre dans l'eau chaude. Mais sa température de gélification dans l’eau chaude est nettement supérieure à celle de la méthylcellulose. La solubilité dans l’eau froide est également grandement améliorée par rapport à la méthylcellulose.
(2) La viscosité de l'hydroxypropylméthylcellulose est liée à son poids moléculaire, et plus le poids moléculaire est grand, plus la viscosité est élevée. La température affecte également sa viscosité, car à mesure que la température augmente, la viscosité diminue. Cependant, sa viscosité élevée a un effet thermique inférieur à celui de la méthylcellulose. Sa solution est stable lorsqu'elle est conservée à température ambiante.
(3) La rétention d'eau de l'hydroxypropylméthylcellulose dépend de sa quantité ajoutée, de sa viscosité, etc., et son taux de rétention d'eau pour la même quantité ajoutée est supérieur à celui de la méthylcellulose.
(4) L'hydroxypropylméthylcellulose est stable aux acides et aux alcalis, et sa solution aqueuse est très stable dans la plage de pH = 2 ~ 12. La soude caustique et l'eau de chaux ont peu d'effet sur ses performances, mais les alcalis peuvent accélérer sa dissolution et augmenter sa viscosité. L'hydroxypropylméthylcellulose est stable par rapport aux sels courants, mais lorsque la concentration de la solution saline est élevée, la viscosité de la solution d'hydroxypropylméthylcellulose a tendance à augmenter.
(5) L'hydroxypropylméthylcellulose peut être mélangée avec des composés polymères solubles dans l'eau pour former une solution uniforme et de viscosité plus élevée. Tels que l'alcool polyvinylique, l'éther d'amidon, la gomme végétale, etc.
(6) L'hydroxypropylméthylcellulose a une meilleure résistance aux enzymes que la méthylcellulose et sa solution est moins susceptible d'être dégradée par les enzymes que la méthylcellulose.
(7) L'adhérence de l'hydroxypropylméthylcellulose au mortier de construction est supérieure à celle de la méthylcellulose.
2. Méthylcellulose (MC)
Une fois le coton raffiné traité avec un alcali, de l'éther de cellulose est produit par une série de réactions avec du chlorure de méthane comme agent d'éthérification. Généralement, le degré de substitution est de 1,6 à 2,0 et la solubilité est également différente selon les degrés de substitution. Il appartient à l'éther de cellulose non ionique.
(1) La méthylcellulose est soluble dans l’eau froide et elle sera difficile à dissoudre dans l’eau chaude. Sa solution aqueuse est très stable dans la plage de pH=3~12. Il présente une bonne compatibilité avec l'amidon, la gomme guar, etc. et de nombreux tensioactifs. Lorsque la température atteint la température de gélification, une gélification se produit.
(2) La rétention d'eau de la méthylcellulose dépend de la quantité ajoutée, de la viscosité, de la finesse des particules et de la vitesse de dissolution. Généralement, si la quantité ajoutée est importante, la finesse est faible et la viscosité est grande, le taux de rétention d'eau est élevé. Parmi eux, la quantité ajoutée a le plus grand impact sur le taux de rétention d'eau, et le niveau de viscosité n'est pas directement proportionnel au niveau du taux de rétention d'eau. Le taux de dissolution dépend principalement du degré de modification de surface des particules de cellulose et de la finesse des particules. Parmi les éthers de cellulose ci-dessus, la méthylcellulose et l'hydroxypropylméthylcellulose ont des taux de rétention d'eau plus élevés.
(3) Les changements de température affecteront sérieusement le taux de rétention d’eau de la méthylcellulose. Généralement, plus la température est élevée, plus la rétention d’eau est mauvaise. Si la température du mortier dépasse 40°C, la rétention d'eau de la méthylcellulose sera considérablement réduite, affectant sérieusement la construction du mortier.
(4) La méthylcellulose a un effet significatif sur la construction et l'adhérence du mortier. L'« adhérence » fait ici référence à la force d'adhésion ressentie entre l'outil applicateur du travailleur et le support du mur, c'est-à-dire la résistance au cisaillement du mortier. L'adhésivité est élevée, la résistance au cisaillement du mortier est grande, la résistance requise par les travailleurs en cours d'utilisation est également importante et les performances de construction du mortier sont médiocres. L’adhésion de la méthylcellulose est modérée dans les produits à base d’éther de cellulose.
3. Hydroxyéthylcellulose (HEC)
Il est fabriqué à partir de coton raffiné traité avec un alcali et mis à réagir avec de l'oxyde d'éthylène comme agent d'éthérification en présence d'acétone. Le degré de substitution est généralement de 1,5 à 2,0. Il a une forte hydrophilie et absorbe facilement l’humidité.
(1) L'hydroxyéthylcellulose est soluble dans l'eau froide, mais elle est difficile à dissoudre dans l'eau chaude. Sa solution est stable à haute température sans gélifier. Il peut être utilisé longtemps à haute température dans le mortier, mais sa rétention d'eau est inférieure à celle de la méthylcellulose.
(2) L’hydroxyéthylcellulose est stable aux acides et aux alcalis généraux. Les alcalis peuvent accélérer sa dissolution et augmenter légèrement sa viscosité. Sa dispersibilité dans l'eau est légèrement pire que celle de la méthylcellulose et de l'hydroxypropylméthylcellulose. .
(3) L'hydroxyéthylcellulose a de bonnes performances anti-affaissement pour le mortier, mais son temps de retardement est plus long pour le ciment.
(4) Les performances de l'hydroxyéthylcellulose produite par certaines entreprises nationales sont évidemment inférieures à celles de la méthylcellulose en raison de sa teneur élevée en eau et en cendres.
Éther d'amidon
Les éthers d'amidon utilisés dans les mortiers sont modifiés à partir de polymères naturels de certains polysaccharides. Comme les pommes de terre, le maïs, le manioc, les haricots guar, etc.
1. Amidon modifié
L'éther d'amidon modifié à partir de pomme de terre, de maïs, de manioc, etc. a une rétention d'eau nettement inférieure à celle de l'éther de cellulose. En raison des différents degrés de modification, la stabilité aux acides et aux alcalis est différente. Certains produits conviennent aux mortiers à base de plâtre, tandis que d’autres peuvent être utilisés dans les mortiers à base de ciment. L'application d'éther d'amidon dans le mortier est principalement utilisée comme épaississant pour améliorer la propriété anti-affaissement du mortier, réduire l'adhérence du mortier humide et prolonger le temps d'ouverture.
Les éthers d'amidon sont souvent utilisés avec la cellulose, de sorte que les propriétés et les avantages de ces deux produits se complètent. Étant donné que les produits à base d'éther d'amidon sont beaucoup moins chers que l'éther de cellulose, l'application d'éther d'amidon dans le mortier entraînera une réduction significative du coût des formulations de mortier.
2. Éther de gomme de guar
L'éther de gomme de guar est une sorte d'éther d'amidon aux propriétés spéciales, modifié à partir de graines de guar naturelles. Principalement par la réaction d'éthérification de la gomme guar et du groupe fonctionnel acrylique, une structure contenant un groupe fonctionnel 2-hydroxypropyle est formée, qui est une structure polygalactomannose.
(1) Comparé à l’éther de cellulose, l’éther de gomme guar est plus soluble dans l’eau. Les propriétés des éthers de guar au pH ne sont pratiquement pas affectées.
(2) Dans des conditions de faible viscosité et de faible dosage, la gomme guar peut remplacer l'éther de cellulose en quantité égale et a une rétention d'eau similaire. Mais la consistance, l'anti-affaissement, la thixotropie, etc. sont évidemment améliorés.
(3) Dans des conditions de viscosité élevée et de dosage important, la gomme guar ne peut pas remplacer l'éther de cellulose, et l'utilisation mixte des deux produira de meilleures performances.
(4) L'application de gomme guar dans le mortier à base de plâtre peut réduire considérablement l'adhérence pendant la construction et rendre la construction plus lisse. Il n’a aucun effet négatif sur le temps de prise et la résistance du mortier de plâtre.
3. Épaississant modifié retenant l’eau minérale
L'épaississant retenant l'eau composé de minéraux naturels par modification et mélange a été appliqué en Chine. Les principaux minéraux utilisés pour préparer des épaississants rétenteurs d'eau sont : la sépiolite, la bentonite, la montmorillonite, le kaolin, etc. Ces minéraux ont certaines propriétés de rétention d'eau et d'épaississement grâce à des modifications telles que des agents de couplage. Ce type d'épaississant retenant l'eau appliqué au mortier présente les caractéristiques suivantes.
(1) Il peut améliorer considérablement les performances du mortier ordinaire et résoudre les problèmes de mauvaise opérabilité du mortier de ciment, de faible résistance du mortier mélangé et de mauvaise résistance à l'eau.
(2) Des produits de mortier avec différents niveaux de résistance pour les bâtiments industriels et civils généraux peuvent être formulés.
(3) Le coût du matériau est nettement inférieur à celui de l'éther de cellulose et de l'éther d'amidon.
(4) La rétention d'eau est inférieure à celle de l'agent de rétention d'eau organique, la valeur de retrait à sec du mortier préparé est plus grande et la cohésion est réduite.
Poudre de caoutchouc polymère redispersable
La poudre de caoutchouc redispersable est traitée par séchage par pulvérisation d'une émulsion polymère spéciale. Au cours du traitement, les colloïdes protecteurs, les agents anti-agglomérants, etc. deviennent des additifs indispensables. La poudre de caoutchouc séchée est constituée de particules sphériques de 80 à 100 mm rassemblées. Ces particules sont solubles dans l'eau et forment une dispersion stable légèrement plus grande que les particules de l'émulsion d'origine. Cette dispersion formera un film après déshydratation et séchage. Ce film est aussi irréversible que la formation générale du film d’émulsion et ne se redispersera pas lorsqu’il rencontre de l’eau. Dispersion.
La poudre de caoutchouc redispersable peut être divisée en : copolymère styrène-butadiène, copolymère d'éthylène d'acide carbonique tertiaire, copolymère d'éthylène-acétate d'acide acétique, etc., et sur cette base, du silicone, du laurate de vinyle, etc. sont greffés pour améliorer les performances. Différentes mesures de modification confèrent à la poudre de caoutchouc redispersable différentes propriétés telles que la résistance à l'eau, la résistance aux alcalis, la résistance aux intempéries et la flexibilité. Contient du laurate de vinyle et du silicone, ce qui peut donner à la poudre de caoutchouc une bonne hydrophobie. Carbonate tertiaire vinylique hautement ramifié avec une faible valeur Tg et une bonne flexibilité.
Lorsque ces types de poudres de caoutchouc sont appliqués sur du mortier, ils ont tous un effet retardateur sur le temps de prise du ciment, mais cet effet retardateur est inférieur à celui de l'application directe d'émulsions similaires. En comparaison, le styrène-butadiène a l'effet retardateur le plus important, et l'éthylène-acétate de vinyle a l'effet retardateur le plus faible. Si le dosage est trop faible, l’effet d’amélioration des performances du mortier n’est pas évident.
Heure de publication : 03 avril 2023