1. La fonction principale de l'éther de cellulose
Dans le mortier prêt à l'emploi, l'éther de cellulose est un additif principal ajouté en très faible quantité, mais qui peut améliorer considérablement les performances du mortier humide et affecter les performances de construction du mortier.
2. Types d'éthers de cellulose
La production d'éther de cellulose est principalement constituée de fibres naturelles par dissolution alcaline, réaction de greffage (éthérification), lavage, séchage, broyage et autres processus.
Selon les principales matières premières, les fibres naturelles peuvent être divisées en : fibre de coton, fibre de cèdre, fibre de hêtre, etc. Leurs degrés de polymérisation varient, ce qui affecte la viscosité finale de leurs produits.Actuellement, les principaux fabricants de cellulose utilisent la fibre de coton (un sous-produit de la nitrocellulose) comme matière première principale.
Les éthers de cellulose peuvent être divisés en ioniques et non ioniques.Le type ionique comprend principalement le sel de carboxyméthylcellulose, et le type non ionique comprend principalement la méthylcellulose, la méthylhydroxyéthyle (propyl)cellulose, l'hydroxyéthylcellulose, etc.
Actuellement, les éthers de cellulose utilisés dans les mortiers prêts à l'emploi sont principalement l'éther de méthylcellulose (MC), l'éther de méthylhydroxyéthylcellulose (MHEC), l'éther de méthylhydroxypropylcellulose (MHPG), l'éther d'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC).Dans les mortiers prêts à l'emploi, la cellulose ionique (sel de carboxyméthylcellulose) étant instable en présence d'ions calcium, elle est rarement utilisée dans les produits prêts à l'emploi qui utilisent du ciment, de la chaux éteinte, etc. comme matériaux de cimentation.Dans certaines régions de Chine, le sel de carboxyméthylcellulose est utilisé comme épaississant pour certains produits d'intérieur traités avec de l'amidon modifié comme principal matériau de ciment et de la poudre de Shuangfei comme charge.Ce produit est sujet à la moisissure et ne résiste pas à l’eau. Il est désormais progressivement éliminé.L'hydroxyéthylcellulose est également utilisée dans certains produits prêts à l'emploi, mais sa part de marché est très faible.
3. Principaux indicateurs de performance de l'éther de cellulose
(1) Solubilité
La cellulose est un composé polymère polyhydroxylé qui ne se dissout ni ne fond.Après éthérification, la cellulose est soluble dans l'eau, une solution alcaline diluée et un solvant organique, et possède une thermoplasticité.La solubilité dépend principalement de quatre facteurs : premièrement, la solubilité varie en fonction de la viscosité, plus la viscosité est faible, plus la solubilité est grande.Deuxièmement, les caractéristiques des groupes introduits dans le processus d'éthérification : plus le groupe introduit est grand, plus la solubilité est faible ;plus le groupe introduit est polaire, plus l'éther de cellulose se dissout facilement dans l'eau.Troisièmement, le degré de substitution et la répartition des groupes éthérifiés dans les macromolécules.La plupart des éthers de cellulose ne peuvent être dissous dans l'eau que sous un certain degré de substitution.Quatrièmement, le degré de polymérisation de l'éther de cellulose, plus le degré de polymérisation est élevé, moins il est soluble ;plus le degré de polymérisation est faible, plus la plage de degrés de substitution pouvant être dissous dans l'eau est large.
(2) Rétention d'eau
La rétention d'eau est une performance importante de l'éther de cellulose, et c'est également une performance à laquelle prêtent attention de nombreux fabricants nationaux de poudre sèche, en particulier ceux des régions du sud à températures élevées.Les facteurs affectant l'effet de rétention d'eau du mortier comprennent la quantité d'éther de cellulose ajoutée, la viscosité, la finesse des particules et la température de l'environnement d'utilisation.Plus la quantité d’éther de cellulose ajoutée est élevée, meilleur est l’effet de rétention d’eau ;plus la viscosité est élevée, meilleur est l'effet de rétention d'eau ;plus les particules sont fines, meilleur est l’effet de rétention d’eau.
(3) Viscosité
La viscosité est un paramètre important des produits à base d'éther de cellulose.À l'heure actuelle, différents fabricants d'éther de cellulose utilisent différentes méthodes et instruments pour mesurer la viscosité.Pour un même produit, les résultats de viscosité mesurés par différentes méthodes sont très différents, et certains présentent même des écarts doublés.Par conséquent, lors de la comparaison de la viscosité, elle doit être effectuée avec les mêmes méthodes de test, notamment la température, le rotor, etc.
D'une manière générale, plus la viscosité est élevée, meilleur est l'effet de rétention d'eau.Cependant, plus la viscosité est élevée, plus le poids moléculaire de l'éther de cellulose est élevé, et la diminution correspondante de sa solubilité aura un impact négatif sur la résistance et les performances de construction du mortier.Plus la viscosité est élevée, plus l’effet épaississant sur le mortier est évident, mais il n’est pas directement proportionnel.Plus la viscosité est élevée, plus le mortier humide sera visqueux.Lors de la construction, cela se manifeste par un collage au grattoir et une forte adhérence au support.Mais il n’est pas utile d’augmenter la résistance structurelle du mortier humide lui-même.Lors de la construction, les performances anti-affaissement ne sont pas évidentes.Au contraire, certains éthers de méthylcellulose modifiés de viscosité moyenne et faible ont d’excellentes performances pour améliorer la résistance structurelle du mortier humide.
(4) La finesse des particules :
L'éther de cellulose utilisé pour le mortier prêt à l'emploi doit être en poudre, à faible teneur en eau, et la finesse nécessite également que 20 à 60 % de la taille des particules soit inférieure à 63 µm.La finesse affecte la solubilité de l'éther de cellulose.Les éthers de cellulose grossiers se présentent généralement sous forme de granulés, faciles à disperser et à dissoudre dans l'eau sans agglomération, mais la vitesse de dissolution est très lente, ils ne conviennent donc pas à une utilisation dans les mortiers prêts à l'emploi (certains produits domestiques sont floculants, pas facile à disperser et à dissoudre dans l'eau, et sujet à l'agglomération).Dans le mortier prêt à l'emploi, l'éther de cellulose est dispersé entre les granulats, les charges fines et le ciment et autres matériaux cimentaires.Seule une poudre suffisamment fine peut éviter l’agglomération de l’éther de cellulose lors du mélange avec de l’eau.Lorsque l'éther de cellulose est ajouté à l'eau pour dissoudre l'agglomération, il est très difficile à disperser et à dissoudre.
(5) Modification de l'éther de cellulose
La modification de l'éther de cellulose est l'extension de ses performances, et c'est la partie la plus importante.Les propriétés de l'éther de cellulose peuvent être améliorées pour optimiser ses propriétés de mouillabilité, de dispersibilité, d'adhésion, d'épaississement, d'émulsification, de rétention d'eau et filmogène, ainsi que son imperméabilité à l'huile.
4. Effet de la température ambiante sur la rétention d'eau du mortier
La rétention d'eau de l'éther de cellulose diminue avec l'augmentation de la température.Dans les applications pratiques des matériaux, le mortier est souvent appliqué sur des substrats chauds à des températures élevées (supérieures à 40°C) dans de nombreux environnements.La baisse de la rétention d’eau a eu un impact notable sur l’ouvrabilité et la résistance aux fissures.Sa dépendance à la température entraînera toujours un affaiblissement des propriétés du mortier, et il est particulièrement critique de réduire l’influence des facteurs de température dans ces conditions.Les recettes de mortier ont été ajustées en conséquence et de nombreux changements importants ont été apportés aux recettes saisonnières.Bien qu'en augmentant le dosage (formule d'été), la maniabilité et la résistance aux fissures ne peuvent toujours pas répondre aux besoins d'utilisation, ce qui nécessite un traitement spécial de l'éther de cellulose, tel qu'une augmentation du degré d'éthérification, etc., afin que l'effet de rétention d'eau puisse être obtenu à une température relativement élevée.Il maintient un meilleur effet lorsqu'il est élevé, de sorte qu'il offre de meilleures performances dans des conditions difficiles.
5. Application dans un mortier prêt à l'emploi
Dans les mortiers prêts à l'emploi, l'éther de cellulose joue le rôle de rétention d'eau, d'épaississement et d'amélioration des performances de construction.De bonnes performances de rétention d'eau garantissent que le mortier ne provoquera pas de ponçage, de poudrage et de réduction de résistance en raison d'un manque d'eau et d'une hydratation incomplète.L'effet épaississant améliore considérablement la résistance structurelle du mortier humide.L'ajout d'éther de cellulose peut améliorer considérablement la viscosité humide du mortier humide et présente une bonne viscosité sur divers substrats, améliorant ainsi les performances des murs du mortier humide et réduisant les déchets.De plus, le rôle de l'éther de cellulose dans différents produits est également différent.Par exemple, dans les colles à carrelage, l'éther de cellulose peut augmenter le temps d'ouverture et ajuster le temps ;dans le mortier de pulvérisation mécanique, il peut améliorer la résistance structurelle du mortier humide ;en auto-nivellement, il peut empêcher le tassement, la ségrégation et la stratification.Par conséquent, en tant qu’additif important, l’éther de cellulose est largement utilisé dans le mortier en poudre sèche.
Heure de publication : 11 janvier 2023