Éther de cellulose
L'éther de cellulose est un terme général désignant une série de produits produits par la réaction de la 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) Une fois l'éther de cellulose contenu dans le mortier dissous dans l'eau, la distribution efficace et uniforme du matériau cimentaire dans le système est assurée en raison de l'activité de surface, et l'éther de cellulose, en tant que colloïde protecteur, « enveloppe » le solide. des particules et une couche de film lubrifiant se forment sur sa surface extérieure, ce qui rend le système de mortier plus stable et améliore également la fluidité du mortier pendant le processus de mélange et la douceur de la construction.
(2) En raison de sa propre structure moléculaire, la solution d'éther de cellulose rend l'eau contenue dans le mortier difficile à perdre et la libère progressivement sur une longue période de temps, conférant au mortier une bonne rétention d'eau et une bonne maniabilité.
1. 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.
2. Hydroxypropylméthylcellulose (HPMC)
L'hydroxypropylméthylcellulose est une variété de cellulose dont la production et la consommation ont augmenté rapidement ces dernières années. Il s'agit d'un éther mixte de cellulose non ionique fabriqué à partir de coton raffiné après alcalinisation, utilisant de l'oxyde de propylène et du chlorure de méthyle comme agent d'éthérification, par une série de réactions. Le degré de substitution est généralement de 1,2 à 2,0. Ses propriétés sont différentes en raison des différents rapports entre la teneur en méthoxyle et la teneur en hydroxypropyle.
(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.
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. 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.
4. Carboxyméthylcellulose (CMC)
L'éther de cellulose ionique est fabriqué à partir de fibres naturelles (coton, etc.) après traitement alcalin, en utilisant du monochloroacétate de sodium comme agent d'éthérification et en subissant une série de traitements réactionnels. Le degré de substitution est généralement de 0,4 à 1,4 et ses performances sont grandement affectées par le degré de substitution.
(1) La carboxyméthylcellulose est plus hygroscopique et contiendra plus d’eau lorsqu’elle est stockée dans des conditions générales.
(2) La solution aqueuse de carboxyméthylcellulose ne produira pas de gel et la viscosité diminuera avec l'augmentation de la température. Lorsque la température dépasse 50°C, la viscosité est irréversible.
(3) Sa stabilité est grandement affectée par le pH. Généralement, il peut être utilisé dans les mortiers à base de plâtre, mais pas dans les mortiers à base de ciment. Lorsqu'il est très alcalin, il perd de sa viscosité.
(4) Sa rétention d'eau est bien inférieure à celle de la méthylcellulose. Il a un effet retardateur sur les mortiers à base de plâtre et réduit leur résistance. Cependant, le prix de la carboxyméthylcellulose est nettement inférieur à celui de la méthylcellulose.
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.
Fibres de polypropylène
La fibre de polypropylène est composée de polypropylène comme matière première et d'une quantité appropriée de modificateur. Le diamètre de la fibre est généralement d'environ 40 microns, la résistance à la traction est de 300 à 400 MPa, le module d'élasticité est ≥ 3 500 MPa et l'allongement ultime est de 15 à 18 %. Ses caractéristiques de performances :
(1) Les fibres de polypropylène sont uniformément réparties dans des directions aléatoires tridimensionnelles dans le mortier, formant un système de renforcement en réseau. Si 1 kg de fibre de polypropylène est ajouté à chaque tonne de mortier, plus de 30 millions de fibres monofilaments peuvent être obtenues.
(2) L'ajout de fibres de polypropylène au mortier peut réduire efficacement les fissures de retrait du mortier à l'état plastique. Que ces fissures soient visibles ou non. Et cela peut réduire considérablement le saignement de surface et le tassement des agrégats du mortier frais.
(3) Pour le corps durci au mortier, la fibre de polypropylène peut réduire considérablement le nombre de fissures de déformation. Autrement dit, lorsque le corps durcissant du mortier produit une contrainte due à la déformation, il peut résister et transmettre la contrainte. Lorsque le corps durcissant du mortier se fissure, il peut passiver la concentration de contraintes à l'extrémité de la fissure et limiter l'expansion de la fissure.
(4) La dispersion efficace des fibres de polypropylène dans la production de mortier deviendra un problème difficile. L'équipement de mélange, le type et le dosage des fibres, le rapport du mortier et ses paramètres de processus deviendront tous des facteurs importants affectant la dispersion.
agent entraîneur d'air
L'agent entraîneur d'air est une sorte de tensioactif qui peut former des bulles d'air stables dans le béton ou le mortier frais par des méthodes physiques. Incluent principalement : la colophane et ses polymères thermiques, les tensioactifs non ioniques, les alkylbenzène sulfonates, les lignosulfonates, les acides carboxyliques et leurs sels, etc.
Les agents entraîneurs d’air sont souvent utilisés pour préparer les mortiers de plâtrerie et les mortiers de maçonnerie. L’ajout d’un agent entraîneur d’air entraînera certains changements dans les performances du mortier.
(1) Grâce à l'introduction de bulles d'air, la facilité et la construction du mortier fraîchement mélangé peuvent être augmentées et le saignement peut être réduit.
(2) La simple utilisation de l’agent entraîneur d’air réduira la résistance et l’élasticité du moule dans le mortier. Si l'agent entraîneur d'air et l'agent réducteur d'eau sont utilisés ensemble et que le rapport est approprié, la valeur de résistance ne diminuera pas.
(3) Il peut améliorer considérablement la résistance au gel du mortier durci, améliorer l'imperméabilité du mortier et améliorer la résistance à l'érosion du mortier durci.
(4) L'agent entraîneur d'air augmentera la teneur en air du mortier, ce qui augmentera le retrait du mortier, et la valeur de retrait peut être réduite de manière appropriée en ajoutant un agent réducteur d'eau.
La quantité d'entraîneur d'air ajoutée étant très faible, ne représentant généralement que quelques dix millièmes de la quantité totale de matériaux cimentaires, il faut s'assurer qu'elle est dosée et mélangée avec précision lors de la production du mortier ; des facteurs tels que les méthodes d'agitation et le temps d'agitation affecteront sérieusement la quantité d'air entraînée. Par conséquent, dans les conditions actuelles de production et de construction nationales, l’ajout d’agents entraîneurs d’air au mortier nécessite de nombreux travaux expérimentaux.
agent de renforcement précoce
Utilisés pour améliorer la résistance initiale du béton et du mortier, les agents de résistance précoce au sulfate sont couramment utilisés, notamment le sulfate de sodium, le thiosulfate de sodium, le sulfate d'aluminium et le sulfate d'aluminium et de potassium.
Généralement, le sulfate de sodium anhydre est largement utilisé, son dosage est faible et l'effet de résistance précoce est bon, mais si le dosage est trop important, cela provoquera une expansion et une fissuration à un stade ultérieur, et en même temps, un retour d'alcali. Cela se produira, ce qui affectera l'apparence et l'effet de la couche de décoration de surface.
Le formiate de calcium est également un bon agent antigel. Il a un bon effet de résistance précoce, moins d'effets secondaires, une bonne compatibilité avec d'autres adjuvants et de nombreuses propriétés sont meilleures que les agents de résistance précoce sulfate, mais le prix est plus élevé.
antigel
Si le mortier est utilisé à température négative, si aucune mesure antigel n'est prise, des dommages dus au gel se produiront et la résistance du corps durci sera détruite. L'antigel prévient les dommages causés par le gel de deux manières : empêcher le gel et améliorer la résistance initiale du mortier.
Parmi les agents antigels couramment utilisés, le nitrite de calcium et le nitrite de sodium ont les meilleurs effets antigels. Étant donné que le nitrite de calcium ne contient pas d'ions potassium et sodium, il peut réduire l'apparition d'agrégats alcalins lorsqu'il est utilisé dans le béton, mais sa maniabilité est légèrement médiocre lorsqu'il est utilisé dans le mortier, tandis que le nitrite de sodium a une meilleure maniabilité. L'antigel est utilisé en combinaison avec un agent de renforcement précoce et un réducteur d'eau pour obtenir des résultats satisfaisants. Lorsque le mortier mélangé à sec avec antigel est utilisé à une température négative ultra-basse, la température du mélange doit être augmentée de manière appropriée, par exemple en mélangeant avec de l'eau tiède.
Si la quantité d'antigel est trop élevée, cela réduira la résistance du mortier à un stade ultérieur et la surface du mortier durci aura des problèmes tels que le retour des alcalis, ce qui affectera l'apparence et l'effet de la couche de décoration de surface. .
Heure de publication : 16 janvier 2023