1 Introduction
L'éther de cellulose (MC) est largement utilisé en grandes quantités dans l'industrie des matériaux de construction. Il peut être utilisé comme retardateur, agent de rétention d'eau, épaississant et adhésif. Dans les mortiers ordinaires mélangés à sec, les mortiers d'isolation des murs extérieurs, les mortiers autonivelants, les colles à carrelage, les mastics de construction haute performance, les mastics muraux intérieurs et extérieurs résistants aux fissures, les mortiers mélangés à sec imperméables, les enduits de plâtre, les agents de calfeutrage et autres matériaux, les éthers de cellulose jouent un rôle important. L'éther de cellulose a une influence majeure sur la rétention d'eau, la demande en eau, la cohésion, le retardateur et la construction du système de mortier.
Il existe de nombreux types et spécifications d'éthers de cellulose. Les éthers de cellulose couramment utilisés dans le domaine des matériaux de construction comprennent les HEC, HPMC, CMC, PAC, MHEC, etc., qui sont utilisés dans différents mortiers selon leurs caractéristiques respectives. Des recherches ont été menées sur l'influence de différents types et quantités d'éthers de cellulose sur les mortiers de ciment. Cet article se concentre sur cette question et explique comment choisir différentes variétés et spécifications d'éthers de cellulose dans différents mortiers.
2 Caractéristiques fonctionnelles de l'éther de cellulose dans le mortier de ciment
Adjuvant important dans les mortiers en poudre sèche, l'éther de cellulose remplit de nombreuses fonctions. Son rôle principal dans les mortiers de ciment est de retenir l'eau et d'épaissir. De plus, grâce à son interaction avec le système cimentaire, il peut également jouer un rôle auxiliaire en entraînant l'air, en retardant la prise et en améliorant la résistance à la traction.
La principale caractéristique de l'éther de cellulose dans les mortiers est sa capacité de rétention d'eau. L'éther de cellulose est utilisé comme adjuvant important dans la quasi-totalité des mortiers, principalement en raison de sa capacité de rétention d'eau. En général, la rétention d'eau de l'éther de cellulose est liée à sa viscosité, à la quantité ajoutée et à la granulométrie.
L'éther de cellulose est utilisé comme épaississant. Son effet épaississant dépend du degré d'éthérification, de la granulométrie, de la viscosité et du degré de modification de l'éther de cellulose. En général, plus le degré d'éthérification et la viscosité de l'éther de cellulose sont élevés, plus les particules sont fines et plus l'effet épaississant est marqué. En ajustant les caractéristiques du MC mentionnées ci-dessus, le mortier peut atteindre une résistance à l'affaissement appropriée et une viscosité optimale.
Dans l'éther de cellulose, l'introduction du groupe alkyle réduit l'énergie de surface de la solution aqueuse contenant l'éther de cellulose, ce qui lui confère un effet entraîneur d'air sur le mortier de ciment. L'introduction de bulles d'air appropriées dans le mortier améliore ses performances constructives grâce à l'effet « bille ». Parallèlement, l'introduction de bulles d'air augmente le rendement du mortier. Bien entendu, la quantité d'air entraîné doit être contrôlée. Un excès d'air entraîné aura un impact négatif sur la résistance du mortier, car des bulles d'air nocives pourraient s'y introduire.
2.1 L'éther de cellulose retarde l'hydratation du ciment, ralentissant ainsi sa prise et son durcissement, et prolongeant ainsi le temps d'ouverture du mortier. Cependant, cet effet est défavorable aux mortiers des régions froides. Lors du choix de l'éther de cellulose, il convient de choisir le produit approprié en fonction de la situation. L'effet retardateur de l'éther de cellulose est principalement renforcé par l'augmentation de son degré d'éthérification, de son degré de modification et de sa viscosité.
De plus, l'éther de cellulose, en tant que substance polymère à longue chaîne, peut améliorer les performances de liaison avec le substrat après avoir été ajouté au système de ciment sous réserve de maintenir pleinement la teneur en humidité de la suspension.
2.2 Les propriétés de l'éther de cellulose dans le mortier comprennent principalement : la rétention d'eau, l'épaississement, la prolongation du temps de prise, l'entraînement d'air et l'amélioration de la résistance à la traction, etc. Correspondant aux propriétés ci-dessus, cela se reflète dans les caractéristiques du MC lui-même, à savoir : la viscosité, la stabilité, la teneur en ingrédients actifs (quantité ajoutée), le degré de substitution d'éthérification et son uniformité, le degré de modification, la teneur en substances nocives, etc. Par conséquent, lors du choix du MC, l'éther de cellulose avec ses propres caractéristiques pouvant fournir des performances appropriées doit être sélectionné en fonction des exigences spécifiques du produit de mortier spécifique pour une certaine performance.
3 Caractéristiques de l'éther de cellulose
D'une manière générale, les instructions du produit fournies par les fabricants d'éther de cellulose comprendront les indicateurs suivants : apparence, viscosité, degré de substitution de groupe, finesse, teneur en substance active (pureté), teneur en humidité, zones et dosage recommandés, etc. Ces indicateurs de performance peuvent refléter une partie du rôle de l'éther de cellulose, mais lors de la comparaison et de la sélection de l'éther de cellulose, d'autres aspects tels que sa composition chimique, son degré de modification, son degré d'éthérification, sa teneur en NaCl et sa valeur DS doivent également être examinés.
3.1 Viscosité de l'éther de cellulose
La viscosité de l'éther de cellulose influence sa rétention d'eau, son épaississement, son retard de prise et d'autres aspects. Elle constitue donc un indicateur important pour l'examen et le choix de l'éther de cellulose.
Avant d'aborder la viscosité de l'éther de cellulose, il convient de noter qu'il existe quatre méthodes couramment utilisées pour la tester : Brookfield, Hakke, Höppler et le viscosimètre rotatif. L'équipement, la concentration de la solution et l'environnement d'essai utilisés par ces quatre méthodes étant différents, les résultats obtenus pour une même solution de MC testée par ces quatre méthodes sont également très différents. Même pour une même solution, utilisant la même méthode et testée dans des conditions environnementales différentes, la viscosité peut être mesurée.
Les résultats varient également. Par conséquent, pour expliquer la viscosité d'un éther de cellulose, il est nécessaire d'indiquer la méthode d'essai utilisée, la concentration de la solution, le rotor, la vitesse de rotation, la température et l'humidité d'essai, ainsi que les autres conditions environnementales. Cette valeur de viscosité est précieuse. Il est inutile de se contenter de dire « quelle est la viscosité d'un MC donné ».
3.2 Stabilité du produit de l'éther de cellulose
Les éthers de cellulose sont connus pour être sensibles aux moisissures cellulosiques. Lorsque le champignon érode l'éther de cellulose, il attaque d'abord l'unité glucose non éthérifiée. En tant que composé linéaire, une fois l'unité glucose détruite, la chaîne moléculaire entière est rompue et la viscosité du produit chute brutalement. Une fois l'unité glucose éthérifiée, la moisissure corrode difficilement la chaîne moléculaire. Par conséquent, plus le degré de substitution par éthérification (valeur DS) de l'éther de cellulose est élevé, plus sa stabilité est élevée.
3.3 Teneur en principe actif de l'éther de cellulose
Plus la teneur en principes actifs de l'éther de cellulose est élevée, plus le rapport coût-efficacité du produit est élevé, ce qui permet d'obtenir de meilleurs résultats à dosage égal. Le principe actif de l'éther de cellulose est la molécule d'éther de cellulose, une substance organique. Par conséquent, la teneur en principes actifs de l'éther de cellulose peut être indirectement reflétée par la valeur des cendres après calcination.
3.4 Teneur en NaCl dans l'éther de cellulose
Le NaCl est un sous-produit inévitable de la production d'éther de cellulose. Il doit généralement être éliminé par de multiples lavages. Plus les lavages sont fréquents, moins il reste de NaCl. Le NaCl est un risque bien connu pour la corrosion des barres et des treillis métalliques en acier. Par conséquent, bien que le traitement des eaux usées lié aux nombreux lavages au NaCl puisse augmenter les coûts, lors du choix des produits MC, il est conseillé de privilégier des produits à faible teneur en NaCl.
4 principes de choix de l'éther de cellulose pour différents produits de mortier
Lors de la sélection de l'éther de cellulose pour les produits de mortier, tout d'abord, selon la description du manuel du produit, sélectionnez ses propres indicateurs de performance (tels que la viscosité, le degré de substitution d'éthérification, la teneur en substance efficace, la teneur en NaCl, etc.) Caractéristiques fonctionnelles et principes de sélection
4.1 Système de plâtre mince
Prenons l'exemple du mortier de plâtrage pour enduit mince : en contact direct avec l'environnement extérieur, la surface perd rapidement de l'eau, ce qui nécessite une rétention d'eau élevée. En particulier, lors de travaux en été, le mortier doit mieux retenir l'humidité à haute température. Il est donc essentiel de choisir un mortier de plâtrage à fort taux de rétention d'eau, ce qui peut être évalué en fonction de trois critères : la viscosité, la granulométrie et la quantité ajoutée. En règle générale, dans les mêmes conditions, il est préférable de choisir un mortier de plâtrage à viscosité élevée, compte tenu des exigences de maniabilité. Par conséquent, le mortier de plâtrage choisi doit présenter une rétention d'eau élevée et une faible viscosité. Parmi les produits de plâtrage, le MH60001P6 est recommandé pour les systèmes de plâtrage adhésif pour enduit mince.
4.2 Mortier de plâtrage à base de ciment
Le mortier de plâtrage exige une bonne uniformité et une application plus facile et uniforme. Il requiert également une bonne résistance à l'affaissement, une grande capacité de pompage, une fluidité et une maniabilité élevées. Par conséquent, un mortier de ciment à faible viscosité, à dispersion et à développement de consistance plus rapides (granulométrie plus fine) est privilégié.
Lors de la fabrication de colles à carrelage, pour garantir sécurité et efficacité, il est particulièrement important que le mortier présente un temps d'ouverture plus long et de meilleures performances antidérapantes, tout en assurant une bonne adhérence entre le support et le carrelage. Par conséquent, les colles à carrelage ont des exigences relativement élevées en matière de MC, qui est généralement présent en forte concentration. Pour répondre à ce besoin de temps d'ouverture plus long, le MC lui-même doit présenter un taux de rétention d'eau plus élevé, lequel requiert une viscosité, une quantité d'ajout et une granulométrie adaptées. Pour obtenir de bonnes performances antidérapantes, le MC possède un bon effet épaississant, ce qui confère au mortier une forte résistance à l'écoulement vertical. L'épaississement répond à certaines exigences en matière de viscosité, de degré d'éthérification et de granulométrie.
4.4 Mortier de sol autonivelant
Le mortier autonivelant a des exigences plus élevées en matière de nivellement ; il est donc conseillé de choisir des produits à base d'éther de cellulose à faible viscosité. L'autonivellement nécessitant un nivellement automatique du mortier, mélangé uniformément, sur le sol, la fluidité et la pompabilité sont essentielles, d'où un rapport eau/matériau important. Afin d'éviter le ressuage, le MC doit contrôler la rétention d'eau en surface et assurer la viscosité pour éviter la sédimentation.
4.5 Mortier de maçonnerie
Le mortier de maçonnerie étant en contact direct avec la surface de la maçonnerie, il s'agit généralement d'une construction en couche épaisse. Il doit présenter une maniabilité et une rétention d'eau élevées, assurer une bonne adhérence à la maçonnerie, améliorer la maniabilité et accroître l'efficacité. Par conséquent, le choix du MC doit permettre au mortier d'améliorer les performances décrites ci-dessus, et la viscosité de l'éther de cellulose ne doit pas être trop élevée.
4.6 Coulis isolant
Le coulis d'isolation thermique étant principalement appliqué manuellement, il est nécessaire que le MC choisi confère au mortier une bonne maniabilité, une bonne maniabilité et une excellente rétention d'eau. Il doit également présenter une viscosité élevée et une bonne aération.
5 Conclusion
Les fonctions de l'éther de cellulose dans le mortier de ciment sont la rétention d'eau, l'épaississement, l'entraînement d'air, le retard et l'amélioration de la résistance à la traction, etc.
Date de publication : 30 janvier 2023