L'HPMC (Hydroxypropyl Méthyl Cellulose) est un matériau polymère couramment utilisé dans les matériaux de construction, notamment dans les matériaux à base de ciment et les matériaux à base de gypse. Il a de bonnes propriétés de solubilité dans l'eau, d'adhérence, de rétention d'eau et d'épaississement, il est donc largement utilisé dans le mortier, la poudre de mastic, la colle à carrelage et d'autres matériaux.
1. Causes du retrait et de la fissuration des matériaux de construction
Au cours du processus de durcissement, le volume des matériaux de construction diminue souvent en raison de l'évaporation de l'eau, des réactions chimiques et des modifications des facteurs environnementaux externes, entraînant une concentration de contraintes et la formation de fissures. Les principaux types de retrait comprennent :
Retrait plastique : Lorsque le matériau à base de ciment n'a pas encore durci, le volume rétrécit en raison de l'évaporation rapide de l'eau.
Retrait à sec : Une fois le matériau durci, il est exposé à l'air pendant une longue période et l'eau s'évapore lentement, entraînant un retrait de volume.
Retrait thermique : changement de volume provoqué par les changements de température, en particulier dans un environnement présentant une grande différence de température entre le jour et la nuit.
Retrait autogène : Au cours du processus d'hydratation du ciment, le volume interne diminue en raison de la consommation d'eau par la réaction d'hydratation.
Ces retraits entraînent souvent une accumulation de contraintes à l’intérieur du matériau, provoquant à terme des microfissures ou des fissures, qui affectent la durabilité et l’esthétique de la structure du bâtiment. Afin d’éviter ce phénomène, des additifs sont généralement nécessaires pour améliorer les performances du matériau, et le HPMC en fait partie.
2. Mécanisme d'action du HPMC
HPMC joue un rôle important dans la réduction du retrait et de la fissuration des matériaux de construction, principalement grâce aux mécanismes suivants :
Rétention d'eau : HPMC a une forte capacité de rétention d'eau et peut former un film de rétention d'eau dans le mortier ou la poudre de mastic pour ralentir le taux d'évaporation de l'eau. Étant donné que l'évaporation rapide de l'eau à l'intérieur du matériau provoquera un retrait plastique, l'effet de rétention d'eau du HPMC peut réduire efficacement le phénomène de retrait précoce, maintenir l'eau dans le matériau en quantité suffisante, favorisant ainsi la réaction d'hydratation complète du ciment et réduisant les fissures de retrait causées par perte d'eau pendant le processus de séchage. De plus, HPMC peut améliorer les performances du matériau dans des conditions humides et sèches et réduire les fissures causées par la perte d'eau.
Effet épaississant et fortifiant : HPMC est un épaississant qui peut augmenter efficacement la consistance et la viscosité du mortier et améliorer l'adhérence globale du matériau. Pendant le processus de construction, si le matériau est trop fin, il est facile de se délaminer ou de s'affaisser, ce qui entraîne une surface inégale ou même des fissures. En utilisant HPMC, le mortier peut maintenir une viscosité appropriée, améliorer la résistance et la densité superficielle du matériau après la construction et réduire le risque de fissuration. De plus, HPMC peut également améliorer la résistance au cisaillement du matériau et améliorer sa résistance aux fissures.
Améliorer la flexibilité du matériau : les molécules HPMC peuvent jouer un certain rôle dans l'amélioration de la flexibilité des matériaux à base de ciment ou de gypse, de sorte que le matériau ait une meilleure résistance à la traction et à la flexion après durcissement. Étant donné que les matériaux de construction sont généralement soumis à des contraintes de traction ou de flexion sous des changements de température et des charges ambiantes, après l'ajout de HPMC, la flexibilité du matériau augmente, ce qui peut mieux absorber les contraintes externes et éviter les fissures fragiles.
Contrôler la vitesse de réaction d'hydratation du ciment : Dans les matériaux à base de ciment, la vitesse de réaction d'hydratation affecte directement les performances du matériau. Si la réaction d’hydratation est trop rapide, les contraintes à l’intérieur du matériau ne peuvent pas être relâchées à temps, entraînant des fissures. HPMC peut ralentir de manière appropriée le taux de réaction d'hydratation grâce à sa rétention d'eau et à la formation d'un film protecteur, empêcher le ciment de perdre de l'eau trop rapidement au début et ainsi éviter le phénomène de retrait spontané et de fissuration pendant le processus de durcissement du matériau.
Améliorer les performances de construction : HPMC peut améliorer les performances de construction des matériaux de construction, se manifestant principalement par sa bonne fluidité, sa rétention d'eau et son pouvoir lubrifiant, augmenter l'uniformité des matériaux et réduire les fissures causées par une mauvaise construction. Il peut faciliter l'étalement et le nivellement du mortier, de la poudre de mastic, etc. pendant la construction, réduire le taux de vide des matériaux, améliorer la densité et la résistance globales des matériaux et réduire le risque de fissuration locale causée par une construction inégale.
3. Application du HPMC dans des matériaux de construction spécifiques
Adhésif pour carrelage : HPMC peut considérablement améliorer les performances antidérapantes de l'adhésif pour carrelage, garantir que les carreaux peuvent être fixés uniformément au substrat pendant l'installation et réduire les pertes ou les fissures causées par une contrainte ou un retrait inégal. De plus, les effets d'épaississement et de rétention d'eau du HPMC permettent également à la colle pour carrelage de maintenir un temps ouvert plus long après la construction, d'améliorer l'efficacité de la construction et de réduire les fissures causées par un durcissement inégal.
Poudre de mastic : dans la poudre de mastic, la propriété de rétention d'eau du HPMC peut empêcher le mastic de perdre de l'eau trop rapidement pendant le processus de séchage et réduire le retrait et les fissures causés par la perte d'eau. Dans le même temps, l'effet épaississant du HPMC peut améliorer les performances de construction du mastic, ce qui facilite son application uniforme sur le mur et réduit les fissures de surface causées par une application inégale.
Mortier : L'ajout de HPMC au mortier peut améliorer efficacement ses performances de travail, rendre le mortier plus lisse pendant la construction, réduire la ségrégation et la stratification et ainsi améliorer l'uniformité et l'adhérence du mortier. Dans le même temps, l'effet de rétention d'eau du HPMC peut faire évaporer l'eau plus lentement pendant le processus de durcissement du mortier, évitant ainsi le retrait et la fissuration causés par une perte d'eau précoce.
4. Précautions d'utilisation du HPMC
Contrôle du dosage : la quantité de HPMC ajoutée a un impact direct sur son effet et doit généralement être ajustée en fonction du ratio de matériau et des scénarios d'application spécifiques. Un HPMC excessif entraînera une consistance trop élevée du matériau, affectant les performances de la construction ; tandis qu'une HPMC insuffisante ne pourra pas jouer le rôle de rétention d'eau et d'épaississement comme il se doit.
Utilisation avec d'autres additifs : le HPMC est généralement utilisé en combinaison avec d'autres additifs chimiques (tels que des réducteurs d'eau, des agents entraîneurs d'air, des plastifiants, etc.) pour obtenir de meilleurs résultats. Lors de l'utilisation, il est nécessaire de prendre en compte l'interaction des différents additifs afin d'éviter une influence mutuelle sur les performances des matériaux.
En tant qu'additif de construction important, le HPMC a un effet significatif en réduisant le retrait et la fissuration des matériaux de construction. Il réduit efficacement les fissures causées par la perte d'eau et la concentration des contraintes en améliorant la rétention d'eau, l'épaississement, la flexibilité du matériau et en améliorant la vitesse de réaction d'hydratation du ciment. L'utilisation raisonnable du HPMC peut non seulement améliorer les performances de construction du matériau, mais également prolonger la durée de vie de la structure du bâtiment et réduire les coûts de maintenance ultérieure. Avec les progrès continus de la technologie des matériaux de construction, l’application du HPMC dans le domaine de la construction sera plus étendue et plus approfondie.
Heure de publication : 21 septembre 2024