Rétention d'eau du mortier en poudre sèche

1. La nécessité de la rétention d’eau

Tous les types de supports nécessitant du mortier pour la construction ont un certain degré d'absorption d'eau. Une fois que la couche de base a absorbé l'eau du mortier, la constructibilité du mortier sera détériorée et, dans les cas graves, le matériau cimentaire du mortier ne sera pas complètement hydraté, ce qui entraînera une faible résistance, en particulier la résistance de l'interface entre le mortier durci. et la couche de base, provoquant la fissuration et la chute du mortier. Si le mortier de plâtrage a des performances de rétention d'eau appropriées, il peut non seulement améliorer efficacement les performances de construction du mortier, mais également rendre l'eau contenue dans le mortier difficile à absorber par la couche de base et assurer une hydratation suffisante du ciment.

2. Problèmes avec les méthodes traditionnelles de rétention d'eau

La solution traditionnelle consiste à arroser la base, mais il est impossible de garantir que la base soit uniformément humidifiée. L'objectif idéal d'hydratation du mortier de ciment sur la base est que le produit d'hydratation du ciment absorbe l'eau avec la base, pénètre dans la base et forme une « connexion clé » efficace avec la base, de manière à obtenir la force d'adhérence requise. L'arrosage directement sur la surface de la base entraînera une grave dispersion de l'absorption d'eau de la base en raison des différences de température, de temps d'arrosage et d'uniformité de l'arrosage. La base absorbe moins d’eau et continuera à absorber l’eau du mortier. Avant que l'hydratation du ciment ne se poursuive, l'eau est absorbée, ce qui affecte l'hydratation du ciment et la pénétration des produits d'hydratation dans la matrice ; la base a une grande absorption d'eau et l'eau contenue dans le mortier s'écoule vers la base. La vitesse de migration moyenne est lente et même une couche riche en eau se forme entre le mortier et la matrice, ce qui affecte également la force d'adhérence. Par conséquent, l’utilisation de la méthode d’arrosage de base commune non seulement ne parviendra pas à résoudre efficacement le problème de l’absorption élevée d’eau de la base du mur, mais affectera également la force de liaison entre le mortier et la base, entraînant des creux et des fissures.

3. Exigences des différents mortiers pour la rétention d'eau

Les objectifs de taux de rétention d'eau pour les produits de mortier de plâtre utilisés dans une certaine zone et dans des zones présentant des conditions de température et d'humidité similaires sont proposés ci-dessous.

①Mortier de plâtrage de substrat à haute absorption d'eau

Les substrats à forte absorption d'eau représentés par le béton à air occlus, y compris divers panneaux de séparation légers, blocs, etc., ont les caractéristiques d'une grande absorption d'eau et d'une longue durée. Le mortier de plâtre utilisé pour ce type de couche de base doit avoir un taux de rétention d'eau d'au moins 88 %.

②Mortier de plâtrage de substrat à faible absorption d'eau

Les substrats à faible absorption d'eau représentés par le béton coulé sur place, y compris les panneaux de polystyrène pour l'isolation des murs extérieurs, etc., ont une absorption d'eau relativement faible. Le mortier de plâtre utilisé pour de tels supports doit avoir un taux de rétention d'eau d'au moins 88 %.

③Mortier de plâtrage en couche mince

Le plâtrage en couche mince fait référence à la construction en plâtre avec une épaisseur de couche de plâtre comprise entre 3 et 8 mm. Ce type de construction en plâtre perd facilement de l'humidité en raison de la fine couche de plâtre, ce qui affecte la maniabilité et la résistance. Pour le mortier utilisé pour ce type de plâtrerie, son taux de rétention d'eau n'est pas inférieur à 99 %.

④Mortier de plâtrage en couche épaisse

Le plâtrage en couche épaisse fait référence à la construction en plâtre où l'épaisseur d'une couche de plâtre est comprise entre 8 mm et 20 mm. Ce type de construction en plâtre ne perd pas facilement de l'eau en raison de l'épaisse couche de plâtre, de sorte que le taux de rétention d'eau du mortier de plâtre ne doit pas être inférieur à 88 %.

⑤Mastic résistant à l'eau

Le mastic résistant à l'eau est utilisé comme matériau de plâtre ultra fin et l'épaisseur générale de la construction est comprise entre 1 et 2 mm. De tels matériaux nécessitent des propriétés de rétention d’eau extrêmement élevées pour garantir leur maniabilité et leur force d’adhérence. Pour les matériaux de mastic, son taux de rétention d'eau ne doit pas être inférieur à 99 %, et le taux de rétention d'eau du mastic pour murs extérieurs doit être supérieur à celui du mastic pour murs intérieurs.

4. Types de matériaux retenant l'eau

Éther de cellulose

1) Éther de méthylcellulose (MC)

2) Éther d'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC)

3) Éther d'hydroxyéthylcellulose (HEC)

4) Éther de carboxyméthylcellulose (CMC)

5) Éther d'hydroxyéthylméthylcellulose (HEMC)

Éther d'amidon

1) Éther d'amidon modifié

2) Éther de guar

Épaississant rétenteur d'eau minérale modifiée (montmorillonite, bentonite...)

Cinquièmement, ce qui suit se concentre sur les performances de divers matériaux

1. Éther de cellulose

1.1 Présentation de l’éther de cellulose

L'éther de cellulose est un terme général désignant une série de produits formés par la réaction de la cellulose alcaline et d'un agent d'éthérification dans certaines conditions. Différents éthers de cellulose sont obtenus car les fibres alcalines sont remplacées par différents agents d'éthérification. Selon les propriétés d'ionisation de ses substituants, les éthers de cellulose peuvent être divisés en deux catégories : ioniques, comme la carboxyméthylcellulose (CMC), et non ioniques, comme la méthylcellulose (MC).

Selon les types de substituants, les éthers de cellulose peuvent être divisés en monoéthers, tels que l'éther de méthylcellulose (MC), et en éthers mixtes, tels que l'éther d'hydroxyéthylcarboxyméthylcellulose (HECMC). Selon les différents solvants qu'il dissout, il peut être divisé en deux types : soluble dans l'eau et soluble dans les solvants organiques.

1.2 Principales variétés de cellulose

Carboxyméthylcellulose (CMC), degré de substitution pratique : 0,4-1,4 ; agent d'éthérification, acide monooxyacétique ; solvant dissolvant, eau;

Carboxyméthylhydroxyéthylcellulose (CMHEC), degré de substitution pratique : 0,7-1,0 ; agent d'éthérification, acide monooxyacétique, oxyde d'éthylène ; solvant dissolvant, eau;

Méthylcellulose (MC), degré de substitution pratique : 1,5-2,4 ; agent d'éthérification, chlorure de méthyle ; solvant dissolvant, eau;

Hydroxyéthylcellulose (HEC), degré de substitution pratique : 1,3-3,0 ; agent d'éthérification, oxyde d'éthylène ; solvant dissolvant, eau;

Hydroxyéthylméthylcellulose (HEMC), degré de substitution pratique : 1,5-2,0 ; agent d'éthérification, oxyde d'éthylène, chlorure de méthyle ; solvant dissolvant, eau;

Hydroxypropylcellulose (HPC), degré de substitution pratique : 2,5-3,5 ; agent d'éthérification, oxyde de propylène ; solvant dissolvant, eau;

Hydroxypropylméthylcellulose (HPMC), degré de substitution pratique : 1,5-2,0 ; agent d'éthérification, oxyde de propylène, chlorure de méthyle ; solvant dissolvant, eau;

Éthylcellulose (EC), degré de substitution pratique : 2,3-2,6 ; agent d'éthérification, monochloroéthane ; solvant dissolvant, solvant organique;

Ethylhydroxyéthylcellulose (EHEC), degré de substitution pratique : 2,4-2,8 ; agent d'éthérification, monochloroéthane, oxyde d'éthylène ; solvant dissolvant, solvant organique;

1.3 Propriétés de la cellulose

1.3.1 Éther de méthylcellulose (MC)

①La 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.

②La rétention d'eau de la méthylcellulose dépend de la quantité ajoutée, de la viscosité, de la finesse des particules et du taux de dissolution. Généralement, si la quantité ajoutée est importante, la finesse est faible et la viscosité est grande, la rétention d'eau est élevée. Parmi eux, la quantité ajoutée a le plus grand impact sur la rétention d'eau, et la viscosité la plus faible n'est pas directement proportionnelle au niveau 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, la méthylcellulose a un taux de rétention d'eau plus élevé.

③Le changement de température affectera 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 très mauvaise, ce qui affectera sérieusement la construction du mortier.

④ La méthylcellulose a un impact 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 et les travailleurs ont besoin de plus de force pendant l'utilisation, et les performances de construction du mortier deviennent médiocres. L’adhésion de la méthylcellulose est modérée dans les produits à base d’éther de cellulose.

1.3.2 Éther d'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC)

L'hydroxypropylméthylcellulose est un produit fibreux dont la production et la consommation augmentent 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 agents d'éthérification, et par une série de réactions. Le degré de substitution est généralement de 1,5 à 2,0. Ses propriétés sont différentes en raison des différents rapports entre la teneur en méthoxyle et la teneur en hydroxypropyle. Teneur élevée en méthoxyle et faible teneur en hydroxypropyle, les performances sont proches de la méthylcellulose ; faible teneur en méthoxyle et teneur élevée en hydroxypropyle, les performances sont proches de l'hydroxypropylcellulose.

①L'hydroxypropylméthylcellulose est facilement soluble dans l'eau froide et il sera difficile de 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 élevé, plus la viscosité est élevée. La température affecte également sa viscosité, car à mesure que la température augmente, la viscosité diminue. Mais sa viscosité est moins affectée par la température que la méthylcellulose. Sa solution est stable lorsqu'elle est conservée à température ambiante.

③La rétention d'eau de l'hydroxypropylméthylcellulose dépend de sa quantité ajoutée, de sa viscosité, etc., et son taux de rétention d'eau sous la même quantité ajoutée est supérieur à celui de la méthylcellulose.

④L'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 légèrement 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.

⑤L'hydroxypropylméthylcellulose peut être mélangée avec des polymères solubles dans l'eau pour former une solution uniforme et transparente avec une 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.

⑦L'adhérence de l'hydroxypropylméthylcellulose au mortier de construction est supérieure à celle de la méthylcellulose.

1.3.3 Éther d'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.

①L'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.

②L'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.

③L'hydroxyéthylcellulose a de bonnes performances anti-affaissement pour le mortier, mais son temps de retardement est plus long pour le ciment.

④Les 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.

1.3.4 L'éther de carboxyméthylcellulose (CMC) est composé de fibres naturelles (coton, chanvre, etc.) après traitement alcalin, en utilisant du monochloroacétate de sodium comme agent d'éthérification et en subissant une série de traitements de réaction pour fabriquer de l'éther de cellulose ionique. Le degré de substitution est généralement de 0,4 à 1,4 et ses performances sont grandement affectées par le degré de substitution.

①La carboxyméthylcellulose est hautement hygroscopique et contiendra une grande quantité d'eau lorsqu'elle est stockée dans des conditions générales.

②La solution aqueuse d'hydroxyméthylcellulose ne produira pas de gel et la viscosité diminuera avec l'augmentation de la température. Lorsque la température dépasse 50 ℃, 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.

2. Éther d'amidon modifié

Les éthers d'amidon généralement utilisés dans les mortiers sont modifiés à partir de polymères naturels de certains polysaccharides. Tels que la pomme de terre, le maïs, le manioc, les haricots guar, etc. sont modifiés en divers éthers d'amidon modifiés. Les éthers d'amidon couramment utilisés dans le mortier sont l'éther d'amidon hydroxypropylique, l'éther d'amidon hydroxyméthylique, etc.

Généralement, les éthers d'amidon modifiés à partir de pommes de terre, de maïs et de manioc ont une rétention d'eau nettement inférieure à celle des éthers de cellulose. En raison de son degré différent de modification, il présente une stabilité différente aux acides et aux alcalis. Certains produits conviennent aux mortiers à base de plâtre, tandis que d’autres ne peuvent pas 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, ce qui confère aux deux produits des propriétés et des avantages complémentaires. 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.

3. Éther de gomme de guar

L'éther de gomme de guar est une sorte de polysaccharide éthérifié aux propriétés spéciales, modifié à partir de graines de guar naturelles. Principalement grâce à la réaction d'éthérification entre la gomme guar et les groupes fonctionnels acryliques, une structure contenant des groupes fonctionnels 2-hydroxypropyle se forme, qui est une structure polygalactomannose.

①Par rapport à l'éther de cellulose, l'éther de gomme guar est plus facile à dissoudre dans l'eau. Le pH n’a fondamentalement aucun effet sur les performances de l’éther de gomme guar.

②Dans des conditions de faible viscosité et de faible dosage, la gomme de 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.

③Dans 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.

④L'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.

⑤ Lorsque la gomme de guar est appliquée sur du mortier de maçonnerie et de plâtre à base de ciment, elle peut remplacer l'éther de cellulose en quantité égale et conférer au mortier une meilleure résistance à l'affaissement, une meilleure thixotropie et une meilleure douceur de construction.

⑥Dans le mortier à haute viscosité et à haute teneur en agent de rétention d'eau, la gomme de guar et l'éther de cellulose travailleront ensemble pour obtenir d'excellents résultats.

⑦ La gomme de guar peut également être utilisée dans des produits tels que les colles à carrelage, les agents autonivelants moulus, le mastic résistant à l'eau et le mortier polymère pour l'isolation des murs.

4. 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.

③Le coût du matériau est faible.

④ La rétention d'eau est inférieure à celle des agents de rétention d'eau organiques, la valeur de retrait à sec du mortier préparé est relativement importante et la cohésion est réduite.