Dans un mortier prêt à l'emploi, une petite quantité d'éther de cellulose peut améliorer considérablement les performances d'un mortier humide. L'éther de cellulose est un additif majeur qui affecte les performances de construction du mortier. Le choix d'éthers de cellulose de différentes variétés, viscosités, granulométries, degrés de viscosité et quantités ajoutées a également des effets différents sur l'amélioration des performances d'un mortier sec. Actuellement, de nombreux mortiers de maçonnerie et de plâtrage ont de faibles propriétés de rétention d'eau. Le coulis d'eau se sépare après quelques minutes de repos. Il est donc essentiel d'ajouter de l'éther de cellulose au mortier de ciment. Examinons en détail les fonctions de l'éther de cellulose dans le mortier de ciment !
1.Rétention d'eau et d'éther de cellulose
La rétention d'eau est une propriété importante de l'éther de cellulose, une propriété à laquelle de nombreux fabricants nationaux de mortier sec, notamment ceux des régions méridionales aux températures plus élevées, accordent une grande importance. Dans la production de matériaux de construction, notamment de mortier sec, l'éther de cellulose joue un rôle essentiel, notamment dans la production de mortiers spéciaux (mortiers modifiés) : c'est un composant indispensable et essentiel.
La viscosité, le dosage, la température ambiante et la structure moléculaire de l'éther de cellulose influencent considérablement sa capacité de rétention d'eau. Dans les mêmes conditions, plus la viscosité de l'éther de cellulose est élevée, meilleure est sa capacité de rétention d'eau ; plus le dosage est élevé, meilleure est sa capacité de rétention d'eau. Généralement, une petite quantité d'éther de cellulose peut améliorer considérablement la rétention d'eau du mortier. À partir d'un certain dosage, la tendance à l'augmentation de la rétention d'eau ralentit ; la rétention d'eau de l'éther de cellulose diminue généralement avec l'augmentation de la température ambiante. Cependant, certains éthers de cellulose modifiés présentent également une bonne capacité de rétention d'eau à haute température ; les éthers de cellulose à faible degré de substitution présentent une meilleure capacité de rétention d'eau.
Les groupes hydroxyles sur les molécules d'éther de cellulose et les atomes d'oxygène sur les liaisons éther formeront des liaisons hydrogène avec les molécules d'eau, transformant l'eau libre en eau liée, jouant ainsi un bon rôle dans la rétention d'eau ; la diffusion mutuelle entre les molécules d'eau et les chaînes moléculaires d'éther de cellulose permet aux molécules d'eau de pénétrer à l'intérieur de la chaîne macromoléculaire d'éther de cellulose et d'être soumises à de fortes contraintes, formant ainsi de l'eau libre et de l'eau enchevêtrée, améliorant ainsi la rétention d'eau du coulis de ciment ; l'éther de cellulose améliore les propriétés rhéologiques, la structure du réseau poreux et la pression osmotique du coulis de ciment frais, ou les propriétés filmogènes de l'éther de cellulose entravent la diffusion de l'eau.
2.Éther de cellulose - épaississement et thixotropie
L'éther de cellulose confère au mortier frais une excellente viscosité, ce qui augmente considérablement l'adhérence entre le mortier frais et la couche de base et améliore ses performances anti-affaissement. Il est largement utilisé dans les mortiers d'enduit, les mortiers de collage de carrelage et les systèmes d'isolation des murs extérieurs. Son effet épaississant peut également améliorer la résistance à la dispersion et l'homogénéité des matériaux frais, prévenir le délaminage, la ségrégation et le ressuage. Il peut être utilisé dans le béton fibré, le béton sous-marin et le béton autoplaçant.
L'effet épaississant de l'éther de cellulose sur les matériaux à base de ciment provient de la viscosité de la solution d'éther de cellulose. Dans les mêmes conditions, plus la viscosité de l'éther de cellulose est élevée, meilleure est la viscosité du matériau à base de ciment modifié. Cependant, une viscosité trop élevée affecte la fluidité et l'opérabilité du matériau (par exemple, l'adhérence au couteau à enduire). Les mortiers autonivelants et les bétons autoplaçants exigeant une fluidité élevée nécessitent une faible viscosité de l'éther de cellulose. De plus, l'effet épaississant des éthers de cellulose augmente les besoins en eau des matériaux à base de ciment et augmente le rendement du mortier.
Une solution aqueuse d'éther de cellulose à haute viscosité présente une thixotropie élevée, une caractéristique majeure de l'éther de cellulose. Les solutions aqueuses de méthylcellulose présentent généralement des propriétés d'écoulement pseudoplastiques et non thixotropes en dessous de leur température de gélification, mais présentent des propriétés d'écoulement newtoniennes à faibles taux de cisaillement. La pseudoplasticité augmente avec la masse moléculaire ou la concentration de l'éther de cellulose, quels que soient le type et le degré de substitution du substituant. Par conséquent, les éthers de cellulose de même grade de viscosité, qu'il s'agisse de MC, HPMC ou HEMC, présenteront toujours les mêmes propriétés rhéologiques tant que la concentration et la température sont maintenues constantes. Lorsque la température augmente, un gel structural se forme et un écoulement thixotrope élevé se produit.
Les éthers de cellulose à forte concentration et à faible viscosité présentent une thixotropie même en dessous de la température de gélification. Cette propriété est très utile pour ajuster les propriétés de nivellement et d'affaissement du mortier de construction pendant la construction. Il convient de noter que plus la viscosité de l'éther de cellulose est élevée, meilleure est la rétention d'eau. En revanche, plus la viscosité est élevée, plus le poids moléculaire relatif de l'éther de cellulose est élevé et sa solubilité diminue en conséquence, ce qui a un impact négatif sur la concentration du mortier et les performances de construction.
3.Effet entraîneur d'air de l'éther de cellulose
L'éther de cellulose exerce un effet entraîneur d'air important sur les matériaux à base de ciment frais. Il possède à la fois des groupes hydrophiles (groupes hydroxyles, groupes éthers) et des groupes hydrophobes (groupes méthyles, cycles glucose). C'est un tensioactif doté d'une activité de surface et donc d'un effet entraîneur d'air. Cet effet entraîneur d'air produit un effet « bille », ce qui peut améliorer les performances des matériaux fraîchement mélangés, notamment en augmentant la plasticité et la fluidité du mortier pendant le travail, ce qui est bénéfique pour la pose du mortier. Il augmente également le rendement du mortier et réduit son coût de production. Cependant, il augmente la porosité des matériaux durcis et réduit leurs propriétés mécaniques, telles que la résistance et le module d'élasticité.
En tant que tensioactif, l'éther de cellulose exerce également un effet mouillant ou lubrifiant sur les particules de ciment. Cet effet, combiné à son effet entraîneur d'air, augmente la fluidité des matériaux à base de ciment, mais son effet épaississant la réduit. L'effet de l'éther de cellulose sur la fluidité des matériaux à base de ciment combine des effets plastifiants et épaississants. En général, à très faible dosage, l'éther de cellulose se manifeste principalement par un effet plastifiant ou réducteur d'eau ; à dosage élevé, l'effet épaississant de l'éther de cellulose augmente rapidement et son effet entraîneur d'air tend à saturer, ce qui se traduit par un effet épaississant ou une augmentation de la demande en eau.
4.Effet retardateur de l'éther de cellulose
L'éther de cellulose prolongera le temps de prise de la pâte de ciment ou du mortier et retardera la dynamique d'hydratation du ciment, ce qui est bénéfique pour augmenter le temps d'opérabilité du nouveau matériau de mélange et améliorer la perte de consistance du mortier et l'affaissement du béton en fonction du temps, mais il peut également retarder la progression de la construction.
Date de publication : 24 septembre 2024