Dans le processus de construction, le mortier est souvent dû à une perte d’eau trop rapide, il n’y a pas assez de temps et d’eau pour la réaction d’hydratation, ce qui entraîne une résistance insuffisante et la fissuration de la pâte de ciment après le durcissement et d’autres phénomènes. L’éther de cellulose est un adjuvant polymère courant dans le mortier sec, qui a des fonctions de rétention d’eau, d’épaississement, de retardement et d’entraînement de l’air, et peut améliorer de manière significative les performances du mortier.
Pour que le mortier réponde aux exigences de transport et pour résoudre les problèmes de fissuration et de faible force d’adhérence, il est très important d’ajouter de l’éther de cellulose dans le mortier. L’éther de cellulose (éther de cellulose) est fabriqué à partir de la cellulose par la réaction d’éthérification d’un ou plusieurs agents éthérifiants, le séchage et le broyage.
Classification de l’éther de cellulose
En fonction des différentes structures chimiques des substituants de l’éther, l’éther de cellulose peut être divisé en éthers anioniques, cationiques et non ioniques. Les éthers de cellulose ioniques sont principalement l’éther de carboxyméthylcellulose (CMC) ; les éthers de cellulose non ioniques sont principalement l’éther de méthylcellulose (MC), l’éther d’hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) et l’éther d’hydroxyéthylcellulose (HC), etc. Les éthers non ioniques se subdivisent en éthers solubles dans l’eau et éthers solubles dans l’huile, et les éthers non ioniques solubles dans l’eau sont principalement utilisés dans les produits à base de mortier. En présence d’ions calcium, les éthers de cellulose ioniques sont instables et sont donc rarement utilisés dans les mortiers mélangés à sec avec du ciment, de la chaux éteinte et d’autres matériaux cimentaires. En revanche, les éthers de cellulose hydrosolubles non ioniques sont largement utilisés dans l’industrie des matériaux de construction en raison de leur stabilité en suspension et de leur effet de rétention d’eau.
Selon les différents agents éthérifiants sélectionnés dans le processus d’éthérification, les éthers de cellulose comprennent la méthylcellulose, l’hydroxyéthylcellulose, l’hydroxyéthylméthylcellulose, la cyanoéthylcellulose, la carboxyméthylcellulose, l’éthylcellulose, la benzylcellulose, la carboxyméthylhydroxyéthylcellulose, l’hydroxypropylméthylcellulose, la benzylcyanoéthylcellulose et la phénylcellulose, ainsi que d’autres types.
Les éthers de cellulose utilisés pour les mortiers comprennent généralement l’éther de méthylcellulose(MC),l’hydroxypropylméthylcellulose(HPMC),l’éther d’hydroxyéthylméthylcellulose (HEMC) et l’éther d’hydroxyéthylcellulose (HEMC), etc.
Propriétés chimiques des éthers de cellulose
Chaque éther de cellulose possède la structure de base de la cellulose, à savoir la structure de glucose déshydraté. Dans le processus de production des éthers de cellulose, les fibres de cellulose sont d’abord chauffées dans une solution alcaline, puis traitées avec un agent éthérifiant, et le produit de la réaction fibreuse est purifié et broyé pour former une poudre uniforme d’une certaine finesse.
Dans la production de MC, seul le chlorure de méthylène est utilisé comme agent éthérificateur ; dans la production de HPMC, outre le chlorure de méthylène, l’oxyde de propylène est également utilisé pour obtenir des groupes substituants hydroxypropyle. Les divers éthers de cellulose ont des taux de substitution méthyle et hydroxypropyle différents, ce qui affecte les propriétés telles que la solubilité en phase organique et la température de gel à chaud des solutions d’éther de cellulose.
Le nombre de groupes substituants sur l’unité structurelle de glucose déshydraté de la cellulose peut être exprimé en termes de pourcentage de masse ou de nombre moyen de groupes substituants (c.-à-d., degré de substitution DS – degré de substitution). Le nombre de groupes substituants détermine la nature du produit d’éther de cellulose. L’effet du degré moyen de substitution sur la solubilité du produit éthérifié est le suivant :
(1) Les produits éthérifiés à faible degré de substitution sont facilement solubles en solution alcaline ;
(2) Les produits éthérifiés ayant un degré de substitution légèrement plus élevé sont solubles dans l’eau ;
(3) Les produits éthérifiés fortement substitués sont solubles dans les solvants organiques polaires ;
(4) Les produits d’éthérification ayant un degré de substitution plus élevé sont solubles dans les solvants organiques non polaires.
Propriétés de solubilité de l’éther de cellulose
Les caractéristiques de solubilité des éthers de cellulose ont une grande influence sur l’ouvrabilité des mortiers de ciment. Les éthers de cellulose peuvent être utilisés pour améliorer la cohésion et la rétention d’eau des mortiers de ciment, mais cela dépend de la dissolution complète des éthers de cellulose dans l’eau. Les principaux facteurs influençant la dissolution des éthers de cellulose sont le temps de dissolution, la vitesse de mélange et la finesse de la poudre.
Le rôle de l’éther de cellulose dans le mortier de ciment
En tant qu’additif important dans le mortier de ciment, le rôle de l’éther de cellulose se reflète dans les aspects suivants.
(1) Améliorer la facilité du mortier, augmenter la viscosité du mortier.
L’incorporation d’éther de cellulose peut empêcher la ségrégation du mortier et permettre d’obtenir un corps plastique uniforme et cohérent. Par exemple, le mélange d’HEMC, d’HPMC, etc. facilite l’étalement du mortier en couche mince et du mortier de plâtrage. L’effet épaississant de l’éther de cellulose dépend principalement du degré de polymérisation, de la vitesse de cisaillement, de la température, de la concentration d’éther de cellulose et de la concentration de sel dissous.
(2) Il a un effet d’entraînement de l’air.
En raison de l’introduction de l’éther de cellulose dans le groupe alkyle, l’énergie de surface de la solution aqueuse d’éther de cellulose est réduite, ce qui facilite l’introduction de petites bulles stables et uniformes dans le processus de mélange du mortier d’éther de cellulose. L’introduction de bulles peut non seulement jouer un « effet de boule », de sorte que la performance de construction du mortier a été améliorée, et peut réduire la densité humide du mortier, aider à réduire la conductivité thermique du mortier. Cependant, après l’augmentation de la teneur en air, la résistance à la compression, à la flexion et à l’adhérence du mortier sera affectée négativement dans une plus large mesure, ce qui doit être pris au sérieux. Certains tests montrent que lorsque le dosage de l’HEMC et du HPMC est de 0,5 %, la teneur en gaz du mortier est la plus importante, environ 55 % ; lorsque le dosage est supérieur à 0,5 %, la teneur en gaz du mortier avec l’augmentation du dosage a tendance à diminuer.
(3) Ne pas perdre l’humidité.
L’humidité présente dans le mortier peut jouer un rôle de lubrification et de mélange, et faciliter le grattage du mortier en couche mince et du mortier de plâtrage. L’ajout d’éther de cellulose permet de réduire la perte d’humidité dans le mortier en couche mince, la construction, les briques murales, les blocs, etc. n’ont pas besoin d’être humidifiés à l’avance, après la construction du matériau cimentaire peut également avoir suffisamment de temps pour poursuivre l’hydratation, pour améliorer l’adhérence entre le mortier et le substrat.
