Les effets de modification de l’éther de cellulose sur les matériaux cimentaires fraîchement mélangés comprennent principalement l’épaississement, la rétention d’eau, l’entraînement de l’air et le retardement. Avec l’application étendue de l’éther de cellulose dans les matériaux cimentaires, l’interaction entre l’éther de cellulose et la pâte de ciment devient progressivement un sujet de recherche brûlant. L’accent est mis sur l’influence de la structure moléculaire de l’éther de cellulose sur la microstructure et les propriétés macroscopiques de la pâte de ciment, et sur la clarification du mécanisme d’interaction entre l’éther de cellulose et la pâte de ciment.
Chaleur d’hydratation
Selon la courbe de libération de la chaleur d’hydratation en fonction du temps, le processus d’hydratation du ciment est généralement divisé en cinq étapes, à savoir la période d’hydratation initiale (0~15 min), la période d’induction (15 min~4 h), la période d’accélération et de prise (4 h~8 h), la période de décélération et de durcissement (8 h~24 h) et la période de durcissement (1 j~28 j).
Les résultats du test ont montré que dans la période de pré-induction (c’est-à-dire la période d’hydratation initiale), par rapport à la pâte de ciment vierge, le premier pic exothermique de la pâte était avancé et la valeur du pic augmentait de manière significative lorsque le dosage d’HEMC était de 0,1 %, et lorsque le dosage d’HEMC était augmenté à plus de 0,3 %, le premier pic exothermique de la pâte était retardé, et la valeur du pic diminuait progressivement avec l’augmentation du dosage d’HEMC ; l’HEMC retardait de manière significative les périodes d’induction et d’accélération de la pâte de ciment, et le dosage d’HEMC était progressivement diminué ; l’HEMC retardait de manière significative les périodes d’induction et d’accélération de la pâte de ciment, et le dosage était également augmenté. L’HEMC retarde considérablement la période d’induction et la période d’accélération, et plus le dosage est important, plus la période d’induction est longue, plus la période d’accélération est repoussée, plus le pic exothermique est faible ; les modifications du dosage de l’éther de cellulose sur la durée de la période de décélération et de la période de stabilisation de la pâte n’ont pas d’effet significatif, comme le montre la figure 3(a) ; l’éther de cellulose réduit également la quantité d’exotherme d’hydratation de la pâte dans le corps du ciment dans les 72 heures, mais le temps d’exotherme d’hydratation est supérieur à 36 heures, la modification du dosage de l’éther de cellulose de l’exotherme d’hydratation de la pâte a très peu d’effet sur la quantité d’exotherme. Cependant, lorsque le temps d’exothermie de l’hydratation est supérieur à 36h, la modification du dosage de l’éther de cellulose a peu d’effet sur la quantité d’exothermie de l’hydratation de la pâte de ciment.
Propriétés mécaniques
L’étude de deux types d’éthers de cellulose avec des viscosités de 60 000 Pa-s et 100 000 Pa-s a révélé que la résistance à la compression du mortier modifié dopé à l’éther méthylcellulosique seul diminuait progressivement avec l’augmentation de son dosage. La résistance à la compression du mortier modifié dopé à l’éther d’hydroxypropylméthylcellulose de viscosité 100 000 Pa-s seul a d’abord augmenté, puis a diminué avec l’augmentation de son dosage. Cela montre que le dopage de l’éther méthylcellulosique réduit considérablement la résistance à la compression du mortier de ciment, plus le dopage est important, plus la résistance est faible ; plus la viscosité est faible, plus l’impact sur la perte de résistance à la compression du mortier est important ; l’éther méthylcellulosique hydroxypropylique dopé à moins de 0,1 % peut être approprié pour améliorer la résistance à la compression du mortier, le dopage supérieur à 0,1 % réduit la résistance à la compression du mortier avec l’augmentation de la quantité de dopage, il est donc souhaitable de contrôler le dosage à 0,1 %.
Temps de prise
La détermination de la viscosité à 100000Pa-s de l’éther d’hydroxypropylméthylcellulose dans différents dosages du temps de prise de la pâte de ciment a permis de constater qu’avec l’augmentation du dosage d’HPMC, le temps de prise initial et le temps de prise final du mortier de ciment sont prolongés, lorsque le dosage de 1%, le temps de prise initial atteint 510min, le temps de prise final atteint 850min, par rapport aux échantillons vierges, le temps de prise initial est prolongé de 210min, le temps de prise final est prolongé de 470min. Que la viscosité du HPMC soit de 50000Pa-s, 100000Pa-s ou 200000Pa-s, il peut retarder la prise du ciment, mais comparé aux trois types d’éthers de cellulose, le temps de prise initial et le temps de prise final sont prolongés avec l’augmentation de la viscosité, comme le montre la Fig. 6. Cela est dû au fait que l’éther de cellulose s’adsorbe à la surface des particules de ciment, empêchant l’eau d’entrer en contact avec les particules de ciment et retardant ainsi l’hydratation du ciment. Plus la viscosité de l’éther de cellulose est élevée, plus la couche d’adsorption à la surface des particules de ciment est épaisse, plus l’effet de retardement est important.
L’éther méthylcellulosique et l’éther hydroxypropylméthylcellulosique prolongent considérablement le temps de prise de la pâte de ciment, ce qui permet de garantir que la pâte de ciment dispose de suffisamment de temps et d’eau pour la réaction d’hydratation et de résoudre les problèmes de faible résistance après le durcissement de la pâte de ciment et de fissuration ultérieure.
Taux de rétention d’eau
Avec l’augmentation du dosage en éther de cellulose, le taux de rétention d’eau du mortier augmente, et lorsque le dosage en cellulose est supérieur à 0,6 %, le taux de rétention d’eau tend à être stable. Cependant, en comparant trois types d’éther de cellulose (50000Pa-s (MC-5), 100000Pa-s (MC-10) et 200000Pa-s (MC-20) de viscosité de HPMC), il existe des différences dans l’effet de la viscosité sur la rétention d’eau, et l’importance de la rétention d’eau pour un même dosage est la suivante : MC-5<MC-10<MC-20.
