Il existe deux systèmes de matériaux cimentaires, à savoir les matériaux cimentaires inorganiques et les matériaux cimentaires organiques. Les matériaux cimentaires inorganiques tels que le ciment peuvent lier des agrégats pour former une structure rigide, tandis que les matériaux cimentaires organiques peuvent doter la structure rigide de propriétés de cohésion et d’un comportement dynamique, ainsi que d’une meilleure adhérence aux substrats difficiles à lier.
Les émulsions de polymères synthétiques sont utilisées pour modifier le mortier appelé système à deux composants, c’est-à-dire la poudre adhésive minérale dans des sacs et l’adhésif polymère liquide dans des conteneurs. Dans l’application pratique de ce type de mortier de ciment modifié par des polymères à deux composants, un problème persiste : il est difficile de contrôler avec précision la quantité d’émulsion polymère ajoutée, si la quantité est trop élevée ou trop faible, ce qui modifiera les caractéristiques techniques du mortier et entraînera une performance du mortier qui ne répondra pas aux exigences. Outre les difficultés et les risques liés à la manipulation, les produits à deux composants posent également des problèmes de coût et de logistique. En raison des problèmes mentionnés ci-dessus dans la modification du mortier par l’émulsion polymère, le développement et l’application de produits polymères redispersables en poudre sont encouragés, et le mortier sec monocomposant produit par des produits polymères redispersables en poudre facilite les opérations de construction, l’emballage, le stockage et le transport, et il est également très bénéfique pour la protection de l’environnement.
- Types et exigences de performance de la poudre de polymère redispersable
La poudre de polymère redispersable désigne une émulsion de polymère séchée par pulvérisation, qui est ensuite traitée et utilisée comme un type de matériau gélifiant organique offrant adhérence et flexibilité. Elle est principalement utilisée dans la construction, en particulier dans les mortiers mélangés à sec, pour augmenter la cohésion.
Les types courants de poudre de polymère redispersable sur le marché comprennent la poudre de copolymère d’éthylène et d’acétate de vinyle (EVA), la poudre de polymère de copolymère ternaire d’éthylène, de chlorure de vinyle et de laurate de vinyle (E/VC/VL), la poudre de polymère de copolymère ternaire d’acétate de vinyle, d’éthylène et d’ester de vinyle d’acide gras supérieur (VAC/E/VeoVa), la poudre de polymère d’homopolymère d’acétate de vinyle (PVAc) et la poudre de polymère acrylique pur (PAE).
La poudre de copolymère éthylène-acétate de vinyle (EVA) est leader au niveau mondial et représente les caractéristiques techniques de Redispersible Polymer powder . En ce qui concerne l’expérience spécialisée dans les polymères utilisés pour la modification des mortiers, il s’agit toujours de la meilleure solution technique.
Principales propriétés physiques de la poudre de polymère redispersable
| Objet | Index | Objet | Index |
| Contenu solide | (99±1) | Principale distribution des particules colloïdales | 1～7 |
| Teneur en cendres | (10±2) | température minimale de formation du film | 0 |
| Densité volumique | (490±50) | Apparition au cinéma | transparent, élastique |
| apparence | Poudre blanche | Valeur Ph | 7～8 |
| Colloïde protecteur | alcool polyvinylique | ||
| Taille des particules | Supérieure à 400 | autocombustion | 225 |
La poudre de polymère redispersable peut être combinée à d’autres matériaux gélifiants inorganiques (tels que le ciment, la chaux éteinte, le gypse, etc.) ainsi qu’à divers agrégats fins, à des charges fines et à d’autres additifs (tels que l’éther de méthylhydroxypropylcellulose, l’éther d’amidon, la fibre de cellulose, etc. ) sont physiquement mélangés au mortier sec. En ajoutant le mortier sec à l’eau et en remuant sous un colloïde protecteur hydrophile et une force de cisaillement mécanique, les particules de poudre de polymère seront rapidement dispersées dans l’eau et suffisamment réparties pour former un film complet. Par exemple, lors de la pulvérisation sèche de béton à des fins de réparation, le mortier sec avec la poudre de polymère redispersable et l’eau sont mélangés sur la surface de construction pendant seulement 0,1 seconde à l’extrémité de la buse, ce qui est suffisant pour que la poudre de polymère redispersable soit entièrement dispersée et forme un film. À ce stade précoce du mélange, la poudre de polymère a commencé à avoir un impact sur la rhéologie et la maniabilité du mortier. En raison des différentes compositions de la poudre de polymère, des propriétés et des modifications de la poudre de polymère elle-même, l’impact sera supplémentaire, et certains ont une rhéologie. L’effet de dénaturation, tandis que certains ont l’effet d’augmenter la thixotropie. Le mécanisme de son influence provient de nombreux aspects, y compris l’impact de l’affinité de la poudre de polymère redispersable pour l’eau pendant la dispersion, l’effet de la viscosité différente après la dispersion sur l’augmentation de la teneur en air du mortier, et la distribution des bulles. En raison de l’impact des colloïdes protecteurs, de l’effet sur le ciment et l’eau, de l’interaction entre Redispersible Polymer powder et d’autres additifs, et de l’effet de l’interaction entre ses additifs et d’autres additifs, en bref, l’utilisation de différents Redispersible Polymer powder permettra d’obtenir diverses fonctions telles que l’augmentation de la fluidité, l’augmentation de la thixotropie et l’augmentation de la viscosité.
On pense généralement que le mécanisme par lequel Redispersible Polymer powder améliore la maniabilité du mortier frais est le suivant : La poudre de polymère redispersable augmente généralement la teneur en gaz du mortier et lubrifie ainsi le mortier frais ; en particulier, son colloïde protecteur réagit à l’eau lorsqu’il est dispersé, l’affinité, et la viscosité subséquente de la boue, améliore la cohésion du mortier de construction et améliore ainsi l’ouvrabilité. Après la formation du mortier frais contenant une dispersion de poudre de polymère redispersable, au fur et à mesure que l’humidité diminue à trois niveaux, à savoir l’absorption de la surface de base, la consommation de réaction du matériau hydraulique et la volatilisation de la couche de surface dans l’air, les particules de résine s’approchent progressivement et l’interface se brouille lentement, les résines fusionnent et finissent par se polymériser pour former un film. Le processus de transformation du someday en un film polymère continu se produit principalement dans les pores du mortier et à la surface du solide.
Le processus de formation d’un film polymère peut généralement être divisé en trois étapes. Au cours de la première étape, les particules de polymère se déplacent librement selon un mouvement brownien dans l’émulsion initiale. Au fur et à mesure que l’eau s’évapore, le mouvement des particules est naturellement de plus en plus restreint. La tension interfaciale entre l’eau et l’air les incite à s’aligner progressivement. Dans un deuxième temps, l’eau en réseau s’évapore par les capillaires lorsque les particules commencent à entrer en contact les unes avec les autres. La forte tension capillaire exercée à la surface des particules provoque la déformation des sphères de polymère et leur fusion. L’eau restante remplit les pores et un film se forme grossièrement. La troisième et dernière étape est la diffusion des molécules de polymère pour créer un film véritablement continu. Au cours du processus de formation du film, les particules de polymère mobiles isolées sont consolidées en une nouvelle phase de film soumise à une forte contrainte de traction. Pour permettre à la poudre de polymère redispersable de former un film dans le mortier durci, la température minimale de formation du film (MFT) est requise.
Inférieure à la température de durcissement du mortier. Si ce processus est irréversible, le film polymère ne sera pas redispersé lorsqu’il rencontrera à nouveau de l’eau ; le colloïde protecteur de la poudre de polymère redispersable – l’alcool polyvinylique – doit être séparé du système de film polymère, ce qui ne pose pas de problème dans un système de mortier de ciment alcalin, car l’alcool polyvinylique sera saponifié par l’alcali généré par l’hydratation du ciment. Parallèlement, l’adsorption de matériaux quartzeux sous forme d’agrégats fins peut également entraîner la disparition progressive de l’alcool polyvinylique du système. La membrane formée par la dispersion de la poudre de polymère redispersable séparée du système sans le colloïde protecteur hydrophile, qui est insoluble dans l’eau, peut fonctionner dans des conditions d’immersion dans l’eau à sec et à long terme. Bien entendu, dans les techniques non alcalines (telles que le gypse ou les charges uniquement), l’alcool polyvinylique existant encore partiellement dans le film polymère final, il peut affecter la résistance à l’eau du film polymère, mais ces systèmes ne sont généralement pas utilisés. Dans le cas d’une immersion à long terme dans l’eau, et si le polymère conserve ses propriétés mécaniques uniques, cela n’affecte pas l’application de la poudre de polymère redispersable dans ces systèmes.
Avec la formation du film polymère final, un système d’armature composé de matériaux gélifiants inorganiques et organiques se forme dans le mortier durci, qui est un squelette fragile et dur composé de matériaux hydrauliques et de Redispersible Polymer powder dans les interstices et les surfaces solides – un réseau flexible composé de films. La résistance à la traction du film de résine polymère formé par la poudre de latex étant généralement supérieure de plus d’un ordre de grandeur à celle des matériaux à base de ciment, elle peut améliorer la résistance à la traction du mortier. La flexibilité et la capacité de déformation du polymère sont beaucoup plus élevées que celles du ciment. Avec la structure rigide de la pierre, la performance de déformation du mortier est améliorée, et l’effet de dispersion de la contrainte est également grandement amélioré, améliorant ainsi la résistance aux fissures du mortier.
Au fur et à mesure que la poudre de polymère redispersable augmente, l’ensemble du système évolue vers le plastique. Dans le cas d’une poudre hautement osmotique, la phase polymère dans le mortier durci a progressivement dépassé la phase du produit d’hydratation inorganique et le mortier. Un changement qualitatif s’est produit et il est devenu un élastomère. Parallèlement, le produit d’hydratation du ciment est devenu une “charge”. En même temps, le film formé par la dispersion de la poudre de polymère redispersable distribuée sur l’interface peut jouer un autre rôle crucial, à savoir augmenter l’adhérence des matériaux en contact, ce qui convient à certaines surfaces de base difficiles à coller avec une absorption d’eau extrêmement faible ou nulle (telles que la surface du béton lisse et des matériaux en ciment), la surface des matériaux organiques tels que les plaques d’acier, les briques de cuivre, le bois ou les matières plastiques) est importante parce que le liant inorganique lie le matériau grâce au principe de l’enrobage mécanique, c’est-à-dire que la boue hydraulique pénètre dans les interstices d’autres matériaux et se solidifie progressivement. Les surfaces difficiles à coller mentionnées ci-dessus ne peuvent pas pénétrer efficacement dans le matériau pour former un excellent enrobage mécanique, de sorte que seuls les mortiers contenant des adhésifs inorganiques ne peuvent pas obtenir d’effets de collage pratiques. Le mécanisme d’adhésion des polymères est différent, c’est pourquoi d’autres matériaux utilisent les forces intermoléculaires et ne dépendent pas de la porosité de la surface (bien sûr, la surface de base rugueuse et l’augmentation de la surface de contact augmenteront la force d’adhésion) ; ceci est encore plus important dans le cas des surfaces de base organiques. En même temps, la poudre de polymère redispersable contenant de l’éthylène a une adhérence plus remarquable aux substrats organiques, en particulier aux matériaux similaires, tels que le chlorure de polyvinyle et le polystyrène, ce qui est plus propice à l’application de mortier sec modifié par des polymères.
Le mortier modifié avec Redispersible Polymer powder verra sa résistance à la traction, son élasticité, sa flexibilité et ses propriétés de scellement améliorées. Il peut former un film polymère et faire partie de la paroi du trou, jouant ainsi un rôle d’étanchéité dans la structure à haute porosité du mortier. La membrane polymère possède un mécanisme d’auto-étirement qui exerce une tension sur son point d’ancrage avec le mortier. Ces forces internes maintiennent le mortier dans son ensemble, augmentant ainsi la force de cohésion du mortier. La présence de polymères hautement flexibles et élastiques améliore la flexibilité et l’élasticité du mortier. Le mécanisme par lequel la limite d’élasticité et la résistance à la rupture sont augmentées est le suivant : lorsqu’une force est appliquée, la formation de microfissures est retardée jusqu’à ce que des pressions plus élevées soient atteintes en raison de l’amélioration de la flexibilité et de l’élasticité. En outre, les régions polymères entrelacées empêchent également la coalescence des microfissures en fissures traversantes. Par conséquent, la poudre de polymère redispersable augmente la contrainte et la déformation de rupture du matériau.
Le film de polymère dans le mortier modifié par des polymères joue également un rôle essentiel dans le durcissement du mortier. La poudre de polymère redispersable distribuée sur l’interface joue un autre rôle critique grâce à la dispersion et à la formation d’un film, augmentant l’adhérence des matériaux en contact. Par exemple, dans la microstructure de la zone d’interface entre le mortier de collage pour carreaux de céramique modifié par des polymères en poudre et les carreaux de céramique, le film formé par le polymère peut former un pont entre les carreaux de céramique vitrifiés ayant une absorption d’eau insuffisante et la matrice du mortier de ciment. Dans des circonstances normales, la zone de contact entre deux matériaux différents est une zone particulièrement à risque pour la formation de fissures de retrait et la perte d’adhérence. On voit ici que la capacité des films polymères à guérir les fissures de retrait joue un rôle essentiel dans les adhésifs pour carrelages.
Le mécanisme d’action de la poudre de polymère redispersable dans le mortier peut être résumé comme suit :
- La poudre de polymère redispersable forme un film après dispersion et peut être utilisée comme second liant pour améliorer l’adhérence.
b.Une fois que le système de mortier a absorbé le colloïde protecteur de la poudre de polymère redispersable, le polymère filmogène ne sera pas détruit par l’eau ou “dispersé secondairement” ;
c.La résine polymère après la formation du film est distribuée dans l’ensemble du système de mortier en tant que matériau de renforcement, augmentant ainsi la cohésion du mortier ;
d.La fonction principale de la poudre de polymère redispersable dans le mortier humide est d’améliorer les performances de construction, d’améliorer les performances d’écoulement, d’augmenter les propriétés de thixotropie et d’anti-affaissement, d’améliorer la cohésion et d’améliorer la rétention d’eau ;
e. Les principales fonctions de la poudre de polymère redispersable après le durcissement du mortier sont d’augmenter la résistance à la traction, d’améliorer la résistance à la flexion, de réduire le module d’élasticité, d’améliorer la déformabilité, d’augmenter la densité du matériau, d’améliorer la résistance à l’usure et d’améliorer la résistance interne à l’usure, d’augmenter la résistance à l’usure et d’améliorer la résistance à l’usure.
