HPMC pour mortier sec mélangé

Caractéristiques de l'HPMC dans un mortier sec mélangé

1. HPMC dans les caractéristiques du mortier ordinaire

L'HPMC est principalement utilisée comme retardateur de prise et agent de rétention d'eau dans le dosage du ciment. Dans les composants en béton et les mortiers, elle améliore la viscosité et le retrait, renforce l'adhérence, contrôle le temps de prise du ciment et accroît la résistance initiale et la résistance à la flexion statique. Grâce à sa capacité de rétention d'eau, elle réduit les pertes d'eau en surface lors de la coagulation, prévient l'apparition de fissures en bordure et améliore l'adhérence et les performances de mise en œuvre. En particulier, elle permet de prolonger et d'ajuster le temps de prise ; plus le dosage d'HPMC est élevé, plus le temps de prise du mortier est long. Elle améliore également l'usinabilité et la pompabilité, la rendant adaptée à la construction mécanisée. Enfin, elle améliore l'efficacité de la construction et prévient l'érosion des surfaces par les sels solubles dans l'eau.

2. Caractéristiques spéciales de l'HPMC dans les mortiers

L'HPMC est un agent de rétention d'eau efficace pour les mortiers secs. Elle réduit le ressuage et la stratification du mortier, tout en améliorant sa cohésion. L'HPMC améliore significativement la résistance à la traction et l'adhérence du mortier, bien qu'elle diminue légèrement sa résistance à la flexion et à la compression. De plus, elle inhibe efficacement la formation de fissures plastiques, réduisant ainsi l'indice de fissuration plastique. La rétention d'eau du mortier augmente avec la viscosité de l'HPMC, mais n'augmente plus significativement au-delà de 100 000 mPa·s. La finesse de l'HPMC influe également sur la rétention d'eau : plus les particules sont fines, meilleure est la rétention d'eau. Pour les mortiers de ciment, la taille des particules d'HPMC doit généralement être inférieure à 180 microns (tamis de 80 mesh). La teneur optimale en HPMC dans un mortier sec est de 1 à 3 ‰.

2.1, le mortier HPMC après dissolution dans l'eau, en raison du rôle actif de surface pour assurer une distribution uniforme et efficace du matériau gélifié dans le système, et le HPMC en tant que colloïde protecteur, « emballe » les particules solides et forme sur sa surface extérieure une couche de film lubrifiant, rendant le système de boue plus stable, augmentant également la fluidité du mortier lors du processus de mélange et la construction du glissement.

2.2 La solution d'HPMC, grâce à ses caractéristiques de structure moléculaire, retient l'eau du mortier et la libère progressivement sur une longue période, assurant ainsi une bonne rétention d'eau et une bonne adhérence. Elle empêche l'eau de migrer trop rapidement du mortier vers le support, la maintenant en surface du matériau frais. Ceci favorise l'hydratation du ciment et améliore la résistance finale. En particulier, si l'interface entre le mortier de ciment, le plâtre et le liant perd de l'eau, cette zone perd de sa résistance et l'adhérence est quasi nulle. Généralement, les surfaces en contact avec ces matériaux absorbent plus ou moins d'eau, ce qui empêche une hydratation complète et diminue l'adhérence entre le mortier de ciment et le support carrelé, ou entre le carrelage et le plâtre et la maçonnerie.

Lors de la préparation du mortier, la rétention d'eau de l'HPMC est un paramètre essentiel. Il a été démontré que cette rétention peut atteindre 95 %. L'augmentation de la masse moléculaire de l'HPMC et du dosage de ciment améliore la rétention d'eau et l'adhérence du mortier.

Exemple : le liant pour carrelage doit présenter une forte adhérence entre le support et le carreau. Son pouvoir absorbant est donc influencé par deux facteurs : la surface du support (mur) et les carreaux eux-mêmes. Les carreaux de céramique spéciaux, de qualité très variable, présentent parfois une porosité importante et un taux d’absorption d’eau élevé, ce qui compromet l’adhérence. Un agent de rétention d’eau est alors essentiel, et l’ajout d’HPMC répond parfaitement à cette exigence.

2.3 L'HPMC est stable aux acides et aux bases, et sa solution aqueuse est très stable dans la plage de pH = 2 ~ 12. La soude caustique et l'eau de chaux n'ont pas beaucoup d'effet sur ses propriétés, mais les alcalis peuvent accélérer sa vitesse de dissolution et améliorer légèrement la viscosité.

2.4, l'ajout de mortier HPMC a considérablement amélioré les performances de construction, le mortier semble avoir une texture « huileuse », permettant de remplir les joints des murs et d'obtenir une surface lisse, assurant ainsi une liaison ferme entre les carreaux ou les briques et la base, et prolongeant le temps d'exécution, ce qui convient aux grandes surfaces de construction.

2.5 L'HPMC est un électrolyte non ionique et non polymère. Très stable en solution aqueuse avec des sels métalliques et des électrolytes organiques, il peut être incorporé durablement aux matériaux de construction pour en améliorer la durabilité.

Le procédé de production de l'HPMC consiste principalement à utiliser des fibres de coton (locales) après alcalinisation, éthérification et génération d'un éther de polysaccharide. Ce produit est neutre et ne réagit pas avec les ions chargés présents dans le matériau gélifié, ce qui lui confère une grande stabilité. Son prix étant inférieur à celui des autres éthers de cellulose, il est largement utilisé dans les mortiers secs.

Hydroxypropylméthylcellulose HPMCfonction en mortier sec mélangé:

HPMCOn peut épaissir le mortier frais jusqu'à obtenir une viscosité à l'état humide optimale, afin d'éviter la ségrégation. La rétention d'eau (épaississement) est également une propriété essentielle : elle permet de maintenir une quantité suffisante d'eau libre dans le mortier, laissant ainsi au liant le temps de s'hydrater après application. Grâce à sa capacité d'incorporation d'air, le mortier peut présenter de petites bulles uniformes, améliorant ainsi sa structure.

L'éther d'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) présente une viscosité plus élevée, ce qui améliore la rétention d'eau. La viscosité est un paramètre important de ses performances. Actuellement, les fabricants d'HPMC utilisent différentes méthodes et instruments pour déterminer la viscosité de leur produit. Les principales méthodes sont celles de Haake-Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde et Brookfield.

Pour un même produit, les résultats de viscosité mesurés par différentes méthodes peuvent varier considérablement, voire présenter des différences multiples. Par conséquent, toute comparaison de viscosité doit être effectuée avec la même méthode de test, incluant notamment la température et le type de rotor.

Concernant la granulométrie, plus les particules sont fines, meilleure est la rétention d'eau. Au contact de l'eau, les grosses particules d'éther de cellulose se dissolvent immédiatement en surface, formant un gel qui enrobe le matériau et empêche la pénétration des molécules d'eau. Parfois, même un brassage prolongé ne permet pas une dispersion et une dissolution homogènes, ce qui conduit à la formation d'une solution trouble et floconneuse ou d'agglomérats. La solubilité de l'éther de cellulose est un critère de choix important. La finesse est également un indice de performance essentiel pour l'éther de méthylcellulose. Pour les mortiers secs, l'éther de cellulose doit être en poudre, à faible teneur en eau et présenter une finesse comprise entre 20 % et 60 % de particules de taille inférieure à 63 µm. La finesse influence la solubilité de l'hydroxypropylméthylcellulose éther. Un éther de cellulose grossier, généralement granulaire, se dissout facilement dans l'eau sans agglomérer, mais sa vitesse de dissolution est très lente, ce qui le rend inadapté aux mortiers secs. Dans un mortier sec, la méthylcellulose (MC) est dispersée entre les granulats, les fines charges et les liants tels que le ciment. Seule une poudre suffisamment fine permet d'éviter l'agglomération de l'éther de méthylcellulose lors du mélange avec l'eau. Lorsque la MC est mélangée à l'eau pour dissoudre les agglomérats, sa dispersion et sa dissolution sont très difficiles. Une MC trop grossière engendre non seulement un gaspillage, mais réduit également la résistance locale du mortier. Lors de la mise en œuvre d'un tel mortier sec sur une grande surface, la vitesse de prise locale est considérablement réduite, ce qui provoque des fissures dues à des temps de prise différents. En revanche, pour les mortiers projetés mécaniquement, le temps de mélange étant plus court, la finesse de la poudre est plus élevée.

De manière générale, plus la viscosité est élevée, meilleure est la rétention d'eau. Cependant, une viscosité élevée implique un poids moléculaire élevé de la méthylcellulose (MC), ce qui diminue sa capacité de dissolution et nuit à la résistance et à la mise en œuvre du mortier. L'effet épaississant d'une viscosité élevée est plus marqué, mais cette relation n'est pas proportionnelle. Un mortier humide plus visqueux est plus collant, ce qui facilite sa mise en œuvre, améliore l'adhérence au racloir et renforce son adhésion au support. Toutefois, cela n'améliore pas sa résistance structurelle. Autrement dit, sa résistance à l'affaissement est limitée lors de la mise en œuvre. À l'inverse, certains éthers de méthylcellulose modifiés, à faible viscosité, présentent d'excellentes performances en matière d'amélioration de la résistance structurelle du mortier humide.

La rétention d'eau de l'HPMC est également liée à la température d'utilisation, et celle de l'éther de méthylcellulose diminue avec l'augmentation de la température. Or, en pratique, dans de nombreux environnements où le mortier sec est utilisé, la construction sur supports chauds, comme lors de l'enduit de façade exposé au soleil en été, accélère souvent la solidification du ciment et le durcissement du mortier. La diminution du taux de rétention d'eau affecte sensiblement la mise en œuvre et la résistance à la fissuration. Dans ces conditions, il est crucial de réduire l'influence des facteurs thermiques. À cet égard, l'additif éther de méthylhydroxyéthylcellulose est actuellement considéré comme une solution technologique de pointe. Même avec une dose accrue d'éther de méthylhydroxyéthylcellulose (formule été), la mise en œuvre et la résistance à la fissuration restent insuffisantes. Grâce à un traitement spécifique du MC, comme l'augmentation du degré d'éthérification, sa rétention d'eau est mieux maintenue à haute température, ce qui lui permet d'offrir de meilleures performances dans des conditions difficiles.

L'HPMC possède généralement une température de gélification et se divise en trois catégories principales : 60, 65 et 75. Pour les mortiers prêts à l'emploi à base de sable de rivière, il est préférable d'opter pour une HPMC à température de gélification élevée (75). Le dosage d'HPMC ne doit pas être excessif, car un excès augmente la demande en eau du mortier, favorise l'adhérence au plâtre et allonge le temps de condensation, ce qui nuit à la construction. La viscosité de l'HPMC varie selon le type de mortier ; il est donc déconseillé d'utiliser une HPMC à haute viscosité sans précaution. Par conséquent, bien que les produits à base d'hydroxypropylméthylcellulose soient performants, le choix de l'HPMC appropriée relève de la responsabilité du personnel de laboratoire de l'entreprise. Actuellement, de nombreux fournisseurs illégaux proposent des composés contenant de l'HPMC de qualité médiocre. Lors de la sélection de la cellulose, le laboratoire doit effectuer des essais rigoureux afin de garantir la stabilité des mortiers et éviter les solutions bon marché qui engendrent des pertes inutiles.