Éther de cellulose dans mortier prêt à l'emploi

Le rôle important de l’éther de cellulose dans les mortiers prêts à l’emploi :

Dans le mortier prêt à l'emploi, la quantité d'éther de cellulose ajoutée est très faible, mais peut améliorer considérablement les performances du mortier humide, les performances de construction du mortier étant un additif majeur. Sélection raisonnable de différentes variétés, viscosité différente, taille de particule différente, degré de viscosité différent et quantité ajoutée d'éther de cellulose

Dans le mortier prêt à l'emploi, la quantité d'éther de cellulose ajoutée est très faible, mais peut améliorer considérablement les performances du mortier humide, les performances de construction du mortier étant un additif majeur. Une sélection raisonnable d'éther de cellulose avec différentes variétés, différentes viscosités, différentes tailles de particules, différents degrés de viscosité et quantités ajoutées a un effet positif sur l'amélioration des propriétés du mortier sec. À l'heure actuelle, de nombreux mortiers de maçonnerie et de plâtre ont de mauvaises performances de rétention d'eau et la séparation de la boue aqueuse se produira après quelques minutes de repos.

La rétention d'eau est une performance importante de l'éther de méthylcellulose, mais aussi de nombreux fabricants nationaux de mortier sec, en particulier dans la zone sud des fabricants de températures plus élevées, préoccupés par la performance. Les facteurs affectant l'effet de rétention d'eau du mortier sec comprennent la quantité de MC, la viscosité du MC, la finesse des particules et la température ambiante.

L'éther de cellulose est un polymère synthétique fabriqué à partir de cellulose naturelle comme matière première par modification chimique. L'éther de cellulose est un dérivé de la cellulose naturelle, la production d'éther de cellulose et le polymère synthétique sont différents, son matériau le plus basique est la cellulose, des composés polymères naturels. En raison de la particularité de la structure naturelle de la cellulose, la cellulose elle-même n'a pas la capacité de réagir avec un agent éthérifiant. Cependant, après le traitement de l'agent gonflant, les fortes liaisons hydrogène entre les chaînes moléculaires et à l'intérieur de la chaîne ont été détruites, et l'activité du groupe hydroxyle a été libérée dans la cellulose alcaline avec une capacité de réaction, et l'éther de cellulose a été obtenu par la réaction de l'agent ETHERifiant - Groupe OH dans le groupe -OR.

Les propriétés des éthers de cellulose dépendent du type, du nombre et de la répartition des substituants. La classification de l'éther de cellulose est également basée sur le type de substituants, le degré d'éthérification, la solubilité et l'application associée. Selon le type de substituants sur la chaîne moléculaire, il peut être divisé en éther simple et éther mixte. Le MC est généralement utilisé comme un éther unique, tandis que le HPMC est un éther mixte. L'éther de méthylcellulose MC est une unité de glucose de cellulose naturelle sur le méthoxyde d'hydroxyle remplacé par la formule de structure du produit [COH7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X, l'éther d'hydroxypropylméthylcellulose HPMC est une unité sur la partie hydroxyle du méthylate remplacé par hydroxypropyle, une autre partie du produit est remplacée par hydroxypropyle, La formule développée est [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X et éther d'hydroxyéthyl méthyl cellulose HEMC, qui est largement utilisé et vendu sur le marché.

La solubilité peut être divisée en type ionique et type non ionique. L'éther de cellulose non ionique soluble dans l'eau est principalement composé d'éther alkylique et d'éther alkylique hydroxyle, deux séries de variétés. Ionic CMC est principalement utilisé dans l’exploitation des détergents synthétiques, du textile, de l’imprimerie, de l’alimentation et du pétrole. MC non ionique, HPMC, HEMC et autres principalement utilisés dans les matériaux de construction, les revêtements en latex, la médecine, la chimie quotidienne et d'autres aspects. Comme agent épaississant, agent de rétention d'eau, stabilisant, dispersant, agent filmogène.

Rétention d'eau de l'éther de cellulose : dans la production de matériaux de construction, notamment de mortier sec, l'éther de cellulose joue un rôle irremplaçable, notamment dans la production de mortier spécial (mortier modifié), mais aussi un rôle indispensable. Le rôle important de l'éther de cellulose hydrosoluble dans le mortier a principalement trois aspects : l'un est l'excellente capacité de rétention d'eau, le second est l'influence de la consistance et de la thixotropie du mortier, et le troisième est l'interaction avec le ciment. La rétention d'eau de l'éther de cellulose dépend de la base d'hydroscopie, de la composition du mortier, de l'épaisseur de la couche de mortier, de la demande en eau du mortier et du temps de condensation du matériau de condensation. La rétention d'eau de l'éther de cellulose provient de la solubilité et de la déshydratation de l'éther de cellulose lui-même. Il est bien connu que les chaînes moléculaires de la cellulose, bien qu'elles contiennent un grand nombre de groupes OH hautement hydratés, sont insolubles dans l'eau en raison de leur structure hautement cristalline. La capacité d’hydratation des groupes hydroxyle à elle seule ne suffit pas à financer les fortes liaisons hydrogène intermoléculaires et les forces de Van der Waals. Lorsque des substituants sont introduits dans la chaîne moléculaire, non seulement ils détruisent la chaîne hydrogène, mais les liaisons hydrogène interchaînes sont également rompues en raison du coincement des substituants entre les chaînes adjacentes. Plus les substituants sont gros, plus la distance entre les molécules est grande. Plus la destruction de l'effet de liaison hydrogène, l'expansion du réseau de cellulose, la solution dans l'éther de cellulose devient soluble dans l'eau, la formation d'une solution à haute viscosité. À mesure que la température augmente, l’hydratation du polymère diminue et l’eau entre les chaînes est chassée. Lorsque l’effet déshydratant est suffisant, les molécules commencent à s’agréger et le gel se déplie en un réseau tridimensionnel.

Les facteurs affectant la rétention d'eau du mortier comprennent la viscosité de l'éther de cellulose, le dosage, la finesse des particules et la température de service.

Plus la viscosité de l’éther de cellulose est élevée, meilleures sont les performances de rétention d’eau. La viscosité est un paramètre important des performances du MC. À l'heure actuelle, différents fabricants de MC utilisent différentes méthodes et instruments pour mesurer la viscosité du MC. Les principales méthodes incluent Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde et Brookfield. Pour un même produit, les résultats de viscosité mesurés par différentes méthodes sont très différents, certains présentent même des différences multiples. Par conséquent, lors de la comparaison de la viscosité, elle doit être effectuée avec la même méthode de test, y compris la température, le rotor, etc.

D'une manière générale, plus la viscosité est élevée, meilleur est l'effet de rétention d'eau. Cependant, plus la viscosité est élevée, plus le poids moléculaire du MC est élevé et les performances de dissolution diminueront en conséquence, ce qui a un impact négatif sur la résistance et les performances de construction du mortier. Plus la viscosité est élevée, plus l'effet épaississant du mortier est évident, mais il n'est pas proportionnel au rapport. Plus la viscosité est élevée, le mortier humide sera plus collant, tant en termes de construction, de performances du grattoir collant que de haute adhérence au matériau de base. Mais il n’est pas utile d’augmenter la résistance structurelle du mortier humide. Lors de la construction, les performances anti-affaissement ne sont pas évidentes. Au contraire, certains éthers de méthylcellulose modifiés à faible viscosité ont d’excellentes performances pour améliorer la résistance structurelle du mortier humide.

Plus on ajoute d'éther de cellulose au mortier, meilleures sont les performances de rétention d'eau, plus la viscosité est élevée, meilleures sont les performances de rétention d'eau.

Pour la taille des particules, plus les particules sont fines, meilleure est la rétention d’eau. Les grosses particules d'éther de cellulose entrent en contact avec l'eau, la surface se dissout immédiatement et forme un gel pour envelopper le matériau afin d'empêcher les molécules d'eau de continuer à pénétrer, parfois une agitation prolongée ne peut pas être uniformément dissoute, la formation d'une solution floculante boueuse ou agglomérer. La solubilité de l’éther de cellulose est l’un des facteurs permettant de choisir l’éther de cellulose. La finesse est également un indice de performance important de l'éther de méthylcellulose. MC pour mortier sec nécessite de la poudre, une faible teneur en eau et une finesse de 20 % à 60 %, une taille de particule inférieure à 63 um. La finesse affecte la solubilité de l'éther de méthylcellulose. Le MC grossier est généralement granulaire et peut être facilement dissous dans l'eau sans s'agglomérer, mais la vitesse de dissolution est très lente, il ne convient donc pas à une utilisation dans un mortier sec. Dans le mortier sec, le MC est dispersé entre les granulats, les charges fines et les matériaux de ciment tels que le ciment, et seule une poudre suffisamment fine peut éviter l'agglutination de l'éther de méthylcellulose lors du mélange avec de l'eau. Lorsque MC ajoute de l'eau pour dissoudre l'agglomérat, il est très difficile de le disperser et de le dissoudre. Le MC avec une finesse grossière gaspille non seulement, mais réduit également la résistance locale du mortier. Lorsqu'un tel mortier sec est construit sur une grande surface, la vitesse de durcissement du mortier sec local est considérablement réduite, ce qui entraîne des fissures causées par un temps de durcissement différent. Pour le mortier projeté mécaniquement, en raison du temps de gâchage court, la finesse est plus élevée.

La finesse du MC a également une certaine influence sur sa rétention d'eau. D'une manière générale, pour l'éther de méthylcellulose avec la même viscosité mais une finesse différente, plus l'effet de rétention d'eau est fin, meilleur avec la même quantité d'addition.

La rétention d'eau du MC est également liée à la température utilisée, et la rétention d'eau de l'éther de méthylcellulose diminue avec l'augmentation de la température. Mais dans l'application réelle du matériau, de nombreux environnements de mortier sec seront souvent à haute température (supérieure à 40 degrés) dans des conditions de construction sur un substrat chaud, comme l'insolation estivale du plâtre de mastic des murs extérieurs, ce qui accélère souvent la solidification du durcissement du ciment et du mortier sec. La diminution du taux de rétention d’eau donne le sentiment évident que la constructibilité et la résistance à la fissuration sont affectées. Dans ces conditions, réduire l’influence des facteurs de température devient particulièrement critique. Bien que l'additif éther de méthylhydroxyéthylcellulose soit considéré comme à la pointe du développement technologique, sa dépendance à la température conduira toujours à un affaiblissement des propriétés du mortier sec. Même avec l'augmentation du dosage de méthylhydroxyéthylcellulose (formule d'été), la construction et la résistance à la fissuration ne peuvent toujours pas répondre aux besoins d'utilisation. Grâce à un traitement spécial du MC, tel que l'augmentation du degré d'éthérification, l'effet de rétention d'eau du MC peut maintenir un meilleur effet à haute température, de sorte qu'il puisse offrir de meilleures performances dans des conditions difficiles.

De plus, l'épaississement et la thixotropie de l'éther de cellulose : deuxième action de l'éther de cellulose – l'épaississement dépend : du degré de polymérisation de l'éther de cellulose, de la concentration de la solution, du taux de cisaillement, de la température et d'autres conditions. La propriété de gélification de la solution est unique à l'alkylcellulose et à ses dérivés modifiés. Les caractéristiques de gélification sont liées au degré de substitution, à la concentration de la solution et aux additifs. Pour les dérivés modifiés par hydroxyle alkyle, les propriétés du gel sont également liées au degré de modification hydroxyle alkyle. Pour la concentration de solution de MC et HPMC à faible viscosité, une solution de concentration de 10 % à 15 % peut être préparée, une solution de MC et HPMC à viscosité moyenne peut être préparée à 5 % à 10 %, et une solution de MC et HPMC à haute viscosité ne peut être préparée que de 2 % à 3. % de solution, et généralement la viscosité de l'éther de cellulose est également de 1 % à 2 % de solution à classer. L'efficacité de l'épaississant à l'éther de cellulose de poids moléculaire élevé, la même concentration de solution, différents polymères de poids moléculaire ont une viscosité, une viscosité et un poids moléculaire différents peuvent être exprimés comme suit, [η] = 2,92 × 10-2 (DPn) 0,905, DPn est la moyenne degré de polymérisation élevé. Éther de cellulose de faible poids moléculaire pour en ajouter davantage pour atteindre la viscosité cible. Sa viscosité dépend moins du taux de cisaillement, une viscosité élevée pour atteindre la viscosité cible, la quantité nécessaire pour en ajouter moins, la viscosité dépend de l'efficacité d'épaississement. Par conséquent, pour obtenir une certaine consistance, une certaine quantité d’éther de cellulose (concentration de la solution) et la viscosité de la solution doivent être garanties. La température de gélification de la solution diminuait linéairement avec l'augmentation de la concentration de la solution, et la gélification se produisait à température ambiante après avoir atteint une certaine concentration. HPMC a une concentration de gélification élevée à température ambiante.

La consistance peut également être ajustée en sélectionnant la taille des particules et les éthers de cellulose avec différents degrés de modification. La soi-disant modification est l’introduction d’un groupe hydroxyle alkyle dans un certain degré de substitution sur la structure du squelette du MC. En modifiant les valeurs de substitution relatives des deux substituants, c'est-à-dire les valeurs de substitution relatives DS et MS des groupes méthoxy et hydroxyle. Diverses propriétés de l'éther de cellulose sont requises en modifiant les valeurs de substitution relatives de deux types de substituants.

La relation entre consistance et modification : l'ajout d'éther de cellulose affecte la consommation d'eau du mortier et modifie le rapport eau-liant de l'eau et du ciment, ce qui constitue l'effet épaississant. Plus le dosage est élevé, plus la consommation d'eau est importante.

Les éthers de cellulose utilisés dans les matériaux de construction en poudre doivent se dissoudre rapidement dans l'eau froide et donner la bonne consistance au système. Si un taux de cisaillement donné est toujours floculant et colloïdal, il s'agit d'un produit de qualité inférieure ou de mauvaise qualité.

Il existe également une bonne relation linéaire entre la consistance du coulis de ciment et le dosage d'éther de cellulose, l'éther de cellulose peut augmenter considérablement la viscosité du mortier, plus le dosage est élevé, plus l'effet est évident. La solution aqueuse d'éther de cellulose à haute viscosité présente une thixotropie élevée, qui est l'une des caractéristiques de l'éther de cellulose. Les solutions aqueuses de polymères de type MC ont généralement une fluidité pseudoplastique et non thixotrope inférieure à leur température de gel, mais des propriétés d'écoulement newtoniennes à de faibles taux de cisaillement. La pseudoplasticité augmente avec l'augmentation du poids moléculaire ou de la concentration d'éther de cellulose et est indépendante du type et du degré de substituant. Ainsi, les éthers de cellulose de même grade de viscosité, qu'ils soient MC, HPMC ou HEMC, présentent toujours les mêmes propriétés rhéologiques tant que la concentration et la température restent constantes. Lorsque la température augmente, un gel structurel se forme et un écoulement thixotropique élevé se produit. Les éthers de cellulose à forte concentration et à faible viscosité présentent une thixotropie même en dessous de la température du gel. Cette propriété est d'un grand avantage pour la construction de mortier de construction afin d'ajuster son débit et sa propriété de suspension. Il faut expliquer ici que plus la viscosité de l'éther de cellulose est élevée, meilleure est la rétention d'eau, mais plus la viscosité est élevée, plus le poids moléculaire relatif de l'éther de cellulose est élevé, ce qui entraîne une réduction correspondante de sa solubilité, ce qui a un impact négatif sur la concentration du mortier et les performances de construction. Plus la viscosité est élevée, plus l'effet épaississant du mortier est évident, mais il ne s'agit pas d'une relation proportionnelle complète. Certains éthers de cellulose à faible viscosité, mais modifiés pour améliorer la résistance structurelle du mortier humide, ont des performances plus excellentes, avec l'augmentation de la viscosité, la rétention d'eau de l'éther de cellulose est améliorée.

Retardement de l'éther de cellulose : le troisième rôle de l'éther de cellulose est de retarder le processus d'hydratation du ciment. L'éther de cellulose confère au mortier diverses propriétés bénéfiques, mais réduit également le dégagement de chaleur d'hydratation précoce du ciment, retardant ainsi le processus dynamique d'hydratation du ciment. Ceci est défavorable à l’utilisation du mortier dans les zones froides. Ce type d'effet retardateur est l'adsorption des molécules d'éther de cellulose sur les produits d'hydratation CSH et Ca (OH) 2 causée par, en raison de l'augmentation de la viscosité de la solution interstitielle, l'éther de cellulose réduit l'activité des ions dans la solution, retardant ainsi le processus d'hydratation. Plus la concentration d’éther de cellulose dans le gel minéral est élevée, plus l’effet du retard d’hydratation est évident. L'éther de cellulose retarde non seulement la prise, mais également le processus de durcissement du système de mortier de ciment. L'effet retardateur de l'éther de cellulose dépend non seulement de sa concentration dans le système de gel minéral, mais également de sa structure chimique. Plus le degré de méthylation des HEMC est élevé, meilleur est l’effet retardateur de l’éther de cellulose. L'effet retardateur du remplacement hydrophile est plus fort que celui du remplacement augmentant l'eau. Mais la viscosité de l'éther de cellulose a peu d'effet sur la cinétique d'hydratation du ciment.

Avec l’augmentation de la teneur en éther de cellulose, le temps de prise du mortier augmente considérablement. Le temps de prise initial du mortier a une bonne corrélation linéaire avec la teneur en éther de cellulose, et le temps de prise final a une bonne corrélation linéaire avec la teneur en éther de cellulose. Nous pouvons contrôler le temps de fonctionnement du mortier en modifiant le dosage de l'éther de cellulose.

En résumé, dans les mortiers prêts à l'emploi, l'éther de cellulose joue un rôle dans la rétention d'eau, l'épaississement, retarde le pouvoir d'hydratation du ciment, améliore les performances de la construction. Une bonne capacité de rétention d'eau rend l'hydratation du ciment plus complète, peut améliorer la viscosité humide du mortier humide, améliorer la force de liaison du mortier, temps réglable. L'ajout d'éther de cellulose au mortier de pulvérisation mécanique peut améliorer les performances de pulvérisation ou de pompage et la résistance structurelle du mortier. Par conséquent, l’éther de cellulose est largement utilisé comme additif important dans les mortiers prêts à l’emploi.