Effet de l'éther de cellulose sur les propriétés du mortier

Les effets de deux types d'éthers de cellulose sur les performances du mortier ont été étudiés. Les résultats ont montré que les deux types d'éthers de cellulose pouvaient améliorer considérablement la rétention d'eau du mortier et réduire la consistance du mortier ; La résistance à la compression est réduite à différents degrés, mais le rapport de pliage et la force de liaison du mortier sont augmentés à différents degrés, améliorant ainsi la construction du mortier.

Mots clés :éther de cellulose; agent de rétention d'eau; force de liaison

Éther de cellulose (MC)est un dérivé de la cellulose naturelle. L'éther de cellulose peut être utilisé comme agent de rétention d'eau, épaississant, liant, dispersant, stabilisant, agent de suspension, émulsifiant et aide filmogène, etc. Parce que l'éther de cellulose a une bonne rétention d'eau et un bon effet épaississant sur le mortier, il peut améliorer considérablement la maniabilité. de mortier, l'éther de cellulose est donc le polymère soluble dans l'eau le plus couramment utilisé dans le mortier.

1. Matériels de test et méthodes de test

1.1 Matières premières

Ciment : Ciment Portland ordinaire produit par Jiaozuo Jianjian Cement Co., Ltd., avec un degré de résistance de 42,5. Sable : sable jaune Nanyang, module de finesse 2,75, sable moyen. Éther de cellulose (MC) : C9101 produit par la société Beijing Luojian et HPMC produit par la société Shanghai Huiguang.

1.2 Méthode d'essai

Dans cette étude, le rapport chaux-sable était de 1:2 et le rapport eau-ciment était de 0,45 ; l'éther de cellulose a d'abord été mélangé avec du ciment, puis du sable a été ajouté et agité uniformément. Le dosage de l'éther de cellulose est calculé en fonction du pourcentage de masse de ciment.

L'essai de résistance à la compression et l'essai de consistance sont effectués en référence à JGJ 70-90 « Méthodes d'essai pour les propriétés de base du mortier de construction ». Le test de résistance à la flexion est effectué conformément à la norme GB/T 17671-1999 « Cement Mortar Strength Test ».

Le test de rétention d'eau a été réalisé selon la méthode du papier filtre utilisée dans les entreprises françaises de production de béton cellulaire. Le processus spécifique est le suivant : (1) mettre 5 couches de papier filtre lent sur une plaque circulaire en plastique et peser sa masse ; (2) mettez-en un en contact direct avec le mortier. Placez le papier filtre à grande vitesse sur le papier filtre à vitesse lente, puis appuyez sur un cylindre d'un diamètre intérieur de 56 mm et d'une hauteur de 55 mm sur le papier filtre rapide ; (3) Versez le mortier dans le cylindre ; (4) Après 15 minutes de contact entre le mortier et le papier filtre, pesez à nouveau la qualité du papier filtre lent et du disque en plastique ; (5) Calculez la masse d'eau absorbée par le papier filtre lent par mètre carré, qui est le taux d'absorption d'eau ; (6) Le taux d'absorption d'eau est la moyenne arithmétique des deux résultats d'essai. Si la différence entre les valeurs du taux dépasse 10 %, le test doit être répété ; (7) La rétention d'eau du mortier est exprimée par le taux d'absorption d'eau.

Le test de résistance d'adhérence a été réalisé en référence à la méthode recommandée par la Société japonaise pour la science des matériaux, et la force d'adhérence a été caractérisée par la résistance à la flexion. Le test adopte un échantillon de prisme dont la taille est de 160 mm×40mm×40mm. L'échantillon de mortier ordinaire préparé à l'avance a été durci jusqu'à l'âge de 28 jours, puis coupé en deux moitiés. Les deux moitiés de l'échantillon ont été transformées en échantillons avec du mortier ordinaire ou du mortier polymère, puis naturellement durcies à l'intérieur jusqu'à un certain âge, puis testées selon la méthode d'essai de résistance à la flexion du mortier de ciment.

2. Résultats des tests et analyse

2.1 Cohérence

De l'effet de l'éther de cellulose sur la consistance du mortier, on peut voir qu'avec l'augmentation de la teneur en éther de cellulose, la consistance du mortier montre fondamentalement une tendance à la baisse et la diminution de la consistance du mortier mélangé avec HPMC est plus rapide. que celle du mortier mélangé au C9101. En effet, la viscosité de l'éther de cellulose entrave l'écoulement du mortier et la viscosité du HPMC est supérieure à celle du C9101.

2.2 Rétention d'eau

Dans le mortier, les matériaux cimentaires tels que le ciment et le gypse doivent être hydratés avec de l'eau pour prendre. Une quantité raisonnable d'éther de cellulose peut maintenir l'humidité dans le mortier pendant une période suffisamment longue, afin que le processus de prise et de durcissement puisse se poursuivre.

De l'effet de la teneur en éther de cellulose sur la rétention d'eau du mortier, on peut voir que : (1) Avec l'augmentation de la teneur en éther de cellulose C9101 ou HPMC, le taux d'absorption d'eau du mortier a diminué de manière significative, c'est-à-dire la rétention d'eau de Le mortier a été considérablement amélioré, surtout lorsqu'il est mélangé avec du mortier de HPMC. Sa rétention d'eau peut être davantage améliorée ; (2) Lorsque la quantité de HPMC est comprise entre 0,05 % et 0,10 %, le mortier répond pleinement aux exigences de rétention d'eau dans le processus de construction.

Les deux éthers de cellulose sont des polymères non ioniques. Les groupes hydroxyle sur la chaîne moléculaire de l'éther de cellulose et les atomes d'oxygène sur les liaisons éther peuvent former des liaisons hydrogène avec les molécules d'eau, transformant l'eau libre en eau liée, jouant ainsi un bon rôle dans la rétention d'eau.

La rétention d'eau de l'éther de cellulose dépend principalement de sa viscosité, de sa taille de particules, de sa vitesse de dissolution et de la quantité ajoutée. En général, plus la quantité ajoutée est élevée, plus la viscosité est élevée, et plus la finesse est fine, plus la rétention d'eau est élevée. L'éther de cellulose C9101 et HPMC ont tous deux des groupes méthoxy et hydroxypropoxy dans la chaîne moléculaire, mais la teneur en méthoxy dans l'éther de cellulose HPMC est supérieure à celle du C9101 et la viscosité du HPMC est supérieure à celle du C9101, donc la rétention d'eau du mortier mélangé avec HPMC est supérieur à celui du mortier mélangé avec le gros mortier HPMC C9101. Cependant, si la viscosité et le poids moléculaire relatif de l'éther de cellulose sont trop élevés, sa solubilité diminuera en conséquence, ce qui aura un impact négatif sur la résistance et l'ouvrabilité du mortier. Résistance structurelle pour obtenir un excellent effet de liaison.

2.3 Résistance à la flexion et résistance à la compression

De l'effet de l'éther de cellulose sur la résistance à la flexion et à la compression du mortier, on peut constater qu'avec l'augmentation de la teneur en éther de cellulose, la résistance à la flexion et à la compression du mortier à 7 et 28 jours a montré une tendance à la baisse. Cela est principalement dû au fait que : (1) Lorsque de l'éther de cellulose est ajouté au mortier, les polymères flexibles dans les pores du mortier augmentent et ces polymères flexibles ne peuvent pas fournir un support rigide lorsque la matrice composite est comprimée. En conséquence, la résistance à la flexion et à la compression du mortier est réduite ; (2) Avec l'augmentation de la teneur en éther de cellulose, son effet de rétention d'eau s'améliore de plus en plus, de sorte qu'après la formation du bloc d'essai de mortier, la porosité dans le bloc d'essai de mortier augmente, la résistance à la flexion et à la compression sera réduite ; (3) lorsque le mortier sec est mélangé avec de l'eau, les particules de latex d'éther de cellulose sont d'abord adsorbées sur la surface des particules de ciment pour former un film de latex, ce qui réduit l'hydratation du ciment, réduisant ainsi également la résistance du ciment. le mortier.

2.4 Rapport de pliage

La flexibilité du mortier confère au mortier une bonne déformabilité, ce qui lui permet de s'adapter aux contraintes générées par le retrait et la déformation du support, améliorant ainsi grandement la force d'adhérence et la durabilité du mortier.

De l'effet de la teneur en éther de cellulose sur le rapport de pliage du mortier (ff/fo), on peut voir qu'avec l'augmentation de la teneur en éther de cellulose C9101 et HPMC, le rapport de pliage du mortier a essentiellement montré une tendance à la hausse, indiquant que la flexibilité du mortier était amélioré.

Lorsque l'éther de cellulose se dissout dans le mortier, parce que le méthoxyle et l'hydroxypropoxyle sur la chaîne moléculaire réagissent avec le Ca2+ et l'Al3+ dans le coulis, un gel visqueux se forme et remplit l'espace du mortier de ciment, jouant ainsi un rôle de remplissage flexible. et un renfort flexible, améliorant la compacité du mortier, et cela montre que la flexibilité du mortier modifié est améliorée de manière macroscopique.

2.5 Force d'adhésion

De l'effet de la teneur en éther de cellulose sur la force d'adhérence du mortier, on peut voir que la force d'adhérence du mortier augmente avec l'augmentation de la teneur en éther de cellulose.

L'ajout d'éther de cellulose peut former une fine couche de film polymère imperméable entre l'éther de cellulose et les particules de ciment hydraté. Ce film a un effet scellant et améliore le phénomène de « surface sèche » du mortier. Grâce à la bonne rétention d'eau de l'éther de cellulose, une quantité suffisante d'eau est stockée à l'intérieur du mortier, assurant ainsi le durcissement par hydratation du ciment et le plein développement de sa résistance, et améliorant la force d'adhérence de la pâte de ciment. De plus, l'ajout d'éther de cellulose améliore la cohésion du mortier et confère au mortier une bonne plasticité et flexibilité, ce qui rend également le mortier bien capable de s'adapter à la déformation par retrait du substrat, améliorant ainsi la force d'adhérence du mortier. .

2.6 Retrait

L'effet de la teneur en éther de cellulose sur le retrait du mortier peut le constater : (1) La valeur de retrait du mortier d'éther de cellulose est bien inférieure à celle du mortier vierge. (2) Avec l'augmentation de la teneur en C9101, la valeur de retrait du mortier a diminué progressivement, mais lorsque la teneur a atteint 0,30 %, la valeur de retrait du mortier a augmenté. En effet, plus la quantité d'éther de cellulose est élevée, plus sa viscosité est élevée, ce qui entraîne une augmentation de la demande en eau. (3) Avec l'augmentation de la teneur en HPMC, la valeur de retrait du mortier a diminué progressivement, mais lorsque sa teneur a atteint 0,20 %, la valeur de retrait du mortier a augmenté puis diminué. En effet, la viscosité du HPMC est supérieure à celle du C9101. Plus la viscosité de l'éther de cellulose est élevée. Plus la rétention d'eau est bonne, plus la teneur en air est élevée, lorsque la teneur en air atteint un certain niveau, la valeur de retrait du mortier augmentera. Par conséquent, en termes de valeur de retrait, le dosage optimal de C9101 est de 0,05 % à 0,20 %. Le dosage optimal de HPMC est de 0,05 % à 0,10 %.

3. Conclusion

1. L'éther de cellulose peut améliorer la rétention d'eau du mortier et réduire la consistance du mortier. L'ajustement de la quantité d'éther de cellulose peut répondre aux besoins du mortier utilisé dans différents projets.

2. L'ajout d'éther de cellulose réduit la résistance à la flexion et à la compression du mortier, mais augmente dans une certaine mesure le taux de pliage et la force de liaison, améliorant ainsi la durabilité du mortier.

3. L'ajout d'éther de cellulose peut améliorer les performances de retrait du mortier et, avec l'augmentation de sa teneur, la valeur de retrait du mortier devient de plus en plus petite. Mais lorsque la quantité d'éther de cellulose atteint un certain niveau, la valeur de retrait du mortier augmente dans une certaine mesure en raison de l'augmentation de la quantité d'air entraînée.