Les groupes hydroxyles suréther de celluloseles molécules et les atomes d'oxygène sur les liaisons éther formeront 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 diffusion mutuelle entre les molécules d'eau et les chaînes moléculaires d'éther de cellulose permet aux molécules d'eau de pénétrer à l'intérieur de la chaîne macromoléculaire d'éther de cellulose et d'être soumises à de fortes contraintes, formant ainsi de l'eau libre et de l'eau enchevêtrée, ce qui améliore la rétention d'eau du coulis de ciment ; l'éther de cellulose améliore les propriétés rhéologiques, la structure du réseau poreux et la pression osmotique du coulis de ciment frais ou les propriétés filmogènes de l'éther de cellulose gênent la diffusion de l'eau.
La rétention d'eau de l'éther de cellulose lui-même provient de la solubilité et de la déshydratation de l'éther de cellulose lui-même. La capacité d'hydratation des groupes hydroxyle à elle seule n'est pas suffisante pour compenser les fortes liaisons hydrogène et les forces de Van der Waals entre les molécules, de sorte qu'elles ne font que gonfler mais ne se dissolvent pas dans l'eau. Lorsque des substituants sont introduits dans la chaîne moléculaire, non seulement les substituants détruisent les chaînes hydrogène, mais également les liaisons hydrogène interchaînes sont détruites en raison du coincement des substituants entre les chaînes adjacentes. Plus les substituants sont gros, plus la distance entre les molécules est grande et plus l'effet de destruction des liaisons hydrogène est grand. Une fois le réseau de cellulose gonflé, la solution entre et l'éther de cellulose devient soluble dans l'eau, formant une solution à haute viscosité, qui joue alors un rôle dans la rétention d'eau.
Facteurs affectant les performances de rétention d’eau :
Viscosité : plus la viscosité de l'éther de cellulose est élevée, meilleures sont les performances de rétention d'eau, mais plus la viscosité est élevée, plus le poids moléculaire relatif de l'éther de cellulose est élevé et sa solubilité diminue en conséquence, ce qui a un impact négatif sur la concentration et les performances de construction. de mortier. D'une manière générale, pour un même produit, les résultats de viscosité mesurés par différentes méthodes sont très différents, donc lors de la comparaison de la viscosité, elle doit être effectuée entre les mêmes méthodes de test (y compris la température, le rotor, etc.).
Quantité ajoutée : Plus la quantité d’éther de cellulose ajoutée au mortier est élevée, meilleures sont les performances de rétention d’eau. Habituellement, une petite quantité d’éther de cellulose peut grandement améliorer le taux de rétention d’eau du mortier. Lorsque la quantité atteint un certain niveau, la tendance à l’augmentation du taux de rétention d’eau ralentit.
Finesse des particules : Plus les particules sont fines, meilleure est la rétention d’eau. Lorsque de 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 et empêcher les molécules d'eau de continuer à pénétrer. Parfois, même une agitation à long terme ne peut pas obtenir une dispersion et une dissolution uniformes, formant une solution floculante trouble ou une agglomération, ce qui affecte grandement la rétention d'eau de l'éther de cellulose. La solubilité est l'un des facteurs de sélection de l'éther de cellulose. La finesse est également un indicateur de performance important de l’éther de méthylcellulose. La finesse affecte la solubilité de l'éther de méthylcellulose. Le MC plus grossier est généralement granulaire et peut être facilement dissous dans l'eau sans agglomération, mais le taux de dissolution est très lent et il ne convient pas à une utilisation dans un mortier sec.
Température : À mesure que la température ambiante augmente, la rétention d'eau des éthers de cellulose diminue généralement, mais certains éthers de cellulose modifiés ont également une bonne rétention d'eau dans des conditions de température élevée ; lorsque la température augmente, l'hydratation des polymères s'affaiblit et l'eau entre les chaînes est expulsée. Lorsque la déshydratation est suffisante, les molécules commencent à s’agréger pour former un gel à structure en réseau tridimensionnel.
Structure moléculaire : les éthers de cellulose à faible substitution ont une meilleure rétention d'eau.
Épaississement et thixotropie
Épaississant:
Effet sur la capacité de liaison et les performances anti-affaissement : Les éthers de cellulose confèrent au mortier humide une excellente viscosité, ce qui peut augmenter considérablement la capacité de liaison du mortier humide avec la couche de base et améliorer les performances anti-affaissement du mortier. Il est largement utilisé dans le mortier de plâtrage, le mortier de collage de carrelage et le système d'isolation des murs extérieurs 3.
Effet sur l'homogénéité des matériaux : l'effet épaississant des éthers de cellulose peut également augmenter la capacité anti-dispersion et l'homogénéité des matériaux fraîchement mélangés, empêcher la stratification, la ségrégation et l'infiltration d'eau des matériaux, et peut être utilisé dans le béton fibré, le béton sous-marin et le béton autoplaçant. .
Source et influence de l'effet épaississant : L'effet épaississant de l'éther de cellulose sur les matériaux à base de ciment provient de la viscosité de la solution d'éther de cellulose. Dans les mêmes conditions, plus la viscosité de l'éther de cellulose est élevée, meilleure est la viscosité des matériaux à base de ciment modifiés, mais si la viscosité est trop élevée, cela affectera la fluidité et l'opérabilité du matériau (comme le collage au couteau à plâtrer). ). Les mortiers autonivelants et les bétons autoplaçants ayant des exigences de fluidité élevées nécessitent une très faible viscosité d'éther de cellulose. De plus, l'effet épaississant de l'éther de cellulose augmentera également la demande en eau des matériaux à base de ciment et augmentera le rendement du mortier.
Thixotropie :
La solution aqueuse d'éther de cellulose à haute viscosité présente une thixotropie élevée, qui est également une caractéristique majeure de l'éther de cellulose. La solution aqueuse de méthylcellulose présente généralement une pseudoplasticité et une fluidité non thixotrope inférieure à sa température de gel, mais présente des propriétés d'écoulement newtoniennes à de faibles taux de cisaillement. La pseudoplasticité augmente avec l'augmentation du poids moléculaire ou de la concentration de l'éther de cellulose et n'a rien à voir avec le type de substituant et le degré de substitution. Par conséquent, 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 thixotrope élevé se produit. Les éthers de cellulose à haute concentration et à faible viscosité présentent une thixotropie même en dessous de la température du gel. Cette propriété est très bénéfique pour ajuster le nivellement et l’affaissement du mortier de construction pendant la construction.
Entraînement de l'air
Principe et effet sur la performance de travail : L'éther de cellulose a un effet d'entraînement d'air significatif sur les matériaux frais à base de ciment. L'éther de cellulose possède à la fois des groupes hydrophiles (groupes hydroxyle, groupes éther) et des groupes hydrophobes (groupes méthyle, cycles glucose). C'est un tensioactif ayant une activité de surface, ayant ainsi un effet entraîneur d'air. L'effet d'entraînement de l'air produira un effet de boule, ce qui peut améliorer les performances de travail des matériaux fraîchement mélangés, par exemple en augmentant la plasticité et la douceur du mortier pendant le fonctionnement, ce qui est bénéfique pour l'étalement du mortier ; cela augmentera également la production de mortier et réduira le coût de production du mortier.
Effet sur les propriétés mécaniques : L'effet d'entraînement d'air va augmenter la porosité du matériau durci et réduire ses propriétés mécaniques telles que la résistance et le module élastique.
Effet sur la fluidité : En tant que tensioactif, l'éther de cellulose a également un effet mouillant ou lubrifiant sur les particules de ciment, ce qui, avec son effet entraîneur d'air, augmente la fluidité des matériaux à base de ciment, mais son effet épaississant réduira la fluidité. L'effet de l'éther de cellulose sur la fluidité des matériaux à base de ciment est une combinaison d'effets plastifiants et épaississants. D'une manière générale, lorsque le dosage d'éther de cellulose est très faible, il se manifeste principalement par des effets plastifiants ou réducteurs d'eau ; lorsque le dosage est élevé, l'effet épaississant de l'éther de cellulose augmente rapidement et son effet entraîneur d'air a tendance à être saturé, il se manifeste donc par un épaississement ou une augmentation de la demande en eau.
Heure de publication : 23 décembre 2024