L'HPMC (hydroxypropylméthylcellulose) est un polymère couramment utilisé dans les matériaux de construction, notamment les matériaux à base de ciment et de plâtre. Doté d'excellentes propriétés de solubilité dans l'eau, d'adhérence, de rétention d'eau et d'épaississement, il est largement utilisé dans les mortiers, les mastics en poudre, les colles à carrelage et autres matériaux.
1. Causes du retrait et de la fissuration des matériaux de construction
Lors du durcissement, les matériaux de construction se contractent souvent en volume sous l'effet de l'évaporation de l'eau, de réactions chimiques et de modifications des facteurs environnementaux externes, ce qui entraîne une concentration de contraintes et la formation de fissures. Les principaux types de retrait sont :
Retrait plastique : Lorsque le matériau à base de ciment n'a pas encore durci, le volume se rétrécit en raison de l'évaporation rapide de l'eau.
Rétrécissement à sec : Une fois le matériau durci, il est exposé à l'air pendant une longue période et l'eau s'évapore lentement, ce qui entraîne un rétrécissement du volume.
Rétrécissement thermique : Changement de volume causé par des changements de température, en particulier dans un environnement avec une grande différence de température entre le jour et la nuit.
Retrait autogène : Au cours du processus d'hydratation du ciment, le volume interne se rétrécit en raison de la consommation d'eau par la réaction d'hydratation.
Ces retraits entraînent souvent une accumulation de contraintes à l'intérieur du matériau, provoquant à terme des microfissures ou des fissures, affectant la durabilité et l'esthétique de la structure du bâtiment. Pour éviter ce phénomène, des additifs sont généralement nécessaires pour améliorer les performances du matériau, et l'HPMC en fait partie.
2. Mécanisme d'action de l'HPMC
L'HPMC joue un rôle important dans la réduction du retrait et de la fissuration des matériaux de construction, ce qui est principalement obtenu grâce aux mécanismes suivants :
Rétention d'eau : L'HPMC possède une forte capacité de rétention d'eau et peut former un film de rétention d'eau dans le mortier ou le mastic en poudre afin de ralentir son évaporation. L'évaporation rapide de l'eau à l'intérieur du matériau provoquant un retrait plastique, l'effet de rétention d'eau de l'HPMC permet de réduire efficacement le phénomène de retrait précoce, de maintenir une quantité suffisante d'eau dans le matériau, favorisant ainsi la réaction d'hydratation complète du ciment et réduisant les fissures de retrait dues à la perte d'eau pendant le séchage. De plus, l'HPMC peut améliorer les performances du matériau en conditions humides et sèches et réduire les fissures dues à la perte d'eau.
Effet épaississant et renforçant : L'HPMC est un épaississant qui augmente efficacement la consistance et la viscosité du mortier et améliore son adhérence globale. Pendant la construction, un matériau trop fin peut facilement se décoller ou s'affaisser, ce qui entraîne des irrégularités de surface, voire des fissures. L'utilisation d'HPMC permet de maintenir une viscosité appropriée du mortier, d'améliorer sa résistance et sa densité superficielle après la construction et de réduire les risques de fissuration. De plus, l'HPMC améliore la résistance au cisaillement et la résistance aux fissures.
Amélioration de la flexibilité du matériau : Les molécules HPMC peuvent contribuer à améliorer la flexibilité des matériaux à base de ciment ou de plâtre, leur conférant ainsi une meilleure résistance à la traction et à la flexion après durcissement. Les matériaux de construction étant généralement soumis à des contraintes de traction et de flexion sous l'effet des variations de température et des charges ambiantes, l'ajout de HPMC améliore la flexibilité du matériau, ce qui lui permet de mieux absorber les contraintes externes et d'éviter les fissures fragiles.
Contrôle de la vitesse d'hydratation du ciment : Dans les matériaux à base de ciment, la vitesse d'hydratation affecte directement les performances du matériau. Une réaction d'hydratation trop rapide empêche la libération des contraintes internes du matériau à temps, ce qui entraîne des fissures. L'HPMC peut ralentir efficacement la vitesse d'hydratation grâce à sa rétention d'eau et à la formation d'un film protecteur, empêchant ainsi une perte d'eau trop rapide du ciment dès le début et évitant ainsi le phénomène de retrait spontané et de fissuration lors du durcissement du matériau.
Amélioration des performances de construction : L'HPMC améliore les performances de construction des matériaux, notamment par sa fluidité, sa rétention d'eau et son pouvoir lubrifiant, améliore l'uniformité des matériaux et réduit les fissures dues à une construction inadéquate. Il facilite l'étalement et le nivellement du mortier, du mastic, etc., réduit le taux de vide des matériaux, améliore leur densité et leur résistance globales et réduit le risque de fissures locales dues à une construction inégale.
3. Application de l'HPMC dans des matériaux de construction spécifiques
Colle à carrelage : L'HPMC améliore considérablement les propriétés antidérapantes de la colle à carrelage, assure une fixation uniforme des carreaux au support lors de la pose et réduit le décollement ou les fissures causés par des contraintes ou un retrait irréguliers. De plus, les propriétés épaississantes et de rétention d'eau de l'HPMC permettent à la colle à carrelage de conserver un temps d'ouverture plus long après la pose, d'améliorer l'efficacité de la construction et de réduire les fissures dues à un durcissement irrégulier.
Poudre de mastic : La capacité de rétention d'eau du HPMC empêche le mastic de se dessécher trop rapidement pendant le séchage et réduit le retrait et les fissures causés par la perte d'eau. Parallèlement, l'effet épaississant du HPMC améliore les performances de construction du mastic, facilitant son application uniforme sur le mur et réduisant les fissures superficielles dues à une application inégale.
Mortier : L'ajout d'HPMC au mortier améliore efficacement ses performances, le rend plus lisse pendant la construction, réduit la ségrégation et la stratification, et améliore ainsi son uniformité et son adhérence. Parallèlement, l'effet de rétention d'eau de l'HPMC ralentit l'évaporation de l'eau pendant le durcissement du mortier, évitant ainsi le retrait et les fissures causés par une perte d'eau précoce.
4. Précautions d'emploi de l'HPMC
Contrôle du dosage : La quantité d'HPMC ajoutée a un impact direct sur son efficacité et doit généralement être ajustée en fonction du ratio de matériau et des applications spécifiques. Une quantité excessive d'HPMC entraînera une consistance trop élevée du matériau, affectant ainsi ses performances de construction ; une quantité insuffisante d'HPMC ne permettra pas de remplir correctement son rôle de rétention d'eau et d'épaississement.
Utilisation avec d'autres additifs : L'HPMC est généralement utilisé en association avec d'autres additifs chimiques (tels que des réducteurs d'eau, des entraîneurs d'air, des plastifiants, etc.) pour obtenir de meilleurs résultats. Lors de son utilisation, il est nécessaire de prendre en compte l'interaction des différents additifs afin d'éviter toute influence mutuelle sur les performances des matériaux.
En tant qu'additif de construction important, l'HPMC contribue significativement à réduire le retrait et la fissuration des matériaux de construction. Il réduit efficacement les fissures causées par la perte d'eau et la concentration de contraintes en améliorant la rétention d'eau, l'épaississement et la flexibilité du matériau, ainsi que la vitesse de réaction d'hydratation du ciment. Une utilisation raisonnée de l'HPMC peut non seulement améliorer les performances de construction du matériau, mais aussi prolonger la durée de vie de la structure du bâtiment et réduire les coûts d'entretien ultérieurs. Grâce aux progrès constants de la technologie des matériaux de construction, l'application de l'HPMC dans le secteur de la construction se généralisera et s'approfondira.
Date de publication : 21 septembre 2024