La poudre de polymère dispersible et d'autres adhésifs inorganiques (tels que le ciment, la chaux éteinte, le gypse, l'argile, etc.) ainsi que divers granulats, charges et autres additifs (tels que l'hydroxypropylméthylcellulose, le polysaccharide (éther d'amidon), les fibres, etc.) sont mélangés physiquement pour former un mortier mélangé à sec. Lorsque le mortier en poudre sèche est ajouté à l'eau et agité, sous l'action du colloïde protecteur hydrophile et de la force de cisaillement mécanique, les particules de poudre de latex se dispersent rapidement dans l'eau, ce qui suffit à former un film complet de poudre de latex redispersable. La composition de la poudre de caoutchouc est différente, ce qui a un impact sur la rhéologie du mortier et diverses propriétés de construction : l'affinité de la poudre de latex pour l'eau lorsqu'elle est redispersée, la viscosité différente de la poudre de latex après dispersion, l'effet sur la teneur en air du mortier et la distribution des bulles, L'interaction entre la poudre de caoutchouc et d'autres additifs fait que différentes poudres de latex ont pour fonctions d'augmenter la fluidité, d'augmenter la thixotropie et d'augmenter la viscosité.
On pense généralement que le mécanisme par lequel la poudre de latex redispersable améliore la maniabilité du mortier frais est que la poudre de latex, en particulier le colloïde protecteur, a une affinité pour l'eau lorsqu'elle est dispersée, ce qui augmente la viscosité de la suspension et améliore la cohésion du mortier de construction.
Après la formation du mortier frais contenant la dispersion de poudre de latex, l'absorption d'eau par la surface du support, la consommation de la réaction d'hydratation et la volatilisation à l'air entraînent une diminution progressive de la quantité d'eau, un rapprochement progressif des particules de résine, une atténuation progressive de l'interface et une fusion progressive de la résine. La résine polymérise alors en un film. Le processus de formation du film polymère se divise en trois étapes. Au cours de la première étape, les particules de polymère se déplacent librement selon un mouvement brownien dans l'émulsion initiale. À mesure que l'eau s'évapore, le mouvement des particules devient naturellement de plus en plus restreint, et la tension interfaciale entre l'eau et l'air les amène à s'aligner progressivement. Au cours de la deuxième étape, lorsque les particules entrent en contact, l'eau du réseau s'évapore par capillarité. La forte tension capillaire appliquée à la surface des particules provoque la déformation des sphères de latex, les faisant fusionner. L'eau restante remplit les pores et le film se forme grossièrement. La troisième et dernière étape permet la diffusion (parfois appelée auto-adhésion) des molécules de polymère pour former un film véritablement continu. Lors de la formation du film, les particules de latex mobiles isolées se consolident en une nouvelle phase de film mince soumise à une contrainte de traction élevée. Bien entendu, pour que la poudre de polymère dispersible puisse former un film dans le mortier durci, la température minimale de formation du film (TMF) doit être inférieure à la température de durcissement du mortier.
Colloïdes – L'alcool polyvinylique doit être séparé du système de membrane polymère. Cela ne pose aucun problème dans les mortiers de ciment alcalins, car l'alcool polyvinylique est saponifié par l'alcali généré par l'hydratation du ciment, et l'adsorption du quartz le sépare progressivement du système, sans le colloïde protecteur hydrophile. Le film formé par dispersion de la poudre de latex redispersable, insoluble dans l'eau, peut fonctionner non seulement en conditions sèches, mais aussi en conditions d'immersion prolongée dans l'eau. Bien entendu, dans les systèmes non alcalins, tels que le plâtre ou les systèmes contenant uniquement des charges, l'alcool polyvinylique étant encore partiellement présent dans le film polymère final, ce qui affecte sa résistance à l'eau, lorsque ces systèmes ne sont pas utilisés pour une immersion prolongée dans l'eau et que le polymère conserve ses propriétés mécaniques caractéristiques, la poudre de polymère dispersible peut être utilisée.
Lors de la formation finale du film polymère, un système composé de liants inorganiques et organiques se forme dans le mortier durci, formant ainsi un squelette cassant et dur composé de matériaux hydrauliques. De la poudre polymère redispersible se forme dans l'espace et la surface solide. Le réseau flexible améliore la résistance à la traction et la cohésion du film de résine polymère formé par la poudre de latex. Grâce à la flexibilité du polymère, la capacité de déformation est bien supérieure à celle de la structure rigide du ciment. Les performances de déformation du mortier sont améliorées et l'effet de dispersion des contraintes est considérablement amélioré, ce qui améliore la résistance à la fissuration du mortier.
Avec l’augmentation de la teneur en poudre de polymère dispersible, l’ensemble du système évolue vers le plastique. En cas de forte teneur en poudre de latex, la phase polymère du mortier durci dépasse progressivement la phase de produit d'hydratation inorganique. Le mortier subit alors des modifications qualitatives et devient un élastomère, tandis que le produit d'hydratation du ciment devient une charge. La résistance à la traction, l'élasticité, la flexibilité et les propriétés d'étanchéité du mortier modifié avec de la poudre de polymère dispersible ont été améliorées. L'incorporation de poudres de polymère dispersibles permet à un film polymère (film de latex) de se former et d'adhérer aux parois des pores, scellant ainsi la structure hautement poreuse du mortier. La membrane de latex possède un mécanisme d'auto-étirement qui applique une tension à son ancrage au mortier. Grâce à ces forces internes, le mortier est maintenu dans son intégralité, augmentant ainsi sa force de cohésion. La présence de polymères hautement flexibles et élastiques améliore la flexibilité et l'élasticité du mortier. Le mécanisme d'augmentation de la limite d'élasticité et de la limite de rupture est le suivant : lorsqu'une force est appliquée, les microfissures sont retardées grâce à l'amélioration de la flexibilité et de l'élasticité, et ne se forment pas. Se forment jusqu'à ce que des contraintes plus élevées soient atteintes. De plus, les domaines polymères entrelacés empêchent la fusion des microfissures en fissures traversantes. Par conséquent, la poudre polymère dispersible augmente la contrainte et la déformation à la rupture du matériau.
Le film polymère du mortier modifié aux polymères joue un rôle essentiel sur le durcissement du mortier. La poudre de polymère redispersible, répartie à l'interface après dispersion et formation du film, joue également un rôle clé : elle augmente l'adhérence aux matériaux en contact. Dans la microstructure de l'interface entre le mortier de collage pour carrelage céramique modifié aux polymères et le carreau céramique, le film formé par le polymère forme un pont entre le carreau céramique vitrifié, à très faible absorption d'eau, et la matrice du mortier de ciment. La zone de contact entre deux matériaux différents est une zone à haut risque, où des fissures de retrait se forment et entraînent une perte d'adhérence. Par conséquent, la capacité des films de latex à réparer les fissures de retrait joue un rôle important dans les colles à carrelage.
Parallèlement, la poudre de polymère redispersible contenant de l'éthylène présente une adhérence plus marquée aux substrats organiques, en particulier aux matériaux similaires, tels que le chlorure de polyvinyle et le polystyrène. Un bon exemple de
Date de publication : 31 octobre 2022