El éter de celulosa retarda el mecanismo de hidratación del cemento

El éter de celulosa es un tipo de compuesto polimérico orgánico muy utilizado en materiales de construcción, especialmente en materiales a base de cemento. El éter de celulosa puede retrasar el proceso de hidratación del cemento, ajustando así la trabajabilidad, el tiempo de fraguado y el desarrollo temprano de la resistencia de la pasta de cemento.

(1). Reacción de hidratación retardada
El éter de celulosa puede retrasar la reacción de hidratación del cemento, que se consigue principalmente mediante los siguientes mecanismos:

1.1 Efectos de adsorción y protección.
La solución de alta viscosidad formada al disolver éter de celulosa en una solución acuosa puede formar una película de adsorción sobre la superficie de las partículas de cemento. La formación de esta película se debe principalmente a la adsorción física de grupos hidroxilo en moléculas de éter de celulosa e iones en la superficie de las partículas de cemento, lo que resulta en que la superficie de las partículas de cemento quede protegida, reduciendo así el contacto entre las partículas de cemento y las moléculas de agua, reduciendo así el contacto entre las partículas de cemento y las moléculas de agua. Retrasando la reacción de hidratación.

1.2 Formación de película
En las primeras etapas de la hidratación del cemento, el éter de celulosa puede formar una película densa sobre la superficie de las partículas de cemento. La existencia de esta película dificulta eficazmente la difusión de moléculas de agua hacia el interior de las partículas de cemento, retrasando así la tasa de hidratación del cemento. Además, la formación de esta película también puede reducir la disolución y difusión de los iones calcio, retrasando aún más la formación de productos de hidratación.

1.3 Disolución y liberación de agua.
El éter de celulosa tiene una fuerte absorción de agua, puede absorber la humedad y liberarla lentamente. Este proceso de liberación de agua puede ajustar la fluidez y trabajabilidad de la lechada de cemento hasta cierto punto y ralentizar la velocidad de la reacción de hidratación al reducir la concentración efectiva de agua durante el proceso de hidratación.

(2). Influencia de la composición de la fase de cemento.
Los éteres de celulosa tienen diferentes efectos sobre la hidratación de diferentes fases del cemento. Generalmente, el éter de celulosa tiene un efecto más evidente sobre la hidratación del silicato tricálcico (C₃S). La presencia de éter de celulosa retrasará la hidratación del C₃S y reducirá la tasa de liberación del calor de hidratación temprana del C₃S, retrasando así el desarrollo de la resistencia inicial. Además, los éteres de celulosa también pueden afectar la hidratación de otros componentes minerales como el silicato dicálcico (C₂S) y el aluminato tricálcico (C₃A), pero estos efectos son relativamente pequeños.

(3). Reología y efectos estructurales.
El éter de celulosa puede aumentar la viscosidad de la lechada de cemento y afectar su reología. La lechada de alta viscosidad ayuda a reducir la sedimentación y la estratificación de las partículas de cemento, lo que permite que la lechada de cemento mantenga una buena uniformidad antes de fraguar. Esta característica de alta viscosidad no sólo retrasa el proceso de hidratación del cemento, sino que también mejora la fluidez y el rendimiento constructivo de la lechada de cemento.

(4). Efectos y precauciones de la aplicación.
Los éteres de celulosa tienen un efecto significativo en retardar la hidratación del cemento y, por lo tanto, se utilizan a menudo para ajustar el tiempo de fraguado y la fluidez de los materiales a base de cemento. Sin embargo, la dosis y el tipo de éter de celulosa deben controlarse con precisión, porque un exceso de éter de celulosa puede causar problemas como una resistencia inicial insuficiente y una mayor contracción de los materiales a base de cemento. Además, los diferentes tipos de éteres de celulosa (como metilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, etc.) tienen diferentes mecanismos y efectos en las lechadas de cemento y deben seleccionarse de acuerdo con los requisitos de aplicación específicos.

La aplicación de éter de celulosa en materiales a base de cemento no sólo puede retrasar eficazmente la reacción de hidratación del cemento, sino también mejorar el rendimiento de la construcción y la durabilidad del material. Mediante una selección y uso razonables de éteres de celulosa se puede mejorar significativamente la calidad y el efecto constructivo de los materiales a base de cemento.