El importante papel del éter de celulosa en el mortero premezclado

En el mortero premezclado, la cantidad agregada de éter de celulosa es muy baja, pero puede mejorar significativamente el desempeño del mortero húmedo y es un aditivo principal que afecta el desempeño de la construcción del mortero. La selección razonable de éteres de celulosa de diferentes variedades, diferentes viscosidades, diferentes tamaños de partículas, diferentes grados de viscosidad y cantidades añadidas tendrá un impacto positivo en la mejora del rendimiento del mortero en polvo seco. En la actualidad, muchos morteros de albañilería y enlucido tienen un rendimiento deficiente de retención de agua y la lechada de agua se separará después de unos minutos de reposo. Como se muestra a continuación:

La retención de agua es una propiedad importante del éter de metilcelulosa y también la utilizan muchos fabricantes de morteros en polvo seco en China. Los factores que afectan el efecto de retención de agua del mortero de mezcla seca incluyen la cantidad de MC agregada, la viscosidad del MC, la finura de las partículas y la temperatura del ambiente de uso.

El éter de celulosa es un polímero sintético elaborado a partir de celulosa natural mediante modificación química. El éter de celulosa es un derivado de la celulosa natural. La producción de éter de celulosa es diferente a la de los polímeros sintéticos. Su material más básico es la celulosa, un compuesto polimérico natural. Debido a la particularidad de la estructura natural de la celulosa, la propia celulosa no tiene capacidad para reaccionar con agentes de eterificación. Sin embargo, después del tratamiento con un agente hinchante, los fuertes enlaces de hidrógeno entre las cadenas moleculares y las cadenas se destruyen y la liberación activa del grupo hidroxilo se convierte en una celulosa alcalina reactiva. Obtener éter de celulosa.

Las propiedades de los éteres de celulosa dependen del tipo, número y distribución de los sustituyentes. La clasificación de los éteres de celulosa también se basa en el tipo de sustituyentes, el grado de eterificación, la solubilidad y las propiedades de aplicación relacionadas. Según el tipo de sustituyentes de la cadena molecular, se puede dividir en monoéter y éter mixto. El MC que utilizamos habitualmente es monoéter y el HPMC es éter mixto. El éter de metilcelulosa MC es el producto después de que el grupo hidroxilo de la unidad de glucosa de la celulosa natural se sustituye por metoxi. Es un producto que se obtiene sustituyendo una parte del grupo hidroxilo de la unidad por un grupo metoxi y otra parte por un grupo hidroxipropilo. La fórmula estructural es [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Éter de hidroxietilmetilcelulosa HEMC, estas son las principales variedades ampliamente utilizadas y vendidas en el mercado.

En términos de solubilidad, se puede dividir en iónico y no iónico. Los éteres de celulosa no iónicos solubles en agua se componen principalmente de dos series de éteres alquílicos y éteres hidroxialquilo. La CMC iónica se utiliza principalmente en detergentes sintéticos, impresión y teñido de textiles, exploración de alimentos y petróleo. Los MC, HPMC, HEMC, etc. no iónicos se utilizan principalmente en materiales de construcción, revestimientos de látex, medicamentos, productos químicos diarios, etc. Se utilizan como espesantes, agentes de retención de agua, estabilizadores, dispersantes y agentes formadores de película.

Retención de agua del éter de celulosa: en la producción de materiales de construcción, especialmente mortero en polvo seco, el éter de celulosa juega un papel insustituible, especialmente en la producción de mortero especial (mortero modificado), es una parte indispensable e importante. El importante papel del éter de celulosa soluble en agua en el mortero tiene principalmente tres aspectos: uno es la excelente capacidad de retención de agua, el otro es la influencia sobre la consistencia y tixotropía del mortero y el tercero es la interacción con el cemento. El efecto de retención de agua del éter de celulosa depende de la absorción de agua de la capa base, la composición del mortero, el espesor de la capa de mortero, la demanda de agua del mortero y el tiempo de fraguado del material de fraguado. La retención de agua del propio éter de celulosa proviene de la solubilidad y deshidratación del propio éter de celulosa. Como todos sabemos, aunque la cadena molecular de la celulosa contiene una gran cantidad de grupos OH altamente hidratables, no es soluble en agua, debido a que la estructura de la celulosa tiene un alto grado de cristalinidad. La capacidad de hidratación de los grupos hidroxilo por sí sola no es suficiente para cubrir los fuertes enlaces de hidrógeno y las fuerzas de Van der Waals entre las moléculas. Por tanto, sólo se hincha pero no se disuelve en agua. Cuando se introduce un sustituyente en una cadena molecular, no solo el sustituyente destruye la cadena de hidrógeno, sino que también se destruye el enlace de hidrógeno entre cadenas debido al acuñamiento del sustituyente entre cadenas adyacentes. Cuanto mayor sea el sustituyente, mayor será la distancia entre las moléculas. Cuanto mayor sea la distancia. Cuanto mayor es el efecto de destrucción de los enlaces de hidrógeno, el éter de celulosa se vuelve soluble en agua después de que la red de celulosa se expande y la solución ingresa, formando una solución de alta viscosidad. Cuando aumenta la temperatura, la hidratación del polímero se debilita y el agua entre las cadenas sale. Cuando el efecto de deshidratación es suficiente, las moléculas comienzan a agregarse, formando una estructura de red tridimensional y plegada.

Los factores que afectan la retención de agua del mortero incluyen la viscosidad del éter de celulosa, la cantidad añadida, la finura de las partículas y la temperatura de uso.

Cuanto mayor sea la viscosidad del éter de celulosa, mejor será el rendimiento de retención de agua. La viscosidad es un parámetro importante del rendimiento de MC. En la actualidad, diferentes fabricantes de MC utilizan diferentes métodos e instrumentos para medir la viscosidad del MC. Los principales métodos son Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde y Brookfield. Para el mismo producto, los resultados de viscosidad medidos por diferentes métodos son muy diferentes, y algunos incluso tienen diferencias dobles. Por lo tanto, al comparar la viscosidad, se debe realizar entre los mismos métodos de prueba, incluyendo temperatura, rotor, etc.

En términos generales, cuanto mayor sea la viscosidad, mejor será el efecto de retención de agua. Sin embargo, cuanto mayor sea la viscosidad y mayor el peso molecular del MC, la correspondiente disminución en su solubilidad tendrá un impacto negativo en la resistencia y el desempeño constructivo del mortero. Cuanto mayor es la viscosidad, más evidente es el efecto espesante del mortero, pero no es directamente proporcional. Cuanto mayor sea la viscosidad, más viscoso será el mortero húmedo, es decir, durante la construcción se manifiesta como adherencia al raspador y alta adherencia al sustrato. Pero no es útil aumentar la resistencia estructural del propio mortero húmedo. Durante la construcción, el rendimiento antihundimiento no es evidente. Por el contrario, algunos éteres de metilcelulosa modificados de viscosidad media y baja tienen un rendimiento excelente para mejorar la resistencia estructural del mortero húmedo.

Cuanto mayor sea la cantidad de éter de celulosa añadida al mortero, mejor será el rendimiento de retención de agua y cuanto mayor sea la viscosidad, mejor será el rendimiento de retención de agua.

Para el tamaño de las partículas, cuanto más finas sean las partículas, mejor será la retención de agua. Después de que las partículas grandes de éter de celulosa entran en contacto con el agua, la superficie se disuelve inmediatamente y forma un gel para envolver el material y evitar que las moléculas de agua sigan infiltrándose. A veces no se puede dispersar y disolver uniformemente incluso después de una agitación prolongada, formando una solución floculenta turbia o aglomeración. Afecta en gran medida la retención de agua del éter de celulosa y la solubilidad es uno de los factores para elegir el éter de celulosa. La finura también es un índice de rendimiento importante del éter de metilcelulosa. Se requiere que el MC utilizado para el mortero en polvo seco sea polvo, con bajo contenido de agua, y la finura también requiere que entre el 20% y el 60% del tamaño de partícula sea inferior a 63um. La finura afecta la solubilidad del éter de metilcelulosa. El MC grueso suele ser granular y es fácil de disolver en agua sin aglomeración, pero la velocidad de disolución es muy lenta, por lo que no es adecuado para su uso en mortero en polvo seco. En el mortero en polvo seco, el MC se dispersa entre materiales cementantes como agregados, masilla fina y cemento, y solo un polvo suficientemente fino puede evitar la aglomeración del éter de metilcelulosa al mezclar con agua. Cuando se agrega MC con agua para disolver los aglomerados, es muy difícil dispersarlos y disolverlos. La finura gruesa del MC no sólo es un desperdicio, sino que también reduce la resistencia local del mortero. Cuando se aplica dicho mortero en polvo seco en un área grande, la velocidad de curado del mortero en polvo seco local se reducirá significativamente y aparecerán grietas debido a los diferentes tiempos de curado. Para el mortero proyectado con construcción mecánica, el requisito de finura es mayor debido al menor tiempo de mezclado.

La finura del MC también tiene un cierto impacto en su retención de agua. En términos generales, para éteres de metilcelulosa con la misma viscosidad pero diferente finura, con la misma cantidad de adición, cuanto más fino, mejor será el efecto de retención de agua.

La retención de agua del MC también está relacionada con la temperatura utilizada. La retención de agua del éter de metilcelulosa disminuye con el aumento de la temperatura. Sin embargo, en aplicaciones de materiales reales, el mortero en polvo seco a menudo se aplica a sustratos calientes a altas temperaturas (superiores a 40 grados) en muchos entornos, como el enlucido de masilla de paredes exteriores bajo el sol en verano, lo que a menudo acelera el curado del cemento y el endurecimiento del cemento. Mortero en polvo seco. La disminución de la tasa de retención de agua lleva a la sensación obvia de que tanto la trabajabilidad como la resistencia al agrietamiento se ven afectadas, y es particularmente crítico reducir la influencia de los factores de temperatura en esta condición. Aunque actualmente se considera que los aditivos de éter de metilhidroxietilcelulosa están a la vanguardia del desarrollo tecnológico, su dependencia de la temperatura seguirá debilitando el rendimiento del mortero en polvo seco. Aunque se aumenta la cantidad de metil hidroxietil celulosa (fórmula de verano), la trabajabilidad y la resistencia al agrietamiento aún no pueden satisfacer las necesidades de uso. Mediante algún tratamiento especial en MC, como aumentar el grado de eterificación, etc., el efecto de retención de agua se puede mantener a una temperatura más alta, de modo que pueda proporcionar un mejor rendimiento en condiciones difíciles.

Además, el espesamiento y la tixotropía del éter de celulosa: la segunda función del éter de celulosa: el efecto espesante depende de: el grado de polimerización del éter de celulosa, la concentración de la solución, la velocidad de cizalla, la temperatura y otras condiciones. La propiedad gelificante de la solución es exclusiva de la alquilcelulosa y sus derivados modificados. Las propiedades de gelificación están relacionadas con el grado de sustitución, la concentración de la solución y los aditivos. Para los derivados modificados con hidroxialquilo, las propiedades del gel también están relacionadas con el grado de modificación del hidroxialquilo. Para MC y HPMC de baja viscosidad, se puede preparar una solución del 10% al 15%, los MC y HPMC de viscosidad media se pueden preparar con una solución del 5% al ​​10%, mientras que los MC y HPMC de alta viscosidad solo pueden preparar una solución del 2% al 3%, y generalmente La clasificación de la viscosidad del éter de celulosa también se clasifica mediante una solución del 1% al 2%. El éter de celulosa de alto peso molecular tiene una alta eficacia espesante. En la misma solución de concentración, los polímeros con diferentes pesos moleculares tienen diferentes viscosidades. Alto grado. La viscosidad objetivo sólo se puede lograr añadiendo una gran cantidad de éter de celulosa de bajo peso molecular. Su viscosidad depende poco de la velocidad de corte, y la alta viscosidad alcanza la viscosidad objetivo, y la cantidad de adición requerida es pequeña y la viscosidad depende de la eficiencia del espesamiento. Por tanto, para conseguir una determinada consistencia se debe garantizar una determinada cantidad de éter de celulosa (concentración de la solución) y viscosidad de la solución. La temperatura del gel de la solución también disminuye linealmente con el aumento de la concentración de la solución, y gelifica a temperatura ambiente después de alcanzar una cierta concentración. La concentración gelificante de HPMC es relativamente alta a temperatura ambiente.

La consistencia también se puede ajustar seleccionando el tamaño de partícula y seleccionando éteres de celulosa con diferentes grados de modificación. La denominada modificación consiste en introducir un cierto grado de sustitución de grupos hidroxialquilo en la estructura esquelética de MC. Cambiando los valores de sustitución relativos de los dos sustituyentes, es decir, los valores de sustitución relativos DS y ms de los grupos metoxi e hidroxialquilo que solemos decir. Se pueden obtener varios requisitos de rendimiento del éter de celulosa cambiando los valores de sustitución relativos de los dos sustituyentes.

La relación entre consistencia y modificación: la adición de éter de celulosa afecta el consumo de agua del mortero, cambiar la relación agua-aglutinante del agua y el cemento es el efecto espesante, cuanto mayor es la dosis, mayor es el consumo de agua.

El éter de celulosa utilizado en materiales de construcción en polvo debe disolverse rápidamente en agua fría y proporcionar una consistencia adecuada al sistema. Si se le da una cierta velocidad de corte, todavía se convierte en un bloque floculento y coloidal, lo que es un producto de mala calidad o de calidad inferior.

También existe una buena relación lineal entre la consistencia de la pasta de cemento y la dosis de éter de celulosa. El éter de celulosa puede aumentar considerablemente la viscosidad del mortero. Cuanto mayor sea la dosis, más evidente será el efecto. La solución acuosa de éter de celulosa de alta viscosidad tiene una alta tixotropía, que también es una característica importante del éter de celulosa. Las soluciones acuosas de polímeros MC suelen tener una fluidez pseudoplástica y no tixotrópica por debajo de su temperatura de gel, pero propiedades de flujo newtonianas a bajas velocidades de cizallamiento. La pseudoplasticidad aumenta con el peso molecular o la concentración del éter de celulosa, independientemente del tipo de sustituyente y del grado de sustitución. Por lo tanto, los éteres de celulosa del mismo grado de viscosidad, sin importar MC, HPMC, HEMC, siempre mostrarán las mismas propiedades reológicas siempre que la concentración y la temperatura se mantengan constantes. Cuando se eleva la temperatura se forman geles estructurales y se producen flujos altamente tixotrópicos. Los éteres de celulosa de alta concentración y baja viscosidad muestran tixotropía incluso por debajo de la temperatura del gel. Esta propiedad es de gran beneficio para el ajuste de nivelación y hundimiento en la construcción de mortero de construcción. Es necesario explicar aquí que cuanto mayor es la viscosidad del éter de celulosa, mejor es la retención de agua, pero cuanto mayor es la viscosidad, mayor es el peso molecular relativo del éter de celulosa y la correspondiente disminución de su solubilidad, lo que tiene un impacto negativo. sobre la concentración del mortero y el rendimiento constructivo. Cuanto mayor es la viscosidad, más evidente es el efecto espesante del mortero, pero no es del todo proporcional. Algo de viscosidad media y baja, pero el éter de celulosa modificado tiene mejor desempeño para mejorar la resistencia estructural del mortero húmedo. Con el aumento de la viscosidad, mejora la retención de agua del éter de celulosa.

Retardo del éter de celulosa: La tercera función del éter de celulosa es retrasar el proceso de hidratación del cemento. El éter de celulosa confiere al mortero diversas propiedades beneficiosas y también reduce el calor de hidratación temprana del cemento y retrasa el proceso dinámico de hidratación del cemento. Esto es desfavorable para el uso de mortero en regiones frías. Este efecto de retardo es causado por la adsorción de moléculas de éter de celulosa en productos de hidratación como CSH y ca(OH)2. Debido al aumento de la viscosidad de la solución de los poros, el éter de celulosa reduce la movilidad de los iones en la solución, retrasando así el proceso de hidratación. Cuanto mayor sea la concentración de éter de celulosa en el material de gel mineral, más pronunciado será el efecto del retraso de la hidratación. El éter de celulosa no sólo retrasa el fraguado, sino que también retrasa el proceso de endurecimiento del sistema de mortero de cemento. El efecto retardante del éter de celulosa depende no sólo de su concentración en el sistema de gel mineral, sino también de su estructura química. Cuanto mayor sea el grado de metilación de HEMC, mejor será el efecto retardante del éter de celulosa. La relación entre sustitución hidrófila y sustitución que aumenta el agua. El efecto retardante es más fuerte. Sin embargo, la viscosidad del éter de celulosa tiene poco efecto sobre la cinética de hidratación del cemento.

Con el aumento del contenido de éter de celulosa, el tiempo de fraguado del mortero aumenta significativamente. Existe una buena correlación no lineal entre el tiempo de fraguado inicial del mortero y el contenido de éter de celulosa, y una buena correlación lineal entre el tiempo de fraguado final y el contenido de éter de celulosa. Podemos controlar el tiempo de funcionamiento del mortero cambiando la cantidad de éter de celulosa.

En resumen, en el mortero premezclado, el éter de celulosa desempeña un papel en la retención de agua, el espesamiento, el retraso del poder de hidratación del cemento y la mejora del rendimiento de la construcción. La buena capacidad de retención de agua hace que la hidratación del cemento sea más completa, puede mejorar la viscosidad húmeda del mortero húmedo, aumentar la fuerza de unión del mortero y ajustar el tiempo. Agregar éter de celulosa al mortero de pulverización mecánica puede mejorar el rendimiento de pulverización o bombeo y la resistencia estructural del mortero.