Efeito do éter de celulose nas propriedades da argamassa

Foram estudados os efeitos de dois tipos de éteres de celulose no desempenho de argamassas. Os resultados mostraram que ambos os tipos de éteres de celulose podem melhorar significativamente a retenção de água da argamassa e reduzir a consistência da argamassa; A resistência à compressão é reduzida em diferentes graus, mas a taxa de dobramento e a resistência de colagem da argamassa aumentam em diferentes graus, melhorando assim a construção da argamassa.

Palavras-chave:éter de celulose; agente de retenção de água; força de ligação

Éter de celulose (MC)é um derivado do material natural celulose. O éter de celulose pode ser usado como agente de retenção de água, espessante, aglutinante, dispersante, estabilizador, agente de suspensão, emulsionante e auxiliar de formação de filme, etc. Como o éter de celulose tem uma boa retenção de água e efeito espessante na argamassa, pode melhorar significativamente a trabalhabilidade de argamassa, então o éter de celulose é o polímero solúvel em água mais comumente usado em argamassa.

1. Materiais de teste e métodos de teste

1.1 Matérias-primas

Cimento: Cimento Portland comum produzido pela Jiaozuo Jianjian Cement Co., Ltd., com grau de resistência de 42,5. Areia: Areia amarela Nanyang, módulo de finura 2,75, areia média. Éter de celulose (MC): C9101 produzido pela Beijing Luojian Company e HPMC produzido pela Shanghai Huiguang Company.

1.2 Método de teste

Neste estudo a relação cal-areia foi de 1:2 e a relação água-cimento foi de 0,45; o éter de celulose foi misturado primeiro com o cimento e depois a areia foi adicionada e agitada uniformemente. A dosagem de éter de celulose é calculada em função do percentual de massa de cimento.

O teste de resistência à compressão e o teste de consistência são realizados com referência ao JGJ 70-90 “Métodos de teste para propriedades básicas de argamassa de construção”. O teste de resistência à flexão é realizado de acordo com GB/T 17671–1999 “Teste de resistência de argamassa de cimento”.

O teste de retenção de água foi realizado de acordo com o método do papel de filtro utilizado nas empresas francesas de produção de concreto aerado. O processo específico é o seguinte: (1) colocar 5 camadas de papel de filtro lento em uma placa circular de plástico e pesar sua massa; (2) coloque um em contato direto com a argamassa Coloque o papel de filtro de alta velocidade sobre o papel de filtro de baixa velocidade e, a seguir, pressione um cilindro com diâmetro interno de 56 mm e altura de 55 mm sobre o papel de filtro rápido; (3) Despeje a argamassa no cilindro; (4) Após o contato da argamassa e do papel filtro por 15 minutos, pesar novamente A qualidade do papel filtro lento e do disco plástico; (5) Calcular a massa de água absorvida pelo papel de filtro lento por metro quadrado de área, que é a taxa de absorção de água; (6) A taxa de absorção de água é a média aritmética dos dois resultados do teste. Caso a diferença entre os valores das taxas ultrapasse 10%, o teste deverá ser repetido; (7) A retenção de água da argamassa é expressa pela taxa de absorção de água.

O teste de resistência de união foi realizado com referência ao método recomendado pela Sociedade Japonesa de Ciência de Materiais, e a resistência de união foi caracterizada pela resistência à flexão. O teste adota uma amostra de prisma cujo tamanho é 160mm×40mm×40mm. A amostra de argamassa comum feita antecipadamente foi curada aos 28 dias e depois cortada em duas metades. As duas metades da amostra foram transformadas em amostras com argamassa comum ou argamassa polimérica, e depois curadas naturalmente em ambientes fechados até uma certa idade, e então testadas de acordo com o método de teste para a resistência à flexão da argamassa de cimento.

2. Resultados e análises de testes

2.1 Consistência

Pelo efeito do éter de celulose na consistência da argamassa, percebe-se que com o aumento do teor de éter de celulose, a consistência da argamassa apresenta basicamente uma tendência decrescente, e a diminuição da consistência da argamassa misturada com HPMC é mais rápida do que a argamassa misturada com C9101. Isso ocorre porque a viscosidade do éter de celulose dificulta o fluxo da argamassa e a viscosidade do HPMC é superior à do C9101.

2.2 Retenção de água

Na argamassa, os materiais cimentícios como o cimento e o gesso precisam ser hidratados com água para endurecer. Uma quantidade razoável de éter de celulose pode manter a umidade na argamassa por tempo suficiente, para que o processo de pega e endurecimento possa continuar.

A partir do efeito do teor de éter de celulose na retenção de água da argamassa, pode-se observar que: (1) Com o aumento do teor de éter de celulose C9101 ou HPMC, a taxa de absorção de água da argamassa diminuiu significativamente, ou seja, a retenção de água de a argamassa melhorou significativamente, especialmente quando misturada com a argamassa de HPMC. Sua retenção de água pode ser melhorada ainda mais; (2) Quando a quantidade de HPMC é de 0,05% a 0,10%, a argamassa atende plenamente aos requisitos de retenção de água no processo construtivo.

Ambos os éteres de celulose são polímeros não iônicos. Os grupos hidroxila na cadeia molecular do éter de celulose e os átomos de oxigênio nas ligações do éter podem formar ligações de hidrogênio com as moléculas de água, transformando a água livre em água ligada, desempenhando assim um bom papel na retenção de água.

A retenção de água do éter de celulose depende principalmente de sua viscosidade, tamanho de partícula, taxa de dissolução e quantidade de adição. Em geral, quanto maior for a quantidade adicionada, maior será a viscosidade, e quanto mais fina for a finura, maior será a retenção de água. Tanto o éter de celulose C9101 quanto o éter de celulose HPMC possuem grupos metoxi e hidroxipropóxi na cadeia molecular, mas o conteúdo de metoxi no éter de celulose HPMC é maior que o do C9101, e a viscosidade do HPMC é maior que a do C9101, portanto a retenção de água da argamassa misturada com HPMC é superior à da argamassa misturada com argamassa grande HPMC C9101. No entanto, se a viscosidade e o peso molecular relativo do éter de celulose forem demasiado elevados, a sua solubilidade diminuirá proporcionalmente, o que terá um impacto negativo na resistência e trabalhabilidade da argamassa. Resistência estrutural para alcançar excelente efeito de colagem.

2.3 Resistência à flexão e resistência à compressão

Pelo efeito do éter de celulose na resistência à flexão e à compressão da argamassa, percebe-se que com o aumento do teor de éter de celulose, a resistência à flexão e à compressão da argamassa aos 7 e 28 dias apresentou tendência decrescente. Isto ocorre principalmente porque: (1) Quando o éter de celulose é adicionado à argamassa, os polímeros flexíveis nos poros da argamassa aumentam, e estes polímeros flexíveis não podem fornecer suporte rígido quando a matriz compósita é comprimida. Como resultado, a resistência à flexão e à compressão da argamassa é reduzida; (2) Com o aumento do teor de éter de celulose, seu efeito de retenção de água vai ficando cada vez melhor, de modo que após a formação do bloco de teste de argamassa, a porosidade no bloco de teste de argamassa aumenta, a resistência à flexão e à compressão será reduzida ; (3) quando a argamassa seca é misturada com água, as partículas de látex de éter de celulose são primeiro adsorvidas na superfície das partículas de cimento para formar uma película de látex, o que reduz a hidratação do cimento, reduzindo também a resistência do a argamassa.

2.4 Proporção de dobra

A flexibilidade da argamassa confere à argamassa uma boa deformabilidade, o que lhe permite adaptar-se às tensões geradas pela retração e deformação do suporte, melhorando significativamente a resistência de aderência e a durabilidade da argamassa.

A partir do efeito do teor de éter de celulose na taxa de dobramento da argamassa (ff/fo), pode-se observar que com o aumento do teor de éter de celulose C9101 e HPMC, a taxa de dobramento da argamassa apresentou basicamente uma tendência crescente, indicando que a flexibilidade da argamassa foi melhorou.

Quando o éter de celulose se dissolve na argamassa, porque o metoxil e o hidroxipropoxil na cadeia molecular reagirão com o Ca2+ e Al3+ na pasta, um gel viscoso é formado e preenchido na lacuna da argamassa de cimento, desempenhando assim um papel de enchimento flexível e reforço flexível, melhorando a compacidade da argamassa, e mostra que a flexibilidade da argamassa modificada é melhorada macroscopicamente.

2.5 Força de união

A partir do efeito do teor de éter de celulose na resistência de união da argamassa, pode-se observar que a resistência de união da argamassa aumenta com o aumento do teor de éter de celulose.

A adição de éter de celulose pode formar uma fina camada de filme polimérico impermeável entre o éter de celulose e as partículas de cimento hidratado. Este filme tem efeito selante e melhora o fenômeno de “secura superficial” da argamassa. Devido à boa retenção de água do éter de celulose, água suficiente é armazenada no interior da argamassa, garantindo assim o endurecimento por hidratação do cimento e o pleno desenvolvimento de sua resistência, além de melhorar a resistência de aderência da pasta de cimento. Além disso, a adição de éter de celulose melhora a coesão da argamassa, e faz com que a argamassa tenha boa plasticidade e flexibilidade, o que também torna a argamassa bem capaz de se adaptar à deformação por retração do substrato, melhorando assim a resistência de aderência da argamassa. .

2.6 Encolhimento

Pode-se observar pelo efeito do teor de éter de celulose na retração da argamassa: (1) O valor de retração da argamassa de éter de celulose é muito inferior ao da argamassa bruta. (2) Com o aumento do teor de C9101, o valor de retração da argamassa diminuiu gradativamente, mas quando o teor atingiu 0,30%, o valor de retração da argamassa aumentou. Isso porque quanto maior a quantidade de éter de celulose, maior sua viscosidade, o que provoca aumento na demanda hídrica. (3) Com o aumento do teor de HPMC, o valor de retração da argamassa diminuiu gradativamente, mas quando seu teor atingiu 0,20%, o valor de retração da argamassa aumentou e depois diminuiu. Isso ocorre porque a viscosidade do HPMC é maior que a do C9101. Quanto maior a viscosidade do éter de celulose. Quanto melhor for a retenção de água, maior será o teor de ar, quando o teor de ar atingir um determinado nível, o valor de retração da argamassa aumentará. Portanto, em termos de valor de encolhimento, a dosagem ideal de C9101 é de 0,05%~0,20%. A dosagem ideal de HPMC é de 0,05% ~ 0,10%.

3. Conclusão

1. O éter de celulose pode melhorar a retenção de água da argamassa e reduzir a consistência da argamassa. Ajustar a quantidade de éter de celulose pode atender às necessidades de argamassas utilizadas em diversos projetos.

2. A adição de éter de celulose reduz a resistência à flexão e à compressão da argamassa, mas aumenta até certo ponto a taxa de dobramento e a resistência de colagem, melhorando assim a durabilidade da argamassa.

3. A adição de éter de celulose pode melhorar o desempenho de retração da argamassa e, com o aumento do seu teor, o valor de retração da argamassa torna-se cada vez menor. Mas quando a quantidade de éter de celulose atinge um determinado nível, o valor de retração da argamassa aumenta até certo ponto devido ao aumento da quantidade de entrada de ar.