O importante papel do éter de celulose em argamassas prontas

Na argamassa pronta, a quantidade de adição de éter de celulose é muito baixa, mas pode melhorar significativamente o desempenho da argamassa úmida, sendo o principal aditivo que afeta o desempenho construtivo da argamassa. A seleção razoável de éteres de celulose de diferentes variedades, diferentes viscosidades, diferentes tamanhos de partículas, diferentes graus de viscosidade e quantidades adicionadas terá um impacto positivo na melhoria do desempenho da argamassa em pó seco. Atualmente, muitas argamassas de alvenaria e reboco apresentam baixo desempenho de retenção de água e a pasta de água se separa após alguns minutos de repouso. Conforme mostrado abaixo:

A retenção de água é uma propriedade importante do éter metilcelulose e também é usada por muitos fabricantes de argamassas em pó seco na China. Os fatores que afetam o efeito de retenção de água da argamassa seca incluem a quantidade de MC adicionada, a viscosidade do MC, a finura das partículas e a temperatura do ambiente de uso.

O éter de celulose é um polímero sintético feito de celulose natural por meio de modificação química. O éter de celulose é um derivado da celulose natural. A produção de éter de celulose é diferente da produção de polímeros sintéticos. Seu material mais básico é a celulose, um composto polimérico natural. Devido à particularidade da estrutura natural da celulose, a própria celulose não tem capacidade de reagir com agentes de eterificação. No entanto, após o tratamento do agente de inchaço, as fortes ligações de hidrogênio entre as cadeias moleculares e as cadeias são destruídas, e a liberação ativa do grupo hidroxila torna-se uma celulose alcalina reativa. Obtenha éter de celulose.

As propriedades dos éteres de celulose dependem do tipo, número e distribuição dos substituintes. A classificação dos éteres de celulose também é baseada no tipo de substituintes, grau de eterificação, solubilidade e propriedades de aplicação relacionadas. De acordo com o tipo de substituintes na cadeia molecular, pode ser dividido em monoéter e éter misto. O MC que normalmente usamos é monoéter e o HPMC é éter misto. O éter de metilcelulose MC é o produto após o grupo hidroxila na unidade de glicose da celulose natural ser substituído por metoxi. É um produto obtido pela substituição de uma parte do grupo hidroxila da unidade por um grupo metoxi e outra parte por um grupo hidroxipropil. A fórmula estrutural é [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3] n]x Éter hidroxietilmetilcelulose HEMC, estas são as principais variedades amplamente utilizadas e vendidas no mercado.

Em termos de solubilidade, pode ser dividido em iônico e não iônico. Os éteres de celulose não iônicos solúveis em água são compostos principalmente por duas séries de éteres alquílicos e éteres hidroxialquílicos. O CMC iônico é usado principalmente em detergentes sintéticos, impressão e tingimento têxtil, alimentos e exploração de petróleo. MC não iônico, HPMC, HEMC, etc. são usados ​​​​principalmente em materiais de construção, revestimentos de látex, medicamentos, produtos químicos diários, etc.

Retenção de água do éter de celulose: Na produção de materiais de construção, principalmente argamassas em pó seco, o éter de celulose desempenha um papel insubstituível, principalmente na produção de argamassas especiais (argamassa modificada), é uma parte indispensável e importante. O importante papel do éter de celulose solúvel em água na argamassa tem principalmente três aspectos, um é a excelente capacidade de retenção de água, o outro é a influência na consistência e tixotropia da argamassa e o terceiro é a interação com o cimento. O efeito de retenção de água do éter de celulose depende da absorção de água da camada de base, da composição da argamassa, da espessura da camada de argamassa, da demanda de água da argamassa e do tempo de pega do material de pega. A retenção de água do próprio éter de celulose vem da solubilidade e desidratação do próprio éter de celulose. Como todos sabemos, embora a cadeia molecular da celulose contenha um grande número de grupos OH altamente hidratáveis, ela não é solúvel em água, pois a estrutura da celulose apresenta alto grau de cristalinidade. A capacidade de hidratação dos grupos hidroxila por si só não é suficiente para cobrir as fortes ligações de hidrogênio e as forças de van der Waals entre as moléculas. Portanto, apenas incha, mas não se dissolve na água. Quando um substituinte é introduzido na cadeia molecular, não apenas o substituinte destrói a cadeia de hidrogênio, mas também a ligação de hidrogênio intercadeias é destruída devido ao encaixe do substituinte entre as cadeias adjacentes. Quanto maior o substituinte, maior a distância entre as moléculas. Quanto maior a distância. Quanto maior o efeito de destruição das ligações de hidrogênio, o éter de celulose torna-se solúvel em água após a expansão da rede de celulose e a entrada da solução, formando uma solução de alta viscosidade. Quando a temperatura aumenta, a hidratação do polímero enfraquece e a água entre as cadeias é expelida. Quando o efeito de desidratação é suficiente, as moléculas começam a se agregar, formando uma estrutura de rede tridimensional em gel e desdobrada.

Os fatores que afetam a retenção de água da argamassa incluem a viscosidade do éter de celulose, a quantidade adicionada, a finura das partículas e a temperatura de utilização.

Quanto maior a viscosidade do éter de celulose, melhor será o desempenho de retenção de água. A viscosidade é um parâmetro importante do desempenho do MC. Atualmente, diferentes fabricantes de MC utilizam diferentes métodos e instrumentos para medir a viscosidade do MC. Os principais métodos são Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde e Brookfield. Para o mesmo produto, os resultados de viscosidade medidos por diferentes métodos são muito diferentes, e alguns até apresentam diferenças duplicadas. Portanto, ao comparar a viscosidade, ela deve ser realizada entre os mesmos métodos de teste, incluindo temperatura, rotor, etc.

De modo geral, quanto maior a viscosidade, melhor será o efeito de retenção de água. No entanto, quanto maior a viscosidade e maior o peso molecular do MC, a correspondente diminuição na sua solubilidade terá um impacto negativo na resistência e no desempenho construtivo da argamassa. Quanto maior a viscosidade, mais evidente será o efeito de espessamento na argamassa, mas não é diretamente proporcional. Quanto maior a viscosidade, mais viscosa será a argamassa úmida, ou seja, durante a construção ela se manifesta como aderência ao raspador e alta aderência ao substrato. Mas não é útil aumentar a resistência estrutural da própria argamassa húmida. Durante a construção, o desempenho anti-afundamento não é óbvio. Pelo contrário, alguns éteres de metilcelulose modificados de média e baixa viscosidade têm excelente desempenho na melhoria da resistência estrutural da argamassa úmida.

Quanto maior a quantidade de éter de celulose adicionado à argamassa, melhor será o desempenho de retenção de água, e quanto maior a viscosidade, melhor será o desempenho de retenção de água.

Quanto ao tamanho das partículas, quanto mais fina for a partícula, melhor será a retenção de água. Depois que as grandes partículas de éter de celulose entram em contato com a água, a superfície se dissolve imediatamente e forma um gel para envolver o material e evitar que as moléculas de água continuem a se infiltrar. Às vezes, não pode ser uniformemente disperso e dissolvido mesmo após agitação prolongada, formando uma solução floculante turva ou aglomeração. Afeta muito a retenção de água do éter de celulose, e a solubilidade é um dos fatores para a escolha do éter de celulose. A finura também é um importante índice de desempenho do éter de metilcelulose. O MC usado para argamassa em pó seco deve ser em pó, com baixo teor de água, e a finura também requer que 20% ~ 60% do tamanho da partícula seja inferior a 63um. A finura afeta a solubilidade do éter de metilcelulose. O MC grosso é geralmente granular e fácil de dissolver em água sem aglomeração, mas a taxa de dissolução é muito lenta, por isso não é adequado para uso em argamassa de pó seco. Na argamassa de pó seco, o MC é disperso entre materiais de cimentação, como agregado, carga fina e cimento, e apenas pó fino o suficiente pode evitar a aglomeração de éter metilcelulose ao misturar com água. Quando MC é adicionado com água para dissolver os aglomerados, é muito difícil dispersar e dissolver. A finura grosseira do MC não é apenas um desperdício, mas também reduz a resistência local da argamassa. Quando essa argamassa de pó seco é aplicada em uma grande área, a velocidade de cura da argamassa de pó seco local será significativamente reduzida e aparecerão rachaduras devido aos diferentes tempos de cura. Para a argamassa projetada com construção mecânica, a exigência de finura é maior devido ao menor tempo de mistura.

A finura do MC também tem um certo impacto na retenção de água. De modo geral, para éteres de metilcelulose com a mesma viscosidade, mas com finuras diferentes, sob a mesma quantidade de adição, quanto mais fino, melhor será o efeito de retenção de água.

A retenção de água do MC também está relacionada à temperatura utilizada. A retenção de água do éter metilcelulose diminui com o aumento da temperatura. No entanto, em aplicações de materiais reais, a argamassa em pó seco é frequentemente aplicada a substratos quentes a altas temperaturas (superiores a 40 graus) em muitos ambientes, tais como reboco de massa de parede exterior sob o sol no verão, o que muitas vezes acelera a cura do cimento e o endurecimento do argamassa em pó seco. O declínio da taxa de retenção de água leva à sensação óbvia de que tanto a trabalhabilidade como a resistência à fissuração são afetadas, e é particularmente crítico reduzir a influência dos fatores de temperatura sob esta condição. Embora os aditivos de éter de metil hidroxietil celulose sejam atualmente considerados na vanguarda do desenvolvimento tecnológico, a sua dependência da temperatura ainda levará ao enfraquecimento do desempenho da argamassa em pó seco. Embora a quantidade de metil hidroxietil celulose seja aumentada (fórmula de verão), a trabalhabilidade e a resistência à trinca ainda não atendem às necessidades de uso. Através de algum tratamento especial no MC, como aumentar o grau de eterificação, etc., o efeito de retenção de água pode ser mantido a uma temperatura mais elevada, para que possa proporcionar melhor desempenho em condições adversas.

Além disso, o espessamento e a tixotropia do éter de celulose: a segunda função do éter de celulose - o efeito espessante depende: do grau de polimerização do éter de celulose, da concentração da solução, da taxa de cisalhamento, da temperatura e de outras condições. A propriedade gelificante da solução é exclusiva da alquilcelulose e seus derivados modificados. As propriedades de gelificação estão relacionadas ao grau de substituição, concentração da solução e aditivos. Para derivados modificados com hidroxialquil, as propriedades do gel também estão relacionadas ao grau de modificação do hidroxialquil. Para MC e HPMC de baixa viscosidade, solução de 10% a 15% pode ser preparada, MC e HPMC de média viscosidade podem ser preparados solução de 5% a 10%, enquanto MC e HPMC de alta viscosidade só podem preparar solução de 2% a 3%, e geralmente a classificação de viscosidade do éter de celulose também é classificada por solução de 1% a 2%. O éter de celulose de alto peso molecular possui alta eficiência de espessamento. Na mesma solução de concentração, polímeros com pesos moleculares diferentes apresentam viscosidades diferentes. Alto grau. A viscosidade alvo só pode ser alcançada adicionando uma grande quantidade de éter de celulose de baixo peso molecular. Sua viscosidade tem pouca dependência da taxa de cisalhamento, e a alta viscosidade atinge a viscosidade alvo, e a quantidade de adição necessária é pequena, e a viscosidade depende da eficiência de espessamento. Portanto, para atingir uma certa consistência, deve-se garantir uma certa quantidade de éter de celulose (concentração da solução) e viscosidade da solução. A temperatura do gel da solução também diminui linearmente com o aumento da concentração da solução, e gelifica à temperatura ambiente após atingir uma determinada concentração. A concentração gelificante de HPMC é relativamente alta à temperatura ambiente.

A consistência também pode ser ajustada selecionando o tamanho das partículas e selecionando éteres de celulose com diferentes graus de modificação. A chamada modificação consiste em introduzir um certo grau de substituição de grupos hidroxialquil na estrutura do esqueleto do MC. Alterando os valores de substituição relativa dos dois substituintes, ou seja, os valores de substituição relativa DS e ms dos grupos metoxi e hidroxialquil que costumamos dizer. Vários requisitos de desempenho do éter de celulose podem ser obtidos alterando os valores relativos de substituição dos dois substituintes.

A relação entre consistência e modificação: a adição de éter de celulose afeta o consumo de água da argamassa, alterando a relação água-aglomerante de água e cimento é o efeito espessante, quanto maior a dosagem, maior o consumo de água.

O éter de celulose utilizado em materiais de construção em pó deve dissolver-se rapidamente em água fria e fornecer uma consistência adequada ao sistema. Se for dada uma certa taxa de cisalhamento, ele ainda se torna um bloco floculento e coloidal, o que é um produto abaixo do padrão ou de baixa qualidade.

Existe também uma boa relação linear entre a consistência da pasta de cimento e a dosagem do éter de celulose. O éter de celulose pode aumentar muito a viscosidade da argamassa. Quanto maior a dosagem, mais óbvio será o efeito. A solução aquosa de éter de celulose de alta viscosidade possui alta tixotropia, que também é uma característica importante do éter de celulose. Soluções aquosas de polímeros MC geralmente apresentam fluidez pseudoplástica e não tixotrópica abaixo da temperatura do gel, mas propriedades de fluxo newtonianas em baixas taxas de cisalhamento. A pseudoplasticidade aumenta com o peso molecular ou concentração de éter de celulose, independentemente do tipo de substituinte e do grau de substituição. Portanto, éteres de celulose do mesmo grau de viscosidade, sejam eles MC, HPMC, HEMC, sempre apresentarão as mesmas propriedades reológicas, desde que a concentração e a temperatura sejam mantidas constantes. Géis estruturais são formados quando a temperatura aumenta e ocorrem fluxos altamente tixotrópicos. Éteres de celulose de alta concentração e baixa viscosidade apresentam tixotropia mesmo abaixo da temperatura do gel. Esta propriedade é de grande benefício para o ajuste de nivelamento e flacidez na construção de argamassas. É necessário explicar aqui que quanto maior for a viscosidade do éter de celulose, melhor será a retenção de água, mas quanto maior for a viscosidade, maior será o peso molecular relativo do éter de celulose e a correspondente diminuição na sua solubilidade, o que tem um impacto negativo. na concentração de argamassa e no desempenho da construção. Quanto maior a viscosidade, mais evidente é o efeito de espessamento da argamassa, mas não é totalmente proporcional. Algumas viscosidades média e baixa, mas o éter de celulose modificado tem melhor desempenho na melhoria da resistência estrutural da argamassa úmida. Com o aumento da viscosidade, melhora a retenção de água do éter de celulose.

Retardo do éter de celulose: A terceira função do éter de celulose é retardar o processo de hidratação do cimento. O éter de celulose confere à argamassa diversas propriedades benéficas, além de reduzir o calor inicial de hidratação do cimento e retardar o processo dinâmico de hidratação do cimento. Isto é desfavorável ao uso de argamassa em regiões frias. Este efeito de retardamento é causado pela adsorção de moléculas de éter de celulose em produtos de hidratação como CSH e ca(OH)2. Devido ao aumento da viscosidade da solução porosa, o éter de celulose reduz a mobilidade dos íons na solução, retardando assim o processo de hidratação. Quanto maior a concentração de éter de celulose no material de gel mineral, mais pronunciado será o efeito do retardo da hidratação. O éter de celulose não apenas atrasa a pega, mas também atrasa o processo de endurecimento do sistema de argamassa de cimento. O efeito retardador do éter de celulose depende não apenas da sua concentração no sistema de gel mineral, mas também da estrutura química. Quanto maior o grau de metilação do HEMC, melhor será o efeito retardador do éter de celulose. A proporção entre substituição hidrofílica e substituição que aumenta a água O efeito retardador é mais forte. Contudo, a viscosidade do éter de celulose tem pouco efeito na cinética de hidratação do cimento.

Com o aumento do teor de éter de celulose, o tempo de pega da argamassa aumenta significativamente. Existe uma boa correlação não linear entre o tempo de pega inicial da argamassa e o teor de éter de celulose, e uma boa correlação linear entre o tempo de pega final e o teor de éter de celulose. Podemos controlar o tempo operacional da argamassa alterando a quantidade de éter de celulose.

Em resumo, na argamassa pronta, o éter de celulose desempenha um papel na retenção de água, no espessamento, no retardamento do poder de hidratação do cimento e na melhoria do desempenho da construção. A boa capacidade de retenção de água torna a hidratação do cimento mais completa, pode melhorar a viscosidade úmida da argamassa úmida, aumentar a resistência de ligação da argamassa e ajustar o tempo. Adicionar éter de celulose à argamassa de pulverização mecânica pode melhorar o desempenho de pulverização ou bombeamento e a resistência estrutural da argamassa.