1. La función principal del éter de celulosa
En el mortero premezclado, el éter de celulosa es un aditivo principal que se agrega en muy poca cantidad, pero que puede mejorar significativamente el rendimiento del mortero húmedo y afectar el desempeño constructivo del mortero.
2. Tipos de éteres de celulosa
La producción de éter de celulosa se realiza principalmente a partir de fibras naturales mediante disolución alcalina, reacción de injerto (eterificación), lavado, secado, molienda y otros procesos.
Según sus principales materias primas, las fibras naturales se pueden clasificar en: fibra de algodón, fibra de cedro, fibra de haya, etc. Su grado de polimerización varía, lo que afecta la viscosidad final de sus productos. Actualmente, los principales fabricantes de celulosa utilizan fibra de algodón (subproducto de la nitrocelulosa) como materia prima principal.
Los éteres de celulosa se pueden dividir en iónicos y no iónicos. El tipo iónico incluye principalmente la sal de carboximetilcelulosa, y el tipo no iónico incluye principalmente la metilcelulosa, la metilhidroxietilcelulosa (propilcelulosa), la hidroxietilcelulosa, etc.
Actualmente, los éteres de celulosa utilizados en mortero premezclado son principalmente éter de metilcelulosa (MC), éter de metilhidroxietilcelulosa (MHEC), éter de metilhidroxipropilcelulosa (MHPG) y éter de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC). En mortero premezclado, debido a la inestabilidad de la celulosa iónica (sal de carboximetilcelulosa) en presencia de iones de calcio, rara vez se utiliza en productos premezclados que emplean cemento, cal apagada, etc., como materiales cementantes. En algunas regiones de China, la sal de carboximetilcelulosa se utiliza como espesante en algunos productos para interiores elaborados con almidón modificado como material cementante principal y polvo de Shuangfei como relleno. Este producto es propenso al moho y no es resistente al agua, por lo que actualmente se está eliminando gradualmente. La hidroxietilcelulosa también se utiliza en algunos productos premezclados, pero su cuota de mercado es muy pequeña.
3. Principales indicadores de rendimiento del éter de celulosa
(1) Solubilidad
La celulosa es un compuesto polihidroxílico polihidroxílico que no se disuelve ni se funde. Tras la eterificación, la celulosa es soluble en agua, soluciones alcalinas diluidas y disolventes orgánicos, y posee termoplasticidad. La solubilidad depende principalmente de cuatro factores: primero, varía con la viscosidad; a menor viscosidad, mayor solubilidad. Segundo, las características de los grupos introducidos durante la eterificación: cuanto mayor sea el grupo introducido, menor será la solubilidad; cuanto más polar sea el grupo introducido, más fácilmente se disolverá el éter de celulosa en agua. Tercero, el grado de sustitución y la distribución de los grupos eterificados en las macromoléculas. La mayoría de los éteres de celulosa solo se disuelven en agua con un determinado grado de sustitución. Cuarto, el grado de polimerización del éter de celulosa: a mayor grado de polimerización, menor solubilidad; a menor grado de polimerización, mayor será el rango de grados de sustitución en el que se puede disolver en agua.
(2) Retención de agua
La retención de agua es una propiedad importante del éter de celulosa, y muchos fabricantes nacionales de polvo seco, especialmente los de regiones del sur con altas temperaturas, le prestan especial atención. Los factores que influyen en la retención de agua del mortero incluyen la cantidad de éter de celulosa añadido, la viscosidad, la finura de las partículas y la temperatura ambiente. A mayor cantidad de éter de celulosa, mejor es la retención de agua; a mayor viscosidad, mejor; y a menor finura de las partículas, mejor.
(3) Viscosidad
La viscosidad es un parámetro importante en los productos de éter de celulosa. Actualmente, los distintos fabricantes utilizan diferentes métodos e instrumentos para medirla. Para un mismo producto, los resultados de viscosidad obtenidos con diferentes métodos varían considerablemente, llegando incluso a duplicarse en algunos casos. Por lo tanto, al comparar la viscosidad, es fundamental utilizar los mismos métodos de prueba, incluyendo temperatura, rotor, etc.
En general, cuanto mayor sea la viscosidad, mejor será la retención de agua. Sin embargo, una mayor viscosidad, un mayor peso molecular del éter de celulosa y la consiguiente disminución de su solubilidad tendrán un impacto negativo en la resistencia y el rendimiento constructivo del mortero. A mayor viscosidad, más evidente será el efecto espesante en el mortero, aunque no de forma directamente proporcional. Cuanto mayor sea la viscosidad, más viscoso será el mortero húmedo. Durante la construcción, esto se manifiesta en una mayor adherencia a la espátula y una alta adhesión al sustrato. Sin embargo, esto no contribuye a aumentar la resistencia estructural del mortero húmedo en sí. Durante la construcción, el rendimiento antidesgaste no es evidente. Por el contrario, algunos éteres de metilcelulosa modificados de viscosidad media y baja presentan un excelente rendimiento en la mejora de la resistencia estructural del mortero húmedo.
(4) La finura de las partículas:
El éter de celulosa utilizado en mortero premezclado debe ser en polvo, con bajo contenido de agua, y su finura requiere que entre el 20 % y el 60 % del tamaño de partícula sea inferior a 63 μm. La finura afecta la solubilidad del éter de celulosa. Los éteres de celulosa gruesos suelen presentarse en forma de gránulos, que se dispersan y disuelven fácilmente en agua sin aglomerarse, pero su velocidad de disolución es muy lenta, por lo que no son adecuados para su uso en mortero premezclado (algunos productos nacionales son floculantes, difíciles de dispersar y disolver en agua, y propensos a apelmazarse). En el mortero premezclado, el éter de celulosa se dispersa entre los agregados, los rellenos finos, el cemento y otros materiales cementantes. Solo un polvo suficientemente fino puede evitar la aglomeración del éter de celulosa al mezclarlo con agua. Cuando se añade agua al éter de celulosa para disolver la aglomeración, su dispersión y disolución son muy difíciles.
(5) Modificación del éter de celulosa
La modificación del éter de celulosa amplía sus prestaciones y constituye la parte más importante. Se pueden mejorar sus propiedades para optimizar su humectabilidad, dispersibilidad, adhesión, espesamiento, emulsificación, retención de agua y capacidad filmógena, así como su impermeabilidad al aceite.
4. Efecto de la temperatura ambiente en la retención de agua del mortero
La retención de agua del éter de celulosa disminuye con el aumento de la temperatura. En aplicaciones prácticas, el mortero se aplica frecuentemente sobre sustratos calientes a altas temperaturas (superiores a 40 °C) en diversos entornos. La disminución de la retención de agua repercute notablemente en la trabajabilidad y la resistencia al agrietamiento. Esta dependencia de la temperatura sigue provocando el debilitamiento de las propiedades del mortero, por lo que resulta fundamental reducir la influencia de la temperatura en estas condiciones. Se ajustaron las fórmulas del mortero y se realizaron importantes modificaciones en las fórmulas estacionales. Si bien se incrementó la dosificación (fórmula de verano), la trabajabilidad y la resistencia al agrietamiento aún no satisfacen las necesidades de uso, lo que requiere un tratamiento especial del éter de celulosa, como el aumento del grado de eterificación, para lograr una retención de agua óptima a temperaturas relativamente altas. Esta retención se mantiene mejor a altas temperaturas, lo que permite un mejor rendimiento en condiciones adversas.
5. Aplicación en mortero premezclado
En el mortero premezclado, el éter de celulosa actúa como agente de retención de agua, espesante y mejora del rendimiento constructivo. Una buena retención de agua garantiza que el mortero no sufra desprendimiento de arena, polvo ni reducción de resistencia debido a la falta de agua o a una hidratación incompleta. El efecto espesante mejora notablemente la resistencia estructural del mortero húmedo. La adición de éter de celulosa puede mejorar significativamente la viscosidad del mortero húmedo y proporciona una buena viscosidad a diversos sustratos, mejorando así el rendimiento de la pared y reduciendo el desperdicio. Además, la función del éter de celulosa varía según el producto. Por ejemplo, en adhesivos para azulejos, el éter de celulosa puede aumentar el tiempo de secado y ajustar el tiempo de fraguado; en morteros proyectados mecánicamente, puede mejorar la resistencia estructural del mortero húmedo; y en autonivelantes, puede prevenir asentamientos, segregaciones y estratificaciones. Por lo tanto, como aditivo importante, el éter de celulosa se utiliza ampliamente en morteros en polvo seco.
Fecha de publicación: 11 de enero de 2023