éter de celulosa
El éter de celulosa es un término general para una serie de productos obtenidos mediante la reacción de celulosa alcalina con un agente eterificante bajo ciertas condiciones. La celulosa alcalina se sustituye por diferentes agentes eterificantes para obtener distintos éteres de celulosa. Según las propiedades de ionización de los sustituyentes, los éteres de celulosa se pueden dividir en dos categorías: iónicos (como la carboximetilcelulosa) y no iónicos (como la metilcelulosa). Según el tipo de sustituyente, el éter de celulosa se puede dividir en monoéter (como la metilcelulosa) y éter mixto (como la hidroxipropilmetilcelulosa). Según su solubilidad, se puede dividir en soluble en agua (como la hidroxietilcelulosa) y soluble en disolventes orgánicos (como la etilcelulosa), etc. El mortero seco mezclado contiene principalmente celulosa soluble en agua, que se divide en celulosa de disolución instantánea y celulosa de disolución retardada con tratamiento superficial.
El mecanismo de acción del éter de celulosa en el mortero es el siguiente:
(1) Después de que el éter de celulosa en el mortero se disuelve en agua, se asegura la distribución efectiva y uniforme del material cementante en el sistema debido a la actividad superficial, y el éter de celulosa, como coloide protector, “envuelve” las partículas sólidas y se forma una capa de película lubricante en su superficie exterior, lo que hace que el sistema de mortero sea más estable, y también mejora la fluidez del mortero durante el proceso de mezcla y la suavidad de la construcción.
(2) Debido a su propia estructura molecular, la solución de éter de celulosa hace que el agua en el mortero no se pierda fácilmente y la libera gradualmente durante un período prolongado, dotando al mortero de una buena retención de agua y trabajabilidad.
1. Metilcelulosa (MC)
Tras el tratamiento alcalino del algodón refinado, se obtiene éter de celulosa mediante una serie de reacciones con cloruro de metano como agente de eterificación. Generalmente, el grado de sustitución oscila entre 1,6 y 2,0, y la solubilidad varía según dicho grado. Se trata de un éter de celulosa no iónico.
(1) La metilcelulosa es soluble en agua fría y difícil de disolver en agua caliente. Su solución acuosa es muy estable en el rango de pH de 3 a 12. Presenta buena compatibilidad con almidón, goma guar, etc., y con muchos tensioactivos. La gelificación se produce cuando la temperatura alcanza el punto de gelificación.
(2) La retención de agua de la metilcelulosa depende de su cantidad añadida, viscosidad, finura de partícula y velocidad de disolución. Generalmente, si la cantidad añadida es grande, la finura es pequeña y la viscosidad es alta, la tasa de retención de agua es alta. Entre estos factores, la cantidad añadida tiene el mayor impacto en la tasa de retención de agua, y el nivel de viscosidad no es directamente proporcional a la tasa de retención de agua. La velocidad de disolución depende principalmente del grado de modificación superficial de las partículas de celulosa y de la finura de partícula. Entre los éteres de celulosa mencionados, la metilcelulosa y la hidroxipropilmetilcelulosa presentan tasas de retención de agua más altas.
(3) Los cambios de temperatura afectarán seriamente la capacidad de retención de agua de la metilcelulosa. Generalmente, a mayor temperatura, menor retención de agua. Si la temperatura del mortero supera los 40 °C, la capacidad de retención de agua de la metilcelulosa se reducirá significativamente, lo que afectará seriamente la construcción del mortero.
(4) La metilcelulosa tiene un efecto significativo en la construcción y la adherencia del mortero. La “adherencia” se refiere a la fuerza adhesiva que se siente entre la herramienta aplicadora del trabajador y el sustrato de la pared, es decir, la resistencia al corte del mortero. Una alta adhesividad conlleva una gran resistencia al corte, lo que exige una gran fuerza por parte de los trabajadores durante su aplicación y, por consiguiente, un rendimiento deficiente del mortero. La adherencia de la metilcelulosa en los productos de éter de celulosa es moderada.
2. Hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC)
La hidroxipropilmetilcelulosa es una variedad de celulosa cuya producción y consumo han aumentado rápidamente en los últimos años. Se trata de un éter mixto de celulosa no iónico obtenido a partir de algodón refinado tras un proceso de alcalinización, utilizando óxido de propileno y cloruro de metilo como agentes de eterificación, mediante una serie de reacciones. Su grado de sustitución suele ser de 1,2 a 2,0. Sus propiedades varían según la proporción de grupos metoxilo e hidroxipropilo.
(1) La hidroxipropilmetilcelulosa es fácilmente soluble en agua fría y presenta dificultades para disolverse en agua caliente. Sin embargo, su temperatura de gelificación en agua caliente es significativamente mayor que la de la metilcelulosa. Su solubilidad en agua fría también mejora notablemente en comparación con la metilcelulosa.
(2) La viscosidad de la hidroxipropilmetilcelulosa está relacionada con su peso molecular; cuanto mayor sea el peso molecular, mayor será la viscosidad. La temperatura también afecta su viscosidad: a medida que aumenta la temperatura, disminuye. Sin embargo, su alta viscosidad se ve menos afectada por la temperatura que la metilcelulosa. Su solución es estable cuando se almacena a temperatura ambiente.
(3) La retención de agua de la hidroxipropilmetilcelulosa depende de la cantidad añadida, la viscosidad, etc., y su tasa de retención de agua con la misma cantidad añadida es mayor que la de la metilcelulosa.
(4) La hidroxipropilmetilcelulosa es estable frente a ácidos y álcalis, y su solución acuosa es muy estable en el rango de pH de 2 a 12. La sosa cáustica y el agua de cal tienen poco efecto sobre su rendimiento, pero los álcalis pueden acelerar su disolución y aumentar su viscosidad. La hidroxipropilmetilcelulosa es estable frente a sales comunes, pero cuando la concentración de la solución salina es alta, la viscosidad de la solución de hidroxipropilmetilcelulosa tiende a aumentar.
(5) La hidroxipropilmetilcelulosa se puede mezclar con compuestos poliméricos solubles en agua para formar una solución uniforme y de mayor viscosidad. Tales como alcohol polivinílico, éter de almidón, goma vegetal, etc.
(6) La hidroxipropilmetilcelulosa tiene mejor resistencia a las enzimas que la metilcelulosa, y su solución es menos propensa a ser degradada por las enzimas que la metilcelulosa.
(7) La adhesión de la hidroxipropilmetilcelulosa a la construcción de mortero es mayor que la de la metilcelulosa.
3. Hidroxietilcelulosa (HEC)
Está hecho de algodón refinado tratado con álcali y reaccionado con óxido de etileno como agente de eterificación en presencia de acetona. El grado de sustitución es generalmente de 1,5 a 2,0. Tiene una fuerte hidrofilicidad y absorbe fácilmente la humedad.
(1) La hidroxietilcelulosa es soluble en agua fría, pero difícil de disolver en agua caliente. Su solución es estable a altas temperaturas sin gelificarse. Puede utilizarse durante mucho tiempo a altas temperaturas en mortero, pero su retención de agua es menor que la de la metilcelulosa.
(2) La hidroxietilcelulosa es estable frente a ácidos y álcalis comunes. Los álcalis pueden acelerar su disolución y aumentar ligeramente su viscosidad. Su dispersibilidad en agua es ligeramente peor que la de la metilcelulosa y la hidroxipropilmetilcelulosa.
(3) La hidroxietilcelulosa tiene un buen rendimiento antidesgaste para el mortero, pero tiene un tiempo de retardo más prolongado para el cemento.
(4) El rendimiento de la hidroxietilcelulosa producida por algunas empresas nacionales es obviamente inferior al de la metilcelulosa debido a su alto contenido de agua y alto contenido de cenizas.
4. Carboximetilcelulosa (CMC)
El éter de celulosa iónico se obtiene a partir de fibras naturales (algodón, etc.) tras un tratamiento alcalino, utilizando monocloroacetato de sodio como agente de eterificación y sometiéndolo a una serie de reacciones químicas. El grado de sustitución suele oscilar entre 0,4 y 1,4, y su rendimiento se ve muy afectado por dicho grado.
(1) La carboximetilcelulosa es más higroscópica y contendrá más agua cuando se almacene en condiciones generales.
(2) La solución acuosa de carboximetilcelulosa no producirá gel y la viscosidad disminuirá con el aumento de la temperatura. Cuando la temperatura supera los 50 °C, la viscosidad es irreversible.
(3) Su estabilidad se ve muy afectada por el pH. Generalmente, se puede utilizar en morteros a base de yeso, pero no en morteros a base de cemento. Cuando es muy alcalino, pierde viscosidad.
(4) Su capacidad de retención de agua es mucho menor que la de la metilcelulosa. Tiene un efecto retardante sobre el mortero a base de yeso y reduce su resistencia. Sin embargo, el precio de la carboximetilcelulosa es significativamente menor que el de la metilcelulosa.
Polvo de caucho polimérico redispersable
El polvo de caucho redispersable se procesa mediante secado por pulverización de una emulsión polimérica especial. En el proceso, el coloide protector, el agente antiaglomerante, etc., se convierten en aditivos indispensables. El polvo de caucho seco consiste en partículas esféricas de 80 a 100 mm agrupadas. Estas partículas son solubles en agua y forman una dispersión estable ligeramente mayor que las partículas de la emulsión original. Esta dispersión formará una película después de la deshidratación y el secado. Esta película es tan irreversible como la formación de películas de emulsión en general y no se redispersará al entrar en contacto con el agua.
El caucho en polvo redispersable se puede dividir en: copolímero de estireno-butadieno, copolímero de etileno-ácido carbónico terciario, copolímero de etileno-acetato-ácido acético, etc., y sobre esta base, se injertan silicona, laurato de vinilo, etc., para mejorar su rendimiento. Diferentes medidas de modificación hacen que el caucho en polvo redispersable tenga diferentes propiedades como resistencia al agua, resistencia a los álcalis, resistencia a la intemperie y flexibilidad. Contiene laurato de vinilo y silicona, lo que puede hacer que el caucho en polvo tenga buena hidrofobicidad. Carbonato terciario de vinilo altamente ramificado con bajo valor de Tg y buena flexibilidad.
Cuando se aplican estos tipos de polvos de caucho al mortero, todos tienen un efecto retardador sobre el tiempo de fraguado del cemento, pero este efecto es menor que el de la aplicación directa de emulsiones similares. En comparación, el estireno-butadieno tiene el mayor efecto retardador, y el etileno-acetato de vinilo el menor. Si la dosificación es demasiado pequeña, el efecto de mejora del rendimiento del mortero no es significativo.
Fibras de polipropileno
La fibra de polipropileno se fabrica a partir de polipropileno como materia prima y una cantidad adecuada de modificador. El diámetro de la fibra suele ser de aproximadamente 40 micras, la resistencia a la tracción es de 300~400 mpa, el módulo elástico es ≥3500 mpa y la elongación máxima es del 15~18%. Sus características de rendimiento son:
(1) Las fibras de polipropileno se distribuyen uniformemente en direcciones aleatorias tridimensionales en el mortero, formando un sistema de refuerzo en red. Si se añade 1 kg de fibra de polipropileno a cada tonelada de mortero, se pueden obtener más de 30 millones de fibras monofilamento.
(2) La adición de fibra de polipropileno al mortero puede reducir eficazmente las fisuras por retracción del mortero en estado plástico, sean o no visibles. Además, puede reducir significativamente la exudación superficial y el asentamiento de los agregados del mortero fresco.
(3) En el caso del mortero endurecido, la fibra de polipropileno puede reducir significativamente el número de fisuras por deformación. Es decir, cuando el mortero endurecido genera tensiones debido a la deformación, puede resistir y transmitir dichas tensiones. Cuando el mortero endurecido se fisura, puede pasivar la concentración de tensiones en la punta de la fisura y restringir su propagación.
(4) La dispersión eficiente de fibras de polipropileno en la producción de mortero se convertirá en un problema difícil. El equipo de mezclado, el tipo y la dosificación de la fibra, la proporción del mortero y sus parámetros de proceso serán factores importantes que afectarán la dispersión.
agente de arrastre de aire
El agente incorporador de aire es un tipo de tensioactivo que, mediante métodos físicos, puede formar burbujas de aire estables en el hormigón o mortero fresco. Entre sus componentes principales se incluyen: colofonia y sus polímeros térmicos, tensioactivos no iónicos, alquilbencenosulfonatos, lignosulfonatos, ácidos carboxílicos y sus sales, entre otros.
Los aditivos incorporadores de aire se utilizan frecuentemente en la preparación de morteros para enlucido y mampostería. La adición de estos aditivos provoca algunos cambios en el comportamiento del mortero.
(1) Debido a la introducción de burbujas de aire, se puede aumentar la facilidad de construcción del mortero recién mezclado y se puede reducir la exudación.
(2) El simple uso del agente incorporador de aire reducirá la resistencia y elasticidad del molde en el mortero. Si el agente incorporador de aire y el agente reductor de agua se utilizan conjuntamente, y la proporción es la adecuada, el valor de resistencia no disminuirá.
(3) Puede mejorar significativamente la resistencia a las heladas del mortero endurecido, mejorar la impermeabilidad del mortero y mejorar la resistencia a la erosión del mortero endurecido.
(4) El agente incorporador de aire aumentará el contenido de aire del mortero, lo que aumentará la retracción del mortero, y el valor de retracción se puede reducir adecuadamente agregando un agente reductor de agua.
Dado que la cantidad de aditivo incorporador de aire es muy pequeña, generalmente representa solo unas pocas diezmilésimas partes del total de materiales cementantes, es fundamental asegurar su dosificación y mezcla precisas durante la producción del mortero. Factores como el método y el tiempo de agitación influyen significativamente en la cantidad de aditivo incorporador. Por lo tanto, en las condiciones actuales de producción y construcción en el país, la adición de aditivos incorporadores de aire al mortero requiere un extenso trabajo experimental.
agente de fuerza temprana
Los agentes de refuerzo a base de sulfato, que se utilizan para mejorar la resistencia inicial del hormigón y el mortero, son de uso común e incluyen principalmente sulfato de sodio, tiosulfato de sodio, sulfato de aluminio y sulfato de potasio y aluminio.
En general, se utiliza sulfato de sodio anhidro, cuya dosificación es baja y proporciona un buen efecto de resistencia inicial. Sin embargo, si la dosificación es excesiva, provocará expansión y agrietamiento en etapas posteriores, y al mismo tiempo se producirá un retorno alcalino, lo que afectará la apariencia y el efecto de la capa de decoración superficial.
El formiato de calcio también es un buen anticongelante. Tiene un buen efecto de alta concentración inicial, menos efectos secundarios, buena compatibilidad con otros aditivos y muchas propiedades son mejores que las de los anticongelantes de sulfato de alta concentración inicial, pero su precio es más elevado.
anticongelante
Si el mortero se utiliza a temperaturas bajo cero y no se toman medidas anticongelantes, se producirán daños por congelación y se perderá la resistencia del mortero endurecido. El anticongelante previene los daños por congelación de dos maneras: evitando la congelación y mejorando la resistencia inicial del mortero.
Entre los anticongelantes de uso común, el nitrito de calcio y el nitrito de sodio ofrecen los mejores resultados. Dado que el nitrito de calcio no contiene iones de potasio ni de sodio, reduce la formación de agregados alcalinos en el hormigón, pero su trabajabilidad es ligeramente inferior en el mortero, mientras que el nitrito de sodio presenta una mejor trabajabilidad. El anticongelante se utiliza en combinación con un agente de fraguado rápido y un reductor de agua para obtener resultados satisfactorios. Cuando se utiliza mortero seco con anticongelante a temperaturas ultrabajas negativas, se debe aumentar la temperatura de la mezcla adecuadamente, por ejemplo, añadiendo agua caliente.
Si la cantidad de anticongelante es demasiado alta, reducirá la resistencia del mortero en la etapa posterior, y la superficie del mortero endurecido presentará problemas como el retorno de álcalis, lo que afectará la apariencia y el efecto de la capa de decoración superficial.
Fecha de publicación: 16 de enero de 2023