1 Introducción
El éter de celulosa (MC) se utiliza ampliamente en la industria de materiales de construcción y en grandes cantidades. Se puede emplear como retardador, agente de retención de agua, espesante y adhesivo. En mortero seco convencional, mortero aislante para paredes exteriores, mortero autonivelante, adhesivo para azulejos, masilla de construcción de alto rendimiento, masilla para paredes interiores y exteriores resistente a fisuras, mortero seco impermeable, yeso, sellador y otros materiales, el éter de celulosa desempeña un papel importante. El éter de celulosa influye significativamente en la retención de agua, la demanda de agua, la cohesión, el retardo y la construcción del sistema de mortero.
Existen diversos tipos y especificaciones de éteres de celulosa. Entre los más utilizados en la construcción se encuentran el HEC, HPMC, CMC, PAC y MHEC, que se emplean en distintos sistemas de mortero según sus características. Se han realizado investigaciones sobre la influencia de los diferentes tipos y cantidades de éter de celulosa en el mortero de cemento. Este artículo se centra en este tema y explica cómo seleccionar las distintas variedades y especificaciones de éteres de celulosa para diferentes productos de mortero.
2. Características funcionales del éter de celulosa en el mortero de cemento
Como aditivo importante en el mortero de polvo seco, el éter de celulosa cumple diversas funciones. Su papel más importante en el mortero de cemento es retener agua y aumentar su espesor. Además, gracias a su interacción con el sistema cementicio, también puede contribuir a la incorporación de aire, retardar el fraguado y mejorar la resistencia a la tracción.
La principal característica del éter de celulosa en el mortero es su capacidad de retención de agua. Este aditivo se utiliza en casi todos los productos de mortero, principalmente debido a dicha capacidad. En general, la retención de agua del éter de celulosa está relacionada con su viscosidad, la cantidad añadida y el tamaño de partícula.
El éter de celulosa se utiliza como espesante, y su efecto espesante está relacionado con el grado de eterificación, el tamaño de partícula, la viscosidad y el grado de modificación del éter de celulosa. En general, cuanto mayor sea el grado de eterificación y la viscosidad del éter de celulosa, menor será el tamaño de partícula y más evidente será el efecto espesante. Al ajustar estas características del MC, el mortero puede lograr el rendimiento antidesgaste adecuado y la viscosidad óptima.
En el éter de celulosa, la introducción del grupo alquilo reduce la energía superficial de la solución acuosa que lo contiene, lo que le confiere un efecto incorporador de aire en el mortero de cemento. La incorporación de burbujas de aire adecuadas mejora el rendimiento constructivo del mortero debido al efecto de rebosamiento de estas. Asimismo, la introducción de burbujas de aire aumenta el rendimiento del mortero. Por supuesto, es necesario controlar la cantidad de aire incorporado. Un exceso de aire incorporado afectará negativamente la resistencia del mortero, ya que podría introducirse aire perjudicial.
2.1 El éter de celulosa retrasa el proceso de hidratación del cemento, ralentizando así su fraguado y endurecimiento, y prolongando el tiempo de fraguado del mortero. Sin embargo, este efecto no es favorable para morteros en regiones frías. Al elegir éter de celulosa, se debe seleccionar el producto adecuado según las necesidades específicas. El efecto retardante del éter de celulosa se extiende principalmente con el aumento de su grado de eterificación, grado de modificación y viscosidad.
Además, el éter de celulosa, como sustancia polimérica de cadena larga, puede mejorar el rendimiento de la unión con el sustrato después de ser añadido al sistema de cemento, siempre que se mantenga completamente el contenido de humedad de la lechada.
2.2 Las propiedades del éter de celulosa en el mortero incluyen principalmente: retención de agua, espesamiento, prolongación del tiempo de fraguado, incorporación de aire y mejora de la resistencia a la tracción, etc. Estas propiedades se reflejan en las características del propio MC, a saber: viscosidad, estabilidad, contenido de ingredientes activos (cantidad añadida), grado de sustitución de eterificación y su uniformidad, grado de modificación, contenido de sustancias nocivas, etc. Por lo tanto, al elegir MC, se debe seleccionar el éter de celulosa con características propias que proporcionen un rendimiento adecuado, de acuerdo con los requisitos específicos del producto de mortero en cuestión para un rendimiento determinado.
3 Características del éter de celulosa
En general, las instrucciones de producto proporcionadas por los fabricantes de éter de celulosa incluyen los siguientes indicadores: apariencia, viscosidad, grado de sustitución de grupos, finura, contenido de sustancia activa (pureza), contenido de humedad, áreas de aplicación y dosificación recomendadas, etc. Estos indicadores de rendimiento pueden reflejar parte de la función del éter de celulosa, pero al comparar y seleccionar éter de celulosa, también se deben examinar otros aspectos como su composición química, grado de modificación, grado de eterificación, contenido de NaCl y valor DS.
3.1 Viscosidad del éter de celulosa
La viscosidad del éter de celulosa afecta su retención de agua, espesamiento, retardo y otros aspectos. Por lo tanto, es un indicador importante para examinar y seleccionar el éter de celulosa.
Antes de analizar la viscosidad del éter de celulosa, cabe señalar que existen cuatro métodos comúnmente utilizados para medirla: Brookfield, Hakke, Höppler y viscosímetro rotacional. El equipo, la concentración de la solución y el entorno de prueba empleados por cada método son diferentes, por lo que los resultados de la misma solución de MC analizada con los cuatro métodos también varían considerablemente. Incluso para la misma solución, utilizando el mismo método y bajo diferentes condiciones ambientales, la viscosidad puede variar.
Los resultados también varían. Por lo tanto, al explicar la viscosidad de un éter de celulosa, es necesario indicar el método de ensayo utilizado, la concentración de la solución, el rotor, la velocidad de rotación, la temperatura y la humedad de ensayo, así como otras condiciones ambientales. Este valor de viscosidad es valioso. No tiene sentido simplemente preguntar «¿cuál es la viscosidad de un determinado MC?».
3.2 Estabilidad del producto de éter de celulosa
Se sabe que los éteres de celulosa son susceptibles al ataque de mohos celulósicos. Cuando el hongo erosiona el éter de celulosa, ataca primero la unidad de glucosa no eterificada. Al ser un compuesto lineal, una vez destruida la unidad de glucosa, se rompe toda la cadena molecular y la viscosidad del producto disminuye drásticamente. Tras la eterificación de la unidad de glucosa, el moho no corroe fácilmente la cadena molecular. Por lo tanto, cuanto mayor sea el grado de sustitución de eterificación (valor DS) del éter de celulosa, mayor será su estabilidad.
3.3 Contenido de ingrediente activo del éter de celulosa
Cuanto mayor sea el contenido de ingredientes activos en el éter de celulosa, mejor será la relación costo-beneficio del producto, lo que permite obtener mejores resultados con la misma dosis. El ingrediente activo del éter de celulosa es la molécula de éter de celulosa, una sustancia orgánica. Por lo tanto, al analizar el contenido de sustancia activa del éter de celulosa, este puede reflejarse indirectamente en el valor de cenizas después de la calcinación.
3.4 Contenido de NaCl en el éter de celulosa
El cloruro de sodio (NaCl) es un subproducto inevitable en la producción de éter de celulosa, que generalmente requiere múltiples lavados para su eliminación. Cuantos más lavados se realicen, menor será la cantidad de NaCl residual. El NaCl es un conocido agente corrosivo para las barras y mallas de acero. Por lo tanto, si bien el tratamiento de aguas residuales mediante lavados repetidos para eliminar el NaCl puede incrementar el costo, al elegir productos MC, debemos procurar seleccionar aquellos con menor contenido de NaCl.
4 Principios para la selección de éter de celulosa para diferentes productos de mortero
Al seleccionar éter de celulosa para productos de mortero, en primer lugar, según la descripción del manual del producto, seleccione sus propios indicadores de rendimiento (como viscosidad, grado de sustitución de eterificación, contenido de sustancia activa, contenido de NaCl, etc.). Características funcionales y principios de selección.
4.1 Sistema de yeso delgado
Tomando como ejemplo el mortero de enlucido para sistemas de enlucido fino, dado que este entra en contacto directo con el ambiente exterior, la superficie pierde agua rápidamente, por lo que se requiere una alta retención de agua. Especialmente durante la construcción en verano, es necesario que el mortero retenga mejor la humedad a altas temperaturas. Se requiere seleccionar un MC con una alta retención de agua, que puede considerarse de forma integral a través de tres aspectos: viscosidad, tamaño de partícula y cantidad de adición. En general, en las mismas condiciones, se elige un MC con mayor viscosidad, pero considerando los requisitos de trabajabilidad, la viscosidad no debe ser excesivamente alta. Por lo tanto, el MC seleccionado debe tener una alta retención de agua y una baja viscosidad. Entre los productos MC, se puede recomendar MH60001P6, entre otros, para sistemas de enlucido adhesivo de enlucido fino.
4.2 Mortero de enlucido a base de cemento
El mortero para enlucido requiere una buena uniformidad y una aplicación más uniforme. Asimismo, exige una buena resistencia al descuelgue, alta capacidad de bombeo, fluidez y trabajabilidad. Por ello, se selecciona un mortero de cemento con menor viscosidad, dispersión más rápida y consistencia uniforme (partículas más pequeñas).
En la construcción de adhesivos para baldosas, para garantizar la seguridad y la alta eficiencia, se requiere especialmente que el mortero tenga un tiempo de apertura prolongado y un mejor rendimiento antideslizante, además de una buena adherencia entre el sustrato y la baldosa. Por lo tanto, los adhesivos para baldosas tienen requisitos relativamente altos para el MC. Sin embargo, el MC generalmente tiene un contenido relativamente alto en los adhesivos para baldosas. Al elegir MC, para cumplir con el requisito de un tiempo de apertura prolongado, el MC en sí mismo debe tener una mayor tasa de retención de agua, y esta tasa de retención de agua requiere una viscosidad, cantidad de adición y tamaño de partícula adecuados. Para lograr un buen rendimiento antideslizante, el efecto espesante del MC es bueno, de modo que el mortero tenga una fuerte resistencia al flujo vertical, y el rendimiento espesante tiene ciertos requisitos de viscosidad, grado de eterificación y tamaño de partícula.
4.4 Mortero autonivelante para suelos
El mortero autonivelante exige un alto grado de nivelación, por lo que conviene elegir productos de éter de celulosa de baja viscosidad. Dado que la autonivelación requiere que el mortero, mezclado uniformemente, se nivele automáticamente sobre el terreno, se necesitan fluidez y bombeabilidad, lo que implica una elevada proporción de agua respecto al material. Para evitar la exudación, se requiere un aditivo que controle la retención de agua en la superficie y proporcione viscosidad para prevenir la sedimentación.
4.5 Mortero de albañilería
Debido a que el mortero de mampostería entra en contacto directo con la superficie de la mampostería, generalmente se utiliza en capas gruesas. Se requiere que el mortero tenga una alta trabajabilidad y retención de agua, además de garantizar la adherencia con la mampostería, mejorar la trabajabilidad y aumentar la eficiencia. Por lo tanto, el aditivo de celulosa seleccionado debe contribuir a que el mortero mejore estas propiedades, y su viscosidad no debe ser excesiva.
4.6 Lechada aislante
Dado que la lechada aislante térmica se aplica principalmente a mano, es necesario que el MC seleccionado proporcione al mortero buena trabajabilidad y excelente retención de agua. El MC también debe tener alta viscosidad y alta capacidad de incorporación de aire.
5. Conclusión
Las funciones del éter de celulosa en el mortero de cemento son la retención de agua, el espesamiento, la incorporación de aire, la retardación y la mejora de la resistencia a la tracción, etc.
Fecha de publicación: 30 de enero de 2023