El papel del éter de celulosa en el mortero premezclado

En el mortero premezclado, la cantidad de éter de celulosa añadido es muy baja, pero puede mejorar significativamente el rendimiento del mortero húmedo, siendo un aditivo clave que afecta el rendimiento constructivo del mortero. Una selección adecuada de éteres de celulosa de diferentes variedades, viscosidades, tamaños de partícula, grados de viscosidad y cantidades añadidas tendrá un impacto positivo en la mejora del rendimiento del mortero en polvo seco. Actualmente, muchos morteros de mampostería y enlucido presentan una baja retención de agua, y la lechada de agua se separa tras unos minutos de reposo.

La retención de agua es una función importante del metilo.éter de celulosaEste es un rendimiento que muchos fabricantes nacionales de mortero seco, especialmente aquellos en regiones del sur con altas temperaturas, priorizan. Los factores que afectan la retención de agua del mortero seco incluyen la cantidad de MC añadido, su viscosidad, la finura de las partículas y la temperatura del entorno de uso.

El éter de celulosa es un polímero sintético elaborado a partir de celulosa natural mediante modificación química. Es un derivado de la celulosa natural. Su producción difiere de la de los polímeros sintéticos. Su material más básico es la celulosa, un compuesto polimérico natural. Debido a la particularidad de la estructura de la celulosa natural, esta no reacciona con agentes de eterificación. Sin embargo, tras el tratamiento con el agente de hinchamiento, se destruyen los fuertes enlaces de hidrógeno entre las cadenas moleculares y las cadenas, y la liberación activa del grupo hidroxilo se convierte en una celulosa alcalina reactiva. Obtención de éter de celulosa.

Las propiedades de los éteres de celulosa dependen del tipo, número y distribución de los sustituyentes. La clasificación de los éteres de celulosa también se basa en el tipo de sustituyentes, grado de eterificación, solubilidad y propiedades de aplicación relacionadas. Según el tipo de sustituyentes en la cadena molecular, se puede dividir en monoéter y éter mixto. El MC que usamos usualmente es monoéter, y el HPMC es éter mixto. El éter de metilcelulosa MC es el producto después de que el grupo hidroxilo en la unidad de glucosa de la celulosa natural se sustituye por metoxi. Una parte del grupo hidroxilo en la unidad se sustituye por un grupo metoxi, y la otra parte se reemplaza por un grupo hidroxipropilo. Éter de etil metil celulosa HEMC, estas son las principales variedades ampliamente utilizadas y vendidas en el mercado.

En términos de solubilidad, se puede dividir en iónicos y no iónicos. Los éteres de celulosa no iónicos solubles en agua se componen principalmente de dos series: éteres alquílicos e hidroxialquílicos. El CMC iónico se utiliza principalmente en detergentes sintéticos, impresión y teñido de textiles, alimentos y exploración petrolera. Los MC, HPMC y HEMC no iónicos se utilizan principalmente en materiales de construcción, recubrimientos de látex, medicamentos, productos químicos de uso diario, etc. Se utilizan como espesantes, agentes de retención de agua, estabilizadores, dispersantes y formadores de película.

Retención de agua del éter de celulosa: En la producción de materiales de construcción, especialmente mortero en polvo seco, el éter de celulosa desempeña un papel irremplazable, especialmente en la producción de mortero especial (mortero modificado), siendo un componente indispensable e importante. El importante papel del éter de celulosa soluble en agua en el mortero se debe principalmente a tres aspectos: uno es su excelente capacidad de retención de agua, otro es su influencia en la consistencia y tixotropía del mortero, y tercero es su interacción con el cemento. El efecto de retención de agua del éter de celulosa depende de la absorción de agua de la capa base, la composición del mortero, el espesor de la capa de mortero, la demanda de agua del mortero y el tiempo de fraguado del material fraguado. La retención de agua del éter de celulosa en sí misma proviene de su solubilidad y deshidratación. Como todos sabemos, aunque la cadena molecular de celulosa contiene una gran cantidad de grupos OH altamente hidratables, no es soluble en agua debido a su alta cristalinidad. La capacidad de hidratación de los grupos hidroxilo por sí sola no es suficiente para cubrir los fuertes enlaces de hidrógeno y las fuerzas de van der Waals entre las moléculas. Por lo tanto, solo se hincha pero no se disuelve en agua. Cuando se introduce un sustituyente en la cadena molecular, no solo el sustituyente destruye la cadena de hidrógeno, sino que también se destruye el enlace de hidrógeno intercadena debido al acuñamiento del sustituyente entre cadenas adyacentes. Cuanto mayor sea el sustituyente, mayor será la distancia entre las moléculas. Cuanto mayor sea la distancia. Cuanto mayor sea el efecto de destruir los enlaces de hidrógeno, el éter de celulosa se vuelve soluble en agua después de que la red de celulosa se expande y la solución entra, formando una solución de alta viscosidad. Cuando la temperatura aumenta, la hidratación del polímero se debilita y el agua entre las cadenas es expulsada. Cuando el efecto de deshidratación es suficiente, las moléculas comienzan a agregarse, formando un gel de estructura de red tridimensional y se pliegan.

Los factores que afectan la retención de agua del mortero incluyen la viscosidad del éter de celulosa, la cantidad agregada, la finura de las partículas y la temperatura de uso.

Cuanto mayor sea la viscosidad del éter de celulosa, mejor será la retención de agua. La viscosidad es un parámetro importante del rendimiento del MC. Actualmente, los distintos fabricantes de MC utilizan distintos métodos e instrumentos para medir la viscosidad. Los principales métodos son Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde y Brookfield. Para un mismo producto, los resultados de viscosidad medidos con diferentes métodos difieren considerablemente, e incluso en algunos casos se duplican. Por lo tanto, al comparar la viscosidad, es necesario realizarla entre los mismos métodos de prueba, incluyendo la temperatura, el rotor, etc.

En términos generales, cuanto mayor sea la viscosidad, mejor será el efecto de retención de agua. Sin embargo, cuanto mayor sea la viscosidad y el peso molecular del MC, la correspondiente disminución de su solubilidad tendrá un impacto negativo en la resistencia y el rendimiento de la construcción del mortero. Cuanto mayor sea la viscosidad, más obvio será el efecto espesante en el mortero, pero no es directamente proporcional. Cuanto mayor sea la viscosidad, más viscoso será el mortero húmedo, es decir, durante la construcción, se manifiesta como pegado al raspador y alta adhesión al sustrato. Pero no es útil para aumentar la resistencia estructural del mortero húmedo en sí. Durante la construcción, el rendimiento anti-descuelgue no es obvio. Por el contrario, algunos éteres de metilcelulosa modificados de viscosidad media y baja tienen un excelente rendimiento en la mejora de la resistencia estructural del mortero húmedo.

Cuanto mayor sea la cantidad de éter de celulosa añadido al mortero, mejor será el rendimiento de retención de agua, y cuanto mayor sea la viscosidad, mejor será el rendimiento de retención de agua.

Para el tamaño de partícula, cuanto más fina sea la partícula, mejor será la retención de agua. Después de que las partículas grandes de éter de celulosa entran en contacto con el agua, la superficie se disuelve inmediatamente y forma un gel que envuelve el material para evitar que las moléculas de agua continúen infiltrándose. A veces no se puede dispersar y disolver uniformemente incluso después de una agitación prolongada, formando una solución floculante turbia o aglomeración. Afecta en gran medida la retención de agua del éter de celulosa, y la solubilidad es uno de los factores para elegir el éter de celulosa. La finura también es un índice de rendimiento importante del éter de metilcelulosa. El MC utilizado para el mortero de polvo seco debe ser polvo, con bajo contenido de agua, y la finura también requiere que entre el 20% y el 60% del tamaño de partícula sea inferior a 63 um. La finura afecta la solubilidad del éter de metilcelulosa. El MC grueso suele ser granular y es fácil de disolver en agua sin aglomeración, pero la velocidad de disolución es muy lenta, por lo que no es adecuado para su uso en mortero de polvo seco. En el mortero de polvo seco, el MC se dispersa entre los materiales cementantes, como el árido, el relleno fino y el cemento, y solo un polvo suficientemente fino puede evitar la aglomeración de éter de metilcelulosa al mezclarse con agua. Cuando el MC se añade con agua para disolver los aglomerados, es muy difícil dispersarlo y disolverlo. Una finura gruesa del MC no solo supone un desperdicio, sino que también reduce la resistencia local del mortero. Al aplicar este tipo de mortero en una superficie extensa, la velocidad de curado local se reduce significativamente y aparecen grietas debido a los diferentes tiempos de curado. En el mortero proyectado con construcción mecánica, el requisito de finura es mayor debido al menor tiempo de mezcla.

La finura del MC también influye en su retención de agua. En general, para éteres de metilcelulosa con la misma viscosidad pero diferente finura, con la misma cantidad de adición, cuanto más fino sea, mejor será la retención de agua.

La retención de agua del MC también está relacionada con la temperatura utilizada, y la retención de agua del éter de metilcelulosa disminuye con el aumento de esta. Sin embargo, en aplicaciones reales, el mortero en polvo seco se aplica a menudo sobre sustratos calientes a altas temperaturas (superiores a 40 grados) en muchos entornos, como el enlucido de paredes exteriores bajo el sol en verano, lo que a menudo acelera el curado del cemento y el endurecimiento del mortero en polvo seco. La disminución de la tasa de retención de agua conduce a la sensación obvia de que tanto la trabajabilidad como la resistencia al agrietamiento se ven afectadas, y es particularmente crítico reducir la influencia de los factores de temperatura en estas condiciones. Si bien los aditivos de éter de metilhidroxietilcelulosa se consideran actualmente a la vanguardia del desarrollo tecnológico, su dependencia de la temperatura aún debilitará el rendimiento del mortero en polvo seco. Aunque se aumenta la cantidad de metilhidroxietilcelulosa (fórmula de verano), la trabajabilidad y la resistencia al agrietamiento aún no satisfacen las necesidades de uso. A través de algún tratamiento especial en MC, como aumentar el grado de eterificación, etc., el efecto de retención de agua se puede mantener a una temperatura más alta, de modo que pueda proporcionar un mejor rendimiento en condiciones difíciles.

Además, el espesamiento y la tixotropía del éter de celulosa: la segunda función del éter de celulosa, el espesamiento, depende del grado de polimerización del éter de celulosa, la concentración de la solución, la velocidad de cizallamiento, la temperatura y otras condiciones. La propiedad gelificante de la solución es exclusiva de la alquilcelulosa y sus derivados modificados. Las propiedades de gelificación están relacionadas con el grado de sustitución, la concentración de la solución y los aditivos. Para los derivados modificados con hidroxialquilo, las propiedades de gelificación también están relacionadas con el grado de modificación del hidroxialquilo. Para MC y HPMC de baja viscosidad, se puede preparar una solución al 10%-15%, para MC y HPMC de viscosidad media, al 5%-10%, mientras que para MC y HPMC de alta viscosidad...HPMCSolo se puede preparar una solución al 2%-3%, y generalmente la clasificación de viscosidad del éter de celulosa también se gradúa por solución al 1%-2%. El éter de celulosa de alto peso molecular tiene una alta eficiencia de espesamiento. En la misma solución de concentración, los polímeros con diferentes pesos moleculares tienen diferentes viscosidades. Alto grado. La viscosidad objetivo solo se puede lograr agregando una gran cantidad de éter de celulosa de bajo peso molecular. Su viscosidad tiene poca dependencia de la velocidad de cizallamiento, y la alta viscosidad alcanza la viscosidad objetivo, y la cantidad de adición requerida es pequeña, y la viscosidad depende de la eficiencia de espesamiento. Por lo tanto, para lograr cierta consistencia, se debe garantizar una cierta cantidad de éter de celulosa (concentración de la solución) y viscosidad de la solución. La temperatura de gel de la solución también disminuye linealmente con el aumento de la concentración de la solución y gelifica a temperatura ambiente después de alcanzar cierta concentración. La concentración de gelificación de HPMC es relativamente alta a temperatura ambiente.

La consistencia también puede ajustarse seleccionando el tamaño de partícula y éteres de celulosa con diferentes grados de modificación. Esta modificación consiste en introducir un cierto grado de sustitución de grupos hidroxialquilo en la estructura del MC. Para ello, se modifican los valores de sustitución relativa de los dos sustituyentes, es decir, los valores de sustitución relativa de DS y MS de los grupos metoxi e hidroxialquilo, como solemos llamarlos. Diversos requisitos de rendimiento del éter de celulosa se pueden lograr modificando los valores de sustitución relativa de los dos sustituyentes.

Relación entre la consistencia y la modificación: la adición de éter de celulosa afecta el consumo de agua del mortero, cambiar la relación agua-aglutinante del agua y el cemento es el efecto espesante, cuanto mayor sea la dosis, mayor será el consumo de agua.

Los éteres de celulosa utilizados en materiales de construcción en polvo deben disolverse rápidamente en agua fría y proporcionar una consistencia adecuada para el sistema. Si se les aplica una cierta velocidad de cizallamiento, aún se convierten en bloques floculantes y coloidales, lo cual constituye un producto de baja calidad.

También existe una buena relación lineal entre la consistencia de la pasta de cemento y la dosis de éter de celulosa. El éter de celulosa puede aumentar considerablemente la viscosidad del mortero. Cuanto mayor sea la dosis, más evidente será el efecto. Una solución acuosa de éter de celulosa de alta viscosidad presenta una alta tixotropía, que también es una característica importante del éter de celulosa. Las soluciones acuosas de polímeros MC suelen presentar una fluidez pseudoplástica y no tixotrópica por debajo de su temperatura de gel, pero propiedades de flujo newtoniano a bajas velocidades de cizallamiento. La pseudoplasticidad aumenta con el peso molecular o la concentración de éter de celulosa, independientemente del tipo de sustituyente y el grado de sustitución. Por lo tanto, los éteres de celulosa del mismo grado de viscosidad, independientemente de si son MC, HPMC o HEMC, siempre mostrarán las mismas propiedades reológicas siempre que la concentración y la temperatura se mantengan constantes. Los geles estructurales se forman cuando se eleva la temperatura y se producen flujos altamente tixotrópicos. Los éteres de celulosa de alta concentración y baja viscosidad muestran tixotropía incluso por debajo de la temperatura de gel. Esta propiedad es de gran beneficio para el ajuste de la nivelación y el descuelgue en la construcción de morteros. Cabe destacar que a mayor viscosidad del éter de celulosa, mejor retención de agua; sin embargo, a mayor viscosidad, mayor peso molecular relativo del éter de celulosa y, por consiguiente, menor solubilidad, lo que afecta negativamente la concentración del mortero y el rendimiento constructivo. A mayor viscosidad, más evidente es el efecto espesante en el mortero, aunque no es completamente proporcional. Si bien existen viscosidades medias y bajas, el éter de celulosa modificado mejora la resistencia estructural del mortero húmedo. Con el aumento de la viscosidad, mejora la retención de agua del éter de celulosa.

Retardo del éter de celulosa: La tercera función del éter de celulosa es retrasar el proceso de hidratación del cemento. El éter de celulosa confiere al mortero diversas propiedades beneficiosas, además de reducir el calor de hidratación inicial del cemento y retrasar su proceso dinámico de hidratación. Esto resulta desfavorable para el uso del mortero en regiones frías. Este efecto retardante se debe a la adsorción de las moléculas de éter de celulosa en productos de hidratación como CSH y Ca(OH)2. Debido al aumento de la viscosidad de la solución porosa, el éter de celulosa reduce la movilidad de los iones en la solución, retrasando así el proceso de hidratación. Cuanto mayor sea la concentración de éter de celulosa en el material de gel mineral, más pronunciado será el efecto de retraso de la hidratación. El éter de celulosa no solo retrasa el fraguado, sino también el proceso de endurecimiento del sistema de mortero de cemento. El efecto retardante del éter de celulosa depende no solo de su concentración en el sistema de gel mineral, sino también de su estructura química. Cuanto mayor sea el grado de metilación del HEMC, mayor será el efecto retardante del éter de celulosa. La relación entre la sustitución hidrófila y la sustitución que aumenta el agua es mayor. Sin embargo, la viscosidad del éter de celulosa tiene poco efecto en la cinética de hidratación del cemento.

Con el aumento del contenido de éter de celulosa, el tiempo de fraguado del mortero aumenta significativamente. Existe una buena correlación no lineal entre el tiempo de fraguado inicial del mortero y el contenido de éter de celulosa, y una buena correlación lineal entre el tiempo de fraguado final y dicho contenido. Podemos controlar el tiempo de funcionamiento del mortero modificando la cantidad de éter de celulosa.

En resumen, en el mortero premezclado,éter de celulosaDesempeña un papel en la retención de agua, el espesamiento, el retraso de la hidratación del cemento y la mejora del rendimiento constructivo. Una buena capacidad de retención de agua permite una hidratación más completa del cemento, mejora la viscosidad en húmedo del mortero, aumenta la resistencia de adherencia del mortero y ajusta el tiempo de fraguado. La adición de éter de celulosa al mortero de proyección mecánica puede mejorar el rendimiento de proyección o bombeo, así como la resistencia estructural del mortero. Por lo tanto, el éter de celulosa se utiliza ampliamente como un aditivo importante en el mortero premezclado.