1 Introduzione
L'etere di cellulosa (MC) è ampiamente utilizzato nell'industria dei materiali da costruzione e in grandi quantità. Può essere impiegato come ritardante, agente di ritenzione idrica, addensante e adesivo. È presente in diversi materiali, tra cui malte premiscelate, malte isolanti per pareti esterne, malte autolivellanti, adesivi per piastrelle, stucchi ad alte prestazioni, stucchi antifessurazione per pareti interne ed esterne, malte premiscelate impermeabili, intonaci di gesso, sigillanti e altri ancora. L'etere di cellulosa svolge un ruolo importante in quanto influenza la ritenzione idrica, il fabbisogno idrico, la coesione, il ritardo di presa e la struttura del sistema di malta.
Esistono diverse tipologie e specifiche di eteri di cellulosa. Gli eteri di cellulosa comunemente utilizzati nel settore dei materiali da costruzione includono HEC, HPMC, CMC, PAC, MHEC, ecc., impiegati in diversi sistemi di malta a seconda delle loro caratteristiche. Alcuni ricercatori hanno studiato l'influenza di diverse tipologie e quantità di etere di cellulosa sul sistema di malta cementizia. Questo articolo si concentra su tali studi e spiega come scegliere le diverse varietà e specifiche di eteri di cellulosa in diversi prodotti per malta.
2 Caratteristiche funzionali dell'etere di cellulosa nella malta cementizia
L'etere di cellulosa, importante additivo nelle malte in polvere, svolge molteplici funzioni. Il ruolo principale dell'etere di cellulosa nelle malte cementizie è quello di trattenere l'acqua e addensare. Inoltre, grazie alla sua interazione con il sistema cementizio, può anche svolgere un ruolo ausiliario nell'inglobare aria, ritardare la presa e migliorare la resistenza alla trazione.
La caratteristica più importante dell'etere di cellulosa nelle malte è la ritenzione idrica. L'etere di cellulosa è un additivo fondamentale in quasi tutti i prodotti per malta, principalmente per la sua capacità di trattenere l'acqua. In generale, la ritenzione idrica dell'etere di cellulosa è correlata alla sua viscosità, alla quantità aggiunta e alla granulometria.
L'etere di cellulosa viene utilizzato come addensante e il suo effetto addensante è correlato al grado di eterificazione, alla granulometria, alla viscosità e al grado di modificazione dell'etere di cellulosa. In generale, maggiore è il grado di eterificazione e la viscosità dell'etere di cellulosa, più piccole sono le particelle e più evidente è l'effetto addensante. Regolando le suddette caratteristiche dell'MC, la malta può raggiungere un'adeguata resistenza al cedimento e la viscosità ottimale.
Nell'etere di cellulosa, l'introduzione del gruppo alchilico riduce l'energia superficiale della soluzione acquosa contenente l'etere di cellulosa, conferendogli così un effetto aerante sulla malta cementizia. L'introduzione di un'adeguata quantità di bolle d'aria nella malta ne migliora le prestazioni costruttive grazie all'"effetto palla" delle bolle stesse. Allo stesso tempo, l'introduzione di bolle d'aria aumenta la resa della malta. Naturalmente, è necessario controllare la quantità di aria inglobata. Un eccesso di aria inglobata può infatti compromettere la resistenza della malta, in quanto potrebbero essere introdotte bolle d'aria dannose.
2.1 L'etere di cellulosa ritarda il processo di idratazione del cemento, rallentando così la presa e l'indurimento del cemento e prolungando di conseguenza il tempo di lavorabilità della malta; tuttavia, questo effetto non è ideale per le malte utilizzate nelle regioni più fredde. Nella scelta dell'etere di cellulosa, è necessario selezionare il prodotto più adatto in base alla situazione specifica. L'effetto ritardante dell'etere di cellulosa si amplifica principalmente con l'aumento del suo grado di eterificazione, del grado di modificazione e della viscosità.
Inoltre, l'etere di cellulosa, in quanto sostanza polimerica a catena lunga, può migliorare le prestazioni di adesione con il substrato dopo essere stato aggiunto al sistema cementizio, a condizione che venga mantenuto il contenuto di umidità della malta.
2.2 Le proprietà dell'etere di cellulosa nella malta includono principalmente: ritenzione idrica, addensamento, prolungamento del tempo di presa, inglobamento d'aria e miglioramento della resistenza alla trazione, ecc. A queste proprietà corrispondono le caratteristiche della malta stessa, ovvero: viscosità, stabilità, contenuto di ingredienti attivi (quantità di aggiunta), grado di sostituzione dell'eterificazione e sua uniformità, grado di modifica, contenuto di sostanze nocive, ecc. Pertanto, nella scelta della malta, è necessario selezionare l'etere di cellulosa con le proprie caratteristiche in grado di fornire prestazioni adeguate, in base ai requisiti specifici del prodotto di malta per ottenere una determinata prestazione.
3 Caratteristiche dell'etere di cellulosa
In generale, le istruzioni per l'uso fornite dai produttori di etere di cellulosa includono i seguenti indicatori: aspetto, viscosità, grado di sostituzione dei gruppi, finezza, contenuto di principio attivo (purezza), contenuto di umidità, aree di applicazione e dosaggio raccomandati, ecc. Questi indicatori di prestazione possono riflettere solo in parte le caratteristiche dell'etere di cellulosa, ma nel confronto e nella selezione dei diversi prodotti è opportuno esaminare anche altri aspetti, come la composizione chimica, il grado di modificazione, il grado di eterificazione, il contenuto di NaCl e il valore DS (grado di sostituzione).
3.1 Viscosità dell'etere di cellulosa
La viscosità dell'etere di cellulosa influenza la sua capacità di trattenere l'acqua, di addensare, di ritardare la solidificazione e altri aspetti. Pertanto, rappresenta un indicatore importante per l'analisi e la selezione dell'etere di cellulosa.
Prima di discutere la viscosità dell'etere di cellulosa, va notato che esistono quattro metodi comunemente utilizzati per testare la viscosità dell'etere di cellulosa: Brookfield, Hakke, Höppler e viscosimetro rotazionale. L'apparecchiatura, la concentrazione della soluzione e l'ambiente di prova utilizzati dai quattro metodi sono diversi, quindi anche i risultati della stessa soluzione MC testata con i quattro metodi sono molto diversi. Anche per la stessa soluzione, utilizzando lo stesso metodo, testando in diverse condizioni ambientali, la viscosità
Anche i risultati variano. Pertanto, quando si spiega la viscosità di un etere di cellulosa, è necessario indicare il metodo di prova utilizzato, la concentrazione della soluzione, il rotore, la velocità di rotazione, la temperatura e l'umidità di prova e altre condizioni ambientali. Questo valore di viscosità è importante. Non ha senso affermare semplicemente "qual è la viscosità di un certo MC".
3.2 Stabilità del prodotto dell'etere di cellulosa
È noto che gli eteri di cellulosa sono suscettibili all'attacco di muffe cellulosiche. Quando il fungo erode l'etere di cellulosa, attacca innanzitutto l'unità di glucosio non eterificata presente nell'etere di cellulosa. Essendo un composto lineare, una volta distrutta l'unità di glucosio, l'intera catena molecolare si spezza e la viscosità del prodotto diminuisce drasticamente. Dopo l'eterificazione dell'unità di glucosio, la muffa non corroderà facilmente la catena molecolare. Pertanto, maggiore è il grado di sostituzione per eterificazione (valore DS) dell'etere di cellulosa, maggiore sarà la sua stabilità.
3.3 Contenuto di principio attivo dell'etere di cellulosa
Maggiore è il contenuto di principi attivi nell'etere di cellulosa, migliore è il rapporto costo-efficacia del prodotto, consentendo di ottenere risultati migliori con lo stesso dosaggio. Il principio attivo dell'etere di cellulosa è la molecola di etere di cellulosa, che è una sostanza organica. Pertanto, quando si esamina il contenuto di principio attivo nell'etere di cellulosa, questo può essere indirettamente valutato attraverso il valore delle ceneri dopo la calcinazione.
3.4 Contenuto di NaCl nell'etere di cellulosa
Il NaCl è un sottoprodotto inevitabile nella produzione di etere di cellulosa, che generalmente deve essere rimosso tramite lavaggi multipli; maggiore è il numero di lavaggi, minore sarà la quantità di NaCl residua. Il NaCl è un noto pericolo per la corrosione delle barre e delle reti metalliche in acciaio. Pertanto, sebbene il trattamento delle acque reflue per la rimozione del NaCl tramite lavaggi ripetuti possa aumentare i costi, nella scelta dei prodotti MC dovremmo cercare di optare per prodotti con un basso contenuto di NaCl.
4 principi per la scelta dell'etere di cellulosa per diversi prodotti di malta
Quando si seleziona l'etere di cellulosa per prodotti di malta, innanzitutto, in base alla descrizione del manuale del prodotto, si selezionano le sue caratteristiche prestazionali (come viscosità, grado di sostituzione dell'eterificazione, contenuto di sostanza attiva, contenuto di NaCl, ecc.). Caratteristiche funzionali e principi di selezione
4.1 Sistema di intonaco sottile
Prendendo come esempio la malta per intonaci sottili, poiché questa è a diretto contatto con l'ambiente esterno, la sua superficie perde rapidamente acqua, pertanto è necessario un elevato tasso di ritenzione idrica. Soprattutto durante i lavori estivi, è fondamentale che la malta mantenga un'elevata capacità di trattenere l'umidità anche ad alte temperature. È quindi necessario selezionare una malta con un elevato tasso di ritenzione idrica, che può essere valutato considerando tre aspetti: viscosità, granulometria e quantità di additivo. In generale, a parità di condizioni, è preferibile scegliere una malta con una viscosità maggiore, tenendo conto dei requisiti di lavorabilità, senza che la viscosità sia eccessiva. Pertanto, la malta selezionata dovrebbe avere un elevato tasso di ritenzione idrica e una bassa viscosità. Tra i prodotti a base di malta, si possono raccomandare, ad esempio, il modello MH60001P6 per i sistemi di intonacatura adesiva a spessore ridotto.
4.2 Malta per intonaco a base di cemento
La malta per intonaco richiede una buona uniformità e una facile applicazione omogenea. Allo stesso tempo, deve possedere buone proprietà anti-cedimento, elevata capacità di pompaggio, fluidità e lavorabilità. Pertanto, si seleziona una malta cementizia con viscosità inferiore, dispersione più rapida e sviluppo della consistenza (particelle più piccole).
Nella realizzazione di adesivi per piastrelle, al fine di garantire sicurezza ed elevata efficienza, è particolarmente importante che la malta abbia un tempo di lavorabilità più lungo e migliori prestazioni antiscivolo, oltre a un buon legame tra il supporto e la piastrella. Pertanto, gli adesivi per piastrelle hanno requisiti relativamente elevati per quanto riguarda il MC (cemento di cellulosa). Tuttavia, il MC è generalmente presente in quantità relativamente elevate negli adesivi per piastrelle. Nella scelta del MC, per soddisfare il requisito di un tempo di lavorabilità più lungo, il MC stesso deve avere un elevato tasso di ritenzione idrica, e tale tasso richiede viscosità, quantità di additivo e granulometria adeguati. Per garantire buone prestazioni antiscivolo, il MC deve avere un buon effetto addensante, in modo che la malta abbia una forte resistenza allo scorrimento verticale, e le prestazioni addensanti hanno determinati requisiti in termini di viscosità, grado di eterificazione e granulometria.
4.4 Malta autolivellante per terreno
La malta autolivellante ha requisiti più elevati in termini di prestazioni di livellamento, pertanto è opportuno scegliere prodotti a base di etere di cellulosa a bassa viscosità. Poiché l'autolivellamento richiede che la malta, una volta mescolata uniformemente, si autoliveri sul terreno, sono necessarie fluidità e pompabilità, quindi il rapporto acqua/materiale è elevato. Per prevenire il bleeding (essudazione), è necessario un additivo (MC) per controllare la ritenzione idrica della superficie e fornire viscosità per prevenire la sedimentazione.
4.5 Malta per muratura
Poiché la malta per muratura è a diretto contatto con la superficie della muratura, si tratta generalmente di una costruzione a strato spesso. La malta deve possedere elevata lavorabilità e ritenzione idrica, oltre a garantire un'adeguata adesione alla muratura, migliorandone la lavorabilità e aumentandone l'efficienza. Pertanto, l'agente di contrasto selezionato dovrebbe contribuire a migliorare le prestazioni della malta, e la viscosità dell'etere di cellulosa non dovrebbe essere eccessivamente elevata.
4.6 Impasto isolante
Poiché la malta isolante termica viene applicata principalmente a mano, è necessario che l'MC selezionato conferisca alla malta una buona lavorabilità, un'ottima capacità di ritenzione idrica. L'MC dovrebbe inoltre possedere caratteristiche di elevata viscosità e alto potere aerante.
5 Conclusion
Le funzioni dell'etere di cellulosa nella malta cementizia sono la ritenzione idrica, l'addensamento, l'inglobamento d'aria, il ritardo e il miglioramento della resistenza all'adesione per trazione, ecc.
Data di pubblicazione: 30 gennaio 2023