Este artigo aborda os tipos de aditivos comumente utilizados na preparação de argamassa seca, suas características de desempenho, mecanismo de ação e influência no desempenho dos produtos de argamassa seca. O efeito de agentes retentores de água, como éter de celulose e éter de amido, látex em pó redispersível e materiais fibrosos, na melhoria do desempenho da argamassa seca foi discutido em detalhes.
Os aditivos desempenham um papel fundamental na melhoria do desempenho da argamassa seca para construção, mas a adição desses aditivos eleva significativamente o custo dos materiais em comparação com a argamassa tradicional, representando mais de 40% do custo total. Atualmente, uma parcela considerável dos aditivos é fornecida por fabricantes estrangeiros, que também definem a dosagem recomendada. Consequentemente, o custo da argamassa seca permanece elevado, dificultando a popularização de argamassas comuns para alvenaria e reboco em grandes quantidades e áreas extensas. Além disso, os produtos de alta qualidade são controlados por empresas estrangeiras, o que resulta em baixas margens de lucro e pouca tolerância a preços para os fabricantes de argamassa seca. Há uma carência de pesquisas sistemáticas e direcionadas sobre a aplicação de aditivos, levando à adoção indiscriminada de fórmulas estrangeiras.
Com base nos motivos acima expostos, este artigo analisa e compara algumas propriedades básicas de aditivos comumente utilizados e, a partir disso, estuda o desempenho de argamassas secas preparadas com esses aditivos.
1 agente retentor de água
O agente de retenção de água é um aditivo fundamental para melhorar o desempenho de retenção de água da argamassa seca, sendo também um dos principais fatores que determinam o custo dos materiais da argamassa seca.
1. Éter de Hidroxipropilmetilcelulose (HPMC)
Hidroxipropilmetilcelulose é um termo geral para uma série de produtos formados pela reação da celulose alcalina com um agente eterificante sob certas condições. A celulose alcalina é substituída por diferentes agentes eterificantes para obter diferentes éteres de celulose. De acordo com as propriedades de ionização dos substituintes, os éteres de celulose podem ser divididos em duas categorias: iônicos (como a carboximetilcelulose) e não iônicos (como a metilcelulose). De acordo com o tipo de substituinte, o éter de celulose pode ser dividido em monoéter (como a metilcelulose) e éter misto (como a hidroxipropilmetilcelulose). De acordo com a solubilidade, pode ser dividido em solúvel em água (como a hidroxietilcelulose) e solúvel em solventes orgânicos (como a etilcelulose), etc. A argamassa seca é composta principalmente de celulose solúvel em água, e a celulose solúvel em água é dividida em tipo instantâneo e tipo de dissolução retardada com tratamento superficial.
O mecanismo de ação do éter de celulose na argamassa é o seguinte:
(1) A hidroxipropilmetilcelulose é facilmente solúvel em água fria e apresenta dificuldades de dissolução em água quente. No entanto, sua temperatura de gelificação em água quente é significativamente maior do que a da metilcelulose. A solubilidade em água fria também é bastante superior à da metilcelulose.
(2) A viscosidade da hidroxipropilmetilcelulose está relacionada ao seu peso molecular, sendo que quanto maior o peso molecular, maior a viscosidade. A temperatura também afeta sua viscosidade, pois com o aumento da temperatura, a viscosidade diminui. No entanto, sua alta viscosidade apresenta menor efeito da temperatura do que a metilcelulose. Sua solução é estável quando armazenada à temperatura ambiente.
(3) A retenção de água da hidroxipropilmetilcelulose depende da quantidade adicionada, da viscosidade, etc., e sua taxa de retenção de água sob a mesma quantidade adicionada é maior do que a da metilcelulose.
(4) A hidroxipropilmetilcelulose é estável em meio ácido e alcalino, e sua solução aquosa é muito estável na faixa de pH 2 a 12. A soda cáustica e a água de cal têm pouco efeito sobre seu desempenho, mas os álcalis podem acelerar sua dissolução e aumentar sua viscosidade. A hidroxipropilmetilcelulose é estável em sais comuns, mas quando a concentração da solução salina é alta, a viscosidade da solução de hidroxipropilmetilcelulose tende a aumentar.
(5) A hidroxipropilmetilcelulose pode ser misturada com compostos poliméricos solúveis em água para formar uma solução uniforme e de maior viscosidade. Como álcool polivinílico, éter de amido, goma vegetal, etc.
(6) A hidroxipropilmetilcelulose tem melhor resistência enzimática do que a metilcelulose, e sua solução é menos propensa a ser degradada por enzimas do que a metilcelulose.
(7) A adesão da hidroxipropilmetilcelulose à construção de argamassa é maior do que a da metilcelulose.
2. Metilcelulose (MC)
Após o algodão refinado ser tratado com álcali, o éter de celulose é produzido por meio de uma série de reações com cloreto de metano como agente eterificante. Geralmente, o grau de substituição é de 1,6 a 2,0, e a solubilidade também varia de acordo com o grau de substituição. Pertence à classe dos éteres de celulose não iônicos.
(1) A metilcelulose é solúvel em água fria e torna-se difícil de dissolver em água quente. Sua solução aquosa é muito estável na faixa de pH 3 a 12. Possui boa compatibilidade com amido, goma guar, etc., e com muitos surfactantes. Quando a temperatura atinge a temperatura de gelificação, ocorre a gelificação.
(2) A retenção de água da metilcelulose depende da quantidade adicionada, da viscosidade, da finura das partículas e da taxa de dissolução. Geralmente, se a quantidade adicionada for grande, a finura for pequena e a viscosidade for alta, a taxa de retenção de água será alta. Dentre esses fatores, a quantidade adicionada tem o maior impacto na taxa de retenção de água, e o nível de viscosidade não é diretamente proporcional ao nível de retenção de água. A taxa de dissolução depende principalmente do grau de modificação da superfície das partículas de celulose e da finura das partículas. Dentre os éteres de celulose mencionados, a metilcelulose e a hidroxipropilmetilcelulose apresentam as maiores taxas de retenção de água.
(3) As alterações de temperatura afetam seriamente a taxa de retenção de água da metilcelulose. Geralmente, quanto maior a temperatura, pior a retenção de água. Se a temperatura da argamassa exceder 40 °C, a retenção de água da metilcelulose será significativamente reduzida, afetando seriamente a construção da argamassa.
(4) A metilcelulose tem um efeito significativo na construção e aderência da argamassa. A “aderência” aqui se refere à força adesiva sentida entre a ferramenta aplicadora do trabalhador e o substrato da parede, ou seja, a resistência ao cisalhamento da argamassa. Se a adesividade for alta, a resistência ao cisalhamento da argamassa será grande e a força exigida dos trabalhadores durante o uso também será grande, resultando em um desempenho construtivo ruim da argamassa. A adesão da metilcelulose em produtos de éter celulósico é moderada.
3. Hidroxietilcelulose (HEC)
É produzido a partir de algodão refinado tratado com álcali e reagido com óxido de etileno como agente eterificante na presença de acetona. O grau de substituição é geralmente de 1,5 a 2,0. Possui forte hidrofilicidade e absorve umidade com facilidade.
(1) A hidroxietilcelulose é solúvel em água fria, mas é difícil de dissolver em água quente. Sua solução é estável em alta temperatura sem gelificar. Pode ser usada por um longo tempo em alta temperatura em argamassa, mas sua retenção de água é menor que a da metilcelulose.
(2) A hidroxietilcelulose é estável a ácidos e álcalis em geral. Os álcalis podem acelerar sua dissolução e aumentar ligeiramente sua viscosidade. Sua dispersibilidade em água é ligeiramente pior do que a da metilcelulose e da hidroxipropilmetilcelulose.
(3) A hidroxietilcelulose tem bom desempenho anti-escorrimento para argamassa, mas tem um tempo de retardamento mais longo para cimento.
(4) O desempenho da hidroxietilcelulose produzida por algumas empresas nacionais é obviamente inferior ao da metilcelulose devido ao seu elevado teor de água e elevado teor de cinzas.
Éter de amido
Os éteres de amido usados em argamassas são modificados a partir de polímeros naturais de alguns polissacarídeos, como batata, milho, mandioca, feijão guar, entre outros.
1. Amido modificado
O éter de amido modificado a partir de batata, milho, mandioca, etc., apresenta retenção de água significativamente menor do que o éter de celulose. Devido ao diferente grau de modificação, a estabilidade a ácidos e álcalis também varia. Alguns produtos são adequados para uso em argamassas à base de gesso, enquanto outros podem ser usados em argamassas à base de cimento. A aplicação do éter de amido em argamassa se dá principalmente como espessante para melhorar a resistência ao escorrimento, reduzir a aderência da argamassa úmida e prolongar o tempo de trabalho.
Os éteres de amido são frequentemente usados em conjunto com a celulose, de modo que as propriedades e vantagens desses dois produtos se complementam. Como os produtos à base de éter de amido são muito mais baratos do que os de éter de celulose, a aplicação de éter de amido em argamassa resultará em uma redução significativa no custo das formulações de argamassa.
2. Éter de goma guar
O éter de goma guar é um tipo de éter de amido com propriedades especiais, modificado a partir de grãos de guar naturais. Principalmente pela reação de eterificação da goma guar com o grupo funcional acrílico, forma-se uma estrutura contendo o grupo funcional 2-hidroxipropil, que é uma estrutura de poligalactomanose.
(1) Comparado com o éter de celulose, o éter de goma guar é mais solúvel em água. As propriedades de pH dos éteres de goma guar são essencialmente não afetadas.
(2) Em condições de baixa viscosidade e baixa dosagem, a goma guar pode substituir o éter de celulose em quantidades iguais e apresenta retenção de água semelhante. No entanto, a consistência, a resistência à escorrimento, a tixotropia e outras propriedades são visivelmente melhoradas.
(3) Em condições de alta viscosidade e grande dosagem, a goma guar não pode substituir o éter de celulose, e o uso misto dos dois produzirá melhor desempenho.
(4) A aplicação de goma guar em argamassa à base de gesso pode reduzir significativamente a aderência durante a construção e tornar a construção mais lisa. Não tem efeito adverso no tempo de pega e na resistência da argamassa de gesso.
3. Espessador modificado para retenção de água mineral
O espessante retentor de água, feito de minerais naturais através de modificação e composição, tem sido aplicado na China. Os principais minerais utilizados para preparar espessantes retentores de água são: sepiolita, bentonita, montmorilonita, caulim, etc. Esses minerais possuem certas propriedades de retenção de água e espessamento através de modificações, como agentes de acoplamento. Esse tipo de espessante retentor de água aplicado à argamassa apresenta as seguintes características.
(1) Pode melhorar significativamente o desempenho da argamassa comum e resolver os problemas de má trabalhabilidade da argamassa de cimento, baixa resistência da argamassa misturada e baixa resistência à água.
(2) Podem ser formulados produtos de argamassa com diferentes níveis de resistência para edifícios industriais e civis em geral.
(3) O custo do material é significativamente menor do que o do éter de celulose e do éter de amido.
(4) A retenção de água é menor do que a do agente de retenção de água orgânico, o valor de retração seca da argamassa preparada é maior e a coesão é reduzida.
Pó de borracha polimérica redispersível
O pó de borracha redispersível é processado por secagem por pulverização de uma emulsão polimérica especial. No processo de processamento, coloides protetores, agentes antiaglomerantes, etc., tornam-se aditivos indispensáveis. O pó de borracha seco consiste em partículas esféricas de 80 a 100 mm aglomeradas. Essas partículas são solúveis em água e formam uma dispersão estável ligeiramente maior que as partículas da emulsão original. Essa dispersão forma um filme após a desidratação e secagem. Esse filme é tão irreversível quanto a formação de um filme de emulsão comum e não se redispersa quando entra em contato com água.
O pó de borracha redispersível pode ser dividido em: copolímero de estireno-butadieno, copolímero de carbonato terciário de etileno, copolímero de acetato de etileno-ácido acético, etc., e, com base nisso, silicone, laurato de vinila, etc., são enxertados para melhorar o desempenho. Diferentes medidas de modificação conferem ao pó de borracha redispersível diferentes propriedades, como resistência à água, resistência a álcalis, resistência às intempéries e flexibilidade. Contém laurato de vinila e silicone, o que confere ao pó de borracha boa hidrofobicidade. Carbonato terciário de vinila altamente ramificado com baixo valor de Tg e boa flexibilidade.
Quando esses tipos de pós de borracha são aplicados à argamassa, todos eles têm um efeito retardador no tempo de pega do cimento, mas esse efeito é menor do que o da aplicação direta de emulsões similares. Em comparação, a emulsão de estireno-butadieno apresenta o maior efeito retardador, enquanto a de etileno-acetato de vinila apresenta o menor. Se a dosagem for muito pequena, o efeito de melhoria no desempenho da argamassa não será significativo.
Data da publicação: 03/04/2023