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.
1.1 Éter de celulose
Éter de celulose é um termo geral para uma série de produtos obtidos pela reação da celulose alcalina com um agente eterificante sob certas condições. A celulose alcalina é substituída por diferentes agentes eterificantes para se obterem 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 com tratamento superficial de dissolução retardada.
O mecanismo de ação do éter de celulose na argamassa é o seguinte:
(1) Após o éter de celulose na argamassa ser dissolvido em água, a distribuição eficaz e uniforme do material cimentício no sistema é garantida devido à atividade de superfície, e o éter de celulose, como um coloide protetor, “envolve” as partículas sólidas e uma camada de película lubrificante é formada em sua superfície externa, o que torna o sistema de argamassa mais estável e também melhora a fluidez da argamassa durante o processo de mistura e a suavidade da construção.
(2) Devido à sua própria estrutura molecular, a solução de éter de celulose faz com que a água na argamassa não se perca facilmente e a liberte gradualmente ao longo de um longo período de tempo, conferindo à argamassa boa retenção de água e trabalhabilidade.
1.1.1 Fórmula molecular da metilcelulose (MC) [C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n]x
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.
1.1.2 A fórmula molecular da hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) é [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3]n]x
A hidroxipropilmetilcelulose é uma variedade de celulose cuja produção e consumo têm aumentado rapidamente nos últimos anos. Trata-se de um éter misto de celulose não iônico, obtido a partir do algodão refinado após alcalinização, utilizando óxido de propileno e cloreto de metila como agentes de eterificação, por meio de uma série de reações. O grau de substituição geralmente varia de 1,2 a 2,0. Suas propriedades são diferentes devido às diferentes proporções de grupos metoxila e hidroxipropil.
(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.
1.1.3 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.
1.1.4 Carboximetilcelulose (CMC) [C6H7O2(OH)2och2COONa]n
O éter de celulose iônico é produzido a partir de fibras naturais (algodão, etc.) após tratamento alcalino, utilizando monocloroacetato de sódio como agente de eterificação, e submetido a uma série de reações. O grau de substituição geralmente varia de 0,4 a 1,4, e seu desempenho é fortemente influenciado por esse grau.
(1) A carboximetilcelulose é mais higroscópica e conterá mais água quando armazenada em condições gerais.
(2) A solução aquosa de carboximetilcelulose não produzirá gel e a viscosidade diminuirá com o aumento da temperatura. Quando a temperatura excede 50°C, a viscosidade é irreversível.
(3) Sua estabilidade é bastante afetada pelo pH. Geralmente, pode ser usado em argamassa à base de gesso, mas não em argamassa à base de cimento. Quando altamente alcalino, perde viscosidade.
(4) Sua retenção de água é muito menor do que a da metilcelulose. Ela tem um efeito retardador na argamassa à base de gesso e reduz sua resistência. No entanto, o preço da carboximetilcelulose é significativamente menor do que o da metilcelulose.
Data da publicação: 30 de março de 2023