1. Visão geral do éter de celulose (HPMC)
Hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) é um composto de éter de celulose comumente utilizado, quimicamente modificado a partir da celulose natural. Possui excelente solubilidade em água, propriedades de formação de filme, espessamento e adesão, sendo amplamente utilizado em materiais de construção. A aplicação de HPMC em materiais à base de cimento visa principalmente melhorar sua fluidez, retenção de água e ajustar o tempo de presa.
2.Processo básico de pega do cimento
O processo de reação do cimento com a água para formar hidratos é chamado de reação de hidratação. Esse processo é dividido em várias etapas:
Período de indução: As partículas de cimento começam a se dissolver, formando íons de cálcio e íons de silicato, mostrando um estado de fluxo de curto prazo.
Período de aceleração: Os produtos de hidratação aumentam rapidamente e o processo de presa começa.
Período de desaceleração: A taxa de hidratação diminui, o cimento começa a endurecer e uma pedra de cimento sólida é formada.
Período de estabilização: os produtos de hidratação amadurecem gradualmente e a força aumenta gradualmente.
O tempo de pega é geralmente dividido em tempo de pega inicial e tempo de pega final. O tempo de pega inicial refere-se ao momento em que a pasta de cimento começa a perder plasticidade, e o tempo de pega final refere-se ao momento em que a pasta de cimento perde completamente a plasticidade e entra na fase de endurecimento.
3. Mecanismo de influência do HPMC no tempo de pega do cimento
3.1 Efeito espessante
O HPMC possui um efeito espessante significativo. Ele pode aumentar a viscosidade da pasta de cimento e formar um sistema de alta viscosidade. Esse efeito espessante afetará a dispersão e a sedimentação das partículas de cimento e, portanto, o progresso da reação de hidratação. O efeito espessante reduz a taxa de deposição de produtos de hidratação na superfície das partículas de cimento, retardando assim o tempo de pega.
3.2 Retenção de água
O HPMC possui boa capacidade de retenção de água. A adição de HPMC à pasta de cimento pode melhorar significativamente a retenção de água da pasta. Uma alta retenção de água pode evitar que a água na superfície do cimento evapore muito rapidamente, mantendo o teor de água na pasta de cimento e prolongando o tempo de reação de hidratação. Além disso, a retenção de água ajuda a pasta de cimento a manter a umidade adequada durante o processo de cura e reduz o risco de rachaduras causadas pela perda precoce de água.
3.3 Retardo de hidratação
O HPMC pode formar uma película protetora revestindo a superfície das partículas de cimento, o que dificulta a reação de hidratação. Essa película protetora impede o contato direto entre as partículas de cimento e a água, retardando o processo de hidratação do cimento e prolongando o tempo de presa. Esse efeito de retardamento é particularmente evidente em HPMC de alto peso molecular.
3.4 Tixotropia aprimorada
A adição de HPMC também pode aumentar a tixotropia da pasta de cimento (ou seja, a fluidez aumenta sob a ação de forças externas e retorna ao estado original após a remoção da força externa). Essa propriedade tixotrópica ajuda a melhorar a trabalhabilidade da pasta de cimento, mas, em termos de tempo de pega, essa tixotropia aumentada pode fazer com que a pasta se redistribua sob força de cisalhamento, prolongando ainda mais o tempo de pega.
4. Aplicação prática do HPMC afetando o tempo de pega do cimento
4.1 Materiais de piso autonivelantes
Em materiais de piso autonivelantes, o cimento requer um tempo de pega inicial mais longo para as operações de nivelamento e contrapiso. A adição de HPMC pode prolongar o tempo de pega inicial do cimento, permitindo que os materiais autonivelantes tenham um tempo de operação mais longo durante a construção, evitando o problema causado pela pega prematura da pasta de cimento durante a construção.
4.2 Argamassa pré-misturada
Em argamassas pré-misturadas, o HPMC não só melhora a retenção de água da argamassa, como também prolonga o tempo de pega. Isso é especialmente importante em situações com longos períodos de transporte e construção, garantindo que a argamassa mantenha boa operabilidade antes do uso e evitando dificuldades de construção causadas por tempo de pega muito curto.
4.3 Argamassa seca
O HPMC é frequentemente adicionado à argamassa pré-misturada para melhorar seu desempenho na construção. O efeito espessante do HPMC aumenta a viscosidade da argamassa, facilitando sua aplicação e nivelamento durante a construção, além de prolongar o tempo de pega, dando aos operários tempo suficiente para fazer ajustes.
5. Fatores que afetam o tempo de pega do cimento por HPMC
5.1 Quantidade de adição de HPMC
A quantidade de HPMC adicionada é um fator-chave que afeta o tempo de pega do cimento. Geralmente, quanto maior a quantidade de HPMC adicionada, mais evidente é a extensão do tempo de pega do cimento. Isso ocorre porque mais moléculas de HPMC podem cobrir mais superfícies de partículas de cimento e dificultar as reações de hidratação.
5.2 Peso molecular do HPMC
HPMC de diferentes pesos moleculares tem efeitos diferentes no tempo de pega do cimento. HPMC com alto peso molecular geralmente tem efeito espessante e capacidade de retenção de água mais fortes, podendo prolongar o tempo de pega de forma mais significativa. Embora HPMC com baixo peso molecular também possa prolongar o tempo de pega, o efeito é relativamente fraco.
5.3 Condições ambientais
A temperatura e a umidade ambiente também afetam o efeito do HPMC no tempo de pega do cimento. Em ambientes de alta temperatura, a reação de hidratação do cimento é acelerada, mas a propriedade de retenção de água do HPMC retarda esse efeito. Em ambientes de baixa temperatura, a reação de hidratação em si é lenta, e o efeito de espessamento e retenção de água do HPMC pode causar um prolongamento significativo do tempo de pega do cimento.
5.4 Relação água-cimento
Alterações na relação água-cimento também afetam o efeito do HPMC no tempo de pega do cimento. Em uma relação água-cimento mais alta, há mais água na pasta de cimento, e o efeito de retenção de água do HPMC pode ter menos efeito no tempo de pega. Em uma relação água-cimento mais baixa, o efeito espessante do HPMC será mais evidente, e o efeito do prolongamento do tempo de pega será mais significativo.
Como um importante aditivo para cimento, o HPMC afeta significativamente o tempo de pega do cimento por meio de vários mecanismos, como espessamento, retenção de água e retardo da reação de hidratação. A aplicação de HPMC pode prolongar o tempo de pega inicial e final do cimento, proporcionar maior tempo de operação na construção e melhorar o desempenho de materiais à base de cimento. Em aplicações práticas, fatores como a quantidade de HPMC adicionada, o peso molecular e as condições ambientais determinam conjuntamente seu efeito específico no tempo de pega do cimento. Ao ajustar racionalmente esses fatores, é possível obter um controle preciso do tempo de pega do cimento para atender às necessidades de diferentes projetos de construção.
Horário da publicação: 21/06/2024