Em argamassa pré-misturada, a quantidade de adição deéter de celuloseEmbora seja muito baixo, pode melhorar significativamente o desempenho da argamassa úmida, sendo um aditivo fundamental que influencia o desempenho construtivo da argamassa. A seleção criteriosa de éteres de celulose de diferentes variedades, viscosidades, tamanhos de partículas, graus de viscosidade e quantidades adicionadas terá um impacto positivo na melhoria do desempenho da argamassa em pó seca.
Atualmente, muitas argamassas para alvenaria e reboco apresentam baixa capacidade de retenção de água, e a pasta aquosa se separa após alguns minutos de repouso. A retenção de água é uma característica importante do éter de metilcelulose, e também uma característica à qual muitos fabricantes nacionais de argamassa seca, especialmente aqueles localizados em regiões de clima quente, dedicam atenção. Os fatores que afetam a retenção de água em argamassas secas incluem a quantidade de éter de metilcelulose adicionada, a viscosidade do éter, a finura das partículas e a temperatura do ambiente de uso.
1. Conceito
O éter de celulose é um polímero sintético produzido a partir da celulose natural por meio de modificação química. É um derivado da celulose natural. A produção de éter de celulose difere da de outros polímeros sintéticos. Seu material básico é a celulose, um composto polimérico natural. Devido à particularidade da estrutura da celulose natural, a própria celulose não reage com agentes de eterificação. No entanto, após o tratamento com o agente de intumescimento, as fortes ligações de hidrogênio entre as cadeias moleculares são rompidas, e a liberação ativa do grupo hidroxila torna a celulose alcalina reativa, obtendo-se assim o éter de celulose.
As propriedades dos éteres de celulose dependem do tipo, número e distribuição dos substituintes. A classificação dos éteres de celulose também se baseia no tipo de substituintes, grau de eterificação, solubilidade e propriedades de aplicação relacionadas. De acordo com o tipo de substituintes na cadeia molecular, podem ser divididos em monoéteres e éteres mistos. Normalmente, usamos MC como monoéter e PMC como éter misto. O éter de metilcelulose (MC) é o produto obtido após a substituição do grupo hidroxila na unidade de glicose da celulose natural por um grupo metoxi. É um produto obtido pela substituição de parte do grupo hidroxila na unidade por um grupo metoxi e outra parte por um grupo hidroxipropil. A fórmula estrutural é [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x. O éter de hidroxietilmetilcelulose (HEMC) é uma das principais variedades amplamente utilizadas e comercializadas.
Em termos de solubilidade, pode ser dividido em iônico e não iônico. Os éteres de celulose não iônicos solúveis em água são compostos principalmente por duas séries de éteres alquílicos e éteres hidroxialquílicos. A carboximetilcelulose (CMC) iônica é usada principalmente em detergentes sintéticos, impressão e tingimento têxtil, alimentos e exploração de petróleo. Os éteres de celulose não iônicos, como MC, PMC e HEMC, são usados principalmente em materiais de construção, revestimentos de látex, medicamentos, produtos químicos de uso diário, etc., atuando como espessantes, agentes de retenção de água, estabilizantes, dispersantes e agentes formadores de filme.
2. Retenção de água do éter de celulose
Retenção de água do éter de celulose: Na produção de materiais de construção, especialmente argamassa em pó, o éter de celulose desempenha um papel insubstituível, sendo um componente indispensável e importante na produção de argamassas especiais (argamassa modificada).
O importante papel do éter de celulose solúvel em água na argamassa se dá principalmente por três aspectos: sua excelente capacidade de retenção de água, sua influência na consistência e tixotropia da argamassa e sua interação com o cimento. O efeito de retenção de água do éter de celulose depende da absorção de água da camada base, da composição da argamassa, da espessura da camada de argamassa, da demanda de água da argamassa e do tempo de pega do material de endurecimento. A retenção de água do próprio éter de celulose decorre de sua solubilidade e desidratação. Como se sabe, embora a cadeia molecular da celulose contenha um grande número de grupos OH altamente hidratáveis, ela não é solúvel em água, devido ao alto grau de cristalinidade de sua estrutura.
A capacidade de hidratação dos grupos hidroxila, por si só, não é suficiente para superar as fortes ligações de hidrogênio e as forças de van der Waals entre as moléculas. Portanto, o material apenas incha, mas não se dissolve em água. Quando um substituinte é introduzido na cadeia molecular, ele não apenas rompe as ligações de hidrogênio, mas também as ligações de hidrogênio intercadeias, devido ao efeito de cunha do substituinte entre as cadeias adjacentes. Quanto maior o substituinte, maior a distância entre as moléculas. Consequentemente, maior o efeito de rompimento das ligações de hidrogênio. O éter de celulose torna-se solúvel em água após a expansão da rede de celulose e a entrada da solução, formando uma solução de alta viscosidade. Com o aumento da temperatura, a hidratação do polímero enfraquece e a água entre as cadeias é expelida. Quando o efeito de desidratação se torna suficiente, as moléculas começam a se agregar, formando um gel com estrutura de rede tridimensional e desdobrando-se. Os fatores que afetam a retenção de água da argamassa incluem a viscosidade do éter de celulose, a quantidade adicionada, a finura das partículas e a temperatura de uso.
Quanto maior a viscosidade do éter de celulose, melhor o desempenho de retenção de água. A viscosidade é um parâmetro importante do desempenho do MC (hidróxido de celulose). Atualmente, diferentes fabricantes de MC utilizam métodos e instrumentos distintos para medir a viscosidade do MC. Os principais métodos são Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde e Brookfield. Para o mesmo produto, os resultados de viscosidade medidos por diferentes métodos são muito diferentes, e alguns chegam a apresentar diferenças de até o dobro. Portanto, ao comparar a viscosidade, é imprescindível que a medição seja feita entre produtos com os mesmos métodos de teste, considerando também temperatura, rotor, etc.
De modo geral, quanto maior a viscosidade, melhor o efeito de retenção de água. No entanto, quanto maior a viscosidade e o peso molecular da metilcelulose (MC), menor será sua solubilidade, o que terá um impacto negativo na resistência e no desempenho construtivo da argamassa. Quanto maior a viscosidade, mais evidente será o efeito espessante na argamassa, mas essa relação não é diretamente proporcional. Quanto maior a viscosidade, mais viscosa será a argamassa úmida, ou seja, durante a construção, isso se manifestará como aderência à espátula e alta aderência ao substrato. Mas isso não contribui para o aumento da resistência estrutural da argamassa úmida em si. Durante a construção, o desempenho anti-escorrimento não será significativo. Por outro lado, alguns éteres de metilcelulose modificados, de viscosidade média e baixa, apresentam excelente desempenho na melhoria da resistência estrutural da argamassa úmida.
Quanto maior a quantidade de éter de celulose adicionada à argamassa, melhor será o desempenho de retenção de água, e quanto maior a viscosidade, melhor será o desempenho de retenção de água.
Em relação ao tamanho das partículas, quanto mais finas, melhor a retenção de água. Quando as partículas grandes de éter de celulose entram em contato com a água, a superfície se dissolve imediatamente, formando um gel que envolve o material e impede a infiltração de moléculas de água. Às vezes, mesmo após agitação prolongada, a dispersão e dissolução não são uniformes, formando uma solução floculenta turva ou aglomerados. Isso afeta significativamente a retenção de água do éter de celulose, sendo a solubilidade um dos fatores importantes na escolha desse material.
A finura também é um importante índice de desempenho do éter de metilcelulose. O MC usado em argamassa de pó seco deve ser em pó, com baixo teor de água, e a finura também exige que 20% a 60% das partículas tenham tamanho inferior a 63 µm. A finura afeta a solubilidade do éter de metilcelulose. O MC grosso geralmente é granular e se dissolve facilmente em água sem aglomeração, mas a taxa de dissolução é muito lenta, portanto, não é adequado para uso em argamassa de pó seco. Em argamassa de pó seco, o MC é disperso entre os materiais cimentícios, como agregados, filler fino e cimento, e somente um pó suficientemente fino pode evitar a aglomeração do éter de metilcelulose ao ser misturado com água. Quando o MC é adicionado à água para dissolver os aglomerados, torna-se muito difícil dispersá-lo e dissolvê-lo.
A granulometria excessiva do MC não só é um desperdício, como também reduz a resistência local da argamassa. Quando essa argamassa em pó seco é aplicada em grandes áreas, a velocidade de cura local será significativamente reduzida, podendo surgir fissuras devido aos diferentes tempos de cura. Para argamassas projetadas com construção mecânica, a exigência de finura é maior devido ao menor tempo de mistura. A finura do MC também influencia a sua retenção de água. De modo geral, para éteres de metilcelulose com a mesma viscosidade, mas diferentes finuras, com a mesma quantidade adicionada, quanto mais fino o MC, melhor o efeito de retenção de água.
A retenção de água da MC também está relacionada à temperatura de aplicação, e a retenção de água do éter de metilcelulose diminui com o aumento da temperatura. No entanto, em aplicações práticas, a argamassa de pó seco é frequentemente aplicada em substratos quentes a altas temperaturas (acima de 40 graus) em muitos ambientes, como reboco de paredes externas sob o sol no verão, o que muitas vezes acelera a cura do cimento e o endurecimento da argamassa de pó seco. A diminuição da taxa de retenção de água leva à percepção evidente de que tanto a trabalhabilidade quanto a resistência à fissuração são afetadas, sendo particularmente crítico minimizar a influência dos fatores térmicos nessas condições.
Emboraéter de metil hidroxietilceluloseEmbora os aditivos sejam atualmente considerados a vanguarda do desenvolvimento tecnológico, sua dependência da temperatura ainda leva à redução do desempenho da argamassa em pó. Mesmo com o aumento da quantidade de metil-hidroxietilcelulose (fórmula de verão), a trabalhabilidade e a resistência à fissuração ainda não atendem às necessidades de uso. Através de tratamentos especiais na MC, como o aumento do grau de eterificação, por exemplo, o efeito de retenção de água pode ser mantido em temperaturas mais elevadas, proporcionando melhor desempenho em condições severas.
Data da publicação: 28/04/2024