Que efeito tem o éter de celulose em materiais à base de cimento?

1. Calor de hidratação

De acordo com a curva de liberação do calor de hidratação ao longo do tempo, o processo de hidratação do cimento é geralmente dividido em cinco estágios, a saber: período de hidratação inicial (0~15 min), período de indução (15 min~4 h), período de aceleração e pega (4 h~8 h), período de desaceleração e endurecimento (8 h~24 h) e período de cura (1 d~28 d).

Os resultados dos testes mostram que, no estágio inicial de indução (ou seja, no período inicial de hidratação), quando a quantidade de HEMC é de 0,1% em comparação com a pasta de cimento pura, ocorre um pico exotérmico na pasta, que se antecipa e aumenta significativamente. Quando a quantidade deHEMCQuando o teor de HEMC aumenta acima de 0,3%, o primeiro pico exotérmico da pasta é retardado e o valor do pico diminui gradualmente com o aumento do teor de HEMC; o HEMC retarda visivelmente o período de indução e o período de aceleração da pasta de cimento, e quanto maior o teor, maior o período de indução, mais atrasado o período de aceleração e menor o pico exotérmico; a variação do teor de éter de celulose não tem efeito significativo na duração do período de desaceleração e do período de estabilidade da pasta de cimento, como mostrado na Figura 3(a). Observa-se que o éter de celulose também pode reduzir o calor de hidratação da pasta de cimento em até 72 horas, mas quando o período de hidratação é superior a 36 horas, a variação do teor de éter de celulose tem pouco efeito sobre o calor de hidratação da pasta de cimento, como mostrado na Figura 3(b).

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Figura 3. Tendência de variação da taxa de liberação de calor de hidratação da pasta de cimento com diferentes teores de éter de celulose (HEMC).

2. Mpropriedades mecânicas

Ao estudar dois tipos de éteres de celulose com viscosidades de 60.000 Pa·s e 100.000 Pa·s, constatou-se que a resistência à compressão da argamassa modificada com éter de metilcelulose diminuiu gradualmente com o aumento do seu teor. A resistência à compressão da argamassa modificada com éter de hidroxipropilmetilcelulose de viscosidade 100.000 Pa·s aumenta inicialmente e depois diminui com o aumento do seu teor (como mostrado na Figura 4). Isso demonstra que a incorporação de éter de metilcelulose reduz significativamente a resistência à compressão da argamassa de cimento. Quanto maior a quantidade, menor será a resistência; quanto menor a viscosidade, maior o impacto na perda de resistência à compressão da argamassa. Quando a dosagem de éter de hidroxipropilmetilcelulose é inferior a 0,1%, a resistência à compressão da argamassa pode ser adequadamente aumentada. Quando a dosagem for superior a 0,1%, a resistência à compressão da argamassa diminuirá com o aumento da dosagem, portanto, a dosagem deve ser controlada em 0,1%.

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Figura 4: Resistência à compressão em 3d, 7d e 28d da argamassa de cimento modificada MC1, MC2 e MC3.

(Éter de metilcelulose, viscosidade 60000Pa·S, doravante denominado MC1; éter de metilcelulose, viscosidade 100000Pa·S, denominado MC2; éter de hidroxipropilmetilcelulose, viscosidade 100000Pa·S, denominado MC3).

3. Cmuito tempo

Ao medir o tempo de pega do éter de hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) com viscosidade de 100.000 Pa·s em diferentes dosagens de pasta de cimento, constatou-se que, com o aumento da dosagem de HPMC, os tempos de pega inicial e final da argamassa de cimento foram prolongados. Quando a concentração é de 1%, o tempo de pega inicial atinge 510 minutos e o tempo de pega final atinge 850 minutos. Comparado com a amostra em branco, o tempo de pega inicial aumentou em 210 minutos e o tempo de pega final em 470 minutos (conforme mostrado na Figura 5). Independentemente da viscosidade do HPMC (50.000 Pa·s, 100.000 Pa·s ou 200.000 Pa·s), observou-se que o retardamento da pega do cimento ocorre com o aumento da viscosidade, em comparação com os três éteres de celulose. Isso ocorre porque o éter de celulose é adsorvido na superfície das partículas de cimento, impedindo o contato da água com essas partículas e, consequentemente, retardando a hidratação do cimento. Quanto maior a viscosidade do éter de celulose, mais espessa a camada de adsorção na superfície das partículas de cimento e mais significativo o efeito retardador.

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Figura 5. Efeito do teor de éter de celulose no tempo de pega da argamassa.

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Figura 6. Efeito de diferentes viscosidades de HPMC no tempo de pega da pasta de cimento.

(MC-5(50000Pa·s), MC-10(100000Pa·s) e MC-20(200000Pa·s))

O éter de metilcelulose e o éter de hidroxipropilmetilcelulose prolongam significativamente o tempo de pega da pasta de cimento, garantindo tempo e água suficientes para a reação de hidratação e solucionando o problema da baixa resistência e do aparecimento de fissuras na fase tardia de endurecimento.

4. Retenção de água:

O efeito do teor de éter celulósico na retenção de água foi estudado. Constatou-se que, com o aumento do teor de éter celulósico, a taxa de retenção de água da argamassa aumenta e, quando o teor de éter celulósico é superior a 0,6%, a taxa de retenção de água tende a se estabilizar. No entanto, ao comparar três tipos de éter celulósico (HPMC com viscosidade de 50.000 Pa·s (MC-5), 100.000 Pa·s (MC-10) e 200.000 Pa·s (MC-20)), a influência da viscosidade na retenção de água é diferente. A relação entre a taxa de retenção de água e o MC-5 é a seguinte:

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Data da publicação: 28/04/2024