Los tipos de aditivos comúnmente utilizados en la construcción de morteros secos, sus características de rendimiento, mecanismo de acción y su influencia en el rendimiento de los productos de mortero seco. Se analizó en detalle el efecto de los agentes retenedores de agua, como el éter de celulosa y el éter de almidón, el látex redispersable en polvo y los materiales fibrosos, en el rendimiento de los morteros secos.
Los aditivos desempeñan un papel fundamental en la mejora del rendimiento del mortero seco para la construcción. Sin embargo, su adición eleva significativamente el coste del material de estos productos en comparación con el mortero tradicional, que representa más del 40 % del coste del material en el mortero seco. Actualmente, una parte considerable de los aditivos proviene de fabricantes extranjeros, y el proveedor también proporciona la dosis de referencia del producto. En consecuencia, el coste de los morteros secos sigue siendo elevado, y resulta difícil popularizar los morteros comunes para mampostería y enlucido en grandes cantidades y para áreas extensas. Los productos de alta gama están controlados por empresas extranjeras, y los fabricantes de morteros secos presentan bajos beneficios y una baja tolerancia al precio. Existe una falta de investigación sistemática y específica sobre la aplicación de productos farmacéuticos, y las fórmulas extranjeras se siguen ciegamente.
Con base en las razones expuestas, este artículo analiza y compara algunas propiedades básicas de los aditivos comúnmente utilizados, y sobre esta base, estudia el desempeño de los productos de mortero mezclados en seco que utilizan aditivos.
1 agente de retención de agua
El agente de retención de agua es un aditivo clave para mejorar el rendimiento de retención de agua del mortero mezclado en seco, y también es uno de los aditivos clave para determinar el costo de los materiales de mortero mezclado en seco.
1. Éter de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC)
La hidroxipropilmetilcelulosa es un término general para una serie de productos formados por la reacción de celulosa alcalina y agente eterificante bajo ciertas condiciones. La celulosa alcalina es reemplazada por diferentes agentes eterificantes para obtener diferentes éteres de celulosa. Según las propiedades de ionización de los sustituyentes, los éteres de celulosa pueden dividirse en dos categorías: iónicos (como carboximetilcelulosa) y no iónicos (como metilcelulosa). Según el tipo de sustituyente, el éter de celulosa puede dividirse en monoéter (como metilcelulosa) y éter mixto (como hidroxipropilmetilcelulosa). Según diferente solubilidad, puede dividirse en soluble en agua (como hidroxietilcelulosa) y soluble en solventes orgánicos (como etilcelulosa), etc. El mortero mezclado en seco es principalmente celulosa soluble en agua, y la celulosa soluble en agua se divide en tipo instantáneo y tipo de disolución retardada con tratamiento superficial.
El mecanismo de acción del éter de celulosa en el mortero es el siguiente:
(1) La hidroxipropilmetilcelulosa es fácilmente soluble en agua fría, pero presenta dificultades para disolverse en agua caliente. Sin embargo, su temperatura de gelificación en agua caliente es significativamente mayor que la de la metilcelulosa. Su solubilidad en agua fría también es mucho mejor que la de la metilcelulosa.
(2) La viscosidad de la hidroxipropilmetilcelulosa está relacionada con su peso molecular, y cuanto mayor sea este, mayor será su viscosidad. La temperatura también afecta su viscosidad; al aumentarla, disminuye. Sin embargo, su alta viscosidad tiene un menor efecto de la temperatura que la metilcelulosa. Su solución es estable cuando se almacena a temperatura ambiente.
(3) La retención de agua de la hidroxipropilmetilcelulosa depende de la cantidad de adición, la viscosidad, etc., y su tasa de retención de agua bajo la misma cantidad de adición es mayor que la de la metilcelulosa.
(4) La hidroxipropilmetilcelulosa es estable a ácidos y álcalis, y su solución acuosa es muy estable en un rango de pH de 2 a 12. La sosa cáustica y el agua de cal tienen poco efecto en su rendimiento, pero los álcalis pueden acelerar su disolución y aumentar su viscosidad. La hidroxipropilmetilcelulosa es estable a las sales comunes, pero cuando la concentración de la solución salina es alta, su viscosidad tiende a aumentar.
(5) La hidroxipropilmetilcelulosa puede mezclarse con compuestos poliméricos solubles en agua para formar una solución uniforme y de mayor viscosidad, como el alcohol polivinílico, el éter de almidón, la goma vegetal, etc.
(6) La hidroxipropilmetilcelulosa tiene una mejor resistencia a las enzimas que la metilcelulosa y es menos probable que su solución sea degradada por enzimas que la metilcelulosa.
(7) La adhesión de la hidroxipropilmetilcelulosa a la construcción de mortero es mayor que la de la metilcelulosa.
2. Metilcelulosa (MC)
Tras el tratamiento alcalino del algodón refinado, se produce éter de celulosa mediante una serie de reacciones con cloruro de metano como agente de eterificación. Generalmente, el grado de sustitución es de 1,6 a 2,0, y la solubilidad también varía según el grado de sustitución. Pertenece al grupo de los éteres de celulosa no iónicos.
(1) La metilcelulosa es soluble en agua fría y difícilmente soluble en agua caliente. Su solución acuosa es muy estable en un rango de pH de 3 a 12. Presenta buena compatibilidad con almidón, goma guar, etc., y numerosos surfactantes. Cuando la temperatura alcanza la temperatura de gelificación, se produce la gelificación.
(2) La retención de agua de la metilcelulosa depende de la cantidad añadida, la viscosidad, la finura de las partículas y la velocidad de disolución. Generalmente, si la cantidad añadida es alta, la finura es baja y la viscosidad alta, la tasa de retención de agua es alta. Entre ellos, la cantidad añadida tiene el mayor impacto en la tasa de retención de agua, y la viscosidad no es directamente proporcional a esta. La velocidad de disolución depende principalmente del grado de modificación superficial de las partículas de celulosa y de su finura. Entre los éteres de celulosa mencionados, la metilcelulosa y la hidroxipropilmetilcelulosa presentan mayores tasas de retención de agua.
(3) Los cambios de temperatura afectarán gravemente la tasa de retención de agua de la metilcelulosa. Generalmente, a mayor temperatura, menor retención de agua. Si la temperatura del mortero supera los 40 °C, la retención de agua de la metilcelulosa se reducirá significativamente, lo que afectará gravemente la construcción del mortero.
(4) La metilcelulosa tiene un efecto significativo en la construcción y la adherencia del mortero. La "adherencia" se refiere a la fuerza adhesiva que se siente entre la herramienta del trabajador y el sustrato de la pared, es decir, la resistencia al corte del mortero. La adhesividad es alta, la resistencia al corte del mortero es alta y la resistencia requerida por los trabajadores durante su uso también es alta, lo que resulta en un rendimiento constructivo deficiente. La adherencia de la metilcelulosa es moderada en los productos de éter de celulosa.
3. Hidroxietilcelulosa (HEC)
Se fabrica a partir de algodón refinado tratado con álcali y reaccionado con óxido de etileno como agente de eterificación en presencia de acetona. El grado de sustitución suele ser de 1,5 a 2,0. Presenta una alta hidrofilicidad y absorbe fácilmente la humedad.
(1) La hidroxietilcelulosa es soluble en agua fría, pero difícil de disolver en agua caliente. Su solución es estable a altas temperaturas sin gelificarse. Puede utilizarse durante largos periodos a altas temperaturas en morteros, pero su retención de agua es menor que la de la metilcelulosa.
(2) La hidroxietilcelulosa es estable a ácidos y álcalis en general. Los álcalis pueden acelerar su disolución y aumentar ligeramente su viscosidad. Su dispersabilidad en agua es ligeramente inferior a la de la metilcelulosa y la hidroxipropilmetilcelulosa.
(3) La hidroxietilcelulosa tiene un buen rendimiento anti-pandeo para el mortero, pero tiene un tiempo de retardo más largo para el cemento.
(4) El rendimiento de la hidroxietilcelulosa producida por algunas empresas nacionales es obviamente inferior al de la metilcelulosa debido a su alto contenido de agua y alto contenido de cenizas.
Éter de almidón
Los éteres de almidón utilizados en morteros se modifican a partir de polímeros naturales de algunos polisacáridos, como la papa, el maíz, la yuca, el guar, etc.
1. Almidón modificado
El éter de almidón modificado de papa, maíz, yuca, etc., presenta una retención de agua significativamente menor que el éter de celulosa. Debido al diferente grado de modificación, su estabilidad a ácidos y álcalis es diferente. Algunos productos son aptos para morteros a base de yeso, mientras que otros pueden emplearse en morteros a base de cemento. El éter de almidón se utiliza principalmente como espesante para mejorar la resistencia al descuelgue, reducir la adherencia del mortero húmedo y prolongar el tiempo de apertura.
Los éteres de almidón se utilizan a menudo junto con la celulosa, por lo que las propiedades y ventajas de ambos productos se complementan. Dado que los éteres de almidón son mucho más económicos que los de celulosa, su aplicación en morteros supone una reducción significativa del coste de sus formulaciones.
2. Éter de goma guar
El éter de goma guar es un tipo de éter de almidón con propiedades especiales, modificado a partir de semillas de guar naturales. Mediante la reacción de eterificación de la goma guar y el grupo funcional acrílico, se forma una estructura con un grupo funcional 2-hidroxipropilo, una estructura de poligalactomanosa.
(1) En comparación con el éter de celulosa, el éter de goma guar es más soluble en agua. Las propiedades de pH de los éteres de goma guar prácticamente no se ven afectadas.
(2) En condiciones de baja viscosidad y baja dosificación, la goma guar puede sustituir al éter de celulosa en igual proporción y presenta una retención de agua similar. Sin embargo, la consistencia, la resistencia al descuelgue y la tixotropía, entre otras características, mejoran notablemente.
(3) En condiciones de alta viscosidad y gran dosis, la goma guar no puede reemplazar al éter de celulosa, y el uso combinado de ambos producirá un mejor rendimiento.
(4) La aplicación de goma guar en morteros de yeso puede reducir significativamente la adherencia durante la construcción y hacerla más lisa. No afecta negativamente el tiempo de fraguado ni la resistencia del mortero de yeso.
3. Espesante modificado que retiene agua mineral
El espesante retenedor de agua, elaborado a partir de minerales naturales mediante modificación y composición, se ha aplicado en China. Los principales minerales utilizados para preparar espesantes retenedores de agua son: sepiolita, bentonita, montmorillonita, caolín, etc. Estos minerales poseen ciertas propiedades retenedoras y espesantes mediante modificaciones, como agentes de acoplamiento. Este tipo de espesante retenedor de agua aplicado al mortero presenta las siguientes características.
(1) Puede mejorar significativamente el rendimiento del mortero ordinario y resolver los problemas de mala operatividad del mortero de cemento, baja resistencia del mortero mezclado y poca resistencia al agua.
(2) Se pueden formular productos de mortero con diferentes niveles de resistencia para edificios civiles e industriales en general.
(3) El costo del material es significativamente menor que el del éter de celulosa y el éter de almidón.
(4) La retención de agua es menor que la del agente de retención de agua orgánico, el valor de contracción en seco del mortero preparado es mayor y se reduce la cohesión.
Polvo de caucho polimérico redispersable
El polvo de caucho redispersable se procesa mediante secado por aspersión de una emulsión polimérica especial. Durante el proceso, se utilizan aditivos indispensables como coloides protectores, antiaglomerantes, etc. El polvo de caucho seco consiste en partículas esféricas de 80 a 100 mm agrupadas. Estas partículas son solubles en agua y forman una dispersión estable, ligeramente mayor que las partículas de la emulsión original. Esta dispersión forma una película tras la deshidratación y el secado. Esta película es tan irreversible como la formación de la película de emulsión general y no se redispersa al entrar en contacto con el agua. Dispersiones.
El polvo de caucho redispersable se puede clasificar en: copolímero de estireno-butadieno, copolímero de etileno y ácido carbónico terciario, copolímero de etileno y acetato de ácido acético, etc., y en base a esto, se injertan silicona y laurato de vinilo para mejorar su rendimiento. Diversas medidas de modificación le confieren al polvo de caucho redispersable diversas propiedades, como resistencia al agua, resistencia a los álcalis, resistencia a la intemperie y flexibilidad. Contiene laurato de vinilo y silicona, lo que le confiere buena hidrofobicidad. Carbonato terciario de vinilo altamente ramificado con baja Tg y buena flexibilidad.
Al aplicar estos tipos de polvos de caucho al mortero, todos tienen un efecto retardante en el tiempo de fraguado del cemento, pero este efecto es menor que el de la aplicación directa de emulsiones similares. En comparación, el estireno-butadieno tiene el mayor efecto retardante, mientras que el etileno-acetato de vinilo tiene el menor. Si la dosis es demasiado baja, el efecto de mejora del rendimiento del mortero no es evidente.
Hora de publicación: 03-abr-2023