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.
1.1 Éter de celulosa
El éter de celulosa es un término general para una serie de productos producidos 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) Después de que el éter de celulosa en el mortero se disuelve en agua, se asegura la distribución efectiva y uniforme del material cementante en el sistema debido a la actividad superficial, y el éter de celulosa, como coloide protector, “envuelve” las partículas sólidas y se forma una capa de película lubricante en su superficie exterior, lo que hace que el sistema de mortero sea más estable y también mejora la fluidez del mortero durante el proceso de mezcla y la suavidad de la construcción.
(2) Debido a su propia estructura molecular, la solución de éter de celulosa hace que el agua en el mortero no se pierda fácilmente y la libera gradualmente durante un largo período de tiempo, lo que le otorga al mortero una buena retención de agua y trabajabilidad.
1.1.1 Fórmula molecular de la metilcelulosa (MC) [C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n]x
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.
1.1.2 La fórmula molecular de la hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) es [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3]n]x
La hidroxipropilmetilcelulosa es una variedad de celulosa cuya producción y consumo han aumentado rápidamente en los últimos años. Se trata de un éter mixto de celulosa no iónico elaborado a partir de algodón refinado tras la alcalinización, utilizando óxido de propileno y cloruro de metilo como agentes de eterificación, mediante una serie de reacciones. El grado de sustitución es generalmente de 1,2 a 2,0. Sus propiedades difieren debido a las distintas proporciones de metoxilo e hidroxipropilo.
(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.
1.1.3 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.
1.1.4 Carboximetilcelulosa (CMC) [C6H7O2(OH)2och2COONa]n
El éter iónico de celulosa se elabora a partir de fibras naturales (algodón, etc.) tras un tratamiento alcalino, utilizando monocloroacetato de sodio como agente de eterificación y sometiéndose a una serie de tratamientos de reacción. El grado de sustitución suele ser de 0,4 a 1,4, y su rendimiento se ve afectado en gran medida por este.
(1) La carboximetilcelulosa es más higroscópica y contendrá más agua cuando se almacena en condiciones generales.
(2) La solución acuosa de carboximetilcelulosa no forma gel y su viscosidad disminuye con el aumento de la temperatura. Si la temperatura supera los 50 °C, la viscosidad es irreversible.
(3) Su estabilidad se ve muy afectada por el pH. Generalmente, se puede utilizar en morteros a base de yeso, pero no en morteros a base de cemento. En condiciones muy alcalinas, pierde viscosidad.
(4) Su retención de agua es mucho menor que la de la metilcelulosa. Tiene un efecto retardante sobre el mortero a base de yeso y reduce su resistencia. Sin embargo, el precio de la carboximetilcelulosa es significativamente menor que el de la metilcelulosa.
Hora de publicación: 30 de marzo de 2023