Los grupos hidroxilo enéter de celulosaLas moléculas y los átomos de oxígeno en los enlaces de éter formarán enlaces de hidrógeno con las moléculas de agua, convirtiendo el agua libre en agua unida, desempeñando así un buen papel en la retención de agua; la difusión mutua entre las moléculas de agua y las cadenas moleculares de éter de celulosa permite que las moléculas de agua ingresen al interior de la cadena macromolecular de éter de celulosa y estén sujetas a fuertes restricciones, formando así agua libre y agua enredada, lo que mejora la retención de agua de la lechada de cemento; el éter de celulosa mejora las propiedades reológicas, la estructura de la red porosa y la presión osmótica de la lechada de cemento fresco o las propiedades de formación de película del éter de celulosa obstaculizan la difusión del agua.
La retención de agua del éter de celulosa proviene de su solubilidad y deshidratación. La capacidad de hidratación de los grupos hidroxilo no es suficiente para compensar los fuertes enlaces de hidrógeno y las fuerzas de van der Waals entre las moléculas, por lo que solo se hincha, pero no se disuelve en agua. Cuando se introducen sustituyentes en la cadena molecular, estos no solo destruyen las cadenas de hidrógeno, sino que también destruyen los enlaces de hidrógeno entre cadenas debido al acuñamiento de los sustituyentes entre cadenas adyacentes. Cuanto mayor sea el tamaño de los sustituyentes, mayor será la distancia entre las moléculas y mayor el efecto de la destrucción de los enlaces de hidrógeno. Tras el hinchamiento de la red de celulosa, la solución entra en el éter de celulosa, que se vuelve soluble en agua, formando una solución de alta viscosidad que contribuye a la retención de agua.
Factores que afectan el rendimiento de la retención de agua:
Viscosidad: Cuanto mayor sea la viscosidad del éter de celulosa, mejor será su capacidad de retención de agua. Sin embargo, a mayor viscosidad, mayor será su peso molecular relativo y, en consecuencia, su solubilidad disminuirá, lo que repercute negativamente en la concentración y el rendimiento constructivo del mortero. En general, para un mismo producto, los resultados de viscosidad medidos con diferentes métodos difieren considerablemente, por lo que al comparar la viscosidad, es necesario realizarla con los mismos métodos de prueba (incluyendo temperatura, rotor, etc.).
Cantidad añadida: Cuanto mayor sea la cantidad de éter de celulosa añadida al mortero, mejor será su capacidad de retención de agua. Normalmente, una pequeña cantidad de éter de celulosa puede mejorar considerablemente la tasa de retención de agua del mortero. Cuando la cantidad alcanza cierto nivel, la tendencia al aumento de la tasa de retención de agua se ralentiza.
Finura de las partículas: Cuanto más finas sean las partículas, mejor será la retención de agua. Cuando las partículas grandes de éter de celulosa entran en contacto con el agua, la superficie se disuelve inmediatamente y forma un gel que envuelve el material e impide que las moléculas de agua sigan penetrando. En ocasiones, ni siquiera la agitación prolongada puede lograr una dispersión y disolución uniformes, lo que forma una solución floculante turbia o aglomerada, lo que afecta considerablemente la retención de agua del éter de celulosa. La solubilidad es uno de los factores para seleccionar el éter de celulosa. La finura también es un indicador importante del rendimiento del éter de metilcelulosa. La finura afecta a la solubilidad del éter de metilcelulosa. El MC más grueso suele ser granular y se puede disolver fácilmente en agua sin aglomerarse, pero la velocidad de disolución es muy lenta y no es adecuado para su uso en mortero seco.
Temperatura: A medida que aumenta la temperatura ambiente, la retención de agua de los éteres de celulosa suele disminuir, pero algunos éteres de celulosa modificados también presentan una buena retención de agua a altas temperaturas. Al aumentar la temperatura, la hidratación de los polímeros se debilita y se expulsa el agua entre las cadenas. Cuando la deshidratación es suficiente, las moléculas comienzan a agregarse para formar un gel con una estructura de red tridimensional.
Estructura molecular: Los éteres de celulosa con menor sustitución tienen mejor retención de agua.
Espesamiento y tixotropía
Espesamiento:
Efecto sobre la adherencia y el antidescuelgue: Los éteres de celulosa confieren al mortero húmedo una excelente viscosidad, lo que aumenta significativamente su adherencia a la capa base y mejora su antidescuelgue. Se utiliza ampliamente en morteros de enlucido, morteros para la colocación de baldosas y sistemas de aislamiento de paredes exteriores.
Efecto sobre la homogeneidad del material: El efecto espesante de los éteres de celulosa también puede aumentar la capacidad antidispersión y la homogeneidad de los materiales recién mezclados, evitar la estratificación del material, la segregación y la filtración de agua, y se puede utilizar en hormigón con fibra, hormigón submarino y hormigón autocompactante.
Origen e influencia del efecto espesante: El efecto espesante del éter de celulosa en los materiales a base de cemento se debe a la viscosidad de la solución de éter de celulosa. En las mismas condiciones, cuanto mayor sea la viscosidad del éter de celulosa, mejor será la viscosidad de los materiales a base de cemento modificado. Sin embargo, una viscosidad demasiado alta afectará la fluidez y la operabilidad del material (por ejemplo, la adherencia a la espátula). El mortero autonivelante y el hormigón autocompactante con altos requisitos de fluidez requieren una viscosidad muy baja de éter de celulosa. Además, el efecto espesante del éter de celulosa también aumentará la demanda de agua de los materiales a base de cemento y el rendimiento del mortero.
Tixotropía:
La solución acuosa de éter de celulosa de alta viscosidad presenta una alta tixotropía, característica fundamental del éter de celulosa. La solución acuosa de metilcelulosa suele presentar pseudoplasticidad y fluidez no tixotrópica por debajo de su temperatura de gel, pero exhibe propiedades de flujo newtoniano a bajas velocidades de cizallamiento. La pseudoplasticidad aumenta con el aumento del peso molecular o la concentración del éter de celulosa, y no está relacionada con el tipo de sustituyente ni con el grado de sustitución. Por lo tanto, los éteres de celulosa con el mismo grado de viscosidad, ya sean MC, HPMC o HEMC, siempre muestran las mismas propiedades reológicas, siempre que la concentración y la temperatura se mantengan constantes. Al aumentar la temperatura, se forma un gel estructural y se produce un flujo altamente tixotrópico. Los éteres de celulosa con alta concentración y baja viscosidad muestran tixotropía incluso por debajo de la temperatura de gel. Esta propiedad es muy beneficiosa para ajustar la nivelación y el descuelgue del mortero de construcción durante la construcción.
Arrastre de aire
Principio y efecto en el rendimiento de trabajo: El éter de celulosa tiene un importante efecto de incorporación de aire en materiales a base de cemento fresco. El éter de celulosa posee grupos hidrófilos (grupos hidroxilo, grupos éter) e hidrófobos (grupos metilo, anillos de glucosa). Es un surfactante con actividad superficial, por lo que posee un efecto de incorporación de aire. Este efecto produce un efecto de bola que mejora el rendimiento de trabajo de los materiales recién mezclados, aumentando, por ejemplo, la plasticidad y la lisura del mortero durante la operación, lo cual favorece su esparcimiento. Además, aumenta el rendimiento del mortero y reduce su coste de producción.
Efecto sobre las propiedades mecánicas: El efecto de arrastre de aire aumentará la porosidad del material endurecido y reducirá sus propiedades mecánicas como la resistencia y el módulo elástico.
Efecto sobre la fluidez: Como surfactante, el éter de celulosa también tiene un efecto humectante o lubricante sobre las partículas de cemento. Esto, junto con su efecto inclusor de aire, aumenta la fluidez de los materiales a base de cemento, pero su efecto espesante la reduce. El efecto del éter de celulosa sobre la fluidez de los materiales a base de cemento combina efectos plastificantes y espesantes. En general, cuando la dosis de éter de celulosa es muy baja, se manifiesta principalmente como plastificante o reductor de agua; cuando la dosis es alta, el efecto espesante del éter de celulosa aumenta rápidamente y su efecto inclusor de aire tiende a saturarse, por lo que se manifiesta como espesante o aumento de la demanda de agua.
Hora de publicación: 23 de diciembre de 2024