Os grupos hidroxila eméter de celuloseAs moléculas e os átomos de oxigênio nas ligações éter formarão ligações de hidrogênio com as moléculas de água, transformando a água livre em água ligada, desempenhando assim um bom papel na retenção de água; a difusão mútua entre as moléculas de água e as cadeias moleculares do éter de celulose permite que as moléculas de água entrem no interior da cadeia macromolecular do éter de celulose e sejam submetidas a fortes restrições, formando assim água livre e água emaranhada, o que melhora a retenção de água da pasta de cimento; o éter de celulose melhora as propriedades reológicas, a estrutura da rede porosa e a pressão osmótica da pasta de cimento fresca ou as propriedades de formação de filme do éter de celulose dificultam a difusão da água.
A retenção de água do próprio éter de celulose advém da solubilidade e desidratação do próprio éter de celulose. A capacidade de hidratação dos grupos hidroxila por si só não é suficiente para compensar as fortes ligações de hidrogênio e as forças de van der Waals entre as moléculas, de modo que ele apenas incha, mas não se dissolve em água. Quando substituintes são introduzidos na cadeia molecular, não apenas os substituintes destroem as cadeias de hidrogênio, mas também as ligações de hidrogênio entre cadeias são destruídas devido ao encravamento dos substituintes entre cadeias adjacentes. Quanto maiores os substituintes, maior a distância entre as moléculas e maior o efeito da destruição das ligações de hidrogênio. Após o intumescimento da estrutura da celulose, a solução entra, e o éter de celulose torna-se solúvel em água, formando uma solução de alta viscosidade, que então desempenha um papel na retenção de água.
Fatores que afetam o desempenho da retenção de água:
Viscosidade: Quanto maior a viscosidade do éter de celulose, melhor o desempenho de retenção de água, porém, quanto maior a viscosidade, maior o peso molecular relativo do éter de celulose, e sua solubilidade diminui consequentemente, o que tem um impacto negativo na concentração e no desempenho da argamassa. De modo geral, para o mesmo produto, os resultados de viscosidade medidos por diferentes métodos são muito diferentes, portanto, a comparação da viscosidade deve ser realizada entre os mesmos métodos de ensaio (incluindo temperatura, rotor, etc.).
Quantidade adicionada: Quanto maior a quantidade de éter de celulose adicionada à argamassa, melhor será o desempenho de retenção de água. Normalmente, uma pequena quantidade de éter de celulose pode melhorar significativamente a taxa de retenção de água da argamassa. Quando a quantidade atinge um determinado nível, a tendência de aumento da taxa de retenção de água diminui.
Finura das partículas: Quanto mais finas as partículas, melhor a retenção de água. Quando partículas grandes de éter de celulose entram em contato com a água, a superfície se dissolve imediatamente e forma um gel que envolve o material, impedindo a penetração das moléculas de água. Às vezes, mesmo a agitação prolongada não consegue obter dispersão e dissolução uniformes, formando uma solução floculante turva ou aglomeração, o que afeta significativamente a retenção de água do éter de celulose. A solubilidade é um dos fatores na seleção do éter de celulose. A finura também é um importante indicador de desempenho do éter de metilcelulose. A finura afeta a solubilidade do éter de metilcelulose. O MC mais grosso é geralmente granular e pode ser facilmente dissolvido em água sem aglomeração, mas a taxa de dissolução é muito lenta e não é adequado para uso em argamassa seca.
Temperatura: À medida que a temperatura ambiente aumenta, a retenção de água dos éteres de celulose geralmente diminui, mas alguns éteres de celulose modificados também apresentam boa retenção de água em condições de alta temperatura. Quando a temperatura aumenta, a hidratação dos polímeros enfraquece e a água entre as cadeias é expelida. Quando a desidratação é suficiente, as moléculas começam a se agregar para formar um gel com estrutura de rede tridimensional.
Estrutura molecular: Éteres de celulose com menor substituição apresentam melhor retenção de água.
Espessamento e tixotropia
Espessamento:
Efeito na capacidade de ligação e no desempenho anti-escorrimento: Os éteres de celulose conferem excelente viscosidade à argamassa úmida, o que pode aumentar significativamente a capacidade de ligação da argamassa úmida à camada de base e melhorar o desempenho anti-escorrimento da argamassa. É amplamente utilizado em argamassas de reboco, argamassas de colagem de azulejos e sistemas de isolamento de paredes externas.
Efeito na homogeneidade do material: O efeito espessante dos éteres de celulose também pode aumentar a capacidade antidispersão e a homogeneidade de materiais recém-misturados, evitar a estratificação do material, a segregação e a infiltração de água, e pode ser usado em concreto fibroso, concreto subaquático e concreto autoadensável.
Fonte e influência do efeito espessante: O efeito espessante do éter de celulose em materiais à base de cimento provém da viscosidade da solução de éter de celulose. Nas mesmas condições, quanto maior a viscosidade do éter de celulose, melhor a viscosidade dos materiais à base de cimento modificados. No entanto, se a viscosidade for muito alta, afetará a fluidez e a operabilidade do material (como a aderência à espátula de reboco). Argamassas autonivelantes e concretos autoadensáveis com altos requisitos de fluidez requerem viscosidade muito baixa do éter de celulose. Além disso, o efeito espessante do éter de celulose também aumentará a demanda de água dos materiais à base de cimento e aumentará a produção de argamassa.
Tixotropia:
A solução aquosa de éter de celulose de alta viscosidade apresenta alta tixotropia, que também é uma característica importante do éter de celulose. A solução aquosa de metilcelulose geralmente apresenta pseudoplasticidade e fluidez não tixotrópica abaixo da temperatura do gel, mas exibe propriedades de fluxo newtonianas em baixas taxas de cisalhamento. A pseudoplasticidade aumenta com o aumento do peso molecular ou da concentração do éter de celulose e não tem relação com o tipo de substituinte e o grau de substituição. Portanto, éteres de celulose com o mesmo grau de viscosidade, sejam MC, HPMC ou HEMC, sempre apresentam as mesmas propriedades reológicas, desde que a concentração e a temperatura permaneçam constantes. Quando a temperatura aumenta, um gel estrutural é formado e ocorre um alto fluxo tixotrópico. Éteres de celulose com alta concentração e baixa viscosidade apresentam tixotropia mesmo abaixo da temperatura do gel. Essa propriedade é muito benéfica para o ajuste do nivelamento e da deformação da argamassa de construção durante a construção.
Arrasto de ar
Princípio e efeito no desempenho de trabalho: O éter de celulose tem um efeito significativo de incorporação de ar em materiais à base de cimento fresco. O éter de celulose possui grupos hidrofílicos (grupos hidroxila, grupos éter) e grupos hidrofóbicos (grupos metil, anéis de glicose). É um surfactante com atividade superficial, tendo, portanto, um efeito de incorporação de ar. O efeito de incorporação de ar produzirá um efeito de esfera, o que pode melhorar o desempenho de trabalho de materiais recém-misturados, como aumentar a plasticidade e a lisura da argamassa durante a operação, o que é benéfico para o espalhamento da argamassa; também aumentará o rendimento da argamassa e reduzirá o custo de produção da argamassa.
Efeito nas propriedades mecânicas: O efeito de incorporação de ar aumentará a porosidade do material endurecido e reduzirá suas propriedades mecânicas, como resistência e módulo de elasticidade.
Efeito na fluidez: Como surfactante, o éter de celulose também possui um efeito umectante ou lubrificante nas partículas de cimento, o que, juntamente com seu efeito de incorporação de ar, aumenta a fluidez dos materiais à base de cimento, mas seu efeito espessante reduz a fluidez. O efeito do éter de celulose na fluidez dos materiais à base de cimento é uma combinação de efeitos plastificantes e espessantes. De modo geral, quando a dosagem de éter de celulose é muito baixa, manifesta-se principalmente como efeitos plastificantes ou redutores de água; quando a dosagem é alta, o efeito espessante do éter de celulose aumenta rapidamente e seu efeito de incorporação de ar tende a ser saturado, manifestando-se como espessamento ou aumento da demanda de água.
Horário da publicação: 23/12/2024