1. A necessidade de retenção de água
Todos os tipos de bases que requerem argamassa para construção apresentam um certo grau de absorção de água. Após a camada de base absorver a água da argamassa, a construtibilidade da argamassa se deteriora e, em casos graves, o material cimentício na argamassa não estará totalmente hidratado, resultando em baixa resistência, especialmente a resistência da interface entre a argamassa endurecida e a camada de base, causando rachaduras e queda da argamassa. Se a argamassa de reboco tiver um desempenho adequado de retenção de água, ela pode não apenas melhorar efetivamente o desempenho da construção da argamassa, mas também dificultar a absorção da água na argamassa pela camada de base e garantir a hidratação suficiente do cimento.
2. Problemas com métodos tradicionais de retenção de água
A solução tradicional é regar a base, mas é impossível garantir que ela seja umedecida uniformemente. O objetivo ideal de hidratação da argamassa de cimento na base é que o produto de hidratação do cimento absorva água junto com a base, penetre na base e forme uma "conexão chave" eficaz com a base, de modo a atingir a resistência de aderência necessária. A irrigação direta na superfície da base causará uma dispersão significativa na absorção de água da base devido às diferenças de temperatura, tempo de irrigação e uniformidade da irrigação. A base tem menor absorção de água e continuará absorvendo a água da argamassa. Antes da hidratação do cimento, a água é absorvida, o que afeta a hidratação do cimento e a penetração dos produtos de hidratação na matriz; a base tem uma grande absorção de água, e a água na argamassa flui para a base. A velocidade de migração média é lenta, e até mesmo uma camada rica em água é formada entre a argamassa e a matriz, o que também afeta a resistência de aderência. Portanto, usar o método comum de irrigação de base não só deixará de resolver efetivamente o problema da alta absorção de água da base da parede, mas afetará a resistência da ligação entre a argamassa e a base, resultando em cavidades e rachaduras.
3. Requisitos de diferentes argamassas para retenção de água
As metas de taxa de retenção de água para produtos de argamassa de reboco usados em uma determinada área e em áreas com condições semelhantes de temperatura e umidade são propostas abaixo.
①Argamassa de reboco de substrato de alta absorção de água
Substratos com alta absorção de água, representados por concreto incorporado, incluindo diversas placas divisórias leves, blocos, etc., apresentam características de alta absorção de água e longa durabilidade. A argamassa de reboco utilizada para esse tipo de camada de base deve ter uma taxa de retenção de água não inferior a 88%.
②Argamassa de reboco de substrato com baixa absorção de água
Substratos com baixa absorção de água, representados por concreto moldado in loco, incluindo placas de poliestireno para isolamento de paredes externas, etc., apresentam absorção de água relativamente baixa. A argamassa de reboco utilizada para tais substratos deve ter uma taxa de retenção de água não inferior a 88%.
③Argamassa de reboco de camada fina
Reboco de camada fina refere-se à construção com uma espessura de camada entre 3 e 8 mm. Este tipo de construção com reboco apresenta fácil perda de umidade devido à fina camada de reboco, o que afeta a trabalhabilidade e a resistência. A argamassa utilizada para este tipo de reboco apresenta um índice de retenção de água não inferior a 99%.
④Argamassa de reboco de camada espessa
Reboco em camada espessa refere-se à construção em que a espessura de uma camada de gesso varia entre 8 mm e 20 mm. Este tipo de construção não apresenta fácil perda de água devido à espessura da camada de gesso, portanto, a taxa de retenção de água da argamassa de gesso não deve ser inferior a 88%.
⑤Massa resistente à água
A massa de vidraceiro resistente à água é utilizada como um material de reboco ultrafino, com espessura geral entre 1 e 2 mm. Esses materiais exigem propriedades de retenção de água extremamente altas para garantir sua trabalhabilidade e resistência de aderência. Para materiais de massa de vidraceiro, sua taxa de retenção de água não deve ser inferior a 99%, e a taxa de retenção de água da massa de vidraceiro para paredes externas deve ser maior do que a da massa de vidraceiro para paredes internas.
4. Tipos de materiais retentores de água
Éter de celulose
1) Éter de metilcelulose (MC)
2) Éter de hidroxipropilmetilcelulose (HPMC)
3) Éter de hidroxietilcelulose (HEC)
4) Éter de carboximetilcelulose (CMC)
5) Éter de hidroxietilmetilcelulose (HEMC)
Éter de amido
1) Éter de amido modificado
2) Éter guar
Espessante mineral modificado retentor de água (montmorilonita, bentonita, etc.)
Cinco, o seguinte se concentra no desempenho de vários materiais
1. Éter de celulose
1.1 Visão geral do éter de celulose
Éter de celulose é um termo geral para uma série de produtos formados pela reação de celulose alcalina e agente de eterificação sob certas condições. Diferentes éteres de celulose são obtidos porque a fibra alcalina é substituída por diferentes agentes de eterificação. De acordo com as propriedades de ionização de seus substituintes, os éteres de celulose podem ser divididos em duas categorias: iônicos, como a carboximetilcelulose (CMC), e não iônicos, como a metilcelulose (MC).
De acordo com os tipos de substituintes, os éteres de celulose podem ser divididos em monoéteres, como o éter de metilcelulose (MC), e éteres mistos, como o éter de hidroxietilcarboximetilcelulose (HECMC). De acordo com os diferentes solventes que dissolve, podem ser divididos em dois tipos: solúveis em água e solúveis em solventes orgânicos.
1.2 Principais variedades de celulose
Carboximetilcelulose (CMC), grau prático de substituição: 0,4-1,4; agente de eterificação, ácido monoacético; solvente de dissolução, água;
Carboximetilhidroxietilcelulose (CMHEC), grau prático de substituição: 0,7-1,0; agente de eterificação, ácido monoacético, óxido de etileno; solvente de dissolução, água;
Metilcelulose (MC), grau prático de substituição: 1,5-2,4; agente de eterificação, cloreto de metila; solvente de dissolução, água;
Hidroxietilcelulose (HEC), grau prático de substituição: 1,3-3,0; agente de eterificação, óxido de etileno; solvente de dissolução, água;
Hidroxietilmetilcelulose (HEMC), grau prático de substituição: 1,5-2,0; agente de eterificação, óxido de etileno, cloreto de metila; solvente de dissolução, água;
Hidroxipropilcelulose (HPC), grau prático de substituição: 2,5-3,5; agente de eterificação, óxido de propileno; solvente de dissolução, água;
Hidroxipropilmetilcelulose (HPMC), grau prático de substituição: 1,5-2,0; agente de eterificação, óxido de propileno, cloreto de metila; solvente de dissolução, água;
Etilcelulose (CE), grau prático de substituição: 2,3-2,6; agente de eterificação, monocloroetano; solvente de dissolução, solvente orgânico;
Etil hidroxietil celulose (EHEC), grau prático de substituição: 2,4-2,8; agente de eterificação, monocloroetano, óxido de etileno; solvente de dissolução, solvente orgânico;
1.3 Propriedades da celulose
1.3.1 Éter de metilcelulose (MC)
①A metilcelulose é solúvel em água fria e dificilmente se dissolve em água quente. Sua solução aquosa é muito estável na faixa de pH = 3-12. Possui boa compatibilidade com amido, goma guar, etc., e com diversos surfactantes. Quando a temperatura atinge a temperatura de gelificação, ocorre a gelificação.
②A retenção de água da metilcelulose depende da quantidade adicionada, viscosidade, finura das partículas e taxa de dissolução. Geralmente, se a quantidade adicionada for grande, a finura será pequena e a viscosidade for grande, a retenção de água será alta. Entre eles, a quantidade adicionada tem o maior impacto na retenção de água, e a menor viscosidade não é diretamente proporcional ao nível de retenção de água. A taxa de dissolução depende principalmente do grau de modificação da superfície das partículas de celulose e da finura das partículas. Entre os éteres de celulose, a metilcelulose apresenta a maior taxa de retenção de água.
③A mudança de temperatura afetará seriamente a taxa de retenção de água da metilcelulose. Geralmente, quanto maior a temperatura, pior a retenção de água. Se a temperatura da argamassa ultrapassar 40 °C, a retenção de água da metilcelulose será muito baixa, o que afetará seriamente a construção da argamassa.
④ A metilcelulose tem um impacto significativo na construção e na aderência da argamassa. A "adesão" aqui se refere à força adesiva sentida entre a ferramenta aplicadora do trabalhador e o substrato da parede, ou seja, a resistência ao cisalhamento da argamassa. A adesividade é alta, a resistência ao cisalhamento da argamassa é alta e os trabalhadores precisam de mais força durante o uso, o que prejudica o desempenho da argamassa na construção. A adesão da metilcelulose é moderada em produtos à base de éter de celulose.
1.3.2 Éter de hidroxipropilmetilcelulose (HPMC)
A hidroxipropilmetilcelulose é um produto fibroso cuja produção e consumo vêm aumentando rapidamente nos últimos anos.
É um éter misto de celulose não iônico, obtido a partir de algodão refinado após alcalinização, utilizando óxido de propileno e cloreto de metila como agentes de eterificação, por meio de uma série de reações. O grau de substituição é geralmente de 1,5 a 2,0. Suas propriedades são diferentes devido às diferentes proporções de metoxila e hidroxipropila. Com alto teor de metoxila e baixo teor de hidroxipropila, o desempenho é próximo ao da metilcelulose; com baixo teor de metoxila e alto teor de hidroxipropila, o desempenho é próximo ao da hidroxipropilcelulose.
①A hidroxipropilmetilcelulose é facilmente solúvel em água fria e dificilmente se dissolve em água quente. No entanto, sua temperatura de gelificação em água quente é significativamente maior do que a da metilcelulose. A solubilidade em água fria também é significativamente melhorada em comparação com a metilcelulose.
2. A viscosidade da hidroxipropilmetilcelulose está relacionada ao seu peso molecular, e quanto maior o peso molecular, maior a viscosidade. A temperatura também afeta sua viscosidade: à medida que a temperatura aumenta, a viscosidade diminui. No entanto, sua viscosidade é menos afetada pela temperatura do que a da metilcelulose. Sua solução é estável quando armazenada à temperatura ambiente.
③A retenção de água da hidroxipropilmetilcelulose depende da quantidade de adição, viscosidade, etc., e sua taxa de retenção de água sob a mesma quantidade de adição é maior do que a da metilcelulose.
④A hidroxipropilmetilcelulose é estável a ácidos e álcalis, e sua solução aquosa é muito estável na faixa de pH = 2-12. A soda cáustica e a água de cal têm pouco efeito em seu desempenho, mas o álcali pode acelerar sua dissolução e aumentar ligeiramente sua viscosidade. A hidroxipropilmetilcelulose é estável a sais comuns, mas quando a concentração da solução salina é alta, a viscosidade da solução de hidroxipropilmetilcelulose tende a aumentar.
⑤A hidroxipropilmetilcelulose pode ser misturada com polímeros solúveis em água para formar uma solução uniforme e transparente com maior viscosidade, como álcool polivinílico, éter de amido, goma vegetal, etc.
⑥ A hidroxipropilmetilcelulose tem melhor resistência a enzimas do que a metilcelulose, e sua solução tem menos probabilidade de ser degradada por enzimas do que a metilcelulose.
⑦A adesão da hidroxipropilmetilcelulose à argamassa é maior do que a da metilcelulose.
1.3.3 Éter de hidroxietilcelulose (HEC)
É feito de algodão refinado tratado com álcali e reagido com óxido de etileno como agente de eterificação na presença de acetona. O grau de substituição é geralmente de 1,5 a 2,0. Possui forte hidrofilicidade e fácil absorção de umidade.
①A hidroxietilcelulose é solúvel em água fria, mas é difícil de dissolver em água quente. Sua solução é estável em altas temperaturas sem gelificar. Pode ser usada por muito tempo em argamassas de alta temperatura, mas sua retenção de água é menor que a da metilcelulose.
②A hidroxietilcelulose é estável a ácidos e álcalis em geral. O álcali pode acelerar sua dissolução e aumentar ligeiramente sua viscosidade. Sua dispersibilidade em água é ligeiramente pior do que a da metilcelulose e da hidroxipropilmetilcelulose.
③A hidroxietilcelulose tem bom desempenho anti-escorrimento para argamassa, mas tem um tempo de retardo maior para cimento.
④O desempenho da hidroxietilcelulose produzida por algumas empresas nacionais é obviamente inferior ao da metilcelulose devido ao seu alto teor de água e alto teor de cinzas.
1.3.4 O éter de carboximetilcelulose (CMC) é obtido a partir de fibras naturais (algodão, cânhamo, etc.) após tratamento alcalino, utilizando monocloroacetato de sódio como agente de eterificação, e passando por uma série de tratamentos de reação para produzir éter de celulose iônico. O grau de substituição é geralmente de 0,4 a 1,4, e seu desempenho é bastante afetado pelo grau de substituição.
①A carboximetilcelulose é altamente higroscópica e conterá uma grande quantidade de água quando armazenada em condições gerais.
②A solução aquosa de hidroximetilcelulose não formará gel e a viscosidade diminuirá com o aumento da temperatura. Quando a temperatura excede 50 ℃, a viscosidade é irreversível.
③ Sua estabilidade é bastante afetada pelo pH. Geralmente, pode ser usado em argamassas à base de gesso, mas não em argamassas à base de cimento. Quando altamente alcalino, perde viscosidade.
④ Sua retenção de água é muito menor do que a da metilcelulose. Ela tem um efeito retardador na argamassa à base de gesso e reduz sua resistência. No entanto, o preço da carboximetilcelulose é significativamente menor do que o da metilcelulose.
2. Éter de amido modificado
Os éteres de amido geralmente utilizados em argamassas são modificados a partir de polímeros naturais de alguns polissacarídeos. Exemplos são batata, milho, mandioca, feijão-guar, etc., que são modificados em diversos éteres de amido modificados. Os éteres de amido comumente utilizados em argamassas são o éter hidroxipropilamido, o éter hidroximetilamido, etc.
Em geral, os éteres de amido modificados de batata, milho e mandioca apresentam retenção de água significativamente menor do que os éteres de celulose. Devido aos diferentes graus de modificação, apresentam estabilidade diferente em relação a ácidos e álcalis. Alguns produtos são adequados para uso em argamassas à base de gesso, enquanto outros não podem ser usados em argamassas à base de cimento. A aplicação de éter de amido em argamassas é principalmente utilizada como espessante para melhorar a propriedade antiescorrimento da argamassa, reduzir a aderência da argamassa úmida e prolongar o tempo de abertura.
Éteres de amido são frequentemente usados em conjunto com celulose, resultando em propriedades e vantagens complementares dos dois produtos. Como os produtos de éter de amido são muito mais baratos do que o éter de celulose, a aplicação de éter de amido em argamassas resultará em uma redução significativa no custo das formulações de argamassa.
3. Éter de goma guar
O éter de goma guar é um polissacarídeo eterificado com propriedades especiais, modificado a partir de grãos de guar naturais. Principalmente por meio da reação de eterificação entre a goma guar e os grupos funcionais acrílicos, forma-se uma estrutura contendo grupos funcionais 2-hidroxipropil, que é uma estrutura de poligalactomanose.
①Comparado ao éter de celulose, o éter de goma guar é mais fácil de dissolver em água. O pH basicamente não afeta o desempenho do éter de goma guar.
②Em condições de baixa viscosidade e baixa dosagem, a goma guar pode substituir o éter de celulose em quantidades iguais e possui retenção de água semelhante. No entanto, a consistência, a resistência à flacidez, a tixotropia, etc., são claramente melhoradas.
③Sob condições de alta viscosidade e grande dosagem, a goma guar não pode substituir o éter de celulose, e o uso misto dos dois produzirá melhor desempenho.
④A aplicação de goma guar em argamassas à base de gesso pode reduzir significativamente a aderência durante a construção, tornando-a mais lisa. Não afeta negativamente o tempo de pega e a resistência da argamassa de gesso.
⑤ Quando a goma guar é aplicada em alvenaria à base de cimento e argamassa de reboco, ela pode substituir o éter de celulose em quantidade igual e conferir à argamassa melhor resistência à flacidez, tixotropia e lisura de construção.
⑥Na argamassa com alta viscosidade e alto teor de agente retentor de água, a goma guar e o éter de celulose trabalharão juntos para obter excelentes resultados.
⑦ A goma guar também pode ser usada em produtos como adesivos para azulejos, agentes autonivelantes de solo, massa resistente à água e argamassa de polímero para isolamento de paredes.
4. Espessante mineral modificado retentor de água
O espessante hidrorretentor feito de minerais naturais por meio de modificação e composição tem sido aplicado na China. Os principais minerais utilizados na preparação de espessantes hidrorretentores são: sepiolita, bentonita, montmorilonita, caulim, etc. Esses minerais possuem certas propriedades de retenção de água e espessamento por meio de modificação, como agentes de acoplamento. Este tipo de espessante hidrorretentor aplicado à argamassa apresenta as seguintes características.
① Pode melhorar significativamente o desempenho da argamassa comum e resolver os problemas de baixa operabilidade da argamassa de cimento, baixa resistência da argamassa mista e baixa resistência à água.
② Podem ser formulados produtos de argamassa com diferentes níveis de resistência para construções civis e industriais em geral.
③O custo do material é baixo.
④ A retenção de água é menor do que a dos agentes orgânicos de retenção de água, e o valor de retração a seco da argamassa preparada é relativamente grande, e a coesão é reduzida.
Horário da postagem: 03/03/2023