O pó de álcool polivinílico é um tipo de substância adesiva formadora de filme solúvel em água. Atualmente, seus produtos são amplamente utilizados em alguns produtos de argamassa misturada a seco. Ele fornece um material adesivo relativamente barato para massas em pó e em pasta.

A adição de pó de álcool polivinílico a produtos de argamassa misturada a seco, como o pó de polímero redispersível, aumenta a força de ligação, mas seu desempenho abrangente está longe de ser comparável ao do pó de polímero redispersível. O pó de álcool polivinílico serve apenas como um coloide protetor para o pó de polímero redispersível. No entanto, ele ainda é o único capaz de obter uma colagem flexível em baixa temperatura e refletir boa impermeabilidade, resistência a álcalis, resistência a rachaduras, retenção de água e outras propriedades – complementadas por copolímeros como o acetato de etileno e vinila (EVA). Portanto, o uso de pó de álcool polivinílico pode produzir alguns produtos de argamassa seca de preço relativamente baixo, mas a quantidade adicional deve ser aumentada adequadamente. Como o pó de álcool polivinílico é altamente hidrofílico, mas com baixa resistência à água.

O grau de alcoólise do pó de álcool polivinílico é de cerca de 88% e pode se dissolver bem na água. Sua viscosidade solúvel em água também é relativamente grande. Portanto, o pó de álcool polivinílico pode ser facilmente formulado em cola 801 e 802 como uma pasta. Misture a massa para paredes internas com cimento branco e talco e use-a como adesivo para massa para paredes externas e agente de interface.

As principais aplicações do álcool polivinílico no setor de construção incluem como substância formadora de filme em revestimentos solúveis em água, como emulsificante em emulsão de acetato de vinila, como coloide protetor em pó de polímero redispersível e como matéria-prima principal para a produção de cola 802. A adesão e a flexibilidade podem ser melhoradas para evitar que o gesso rache e caia em produtos de argamassa misturada a seco.

Agente de retenção de água e espessante

Os espessantes de retenção de água usados na argamassa de construção tradicional são a pasta de cal e os agentes microespumantes, e os agentes de retenção de água e espessantes usados na argamassa em pó misturada a seco são o éter de celulose e o éter de amido.

1. Éter de celulose

Éter de celulose é o nome geral de uma série de produtos produzidos por reações de celulose alcalina e agente eterificante sob determinadas condições. Em produtos de argamassa seca, a quantidade adicional de éter de celulose é escassa, mas pode melhorar significativamente o desempenho da argamassa úmida e é um aditivo importante que afeta o desempenho da argamassa na construção.

(1) Classificação dos éteres de celulose

A produção de éter de celulose é muito complicada.  Primeiro, extrai-se a celulose do algodão ou da madeira e, em seguida, adiciona-se hidróxido de sódio e a converte em celulose alcalina por meio de uma reação química (dissolução alcalina). A celulose alcalina sofre eterificação. Sob a ação do agente (reação de eterificação), o éter de celulose é gerado por meio de lavagem com água, secagem, moagem e outros processos.

Fibras naturais, como fibra de algodão, abeto ou fibra de madeira de faia, são as principais matérias-primas para a produção de éter de celulose. Devido a seus diferentes graus de polimerização, isso inevitavelmente afetará a viscosidade final de seus produtos. Atualmente, todos os principais fabricantes de celulose usam algodão. A fibra (um subproduto da nitrocelulose) é a principal matéria-prima. Diferentes agentes eterificantes podem eterificar a celulose alcalina em vários tipos de éteres de celulose. A estrutura molecular da celulose é composta por ligações de unidades de glicose desidratadas. Cada unidade de glicose contém 3 grupos hidroxila. Quando, sob determinadas condições, os grupos hidroxila são substituídos por grupos metil, hidroxietil, hidroxipropil e outros, vários tipos de celulose podem ser produzidos, como os substituídos por grupos metil, chamados de metilcelulose, os substituídos por grupos hidroxietil, chamados de hidroxietilcelulose, e os substituídos por grupos hidroxipropil, chamados de hidroxipropilcelulose. Como a metilcelulose é um éter misto gerado pela reação de eterificação, principalmente metil, mas contendo uma pequena quantidade de hidroxietil ou hidroxipropil, ela é chamada de éter metil-hidroxietilcelulose ou metilcelulose. Éter hidroxipropílico de celulose. Devido aos diferentes substituintes (como metil, hidroxietil e hidroxipropil) e aos diferentes graus de substituição (o número de substâncias substituídas para cada grupo hidroxila ativo na celulose), podem ser gerados vários tipos de éteres de celulose. A variedade e as diferentes marcas podem ser amplamente utilizadas em áreas como engenharia de construção, alimentos e produtos farmacêuticos, química diária e petróleo.

  • Éteres de celulose comumente usados em argamassa seca e suas propriedades

Como a celulose iônica (sal de hidroximetilcelulose) é instável na presença de íons de cálcio, ela raramente é usada em produtos de argamassa de mistura seca que usam cimento e cal apagada como materiais de cimentação. A hidroxietilcelulose também é usada em alguns produtos de argamassa de mistura seca, mas sua participação no mercado é pequena. Os éteres de celulose usados atualmente são principalmente o éter metil-hidroxietilcelulose (MHEC) e a metil-hidroxietilcelulose. A participação de mercado do éter propilcelulósico (MHPC) ultrapassou 90%, e a proporção do verdadeiro éter metilcelulósico é deficiente. O éter de metil-hidroxietilcelulose e a metil-hidroxipropilcelulose usados no setor de construção são chamados de MHEC ou MHPC, que desempenham um papel importante no campo da argamassa de mistura seca. É um material modificado crucial, como argamassa de reboco, gesso para estuque, adesivo para azulejos, massa de vidraceiro, argamassa autonivelante, argamassa em spray, cola para papel de parede e materiais de calafetagem. Ele controla a consistência da argamassa em várias argamassas misturadas a seco – o papel do desempenho de trabalho, do desempenho de colagem e da retenção de água.

Os éteres de celulose usados na argamassa seca são principalmente o éter metil-hidroxietilcelulose (MHEC) e o éter metil-hidroxipropilcelulose (MHPC), de modo que os éteres de celulose mencionados aqui se referem principalmente ao MHEC e ao MHPC e às suas propriedades.

1. Retenção de água

A retenção de água é uma propriedade essencial do éter de celulose. Os fatores que afetam o efeito de retenção de água da argamassa seca incluem

  • a quantidade de éter de celulose adicionada,
  • a viscosidade do éter de celulose,
  • a finura do éter de celulose,
  • a temperatura do ambiente de uso.
  • A quantidade adicionada de éter de celulose afeta a retenção de água. Quando a quantidade adicionada de éter de celulose está dentro da faixa de 0,05% a 0,4%, a taxa de retenção de água aumenta com a quantidade adicional. Quando a quantidade adicional aumenta, a tendência de aumento da taxa de retenção de água começa a se desacelerar, conforme mostrado na Figura 1.

A dosagem de éter de celulose também varia de acordo com os diferentes usos da argamassa. Em argamassa de alvenaria ou argamassa autonivelante, a dosagem é de 0,02%; em argamassa de reboco, a dosagem é de 0,1%; e em azulejos de cerâmica, é de cerca de 0,3% a 0,7%.

taxa de retenção de água

A taxa de adição de éter de celulose%

Figura 1: Relação entre retenção de água e taxa de adição

(2) Efeito da viscosidade do éter de celulose na retenção de água

A viscosidade do éter de celulose tem uma relação semelhante com a taxa de retenção de água. Quando a viscosidade do éter de celulose aumenta, a taxa de retenção de água também aumenta. Quando a viscosidade atinge um determinado nível, o aumento da taxa de retenção de água também tende a ser suave. Veja a Figura 2.

taxa de retenção de água

            Viscosidade (solução de água a 2%, 20℃, D=2,5s¹)/(MPa – s)

Figura 2: Relação entre retenção de água e viscosidade

De modo geral, quanto maior a viscosidade, melhor o efeito de retenção de água; quanto maior a viscosidade, maior a massa molecular relativa do éter de celulose.

Sua solubilidade também será reduzida, o que prejudicará a resistência e o desempenho da construção da argamassa. Quanto maior a viscosidade, mais pronunciado será o efeito de espessamento na argamassa, mas não é diretamente proporcional. Quanto maior a viscosidade, maior a viscosidade da argamassa úmida. Durante a construção, ela se manifesta como aderência ao raspador e alta adesão ao substrato. No entanto, isso não ajuda muito a aumentar a resistência estrutural da argamassa úmida em si, e o efeito de melhorar a antiderrapagem não é aparente. Por outro lado, alguns éteres de metilcelulose modificados com viscosidade média e baixa têm excelente desempenho na melhoria da resistência estrutural da argamassa úmida.

(3) Efeito da finura do éter de celulose na retenção de água

O éter de celulose usado na argamassa de mistura seca deve estar na forma de pó, com um tamanho de partícula de 20% a 60% menor que 63 μm. A finura pode afetar a solubilidade do éter de celulose. O éter de celulose grosso geralmente é granular e pode ser facilmente disperso e dissolvido em água sem aglutinação. No entanto, a velocidade de dissolução é prolongada e inadequada para uso em argamassa de mistura seca. O éter de celulose é distribuído entre agregados, cimento de enchimento fino e outros materiais cimentícios na argamassa misturada a seco. Somente um pó suficientemente fino pode evitar a aglomeração do éter de celulose quando a água é adicionada para agitar. Quando o éter de celulose é dissolvido em água, não será fácil dispersá-lo e dissolvê-lo novamente se houver aglomeração. Os éteres de celulose com finura mais grossa reduzirão a resistência local da argamassa. Quando essa argamassa for construída em uma grande área, a velocidade de cura da argamassa local será significativamente reduzida, e ocorrerão rachaduras devido aos diferentes tempos de cura. No caso da gunita, os requisitos de finura são maiores devido ao menor tempo de mistura.

O efeito da finura do éter de celulose na retenção de água. De modo geral, para o éter de celulose com a mesma viscosidade, mas com finura diferente, na mesma quantidade de adição, quanto mais fino for o éter de celulose, melhor será a retenção de água. Veja a Figura 3

Taxa de retenção de água%

Tempo de absorção/min

Figura 3: Efeito da finura na retenção de água

(4) Efeito da temperatura operacional na retenção de água

A retenção de água do éter de celulose também está relacionada à temperatura de operação. A retenção de água diminui à medida que a temperatura de operação aumenta.

Taxa de retenção de água%

    temperatura de operação

Figura 4: Efeito da temperatura na retenção de água

Na aplicação real dos materiais, é comum encontrar construções em ambientes de alta temperatura, como a aplicação de reboco em paredes externas sob o sol no verão, o que inevitavelmente acelera a fixação e o endurecimento da argamassa de cimento. A diminuição da taxa de retenção de água levará a uma redução da capacidade de trabalho e da resistência a rachaduras. Nesse caso, a redução da influência dos fatores de temperatura torna-se particularmente crítica. Experimentos demonstraram que o aumento do grau de eterificação do éter de celulose pode aumentar seu efeito de retenção de água na temperatura de uso. Os melhores resultados ainda podem ser mantidos em condições mais altas.

2. Espessamento

Outra característica fundamental do éter de celulose é seu excelente efeito espessante. A adição de éter de celulose a produtos de argamassa misturada a seco pode aumentar a viscosidade em milhares de vezes, proporcionando melhor resistência ao escorregamento e à adesão. Em aplicações práticas, o éter de celulose pode controlar com precisão a consistência dos produtos de argamassa, e essas consistências são ajustadas pela adição de diferentes tipos de éter de celulose e outras quantidades.

O efeito espessante do éter de celulose está intimamente relacionado à sua reologia exclusiva. Em particular, sua viscosidade afetará a força de ligação, a fluidez, a estabilidade estrutural e a capacidade de trabalho do material.

3. Solubilidade

Como as partículas de superfície do éter de celulose de alta qualidade foram especialmente tratadas, elas têm excelente solubilidade, seja em argamassa de cimento, gesso ou sistemas de revestimento, e não são fáceis de aglomerar e se dissolvem rapidamente. Especialmente em sistemas de argamassa com um valor de pH considerável, ele promove significativamente a rápida dissolução. Em geral, ele se dissolve completamente em poucos minutos.

(3) Seleção de éteres de celulose

Na argamassa de mistura seca, o éter de celulose desempenha um papel na retenção de água, no espessamento e na melhoria do desempenho da construção. Boas propriedades de retenção de água podem garantir que a argamassa não cause lixamento, pulverização e redução da resistência devido à falta de água e à hidratação incompleta do cimento. O efeito de espessamento aumenta consideravelmente a resistência estrutural da argamassa úmida. Por exemplo, o adesivo para azulejos de cerâmica tem boa capacidade antiescorrimento. A adição de éter de celulose pode melhorar significativamente a viscosidade aquosa da argamassa úmida e tem viscosidade adequada para vários substratos, melhorando assim o desempenho de montagem na parede da argamassa úmida.

As funções do éter de celulose em diferentes produtos também são variadas. Por exemplo, o éter de celulose pode aumentar o tempo de abertura e ajustar o tempo em adesivos para revestimentos cerâmicos; as argamassas de spray mecânico podem melhorar a resistência estrutural da argamassa úmida; a argamassa autonivelante pode evitar o assentamento e a segregação. O éter de celulose é amplamente usado em produtos de argamassa misturada a seco como aditivo essencial. No entanto, a marca e a dosagem do éter de celulose são diversas em diferentes produtos de argamassa misturada a seco. Como várias argamassas de mistura seca têm requisitos técnicos adicionais para o éter de celulose, os fabricantes modificam o éter de celulose com a mesma viscosidade para se adaptar às diferentes necessidades técnicas de outros produtos de argamassa em pó de mistura seca. É conveniente para os projetistas de fórmulas de argamassa misturada a seco escolherem.