Há dois sistemas de materiais cimentícios, a saber, materiais cimentícios inorgânicos e materiais cimentícios orgânicos. Os materiais cimentícios inorgânicos, como o cimento, podem unir agregados para formar uma estrutura rígida, enquanto os materiais cimentícios orgânicos podem dotar a estrutura rígida de propriedades de coesão e comportamento dinâmico, além de melhorar a ligação com substratos de difícil ligação.
As emulsões de polímero sintético são usadas para modificar a argamassa, o que é chamado de sistema de dois componentes, ou seja, pó adesivo mineral em sacos e adesivo de polímero líquido em recipientes. Na aplicação prática desse tipo de argamassa de cimento modificada com polímero de dois componentes, ainda existe o problema de que é difícil controlar a quantidade de emulsão de polímero adicionada com precisão; se a quantidade for muito alta ou muito baixa, isso alterará as características técnicas do desempenho da argamassa, fazendo com que o desempenho da argamassa não atenda aos requisitos. Além das dificuldades e dos riscos de manuseio, os produtos de dois componentes também apresentam problemas de custo e logística. Devido aos problemas mencionados acima na modificação da argamassa por emulsão de polímero, o desenvolvimento e a aplicação de produtos em pó de polímero redispersível são promovidos, e a argamassa seca de componente único produzida por produtos em pó de polímero redispersível facilita as operações de construção, a embalagem, o armazenamento e o transporte também são mais convenientes, além de ser muito benéfica para a proteção do meio ambiente.
- Tipos e requisitos de desempenho do pó de polímero redispersível
Pó de polímero redispersível refere-se a uma emulsão de polímero seca por pulverização e é posteriormente processada e utilizada como um tipo de material orgânico gelificante com adesão e flexibilidade. É usado principalmente na construção civil, especialmente em argamassa misturada a seco, para aumentar a coesão.
Os tipos mais comuns de pó de polímero redispersível no mercado incluem pó de copolímero de etileno e acetato de vinila (EVA), pó de copolímero ternário de etileno, cloreto de vinila e laurato de vinila (E/VC/VL), pó de copolímero ternário de acetato de vinila e etileno e éster de vinil de ácido graxo superior (VAC/E/VeoVa), pó de polímero de homopolímero de acetato de vinila (PVAc) e pó de polímero acrílico puro (PAE).
O pó de copolímero de etileno-acetato de vinila (EVA) é líder mundial e representa as características técnicas do pó de polímero redispersível . Com relação à experiência especializada em polímeros usados para modificação de argamassa, ele ainda é a melhor solução técnica.
Principais propriedades físicas do pó de polímero redispersível
| Item | Índice | Item | Índice |
| Conteúdo sólido | (99±1) | Principal distribuição de partículas coloidais | 1～7 |
| Teor de cinzas | (10±2) | temperatura mínima de formação do filme | 0 |
| Densidade de volume | (490±50) | Aparição no filme | transparente, elástico |
| aparência | Pó branco | Valor de Ph | 7～8 |
| Coloide protetor | álcool polivinílico | ||
| Tamanho da partícula | Maior que 400 | autocombustão | 225 |
O pó de polímero redispersível pode ser combinado com outros materiais gelificantes inorgânicos (como cimento, cal apagada, gesso etc.), bem como vários agregados finos, cargas finas e outros aditivos (como éter de metil hidroxipropilcelulose, éter de amido, fibra de celulose etc.) que são fisicamente misturados em uma argamassa seca. Ao adicionar a argamassa misturada a seco à água e agitar sob a ação do coloide protetor hidrofílico e da força de cisalhamento mecânico, as partículas de polímero em pó serão rapidamente dispersas na água, o suficiente para se distribuírem e formarem um filme completo. Por exemplo, ao aplicar concreto pulverizado a seco para fins de reparo, a argamassa seca com o pó de polímero redispersível e a água são misturados na superfície da construção por apenas 0,1s na extremidade do bocal, o que é suficiente para que o pó de polímero redispersível seja totalmente disperso e forme uma película. Nesse estágio inicial de mistura, o pó de polímero começou a afetar a reologia e a capacidade de trabalho da argamassa. Devido às diferentes composições do polímero em pó, às propriedades e às modificações do próprio polímero em pó, o impacto será adicional, e alguns têm reologia. O efeito da desnaturação, enquanto alguns têm o efeito de aumentar a tixotropia. O mecanismo de sua influência vem de muitos aspectos, incluindo o impacto da afinidade do pó de polímero redispersível pela água durante a dispersão, o efeito da viscosidade diferente após a dispersão no aumento do teor de ar da argamassa e a distribuição de bolhas. Devido ao impacto dos coloides protetores, ao efeito sobre o cimento e a água, à interação entre o pó de polímero redispersível e outros aditivos e ao efeito da interação entre seus aditivos e outros aditivos, em resumo, o uso de diferentes pós de polímero redispersível trará várias funções, como aumento da fluidez, aumento da tixotropia e aumento da viscosidade.
Em geral, acredita-se que o mecanismo pelo qual o pó de polímero redispersível melhora a capacidade de trabalho da argamassa fresca é o seguinte O pó de polímero redispersível geralmente aumenta o teor de gás da argamassa e, portanto, lubrifica a argamassa fresca; especialmente seu coloide protetor, reage à água quando dispersa a afinidade e a subsequente viscosidade da pasta, melhora a coesão da argamassa de construção e, portanto, melhora a trabalhabilidade. Depois que a argamassa fresca contendo dispersão de pó de polímero redispersível é formada, à medida que a umidade diminui em três níveis, a saber, a absorção da superfície da base, o consumo de reação do material hidráulico e a volatilização da camada superficial no ar, as partículas de resina se aproximam gradualmente e a interface se torna lentamente difusa, as resinas se fundem e, por fim, polimerizam para formar um filme. O processo de um dia se tornar um filme contínuo de polímero ocorre principalmente nos poros da argamassa e na superfície do sólido.
O processo de formação do filme de polímero geralmente pode ser dividido em três estágios. No primeiro estágio, as partículas de polímero se movem livremente em movimento browniano na emulsão inicial. À medida que a água evapora, o movimento das partículas fica naturalmente cada vez mais restrito. A tensão interfacial entre a água e o ar faz com que elas se alinhem gradualmente. No segundo estágio, a água em forma de rede evapora por meio de capilares quando as partículas começam a entrar em contato umas com as outras. A alta tensão capilar exercida na superfície da partícula causa a deformação das esferas de polímero e faz com que elas se fundam. A água restante preenche os poros e forma-se um filme. O terceiro e último estágio é a difusão das moléculas de polímero para criar um filme genuinamente contínuo. Durante o processo de formação do filme, as partículas móveis isoladas de polímero são consolidadas em uma nova fase de filme com alta tensão de tração. Para permitir que o pó de polímero redispersível forme um filme na argamassa endurecida, é necessária a temperatura mínima de formação de filme (MFT).
Menor que a temperatura de cura da argamassa. Se esse processo for irreversível, a película de polímero não será redispersa quando encontrar água novamente; o coloide protetor do pó de polímero redispersível – álcool polivinílico – deve ser separado do sistema de película de polímero, o que não é um problema em um sistema de argamassa de cimento alcalino porque o álcool polivinílico será saponificado pelo álcali gerado pela hidratação do cimento. Ao mesmo tempo, a adsorção de materiais de quartzo como agregados finos também pode fazer com que o álcool polivinílico desapareça gradualmente do sistema. A membrana formada pela dispersão do pó de polímero redispersível separado do sistema sem o coloide protetor hidrofílico, que é insolúvel em água, pode funcionar em condições de imersão em água seca e de longo prazo. Obviamente, em técnicas não alcalinas (como gesso ou apenas cargas), como o álcool polivinílico ainda existe parcialmente no filme de polímero final, ele pode afetar a resistência à água do filme de polímero, mas esses sistemas geralmente não são usados. No caso de imersão prolongada em água, e o polímero ainda tiver suas propriedades mecânicas exclusivas, isso não afeta a aplicação do pó de polímero redispersível nesses sistemas.
Com a formação do filme final de polímero, um sistema de estrutura composto de materiais gelificantes inorgânicos e orgânicos é formado na argamassa curada, que é um esqueleto frágil e duro composto de materiais hidráulicos e Pó de polímero redispersível nas lacunas e superfícies sólidas – uma rede flexível composta de filmes. Como a resistência à tração do filme de resina de polímero formado pelo pó de látex é geralmente mais de uma ordem de grandeza maior do que a dos materiais à base de cimento, ele pode aumentar a resistência à tração da argamassa. Uma vez que a flexibilidade e a capacidade de deformação do polímero são muito maiores do que as do cimento. Com a estrutura de pedra rígida, o desempenho de deformação da argamassa é aprimorado, e o efeito de dispersão do estresse também é bastante aprimorado, melhorando assim a resistência a rachaduras da argamassa.
À medida que o pó de polímero redispersível aumenta, todo o sistema se desenvolve em direção aos plásticos. No caso do pó de alta osmose, a fase de polímero na argamassa curada excedeu gradualmente a fase de produto de hidratação inorgânica e a argamassa. Ocorreu uma mudança qualitativa, e ela se tornou um elastômero. Ao mesmo tempo, o produto de hidratação do cimento se tornou um “enchimento”. Ao mesmo tempo, o filme formado pela dispersão do pó de polímero redispersível distribuído na interface pode desempenhar outra função crucial, ou seja, aumentar a adesão aos materiais em contato, o que é adequado para algumas superfícies de base difíceis de aderir com absorção de água extremamente baixa ou nula (como a superfície de concreto liso e materiais de cimento), a superfície de materiais orgânicos, como chapas de aço, tijolos de cobre, madeira ou plásticos) é significativa porque o aglutinante inorgânico une o material por meio do princípio da incorporação mecânica, ou seja, a pasta hidráulica penetra nas lacunas de outros materiais e se solidifica gradualmente. As superfícies de difícil aderência mencionadas acima não conseguem penetrar efetivamente no material para formar uma excelente incorporação mecânica, de modo que apenas argamassas com adesivos inorgânicos não conseguem obter efeitos práticos de colagem. O mecanismo de colagem dos polímeros é diferente, e é por isso que os outros materiais utilizam forças intermoleculares e não dependem da porosidade da superfície (é claro que a superfície de base áspera e a superfície de contato aumentada aumentarão a força de colagem); isso é ainda mais proeminente no caso de superfícies de base orgânica. Ao mesmo tempo, o pó de polímero Redispersible Polymer contendo etileno tem uma adesão mais notável a substratos orgânicos, especialmente materiais similares, como cloreto de polivinila e poliestireno, o que é mais propício para a aplicação de argamassa seca modificada por polímero.
A argamassa modificada com o pó de polímero redispersível obviamente melhorará a resistência à tração, a elasticidade, a flexibilidade e as propriedades de vedação. Ele pode formar um filme de polímero e fazer parte da parede do furo, desempenhando assim um papel de vedação na estrutura de alta porosidade da argamassa. A membrana de polímero tem um mecanismo de autoalongamento que exerce tensão em seu ponto de ancoragem com a argamassa. Essas forças internas mantêm a argamassa unida como um todo, aumentando assim a resistência coesiva da argamassa. A presença de polímeros altamente flexíveis e elásticos melhora a flexibilidade e a elasticidade da argamassa. O mecanismo pelo qual a tensão de escoamento e a resistência à ruptura são aumentadas é o seguinte: quando a força é aplicada, a formação de microfissuras é retardada até que pressões mais altas sejam atingidas devido à maior flexibilidade e elasticidade. Além disso, as regiões de polímero entrelaçadas também impedem a coalescência de microfissuras em fissuras de passagem. Portanto, o pó de polímero redispersível aumenta a tensão de ruptura e a deformação de ruptura do material.
O filme de polímero na argamassa modificada com polímero também desempenha um papel essencial no endurecimento da argamassa. O pó de polímero redispersível distribuído na interface desempenha outra função essencial por meio da dispersão e da formação de filme, aumentando a adesão aos materiais em contato. Por exemplo, na microestrutura da área de interface entre a argamassa de colagem de azulejos de cerâmica modificada com polímero em pó e os azulejos de cerâmica, o filme formado pelo polímero pode formar uma ponte entre os azulejos de cerâmica vitrificada com absorção de água deficiente e a matriz de argamassa de cimento. Em circunstâncias normais, a área de contato entre dois materiais diferentes é uma área de risco particularmente alto para a formação de rachaduras por retração, o que leva à perda de adesão. Pode-se observar aqui que a capacidade dos filmes de polímero de curar rachaduras de retração desempenha um papel fundamental nos adesivos para azulejos.
O mecanismo de ação do pó de polímero redispersível na argamassa pode ser resumido da seguinte forma:
- O pó de polímero redispersível forma um filme após a dispersão e pode ser usado como um segundo aglutinante para melhorar a ligação.
b. Depois que o sistema de argamassa absorver o coloide protetor do pó de polímero redispersível, o polímero formador de filme não será destruído pela água ou por “dispersão secundária”;
c. A resina polimérica após a formação do filme é distribuída em todo o sistema de argamassa como um material de reforço, aumentando assim a coesão da argamassa;
d. A principal função do pó de polímero redispersível na argamassa úmida é melhorar o desempenho da construção, melhorar o desempenho do fluxo, aumentar a tixotropia e as propriedades antiaderentes, melhorar a coesão e aumentar a retenção de água;
e. As principais funções do pó de polímero redispersível após a cura da argamassa são aumentar a resistência à tração, aumentar a resistência à flexão, reduzir o módulo de elasticidade, melhorar a deformabilidade, aumentar a densidade do material, aumentar a resistência ao desgaste e melhorar a resistência interna.
