No processo de construção, a argamassa geralmente perde água muito rapidamente, não há tempo e água suficientes para a reação de hidratação, resultando em resistência insuficiente e rachaduras na pasta de cimento após o endurecimento e outros fenômenos. O éter de celulose é um aditivo polimérico comum na argamassa seca, que tem as funções de retenção de água, espessamento, retardamento e retenção de ar, e pode melhorar significativamente o desempenho da argamassa.
Para que a argamassa atenda aos requisitos de transporte e para resolver os problemas de rachaduras e baixa resistência de ligação, é muito importante adicionar éter de celulose à argamassa. O éter de celulose (Cellulose Ether) é feito de celulose por meio da reação de eterificação de um ou vários agentes eterificantes e da secagem e moagem.
Classificação do éter de celulose
De acordo com as diferentes estruturas químicas dos substituintes do éter, o éter de celulose pode ser dividido em éteres aniônicos, catiônicos e não iônicos. Os éteres de celulose iônicos são principalmente o éter de carboximetilcelulose (CMC); os éteres de celulose não iônicos são principalmente o éter de metilcelulose (MC), o éter de hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) e o éter de hidroxietilcelulose (HC), entre outros. Os éteres não iônicos são divididos em éteres solúveis em água e éteres solúveis em óleo, e os éteres não iônicos solúveis em água são usados principalmente em produtos de argamassa. Na presença de íons de cálcio, os éteres iônicos de celulose são instáveis e, por isso, raramente são usados em produtos de argamassa misturada a seco com cimento, cal apagada e outros materiais de cimentação. Já o éter de celulose não iônico solúvel em água é amplamente utilizado no setor de materiais de construção devido à sua estabilidade de suspensão e efeito de retenção de água.
De acordo com os diferentes agentes eterificantes selecionados no processo de eterificação, os produtos de éter de celulose incluem metilcelulose, hidroxietilcelulose, hidroxietilmetilcelulose, cianoetilcelulose, carboximetilcelulose, etilcelulose, benzilcelulose, carboximetil hidroxietilcelulose, hidroxipropilmetilcelulose, benzil cianoetilcelulose, fenilcelulose e outros tipos.
Os éteres de celulose usados para argamassa geralmente incluem éter metilcelulose (MC), hidroxipropilmetilcelulose (HPMC), éter hidroxietilmetilcelulose (HEMC) e éter hidroxietilcelulose (HEMC), etc., dos quais o HPMC e o HEMC são os mais usados.
Propriedades químicas dos éteres de celulose
Cada éter de celulose tem a estrutura básica da celulose: a estrutura de glicose desidratada. No processo de produção de éteres de celulose, as fibras de celulose são primeiramente aquecidas em uma solução alcalina, seguidas de tratamento com um agente eterificante, e o produto da reação fibrosa é purificado e moído para formar um pó uniforme de certa finura.
Na produção de MC, apenas o cloreto de metileno é usado como agente eterificante; na produção de HPMC, além do cloreto de metileno, o óxido de propileno também é usado para obter grupos substituintes de hidroxipropil. Vários éteres de celulose têm diferentes taxas de substituição de metil e hidroxipropil, afetando assim propriedades como a solubilidade da fase orgânica e a temperatura de gel quente das soluções de éter de celulose.
O número de grupos substituintes na unidade estrutural de glicose desidratada da celulose pode ser expresso em termos de porcentagem de massa ou número médio de grupos substituintes (ou seja, Grau de substituição DS-Grau de substituição). O número de grupos substituintes determina a natureza do produto de éter de celulose. O efeito do grau médio de substituição na solubilidade do produto eterificado é o seguinte:
(1) Produtos eterificados com baixo grau de substituição são facilmente solúveis em solução alcalina;
(2) Produtos eterificados com um grau de substituição ligeiramente maior são solúveis em água;
(3) Produtos eterificados altamente substituídos são solúveis em solventes orgânicos polares;
(4) Os produtos de eterificação com maior grau de substituição são solúveis em solventes orgânicos não polares.
Propriedades de solubilidade do éter de celulose
As características de solubilidade dos éteres de celulose têm grande influência sobre a capacidade de trabalho das argamassas de cimento. Os éteres de celulose podem ser usados para melhorar a coesão e a retenção de água das argamassas de cimento, mas isso depende do fato de os éteres de celulose estarem totalmente dissolvidos na água. Os principais fatores que afetam a dissolução dos éteres de celulose são o tempo de dissolução, a velocidade de mistura e a finura do pó.
O papel do éter de celulose na argamassa de cimento
Como um importante aditivo na argamassa de cimento, a função do éter de celulose se reflete nos seguintes aspectos
(1) Melhorar a facilidade da argamassa, aumentar a viscosidade da argamassa.
A incorporação do éter de celulose pode evitar a segregação da argamassa e obter um corpo plástico uniforme e consistente. Por exemplo, a mistura de HEMC, HPMC etc. facilita o espalhamento da argamassa de camada fina e da argamassa de reboco. O efeito espessante do éter de celulose depende principalmente de: grau de polimerização, taxa de cisalhamento, temperatura, concentração de éter de celulose e concentração de sal dissolvido.
(2) Tem efeito de retenção de ar.
Devido à introdução do éter de celulose no grupo alquil, de modo que a solução aquosa de éter de celulose da energia de superfície é reduzida, é fácil fazer com que a mistura de argamassa de éter de celulose no processo de mistura introduza bolhas pequenas, uniformes e estáveis. A introdução de bolhas não só pode ter um “efeito de bola”, de modo que o desempenho de construção da argamassa foi aprimorado, como também pode reduzir a densidade úmida da argamassa e ajudar a reduzir a condutividade térmica da argamassa. Entretanto, após o aumento do teor de ar, a resistência à compressão, à flexão e à aderência da argamassa será afetada negativamente em maior grau, o que deve ser levado a sério. Alguns testes mostram que, quando a dosagem de HEMC e HPMC é de 0,5%, o teor de gás da argamassa é o maior, cerca de 55%; quando a dosagem é maior que 0,5%, o teor de gás da argamassa com o aumento da dosagem apresenta uma tendência de redução.
(3) Mantenha a umidade para não perder.
A umidade na argamassa pode desempenhar o papel de lubrificação e mistura, além de facilitar a raspagem da argamassa de camada fina e da argamassa de reboco. A adição de éter de celulose ajuda a reduzir a perda de umidade na argamassa de camada fina, na construção, nos tijolos de parede, nos blocos etc., que não precisam ser molhados com antecedência. Após a construção do material cimentício, também é possível ter tempo suficiente para continuar a hidratação, melhorando a adesão entre a argamassa e o substrato.
