Existen dos sistemas de materiales cementantes, a saber, los materiales cementantes inorgánicos y los materiales cementantes orgánicos. Los materiales cementantes inorgánicos, como el cemento, pueden adherir áridos para formar un armazón rígido, mientras que los materiales cementantes orgánicos pueden dotar al armazón rígido de propiedades de cohesión y comportamiento dinámico, así como de una mejor adherencia a sustratos difíciles de adherir.

Las emulsiones de polímeros sintéticos se utilizan para modificar el mortero que se denomina sistema de dos componentes, es decir, polvo adhesivo mineral en bolsas y adhesivo de polímero líquido en recipientes. En la aplicación práctica de este tipo de mortero de cemento modificado con polímeros de dos componentes, sigue existiendo el problema de que es difícil controlar con precisión la cantidad de emulsión de polímero añadida, si la cantidad es demasiado alta o demasiado baja, lo que cambiará las características técnicas del rendimiento del mortero, dando lugar a que el rendimiento del mortero no cumpla los requisitos. Además de las dificultades y los riesgos de manipulación, los productos de dos componentes también presentan problemas de coste y logística. Debido a los problemas mencionados anteriormente en la modificación del mortero mediante emulsión polimérica, se promueve el desarrollo y la aplicación de productos de polvo polimérico redispersable, y el mortero monocomponente mezclado en seco producido mediante productos de polvo polimérico redispersable facilita las operaciones de construcción, el envasado, el almacenamiento y el transporte también son más convenientes, y también es muy beneficioso para proteger el medio ambiente.

  1. Tipos y requisitos de rendimiento del polvo de polímero redispersable 

Polvo de polímero redispersable se refiere a una emulsión de polímero secada por pulverización y posteriormente procesada y realizada como un tipo de material orgánico gelificante con adherencia y flexibilidad. Se utiliza principalmente en la construcción, especialmente en morteros mezclados en seco, para aumentar la cohesión.

Los tipos más comunes de Polímero redispersable en polvo en el mercado incluyen el copolímero en polvo de etileno y acetato de vinilo (EVA), el copolímero ternario en polvo de etileno, cloruro de vinilo y laurato de vinilo (E/VC/VL), el copolímero ternario en polvo de acetato de vinilo y etileno y ésteres de vinilo de ácidos grasos superiores (VAC/E/VeoVa), el polímero homopolímero en polvo de acetato de vinilo (PVAc) y el polímero acrílico puro en polvo (PAE).

El copolímero de etilvinilacetato en polvo (EVA) es líder mundial y representa las características técnicas de Polímero redispersable en polvo . En cuanto a la experiencia especializada en polímeros utilizados para la modificación de morteros, sigue siendo la mejor solución técnica.

Principales propiedades físicas del Polímero Redispersable en polvo

 Artículo Índice Artículo Índice
Contenido sólido(99±1)Distribución principal de las partículas coloidales1~7
Contenido en cenizas(10±2)temperatura mínima de formación de la película0
Densidad de volumen(490±50)Aspecto de la películatransparente, elástico
apariciónPolvo blancoValor Ph 7~8
Coloide protectoralcohol polivinílico
Tamaño de las partículasMás de 400autocombustión225

El polvo de polímero redispersable puede combinarse con otros materiales gelificantes inorgánicos (como cemento, cal apagada, yeso, etc.), así como con diversos agregados finos, rellenos finos y otros aditivos (como éter de metilhidroxipropilcelulosa, éter de almidón, fibra de celulosa, etc.) que se mezclan físicamente en un mortero seco. Cuando se añade el mortero mezclado en seco al agua y se agita bajo el coloide protector hidrófilo y la fuerza mecánica de cizallamiento, las partículas de polvo de polímero se dispersarán rápidamente en el agua lo suficiente como para distribuirse y formar una película a fondo. Por ejemplo, cuando se aplica hormigón proyectado en seco con fines de reparación, el mortero seco con Polímero Redispersable en polvo y el agua se mezclan sobre la superficie de construcción durante sólo 0,1s en el extremo de la boquilla, lo que es suficiente para que el Polímero Redispersable en polvo se disperse completamente y forme una película. En esta primera fase de mezcla, el polvo de polímero ha empezado a influir en la reología y la trabajabilidad del mortero. Debido a las diferentes composiciones del polvo de polímero, las propiedades, y las modificaciones del propio polvo de polímero, el impacto será adicional, y algunos tienen reología. El efecto de desnaturalización, mientras que algunos tienen el efecto de aumentar la tixotropía. El mecanismo de su influencia proviene de muchos aspectos, incluyendo el impacto de la afinidad del Polímero Redispersable en polvo por el agua durante la dispersión, el efecto de la diferente viscosidad después de la dispersión en el aumento del contenido de aire del mortero, y la distribución de las burbujas. Debido al impacto de los coloides protectores, el efecto sobre el cemento y el agua, la interacción entre Polímero Redispersable en polvo y otros aditivos, y el efecto de la interacción entre sus aditivos y otros aditivos, en resumen, el uso de diferentes Polímero Redispersable en polvo pondrá de manifiesto diversas funciones como el aumento de la fluidez, el aumento de la tixotropía y el aumento de la viscosidad.

En general, se cree que el mecanismo por el que Polímero redispersable en polvo mejora la trabajabilidad del mortero fresco: Polímero redispersable en polvo generalmente aumenta el contenido de gas del mortero y por lo tanto lubrica el mortero fresco; especialmente su coloide protector, reacciona al agua cuando se dispersa la afinidad, y la posterior viscosidad de la lechada, mejora la cohesión del mortero de construcción y por lo tanto mejora la trabajabilidad. Después de la formación del mortero fresco que contiene la dispersión de polvo de polímero redispersable, a medida que la humedad disminuye en tres niveles, a saber, la absorción de la superficie de la base, el consumo de reacción del material hidráulico, y la volatilización de la capa superficial en el aire, las partículas de resina se acercan gradualmente y la interfaz lentamente difusa, las resinas se fusionan y finalmente polimerizan para formar una película. El proceso de convertirse algún día en una película polimérica continua se produce principalmente en los poros del mortero y en la superficie del sólido.

El proceso de formación de la película de polímero puede dividirse generalmente en tres etapas. En la primera etapa, las partículas de polímero se mueven libremente en movimiento browniano en la emulsión inicial. A medida que el agua se evapora, el movimiento de las partículas se restringe cada vez más. La tensión interfacial entre el agua y el aire las empuja a alinearse gradualmente. En la segunda etapa, el agua en forma de red se evapora a través de los capilares cuando las partículas empiezan a entrar en contacto entre sí. La elevada tensión capilar ejercida sobre la superficie de las partículas provoca la deformación de las esferas de polímero y hace que se fusionen. El agua restante llena los poros y se forma aproximadamente una película. La tercera y última etapa es la difusión de las moléculas de polímero para crear una película realmente continua. Durante el proceso de formación de la película, las partículas móviles aisladas del polímero se consolidan en una nueva fase de la película con una elevada tensión de tracción. Para que el polvo de polímero redispersable forme una película en el mortero endurecido, se requiere una temperatura mínima de formación de película (MFT).

Inferior a la temperatura de curado del mortero. Si este proceso es irreversible, la película polimérica no se redispersará al reencontrarse con el agua; el coloide protector del Polímero redispersable en polvo -alcohol polivinílico- debe separarse del sistema de película polimérica, lo que no es un problema en un sistema de mortero de cemento alcalino porque el alcohol polivinílico será saponificado por el álcali generado por la hidratación del cemento. Al mismo tiempo, la adsorción de materiales de cuarzo como agregados finos también puede hacer que el alcohol polivinílico desaparezca gradualmente del sistema. La membrana formada por la dispersión del Polímero Redispersable en polvo separado del sistema sin el coloide protector hidrófilo, que es insoluble en agua, puede funcionar en seco y en condiciones de inmersión en agua a largo plazo. Por supuesto, en técnicas no alcalinas (como el yeso o sólo rellenos), dado que el alcohol polivinílico sigue existiendo parcialmente en la película polimérica final, puede afectar a la resistencia al agua de la película polimérica, pero estos sistemas no suelen utilizarse. En el caso de inmersión prolongada en agua, y el polímero sigue teniendo sus propiedades mecánicas únicas, no afecta a la aplicación del Polímero Redispersable en polvo en estos sistemas.

Con la formación de la película polimérica final, se forma en el mortero curado un sistema de entramado compuesto por materiales gelificantes inorgánicos y orgánicos, que es un esqueleto quebradizo y duro compuesto por materiales hidráulicos y Polímero redispersable en polvo en los huecos y superficies sólidas-una red flexible compuesta por películas. Dado que la resistencia a la tracción de la película de resina polimérica formada por el polvo de látex suele ser más de un orden de magnitud superior a la de los materiales a base de cemento, puede mejorar la resistencia a la tracción del mortero. Dado que la flexibilidad y la capacidad de deformación del polímero son muy superiores a las del cemento. Con la estructura de piedra rígida, se mejora el rendimiento de deformación del mortero, y también se mejora en gran medida el efecto de dispersión de la tensión, mejorando así la resistencia a las grietas del mortero.

A medida que aumenta el polvo de polímero redispersable, todo el sistema evoluciona hacia el plástico. En el caso del polvo altamente osmótico, la fase polimérica del mortero curado ha superado gradualmente a la fase inorgánica del producto de hidratación y al mortero. Se ha producido un cambio cualitativo y se ha convertido en un elastómero. Al mismo tiempo, el producto de hidratación del cemento se ha convertido en un «relleno». Al mismo tiempo, la película formada por la dispersión del Polímero Redispersable en polvo distribuido en la interfase puede desempeñar otro papel crucial, a saber, aumentar la adherencia a los materiales en contacto, lo que resulta adecuado para algunas superficies base difíciles de adherir con una absorción de agua extremadamente baja o nula (como la superficie de materiales lisos de hormigón y cemento, la superficie de materiales orgánicos como placas de acero, ladrillos de cobre, madera o plásticos) es significativo porque el aglutinante inorgánico une el material a través del principio de incrustación mecánica se logra, es decir, la lechada hidráulica penetra en los huecos de otros materiales y se solidifica gradualmente. Las superficies difíciles de adherir antes mencionadas no pueden penetrar eficazmente en el material para formar una excelente incrustación mecánica, por lo que sólo los morteros con adhesivos inorgánicos no pueden lograr efectos de unión prácticos. El mecanismo de adhesión de los polímeros es diferente, por lo que otros materiales a través de fuerzas intermoleculares y no dependen de la porosidad de la superficie (por supuesto, la superficie de base rugosa y el aumento de la superficie de contacto aumentará la fuerza de adhesión ); esto es aún más prominente en el caso de las superficies de base orgánica. Al mismo tiempo, el polvo de polímero redispersable  que contiene etileno tiene una adhesión más destacada a los sustratos orgánicos, especialmente a materiales similares, como el cloruro de polivinilo y el poliestireno, lo que resulta más propicio para la aplicación de mortero seco modificado con polímeros.

El mortero modificado con Polímero Redispersable en polvo mejorará obviamente en resistencia a la tracción, elasticidad, flexibilidad y propiedades de sellado. Puede formar una película polimérica y formar parte de la pared del agujero , desempeñando así un papel de sellado en la estructura de alta porosidad del mortero. La membrana polimérica tiene un mecanismo de autoestiramiento que ejerce tensión en su punto de anclaje con el mortero. Estas fuerzas internas mantienen unido el mortero en su conjunto, aumentando así la resistencia cohesiva del mortero. La presencia de polímeros altamente flexibles y elásticos mejora la flexibilidad y elasticidad del mortero. El mecanismo por el que aumentan el límite elástico y la resistencia a la rotura es el siguiente: cuando se aplica una fuerza, la formación de microfisuras se retrasa hasta que se alcanzan presiones más altas debido a la mejora de la flexibilidad y la elasticidad. Además, las regiones poliméricas entrelazadas también dificultan la coalescencia de las microfisuras en grietas pasantes. Por lo tanto, el polvo de polímero redispersable aumenta la tensión de fallo y la deformación de fallo del material.

La película de polímero en el mortero modificado con polímeros también desempeña un papel esencial en el endurecimiento del mortero. El polvo de polímero redispersable  distribuido en la interfaz desempeña otro papel crítico a través de la dispersión y la formación de película, aumentando la adhesión a los materiales en contacto. Por ejemplo, en la microestructura de la zona de interfaz entre el mortero de agarre para baldosas cerámicas modificado con polímeros en polvo y las baldosas cerámicas, la película formada por el polímero puede formar un puente entre las baldosas cerámicas vitrificadas con absorción de agua deficiente y la matriz de mortero de cemento. En circunstancias normales, la zona de contacto entre dos materiales diferentes es una zona de especial riesgo para que se formen fisuras por retracción que provoquen la pérdida de adherencia. Se puede observar aquí que la capacidad de las películas poliméricas para curar las grietas de contracción desempeña un papel vital en los adhesivos para baldosas.

El mecanismo de acción del Polímero Redispersable en polvo en el mortero puede resumirse como sigue:

  1. El Polímero Redispersable en polvo forma una película tras la dispersión y puede utilizarse como segundo aglutinante para mejorar la unión.

b.Después de que el sistema de mortero absorba el coloide protector del Polímero Redispersable en polvo, el polímero formador de película no será destruido por el agua o por la «dispersión secundaria»;

c.La resina polimérica tras la formación de la película se distribuye en todo el sistema de mortero como material de refuerzo, aumentando así la cohesión del mortero;

d.La función principal de Polímero Redispersable en polvo en mortero húmedo es mejorar el rendimiento de la construcción, mejorar el rendimiento de flujo, aumentar la tixotropía y las propiedades antidescolgamiento, mejorar la cohesión y mejorar la retención de agua;

e. Las principales funciones del polvo de polímero redispersable después del curado del mortero son aumentar la resistencia a la tracción, mejorar la resistencia a la flexión, reducir el módulo elástico, mejorar la deformabilidad, aumentar la densidad del material, mejorar la resistencia al desgaste y mejorar la interna Puede aumentar la fuerza de cohesión, reducir la concentración de carbonización, reducir la absorción de agua del material y hacer que el material sea hidrófobo.

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