En el proceso de construcción, el mortero es a menudo debido a la pérdida de agua demasiado rápido, no hay suficiente tiempo y agua para la reacción de hidratación, lo que resulta en una resistencia insuficiente y el agrietamiento de la pasta de cemento después del endurecimiento y otros fenómenos. El éter de celulosa es un aditivo polimérico común en el mortero mezclado en seco, que tiene las funciones de retención de agua, espesante, retardante y aireante, y puede mejorar significativamente el rendimiento del mortero.
Para que el mortero cumpla los requisitos de transporte, y para resolver los problemas de agrietamiento y baja fuerza de adherencia, es de gran importancia añadir éter de celulosa en el mortero. El éter de celulosa se obtiene a partir de celulosa mediante la reacción de eterificación de uno o varios agentes eterificantes y el secado y la molienda.
Clasificación del éter de celulosa
Según las diferentes estructuras químicas de los sustituyentes del éter, el éter de celulosa puede dividirse en éteres aniónicos, catiónicos y no iónicos. Los éteres de celulosa iónicos son principalmente el éter de carboximetilcelulosa (CMC); los éteres de celulosa no iónicos son principalmente el éter de metilcelulosa (MC), el éter de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) y el éter de hidroxietilcelulosa (HC), etc. Los éteres no iónicos se dividen a su vez en éteres solubles en agua y éteres solubles en aceite, y los éteres solubles en agua no iónicos se utilizan principalmente en productos de mortero. En presencia de iones de calcio, los éteres de celulosa iónicos son inestables, por lo que rara vez se utilizan en productos de mortero mezclado en seco con cemento, cal apagada y otros materiales cementantes. Mientras que el éter de celulosa soluble en agua no iónico se utiliza ampliamente en la industria de materiales de construcción debido a su estabilidad de suspensión y efecto de retención de agua.
Según los diferentes agentes eterificantes seleccionados en el proceso de eterificación, los productos de éter de celulosa incluyen metilcelulosa, hidroxietilcelulosa, hidroxietilmetilcelulosa, cianoetilcelulosa, carboximetilcelulosa, etilcelulosa, bencilcelulosa, carboximetilhidroxietilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, bencilcianoetilcelulosa y fenilcelulosa, entre otros tipos.
Los éteres de celulosa utilizados para mortero suelen incluir éter de metilcelulosa (MC), hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), éter de hidroxietilmetilcelulosa (HEMC) y éter de hidroxietilcelulosa (HEMC), etc., de los cuales HPMC y HEMC son los más utilizados.
Propiedades químicas de los éteres de celulosa
Cada éter de celulosa tiene la estructura básica de la celulosa: la estructura de glucosa deshidratada. En el proceso de producción de éteres de celulosa, las fibras de celulosa se calientan primero en una solución alcalina, seguido de un tratamiento con un agente eterificante, y el producto fibroso de reacción se purifica y se muele para formar un polvo uniforme de cierta finura.
En la producción de MC, sólo se utiliza cloruro de metileno como agente eterificante; en la producción de HPMC, además de cloruro de metileno, también se utiliza óxido de propileno para obtener grupos hidroxipropil sustituyentes. Los distintos éteres de celulosa tienen diferentes índices de sustitución metil e hidroxipropil, lo que afecta a propiedades como la solubilidad en fase orgánica y la temperatura de gel caliente de las soluciones de éter de celulosa.
El número de grupos sustituyentes en la unidad estructural de glucosa deshidratada de la celulosa puede expresarse en términos de porcentaje de masa o número medio de grupos sustituyentes (es decir, Grado de Sustitución DS-Grado de Sustitución). El número de grupos sustituyentes determina la naturaleza del producto éter de celulosa. El efecto del grado medio de sustitución sobre la solubilidad del producto eterificado es el siguiente:
(1) Los productos eterificados con bajo grado de sustitución son fácilmente solubles en solución alcalina;
(2) Los productos eterificados con un grado de sustitución ligeramente superior son solubles en agua;
(3) Los productos eterificados altamente sustituidos son solubles en disolventes orgánicos polares;
(4) Los productos de eterificación con mayor grado de sustitución son solubles en disolventes orgánicos no polares.
Propiedades de solubilidad del éter de celulosa
Las características de solubilidad de los éteres de celulosa tienen una gran influencia en la trabajabilidad de los morteros de cemento. Los éteres de celulosa pueden utilizarse para mejorar la cohesión y la retención de agua de los morteros de cemento, pero esto depende de que los éteres de celulosa se disuelvan completamente en agua. Los principales factores que afectan a la disolución de los éteres de celulosa son el tiempo de disolución, la velocidad de mezclado y la finura del polvo.
El papel del éter de celulosa en el mortero de cemento
Como aditivo importante en el mortero de cemento, el papel del éter de celulosa se refleja en los siguientes aspectos.
(1) Mejorar la facilidad del mortero, aumentar la viscosidad del mortero.
La incorporación de éter de celulosa puede evitar la segregación del mortero y obtener un cuerpo plástico uniforme y consistente. Por ejemplo, la mezcla de HEMC, HPMC, etc. facilita el extendido de mortero de capa fina y mortero de enlucido. El efecto espesante del éter de celulosa depende principalmente de: el grado de polimerización, la velocidad de cizallamiento, la temperatura, la concentración de éter de celulosa y la concentración de sal disuelta.
(2) Tiene efecto aireante.
Debido a la introducción de éter de celulosa en el grupo alquilo, de modo que la solución acuosa de éter de celulosa de la energía superficial se reduce, fácil de hacer la mezcla de mortero de éter de celulosa en el proceso de mezcla para introducir estable, uniforme, pequeñas burbujas. La introducción de burbujas no sólo puede jugar un «efecto de bola», por lo que el rendimiento de la construcción del mortero se ha mejorado, y puede reducir la densidad húmeda del mortero, ayudar a reducir la conductividad térmica del mortero. Sin embargo, tras el aumento del contenido de aire, la resistencia a la compresión, la flexión y la adherencia del mortero se verán afectadas negativamente en mayor medida, lo que debe tomarse en serio. Algunas pruebas muestran que cuando la dosificación de HEMC y HPMC es del 0,5%, el contenido de gas del mortero es el mayor, alrededor del 55%; cuando la dosificación es superior al 0,5%, el contenido de gas del mortero con el aumento de la dosificación presenta una tendencia a la reducción.
(3) Mantener la humedad para no perder.
La humedad en el mortero puede desempeñar el papel de lubricación y mezcla, y facilitar el raspado de mortero de capa fina y mortero de enlucido. Adición de éter de celulosa ayuda a reducir la pérdida de humedad en el mortero de capa fina, la construcción, ladrillos de pared, bloques, etc no necesitan ser humedecidos por adelantado, después de la construcción del material cementoso también puede tener un tiempo suficiente para continuar la hidratación, para mejorar la adherencia entre el mortero y el sustrato.
