Los efectos de modificación del éter de celulosa en los materiales cementosos recién mezclados incluyen principalmente espesamiento, retención de agua, aireación y retardación. Con la amplia aplicación del éter de celulosa en materiales cementosos, la interacción entre el éter de celulosa y la pasta de cemento se está convirtiendo gradualmente en un tema candente de investigación. La atención se centra en la influencia de la estructura molecular del éter de celulosa en la microestructura y las propiedades macroscópicas de la pasta de cemento, y en aclarar el mecanismo de la interacción entre el éter de celulosa y la pasta de cemento.
Calor de hidratación
Según la curva de liberación del calor de hidratación con el tiempo, el proceso de hidratación del cemento suele dividirse en cinco etapas, a saber, el período de hidratación inicial (0~15 min), el período de inducción (15 min~4 h), el período de aceleración y fraguado (4 h~8 h), el período de desaceleración y endurecimiento (8 h~24 h), y el período de curado (1 d~28 d).
Los resultados de la prueba mostraron que en el período de pre-inducción (es decir, el período de hidratación inicial), en relación con la pasta de cemento en blanco, el primer pico exotérmico de la pasta se adelantó y el valor del pico se incrementó significativamente cuando la dosis de HEMC fue de 0,1%, y cuando la dosis de HEMC se incrementó a más de 0,3%, el primer pico exotérmico de la pasta se retrasó, y el valor del pico se redujo gradualmente con el aumento de la dosis de HEMC; HEMC retrasaría significativamente los períodos de inducción y aceleración de la pasta de cemento, y la dosis de HEMC se redujo gradualmente; HEMC retrasaría significativamente los períodos de inducción y aceleración de la pasta de cemento, y la dosis también se incrementó. HEMC retrasará significativamente el período de inducción y el período de aceleración, y cuanto mayor sea la dosificación, más largo será el período de inducción, cuanto más se retrase el período de aceleración, más pequeño será el pico exotérmico; los cambios en la dosificación de éter de celulosa sobre la duración del período de desaceleración y el período de estabilización de la pasta no tiene ningún efecto significativo, como se muestra en la Figura 3 (a); el éter de celulosa también reduce la cantidad de exotermia de hidratación de la pasta en el cuerpo de cemento dentro de 72h, pero el tiempo de exotermia de hidratación es más de 36h, el cambio en la cantidad de dosificación de éter de fibra de la pasta de exotermia de hidratación tiene muy poco efecto sobre la cantidad de exotermia. Sin embargo, cuando el tiempo de exotermia de hidratación es superior a 36h, el cambio de la dosificación de éter de celulosa tiene poco efecto sobre la cantidad de exotermia de hidratación de la pasta de cemento.
Propiedades mecánicas
Mediante el estudio de dos tipos de éteres de celulosa con viscosidades de 60.000 Pa-s y 100.000 Pa-s, se descubrió que la resistencia a la compresión del mortero modificado dopado con éter de metilcelulosa solo disminuía gradualmente con el aumento de su dosificación. La resistencia a la compresión de mortero modificado con 100000 Pa-s viscosidad hidroxipropil metil celulosa éter dopado solo aumentó en primer lugar y luego disminuyó con el aumento de su dosificación. Esto demuestra que el dopaje de éter de metilcelulosa reducirá significativamente la resistencia a la compresión del mortero de cemento, cuanto mayor sea el dopaje, menor será la resistencia; cuanto menor sea la viscosidad, mayor será el impacto en la pérdida de resistencia a la compresión del mortero; el éter de hidroxipropilmetilcelulosa en el dopaje inferior al 0,1% puede ser adecuado para mejorar la resistencia a la compresión del mortero, el dopaje superior al 0,1% de resistencia a la compresión del mortero se reducirá con el aumento de la cantidad de dopaje, por lo que es deseable controlar la dosificación al 0,1%.
Tiempo de fraguado
A través de la determinación de la viscosidad de 100000Pa-s del éter de hidroxipropilmetilcelulosa en diferentes dosis de tiempo de fraguado de la pasta de cemento, se encontró que con el aumento de la dosis de HPMC, el tiempo de fraguado inicial del mortero de cemento y el tiempo de fraguado final se prolongan, cuando la dosis de 1%, el tiempo de fraguado inicial alcanza 510min, el tiempo de fraguado final alcanza 850min, en comparación con las muestras en blanco, el tiempo de fraguado inicial se extiende 210min, el tiempo de fraguado final se extiende 470min. Si la viscosidad de HPMC es de 50000Pa-s, 100000Pa-s o 200000Pa-s, puede retrasar el fraguado del cemento, pero en comparación con tres tipos de éteres de celulosa, el tiempo de fraguado inicial y el tiempo de fraguado final se prolongan con el aumento de la viscosidad, como se muestra en la Fig. 6. Esto se debe al hecho de que el éter de celulosa se adsorbe en la superficie de las partículas de cemento, impidiendo que el agua entre en contacto con las partículas de cemento, retrasando así la hidratación del cemento. Cuanto mayor sea la viscosidad del éter de celulosa, más gruesa será la capa de adsorción en la superficie de las partículas de cemento y más significativo será el efecto retardador.
El éter de metilcelulosa y el éter de hidroxipropilmetilcelulosa prolongarán en gran medida el tiempo de fraguado de la pasta de cemento, lo que puede garantizar que la pasta de cemento tenga suficiente tiempo y agua para la reacción de hidratación, y resolver los problemas de baja resistencia tras el endurecimiento de la pasta de cemento y posterior agrietamiento.
Tasa de retención de agua
Con el aumento de la dosis de éter de celulosa, la tasa de retención de agua del mortero aumenta, y cuando la dosis de celulosa es superior al 0,6%, la tasa de retención de agua tiende a ser estable. Sin embargo, comparando tres tipos de éter de celulosa (viscosidad de 50000Pa-s (MC-5), 100000Pa-s (MC-10) y 200000Pa-s (MC-20) de HPMC), hay diferencias en el efecto de la viscosidad sobre la retención de agua, y el tamaño de la retención de agua bajo la misma dosificación es el siguiente: MC-5<MC-10<MC-20.
