Evolución de la aplicación del éter de celulosa en mortero mixto seco

Resumen: Se revisan los efectos de varios éteres simples y éteres mixtos de celulosa comunes en el mortero de mezcla seca sobre la retención de agua y el espesamiento, la fluidez, la trabajabilidad, el efecto de incorporación de aire y la resistencia del mortero de mezcla seca. Es mejor que un solo éter; se prospecta la dirección de desarrollo de la aplicación de éter de celulosa en morteros mixtos secos.

Palabras clave: éter de celulosa; mortero mixto seco; éter simple; éter mixto

El mortero tradicional presenta problemas como fisuración fácil, sangrado, bajo rendimiento, contaminación ambiental, etc., y será sustituido progresivamente por mortero mixto seco. El mortero de mezcla seca, también conocido como mortero premezclado (seco), material de polvo seco, mezcla seca, mortero de polvo seco, mortero de mezcla seca, es un mortero mixto semiacabado sin agua de mezcla. El éter de celulosa tiene excelentes propiedades como espesamiento, emulsificación, suspensión, formación de película, coloide protector, retención de humedad y adhesión, y es un aditivo importante en el mortero de mezcla seca.

Este artículo presenta las ventajas, desventajas y la tendencia de desarrollo del éter de celulosa en la aplicación de mortero seco.

1. Características del mortero mixto seco

De acuerdo con los requisitos de construcción, el mortero de mezcla seca se puede usar después de medirlo con precisión y mezclarlo completamente en el taller de producción, y luego mezclarlo con agua en el sitio de construcción de acuerdo con la relación agua-cemento determinada. En comparación con el mortero tradicional, el mortero de mezcla seca tiene las siguientes ventajas: ① El mortero de mezcla seca de excelente calidad se produce de acuerdo con una fórmula científica, automatización a gran escala, junto con los aditivos apropiados para garantizar que el producto pueda cumplir con los requisitos especiales de calidad; ② Variedad Abundante, se pueden producir varios morteros de rendimiento de acuerdo con diferentes requisitos; ③Buen rendimiento de construcción, fácil de aplicar y raspar, eliminando la necesidad de humedecer previamente el sustrato y el posterior mantenimiento del riego; ④Fácil de usar, solo agregue agua y revuelva, fácil de transportar y almacenar, conveniente para la gestión de la construcción; ⑤ protección ecológica y ambiental, sin polvo en el sitio de construcción, sin varias pilas de materias primas, lo que reduce el impacto en el medio ambiente circundante; ⑥ El mortero económico de mezcla seca evita el uso irrazonable de materias primas debido a los ingredientes razonables y es adecuado para la mecanización. La construcción acorta el ciclo de construcción y reduce los costos de construcción.

El éter de celulosa es una importante mezcla de mortero seco. El éter de celulosa puede formar un compuesto estable de hidróxido de silicato de calcio (C-S-H) con arena y cemento para cumplir con los requisitos de los nuevos materiales de mortero de alto rendimiento.

2. Éter de celulosa como mezcla

El éter de celulosa es un polímero natural modificado en el que los átomos de hidrógeno del grupo hidroxilo en la unidad estructural de celulosa se reemplazan por otros grupos. El tipo, la cantidad y la distribución de los grupos sustituyentes en la cadena principal de celulosa determinan el tipo y la naturaleza.

El grupo hidroxilo en la cadena molecular del éter de celulosa produce enlaces de oxígeno intermoleculares, que pueden mejorar la uniformidad y la integridad de la hidratación del cemento; aumentar la consistencia del mortero, cambiar la reología y compresibilidad del mortero; mejorar la resistencia al agrietamiento del mortero; Incorporador de aire, mejorando la trabajabilidad del mortero.

2.1 Aplicación de carboximetilcelulosa

La carboximetilcelulosa (CMC) es un éter de celulosa simple soluble en agua iónico, y generalmente se usa su sal de sodio. Pure CMC es un polvo o gránulos fibrosos de color blanco o blanco lechoso, inodoro e insípido. Los principales indicadores para medir la calidad de la CMC son el grado de sustitución (DS) y la viscosidad, transparencia y estabilidad de la solución.

Después de agregar CMC al mortero, tiene efectos evidentes de espesamiento y retención de agua, y el efecto espesante depende en gran medida de su peso molecular y grado de sustitución. Después de agregar CMC durante 48 horas, se midió que la tasa de absorción de agua de la muestra de mortero disminuyó. Cuanto menor sea la tasa de absorción de agua, mayor será la tasa de retención de agua; el efecto de retención de agua aumenta con el aumento de la adición de CMC. Debido al buen efecto de retención de agua, puede garantizar que la mezcla de mortero seco no sangra ni se segrega. En la actualidad, la CMC se utiliza principalmente como agente antidesgaste en presas, muelles, puentes y otros edificios, lo que puede reducir el impacto del agua sobre el cemento y los agregados finos y reducir la contaminación ambiental.

La CMC es un compuesto iónico y tiene altos requisitos para el cemento; de lo contrario, puede reaccionar con el Ca(OH)2 disuelto en el cemento después de mezclarse con la lechada de cemento para formar carboximetilcelulosa de calcio insoluble en agua y perder su viscosidad, lo que reduce en gran medida el rendimiento de retención de agua. de CMC está deteriorado; la resistencia enzimática de la CMC es escasa.

2.2 Aplicación de hidroxietilcelulosa e hidroxipropilcelulosa

La hidroxietilcelulosa (HEC) y la hidroxipropilcelulosa (HPC) son éteres de celulosa simples solubles en agua no iónicos con alta resistencia a la sal. HEC es estable al calor; fácilmente soluble en agua fría y caliente; cuando el valor de pH es 2-12, la viscosidad cambia poco. HPC es soluble en agua por debajo de 40°C y en una gran cantidad de solventes polares. Tiene termoplasticidad y actividad superficial. Cuanto mayor sea el grado de sustitución, menor será la temperatura del agua en la que se puede disolver HPC.

A medida que aumenta la cantidad de HEC añadida al mortero, la resistencia a la compresión, la resistencia a la tracción y la resistencia a la corrosión del mortero disminuyen en un corto período de tiempo, y el rendimiento cambia poco con el tiempo. HEC también afecta la distribución de poros en el mortero. Después de agregar HPC al mortero, la porosidad del mortero es muy baja y se reduce el agua requerida, lo que reduce el rendimiento de trabajo del mortero. En el uso real, HPC debe usarse junto con plastificante para mejorar el rendimiento del mortero.

2.3 Aplicación de metilcelulosa

La metilcelulosa (MC) es un éter de celulosa simple no iónico, que puede dispersarse e hincharse rápidamente en agua caliente a 80-90 °C y disolverse rápidamente después de enfriarse. La solución acuosa de MC puede formar un gel. Cuando se calienta, MC no se disuelve en agua para formar un gel y cuando se enfría, el gel se derrite. Este fenómeno es completamente reversible. Después de agregar MC al mortero, el efecto de retención de agua obviamente mejora. La retención de agua de MC depende de su viscosidad, grado de sustitución, finura y cantidad de adición. Agregar MC puede mejorar la propiedad anti-flacidez del mortero; mejora la lubricidad y la uniformidad de las partículas dispersas, hace que el mortero sea más suave y uniforme, el efecto de allanado y alisado es más ideal y se mejora el rendimiento laboral.

La cantidad de MC añadida tiene una gran influencia en el mortero. Cuando el contenido de MC es superior al 2%, la resistencia del mortero se reduce a la mitad de la original. El efecto de retención de agua aumenta con el aumento de la viscosidad de MC, pero cuando la viscosidad de MC alcanza un cierto valor, la solubilidad de MC disminuye, la retención de agua no cambia mucho y el rendimiento de la construcción disminuye.

2.4 Aplicación de hidroxietilmetilcelulosa e hidroxipropilmetilcelulosa

Un solo éter tiene las desventajas de poca dispersabilidad, aglomeración y endurecimiento rápido cuando la cantidad añadida es pequeña, y demasiados huecos en el mortero cuando la cantidad añadida es grande y la dureza del hormigón se deteriora; por lo tanto, la trabajabilidad, la resistencia a la compresión y la resistencia a la flexión El rendimiento no es ideal. Los éteres mixtos pueden superar las deficiencias de los éteres individuales hasta cierto punto; la cantidad añadida es menor que la de los éteres individuales.

La hidroxietilmetilcelulosa (HEMC) y la hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) son éteres de celulosa mixtos no iónicos con las propiedades de cada éter de celulosa sustituyente individual.

La apariencia de HEMC es un polvo o gránulo blanco, blanquecino, inodoro e insípido, higroscópico, insoluble en agua caliente. La disolución no se ve afectada por el valor de pH (similar a MC), pero debido a la adición de grupos hidroxietilo en la cadena molecular, HEMC tiene mayor tolerancia a la sal que MC, es más fácil de disolver en agua y tiene una temperatura de condensación más alta. HEMC tiene una retención de agua más fuerte que MC; la estabilidad de la viscosidad, la resistencia al moho y la dispersabilidad son más fuertes que la HEC.

HPMC es un polvo blanco o blanquecino, no tóxico, insípido e inodoro. El rendimiento de HPMC con diferentes especificaciones es bastante diferente. HPMC se disuelve en agua fría en una solución coloidal clara o ligeramente turbia, soluble en algunos solventes orgánicos y también soluble en agua. Disolventes mixtos de disolventes orgánicos, como etanol en proporción adecuada, en agua. La solución acuosa tiene las características de alta actividad superficial, alta transparencia y rendimiento estable. La disolución de HPMC en agua tampoco se ve afectada por el pH. La solubilidad varía con la viscosidad, cuanto menor sea la viscosidad, mayor será la solubilidad. Con la disminución del contenido de metoxilo en las moléculas de HPMC, aumenta el punto de gel de HPMC, disminuye la solubilidad en agua y también disminuye la actividad superficial. Además de las características comunes de algunos éteres de celulosa, HPMC también tiene buena resistencia a la sal, estabilidad dimensional, resistencia a las enzimas y alta dispersabilidad.

Las funciones principales de HEMC y HPMC en el mortero de mezcla seca son las siguientes. ① Buena retención de agua. HEMC y HPMC pueden garantizar que el mortero no cause problemas como lijado, pulverización y reducción de la resistencia del producto debido a la falta de agua y la hidratación incompleta del cemento. Mejora la uniformidad, la trabajabilidad y el endurecimiento del producto. Cuando la cantidad de HPMC añadida es superior al 0,08%, el límite elástico y la viscosidad plástica del mortero también aumentan con el aumento de la cantidad de HPMC. ②Como agente inclusor de aire. Cuando el contenido de HEMC y HPMC es del 0,5 %, el contenido de gas es el mayor, alrededor del 55 %. La resistencia a la flexión y la resistencia a la compresión del mortero. ③ Mejorar la trabajabilidad. La adición de HEMC y HPMC facilita el cardado de mortero de capa fina y el extendido de mortero de enlucido.

HEMC y HPMC pueden retrasar la hidratación de las partículas de mortero, DS es el factor más importante que afecta la hidratación, y el efecto del contenido de metoxilo en la hidratación retrasada es mayor que el del contenido de hidroxietilo e hidroxipropilo.

Cabe señalar que el éter de celulosa tiene un doble efecto en el rendimiento del mortero, y puede desempeñar un buen papel si se usa correctamente, pero tendrá un efecto negativo si se usa incorrectamente. El rendimiento del mortero de mezcla seca se relaciona en primer lugar con la adaptabilidad del éter de celulosa, y el éter de celulosa aplicable también se relaciona con factores como la cantidad y el orden de adición. En aplicaciones prácticas, se puede seleccionar un solo tipo de éter de celulosa, o se pueden usar diferentes tipos de éter de celulosa en combinación.

3. Perspectiva

El rápido desarrollo del mortero de mezcla seca brinda oportunidades y desafíos para el desarrollo y la aplicación del éter de celulosa. Los investigadores y productores deben aprovechar la oportunidad para mejorar su nivel técnico y trabajar duro para aumentar las variedades y mejorar la estabilidad del producto. Mientras cumple con los requisitos para el uso de mortero seco, ha logrado un salto en la industria del éter de celulosa.