Nella malta premiscelata, anche una piccola quantità di etere di cellulosa può migliorare significativamente le prestazioni della malta umida. Si può quindi affermare che l'etere di cellulosa è l'additivo principale che influenza le prestazioni di lavorazione della malta.
La scelta di diversi tipi di eteri di cellulosa con diverse viscosità, diverse granulometrie, diversi gradi di viscosità e quantità aggiunte avrà effetti diversi sul miglioramento delle prestazioni della malta premiscelata. Attualmente, molte malte per muratura e intonaco presentano scarse prestazioni di ritenzione idrica. L'acqua e la malta tendono a separarsi dopo pochi minuti di riposo. Pertanto, è molto importante aggiungere eteri di cellulosa alla malta cementizia.
Analizziamo più da vicino il ruolo dell'etere di cellulosa nella malta cementizia!
1. Etere di cellulosa - Ritenzione idrica
La capacità di ritenzione idrica è una caratteristica importante dell'etere di metilcellulosa, a cui prestano particolare attenzione molti produttori nazionali di malte premiscelate, soprattutto quelli delle regioni meridionali con temperature elevate. Nella produzione di materiali da costruzione, in particolare di malte in polvere, l'etere di cellulosa svolge un ruolo insostituibile, ed è un componente indispensabile e fondamentale soprattutto nella produzione di malte speciali (malte modificate).
La viscosità, il dosaggio, la temperatura ambiente e la struttura molecolare dell'etere di cellulosa influenzano notevolmente le sue prestazioni di ritenzione idrica. A parità di condizioni, maggiore è la viscosità dell'etere di cellulosa, migliore è la ritenzione idrica; maggiore è il dosaggio, migliore è la ritenzione idrica. Solitamente, un piccolo dosaggio di etere di cellulosa può migliorare notevolmente la ritenzione idrica della malta. Quando il dosaggio raggiunge un certo valore, il tasso di ritenzione idrica aumenta, ma la tendenza rallenta; quando la temperatura ambiente aumenta, la ritenzione idrica dell'etere di cellulosa di solito diminuisce. Tuttavia, alcuni eteri di cellulosa modificati presentano una migliore ritenzione idrica anche ad alte temperature; gli eteri di cellulosa con un grado di sostituzione inferiore hanno prestazioni di ritenzione idrica migliori.
Il gruppo ossidrilico sulla molecola di etere di cellulosa e l'atomo di ossigeno sul legame etereo si assoceranno alla molecola d'acqua per formare un legame idrogeno, trasformando l'acqua libera in acqua legata, svolgendo così un ruolo importante nella ritenzione idrica;ILL'interdiffusione tra la molecola d'acqua e la catena molecolare dell'etere di cellulosa permette alle molecole d'acqua di entrare all'interno della catena macromolecolare dell'etere di cellulosa e di essere soggette a forti forze di legame, formando così acqua libera e acqua intrappolata, migliorando la ritenzione idrica della malta cementizia; l'etere di cellulosa migliora le proprietà reologiche della malta cementizia fresca, la struttura della rete porosa e la pressione osmotica, oppure le proprietà filmogene dell'etere di cellulosa ostacolano la diffusione dell'acqua.
2. Eteri di cellulosa - Addensamento e tissotropia
L'etere di cellulosa conferisce alla malta umida un'eccellente viscosità, che può aumentare significativamente la capacità di adesione tra la malta umida e lo strato di base e migliorare la resistenza al cedimento della malta. È ampiamente utilizzato in malte per intonaci, malte per la posa di mattoni e sistemi di isolamento per pareti esterne. L'effetto addensante dell'etere di cellulosa può anche aumentare la capacità antidisperdente e l'omogeneità dei materiali freschi, prevenendo la delaminazione e la segregazione dei materiali. Può essere utilizzato nel calcestruzzo fibrorinforzato, nel calcestruzzo subacqueo e nel calcestruzzo autocompattante.
L'effetto addensante dell'etere di cellulosa sui materiali a base di cemento deriva dalla viscosità della soluzione di etere di cellulosa. A parità di condizioni, maggiore è la viscosità dell'etere di cellulosa, migliore sarà la viscosità del materiale a base di cemento modificato; tuttavia, una viscosità eccessiva può compromettere la fluidità e la lavorabilità del materiale (ad esempio, rendendo difficile l'utilizzo di una spatola per intonaco). La malta autolivellante e il calcestruzzo autocompattante, che richiedono un'elevata fluidità, necessitano di una bassa viscosità dell'etere di cellulosa. Inoltre, l'effetto addensante dell'etere di cellulosa aumenta il fabbisogno di acqua dei materiali a base di cemento e, di conseguenza, la resa della malta.
Le soluzioni acquose di etere di cellulosa ad alta viscosità presentano un'elevata tissotropia, che è anche una caratteristica principale dell'etere di cellulosa. Le soluzioni acquose di metilcellulosa mostrano solitamente una fluidità pseudoplastica e non tissotropica al di sotto della temperatura di gelificazione, ma presentano proprietà di flusso newtoniano a basse velocità di taglio. La pseudoplasticità aumenta con il peso molecolare o la concentrazione dell'etere di cellulosa, indipendentemente dal tipo di sostituente e dal grado di sostituzione. Pertanto, gli eteri di cellulosa dello stesso grado di viscosità, siano essi HPMC o HEMC, mostreranno sempre le stesse proprietà reologiche purché la concentrazione e la temperatura rimangano costanti. Quando la temperatura aumenta, si formano gel strutturali e si verificano flussi altamente tissotropici.
Gli eteri di cellulosa ad alta concentrazione e bassa viscosità mostrano tissotropia anche al di sotto della temperatura di gelificazione. Questa proprietà è di grande beneficio per la regolazione del livellamento e dell'abbassamento nella costruzione di malte edili. È opportuno precisare che maggiore è la viscosità dell'etere di cellulosa, migliore è la ritenzione idrica, ma maggiore è la viscosità, maggiore è il peso molecolare relativo dell'etere di cellulosa e la conseguente diminuzione della sua solubilità, il che ha un impatto negativo sulla concentrazione della malta e sulle prestazioni costruttive.
3. Etere di cellulosa - Effetto aerante
L'etere di cellulosa ha un evidente effetto aerante sui materiali cementizi freschi. L'etere di cellulosa possiede sia gruppi idrofili (gruppi idrossilici, gruppi eterei) che idrofobi (gruppi metilici, anelli di glucosio) ed è un tensioattivo con attività superficiale, pertanto ha un effetto aerante. L'effetto aerante dell'etere di cellulosa produce un effetto "a palla" che può migliorare le prestazioni di lavorazione dei materiali appena miscelati, come ad esempio aumentare la plasticità e la levigatezza della malta durante la lavorazione, il che favorisce la stesura della malta; inoltre, aumenta la resa della malta e riduce i costi di produzione; tuttavia, aumenta la porosità del materiale indurito e ne riduce le proprietà meccaniche come la resistenza e il modulo elastico.
Come tensioattivo, l'etere di cellulosa ha anche un effetto bagnante o lubrificante sulle particelle di cemento, che aumenta la fluidità dei materiali a base di cemento insieme al suo effetto aerante, ma il suo effetto addensante ne riduce la fluidità. L'effetto sulla fluidità è una combinazione di effetti plastificanti e addensanti. In generale, quando il contenuto di etere di cellulosa è molto basso, la prestazione principale è la plastificazione o la riduzione dell'acqua; quando il contenuto è elevato, l'effetto addensante dell'etere di cellulosa aumenta rapidamente e il suo effetto aerante tende a saturarsi. Pertanto, si manifesta come un effetto addensante o un aumento del fabbisogno di acqua.
4. Etere di cellulosa - Ritardo
L'etere di cellulosa prolunga il tempo di presa della pasta di cemento o della malta e ritarda la cinetica di idratazione del cemento, il che è vantaggioso per migliorare il tempo di lavorabilità dei materiali appena miscelati, migliorare la consistenza della malta e la perdita di consistenza del calcestruzzo nel tempo, ma può anche causare ritardi nell'avanzamento dei lavori di costruzione.
Data di pubblicazione: 2 giugno 2023