Nelle malte premiscelate, anche una piccola quantità di etere di cellulosa può migliorare significativamente le prestazioni della malta umida. È evidente che l'etere di cellulosa è un additivo fondamentale che influenza le prestazioni costruttive della malta. La scelta di eteri di cellulosa di diversa varietà, viscosità, granulometria, grado di viscosità e quantità aggiunta ha effetti diversi sul miglioramento delle prestazioni della malta asciutta. Attualmente, molte malte per muratura e intonaco presentano scarse proprietà di ritenzione idrica. L'impasto acquoso tende a separarsi dopo pochi minuti di riposo. Pertanto, è molto importante aggiungere etere di cellulosa alla malta cementizia. Analizziamo nel dettaglio le funzioni dell'etere di cellulosa nella malta cementizia!
1.Ritenzione etere-acqua della cellulosa
La capacità di ritenzione idrica è una proprietà importante dell'etere di cellulosa, e si tratta di una caratteristica a cui molti produttori nazionali di malte premiscelate, soprattutto quelli delle regioni meridionali con temperature più elevate, prestano particolare attenzione. Nella produzione di materiali da costruzione, in particolare di malte premiscelate, 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, una piccola quantità di etere di cellulosa può migliorare notevolmente il tasso di ritenzione idrica della malta. Quando il dosaggio raggiunge un certo livello, la tendenza all'aumento del tasso di ritenzione idrica rallenta; la ritenzione idrica dell'etere di cellulosa generalmente diminuisce con l'aumento della temperatura ambiente, ma alcuni eteri di cellulosa modificati presentano una buona ritenzione idrica anche in condizioni di alta temperatura; gli eteri di cellulosa con un grado di sostituzione inferiore hanno migliori prestazioni di ritenzione idrica.
I gruppi idrossilici sulle molecole di etere di cellulosa e gli atomi di ossigeno sui legami eterei formeranno legami idrogeno con le molecole d'acqua, trasformando l'acqua libera in acqua legata, svolgendo così un ruolo importante nella ritenzione idrica; la diffusione reciproca tra le molecole d'acqua e le catene molecolari di etere di cellulosa permette alle molecole d'acqua di penetrare all'interno della catena macromolecolare di etere di cellulosa ed essere soggette a forti vincoli, formando così acqua libera e acqua legata, migliorando in tal modo la ritenzione idrica della malta cementizia; l'etere di cellulosa migliora le proprietà reologiche, la struttura reticolare porosa e la pressione osmotica della malta cementizia fresca, oppure le proprietà filmogene dell'etere di cellulosa ostacolano la diffusione dell'acqua.
2.Addensamento con etere di cellulosa 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 nelle malte per intonaci, nelle malte per la posa di piastrelle e nei sistemi di isolamento per pareti esterne. L'effetto addensante dell'etere di cellulosa può anche aumentare la resistenza alla dispersione e l'omogeneità dei materiali freschi, prevenire la delaminazione, la segregazione e il bleeding del materiale, e 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, se la viscosità è troppo elevata, influirà sulla fluidità e sulla lavorabilità del materiale (ad esempio, impedendone l'adesione alla spatola). Le malte autolivellanti e i calcestruzzi autocompattanti, che richiedono un'elevata fluidità, necessitano di una bassa viscosità dell'etere di cellulosa. Inoltre, l'effetto addensante degli eteri di cellulosa aumenta il fabbisogno di acqua dei materiali a base di cemento e incrementa 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 hanno generalmente proprietà di flusso pseudoplastiche e non tissotropiche al di sotto della loro temperatura di gelificazione, ma mostrano proprietà di flusso newtoniano a basse velocità di taglio. La pseudoplasticità aumenta con l'aumento del peso molecolare o della concentrazione dell'etere di cellulosa, indipendentemente dal tipo e dal grado di sostituzione del sostituente. Pertanto, gli eteri di cellulosa dello stesso grado di viscosità, siano essi MC, HPMC o HEMC, mostreranno sempre le stesse proprietà reologiche finché la concentrazione e la temperatura rimangono costanti. Quando la temperatura aumenta, si forma un gel strutturale e si verifica un flusso ad alta tissotropia.
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 utilità per regolare le proprietà di livellamento e di cedimento della malta da costruzione durante la fase di realizzazione. È importante notare 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 di conseguenza la sua solubilità diminuisce, il che ha un impatto negativo sulla concentrazione della malta e sulle prestazioni costruttive.
3.Effetto di trascinamento dell'etere di cellulosa-aria
L'etere di cellulosa ha un significativo 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). È un tensioattivo con attività superficiale e quindi 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 l'applicazione, il che è vantaggioso per la pavimentazione con malta; inoltre, aumenta la resa della malta e riduce i costi di produzione; tuttavia, aumenta la porosità dei materiali induriti 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, insieme al suo effetto aerante, aumenta la fluidità dei materiali a base di cemento, ma il suo effetto addensante la riduce. L'effetto dell'etere di cellulosa sulla fluidità dei materiali a base di cemento è una combinazione di effetti plastificanti e addensanti. In generale, quando il dosaggio di etere di cellulosa è molto basso, si manifesta principalmente come effetto plastificante o di riduzione dell'acqua; quando il dosaggio è elevato, l'effetto addensante dell'etere di cellulosa aumenta rapidamente e il suo effetto aerante tende alla saturazione, quindi si manifesta come effetto addensante o aumento del fabbisogno di acqua.
4.effetto ritardante dell'etere di cellulosa
L'etere di cellulosa prolunga il tempo di presa della pasta di cemento o della malta e ritarda la dinamica di idratazione del cemento, il che è vantaggioso per aumentare il tempo di lavorabilità del nuovo materiale di miscelazione e migliorare la perdita di consistenza della malta e l'abbassamento del cono del calcestruzzo nel tempo, ma può anche ritardare l'avanzamento dei lavori di costruzione.
Data di pubblicazione: 24 settembre 2024