Introducción
A base de carbono adhesivo para baldosas supone un nuevo rumbo en el ámbito del alto rendimiento adhesivo para baldosas a base de cemento. Se compone de cemento, arena clasificada, polvo de polímero, éter de celulosa y materiales de carbono especiales para mejorar la adherencia, la flexibilidad, la resistencia al agrietamiento, la transferencia de calor y la durabilidad.
Los materiales de carbono pueden ser derivados modificados del grafeno, fibras de carbono, polvo de carbón activado, polvo de grafito conductor, negro de humo, materiales de carbono hidrofóbicos o microesferas cerámicas recubiertas de carbono. Cada material de carbono tiene una función diferente. Algunos mejoran la resistencia. Otros reducen la formación de grietas. Otros ayudan al adhesivo a soportar mejor el calor y la humedad. Otros mejoran la durabilidad en entornos exteriores o húmedos.
En este artículo se explican cinco fórmulas prácticas de adhesivos para baldosas a base de carbono. Cada fórmula tiene un objetivo diferente:
| Tipo de fórmula | Objetivo principal |
|---|---|
| Tipo básico universal | Colocación de azulejos en paredes y suelos de interiores |
| Tipo de fraguado rápido y alta resistencia | Construcción rápida y resistencia temprana |
| Tipo antifisuras ultraflexible | Azulejos grandes y soportes deformables |
| Tipo con baja contracción y resistente al agrietamiento | Colocación de baldosas en superficies amplias y con capa fina |
| Modelo altamente resistente al agua y a la intemperie | Baños, piscinas, cocinas, balcones y uso en exteriores |
Estas fórmulas constituyen un punto de partida útil para los productores de mortero de mezcla seca, los fabricantes de adhesivos para baldosas y los formuladores de materiales de construcción. La fórmula definitiva debe someterse a pruebas teniendo en cuenta el cemento local, la proporción de arena y agua, el tipo de baldosa, la temperatura y norma de referencia.
¿Qué es el adhesivo para baldosas a base de carbono?
El adhesivo para baldosas a base de carbono es un adhesivo para baldosas a base de cemento modificado con materiales funcionales de carbono. Sigue teniendo la estructura habitual de los adhesivos para baldosas de mezcla seca. Suele contener cemento, arena, éter de celulosa, polvo de polímero redispersable y otros aditivos. La diferencia radica en que los materiales de carbono se añaden para resolver problemas específicos de rendimiento.
Por ejemplo, los derivados del grafeno pueden mejorar la adherencia y la resistencia. La fibra de carbono puede ayudar a distribuir la tensión dentro de la capa adhesiva. El polvo de grafito conductor puede facilitar la transferencia de calor, lo cual resulta útil en los sistemas de calefacción por suelo radiante. El polvo de carbón activado puede ayudar a mejorar el rendimiento medioambiental y a regular el microambiente interno. Los materiales de carbono hidrófobos pueden ayudar a reducir la absorción de agua en las fórmulas para zonas húmedas.
Un buen adhesivo para baldosas a base de carbono no solo debe ofrecer una gran adherencia, sino que también debe tener una trabajabilidad estable, un tiempo abierto suficiente, una buena retención de agua, una baja contracción y una gran resistencia al agrietamiento. Aquí es donde el éter de celulosa cobra importancia.
Zhiwei (Jinan) New Materials Co. suministros HPMC y HEMC productos para el adhesivo de azulejos y mortero en polvo. En el caso de los adhesivos para baldosas a base de carbono, existen grados como Zhiwei HPMC 40K, HPMC 100K, HPMC 150K, HEMC 100H, y HEMC 150H puede ayudar a controlar la retención de agua, el espesamiento, el tiempo abierto, la facilidad de alisado y la resistencia al deslizamiento. El grado más adecuado depende del tipo de cemento, la granulometría de la arena, la dosificación de polímeros, la temperatura y la aplicación prevista.
Fórmula 1: Adhesivo básico universal para baldosas a base de carbono
Esta fórmula está diseñada para la colocación habitual de baldosas en paredes y suelos en interiores. Ofrece un buen control de costes, mayor resistencia que un simple adhesivo de cemento y arena, y un rendimiento básico de adherencia estable.
Fórmula en peso
| Materia prima | Dosis recomendada |
|---|---|
| Cemento Portland de grado 42,5 | 38-40 piezas |
| Arena de cuarzo clasificada, de malla 40-70 y de malla 70-140 | 45-48 piezas |
| Polvo de un derivado de grafeno modificado | 0,3-0,5 partes |
| Polvo de carbón activado a partir de biomasa | 2-3 partes |
| Éter de metilcelulosa o HPMC/HEMC | 0,2-0,3 partes |
| Polvo de polímero redispersable, tipo general | 1,5-2,0 partes |
Lógica de fórmulas
El cemento aporta la resistencia básica. La arena de cuarzo clasificada por granulometría controla la estructura del esqueleto y reduce la contracción. El derivado de grafeno modificado actúa como material funcional de carbono. Mejora la adherencia, la tenacidad y la distribución de tensiones en el interior del adhesivo.
El polvo de carbón activado a partir de biomasa puede ayudar a adsorber determinadas impurezas y contribuir a crear un entorno más estable para la hidratación del cemento. Además, confiere a la fórmula un carácter más respetuoso con el medio ambiente.
El éter de celulosa se utiliza en pequeñas dosis, pero es fundamental. Retiene el agua en el mortero para facilitar la hidratación del cemento. Mejora el tiempo abierto y hace que el adhesivo sea más fácil de extender. Para esta fórmula, se puede probar el Zhiwei HPMC 40K o el HEMC 60K cuando el objetivo sea una aplicación con llana lisa y un uso normal en interiores. Si el adhesivo necesita una mayor retención de agua o una mejor sujeción vertical de los azulejos, se puede probar el Zhiwei HPMC 100K o el HEMC 100H.
Aplicaciones adecuadas
Esta fórmula es adecuada para baldosas cerámicas, baldosas esmaltadas y la colocación habitual de baldosas en interiores. Reduce el riesgo de huecos y grietas en comparación con un mortero de cemento muy sencillo. Es una opción práctica cuando el proyecto requiere un mejor rendimiento, pero no necesita un fraguado rápido de alta calidad ni una flexibilidad extrema.
Fórmula 2: Adhesivo para baldosas a base de carbono, de alta resistencia y fraguado rápido
Esta fórmula está diseñada para proyectos que requieren un rápido desarrollo de la resistencia. Resulta útil para obras a baja temperatura, zonas comerciales, pasajes subterráneos, trabajos de reparación rápidos, y sistemas de calefacción por suelo radiante.
Fórmula en peso
| Materia prima | Dosis recomendada |
|---|---|
| Cemento Portland de fraguado rápido de grado 52,5 | 40-42 piezas |
| Arena de sílice clasificada, principalmente de 50 a 100 mesh | 40-43 piezas |
| Nanofibras de carbono trituradas | 0,8-1,2 partes |
| Polvo de grafito conductor | 1,0-1,5 partes |
| Éter de metilcelulosa o HPMC/HEMC | 0,25-0,35 partes |
| Polvo de polímero redispersable VAE | 2,0-2,5 partes |
| Formiato de calcio | 0,5-1,0 partes |
Lógica de fórmulas
El cemento de alta calidad y endurecimiento rápido proporciona al adhesivo una resistencia inicial. El formiato de calcio ayuda a acelerar la resistencia inicial y el fraguado. El polvo de grafito conductor favorece la transferencia de calor dentro de la capa adhesiva, lo que resulta útil cuando la fórmula se utiliza en sistemas de calefacción por suelo radiante o en condiciones de construcción a bajas temperaturas.
Las nanofibras de carbono trituradas actúan como una estructura de microrefuerzo. Ayudan a transferir la tensión y mejoran la resistencia a la tracción y al impacto. El polvo de polímero mejora la cohesión interna y la adhesión.
El éter de celulosa debe seleccionarse cuidadosamente en esta fórmula. Un adhesivo para baldosas de fraguado rápido debe conservar suficiente agua para la hidratación, pero sin ralentizar demasiado el desarrollo de la resistencia inicial. Se puede probar el Zhiwei HEMC 100H cuando la fórmula requiera un equilibrio entre la retención de agua, el rendimiento inicial y la trabajabilidad. También se pueden probar el Zhiwei HPMC 40K o el HPMC 100K, en función de la viscosidad y el tiempo abierto requeridos.
Aplicaciones adecuadas
Esta fórmula es adecuada para obras con plazos ajustados, trabajos en interiores durante el invierno, centros comerciales, pasillos y sistemas de calefacción por suelo radiante. El operario debe mezclar lotes más pequeños, ya que el tiempo de trabajo puede ser más corto. El equipo de obra debe colocar y dejar secar las baldosas rápidamente tras la mezcla.
Fórmula 3: Adhesivo para baldosas a base de carbono, ultraflexible y resistente a las grietas
Esta fórmula está diseñada para sustratos deformables, azulejos de gran formato, losas delgadas, tabiques ligeros y zonas con vibraciones o variaciones de temperatura.
Fórmula en peso
| Materia prima | Dosis recomendada |
|---|---|
| Cemento Portland de grado 42,5 | 35-38 piezas |
| Arena de cuarzo de alto módulo elástico, principalmente de malla 70-120 | 40-43 piezas |
| Nanohojas de grafeno de alta relación de aspecto | 0,4-0,6 partes |
| Microsferas de carbono flexibles modificadas con resina | 2,5-3,5 partes |
| HPMC, tipo de alta retención de agua y alto poder espesante | 0,3-0,4 partes |
| Polvo de polímero flexible y redispersable, como el de tipo acrílico | 3,0-4,0 partes |
| Fibra corta de polipropileno | 0,05-0,1 partes |
Lógica de fórmulas
Se trata de una fórmula centrada en la flexibilidad. Las nanohojas de grafeno proporcionan un refuerzo laminar y distribuyen las tensiones. Las microesferas de carbono modificadas con resina flexible actúan como puntos de amortiguación elásticos en la estructura. Ayudan a absorber la energía de deformación.
Una mayor dosis de polvo de polímero mejora la flexibilidad y la adherencia. La fibra de polipropileno ayuda a controlar las microfisuras. El HPMC mejora la retención de agua, el espesamiento, la resistencia al deslizamiento y el tiempo abierto.
Para el adhesivo de baldosas de gran formato, se pueden considerar para las pruebas los productos Zhiwei HPMC 100K, HPMC 150K, HEMC 100H o HEMC 150H. Estos grados son más adecuados cuando el adhesivo requiere mayor consistencia, un mejor tiempo abierto y crestas más estables tras el alisado con llana.
Aplicaciones adecuadas
Esta fórmula es adecuada para baldosas de más de 600 mm, losas de gran formato, paneles compuestos de piedra, paredes ligeras, zonas con estructura de madera y soportes con riesgo de movimiento visible. Antes de la aplicación, el soporte debe reforzarse o tratarse con una imprimación adecuada cuando sea necesario.
Fórmula 4: Adhesivo para baldosas a base de carbono, de baja contracción y resistente al agrietamiento
Esta fórmula está diseñada para reducir las grietas por contracción por secado en la colocación en capa fina y en proyectos de suelos de gran superficie.
Fórmula en peso
| Materia prima | Dosis recomendada |
|---|---|
| Cemento Portland de bajo contenido en álcalis, grado 52,5 | 38-40 piezas |
| Arena de cuarzo clasificada y optimizada, principalmente de malla 40-70 | 46-49 piezas |
| Negro de humo de estructura especial | 0,8-1,2 partes |
| Material funcional de carbono con compensación de dilatación | 1,5-2,0 partes |
| Éter de metilcelulosa o HPMC/HEMC | 0,2-0,3 partes |
| Polvo de polímero redispersable | 1,8-2,2 partes |
| Reductor de agua de alta eficiencia | 0,2-0,4 partes |
Lógica de fórmulas
La contracción suele deberse a una elevada demanda de agua, una granulometría inadecuada, un exceso de polvo fino y una pérdida de humedad desigual. Esta fórmula reduce la contracción desde varios frentes.
El cemento con bajo contenido en álcalis mejora la estabilidad. La granulometría optimizada de la arena reduce la demanda de agua. El reductor de agua disminuye la relación agua-cemento. El material de carbono que compensa la expansión genera un ligero efecto compensador tras el contacto con el agua. El negro de humo especial mejora la densidad de la matriz y ayuda a reducir la contracción capilar.
El éter de celulosa mejora la distribución del agua y hace que el secado sea más uniforme. Para esta fórmula, se pueden probar los productos Zhiwei HPMC 40K, HPMC 100K o HEMC 100H. La elección definitiva debe realizarse tras comprobar la retención de agua, la facilidad de aplicación con llana, el tiempo abierto y el comportamiento de contracción.
Aplicaciones adecuadas
Esta fórmula es adecuada para salones amplios, suelos comerciales, instalaciones con capa fina y proyectos que requieran una mayor estabilidad dimensional. Ayuda a reducir las grietas superficiales y el agrietamiento causados por la contracción durante el secado. Es importante que haya una buena ventilación, pero el entorno de secado no debe cambiar de forma demasiado brusca.
Fórmula 5: Adhesivo para baldosas a base de carbono, altamente resistente al agua y a la intemperie
Esta fórmula está diseñada para zonas húmedas, exposición al aire libre, riesgo de heladas y deshielos, baños, cocinas, piscinas, balcones y sistemas de alicatado semiexteriores.
Fórmula en peso
| Materia prima | Dosis recomendada |
|---|---|
| Cemento de sulfoaluminato, o cemento con alto contenido en alúmina y cemento Portland | 30-35 piezas |
| Cemento Portland para una mayor resistencia y estabilidad a largo plazo | 5-10 partes |
| Arena de cuarzo clasificada | 40-45 piezas |
| Microsferas cerámicas recubiertas de grafeno hidrofóbico | 3,0-4,0 partes |
| Tejido de fibra de carbono cortada resistente a los productos químicos | 1,0-1,5 partes |
| Éter de celulosa modificado resistente al agua | 0,25-0,35 partes |
| Polvo de polímero hidrofóbico redispersable, como el de tipo acrílico puro | 2,5-3,5 partes |
| Antiespumante de alta eficacia | 0,1-0,2 partes |
Lógica de fórmulas
En este caso, el tipo de cemento es importante. El cemento de sulfoaluminato o el cemento con alto contenido en alúmina pueden formar una estructura de hidratación más densa, con buena resistencia inicial y una mayor resistencia al agua. El cemento Portland aporta resistencia a largo plazo y estabilidad a la fórmula.
Las microesferas cerámicas recubiertas de grafeno hidrofóbico ayudan a reducir la absorción de agua. Crean una estructura más repelente al agua en el interior del adhesivo. La fibra de carbono triturada mejora la resistencia y la durabilidad a largo plazo frente a la humedad o los ataques químicos.
El polvo de polímero hidrofóbico mejora el sellado de la interfaz. El antiespumante reduce el aire atrapado y ayuda a que el adhesivo forme una capa más densa.
En esta fórmula, el éter de celulosa debe garantizar la retención de agua sin afectar a la resistencia al agua. Zhiwei HEMC 150H, HEMC 200H, Se puede probar el HPMC 100K o el HPMC 150K en función de la viscosidad deseada, los requisitos de resistencia al descuelgue y el tiempo abierto. El adhesivo final también debe someterse a ensayo con el lechada y sistema de impermeabilización porque la resistencia al agua depende de la estructura completa de la instalación de las baldosas.
Aplicaciones adecuadas
Esta fórmula es adecuada para cuartos de baño, paredes de piscinas, cocinas, balcones, sistemas de alicatado en exteriores y zonas expuestas a un contacto prolongado con el agua. El adhesivo para azulejos debe utilizarse junto con materiales impermeabilizantes, lechada y selladores adecuados.
Por qué son importantes el HPMC y el HEMC en los adhesivos para baldosas a base de carbono
Los materiales de carbono pueden mejorar la resistencia, la tenacidad, la transferencia de calor y la durabilidad. Sin embargo, no sustituyen al éter de celulosa. Un adhesivo para baldosas sigue necesitando un buen rendimiento en estado fresco. El instalador debe poder extenderlo, peinarlo, ajustar la baldosa y mantener un contacto húmedo suficiente antes de que se produzca la hidratación del cemento.
El HPMC y el HEMC ayudan a resolver estos problemas prácticos:
| Función | Por qué es importante |
|---|---|
| Retención de agua | Retiene el agua en el mortero para facilitar la hidratación del cemento |
| Hora de apertura | Da al instalador tiempo suficiente para colocar y ajustar las baldosas |
| Trabajabilidad | Mejora la facilidad de aplicación y el acabado con la llana |
| Resistencia al deslizamiento | Ayuda a que las baldosas se mantengan en su sitio en superficies verticales |
| Espesamiento | Refuerza la estructura y mejora la estabilidad de la cresta |
| Control de la consistencia | Reduce las diferencias en la manipulación entre lotes |
Los productos HEMC de Zhiwei se utilizan en sistemas de adhesivos para baldosas a base de cemento para mejorar la retención de agua, el tiempo abierto, la trabajabilidad y la resistencia al deslizamiento. Los productos HPMC de Zhiwei también se utilizan en adhesivos para baldosas, morteros de mezcla seca, masillas para paredes y materiales de construcción en los que la retención de agua y la manejabilidad son importantes.
Para un adhesivo básico para azulejos, los formuladores pueden empezar con Zhiwei HPMC 40K o HEMC 60K. Para sistemas de baldosas de gran formato que requieran un tiempo abierto más prolongado, las opciones más adecuadas para las pruebas son Zhiwei HPMC 100K, HPMC 150K, HEMC 100H y HEMC 150H. En el caso de fórmulas de alta calidad o complejas, el grado debe seleccionarse tras realizar ensayos con el tipo de cemento, la granulometría de la arena, el polvo de polímero, la dosificación de material de carbono y la temperatura de construcción.
Notas sobre la mezcla y la aplicación
Una fórmula eficaz puede fallar si la mezcla y la aplicación no se realizan correctamente. El adhesivo para baldosas a base de carbono requiere una mezcla en seco homogénea y una dosificación correcta de agua.
En primer lugar, todos los polvos secos deben mezclarse de manera homogénea. Los materiales de carbono suelen ser ligeros y tienden a aglomerarse, por lo que necesitan un tiempo suficiente de mezcla en seco. En segundo lugar, se debe añadir agua sin dejar de mezclar. El polvo debe mezclarse hasta que el mortero adquiera una textura uniforme y no presente grumos visibles. En tercer lugar, el mortero debe reposar entre 3 y 5 minutos. Este tiempo de maduración favorece la hidratación del éter de celulosa y mejora la consistencia. A continuación, el mortero debe volver a mezclarse brevemente antes de su uso.
La proporción habitual de agua y polvo puede situarse entre 20% y 25%, pero debe ajustarse en función de las materias primas y de la trabajabilidad deseada. El operario no debe añadir demasiada agua una vez que el mortero haya madurado. El exceso de agua puede reducir la resistencia, aumentar la contracción y perjudicar la resistencia al deslizamiento.
El sustrato debe ser resistente, estar limpio y libre de aceite, polvo, partículas sueltas y capas frágiles. La superficie debe tener una absorbencia adecuada. Los sustratos muy densos o frágiles pueden requerir una capa de imprimación o un tratamiento de interfaz.
La espátula dentada debe elegirse en función del tamaño de las baldosas. Las baldosas de gran formato requieren una mayor cobertura de adhesivo. En aplicaciones exigentes, puede ser necesario aplicar una capa de adhesivo en el reverso de la baldosa para mejorar la superficie de contacto.
Cómo elegir la fórmula adecuada
La mejor fórmula de adhesivo para baldosas a base de carbono depende de la aplicación.
Para las baldosas cerámicas normales de interior, la fórmula universal básica suele ser suficiente. Para zonas comerciales que requieren una puesta en servicio rápida, es más recomendable la fórmula de alta resistencia y fraguado rápido. Para baldosas de gran formato, losas finas y sustratos deformables, la fórmula antifisuras ultraflexible es la opción más segura. Para trabajos en suelos de gran superficie y colocaciones en capa fina, se debe considerar la fórmula de baja contracción. Para baños, piscinas, balcones, cocinas y instalaciones en exteriores, la fórmula de alta resistencia al agua es más adecuada.
El tipo de éter de celulosa debe seguir la misma lógica. Una fórmula sencilla puede que solo requiera una viscosidad moderada. Un adhesivo para baldosas de gran formato necesita mayor consistencia y tiempo abierto. Un adhesivo de fraguado rápido necesita un tipo que favorezca la retención de agua, pero que no ralentice demasiado la resistencia inicial. Una fórmula para zonas húmedas requiere una trabajabilidad estable y debe someterse a ensayo junto con todo el sistema de impermeabilización y rejuntado.
Conclusión
El adhesivo para baldosas a base de carbono ofrece a los fabricantes de este tipo de productos una forma práctica de desarrollar productos de mayor rendimiento. Mediante el uso de diferentes materiales de carbono, la fórmula puede diseñarse para obtener resistencia de unión, flexibilidad, resistencia a las grietas, baja contracción, fraguado rápido, transferencia de calor, resistencia al agua y durabilidad a largo plazo.
Las cinco fórmulas que se presentan en este artículo muestran diferentes vías de diseño. Los derivados de grafeno modificados resultan útiles para la tenacidad básica y la adhesión. Las nanofibras de carbono y el grafito conductor favorecen la obtención de sistemas de fraguado rápido y alta resistencia. Las nanohojas de grafeno, las microesferas de carbono flexibles y el polvo de polímero ayudan a crear fórmulas antifisuras. El negro de humo y los materiales de carbono con compensación de dilatación ayudan a reducir la contracción. Los materiales de carbono hidrófobos y las fibras de carbono favorecen la durabilidad en zonas húmedas y al aire libre.
Para garantizar una producción estable, los materiales de carbono deben combinarse con el éter de celulosa adecuado. Los grados HPMC y HEMC de Zhiwei pueden ayudar a los fabricantes de adhesivos para baldosas a mejorar la retención de agua, el tiempo abierto, la trabajabilidad, la resistencia al deslizamiento y la estabilidad en estado fresco. Una breve prueba de laboratorio con las proporciones reales de cemento, arena, polvo de polímero, material de carbono y agua es la mejor forma de confirmar el tipo de producto y la dosificación definitivos.