Introdução
À base de carbono cola para azulejos é uma nova orientação no domínio do alto desempenho colante para azulejos à base de cimento. Utiliza cimento, areia calibrada, pó de polímero, éter de celulose e materiais de carbono especiais para melhorar a aderência, a flexibilidade, a resistência a fissuras, a transferência de calor e a durabilidade.
Os materiais de carbono podem ser derivados de grafeno modificados, fibras de carbono, pó de carvão ativado, pó de grafite condutor, negro de fumo, materiais de carbono hidrofóbicos ou microesferas cerâmicas revestidas a carbono. Cada material de carbono tem uma função diferente. Alguns aumentam a resistência. Outros reduzem a formação de fissuras. Outros ainda ajudam o adesivo a lidar melhor com o calor e a humidade. Outros, por sua vez, melhoram a durabilidade em ambientes exteriores ou húmidos.
Este artigo explica cinco fórmulas práticas de cola para azulejos à base de carbono. Cada fórmula tem um objetivo diferente:
| Tipo de fórmula | Alvo principal |
|---|---|
| Tipo universal básico | Colocação de azulejos em paredes e pavimentos interiores |
| Tipo de alta resistência e secagem rápida | Construção rápida e resistência precoce |
| Tipo ultra-flexível resistente a fissuras | Azulejos de grandes dimensões e substratos deformáveis |
| Tipo anti-rachaduras e de baixo encolhimento | Colocação de azulejos em grandes superfícies e em camadas finas |
| Tipo altamente resistente à água e às intempéries | Casas de banho, piscinas, cozinhas, varandas e utilização no exterior |
Estas fórmulas constituem pontos de partida úteis para os produtores de argamassa pronta a misturar, os fabricantes de cola para azulejos e os formuladores de materiais de construção. A fórmula final deve, ainda assim, ser testada tendo em conta o cimento local, a proporção de areia e água, o tipo de azulejo, a temperatura e norma de referência.
O que é o adesivo para azulejos à base de carbono?
A cola para azulejos à base de carbono é uma cola para azulejos à base de cimento, modificada com materiais funcionais de carbono. Mantém a estrutura habitual da cola para azulejos de mistura seca. Normalmente contém cimento, areia, éter de celulose, pó de polímero redispersável e outros aditivos. A diferença reside no facto de os materiais de carbono serem adicionados para resolver problemas específicos de desempenho.
Por exemplo, os derivados do grafeno podem melhorar a aderência e a resistência. A fibra de carbono pode ajudar a distribuir a tensão no interior da camada adesiva. O pó de grafite condutor pode facilitar a transferência de calor, o que é útil em sistemas de aquecimento de pavimentos. O pó de carvão ativado pode ajudar a melhorar o desempenho ambiental e a regular o microambiente interno. Os materiais de carbono hidrofóbicos podem ajudar a reduzir a absorção de água em fórmulas destinadas a áreas húmidas.
Um bom adesivo para azulejos à base de carbono não deve limitar-se a apresentar uma forte aderência. Deve também ter uma trabalhabilidade estável, tempo de abertura suficiente, boa retenção de água, baixo encolhimento e forte resistência à fissuração. É aqui que o éter de celulose se torna importante.
Zhiwei (Jinan) New Materials Co., Ltd. materiais HPMC e HEMC produtos para cola de azulejos e argamassa pré-misturada. No caso dos adesivos para azulejos à base de carbono, existem tipos como Zhiwei HPMC 40K, HPMC 100K, HPMC 150K, HEMC 100H, e HEMC 150H pode ajudar a controlar a retenção de água, o espessamento, o tempo de trabalho, a sensação ao alisar com a espátula e a resistência ao deslizamento. A melhor qualidade depende do tipo de cimento, da granulometria da areia, da dosagem de polímeros, da temperatura e da aplicação pretendida.
Fórmula 1: Colante básico universal à base de carbono para azulejos
Esta fórmula foi concebida para a colocação normal de azulejos em paredes e pavimentos interiores. Proporciona um bom controlo de custos, maior resistência do que um simples adesivo de cimento e areia e um desempenho básico de aderência estável.
Fórmula por peso
| Matéria-prima | Dosagem recomendada |
|---|---|
| Cimento Portland de grau 42,5 | 38-40 peças |
| Areia de quartzo classificada, malha 40-70 e malha 70-140 | 45-48 peças |
| Pó de derivado de grafeno modificado | 0,3-0,5 partes |
| Pó de carvão ativado de biomassa | 2-3 partes |
| Éter de metilcelulose ou HPMC/HEMC | 0,2-0,3 partes |
| Pó de polímero redispersável, tipo geral | 1,5-2,0 partes |
Lógica das Fórmulas
O cimento proporciona a resistência básica. A areia de quartzo calibrada controla a estrutura do esqueleto e reduz o encolhimento. O derivado de grafeno modificado funciona como material funcional de carbono. Melhora a aderência, a tenacidade e a distribuição de tensões no interior do adesivo.
O pó de carvão ativado de biomassa pode ajudar a adsorver certas impurezas e a promover um ambiente de hidratação do cimento mais estável. Além disso, confere à fórmula uma orientação mais ecológica.
O éter de celulose é utilizado em pequenas doses, mas é fundamental. Mantém a água no interior da argamassa para a hidratação do cimento. Melhora o tempo de trabalho e facilita a aplicação do adesivo. Para esta fórmula, pode-se testar o Zhiwei HPMC 40K ou o HEMC 60K quando o objetivo for uma aplicação suave com espátula e uma aplicação normal em interiores. Se o adesivo necessitar de uma maior retenção de água ou de um melhor apoio vertical dos azulejos, pode-se testar o Zhiwei HPMC 100K ou o HEMC 100H.
Aplicações adequadas
Esta fórmula é adequada para azulejos cerâmicos, azulejos vidrados e a colocação normal de azulejos em interiores. Permite reduzir o risco de formação de cavidades e fissuras, em comparação com uma argamassa de cimento muito simples. É uma opção prática quando o projeto exige um melhor desempenho, mas não requer uma presa rápida de alta qualidade nem uma flexibilidade extrema.
Fórmula 2: Colante para azulejos à base de carbono, de alta resistência e secagem rápida
Esta fórmula foi concebida para projetos que exigem um rápido desenvolvimento da resistência. É útil para obras a baixas temperaturas, áreas comerciais, passagens subterrâneas, pequenos trabalhos de reparação, e sistemas de aquecimento por piso radiante.
Fórmula por peso
| Matéria-prima | Dosagem recomendada |
|---|---|
| Cimento Portland de endurecimento rápido, grau 52,5 | 40-42 peças |
| Areia de sílica classificada, principalmente de 50-100 mesh | 40-43 peças |
| Nanofibra de carbono cortada | 0,8-1,2 partes |
| Pó de grafite condutor | 1,0-1,5 partes |
| Éter de metilcelulose ou HPMC/HEMC | 0,25-0,35 partes |
| Pó de polímero redispersável VAE | 2,0-2,5 partes |
| Formiato de cálcio | 0,5-1,0 partes |
Lógica das Fórmulas
O cimento de alta qualidade e endurecimento rápido confere ao adesivo resistência inicial. O formiato de cálcio ajuda a acelerar a resistência inicial e a presa. O pó de grafite condutor facilita a transferência de calor no interior da camada adesiva, o que é útil quando a fórmula é utilizada em sistemas de aquecimento por piso radiante ou em condições de construção a baixas temperaturas.
A nanofibra de carbono picada funciona como uma estrutura de micro-reforço. Ajuda a transferir a tensão e melhora a resistência à tração e ao impacto. O pó de polímero melhora a coesão interna e a adesão.
O éter de celulose requer uma seleção cuidadosa nesta fórmula. Um adesivo para azulejos de presa rápida deve ainda reter água suficiente para a hidratação, mas não deve atrasar demasiado o desenvolvimento da resistência inicial. O Zhiwei HEMC 100H pode ser testado quando a fórmula necessitar de um equilíbrio entre retenção de água, desempenho inicial e trabalhabilidade. O Zhiwei HPMC 40K ou o HPMC 100K também podem ser testados, dependendo da viscosidade e do tempo de trabalho necessários.
Aplicações adequadas
Esta fórmula é adequada para obras de execução rápida, trabalhos em recintos fechados no inverno, centros comerciais, passagens e sistemas de aquecimento por piso radiante. O operador deve preparar lotes mais pequenos, uma vez que o tempo de trabalho pode ser mais curto. A equipa de construção deve aplicar e fixar os azulejos rapidamente após a mistura.
Fórmula 3: Colante para azulejos à base de carbono, ultra-flexível e anti-fissuras
Esta fórmula foi concebida para substratos deformáveis, azulejos de grande formato, lajes finas, divisórias leves e áreas sujeitas a vibrações ou variações de temperatura.
Fórmula por peso
| Matéria-prima | Dosagem recomendada |
|---|---|
| Cimento Portland de grau 42,5 | 35-38 peças |
| Areia de quartzo de elevado módulo de elasticidade, principalmente de 70-120 mesh | 40-43 peças |
| Nanofolhas de grafeno com elevada relação de aspecto | 0,4-0,6 partes |
| Microsferas de carbono flexíveis modificadas com resina | 2,5-3,5 partes |
| HPMC, tipo de elevada retenção de água e elevado poder espessante | 0,3-0,4 partes |
| Pó de polímero flexível e redispersável, como o de tipo acrílico | 3,0-4,0 partes |
| Fibra curta de polipropileno | 0,05-0,1 partes |
Lógica das Fórmulas
Esta é uma fórmula centrada na flexibilidade. As nanofolhas de grafeno proporcionam um reforço em forma de folha e uma distribuição de tensões. As microesferas de carbono flexíveis, modificadas com resina, funcionam como pontos de amortecimento elásticos na estrutura. Ajudam a absorver a energia de deformação.
Uma maior dosagem de pó de polímero melhora a flexibilidade e a aderência. A fibra de polipropileno ajuda a controlar as microfissuras. O HPMC melhora a retenção de água, o espessamento, o comportamento anti-afundamento e o tempo de trabalho.
No caso de cola para azulejos de grande formato, podem ser considerados para ensaio os produtos Zhiwei HPMC 100K, HPMC 150K, HEMC 100H ou HEMC 150H. Estas variedades são mais adequadas quando o adesivo necessita de maior consistência, melhor tempo de abertura e camadas mais estáveis após a aplicação com espátula.
Aplicações adequadas
Esta fórmula é adequada para azulejos com dimensões superiores a 600 mm, lajes de grandes dimensões, painéis compostos de pedra, paredes leves, áreas com estrutura de madeira e suportes com risco de movimento visível. Antes da aplicação, o suporte deve ser reforçado ou tratado com um primário adequado, sempre que necessário.
Fórmula 4: Adesivo para azulejos à base de carbono, com baixo encolhimento e resistente à formação de fissuras
Esta fórmula foi concebida para reduzir as fissuras de retração por secagem em aplicações de camada fina e em projetos de pavimentos de grande área.
Fórmula por peso
| Matéria-prima | Dosagem recomendada |
|---|---|
| Cimento Portland de baixo teor de álcalis, grau 52,5 | 38-40 peças |
| Areia de quartzo com granulometria otimizada, principalmente de 40-70 mesh | 46-49 peças |
| Negro de carbono de estrutura especial | 0,8-1,2 partes |
| Material funcional de carbono com compensação de expansão | 1,5-2,0 partes |
| Éter de metilcelulose ou HPMC/HEMC | 0,2-0,3 partes |
| Pó de polímero redispersável | 1,8-2,2 partes |
| Redutor de água de alta eficiência | 0,2-0,4 partes |
Lógica das Fórmulas
O encolhimento é frequentemente causado por uma elevada procura de água, uma classificação inadequada das partículas, um excesso de pó fino e uma perda de humidade desigual. Esta fórmula reduz o encolhimento em vários aspetos.
O cimento com baixo teor de álcalis melhora a estabilidade. A granulometria otimizada da areia reduz a necessidade de água. O redutor de água diminui a relação água-cimento. O material de carbono com propriedades de compensação de expansão cria um efeito de compensação moderado após o contacto com a água. O negro de fumo especial melhora a densidade da matriz e ajuda a reduzir a contração capilar.
O éter de celulose melhora a distribuição da água e torna a secagem mais uniforme. Para esta fórmula, podem ser testados o Zhiwei HPMC 40K, o HPMC 100K ou o HEMC 100H. A escolha final deve ser feita após verificar a retenção de água, a sensação ao aplicar com espátula, o tempo de abertura e o comportamento de retração.
Aplicações adequadas
Esta fórmula é adequada para salas de estar amplas, pavimentos comerciais, instalação em camada fina e projetos que exijam uma melhor estabilidade dimensional. Ajuda a reduzir as fissuras superficiais e as rachaduras causadas pela contração durante a secagem. É importante garantir uma boa ventilação, mas o ambiente de secagem não deve sofrer alterações demasiado bruscas.
Fórmula 5: Colante para azulejos à base de carbono, altamente resistente à água e às intempéries
Esta fórmula foi concebida para zonas húmidas, exposição ao ar livre, risco de congelamento e descongelamento, casas de banho, cozinhas, piscinas, varandas e sistemas de revestimento em azulejo semi-exteriores.
Fórmula por peso
| Matéria-prima | Dosagem recomendada |
|---|---|
| Cimento de sulfoaluminato, ou cimento com elevado teor de alumina e cimento Portland | 30-35 peças |
| Cimento de Portland para resistência e estabilidade a longo prazo | 5 a 10 partes |
| Areia de quartzo classificada | 40-45 partes |
| Microsferas cerâmicas revestidas com grafeno hidrofóbico | 3,0-4,0 partes |
| Tecido de fibra de carbono cortada resistente a produtos químicos | 1,0-1,5 partes |
| Éter de celulose modificado resistente à água | 0,25-0,35 partes |
| Pó de polímero hidrofóbico redispersável, como o de tipo acrílico puro | 2,5-3,5 partes |
| Antiespumante de alta eficiência | 0,1-0,2 partes |
Lógica das Fórmulas
O tipo de cimento utilizado é importante neste contexto. O cimento de sulfoaluminato ou o cimento com elevado teor de alumina podem formar uma estrutura de hidratação mais densa, com boa resistência inicial e maior resistência à água. O cimento Portland contribui para a resistência posterior e para a estabilidade da fórmula.
As microesferas cerâmicas revestidas com grafeno hidrofóbico ajudam a reduzir a absorção de água. Estas criam uma estrutura mais repelente à água no interior do adesivo. A fibra de carbono cortada melhora a resistência e a durabilidade a longo prazo em condições de humidade ou exposição a agentes químicos.
O pó de polímero hidrofóbico melhora a vedação da interface. O antiespumante reduz o ar retido e ajuda o adesivo a formar uma camada mais densa.
Nesta fórmula, o éter de celulose deve garantir a retenção de água sem comprometer a resistência à água. Zhiwei HEMC 150H, HEMC 200H, o HPMC 100K ou o HPMC 150K podem ser testados, dependendo da viscosidade pretendida, dos requisitos de resistência ao escorrimento e do tempo de abertura. O adesivo final também deve ser testado com o argamassa e sistema de impermeabilização porque a resistência à água depende da estrutura completa da instalação dos azulejos.
Aplicações adequadas
Esta fórmula é adequada para casas de banho, paredes de piscinas, cozinhas, varandas, sistemas de revestimento exterior e áreas sujeitas a contacto prolongado com a água. A cola para azulejos deve ser utilizada em conjunto com materiais adequados de impermeabilização, argamassa de rejunte e vedação.
Por que razão o HPMC e o HEMC são importantes nos adesivos para azulejos à base de carbono
Os materiais de carbono podem melhorar a resistência, a tenacidade, a transferência de calor e a durabilidade. No entanto, não substituem o éter de celulose. Um adesivo para azulejos continua a necessitar de um bom desempenho no estado fresco. O instalador deve ser capaz de o espalhar, alisá-lo com um pente, ajustar o azulejo e manter contacto húmido suficiente antes da hidratação do cimento.
O HPMC e o HEMC ajudam a resolver estes problemas práticos:
| Função | Porque é que é importante |
|---|---|
| Retenção de água | Mantém a água na argamassa para a hidratação do cimento |
| Tempo aberto | Dá ao instalador tempo suficiente para colocar e ajustar os azulejos |
| Trabalhabilidade | Melhora a facilidade de aplicação e o manuseamento com a espátula |
| Resistência ao deslizamento | Ajuda os azulejos a manterem-se na sua posição em superfícies verticais |
| Espessamento | Reforça a estrutura e melhora a estabilidade da crista |
| Controlo de consistência | Reduz as diferenças de manuseamento entre lotes |
Os produtos HEMC da Zhiwei são utilizados em sistemas de cola para azulejos à base de cimento para melhorar a retenção de água, o tempo de trabalho, a trabalhabilidade e a resistência ao deslizamento. Os produtos HPMC da Zhiwei são também utilizados em colas para azulejos, argamassas pré-misturadas, massas para paredes e materiais de construção em que a retenção de água e a facilidade de manuseamento são fatores importantes.
No caso da cola para azulejos básica, os formuladores podem começar com o Zhiwei HPMC 40K ou HEMC 60K. Para sistemas de azulejos de grande formato e com tempo de abertura mais prolongado, o Zhiwei HPMC 100K, o HPMC 150K, o HEMC 100H e o HEMC 150H são opções de ensaio mais adequadas. Para fórmulas de alta qualidade ou complexas, o tipo deve ser selecionado após a realização de ensaios ao tipo de cimento, granulometria da areia, pó de polímero, dosagem de material de carbono e temperatura de construção.
Notas sobre a mistura e a aplicação
Uma fórmula eficaz pode, mesmo assim, falhar se a mistura e a aplicação forem inadequadas. O adesivo para azulejos à base de carbono requer uma mistura a seco estável e a adição correta de água.
Em primeiro lugar, todos os pós secos devem ser misturados de forma homogénea. Os materiais de carbono são frequentemente leves e tendem a aglomerar-se facilmente, pelo que necessitam de tempo suficiente para a mistura a seco. Em segundo lugar, a água deve ser adicionada sob agitação constante. O pó deve ser misturado até a argamassa ficar uniforme e sem grumos visíveis. Em terceiro lugar, a argamassa deve repousar durante 3 a 5 minutos. Este tempo de maturação ajuda o éter de celulose a hidratar-se e melhora a consistência. A argamassa deve então ser misturada novamente durante alguns instantes antes da utilização.
A proporção habitual de água e pó pode situar-se entre cerca de 20% e 25%, mas deve ser ajustada em função das matérias-primas e da trabalhabilidade pretendida. O operador não deve adicionar demasiada água depois de a argamassa já ter amadurecido. O excesso de água pode reduzir a resistência, aumentar o encolhimento e prejudicar a resistência ao deslizamento.
O substrato deve ser resistente, limpo e isento de óleo, poeira, partículas soltas e camadas frágeis. A superfície deve apresentar uma absorção adequada. Os substratos muito densos ou frágeis podem necessitar de um primário ou de um tratamento de interface.
A espátula dentada deve ser escolhida em função do tamanho dos azulejos. Os azulejos de grande formato requerem uma melhor cobertura de cola. Em aplicações mais exigentes, poderá ser necessário aplicar cola na parte de trás do azulejo para aumentar a área de contacto.
Como escolher a fórmula certa
A melhor fórmula de cola para azulejos à base de carbono depende da aplicação.
Para azulejos cerâmicos normais de interior, a fórmula universal básica é normalmente suficiente. Para áreas comerciais que exigem uma utilização rápida, a fórmula de alta resistência e secagem rápida é a mais indicada. Para azulejos de grande formato, placas finas e substratos deformáveis, a fórmula ultraflexível e anti-fissuras é a escolha mais segura. Para trabalhos em pavimentos de grande área e instalação em camada fina, deve considerar-se a fórmula de baixo encolhimento. Para casas de banho, piscinas, varandas, cozinhas e sistemas exteriores, a fórmula de elevada resistência à água é mais adequada.
O tipo de éter de celulose deve seguir a mesma lógica. Uma fórmula simples pode necessitar apenas de uma viscosidade moderada. Um adesivo para azulejos de grande formato necessita de maior consistência e tempo de abertura. Um adesivo de presa rápida necessita de um tipo que favoreça a retenção de água, mas que não retarde demasiado a resistência inicial. Uma fórmula para áreas húmidas necessita de uma trabalhabilidade estável e deve ser testada em conjunto com todo o sistema de impermeabilização e rejuntamento.
Conclusão
O adesivo para azulejos à base de carbono oferece aos fabricantes de adesivos para azulejos uma forma prática de criar produtos com melhor desempenho. Através da utilização de diferentes materiais de carbono, a fórmula pode ser concebida para proporcionar resistência de aderência, flexibilidade, resistência ao fissuramento, baixo encolhimento, presa rápida, transferência de calor, resistência à água e durabilidade a longo prazo.
As cinco fórmulas apresentadas neste artigo mostram diferentes abordagens de conceção. Os derivados de grafeno modificados são úteis para conferir tenacidade básica e aderência. As nanofibras de carbono e a grafite condutora permitem a criação de sistemas de presa rápida e alta resistência. As nanofolhas de grafeno, as microesferas de carbono flexíveis e o pó de polímero ajudam a criar fórmulas anti-fissuras. O negro de fumo e os materiais de carbono com compensação de expansão ajudam a reduzir o encolhimento. Os materiais de carbono hidrofóbicos e as fibras de carbono contribuem para a durabilidade em áreas húmidas e ao ar livre.
Para uma produção estável, os materiais de carbono devem ser utilizados em conjunto com o éter de celulose adequado. As variedades Zhiwei HPMC e HEMC podem ajudar os fabricantes de colas para azulejos a melhorar a retenção de água, o tempo aberto, a trabalhabilidade, a resistência ao deslizamento e a estabilidade no estado fresco. Um breve ensaio laboratorial com as proporções reais de cimento, areia, pó de polímero, material de carbono e água é a melhor forma de confirmar a classe final e a dosagem.