Para un retardador de asentamiento, el éter isoprenílico (TPEG, también escrito IPEG) mantuvo el asentamiento por más tiempo y un retardador HPEG perdió más en la única comparación con la misma receta que encontramos. Sin embargo, la familia solo se manifiesta cuando todo lo demás se mantiene fijo: el comonómero éster y la receta de polimerización desplazan la retención al menos en la misma medida. La liberación lenta en sí proviene de un comonómero éster hidrolizable como el acrilato de hidroxipropilo (HPA).
Los artículos no usan las abreviaturas de los monómeros de manera consistente, por lo que a continuación HPEG significa el éter metalílico, TPEG el éter isoprenílico, y EPEG y VPEG los éteres vinílicos.
Qué hace que un PCE retenga el asentamiento
Un PCE retiene el asentamiento cuando parte de sus grupos de anclaje llegan tarde. Los grupos éster del polímero se hidrolizan en la solución de poros alcalina y se convierten en anclajes carboxilato con el tiempo, por lo que el polímero sigue adsorbiéndose y dispersando el cemento después de que un PCE ordinario se ha agotado.
La segunda mitad del diseño es una baja densidad de anclaje al inicio, de modo que menos polímero se adsorbe en los primeros minutos y más permanece en solución como reserva.
Un retardador mantiene el asentamiento retrasando la hidratación y empuja el tiempo de fraguado junto con ella; un PCE retenedor de asentamiento sigue liberando dispersante, y una patente de W. R. Grace reivindica esa vía como extensión del asentamiento sin afectar significativamente el tiempo de fraguado.
Qué familia de monómeros da la mejor retención de asentamiento
Con el resto de la receta mantenido fijo, el éter isoprenílico (TPEG, llamado IPEG en el estudio) dio la mejor retención de asentamiento, pero dentro de una misma familia la receta desplaza la retención en la misma medida. Un estudio de 2023 en el Journal of Dispersion Science and Technology fabricó tres retenedores con el mismo código de receta, cambiando solo el macromonómero. El hormigón con el retenedor IPEG mantuvo 440 mm de flujo de asentamiento después de 150 min, mientras que el hormigón con el retenedor HPEG casi no tenía fluidez después de 120 min.
Dentro de una misma familia, una prueba de nueve muestras de 2024 realizada por Chongqing JianYan KZJ New Materials y la Universidad de Chongqing, todas con EPEG-2400 con ácido acrílico y HPA, amplió la pérdida de flujo de asentamiento a 150 min del 5,98 % al 38,74 %.
No encontramos ningún estudio que compare un retenedor en varios cementos, así que trate cualquier clasificación de familia como un punto de partida y pruebe el retenedor candidato en su propio cemento y mezcla. Cambiar de familia también significa reoptimizar la proporción de éster y las condiciones de polimerización; en las referencias que revisamos, no se demostró que un cambio de dosificación corrija la diferencia.
HPEG
HPEG retuvo menos de los tres en el estudio con la misma receta: su retenedor dio el menor flujo de asentamiento inicial y la mayor pérdida con el tiempo.
HPEG comparte su ventaja de costo con TPEG: una revisión de ACI de 2022 sobre superplastificantes nombra los PCE de HPEG e IPEG como los PCE más rentables conocidos en ese momento. El HPEG 2400 que suministramos es un éter polioxietilénico de alcohol metalílico de MW 2400 ± 100 g/mol.
TPEG
TPEG, el éter isoprenílico que los artículos también llaman IPEG, retuvo mejor en el estudio con la misma receta. El retenedor IPEG mantuvo el flujo de asentamiento de la pasta de cemento sin cambios durante 240 min.
La TPEG 2400 que suministramos es un éter polioxietilénico de alcohol isoprenílico de 2.400 ± 100 Da.
Monómeros de vinil-éter (EPEG y VPEG)
En el estudio con la misma receta, el retenedor EPEG se liberó temprano: el flujo de pasta aumentó rápidamente dentro de los 120 min, y su retención en hormigón resultó inferior a la del retenedor IPEG. La mejor muestra de la prueba EPEG-2400 de 2024 muestra que un retenedor de éter vinílico puede retener bien el asentamiento una vez que la receta está ajustada.
Los éteres vinílicos se polimerizan en frío: un estudio de 2025 en Buildings alcanzó más del 95 % de conversión de EPEG a 20 °C, donde los macromonómeros convencionales necesitan 60–90 °C.
EPEG es también el menos probado: es uno de los PCE de éter vinílico recientes cuyo rendimiento general aún se está evaluando. Para VPEG (éter vinílico de 4-hidroxibutilo), una patente de Levima lo reivindica como macromonómero retenedor de asentamiento con MW 1000–6000, pero no encontramos datos de retención publicados para él.
La EPEG 3000 que suministramos es un macromonómero de éter vinílico de 3000 ± 100 g/mol, impreso como éter polioxietilénico de mono vinil éter de dietilenglicol. El EPEG en las pruebas publicadas es del tipo mono vinil éter de etilenglicol, por lo que esos resultados no se midieron en él.
Qué comonómero éster acompaña al macromonómero
Un acrilato de hidroxialquilo generalmente proporciona la liberación lenta, y de los comunes el acrilato de hidroxipropilo (HPA) resultó el mejor. Un artículo de simposio de ACI que construyó el mismo PCE con acrilato de metilo, acrilato de hidroxietilo (HEA) y HPA encontró que la versión con HPA dio el mejor flujo de pasta y retención de asentamiento en hormigón. Una patente de Sobute New Materials reivindica HEA, HPA, metacrilato de hidroxietilo y metacrilato de hidroxipropilo como su monómero éster.
Un diéster puede liberarse aún más lentamente. Un estudio de 2022 sobre PCE de liberación lenta en HPEG encontró que el itaconato de dimetilo dio una liberación lenta más fuerte que HEA o HPA, con el flujo de pasta de cemento aumentando de 190 mm a 255 mm en 2 h.
Mezclar ésteres que se hidrolizan a diferentes velocidades distribuye la liberación en el tiempo. Un estudio de 2021 en Materials Reports combinó HEA y HPA, con HPA al 60 % de los monómeros éster, y reportó 4 h de retención de asentamiento a 30 °C.
Más éster no es mejor. En una serie de 2023 de KZJ New Material Group sobre EPEG con HEA, la expansión del hormigón después de 60 min aumentó a medida que la relación molar HEA/EPEG pasó de 1,32 a 4,40 y volvió a caer en 5,50; el peso molecular de la cadena lateral cambió junto con la relación en esa serie. La prueba EPEG-2400 de 2024 con HPA también encontró su mejor retención en la relación éster/éter más baja que probó, 2,0.
¿Qué grado de peso molecular para un retenedor de asentamiento?
Un grado alrededor de 2400 es donde se sitúan las recetas publicadas de retenedores de asentamiento, y la serie graduada que encontramos dio su mejor retención entre 2400 y 4000.
En la serie KZJ de 2023 sobre EPEG de 1200, 2400, 3000, 4000 y 6000, la retención aumentó y luego disminuyó con la longitud de la cadena lateral. La retención en esa serie alcanzó su máximo con un EPEG de 2400 cuando la relación de éster aumentó con el peso molecular, y con 4000 cuando la relación se mantuvo fija; el artículo no reporta el grado 3000 por sí solo.
La patente de Sobute reivindica la dirección opuesta: cadenas laterales de 110 a 350 unidades de óxido de etileno, con ejemplos trabajados sobre macromonómeros de 6000 a 12000. En la comparación de la patente de Sobute a una dosificación del 0,1 %, la sustitución por un macromonómero alílico de 2400 dejó el flujo de pasta de cemento en 223 mm después de 180 min, frente a 310 mm para su ejemplo alílico de 8000. La serie graduada y la patente utilizaron iniciadores, ésteres y ensayos diferentes, por lo que ninguno resuelve si ir por encima de 4000 compensa.
Uso del mismo macromonómero que el reductor de agua
El retenedor no tiene que usar el macromonómero del reductor, y no encontramos ningún estudio ni ejemplo de patente que pruebe un par emparejado contra uno no emparejado. En la patente de W. R. Grace, el ejemplo trabajado que empareja ambos usa dos polímeros de Nippon Shokubai del mismo tipo; el retenedor difiere solo en tener menos anclajes de carboxilato por cadena lateral. El ejemplo de Grace mezcla reductor, retenedor y gluconato de sodio en una proporción en peso de 1 : 2 : 0,6.
Usar un solo macromonómero para ambos componentes significa una sola materia prima que calificar y almacenar; una familia diferente para el retenedor vale la pena como segunda materia prima solo cuando retiene mejor en su cemento. Ensaye la mezcla en lugar de cada componente.
En cuanto a la dosificación, el ejemplo de aplicación de la patente de Sobute añadió su retenedor al 0,02 % a 0,1 % sobre un 0,1 % de un PCE comercial, una relación retenedor-reductor de 0,2 : 1 a 1 : 1. La descripción de la patente advierte que demasiado retenedor puede hacer que el concreto gane fluidez más tarde, o se segregue y exude.