تطبيق إيثر السليلوز في المواد القائمة على الأسمنت

1 مقدمة
تعمل الصين على الترويج للملاط الجاهز منذ أكثر من 20 عامًا. في السنوات الأخيرة على وجه الخصوص، أولت الإدارات الحكومية الوطنية ذات الصلة أهمية لتطوير الملاط الجاهز وأصدرت سياسات مشجعة. في الوقت الحاضر، هناك أكثر من 10 مقاطعات وبلديات في البلاد تستخدم الملاط الجاهز. أكثر من 60%، هناك أكثر من 800 شركة ملاط ​​جاهز فوق النطاق العادي، بقدرة تصميمية سنوية تبلغ 274 مليون طن. وفي عام 2021، بلغ الإنتاج السنوي من الملاط العادي الجاهز 62.02 مليون طن.

أثناء عملية البناء، غالبًا ما تفقد الملاط الكثير من الماء ولا يتوفر لها ما يكفي من الوقت والماء للترطيب، مما يؤدي إلى عدم كفاية القوة وتشقق عجينة الأسمنت بعد التصلب. إيثر السليلوز هو خليط بوليمر شائع في الملاط الجاف. إنه يتميز بوظائف احتباس الماء، التثخين، التثبيط وحبس الهواء، ويمكنه تحسين أداء الملاط بشكل ملحوظ.

من أجل جعل الملاط يلبي متطلبات النقل وحل مشاكل التشقق وانخفاض قوة الترابط، من المهم جدًا إضافة إيثر السليلوز إلى الملاط. يقدم هذا المقال بإيجاز خصائص إيثر السليلوز وتأثيره على أداء المواد ذات الأساس الأسمنتي، على أمل المساعدة في حل المشاكل الفنية ذات الصلة بالملاط الجاهز.

2 مقدمة إلى الأثير السليلوز
يتم تصنيع إيثر السليلوز (إيثر السليلوز) من السليلوز من خلال تفاعل الأثير لواحد أو أكثر من عوامل الأثير والطحن الجاف.

2.1 تصنيف إثيرات السليلوز
وفقا للتركيب الكيميائي لبدائل الأثير، يمكن تقسيم إثيرات السليلوز إلى إثيرات أنيونية وكاتيونية وغير أيونية. تشمل إثيرات السليلوز الأيونية بشكل رئيسي إيثر كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC)؛ تشتمل إثيرات السليلوز غير الأيونية بشكل أساسي على إيثر سليلوز الميثيل (MC)، وإيثر هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) وإيثر ألياف الهيدروكسي إيثيل (HC) وما إلى ذلك. تنقسم الإيثرات غير الأيونية إلى إيثرات قابلة للذوبان في الماء وإيثرات قابلة للذوبان في الزيت. تستخدم الإيثرات غير الأيونية القابلة للذوبان في الماء بشكل رئيسي في منتجات الملاط. في وجود أيونات الكالسيوم، تكون إثيرات السليلوز الأيونية غير مستقرة، لذلك نادرًا ما يتم استخدامها في منتجات الملاط الجاف التي تستخدم الأسمنت والجير المطفأ وما إلى ذلك كمواد تدعيم. تُستخدم إثيرات السليلوز غير الأيونية القابلة للذوبان في الماء على نطاق واسع في صناعة مواد البناء بسبب ثباتها في التعليق وتأثيرها على احتباس الماء.
وفقا لعوامل الأثير المختلفة المختارة في عملية الأثير، تشمل منتجات إيثر السليلوز ميثيل السليلوز، هيدروكسي إيثيل السليلوز، هيدروكسي إيثيل السليلوز، سيانو إيثيل السليلوز، كربوكسي ميثيل السليلوز، إيثيل السليلوز، بنزيل السليلوز، كربوكسي ميثيل هيدروكسي إيثيل السليلوز، هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز، بنزيل سيانو إيثيل السليلوز و فينيل السليلوز.

تتضمن إثيرات السليلوز المستخدمة في الملاط عادة ميثيل السليلوز (MC)، هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC)، هيدروكسي إيثيل ميثيل السليلوز (HEMC) وإيثر هيدروكسي إيثيل السليلوز (HEMC). من بينها، HPMC وHEMC هي الأكثر استخدامًا على نطاق واسع.

2.2 الخواص الكيميائية لأثير السليلوز
يحتوي كل إيثر سليلوز على البنية الأساسية لبنية السليلوز-أنهيدروجلوكوز. في عملية إنتاج إيثر السليلوز، يتم تسخين ألياف السليلوز أولاً في محلول قلوي ثم يتم معالجتها بعامل أثير. تتم تنقية منتج التفاعل الليفي وطحنه لتكوين مسحوق موحد بدرجة نقاوة معينة.

في إنتاج MC، يتم استخدام كلوريد الميثيل فقط كعامل أثير؛ بالإضافة إلى كلوريد الميثيل، يستخدم أكسيد البروبيلين أيضًا للحصول على بدائل الهيدروكسي بروبيل في إنتاج HPMC. تحتوي إثيرات السليلوز المختلفة على معدلات استبدال ميثيل وهيدروكسي بروبيل مختلفة، مما يؤثر على التوافق العضوي ودرجة حرارة الهلام الحراري لمحلول إيثر السليلوز.

2.3 خصائص ذوبان الأثير السليلوز

إن خصائص ذوبان إيثر السليلوز لها تأثير كبير على قابلية تشغيل الملاط الأسمنتي. يمكن استخدام إيثر السليلوز لتحسين تماسك الملاط الأسمنتي واحتباس الماء فيه، لكن هذا يعتمد على ذوبان أثير السليلوز بشكل كامل في الماء. العوامل الرئيسية التي تؤثر على ذوبان إيثر السليلوز هي وقت الذوبان وسرعة التحريك ونعومة المسحوق.

2.4 دور الغرق في ملاط ​​الأسمنت

باعتباره مادة مضافة هامة لملاط الأسمنت، فإن التدمير له تأثيره في الجوانب التالية.
(1) تحسين قابلية تشغيل الملاط وزيادة لزوجة الملاط.
يمكن أن يؤدي دمج نفث اللهب إلى منع الملاط من الانفصال والحصول على جسم بلاستيكي موحد وموحد. على سبيل المثال، تعتبر الأكشاك التي تتضمن HEMC، وHPMC، وما إلى ذلك، مناسبة للملاط ذي الطبقة الرقيقة والتجصيص. معدل القص ودرجة الحرارة وتركيز الانهيار وتركيز الملح المذاب.
(2) له تأثير حبس الهواء.
بسبب الشوائب، فإن إدخال المجموعات في الجزيئات يقلل من الطاقة السطحية للجزيئات، ومن السهل إدخال جزيئات مستقرة وموحدة ودقيقة في الملاط الممزوج بسطح التحريك في العملية. تعمل "كفاءة الكرة" على تحسين أداء بناء الملاط، وتقليل رطوبة الملاط وتقليل التوصيل الحراري للملاط. أظهرت الاختبارات أنه عندما تكون كمية الخلط من HEMC وHPMC 0.5%، يكون محتوى الغاز في الملاط هو الأكبر، حوالي 55%؛ عندما تكون كمية الخلط أكبر من 0.5%، فإن محتوى الملاط يتطور تدريجيًا إلى اتجاه محتوى الغاز مع زيادة الكمية.
(٣) أي احتفظ بها دون تغيير.

يمكن للشمع أن يذوب ويزيت ويقلب في الملاط، ويسهل تنعيم الطبقة الرقيقة من الملاط ومسحوق التجصيص. لا تحتاج إلى ترطيبها مسبقًا. بعد البناء، يمكن أيضًا أن تتمتع المادة الأسمنتية بفترة طويلة من الترطيب المستمر على طول الساحل لتحسين الالتصاق بين الملاط والركيزة.

تشمل التأثيرات المعدلة لإيثر السليلوز على المواد ذات الأساس الأسمنتي الطازج بشكل أساسي سماكة واحتباس الماء واحتجاز الهواء والتخلف. مع الاستخدام الواسع النطاق لإثيرات السليلوز في المواد القائمة على الأسمنت، أصبح التفاعل بين إثيرات السليلوز وملاط الأسمنت تدريجيًا نقطة بحثية ساخنة.