الخواص الأساسية للمضافات شائعة الاستخدام في بناء الملاط الجاف

تلعب المواد المضافة دورًا رئيسيًا في تحسين أداء الملاط الجاف المخلوط للبناء، لكن إضافة الملاط الجاف يجعل تكلفة المواد لمنتجات الملاط الجاف أعلى بكثير من تكلفة الملاط التقليدي، الذي يمثل أكثر من 40٪ من تكلفة المواد في الملاط الجاف المختلط.

بناءً على الأسباب المذكورة أعلاه، يقوم هذا البحث بتحليل ومقارنة بعض الخصائص الأساسية للمضافات شائعة الاستخدام، وعلى هذا الأساس يتم دراسة أداء منتجات الملاط الجاف باستخدام الخلطات.

1. عامل الاحتفاظ بالمياه
يعد عامل احتجاز الماء بمثابة خليط رئيسي لتحسين أداء احتباس الماء للملاط الجاف، كما أنه أحد الخلطات الرئيسية لتحديد تكلفة مواد الملاط الجاف.

1.1 إيثر السليلوز
إيثر السليولوز هو مصطلح عام لسلسلة من المنتجات التي يتم إنتاجها عن طريق تفاعل السليلوز القلوي مع عامل الإثر تحت ظروف معينة. يتم استبدال السليلوز القلوي بعوامل أثيرية مختلفة للحصول على إثيرات السليلوز المختلفة. وفقا لخصائص التأين للبدائل، يمكن تقسيم إثيرات السليلوز إلى فئتين: الأيونية (مثل كربوكسي ميثيل السليلوز) وغير الأيونية (مثل السليلوز الميثيل). وفقا لنوع البديل، يمكن تقسيم إيثر السليلوز إلى إيثر أحادي (مثل ميثيل السليلوز) وإيثر مختلط (مثل هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز). وفقًا لقابلية الذوبان المختلفة، يمكن تقسيمها إلى قابل للذوبان في الماء (مثل هيدروكسي إيثيل السليلوز) وقابل للذوبان في المذيبات العضوية (مثل إيثيل السليلوز)، وما إلى ذلك. الملاط الجاف المختلط هو بشكل أساسي السليلوز القابل للذوبان في الماء، والسليلوز القابل للذوبان في الماء هو مقسمة إلى النوع الفوري ونوع الذوبان المتأخر المعالج بالسطح.

آلية عمل إيثر السليلوز في الملاط هي كما يلي:
(1) بعد إذابة إيثر السليولوز الموجود في الملاط في الماء، يتم ضمان التوزيع الفعال والموحد للمادة الأسمنتية في النظام بسبب النشاط السطحي، ويقوم إيثر السليلوز، باعتباره مادة غروانية واقية، "بتغليف" المادة الصلبة. يتم تشكيل جزيئات وطبقة من فيلم التشحيم على سطحه الخارجي، مما يجعل نظام الملاط أكثر استقرارا، ويحسن أيضا سيولة الملاط أثناء عملية الخلط وسلاسة البناء.
(2) نظرًا لبنيته الجزيئية الخاصة، فإن محلول إيثر السليلوز يجعل من الصعب فقدان الماء الموجود في الملاط، ويطلقه تدريجيًا على مدى فترة طويلة من الزمن، مما يمنح الملاط احتباسًا جيدًا للماء وقابلية التشغيل.

1.1.1 الصيغة الجزيئية لميثيل السليلوز (MC) [C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n]x
بعد معالجة القطن المكرر بالقلويات، يتم إنتاج إيثر السليلوز من خلال سلسلة من التفاعلات مع كلوريد الميثان كعامل أثير. بشكل عام، درجة الاستبدال هي 1.6 ~ 2.0، والذوبان يختلف أيضًا باختلاف درجات الاستبدال. وهو ينتمي إلى إيثر السليلوز غير الأيوني.

(1) ميثيل السليلوز قابل للذوبان في الماء البارد، وسيكون من الصعب أن يذوب في الماء الساخن. محلوله المائي مستقر جدًا في نطاق الرقم الهيدروجيني = 3 ~ 12. إنه يتمتع بتوافق جيد مع النشا وصمغ الغوار وما إلى ذلك والعديد من المواد الخافضة للتوتر السطحي. عندما تصل درجة الحرارة إلى درجة حرارة التبلور، يحدث التبلور.
(2) يعتمد احتباس الماء في ميثيل السليلوز على كمية الإضافة واللزوجة ونعومة الجسيمات ومعدل الذوبان. بشكل عام، إذا كانت كمية الإضافة كبيرة، والنعومة صغيرة، واللزوجة كبيرة، فإن معدل احتباس الماء مرتفع. من بينها، أن كمية الإضافة لها التأثير الأكبر على معدل احتباس الماء، كما أن مستوى اللزوجة لا يتناسب بشكل مباشر مع مستوى معدل احتباس الماء. يعتمد معدل الذوبان بشكل أساسي على درجة تعديل سطح جزيئات السليلوز ونعومة الجسيمات. من بين إيثرات السليلوز المذكورة أعلاه، يتمتع ميثيل السليلوز وهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز بمعدلات أعلى لاحتباس الماء.
(3) التغيرات في درجة الحرارة سوف تؤثر بشكل خطير على معدل احتباس الماء في ميثيل السليلوز. بشكل عام، كلما ارتفعت درجة الحرارة، كلما كان احتباس الماء أسوأ. إذا تجاوزت درجة حرارة الملاط 40 درجة مئوية، فسيتم تقليل احتباس الماء في ميثيل السليلوز بشكل كبير، مما يؤثر بشكل خطير على بناء الملاط.
(4) ميثيل السليلوز له تأثير كبير على بناء والتصاق الملاط. يشير "الالتصاق" هنا إلى قوة اللصق المحسوسة بين أداة قضيب العامل وركيزة الجدار، أي مقاومة القص للملاط. الالتصاق عالي، ومقاومة القص للملاط كبيرة، والقوة التي يحتاجها العمال أثناء عملية الاستخدام كبيرة أيضًا، وأداء البناء للملاط ضعيف. يكون التصاق ميثيل السليلوز بمستوى معتدل في منتجات إيثر السليلوز.

1.1.2 الصيغة الجزيئية لهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC) هي [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3]n]x
هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز هو أحد أنواع السليلوز الذي تزايد إنتاجه واستهلاكه بسرعة في السنوات الأخيرة. وهو عبارة عن إيثر مختلط من السليلوز غير الأيوني مصنوع من القطن المكرر بعد القلونة باستخدام أكسيد البروبيلين وكلوريد الميثيل كعامل أثير، من خلال سلسلة من التفاعلات. درجة الاستبدال عموما 1.2 ~ 2.0. تختلف خصائصه بسبب اختلاف نسب محتوى الميثوكسيل ومحتوى الهيدروكسي بروبيل.

(1) هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز قابل للذوبان بسهولة في الماء البارد، وسوف يواجه صعوبات في الذوبان في الماء الساخن. لكن درجة حرارة هلامه في الماء الساخن أعلى بكثير من درجة حرارة ميثيل السليلوز. كما تم تحسين قابلية الذوبان في الماء البارد بشكل كبير مقارنةً بميثيل السليلوز.
(2) ترتبط لزوجة هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز بوزنه الجزيئي، وكلما زاد الوزن الجزيئي، زادت اللزوجة. تؤثر درجة الحرارة أيضًا على لزوجتها، فكلما زادت درجة الحرارة، انخفضت اللزوجة. ومع ذلك، فإن اللزوجة العالية لها تأثير درجة حرارة أقل من ميثيل السليلوز. ويكون محلوله مستقرًا عند تخزينه في درجة حرارة الغرفة.
(3) يعتمد احتباس الماء في هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز على كمية الإضافة واللزوجة وما إلى ذلك، ومعدل احتباس الماء تحت نفس كمية الإضافة أعلى من معدل احتباس الماء في ميثيل السليلوز.
(4) هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز مستقر للأحماض والقلويات، ومحلوله المائي مستقر جدًا في نطاق الرقم الهيدروجيني = 2 ~ 12. الصودا الكاوية وماء الجير ليس لهما تأثير يذكر على أدائها، لكن القلويات يمكن أن تسرع من ذوبانها وتزيد من لزوجتها. هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز مستقر بالنسبة للأملاح الشائعة، ولكن عندما يكون تركيز المحلول الملحي مرتفعًا، تميل لزوجة محلول هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز إلى الزيادة.
(5) يمكن خلط هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز مع مركبات البوليمر القابلة للذوبان في الماء لتشكيل محلول موحد وأعلى لزوجة. مثل كحول البولي فينيل، وإيثر النشا، والعلكة النباتية، وما إلى ذلك.
(6) يتمتع هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز بمقاومة إنزيمية أفضل من ميثيل السليلوز، ومحلوله أقل عرضة للتحلل بواسطة الإنزيمات مقارنة بميثيل السليلوز.
(7) إن التصاق هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز في بناء الملاط أعلى من التصاق ميثيل السليلوز.

1.1.3 هيدروكسي إيثيل السليلوز (HEC)
إنه مصنوع من القطن المكرر المعالج بالقلويات، ويتفاعل مع أكسيد الإيثيلين كعامل أثير في وجود الأسيتون. درجة الاستبدال عموما 1.5 ~ 2.0. لديها محبة للماء قوية وسهلة لامتصاص الرطوبة.

(1) هيدروكسي إيثيل السليلوز قابل للذوبان في الماء البارد، ولكن من الصعب أن يذوب في الماء الساخن. محلوله مستقر عند درجة حرارة عالية دون التبلور. ويمكن استخدامه لفترة طويلة تحت درجة حرارة عالية في الملاط، ولكن احتباسه للماء أقل من ميثيل السليلوز.
(2) هيدروكسي إيثيل السليلوز مستقر للأحماض والقلويات العامة. يمكن للقلويات تسريع ذوبانها وزيادة لزوجتها قليلاً. إن تشتته في الماء أسوأ قليلاً من تشتت ميثيل السليلوز وهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز. .
(3) يتمتع هيدروكسي إيثيل السليلوز بأداء جيد ضد الترهل بالنسبة للملاط، ولكن لديه وقت تأخير أطول للأسمنت.

1.1.4 كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC) [C6H7O2(OH)2och2COONa]n
يتم تصنيع إيثر السليلوز الأيوني من الألياف الطبيعية (القطن، وما إلى ذلك) بعد المعالجة القلوية، باستخدام أحادي كلورو أسيتات الصوديوم كعامل أثير، ويخضع لسلسلة من معالجات التفاعل. درجة الاستبدال بشكل عام هي 0.4 ~ 1.4، ويتأثر أدائها بشكل كبير بدرجة الاستبدال.

(1) يعتبر كربوكسي ميثيل السليلوز أكثر استرطابًا، وسيحتوي على المزيد من الماء عند تخزينه في الظروف العامة.
(2) لن ينتج المحلول المائي كربوكسي ميثيل السليلوز مادة هلامية، وسوف تنخفض اللزوجة مع زيادة درجة الحرارة. عندما تتجاوز درجة الحرارة 50 درجة مئوية، فإن اللزوجة لا رجعة فيها.
(3) يتأثر استقراره بشكل كبير بدرجة الحموضة. بشكل عام، يمكن استخدامه في الملاط القائم على الجبس، ولكن ليس في الملاط الأسمنتي. عندما تكون قلوية للغاية، فإنها تفقد اللزوجة.
(4) احتباس الماء فيه أقل بكثير من ميثيل السليلوز. له تأثير مثبط للملاط القائم على الجبس ويقلل من قوته. ومع ذلك، فإن سعر كربوكسي ميثيل السليلوز أقل بكثير من سعر ميثيل السليلوز.