إيثرات السليلوز هي نوع من مركبات البوليمر العضوية المعدلة كيميائيا من السليلوز الطبيعي. يتم استخدامها بشكل شائع في مواد البناء ، وخاصة في المواد القائمة على الأسمنت. ينعكس تأثير الأثير السليلوز على عملية ترطيب الأسمنت بشكل أساسي في الجوانب التالية: تشتت جزيئات الأسمنت ، والاحتفاظ بالماء ، وتأثير السمك ، والتأثير على التشكل وتطور القوة من منتجات ترطيب الأسمنت.
1. مقدمة لترطيب الأسمنت
عملية ترطيب الأسمنت هي سلسلة من التفاعلات الفيزيائية والكيميائية المعقدة بين الأسمنت والماء. تتسبب هذه التفاعلات في تصلب معجون الأسمنت تدريجياً ببنية صلبة ، مما ينتج في نهاية المطاف منتجات ترطيب مثل هيدرات سيليكات الكالسيوم (CSH) وهيدروكسيد الكالسيوم (CH). خلال هذه العملية ، يؤثر معدل تفاعل الترطيب للأسمنت ، والسيولة والاحتفاظ بالماء للملح ، وتشكيل منتجات الترطيب بشكل مباشر على قوة ومتانة الخرسانة النهائية.
2. آلية عمل إيثرات السليلوز
يلعب الأثير السليلوز دورًا تنظيميًا فيزيائيًا وكيميائيًا مهمًا في عملية ترطيب الأسمنت. يؤثر الأثير السليلوز بشكل رئيسي على عملية ترطيب الأسمنت بطريقتين: أحدهما هو التأثير على توزيع وتبخر الماء في ملاط الأسمنت ؛ والآخر هو عن طريق التأثير على تشتت وتخثر جزيئات الأسمنت.
مراقبة الرطوبة والاحتفاظ بالماء
يمكن أن تحسن إيثرات السليلوز بشكل كبير من الاحتفاظ بالماء للمواد القائمة على الأسمنت. نظرًا لعلاجته المائية القوية ، يمكن أن يشكل الأثير السليلوز محلول غروي مستقر في الماء ، والذي يمكن أن يمتص الرطوبة والاحتفاظ بها. تعتبر هذه السعة المحفورة بالمياه مهمة في تقليل الشقوق الناجمة عن فقدان المياه السريع في الخرسانة أثناء الترطيب المبكر. لا سيما في البيئات الجافة أو ظروف بناء درجات الحرارة العالية ، يمكن أن يمنع الأثير السليلوز بشكل فعال من التبخر بسرعة كبيرة ويضمن أن تكون كمية الماء في ملاط الأسمنت كافية لدعم تفاعل الترطيب الطبيعي.
الريولوجيا والسماكة
يمكن أن تؤثر إيثرات السليلوز أيضًا على تحسين الريولوجيا من التلاشي الأسمنتية. بعد إضافة الأثير السليلوز ، سوف يزداد اتساق ملاط الأسمنت بشكل كبير. تعزى هذه الظاهرة بشكل رئيسي إلى بنية السلسلة الطويلة التي تشكلها جزيئات الأثير السليلوز في الماء. يمكن لجزيء السلسلة الطويلة أن يقيد حركة جزيئات الأسمنت ، مما يزيد من لزوجة واتساق الملاط. هذه الخاصية مهمة بشكل خاص في التطبيقات مثل اللجوز والمواد اللاصقة البلاط ، حيث تمنع هاون الأسمنت من التدفق بسرعة كبيرة مع توفير أداء أفضل في البناء.
تأخير الترطيب وضبط الوقت
يمكن أن يؤخر الأثير السليلوز عن تفاعل الترطيب للأسمنت ويزيد من الإعداد الأولي ووقت الإعداد النهائي لملاط الأسمنت. يحدث هذا التأثير لأن جزيئات الأثير السليلوز يتم امتصاصها على سطح جزيئات الأسمنت ، مما يشكل حاجزًا يمنع التلامس المباشر بين جزيئات الماء وجزيئات الأسمنت ، وبالتالي إبطاء تفاعل الترطيب. من خلال تأخير وقت الإعداد ، يمكن أن تحسن إيثرات السليلوز من قابلية تشغيل البناء ، مما يمنح عمال البناء مزيدًا من الوقت لإجراء التعديلات والتصحيحات.
3. التأثير على شكل منتجات ترطيب الأسمنت
يؤثر وجود إيثرات السليلوز أيضًا على البنية المجهرية لمنتجات ترطيب الأسمنت. وقد أظهرت الدراسات أن مورفولوجيا هلام هيدرات سيليكات الكالسيوم (CSH) سيتغير بعد إضافة الأثير السليلوز. قد تؤثر جزيئات الأثير السليلوز على التركيب البلوري لـ CSH ، مما يجعله أكثر فضفاضة. قد يقلل هذا الهيكل الفضفاض من القوة المبكرة إلى حد ما ، لكنه يساعد أيضًا على تحسين صلابة المادة.
يمكن أن تقلل إيثرات السليلوز أيضًا من تكوين ettringite أثناء عملية الترطيب. نظرًا لأن الأثير السليولوز يتخلف عن معدل تفاعل الترطيب ، يتم تقليل معدل تكوين ettringite في الأسمنت ، مما يقلل من الإجهاد الداخلي الناجم عن توسيع الحجم أثناء عملية المعالجة.
4. التأثير على تنمية القوة
إيثرات السليلوز لها أيضًا تأثير كبير على تطور القوة للمواد القائمة على الأسمنت. نظرًا لأن Ethers السليلوز تؤخر معدل ترطيب الأسمنت ، فإن تطور القوة المبكرة للمعاجين الأسمنتية أبطأ. ومع ذلك ، مع استمرار تفاعل الترطيب ، يمكن أن يظهر التأثير التنظيمي للاحتفاظ بمنتجات المياه الأثير السليلوز وترطيب الترطيب تدريجياً ، مما سيساعد على تحسين القوة في المرحلة اللاحقة.
تجدر الإشارة إلى أن الكمية المضافة ونوع الأثير السليلوز لها تأثير مزدوج على القوة. يمكن أن تؤدي الكمية المناسبة من الأثير السليلوز إلى تحسين أداء البناء وزيادة القوة اللاحقة ، ولكن قد يؤدي الاستخدام المفرط إلى انخفاض في القوة المبكرة للمواد القائمة على الأسمنت ويؤثر على الخواص الميكانيكية النهائية. لذلك ، في التطبيقات العملية ، يجب تحسين وجرعة الأثير السليلوز وتصميمها وفقًا لمتطلبات الهندسة المحددة.
يؤثر الأثير السليلوز على عملية الترطيب وخصائص المواد للأسمنت عن طريق تحسين الاحتفاظ بالماء للمواد القائمة على الأسمنت ، وضبط معدل الترطيب ، والتأثير على شكل منتجات ترطيب. على الرغم من أن إيثرات السليلوز قد تتسبب في فقدان القوة المبكرة ، إلا أنها يمكن أن تحسن من المتانة والصلابة من الخرسانة على المدى الطويل. يمكن أن تؤدي إضافة الأثير السليلوز أيضًا إلى تحسين أداء البناء بشكل كبير ، خاصة في سيناريوهات التطبيق التي تتطلب أوقات عمل طويلة ومتطلبات الاحتفاظ بالمياه العالية. لديها مزايا لا يمكن الاستغناء عنها. في التطبيقات الهندسية الفعلية ، يمكن للاختيار معقول لنوع وجرعة الأثير السليلوز أن توازن بين القوة وأداء البناء ومتطلبات المتانة للمادة.
وقت النشر: SEP-27-2024