الخصائص الوظيفية ومبادئ اختيار إيثر السليلوز في الملاط الجاف المختلط

1 المقدمة

يُستخدم إيثر السليلوز (MC) على نطاق واسع في صناعة مواد البناء، ويُستخدَم بكميات كبيرة. يُمكن استخدامه كمُثبِّط، ومُحافظ على الماء، ومُكثِّف، ومادة لاصقة. في الملاط الجاف العادي، وملاط عزل الجدران الخارجية، وملاط التسوية الذاتية، ولصق البلاط، ومعجون البناء عالي الأداء، ومعجون الجدران الداخلية والخارجية المقاوم للتشقق، والملاط الجاف المقاوم للماء، والجص، ومواد السد، وغيرها من المواد، يلعب إيثر السليلوز دورًا هامًا. ويؤثر إيثر السليلوز تأثيرًا هامًا على احتباس الماء، واحتياجاته من الماء، وتماسكه، وتثبيطه، وبناء نظام الملاط.

هناك أنواع ومواصفات مختلفة من إيثرات السليلوز. من بين أنواع إيثرات السليلوز الشائعة الاستخدام في مجال مواد البناء: HEC، وHPMC، وCMC، وPAC، وMHEC، وغيرها، والتي تُستخدم في أنظمة الملاط المختلفة وفقًا لخصائصها. وقد أجرى بعض الباحثين أبحاثًا حول تأثير أنواع وكميات مختلفة من إيثرات السليلوز على نظام ملاط ​​الأسمنت. تركز هذه المقالة على هذا الأساس، وتشرح كيفية اختيار أنواع ومواصفات مختلفة من إيثرات السليلوز في منتجات الملاط المختلفة.

2 الخصائص الوظيفية لإيثر السليلوز في ملاط ​​الأسمنت

يُعدّ إيثر السليلوز مادةً مُضافةً مهمةً في ملاط ​​المسحوق الجاف، وله وظائف مُتعددة في الملاط. وأهم دور له في ملاط ​​الأسمنت هو الاحتفاظ بالماء وزيادة الكثافة. بالإضافة إلى ذلك، وبفضل تفاعله مع نظام الأسمنت، يُمكنه أيضًا أن يلعب دورًا مُساعدًا في سحب الهواء، وتأخير التصلب، وتحسين قوة الالتصاق بالشد.

أهم خصائص إيثر السليلوز في الملاط هي قدرته على الاحتفاظ بالماء. ويُستخدم إيثر السليلوز كمُضاف مهم في معظم منتجات الملاط، ويرجع ذلك أساسًا إلى قدرته على الاحتفاظ بالماء. وبشكل عام، يرتبط احتفاظ إيثر السليلوز بالماء بلزوجته، وكمية المواد المضافة، وحجم الجسيمات.

يُستخدم إيثر السليلوز كمكثّف، ويرتبط تأثيره في التكثيف بدرجة الأثير وحجم الجسيمات واللزوجة ودرجة تعديل إيثر السليلوز. وبشكل عام، كلما زادت درجة الأثير ولزوجة إيثر السليلوز، صغر حجم الجسيمات، كان تأثير التكثيف أوضح. ومن خلال ضبط خصائص MC المذكورة أعلاه، يمكن للملاط تحقيق أداء مناسب في مقاومة الترهل وأفضل لزوجة.

في إيثر السليلوز، يُقلل إدخال مجموعة الألكيل من طاقة سطح المحلول المائي المحتوي على إيثر السليلوز، مما يُؤثر على دخول الهواء إلى ملاط ​​الأسمنت. يُحسّن إدخال فقاعات هواء مناسبة إلى الملاط من أدائه الإنشائي بفضل "تأثير الكرة" لفقاعات الهواء. في الوقت نفسه، يُزيد إدخال فقاعات الهواء من معدل إنتاج الملاط. بالطبع، يجب التحكم في كمية دخول الهواء، فالزيادة المفرطة في دخول الهواء تؤثر سلبًا على قوة الملاط، إذ قد تُسبب دخول فقاعات هواء ضارة.

٢.١ يُؤخر إيثر السليلوز عملية ترطيب الأسمنت، مما يُبطئ عملية تصلب الأسمنت، ويطيل بالتالي زمن فتح الملاط، إلا أن هذا التأثير ليس مناسبًا للملاط في المناطق الباردة. عند اختيار إيثر السليلوز، يجب اختيار المنتج المناسب وفقًا للحالة. يتزايد تأثير إيثر السليلوز المُبطئ بشكل رئيسي مع زيادة درجة الأثرة، ودرجة التعديل، واللزوجة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن لإيثر السليلوز، باعتباره مادة بوليمرية طويلة السلسلة، تحسين أداء الترابط مع الركيزة بعد إضافته إلى نظام الأسمنت تحت فرضية الحفاظ الكامل على محتوى الرطوبة في الملاط.

٢.٢ تشمل خصائص إيثر السليلوز في الملاط بشكل رئيسي: احتباس الماء، والتكثيف، وإطالة زمن التصلب، وسحب الهواء، وتحسين قوة الالتصاق بالشد، وما إلى ذلك. وبالتوافق مع الخصائص المذكورة أعلاه، تنعكس هذه الخصائص في خصائص MC نفسها، وهي: اللزوجة، والثبات، ومحتوى المكونات النشطة (كمية الإضافة)، ودرجة استبدال الأثيرة وتوحيدها، ودرجة التعديل، ومحتوى المواد الضارة، وما إلى ذلك. لذلك، عند اختيار MC، يجب اختيار إيثر السليلوز بخصائصه الخاصة التي يمكن أن توفر أداءً مناسبًا وفقًا للمتطلبات المحددة لمنتج الملاط المحدد لأداء معين.

3 خصائص إيثر السليلوز

بشكل عام، تتضمن تعليمات المنتج المقدمة من مصنعي إيثر السليلوز المؤشرات التالية: المظهر، اللزوجة، درجة استبدال المجموعة، النعومة، محتوى المادة الفعالة (النقاء)، محتوى الرطوبة، المساحات الموصى بها والجرعة، إلخ. قد تعكس هذه المؤشرات جزءًا من دور إيثر السليلوز، ولكن عند مقارنة إيثر السليلوز واختياره، يجب أيضًا دراسة جوانب أخرى مثل تركيبه الكيميائي، درجة التعديل، درجة الأثير، محتوى كلوريد الصوديوم، وقيمة DS.

3.1 لزوجة إيثر السليلوز

تؤثر لزوجة إيثر السليلوز على احتباس الماء، وكثافته، وتباطؤه، وجوانب أخرى. لذا، فهي مؤشر مهم لفحص واختيار إيثر السليلوز.

قبل مناقشة لزوجة إيثر السليلوز، تجدر الإشارة إلى وجود أربع طرق شائعة الاستخدام لاختبار لزوجة إيثر السليلوز: بروكفيلد، هاكه، هوبلر، ومقياس اللزوجة الدوراني. تختلف المعدات وتركيز المحلول وبيئة الاختبار المستخدمة في هذه الطرق الأربع، وبالتالي تختلف نتائج نفس محلول MC الذي تم اختباره بهذه الطرق اختلافًا كبيرًا. حتى بالنسبة لنفس المحلول، وباستخدام نفس الطريقة، وفي ظل ظروف بيئية مختلفة، فإن اللزوجة...

تختلف النتائج أيضًا. لذلك، عند شرح لزوجة إيثر السليلوز، من الضروري تحديد طريقة الاختبار المستخدمة، وتركيز المحلول، والدوار، وسرعة الدوران، ودرجة حرارة ورطوبة الاختبار، وغيرها من الظروف البيئية. تُعدّ قيمة اللزوجة هذه قيّمة، فلا معنى للاقتصار على سؤال "ما هي لزوجة مادة MC معينة؟".

3.2 استقرار منتج إيثر السليلوز

من المعروف أن إيثرات السليلوز عرضة لهجوم العفن السليلوزيّ. عندما يُؤثّر الفطر على إيثر السليلوز، فإنه يُهاجم أولاً وحدة الجلوكوز غير المُؤثّرة فيه. ولأنه مُركّب خطيّ، بمجرد تدمير وحدة الجلوكوز، تنكسر السلسلة الجزيئية بأكملها، وتنخفض لزوجة المُنتَج انخفاضًا حادًا. بعد إيثرة وحدة الجلوكوز، لن يُؤثّر العفن على السلسلة الجزيئية بسهولة. لذلك، كلما ارتفعت درجة استبدال الإيثرة (قيمة DS) لإيثر السليلوز، زاد استقراره.

3.3 محتوى المادة الفعالة في إيثر السليلوز

كلما زاد محتوى المكونات الفعالة في إيثر السليلوز، زادت فعالية المنتج من حيث التكلفة، مما يتيح الحصول على نتائج أفضل بنفس الجرعة. المكون الفعال في إيثر السليلوز هو جزيء إيثر السليلوز، وهو مادة عضوية. لذلك، عند دراسة محتوى المادة الفعالة في إيثر السليلوز، يمكن أن ينعكس ذلك بشكل غير مباشر في قيمة الرماد بعد التكليس.

3.4 محتوى كلوريد الصوديوم في إيثر السليلوز

كلوريد الصوديوم (NaCl) هو ناتج ثانوي لا مفر منه في إنتاج إيثر السليلوز، والذي يتطلب إزالته عادةً غسلات متعددة، وكلما زادت مرات الغسيل، قلّت كمية كلوريد الصوديوم المتبقية. يُعد كلوريد الصوديوم خطرًا معروفًا على تآكل قضبان الفولاذ وشبكات الأسلاك الفولاذية. لذلك، على الرغم من أن معالجة مياه الصرف الصحي لغسل كلوريد الصوديوم عدة مرات قد تزيد من التكلفة، إلا أنه عند اختيار منتجات MC، يجب بذل قصارى جهدنا لاختيار منتجات ذات محتوى أقل من كلوريد الصوديوم.

4 مبادئ اختيار إيثر السليلوز لمنتجات الملاط المختلفة

عند اختيار إيثر السليلوز لمنتجات الملاط، أولاً وقبل كل شيء، وفقًا لوصف دليل المنتج، حدد مؤشرات الأداء الخاصة به (مثل اللزوجة، ودرجة استبدال الأثير، ومحتوى المادة الفعالة، ومحتوى كلوريد الصوديوم، وما إلى ذلك). الخصائص الوظيفية ومبادئ الاختيار

4.1 نظام الجص الرقيق

على سبيل المثال، ملاط ​​التجصيص لنظام التجصيص الرقيق، نظرًا لاحتكاكه المباشر بالبيئة الخارجية، يفقد السطح الماء بسرعة، مما يتطلب معدل احتباس أعلى للماء. خاصةً خلال أعمال البناء في الصيف، من الضروري أن يحتفظ الملاط بالرطوبة بشكل أفضل في درجات الحرارة العالية. يجب اختيار ملاط ​​MC بمعدل احتباس ماء مرتفع، والذي يمكن تقييمه بشكل شامل من خلال ثلاثة جوانب: اللزوجة، وحجم الجسيمات، وكمية الإضافة. بشكل عام، وفي نفس الظروف، يُفضل اختيار ملاط ​​MC ذي لزوجة أعلى، مع مراعاة متطلبات قابلية التشغيل، ويجب ألا تكون اللزوجة عالية جدًا. لذلك، يجب أن يتمتع ملاط ​​MC المختار بمعدل احتباس ماء مرتفع ولزوجة منخفضة. من بين منتجات MC، يمكن التوصية بـ MH60001P6 وما إلى ذلك لنظام التجصيص اللاصق للتجصيص الرقيق.

4.2 ملاط ​​الجص الأسمنتي

يتطلب ملاط ​​الجبس تجانسًا جيدًا، وسهولة في التوزيع المتساوي أثناء التجصيص. كما يتطلب أداءً جيدًا في مقاومة الترهل، وقدرة ضخ عالية، وسيولة، وقابلية تشغيل. لذلك، يُختار في ملاط ​​الأسمنت MC ذو اللزوجة المنخفضة، والتشتت السريع، وتكوين القوام (جزيئات أصغر).

في صناعة لاصق البلاط، لضمان السلامة والكفاءة العالية، يُشترط أن يكون للملاط وقت فتح أطول وأداء أفضل مضاد للانزلاق، وفي الوقت نفسه يتطلب رابطة جيدة بين الركيزة والبلاط. لذلك، تتطلب لاصقات البلاط متطلبات عالية نسبيًا من MC. ومع ذلك، يحتوي MC عمومًا على نسبة عالية نسبيًا في لاصقات البلاط. عند اختيار MC، لتلبية متطلبات وقت الفتح الأطول، يحتاج MC نفسه إلى معدل احتباس ماء أعلى، ويتطلب معدل احتباس الماء اللزوجة المناسبة وكمية الإضافة وحجم الجسيمات. من أجل تحقيق أداء جيد مضاد للانزلاق، يكون تأثير تكثيف MC جيدًا، بحيث يتمتع الملاط بمقاومة قوية للتدفق الرأسي، ويتطلب أداء التكثيف متطلبات معينة تتعلق باللزوجة ودرجة الأثير وحجم الجسيمات.

4.4 ملاط ​​أرضي ذاتي التسوية

تتطلب ملاطات التسوية الذاتية متطلبات أعلى فيما يتعلق بأداء التسوية، لذا يُنصح باختيار منتجات إيثر السليلوز منخفضة اللزوجة. ونظرًا لأن التسوية الذاتية تتطلب تسوية الملاط المُحرَّك بالتساوي على الأرض تلقائيًا، فإنها تتطلب سيولةً وقابليةً للضخ، وبالتالي تكون نسبة الماء إلى المادة كبيرة. ولمنع تسرب الماء، يلزم استخدام MC للتحكم في احتباس الماء على السطح وتوفير اللزوجة لمنع الترسيب.

4.5 ملاط ​​البناء

لأن ملاط ​​البناء يلامس سطح البناء مباشرةً، فإنه عادةً ما يكون ذو طبقة سميكة. يجب أن يتمتع الملاط بقابلية تشغيل عالية واحتفاظ بالماء، كما يضمن قوة التصاق مع البناء، ويحسن قابلية التشغيل، ويزيد من الكفاءة. لذلك، يجب أن يكون MC المختار قادرًا على مساعدة الملاط على تحسين الأداء المذكور أعلاه، ويجب ألا تكون لزوجة إيثر السليلوز عالية جدًا.

4.6 مادة العزل

بما أن ملاط ​​العزل الحراري يُطبّق يدويًا في الغالب، فمن الضروري أن يتمتع MC المختار بقابلية تشغيل جيدة للملاط، وقدرته على الاحتفاظ بالماء بشكل ممتاز. كما يجب أن يتميز MC بخصائص اللزوجة العالية وقدرته العالية على سحب الهواء.

5 الخاتمة

وظائف إيثر السليلوز في ملاط ​​الأسمنت هي الاحتفاظ بالماء، والتكثيف، وسحب الهواء، والتباطؤ وتحسين قوة الترابط الشد، وما إلى ذلك.