هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC)هو إيثر سليلوزي مهم، يُستخدم على نطاق واسع في مواد البناء، وخاصةً في الملاط كعامل احتباس للماء ومكثف. يؤثر تأثير HPMC في احتباس الماء في الملاط بشكل مباشر على أداء البناء، ومتانته، وتطور قوته، ومقاومته للعوامل الجوية، لذا فإن استخدامه يلعب دورًا حيويًا في جودة مشاريع البناء.
1. متطلبات الاحتفاظ بالمياه وتأثيراتها في الملاط
الملاط مادة لاصقة شائعة الاستخدام في مشاريع البناء، تُستخدم بشكل رئيسي في أعمال البناء والتجصيص والترميم، إلخ. أثناء عملية البناء، يجب أن يحافظ الملاط على نسبة رطوبة معينة لضمان قابلية تشغيل جيدة وقوة التصاق عالية. يؤدي التبخر السريع للماء في الملاط أو فقدانه الشديد للماء إلى المشاكل التالية:
انخفاض القوة: سيؤدي فقدان الماء إلى حدوث تفاعل غير كافٍ لترطيب الأسمنت، وبالتالي التأثير على تطور قوة الملاط.
عدم الترابط الكافي: يؤدي فقدان الماء إلى عدم الترابط الكافي بين الملاط والركيزة، مما يؤثر على استقرار هيكل المبنى.
التشقق والتجاويف الجافة: يمكن أن يؤدي التوزيع غير المتساوي للمياه بسهولة إلى انكماش وتشقق طبقة الملاط، مما يؤثر على المظهر وعمر الخدمة.
لذلك، يحتاج الملاط إلى قدرة قوية على الاحتفاظ بالمياه أثناء البناء والتصلب، ويمكن لـ HPMC تحسين احتباس الماء في الملاط بشكل كبير، وتحسين أداء البناء وجودة المنتج النهائي.
2. آلية احتباس الماء في HPMC
تتمتع مادة HPMC بقدرة عالية للغاية على الاحتفاظ بالمياه، ويرجع ذلك أساسًا إلى بنيتها الجزيئية وآلية عملها الخاصة في الملاط:
امتصاص الماء وتمدده: يحتوي التركيب الجزيئي لـ HPMC على العديد من مجموعات الهيدروكسيل، والتي تُشكل روابط هيدروجينية مع جزيئات الماء، مما يجعله عالي الامتصاص للماء. بعد إضافة الماء، تمتص جزيئات HPMC كمية كبيرة من الماء وتتمدد لتشكل طبقة هلامية موحدة، مما يُؤخر تبخر الماء وفقدانه.
خصائص تكوين الغشاء: يذوب HPMC في الماء مكونًا محلولًا عالي اللزوجة، مما يُشكل غشاءً واقيًا حول جزيئات الملاط. لا يقتصر دور هذا الغشاء الواقي على حبس الرطوبة بفعالية فحسب، بل يُقلل أيضًا من انتقالها إلى الركيزة، مما يُحسّن من قدرة الملاط على الاحتفاظ بالماء.
تأثير التكثيف: بعد إذابة HPMC في الماء، تزيد لزوجة الملاط، مما يساعد على توزيع الماء بالتساوي والاحتفاظ به، ويمنع تسربه أو فقدانه بسرعة. كما يُحسّن تأثير التكثيف قابلية تشغيل الملاط ويزيد من مقاومته للترهل.
3. يحسن احتباس الماء HPMC من أداء الملاط
يُحسّن HPMC احتباس الماء في الملاط، مما يُؤثر إيجابًا بشكل غير مباشر على خصائصه الفيزيائية والكيميائية. ويتجلى ذلك تحديدًا في الجوانب التالية:
3.1 تحسين قابلية تشغيل الملاط
يضمن قابلية التشغيل الجيدة سلاسة البناء. يزيد HPMC من لزوجة الملاط واحتباس الماء فيه، مما يحافظ على رطوبته أثناء عملية البناء، ويمنع ترسب الماء، مما يحسن بشكل كبير من قابلية تشغيله.
3.2 إطالة وقت الفتح
يُسهم تحسين احتباس الماء في HPMC في الحفاظ على رطوبة الملاط لفترة أطول، وإطالة فترة فتحه، وتقليل ظاهرة تصلب الملاط الناتجة عن فقدان الماء السريع أثناء البناء. هذا يُتيح لعمال البناء وقت تعديل أطول، ويُحسّن جودة البناء.
3.3 تعزيز قوة ربط الملاط
ترتبط قوة التصاق الملاط ارتباطًا وثيقًا بتفاعل ترطيب الأسمنت. يضمن احتباس الماء الذي توفره HPMC ترطيب جزيئات الأسمنت بالكامل، مما يمنع ضعف التصاقها الناتج عن فقدان الماء المبكر، مما يُحسّن قوة التصاق الملاط بالركيزة بشكل فعال.
3.4 تقليل الانكماش والتشقق
يتميز HPMC بأداء ممتاز للاحتفاظ بالمياه، مما يمكن أن يقلل بشكل كبير من فقدان الماء السريع، وبالتالي تجنب الانكماش والتشقق الناتج عن فقدان الماء أثناء عملية ضبط الملاط، وتحسين مظهر ومتانة الملاط.
3.5 تعزيز مقاومة التجمد والذوبان للملاط
احتباس الماءHPMCيُوزّع الماء في الملاط بالتساوي، مما يُحسّن كثافة الملاط وتجانسه. هذا الهيكل المُوحّد يُقاوم بشكل أفضل التلف الناتج عن دورات التجمد والذوبان في المناخات الباردة، ويُحسّن متانة الملاط.
4. العلاقة بين كمية HPMC وتأثير احتباس الماء
كمية HPMC المضافة ضرورية لتأثير احتباس الماء في الملاط. عمومًا، يمكن لإضافة كمية مناسبة من HPMC تحسين احتباس الماء في الملاط بشكل ملحوظ، ولكن إضافة كمية زائدة قد تؤدي إلى لزوجة زائدة، مما يؤثر على قابلية تشغيل البناء ومتانته بعد التصلب. لذلك، في التطبيقات العملية، يجب التحكم في كمية HPMC بشكل معقول وفقًا للتركيبة الخاصة ومتطلبات بناء الملاط لتحقيق أفضل تأثير لاحتباس الماء.
بصفته عاملًا مهمًا لاحتباس الماء ومكثفًا، يلعب HPMC دورًا لا غنى عنه في تحسين احتباس الماء في الملاط. فهو لا يُحسّن بشكل كبير قابلية تشغيل الملاط وأدائه الإنشائي فحسب، بل يُطيل أيضًا فترة فتحه بفعالية، ويُعزز قوة الالتصاق، ويُقلل من تشققات الانكماش، ويُحسّن متانته ومقاومته للتجمد والذوبان. في البناء الحديث، لا يُسهم الاستخدام المُدروس لـ HPMC في حل مشكلة فقدان الماء في الملاط بفعالية فحسب، بل يضمن أيضًا جودة المشروع وإطالة عمر المبنى.
وقت النشر: ١٢ نوفمبر ٢٠٢٤