احتباس الماء في الملاط المسحوق الجاف

1. ضرورة احتباس الماء

جميع أنواع القواعد التي تتطلب الملاط للبناء لديها درجة معينة من امتصاص الماء. بعد أن تمتص الطبقة الأساسية الماء الموجود في الملاط، ستتدهور قابلية بناء الملاط، وفي الحالات الشديدة، لن يتم ترطيب المادة الأسمنتية في الملاط بشكل كامل، مما يؤدي إلى انخفاض القوة، وخاصة قوة الواجهة بين الملاط المتصلب. والطبقة الأساسية مما يتسبب في تشقق الملاط وسقوطه. إذا كان ملاط ​​التجصيص يتمتع بأداء مناسب للاحتفاظ بالمياه، فإنه لا يمكنه فقط تحسين أداء البناء للملاط بشكل فعال، ولكن أيضًا يجعل من الصعب امتصاص الماء الموجود في الملاط بواسطة الطبقة الأساسية وضمان الترطيب الكافي للأسمنت.

2. مشاكل في الطرق التقليدية لاحتباس الماء

الحل التقليدي هو سقي القاعدة، لكن من المستحيل التأكد من ترطيب القاعدة بالتساوي. هدف الترطيب المثالي لملاط الأسمنت على القاعدة هو أن منتج ترطيب الأسمنت يمتص الماء مع القاعدة، ويخترق القاعدة، ويشكل "اتصالًا رئيسيًا" فعالاً مع القاعدة، وذلك لتحقيق قوة الرابطة المطلوبة. سيؤدي الري مباشرة على سطح القاعدة إلى تشتت خطير في امتصاص الماء للقاعدة بسبب الاختلافات في درجات الحرارة ووقت الري وانتظام الري. تتميز القاعدة بقدرة أقل على امتصاص الماء وستستمر في امتصاص الماء الموجود في الملاط. قبل أن يبدأ ترطيب الأسمنت، يتم امتصاص الماء، مما يؤثر على ترطيب الأسمنت وتغلغل منتجات الترطيب في المصفوفة؛ تتميز القاعدة بامتصاص كبير للماء، ويتدفق الماء الموجود في الملاط إلى القاعدة. سرعة الهجرة المتوسطة بطيئة، وحتى طبقة غنية بالمياه تتشكل بين الملاط والمصفوفة، مما يؤثر أيضًا على قوة الرابطة. ولذلك، فإن استخدام طريقة سقي القاعدة المشتركة لن يفشل فقط في حل مشكلة امتصاص الماء العالي لقاعدة الجدار بشكل فعال، ولكنه سيؤثر على قوة الترابط بين الملاط والقاعدة، مما يؤدي إلى التجويف والتشقق.

3. متطلبات الملاط المختلفة لاحتباس الماء

يتم اقتراح أهداف معدل احتباس الماء لمنتجات الملاط التجصيص المستخدمة في منطقة معينة وفي المناطق ذات ظروف درجة الحرارة والرطوبة المماثلة أدناه.

①ملاط تجصيص عالي الامتصاص للماء

تتميز الركائز عالية امتصاص الماء المتمثلة في الخرسانة التي يتم سحبها بالهواء، بما في ذلك ألواح التقسيم الخفيفة الوزن والكتل وما إلى ذلك، بخصائص امتصاص الماء الكبير والمدة الطويلة. يجب أن يكون لمونة التجصيص المستخدمة لهذا النوع من الطبقة الأساسية معدل احتباس للماء لا يقل عن 88%.

②ملاط التجصيص منخفض الامتصاص للماء

تتمتع الركائز منخفضة امتصاص الماء المتمثلة في الخرسانة المصبوبة في المكان، بما في ذلك ألواح البوليسترين لعزل الجدران الخارجية، وما إلى ذلك، بامتصاص منخفض للماء نسبيًا. يجب أن يكون لملاط التجصيص المستخدم لمثل هذه الركائز معدل احتباس للماء لا يقل عن 88٪.

③طبقة رقيقة من ملاط ​​التجصيص

يشير التجصيص ذو الطبقة الرقيقة إلى بناء التجصيص بسماكة طبقة التجصيص بين 3 و 8 ملم. هذا النوع من بناء التجصيص من السهل أن يفقد الرطوبة بسبب طبقة التجصيص الرقيقة، مما يؤثر على قابلية التشغيل والقوة. بالنسبة للملاط المستخدم لهذا النوع من التجصيص، فإن معدل احتباس الماء فيه لا يقل عن 99%.

④ملاط تجصيص ذو طبقة سميكة

يشير التجصيص ذو الطبقة السميكة إلى بناء التجصيص حيث يتراوح سمك طبقة التجصيص الواحدة بين 8 مم و 20 مم. هذا النوع من بناء التجصيص ليس من السهل فقدان الماء بسبب طبقة التجصيص السميكة، لذلك يجب ألا يقل معدل احتباس الماء لملاط التجصيص عن 88%.

⑤معجون مقاوم للماء

يتم استخدام المعجون المقاوم للماء كمادة تجصيص رقيقة للغاية، ويتراوح سمك البناء العام بين 1 و2 مم. تتطلب مثل هذه المواد خصائص عالية جدًا لاحتجاز الماء لضمان قابليتها للتشغيل وقوة الارتباط. بالنسبة للمواد المعجونة يجب ألا تقل نسبة احتباس الماء فيها عن 99%، ويجب أن تكون نسبة احتباس الماء في المعجون للجدران الخارجية أكبر من المعجون للجدران الداخلية.

4. أنواع المواد التي تحتفظ بالماء

الأثير السليلوز

1) ميثيل السليلوز الأثير (MC)

2) هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز الأثير (HPMC)

3) إيثر هيدروكسي إيثيل السليلوز (HEC)

4) إيثر كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC)

5) هيدروكسي إيثيل ميثيل السليلوز الأثير (HEMC)

النشا الأثير

1) تعديل النشا الأثير

2) غوار الأثير

مُثخن معدّل يحتفظ بالمياه المعدنية (المونتموريلونيت، البنتونيت، إلخ.)

خمسة، وفيما يلي يركز على أداء المواد المختلفة

1. الأثير السليلوز

1.1 نظرة عامة على أثير السليلوز

إيثر السليلوز هو مصطلح عام لسلسلة من المنتجات التي تتكون من تفاعل السليلوز القلوي وعامل الأثير تحت ظروف معينة. يتم الحصول على إثيرات السليلوز المختلفة بسبب استبدال الألياف القلوية بعوامل أثير مختلفة. وفقا لخصائص التأين لبدائلها، يمكن تقسيم إثيرات السليلوز إلى فئتين: الأيونية، مثل كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC)، وغير الأيونية، مثل ميثيل السليلوز (MC).

وفقا لأنواع البدائل، يمكن تقسيم إثيرات السليلوز إلى إثيرات أحادية، مثل إيثر سليلوز الميثيل (MC)، وإثيرات مختلطة، مثل إيثر هيدروكسي إيثيل كربوكسي ميثيل السليلوز (HECMC). وفقًا للمذيبات المختلفة التي تذوب، يمكن تقسيمها إلى نوعين: قابل للذوبان في الماء وقابل للذوبان في المذيبات العضوية.

1.2 أصناف السليلوز الرئيسية

كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC)، درجة الاستبدال العملية: 0.4-1.4؛ عامل الأثير، حمض أحادي أوكسي أسيتيك؛ حل المذيبات، الماء؛

كربوكسي ميثيل هيدروكسي إيثيل السليلوز (CMHEC)، درجة الاستبدال العملية: 0.7-1.0؛ عامل الأثير، حمض أحادي أوكسي أسيتيك، أكسيد الإيثيلين؛ حل المذيبات، الماء؛

ميثيل السليلوز (MC)، درجة الاستبدال العملية: 1.5-2.4؛ عامل الأثير، كلوريد الميثيل؛ حل المذيبات، الماء؛

هيدروكسي إيثيل السليلوز (HEC)، درجة الاستبدال العملية: 1.3-3.0؛ عامل الأثير، أكسيد الإيثيلين؛ حل المذيبات، الماء؛

هيدروكسي إيثيل ميثيل السليلوز (HEMC)، درجة الاستبدال العملية: 1.5-2.0؛ عامل الأثير، أكسيد الإيثيلين، كلوريد الميثيل؛ حل المذيبات، الماء؛

هيدروكسي بروبيل السليلوز (HPC)، درجة الاستبدال العملية: 2.5-3.5؛ عامل الأثير، أكسيد البروبيلين؛ حل المذيبات، الماء؛

هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC)، درجة الاستبدال العملية: 1.5-2.0؛ عامل الأثير، أكسيد البروبيلين، كلوريد الميثيل؛ حل المذيبات، الماء؛

إيثيل السليلوز (EC)، درجة الاستبدال العملية: 2.3-2.6؛ عامل الأثير، أحادي كلورو الإيثان؛ مذيب مذيب، مذيب عضوي؛

إيثيل هيدروكسي إيثيل السليلوز (EHEC)، درجة الاستبدال العملية: 2.4-2.8؛ عامل الأثير، أحادي كلورو الإيثان، وأكسيد الإيثيلين؛ مذيب مذيب، مذيب عضوي؛

1.3 خصائص السليلوز

1.3.1 إيثر سليلوز الميثيل (MC)

①ميثيل السليلوز قابل للذوبان في الماء البارد، وسيكون من الصعب أن يذوب في الماء الساخن. محلوله المائي مستقر جدًا في نطاق PH = 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.

②يعتمد 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 احتباس الماء مرتفع. من بينها، كمية الإضافة لها التأثير الأكبر على احتباس الماء، وأدنى لزوجة لا تتناسب بشكل مباشر مع مستوى احتباس الماء. يعتمد معدل الذوبان بشكل أساسي على درجة تعديل سطح جزيئات السليلوز ونعومة الجسيمات. من بين إثيرات السليلوز، يحتوي ميثيل السليلوز على معدل احتباس الماء أعلى.

③سيؤثر تغير درجة الحرارة 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، فإن احتباس الماء في ميثيل السليلوز سيكون سيئًا للغاية، مما سيؤثر 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، ويحتاج العمال إلى مزيد من القوة أثناء الاستخدام، ويصبح أداء البناء للملاط ضعيفًا. يكون التصاق ميثيل السليلوز بمستوى معتدل في منتجات إيثر السليلوز.

1.3.2 هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز الأثير (HPMC)

هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز هو أحد منتجات الألياف التي يتزايد إنتاجها واستهلاكها بسرعة في السنوات الأخيرة.

وهو عبارة عن إيثر مختلط من السليلوز غير الأيوني مصنوع من القطن المكرر بعد القلونة باستخدام أكسيد البروبيلين وكلوريد الميثيل كعوامل أثير، ومن خلال سلسلة من التفاعلات. درجة الاستبدال عموما 1.5-2.0. تختلف خصائصه بسبب اختلاف نسب محتوى الميثوكسيل ومحتوى الهيدروكسي بروبيل. محتوى عالي من الميثوكسيل ومحتوى منخفض من الهيدروكسي بروبيل، والأداء قريب من ميثيل السليلوز؛ محتوى منخفض من الميثوكسيل ومحتوى هيدروكسي بروبيل مرتفع، والأداء قريب من السليلوز هيدروكسي بروبيل.

①هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز قابل للذوبان بسهولة في الماء البارد، وسيكون من الصعب ذوبانه 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. لكن لزوجته أقل تأثراً بدرجة الحرارة من ميثيل السليلوز. ويكون محلوله مستقرًا عند تخزينه في درجة حرارة الغرفة.

③يعتمد احتباس الماء لهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز على كمية الإضافة واللزوجة وما إلى ذلك، ومعدل احتباس الماء تحت نفس كمية الإضافة أعلى من معدل السليلوز الميثيل.

④هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز مستقر للأحماض والقلويات، ومحلوله المائي مستقر جدًا في نطاق PH = 2-12. الصودا الكاوية وماء الجير ليس لهما تأثير يذكر على أدائها، لكن القلويات يمكنها تسريع ذوبانها وزيادة لزوجتها قليلاً. هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز مستقر بالنسبة للأملاح الشائعة، ولكن عندما يكون تركيز المحلول الملحي مرتفعًا، تميل لزوجة محلول هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز إلى الزيادة.

⑤يمكن خلط هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز مع البوليمرات القابلة للذوبان في الماء لتشكيل محلول موحد وشفاف ذو لزوجة أعلى. 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.

⑦إن التصاق هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز في بناء الملاط أعلى من التصاق ميثيل السليلوز.

1.3.3 إيثر 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.

①هيدروكسي 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.

②هيدروكسي 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.

③يتمتع هيدروكسي إيثيل السليلوز بأداء جيد ضد الترهل في الملاط، ولكن لديه وقت تأخير أطول للأسمنت.

④من الواضح أن أداء هيدروكسي إيثيل السليلوز الذي تنتجه بعض الشركات المحلية أقل من أداء السليلوز الميثيل بسبب محتواه العالي من الماء ومحتوى الرماد العالي.

1.3.4 يتكون إيثر كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC) من ألياف طبيعية (قطن، قنب، إلخ.) بعد المعالجة القلوية، باستخدام أحادي كلورو أسيتات الصوديوم كعامل أثير، ويخضع لسلسلة من معالجات التفاعل لصنع إيثر السليلوز الأيوني. درجة الاستبدال بشكل عام هي 0.4-1.4، ويتأثر أدائها بشكل كبير بدرجة الاستبدال.

①كاربوكسي ميثيل السليلوز شديد الرطوبة، وسيحتوي على كمية كبيرة من الماء عند تخزينه في الظروف العامة.

②المحلول المائي هيدروكسي ميثيل السليلوز لن ينتج هلامًا، وستنخفض 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.

2. تعديل النشا الأثير

يتم تعديل إثيرات النشا المستخدمة عادة في الملاط من البوليمرات الطبيعية لبعض السكريات. يتم تعديل مثل البطاطس والذرة والكسافا وفاصوليا الغوار وما إلى ذلك إلى إثيرات النشا المعدلة المختلفة. إثيرات النشا المستخدمة بشكل شائع في الملاط هي إيثر نشا الهيدروكسي بروبيل وإيثر نشا الهيدروكسي ميثيل وما إلى ذلك.

بشكل عام، تحتوي إثيرات النشا المعدلة من البطاطس والذرة والكسافا على احتباس مائي أقل بكثير من إثيرات السليلوز. بسبب درجة التعديل المختلفة، فإنه يظهر ثباتًا مختلفًا للأحماض والقلويات. بعض المنتجات مناسبة للاستخدام في الملاط المعتمد على الجبس، بينما لا يمكن استخدام منتجات أخرى في الملاط المعتمد على الأسمنت. يتم استخدام تطبيق إيثر النشا في الملاط بشكل أساسي كمثخن لتحسين خاصية مقاومة الترهل للملاط، وتقليل التصاق الملاط الرطب، وإطالة وقت الفتح.

غالبًا ما يتم استخدام إثيرات النشا مع السليلوز، مما يؤدي إلى خصائص ومزايا تكميلية للمنتجين. نظرًا لأن منتجات إيثر النشا أرخص بكثير من إيثر السليلوز، فإن استخدام إيثر النشا في الملاط سيؤدي إلى انخفاض كبير في تكلفة تركيبات الملاط.

3. صمغ الغوار الأثير

إيثر صمغ الغوار هو نوع من عديد السكاريد الأثيري ذو خصائص خاصة، والذي تم تعديله من حبوب الغوار الطبيعية. بشكل رئيسي من خلال تفاعل الأثير بين صمغ الغوار والمجموعات الوظيفية الأكريليكية، يتم تشكيل هيكل يحتوي على مجموعات وظيفية 2-هيدروكسي بروبيل، وهو هيكل متعدد الجالاكتومانوز.

①بالمقارنة مع إيثر السليلوز، فإن إيثر صمغ الغوار أسهل في الذوبان في الماء. PH في الأساس ليس له أي تأثير على أداء إيثر صمغ الغوار.

②في ظل ظروف اللزوجة المنخفضة والجرعة المنخفضة، يمكن أن يحل صمغ الغوار محل إيثر السليلوز بكمية متساوية، وله احتباس مماثل للماء. ولكن من الواضح أن الاتساق، ومكافحة الترهل، وتغير الانسيابية، وما إلى ذلك قد تم تحسينه.

③في ظل ظروف اللزوجة العالية والجرعة الكبيرة، لا يمكن لصمغ الغوار أن يحل محل إيثر السليلوز، والاستخدام المختلط للاثنين سوف ينتج أداء أفضل.

④إن تطبيق صمغ الغوار في الملاط القائم على الجبس يمكن أن يقلل بشكل كبير من الالتصاق أثناء البناء ويجعل البناء أكثر سلاسة. ليس له أي تأثير سلبي على وقت الإعداد وقوة ملاط ​​الجبس.

⑤ عندما يتم تطبيق صمغ الغار على البناء القائم على الأسمنت وملاط التجصيص، فإنه يمكن أن يحل محل إيثر السليلوز بكمية متساوية، ويمنح الملاط مقاومة أفضل للترهل، وتغير الانسيابية ونعومة البناء.

⑥في الملاط ذو اللزوجة العالية والمحتوى العالي من عامل الاحتفاظ بالمياه، سيعمل صمغ الغوار وإيثر السليلوز معًا لتحقيق نتائج ممتازة.

⑦ يمكن أيضًا استخدام صمغ الغوار في منتجات مثل مواد لاصقة البلاط، وعوامل التسوية الذاتية للأرض، والمعجون المقاوم للماء، وملاط البوليمر لعزل الجدران.

4. مُثخن مُعدل للاحتفاظ بالمياه المعدنية

تم تطبيق مثخن الاحتفاظ بالمياه المصنوع من المعادن الطبيعية من خلال التعديل والتركيب في الصين. المعادن الرئيسية المستخدمة لتحضير مكثفات الاحتفاظ بالمياه هي: السيبيوليت، البنتونيت، المونتموريلونيت، الكاولين، إلخ. تتمتع هذه المعادن بخصائص معينة للاحتفاظ بالمياه وتكثيفها من خلال التعديل مثل عوامل الاقتران. هذا النوع من مثخن الاحتفاظ بالماء المطبق على الملاط له الخصائص التالية.

① يمكن أن يحسن بشكل كبير أداء الملاط العادي، ويحل مشاكل ضعف قابلية التشغيل لملاط الأسمنت، وانخفاض قوة الملاط المختلط، وضعف مقاومة الماء.

② يمكن تصنيع منتجات الملاط ذات مستويات قوة مختلفة للمباني الصناعية والمدنية العامة.

③تكلفة المواد منخفضة.

④ احتباس الماء أقل من عوامل احتجاز الماء العضوية، وقيمة الانكماش الجاف للملاط المحضر كبيرة نسبيًا، ويتم تقليل التماسك.