في الملاط الجاهز، يكفي إضافة كمية قليلة من إيثر السليلوز لتحسين أداء الملاط الرطب بشكل ملحوظ. ويُعتبر إيثر السليلوز المادة المضافة الرئيسية التي تؤثر على أداء الملاط.
اختيار أنواع مختلفة من إيثرات السليلوز ذات اللزوجة، وأحجام الجسيمات، ودرجات اللزوجة، والكميات المضافة، سيؤثر سلبًا على تحسين أداء ملاط الخلطة الجافة. حاليًا، تتميز العديد من ملاطات البناء والتجصيص بضعف قدرتها على الاحتفاظ بالماء. ينفصل الماء عن الملاط بعد بضع دقائق من تركه. لذلك، من الضروري جدًا إضافة إيثر السليلوز إلى ملاط الأسمنت.
دعونا نلقي نظرة عن كثب على دور الأثير السليلوز في ملاط الأسمنت!
1. إيثر السليلوز - احتباس الماء
يُعدّ احتباس الماء من أهم خصائص إيثر ميثيل السليلوز، وهو أيضًا من الخصائص التي يُوليها العديد من مُصنّعي الملاط الجاف المحليين اهتمامًا خاصًا، وخاصةً في المناطق الجنوبية ذات درجات الحرارة المرتفعة. في إنتاج مواد البناء، وخاصةً ملاط المسحوق الجاف، يلعب إيثر السليلوز دورًا لا غنى عنه، وخاصةً في إنتاج الملاط الخاص (الملاط المُعدّل)، فهو مُكوّن أساسي وهام.
تؤثر اللزوجة، والجرعة، ودرجة الحرارة المحيطة، والبنية الجزيئية لإيثر السليلوز بشكل كبير على أدائه في الاحتفاظ بالماء. في ظل نفس الظروف، كلما زادت لزوجة إيثر السليلوز، كان الاحتفاظ بالماء أفضل؛ وكلما زادت الجرعة، كان الاحتفاظ بالماء أفضل. عادةً، يمكن لجرعة صغيرة من إيثر السليلوز أن تحسن بشكل كبير من الاحتفاظ بالماء في الملاط. عندما تصل الجرعة إلى حد معين، ومع زيادة درجة احتباس الماء، يتباطأ معدل احتباس الماء؛ مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة، عادةً ما ينخفض احتباس الماء لإيثر السليلوز. ومع ذلك، تتمتع بعض إيثرات السليلوز المعدلة أيضًا باحتفاظ أفضل بالماء في ظروف درجات الحرارة العالية؛ يتمتع إيثر السليلوز ذو درجات الاستبدال المنخفضة بأداء أفضل للاحتفاظ بالماء.
سترتبط المجموعة الهيدروكسيلية الموجودة على جزيء إيثر السليلوز وذرة الأكسجين الموجودة على رابطة الأثير مع جزيء الماء لتكوين رابطة هيدروجينية، مما يحول الماء الحر إلى ماء مرتبط، وبالتالي يلعب دورًا جيدًا في الاحتفاظ بالماء؛اليسمح الانتشار المتبادل لجزيئات الماء بالدخول إلى الجزء الداخلي من السلسلة الجزيئية الكبيرة للأثير السليلوز ويخضع لقوى ربط قوية، وبالتالي تكوين الماء الحر والماء المتشابك وتحسين الاحتفاظ بالماء في ملاط الأسمنت؛ يحسن الأثير السليلوز الخواص الرومولوجية وبنية الشبكة المسامية والضغط الاسموزي لملاط الأسمنت الطازج أو خصائص تكوين الفيلم للأثير السليلوز تعيق انتشار الماء.
2. إيثرات السليلوز - التكثيف والثيكسوتروبيا
يمنح إيثر السليلوز الملاط الرطب لزوجة ممتازة، مما يزيد بشكل كبير من قدرة الالتصاق بينه وبين الطبقة الأساسية، ويحسن من مقاومته للترهل. يُستخدم على نطاق واسع في ملاط التجصيص، وملاط ربط الطوب، وأنظمة عزل الجدران الخارجية. كما يُعزز تأثير إيثر السليلوز المُكثِّف من قدرة مقاومة التشتت وتجانس المواد الطازجة، ويمنع انفصالها وانفصالها. ويمكن استخدامه في الخرسانة الليفية، والخرسانة المغمورة، والخرسانة ذاتية الدمك.
ينشأ تأثير إيثر السليلوز المُكثِّف على المواد الأسمنتية من لزوجة محلول إيثر السليلوز. في ظل الظروف نفسها، كلما زادت لزوجة إيثر السليلوز، زادت لزوجة المادة الأسمنتية المُعَدَّلة، ولكن إذا كانت اللزوجة مرتفعة جدًا، فإنها ستؤثر على سيولة المادة وقابليتها للتشغيل (مثل غرز سكين التجصيص). تتطلب الملاط ذاتي التسوية والخرسانة ذاتية الرص، اللتان تتطلبان سيولة عالية، لزوجة منخفضة من إيثر السليلوز. بالإضافة إلى ذلك، سيزيد تأثير إيثر السليلوز المُكثِّف من استهلاك المواد الأسمنتية للماء، ويزيد من إنتاجية الملاط.
يتميز محلول إيثر السليلوز المائي عالي اللزوجة بخاصية ثيكسوتروبية عالية، وهي أيضًا سمة رئيسية لإيثر السليلوز. عادةً ما تكون محاليل ميثيل السليلوز المائية ذات سيولة شبه لدنة وغير ثيكسوتروبية عند درجة حرارة أقل من درجة حرارة الهلام، ولكنها تُظهر خصائص تدفق نيوتنية عند معدلات قص منخفضة. تزداد اللدونة الزائفة مع الوزن الجزيئي أو تركيز إيثر السليلوز، بغض النظر عن نوع المُستبدل ودرجة الاستبدال. لذلك، تُظهر إيثرات السليلوز من نفس درجة اللزوجة، سواءً أكانت HPMC أم HEMC، نفس الخصائص الريولوجية طالما ظل التركيز ودرجة الحرارة ثابتين. تتشكل الهلاميات الهيكلية عند ارتفاع درجة الحرارة، وتحدث تدفقات ثيكسوتروبية عالية.
تُظهر إيثرات السليلوز عالية التركيز ومنخفضة اللزوجة خاصية اللزوجة حتى في درجات حرارة أقل من درجة حرارة الهلام. تُعدّ هذه الخاصية مفيدةً جدًا في ضبط الاستواء والترهل في ملاط البناء. تجدر الإشارة هنا إلى أنه كلما زادت لزوجة إيثر السليلوز، زادت قدرته على الاحتفاظ بالماء، ولكن كلما زادت اللزوجة، زاد الوزن الجزيئي النسبي لإيثر السليلوز، وانخفضت قابليته للذوبان، مما يؤثر سلبًا على تركيز الملاط وأداء البناء.
3. إيثر السليلوز - تأثير إدخال الهواء
يُظهر إيثر السليلوز تأثيرًا واضحًا في سحب الهواء على المواد الأسمنتية الطازجة. يحتوي إيثر السليلوز على مجموعات محبة للماء (مجموعات هيدروكسيل، مجموعات إيثر) ومجموعات كارهة للماء (مجموعات ميثيل، حلقات جلوكوز)، وهو مادة خافضة للتوتر السطحي ذات نشاط سطحي، مما يُؤدي إلى سحب الهواء. يُنتج هذا التأثير تأثيرًا كرويًا، مما يُحسّن أداء المواد المختلطة حديثًا، مثل زيادة ليونة ونعومة الملاط أثناء التشغيل، مما يُساعد على فرد الملاط. كما يُزيد من إنتاج الملاط، ويُقلل من تكلفة إنتاجه؛ ولكنه في الوقت نفسه يُزيد من مسامية المادة المُصلبة ويُقلل من خصائصها الميكانيكية، مثل القوة ومعامل المرونة.
بصفته مادة خافضة للتوتر السطحي، يُظهر إيثر السليلوز أيضًا تأثيرًا مُرطبًا أو مُزلقًا على جزيئات الأسمنت، مما يزيد من سيولة المواد الأسمنتية إلى جانب تأثيره في احتجاز الهواء، إلا أن تأثيره في التكثيف يُقلل من السيولة. ويجمع تأثير السيولة بين تأثير التلدين والتكثيف. وبشكل عام، عندما يكون محتوى إيثر السليلوز منخفضًا جدًا، يكون الأداء الرئيسي هو التلدين أو اختزال الماء؛ أما عندما يكون المحتوى مرتفعًا، فيزداد تأثير إيثر السليلوز في التكثيف بسرعة، ويكون تأثيره في احتجاز الهواء مُشبعًا. لذا، يُظهر ذلك تأثيرًا في التكثيف أو زيادة في استهلاك الماء.
4. إيثر السليلوز - التباطؤ
سوف يعمل إيثر السليلوز على إطالة وقت ضبط عجينة الأسمنت أو الملاط، ويؤخر حركية ترطيب الأسمنت، مما يساعد على تحسين وقت تشغيل المواد المختلطة حديثًا، وتحسين اتساق الملاط وفقدان هبوط الخرسانة بمرور الوقت، ولكن قد يتسبب أيضًا في تأخير تقدم البناء.
وقت النشر: 2 يونيو 2023