في الملاط الجاهز، يُمكن لإضافة كمية قليلة من إيثر السليلوز تحسين أداء الملاط الرطب بشكل ملحوظ. يُعد إيثر السليلوز مادة مضافة رئيسية تؤثر على أداء الملاط الإنشائي. كما أن اختيار أنواع مختلفة من إيثر السليلوز، ودرجات لزوجته، وأحجام جسيماته، ودرجات اللزوجة، وكمياته المضافة، يؤثر بشكل مختلف على تحسين أداء الملاط الجاف. في الوقت الحالي، تتميز العديد من ملاطات البناء والتجصيص بضعف قدرتها على الاحتفاظ بالماء، حيث ينفصل خليط الماء بعد تركه لبضع دقائق. لذلك، من الضروري إضافة إيثر السليلوز إلى ملاط الأسمنت. لنلقِ نظرة مفصلة على وظائف إيثر السليلوز في ملاط الأسمنت!
1.احتباس الماء في إيثر السليلوز
يُعدّ احتباس الماء خاصيةً مهمةً لإيثر السليلوز، وهي أيضًا خاصيةٌ يُوليها العديد من مُصنّعي الملاط الجافّ المحليين، وخاصةً في المناطق الجنوبية ذات درجات الحرارة المرتفعة. في إنتاج مواد البناء، وخاصةً الملاط الجافّ، يلعب إيثر السليلوز دورًا لا غنى عنه، لا سيما في إنتاج الملاط الخاصّ (الملاط المُعدّل)، فهو مُكوّنٌ أساسيّ وهامّ.
تؤثر اللزوجة، والجرعة، ودرجة الحرارة المحيطة، والتركيب الجزيئي لإيثر السليلوز بشكل كبير على أدائه في الاحتفاظ بالماء. في ظل نفس الظروف، كلما زادت لزوجة إيثر السليلوز، كان احتباس الماء أفضل؛ وكلما زادت الجرعة، كان احتباس الماء أفضل. عادةً، يمكن لكمية صغيرة من إيثر السليلوز أن تُحسّن بشكل كبير معدل احتباس الماء في الملاط. عند وصول الجرعة إلى مستوى معين، يتباطأ اتجاه زيادة معدل احتباس الماء؛ وعادةً ما ينخفض احتباس الماء في إيثر السليلوز مع زيادة درجة الحرارة المحيطة، ولكن بعض إيثرات السليلوز المعدلة تتميز أيضًا باحتفاظ جيد بالماء في درجات الحرارة العالية؛ وتتميز إيثرات السليلوز ذات درجة الاستبدال المنخفضة بأداء أفضل في الاحتفاظ بالماء.
تشكل مجموعات الهيدروكسيل الموجودة على جزيئات الأثير السليلوز وذرات الأكسجين الموجودة على روابط الأثير روابط هيدروجينية مع جزيئات الماء، مما يحول الماء الحر إلى ماء مرتبط، وبالتالي يلعب دورًا جيدًا في الاحتفاظ بالماء؛ يسمح الانتشار المتبادل بين جزيئات الماء وسلاسل جزيئات الأثير السليلوز لجزيئات الماء بالدخول إلى الجزء الداخلي من سلسلة الجزيئات الكبيرة للأثير السليلوز والخضوع لقيود قوية، وبالتالي تكوين ماء حر وماء متشابك، وبالتالي تحسين الاحتفاظ بالماء في ملاط الأسمنت؛ يحسن الأثير السليلوز الخصائص الرومولوجية وبنية الشبكة المسامية والضغط الاسموزي لملاط الأسمنت الطازج، أو تعيق خصائص تكوين الفيلم للأثير السليلوز انتشار الماء.
2.تكثيف الأثير السليلوز 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 البلاط، وأنظمة عزل الجدران الخارجية. كما أن تأثير إيثر السليلوز المُكثِّف يُعزز مقاومة التشتت وتجانس المواد الطازجة، ويمنع انفصالها وتسربها، ويمكن استخدامه في الخرسانة الليفية، والخرسانة المغمورة، والخرسانة ذاتية الرص.
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. ومع ذلك، إذا كانت اللزوجة عالية جدًا، فإنها ستؤثر على سيولة المادة وقابليتها للتشغيل (مثل الالتصاق بسكين الجبس). تتطلب الملاطات ذاتية التسوية والخرسانة ذاتية الرص، التي تتطلب سيولة عالية، لزوجة منخفضة من إيثر السليلوز. بالإضافة إلى ذلك، يزيد 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. تتميز محاليل ميثيل السليلوز المائية عمومًا بخصائص تدفق شبه لدنة وغير ثيكسوتروبية تحت درجة حرارة الهلام، ولكنها تُظهر خصائص تدفق نيوتنية عند معدلات قص منخفضة. تزداد اللدونة الزائفة بزيادة الوزن الجزيئي أو تركيز إيثر السليلوز، بغض النظر عن نوع ودرجة استبدال المُستبدل. لذلك، تُظهر إيثرات السليلوز من نفس درجة اللزوجة، سواءً كانت MC أو HPMC أو HEMC، نفس الخصائص الريولوجية دائمًا طالما ظل التركيز ودرجة الحرارة ثابتين. عند زيادة درجة الحرارة، يتشكل هلام هيكلي ويحدث تدفق ثيكسوتروبي عالي.
تُظهر إيثرات السليلوز عالية التركيزات ومنخفضة اللزوجة خاصية اللزوجة حتى في درجات حرارة أقل من درجة حرارة الهلام. تُعدّ هذه الخاصية مفيدةً للغاية في تعديل خصائص التسوية والترهل لملاط البناء أثناء 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، وبالتالي انخفضت قابليته للذوبان، مما يؤثر سلبًا على تركيز الملاط وأداء البناء.
3.تأثير اندماج الأثير السليلوز مع الهواء
يُظهر إيثر السليلوز تأثيرًا ملحوظًا 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، وبالتالي له تأثير سحب الهواء. يُنتج تأثير سحب الهواء لإيثر السليلوز تأثيرًا كرويًا، مما يُحسّن أداء تشغيل المواد المختلطة حديثًا، مثل زيادة مرونة ونعومة الملاط أثناء التشغيل، وهو أمر مفيد لرصف الملاط؛ كما أنه يزيد من إنتاج الملاط ويُقلل من تكلفة إنتاجه؛ ولكنه في الوقت نفسه يزيد من مسامية المواد 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، إلى جانب تأثيره في سحب الهواء، من سيولة المواد الأسمنتية، إلا أن تأثيره في التكثيف يُقلل من سيولتها. ويجمع تأثير إيثر السليلوز على سيولة المواد الأسمنتية بين تأثير التلدين والتكثيف. وبشكل عام، عند استخدام جرعة منخفضة جدًا من إيثر السليلوز، يُلاحظ تأثير التلدين أو تقليل الماء؛ أما عند استخدام جرعة عالية، فيزداد تأثيره في التكثيف بسرعة، ويميل تأثيره في سحب الهواء إلى التشبع، مما يُظهر تأثير التكثيف أو زيادة استهلاك الماء.
4.تأثير تثبيط إيثر السليلوز
سوف يعمل إيثر السليلوز على إطالة وقت ضبط عجينة الأسمنت أو الملاط وتأخير ديناميكيات ترطيب الأسمنت، وهو أمر مفيد لزيادة وقت تشغيل مادة الخليط الجديد وتحسين الخسارة المرتبطة بالوقت لقوام الملاط وانهيار الخرسانة، ولكنه قد يؤخر أيضًا تقدم البناء.
وقت النشر: ٢٤ سبتمبر ٢٠٢٤