استخدام مواد بناء من إيثر السليلوز

إيثر السليلوز بوليمر غير أيوني شبه اصطناعي ذو وزن جزيئي عالٍ، قابل للذوبان في الماء والمذيبات. وله تأثيرات مختلفة في مختلف الصناعات. على سبيل المثال، في مواد البناء الكيميائية، له التأثيرات المركبة التالية:

① عامل احتفاظ بالماء ② مُكثِّف ③ خاصية تسوية ④ خاصية تكوين طبقة رقيقة ⑤ مادة رابطة

في صناعة البولي فينيل كلوريد، يُستخدم السليلوز كمستحلب ومشتت؛ وفي صناعة الأدوية، يُستخدم كمادة رابطة ومادة هيكلية لإطلاق المواد ببطء وتحكم، وغيرها. ونظرًا لتعدد استخدامات السليلوز في المواد المركبة، فإن تطبيقاته واسعة النطاق. ويركز ما يلي على استخدامات ووظائف إيثر السليلوز في مواد البناء المختلفة.

(1) في طلاء اللاتكس:

في صناعة دهانات اللاتكس، يُنصح باختيار هيدروكسي إيثيل السليلوز، حيث تتراوح اللزوجة المثلى عادةً بين 30000 و50000 سنتي بواز، وهو ما يُعادل مواصفات HBR250، وتتراوح الجرعة المرجعية عادةً بين 1.5 و2 بالألف. تتمثل الوظيفة الرئيسية لهيدروكسي إيثيل السليلوز في دهانات اللاتكس في زيادة اللزوجة، ومنع تكتل الصبغة، والمساعدة على تشتيتها، وتعزيز استقرار اللاتكس، وزيادة لزوجة المكونات، مما يُساهم في تحسين أداء التسوية في أعمال البناء. يتميز هيدروكسي إيثيل السليلوز بسهولة استخدامه، حيث يُمكن إذابته في الماء البارد والساخن، ولا يتأثر بدرجة الحموضة. يُمكن استخدامه بأمان ضمن نطاق مؤشر اللزوجة (PI) من 2 إلى 12. فيما يلي طرق الاستخدام:

أولاً: الإضافة مباشرة في الإنتاج: يجب في هذه الطريقة اختيار هيدروكسي إيثيل السليلوز من النوع المتأخر، وهيدروكسي إيثيل السليلوز الذي يستغرق وقت ذوبانه أكثر من 30 دقيقة، وتكون خطوات استخدامه كما يلي:

① حضّر كمية محددة من الماء النقي في وعاء مزود بمحرك تقليب عالي القص

٢- ابدأ بالتحريك المستمر بسرعة منخفضة، وفي الوقت نفسه أضف هيدروكسي إيثيل ببطء وبشكل متساوٍ إلى المحلول.

③ استمر في التقليب حتى تتشرب جميع المواد الحبيبية.

④ أضف مواد مضافة أخرى ومواد مضافة أساسية، إلخ.

⑤ قلّب حتى تذوب جميع مجموعات الهيدروكسي إيثيل تمامًا، ثم أضف المكونات الأخرى في التركيبة، واطحن حتى تحصل على المنتج النهائي.

ثانيًا: مُجهّز بمحلول الأم للاستخدام لاحقًا: يُمكن في هذه الطريقة استخدام السليلوز الفوري، الذي يتميز بتأثيره المضاد للعفن. وتكمن ميزة هذه الطريقة في مرونتها العالية وإمكانية إضافتها مباشرةً إلى طلاء اللاتكس. طريقة التحضير هي نفسها المذكورة في الخطوات من ١ إلى ٤.

ثالثًا: تحضير العصيدة للاستخدام لاحقًا: نظرًا لأن المذيبات العضوية ضعيفة الذوبان (غير قابلة للذوبان) في هيدروكسي إيثيل السليلوز، يمكن استخدامها لتحضير العصيدة. من أكثر المذيبات العضوية شيوعًا السوائل العضوية في تركيبات طلاء اللاتكس، مثل الإيثيلين جليكول، والبروبيلين جليكول، وعوامل تكوين الطبقة (مثل أسيتات بوتيل ثنائي إيثيلين جليكول). يمكن إضافة عصيدة هيدروكسي إيثيل السليلوز مباشرةً إلى الطلاء. استمر في التقليب حتى يذوب تمامًا.

(2) في معجون كشط الجدران:

في الوقت الراهن، تحظى المعجونة الصديقة للبيئة المقاومة للماء والفرك بتقدير كبير في معظم مدن بلدي. تُصنع هذه المعجونة من تفاعل الأسيتال بين كحول الفينيل والفورمالديهايد. ولذلك، بدأ الناس بالتخلي تدريجياً عن هذه المادة، واستُبدلت بمنتجات سلسلة إيثر السليلوز. أي أن السليلوز هو المادة الوحيدة المتاحة حالياً لتطوير مواد بناء صديقة للبيئة.

يُقسم المعجون المقاوم للماء إلى نوعين: معجون مسحوق جاف ومعجون سائل. يُنصح باختيار معجون ميثيل السليلوز المُعدَّل ومعجون هيدروكسي بروبيل ميثيل. تتراوح لزوجة المعجون عادةً بين 30000 و60000 سنتي بواز. تتمثل الوظائف الرئيسية للسليلوز في المعجون في الاحتفاظ بالماء، والربط، والتشحيم. ونظرًا لاختلاف تركيبات المعجون بين الشركات المصنعة، فبعضها يحتوي على الكالسيوم الرمادي، والكالسيوم الفاتح، والأسمنت الأبيض، بينما يحتوي البعض الآخر على مسحوق الجبس، والكالسيوم الرمادي، والكالسيوم الفاتح، وما إلى ذلك، فإن مواصفات ولزوجة ونفاذية السليلوز تختلف بين التركيبتين. وتبلغ الكمية المضافة حوالي 2-3 بالألف. في عملية تشكيل معجون تسوية الجدران، ونظرًا لأن سطح الجدار الأساسي يمتص الماء بنسبة معينة (تبلغ نسبة امتصاص الماء في جدار الطوب 13%، وفي الخرسانة 3-5%)، بالإضافة إلى تبخر الماء من الخارج، فإن فقدان المعجون للماء بسرعة كبيرة سيؤدي إلى تشققات أو تساقط مسحوق، مما يُضعف قوته. لذا، فإن إضافة إيثر السليلوز تُحل هذه المشكلة. لكن جودة المادة المالئة، وخاصة جودة رماد الكالسيوم، تُعدّ بالغة الأهمية.

بفضل لزوجة السليلوز العالية، تتحسن قدرة المعجون على الطفو، مما يمنع ظاهرة الترهل أثناء البناء، ويجعل عملية الكشط أكثر سهولة وراحة. كما يسهل إضافة إيثر السليلوز إلى المعجون البودرة، مما يجعل إنتاجه واستخدامه أكثر سهولة. ويمكن خلط الحشوات والمواد المضافة بالتساوي في المسحوق الجاف.

(3) ملاط ​​الخرسانة:

في ملاط ​​الخرسانة، ولتحقيق أقصى قوة، يجب أن يكون الإسمنت مُرطَّبًا بالكامل. خاصةً في أعمال البناء الصيفية، يفقد ملاط ​​الخرسانة الماء بسرعة كبيرة، وتُستخدم إجراءات الإماهة الكاملة عن طريق رش الماء. هذا يُهدر الموارد ويُعيق العمل، والسبب الرئيسي هو أن الماء يكون على السطح فقط، والإماهة الداخلية غير مكتملة. لذا، يكمن الحل في إضافة ثمانية عوامل مُحتفظة بالماء إلى ملاط ​​الخرسانة، وعادةً ما يُختار هيدروكسي بروبيل ميثيل أو ميثيل سلولوز، بمواصفات لزوجة تتراوح بين 20000 و60000 سنتي بواز، وبكمية إضافة تتراوح بين 2% و3%. يمكن زيادة معدل الاحتفاظ بالماء إلى أكثر من 85%. طريقة الاستخدام في ملاط ​​الخرسانة هي خلط المسحوق الجاف جيدًا ثم سكبه في الماء.

(4) في أعمال التجصيص: الجبس، والجبس المُلصق، والجبس المُستخدم في أعمال السد:

مع التطور السريع لقطاع البناء، يتزايد طلب الناس على مواد البناء الجديدة يومًا بعد يوم. ونظرًا لزيادة الوعي بأهمية حماية البيئة والتحسين المستمر لكفاءة البناء، شهدت منتجات الجبس الأسمنتية نموًا سريعًا. حاليًا، تشمل أكثر منتجات الجبس شيوعًا جبس التجصيص، والجبس المُلصق، والجبس المُدمج، ومادة لاصقة للبلاط. يُعد جبس التجصيص مادة تجصيص عالية الجودة للجدران والأسقف الداخلية، حيث يُضفي على سطح الجدار المُجصص به نعومةً ولمعانًا. أما مادة لاصقة ألواح البناء الخفيفة الجديدة، فهي مادة لاصقة مصنوعة من الجبس كمادة أساسية ومضافات متنوعة، وهي مناسبة للربط بين مختلف مواد جدران البناء غير العضوية. تتميز هذه المادة بأنها غير سامة، وعديمة الرائحة، وتتمتع بقوة مبكرة وسرعة في التصلب، بالإضافة إلى قوة ربط عالية، مما يجعلها مادة داعمة لألواح البناء والبناء بالطوب. بينما يُستخدم عامل سد الفجوات الجبسي لملء الفراغات بين ألواح الجبس، ولإصلاح الجدران والشقوق.

تتمتع منتجات الجبس هذه بوظائف متعددة. فبالإضافة إلى دور الجبس والحشوات المرتبطة به، تكمن الأهمية الرئيسية في الدور المحوري لمضافات إيثر السليلوز. ونظرًا لتصنيف الجبس إلى جبس لا مائي وجبس نصف مائي، فإن لكل نوع منهما تأثيرًا مختلفًا على أداء المنتج، لذا فإن التكثيف، والاحتفاظ بالماء، وإبطاء التصلب هي العوامل الأساسية التي تحدد جودة مواد البناء الجبسية. وتتمثل المشكلة الشائعة لهذه المواد في التجويف والتشقق، وعدم القدرة على الوصول إلى القوة الأولية المطلوبة. ولحل هذه المشكلة، يُنصح باختيار نوع السليلوز وطريقة استخدامه كمُبطئ للتصلب. وفي هذا السياق، يُختار عادةً ميثيل أو هيدروكسي بروبيل ميثيل 30000 أو 60000 سنتي بواز، بنسبة إضافة تتراوح بين 1.5% و2%. ويركز السليلوز في هذه الحالة على الاحتفاظ بالماء وإبطاء التصلب. ومع ذلك، من المستحيل الاعتماد على إيثر السليلوز كمؤخر للتصلب، ومن الضروري إضافة مؤخر التصلب من حمض الستريك للخلط والاستخدام دون التأثير على القوة الأولية.

يشير الاحتفاظ بالماء عمومًا إلى كمية الماء التي ستُفقد بشكل طبيعي دون امتصاص خارجي. إذا كان الجدار جافًا جدًا، فإن امتصاص الماء والتبخر الطبيعي على سطحه سيؤديان إلى فقدان المادة للماء بسرعة كبيرة، مما قد يُسبب تجويفًا وتشققات. يتم استخدام هذه الطريقة بخلطها مع مسحوق جاف. لتحضير محلول، يُرجى الرجوع إلى طريقة التحضير.

(5) مونة العزل الحراري

يُعدّ ملاط ​​العزل نوعًا جديدًا من مواد عزل الجدران الداخلية في المنطقة الشمالية. وهو مادة جدارية مُصنّعة من مادة عازلة وملاط ومادة رابطة. في هذه المادة، يلعب السليلوز دورًا أساسيًا في التماسك وزيادة المتانة. يُختار عادةً ميثيل السليلوز ذو اللزوجة العالية (حوالي 10000 إلكترون فولت)، وتتراوح الجرعة عادةً بين 2 و3 بالألف، وطريقة الاستخدام هي خلط المسحوق الجاف.

(6) وكيل الواجهة

اختر مادة HPNC بقوة 20000 سنتي بويز كمادة رابطة، ومادة لاصقة للبلاط بقوة 60000 سنتي بويز أو أكثر، وركّز على المُكثّف الموجود في المادة الرابطة، والذي يُحسّن قوة الشد ومقاومة الانحناء. تُستخدم هذه المادة كعامل مُحافظ على الماء في عملية ربط البلاط لمنع جفافه السريع وسقوطه.