مناقشة حول استخدام هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز إيثر (HPMC) في الملاط الجاف

الاسم الصيني لـ HPMC هو هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز. وهو مادة غير أيونية، ويُستخدم غالبًا كمادة حافظة للماء في الملاط الجاف. وهو أكثر المواد الحافظة للماء شيوعًا في الملاط.

تُنتج مادة هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) بشكل أساسي كمنتج إيثري قائم على عديد السكاريد، وذلك عن طريق معالجة ألياف القطن (محليًا) بالقلوية ثم تحويلها إلى إيثر. وهي مادة غير مشحونة ذاتيًا، ولا تتفاعل مع الأيونات المشحونة في مادة التجلط، وتتميز بأداء مستقر. كما أن سعرها أقل من أنواع إيثرات السليلوز الأخرى، مما يجعلها شائعة الاستخدام في الملاط الجاف.

وظيفة هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز: يعمل على زيادة لزوجة الملاط الطازج ليمنحه قوامًا رطبًا مناسبًا ويمنع انفصال مكوناته. (زيادة اللزوجة) كما أن احتفاظه بالماء من أهم خصائصه، حيث يساعد على الحفاظ على كمية الماء الحر في الملاط، مما يتيح للمواد الأسمنتية وقتًا أطول للتفاعل مع الماء بعد صب الملاط. (احتفاظ الماء) يتميز أيضًا بخاصية إدخال الهواء، مما يسمح بتكوين فقاعات هواء دقيقة ومتجانسة لتحسين عملية صب الملاط.

كلما زادت لزوجة إيثر هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز، تحسّن أداؤه في الاحتفاظ بالماء. تُعدّ اللزوجة معيارًا هامًا لأداء هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز. حاليًا، يستخدم مُصنّعو هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز طرقًا وأجهزةً مختلفة لقياس لزوجته. ومن أبرز هذه الطرق: هاكي روتوفيسكو، وهوبلر، وأوبيلوهدي، وبروكفيلد.

بالنسبة للمنتج نفسه، تختلف نتائج قياس اللزوجة باختلاف الطرق اختلافًا كبيرًا، وقد يصل الاختلاف في بعض الحالات إلى الضعف. لذا، عند مقارنة اللزوجة، يجب إجراء القياس باستخدام نفس طرق الاختبار، بما في ذلك درجة الحرارة والدوار، وما إلى ذلك. أما بالنسبة لحجم الجسيمات، فكلما كانت الجسيمات أدق، كان احتفاظها بالماء أفضل. فعندما تتلامس الجسيمات الكبيرة من إيثر السليلوز مع الماء، يذوب سطحها فورًا مكونًا هلامًا يغلف المادة ويمنع جزيئات الماء من التغلغل فيها. أحيانًا، لا يمكن تشتيتها وذوبانها بشكل متجانس حتى بعد التقليب لفترة طويلة، مما يؤدي إلى تكوين محلول عكر متكتل أو تكتلات. يؤثر ذلك بشكل كبير على احتفاظ إيثر السليلوز بالماء، وتُعد الذوبانية أحد العوامل المهمة لاختيار إيثر السليلوز.

تُعدّ النعومة مؤشرًا هامًا لأداء إيثر ميثيل السليلوز. يجب أن يكون إيثر ميثيل السليلوز المستخدم في الملاط الجاف مسحوقًا، منخفض المحتوى المائي، وأن تتراوح نسبة حجم الجسيمات فيه بين 20% و60%، أي أقل من 63 ميكرومتر. تؤثر النعومة على ذوبانية هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز إيثر. عادةً ما يكون إيثر ميثيل السليلوز الخشن حبيبيًا، ويذوب بسهولة في الماء دون تكتل، إلا أن معدل ذوبانه بطيء جدًا، لذا فهو غير مناسب للاستخدام في الملاط الجاف.

في الملاط الجاف، يُوزّع إيثر ميثيل السليلوز (MC) بين مواد الربط مثل الركام والحشو الناعم والأسمنت، ولا يُمكن تجنّب تكتل إيثر ميثيل السليلوز عند مزجه بالماء إلا باستخدام مسحوق ناعم جدًا. عند إضافة إيثر ميثيل السليلوز إلى الماء لإذابة التكتلات، يصعب توزيعه وذوبانه. لا يُعدّ استخدام مسحوق ناعم جدًا لإيثر ميثيل السليلوز مُهدرًا فحسب، بل يُقلّل أيضًا من قوة الملاط الموضعية. عند تطبيق هذا النوع من الملاط الجاف على مساحة واسعة، تنخفض سرعة تصلّبه بشكل ملحوظ، وتظهر تشققات نتيجة اختلاف أوقات التصلّب. أما بالنسبة للملاط المرشوش في الإنشاءات الميكانيكية، فإنّ متطلبات النعومة تكون أعلى نظرًا لقصر وقت الخلط. بشكل عام، كلما زادت اللزوجة، كان تأثير الاحتفاظ بالماء أفضل. مع ذلك، كلما زادت لزوجة إيثر ميثيل السليلوز ووزنه الجزيئي، انخفض ذوبانه، مما يؤثر سلبًا على قوة الملاط وأدائه الإنشائي.

كلما زادت اللزوجة، كلما كان تأثير زيادة اللزوجة على الملاط أكثر وضوحًا، لكن العلاقة ليست طردية. فكلما زادت اللزوجة، زادت لزوجة الملاط الرطب، أي أنه أثناء البناء، يتجلى ذلك في التصاقه بالمكشطة وقوة التصاقه بالسطح. لكن هذا لا يُسهم في زيادة قوة الملاط الرطب نفسه، أي أن مقاومته للترهل غير واضحة أثناء البناء. على النقيض من ذلك، تُظهر بعض إيثرات ميثيل السليلوز المعدلة ذات اللزوجة المتوسطة والمنخفضة أداءً ممتازًا في تحسين قوة الملاط الرطب.

تتأثر قدرة هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) على الاحتفاظ بالماء بدرجة الحرارة المستخدمة، بينما تنخفض قدرة إيثر ميثيل السليلوز على الاحتفاظ بالماء مع ارتفاع درجة الحرارة. مع ذلك، في التطبيقات العملية، يُستخدم الملاط الجاف غالبًا على أسطح ساخنة في درجات حرارة عالية (أكثر من 40 درجة مئوية) في بيئات مختلفة، مثل تجصيص الجدران الخارجية تحت أشعة الشمس في الصيف، مما يُسرّع من تصلب الأسمنت وتصلب الملاط الجاف. يؤدي انخفاض معدل الاحتفاظ بالماء إلى تأثر كل من قابلية التشغيل ومقاومة التشققات، ولذا من الضروري تقليل تأثير عوامل درجة الحرارة في هذه الحالة.

في هذا السياق، تُعتبر إضافات إيثر ميثيل هيدروكسي إيثيل السليلوز حاليًا في طليعة التطور التكنولوجي. ورغم زيادة كمية ميثيل هيدروكسي إيثيل السليلوز (في التركيبة الصيفية)، إلا أن قابلية التشغيل ومقاومة التشقق لا تزالان دون المستوى المطلوب. ومن خلال بعض المعالجات الخاصة لمركب ميثيل السليلوز، كزيادة درجة الأثيرية، يمكن الحفاظ على قدرة الاحتفاظ بالماء عند درجات حرارة أعلى، مما يُحسّن الأداء في الظروف القاسية.

يجب ألا تكون جرعة هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) عالية جدًا، وإلا ستزيد من حاجة الملاط للماء، مما يؤدي إلى التصاقه بالمجرفة، وإطالة زمن التصلب، وبالتالي التأثير سلبًا على سهولة البناء. تستخدم أنواع الملاط المختلفة أنواعًا مختلفة من HPMC بلزوجة متفاوتة، لذا يُنصح بتجنب استخدام HPMC عالي اللزوجة بشكل عشوائي. لذلك، على الرغم من جودة منتجات هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز، إلا أن استخدامها الأمثل يتطلب دقة ومهارة. يُعد اختيار HPMC المناسب مسؤولية أساسية لفنيي المختبرات في الشركات. في الوقت الحالي، يقوم العديد من التجار عديمي الضمير بخلط HPMC، مما ينتج عنه منتجات رديئة الجودة. عند اختيار نوع معين من السليلوز، يجب على المختبر إجراء تجارب دقيقة لضمان استقرار منتج الملاط، وتجنب البحث عن الرخص الذي قد يتسبب في خسائر غير ضرورية.