أسئلة وأجوبة فنية حول تطبيقات الجبس

ما هو دور عامل الاحتفاظ بالماء المضاف إلى مسحوق الجبس؟
الإجابة: تُستخدم مواد البناء المسحوقة، مثل الجبس المستخدم في التجصيص، والجبس المُلصق، والجبس المستخدم في السد، ومعجون الجبس، وغيرها. ولتسهيل عملية البناء، تُضاف مُؤخرات التصلب أثناء الإنتاج لإطالة مدة تصلب الجبس. تُضاف هذه المُؤخرات لتثبيط عملية ترطيب الجبس نصف المائي. يحتاج هذا النوع من الجبس إلى البقاء على الجدار لمدة ساعة إلى ساعتين قبل أن يتصلب. تتميز معظم الجدران بخاصية امتصاص الماء، وخاصة جدران الطوب، بالإضافة إلى جدران الخرسانة الهوائية، وألواح العزل المسامية، وغيرها من مواد الجدران الحديثة خفيفة الوزن. لذلك، يجب الاحتفاظ بالماء في الجبس لمنع انتقال جزء منه إلى الجدار، مما يؤدي إلى نقص الماء عند تصلب الجبس وعدم كفاية الترطيب، وبالتالي انفصال وتقشر الوصلة بين الجبس وسطح الجدار. تُستخدم إضافة عامل الاحتفاظ بالماء للحفاظ على الرطوبة الموجودة في معلق الجبس، ولضمان تفاعل التميؤ عند السطح البيني، وبالتالي تعزيز قوة الترابط. ومن عوامل الاحتفاظ بالماء الشائعة الاستخدام إيثرات السليلوز، مثل: ميثيل السليلوز (MC)، وهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC)، وهيدروكسي إيثيل ميثيل السليلوز (HEMC)، وغيرها. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام كحول البولي فينيل، وألجينات الصوديوم، والنشا المعدل، والتراب الدياتومي، ومسحوق العناصر الأرضية النادرة، وغيرها، لتحسين أداء الاحتفاظ بالماء.

بغض النظر عن نوع عامل الاحتفاظ بالماء، فإنه يؤخر معدل ترطيب الجبس بدرجات متفاوتة، وعندما تبقى كمية عامل الإبطاء ثابتة، فإنه يؤخر التصلب لمدة تتراوح بين 15 و30 دقيقة. لذلك، يمكن تقليل كمية عامل الإبطاء بشكل مناسب.

ما هي الجرعة المناسبة من عامل الاحتفاظ بالماء في مسحوق الجبس؟
الإجابة: تُستخدم عوامل الاحتفاظ بالماء عادةً في مواد البناء المسحوقة مثل جبس التجصيص، وجبس الربط، وجبس السد، ومعجون الجبس. ولأن هذا النوع من الجبس يُخلط مع مُؤخِّر يُعيق عملية ترطيب جبس نصف الهيدرات، فمن الضروري معالجة ملاط ​​الجبس بعامل الاحتفاظ بالماء لمنع انتقال جزء من الماء الموجود فيه إلى الجدار، مما يؤدي إلى نقص الماء وعدم اكتمال الترطيب عند تصلب ملاط ​​الجبس. تهدف إضافة عامل الاحتفاظ بالماء إلى الحفاظ على الرطوبة الموجودة في ملاط ​​الجبس، لضمان تفاعل ترطيب ملاط ​​الجبس عند السطح البيني، وبالتالي ضمان قوة الترابط.

تكون جرعته بشكل عام من 0.1% إلى 0.2% (مع مراعاة الجبس)، عند استخدام ملاط ​​الجبس على الجدران ذات الامتصاص القوي للماء (مثل الخرسانة الخلوية، وألواح عزل البيرلايت، وكتل الجبس، وجدران الطوب، وما إلى ذلك)، وعند تحضير جبس الربط، أو جبس السد، أو جبس تجصيص الأسطح، أو معجون الأسطح الرقيق، يجب أن تكون كمية عامل الاحتفاظ بالماء أكبر (بشكل عام من 0.2% إلى 0.5%).

تُعدّ المواد الحافظة للماء، مثل ميثيل السليلوز (MC) وهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC)، قابلة للذوبان في الماء البارد، ولكنها تتكتل في المرحلة الأولى عند إذابتها مباشرةً في الماء. لذا، يُنصح بخلط المادة الحافظة للماء مسبقًا مع مسحوق الجبس لتشتيتها. يُحضّر الخليط على شكل مسحوق جاف، ثم يُضاف الماء ويُحرّك، ويُترك لمدة 5 دقائق، ثم يُحرّك مرة أخرى للحصول على أفضل النتائج. مع ذلك، توجد حاليًا منتجات إيثر السليلوز التي يمكن إذابتها مباشرةً في الماء، ولكن تأثيرها على إنتاج الملاط الجاف محدود.

كيف تؤدي مادة العزل المائي وظيفة العزل المائي في الجسم المتصلب بالجبس؟
الإجابة: تؤدي أنواع مختلفة من مواد العزل المائي وظيفتها في عزل الماء داخل جسم الجبس المتصلب وفقًا لآليات عمل مختلفة. ويمكن تلخيصها بشكل أساسي في الطرق الأربع التالية:

(1) تقليل ذوبان الجبس المتصلب، وزيادة معامل التليين، وتحويل جزئي لثنائي هيدرات كبريتات الكالسيوم عالي الذوبان في الجبس المتصلب إلى ملح كالسيوم منخفض الذوبان. على سبيل المثال، يُضاف حمض دهني صناعي مُصبّن يحتوي على C7-C9، مع إضافة كمية مناسبة من الجير الحي وبورات الأمونيوم في الوقت نفسه.

(2) تكوين طبقة رقيقة مقاومة للماء لسد المسام الشعرية الدقيقة في المادة المتصلبة. على سبيل المثال، مزج مستحلب البارافين، ومستحلب الأسفلت، ومستحلب الصمغ، ومستحلب البارافين-الصمغ المركب، ومستحلب الأسفلت المركب المحسن، وما إلى ذلك.

(3) تغيير طاقة سطح الجسم المتصلب، بحيث تكون جزيئات الماء في حالة تماسك ولا تستطيع اختراق القنوات الشعرية. على سبيل المثال، يتم دمج مواد طاردة للماء من السيليكون، بما في ذلك زيوت السيليكون المستحلبة المختلفة.

(4) يمكن استخدام مجموعة متنوعة من مواد العزل المائي المصنوعة من السيليكون، وذلك عن طريق الطلاء الخارجي أو الغمر، لمنع تسرب الماء إلى القنوات الشعرية للجسم المتصلب. تُعدّ السيليكونات المذيبة أفضل من السيليكونات المائية، إلا أن الأولى تُقلل من نفاذية الغازات في الجسم المتصلب بالجبس.

على الرغم من إمكانية استخدام عوامل عزل مائي مختلفة لتحسين مقاومة مواد البناء الجبسية للماء بطرق مختلفة، إلا أن الجبس لا يزال مادة هلامية تتصلب بالهواء، وهي غير مناسبة للبيئات الرطبة الخارجية أو طويلة الأمد، وهي مناسبة فقط للبيئات ذات الظروف الرطبة والجافة المتناوبة.

ما هي عملية تعديل الجبس المستخدم في البناء باستخدام عامل العزل المائي؟
الإجابة: هناك طريقتان رئيسيتان لعمل عامل عزل الجبس: الأولى هي زيادة معامل التليين عن طريق تقليل الذوبان، والثانية هي تقليل معدل امتصاص الماء في مواد الجبس. ويمكن تقليل امتصاص الماء من جانبين: الأول هو زيادة تماسك الجبس المتصلب، أي تقليل امتصاص الماء فيه عن طريق تقليل المسامية والتشققات الهيكلية، مما يحسن مقاومته للماء. أما الثاني فهو زيادة طاقة سطح الجبس المتصلب، أي تقليل امتصاص الماء فيه عن طريق تكوين طبقة كارهة للماء على سطح المسام.

تؤدي عوامل العزل المائي التي تقلل المسامية دورًا هامًا في تقليل مسامية الجبس عن طريق سد المسام الدقيقة وزيادة تماسك بنيته. توجد العديد من المواد المضافة لتقليل المسامية، مثل: مستحلب البارافين، ومستحلب الأسفلت، ومستحلب الصمغ، ومستحلب البارافين الأسفلتي المركب. تُعد هذه العوامل فعالة في تقليل مسامية الجبس عند استخدامها بطرق مناسبة، ولكنها في الوقت نفسه قد تُسبب آثارًا سلبية على منتجات الجبس.

أكثر المواد الطاردة للماء شيوعًا والتي تُغير طاقة السطح هي السيليكون. فهو يتغلغل في مسام كل سطح، مُغيرًا طاقة السطح ضمن نطاق معين، وبالتالي يُغير زاوية التلامس مع الماء، مما يُؤدي إلى تكثف جزيئات الماء لتشكيل قطرات، مانعًا تسرب الماء، ومحققًا بذلك غرض العزل المائي، مع الحفاظ في الوقت نفسه على نفاذية الهواء للجص. تشمل أنواع هذا النوع من مواد العزل المائي: ميثيل سيليكونات الصوديوم، وراتنج السيليكون، وزيت السيليكون المستحلب، وغيرها. بالطبع، يتطلب استخدام هذه المواد ألا يكون قطر المسام كبيرًا جدًا، كما أنها لا تُقاوم تسرب الماء المضغوط، ولا تُقدم حلًا جذريًا لمشاكل العزل المائي والرطوبة طويلة الأمد في منتجات الجبس.

يستخدم الباحثون المحليون طريقة الجمع بين المواد العضوية وغير العضوية، وذلك بالاعتماد على عامل عزل مائي عضوي مستحلب مُحضر من خلال الاستحلاب المشترك لكحول البولي فينيل وحمض الستياريك، وإضافة حجر الشب ومكثف ألدهيد النفثالين سلفونات. يُصنع نوع جديد من عوامل العزل المائي المركبة من الجبس عن طريق مزج عامل عزل مائي ملحي. يمكن خلط عامل العزل المائي المركب من الجبس مباشرةً مع الجبس والماء، والمشاركة في عملية تبلور الجبس، مما يُحسّن من فعالية العزل المائي.

ما هو التأثير المثبط لعامل العزل المائي السيلاني على التزهير في ملاط ​​الجبس؟
الإجابة: (1) يمكن أن تؤدي إضافة عامل عزل مائي من السيلان إلى تقليل درجة التزهير في ملاط ​​الجبس بشكل ملحوظ، وتزداد درجة تثبيط التزهير مع زيادة كمية السيلان المضافة ضمن نطاق معين. يُعدّ تأثير السيلان المثبط مثاليًا عند تركيز 0.4%، ويميل تأثيره المثبط إلى الاستقرار عند تجاوز هذه النسبة.

(2) إن إضافة السيلان لا تشكل طبقة كارهة للماء على سطح الملاط لمنع تسرب الماء الخارجي فحسب، بل تقلل أيضًا من هجرة القلوي الداخلي لتكوين التزهير، مما يحسن بشكل كبير من التأثير المثبط للتزهير.

(3) في حين أن إضافة السيلان تثبط التزهير بشكل كبير، إلا أنها لا تؤثر سلبًا على الخصائص الميكانيكية لمونة الجبس الناتجة عن المنتجات الصناعية الثانوية، ولا تؤثر على تكوين الهيكل الداخلي والقدرة النهائية على تحمل مواد البناء الجافة المصنوعة من الجبس الناتج عن المنتجات الصناعية الثانوية.