هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) هو مركب إيثر سليلوزي غير أيوني يُستخدم على نطاق واسع في مواد البناء والأغذية والأدوية والمواد الكيميائية اليومية. في الخرسانة، يتميز هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز، كمادة مضافة، بالعديد من الوظائف والمزايا الفريدة، ويمكنه تحسين أداء الخرسانة بشكل كبير.
دور HPMC في الخرسانة
1. تحسين قابلية تشغيل الخرسانة
من أهم وظائف HPMC تحسين قابلية تشغيل الخرسانة، أي سهولة التشغيل وانسيابيتها. يتميز HPMC بتأثير تكثيف جيد، ويمكنه زيادة لزوجة ملاط الخرسانة، مما يسهل توزيعه وتشكيله أثناء البناء. بالإضافة إلى ذلك، يُعزز HPMC احتباس الماء في ملاط الخرسانة، ويمنع التبخر السريع للماء في درجات الحرارة العالية أو ظروف التجفيف بالهواء، ويحافظ على ليونة الخرسانة.
2. تعزيز احتباس الماء في الخرسانة
يُحسّن HPMC بشكل ملحوظ من احتباس الماء في الخرسانة. ويرجع ذلك إلى قدرة مجموعات الهيدروكسيل والميثوكسي في التركيب الجزيئي لـ HPMC على امتصاص الماء بشكل كبير، مما يُمكّنها من امتصاص الماء والاحتفاظ به وتقليل فقده. يُعدّ هذا التأثير في احتباس الماء أساسيًا لعملية تصلب الخرسانة، وخاصةً في البيئات الجافة، لمنع تشققات سطحها وضمان تماسكها وزيادة قوتها.
3. تحسين مقاومة الخرسانة للتشقق
يُحسّن HPMC احتباس الماء في الخرسانة ويمنع تبخره بسرعة كبيرة، مما يُقلل من تشققات الانكماش الناتجة عن فقدان الماء. بالإضافة إلى ذلك، يُساعد تأثير HPMC المُكثّف على تقليل انفصال ونزيف ملاط الخرسانة، مما يُقلل من حدوث التشققات. ويُعدّ تأثير HPMC المُضاد للتشققات بالغ الأهمية، خاصةً في الخرسانة كبيرة الحجم أو البيئات عالية الحرارة.
4. تحسين التصاق الخرسانة
يمكن لـ HPMC تحسين خصائص الترابط بين الخرسانة ومختلف الأسطح. ويرجع ذلك إلى أن المادة الغروانية التي تُكوّنها عند إذابتها في الماء تُشكّل طبقة رقيقة على سطح الخرسانة، مما يُعزز قوة الترابط بين الخرسانة والمواد الأخرى. وهذا مهم بشكل خاص لتطبيقات مثل ملاط الجبس ولواصق البلاط، مما يُحسّن بشكل كبير من جودة البناء ومتانته.
5. ضبط وقت ضبط الخرسانة
يُنظم HPMC زمن التخثر. وحسب الحاجة، يُمكن تعديل كمية HPMC المُضافة، مما يُطيل أو يُقلل زمن تصلب الخرسانة، مما يُسهّل ترتيب البناء والتحكم في تقدمه. ويُعد هذا الأمر بالغ الأهمية خاصةً عند الحاجة إلى البناء لفترات طويلة أو في درجات حرارة عالية، إذ يمنع تصلب الخرسانة بسرعة كبيرة ويضمن جودة البناء.
6. تحسين مقاومة الخرسانة للتجمد والذوبان
يُحسّن احتباس الماء وتكثيف الخرسانة بفضل HPMC البنية الداخلية للخرسانة ويزيد كثافتها، مما يُحسّن مقاومتها للتجمد والذوبان. في المناطق الباردة أو المشاريع التي تتطلب تحمل دورات التجمد والذوبان، يُمكن لإضافة HPMC أن تمنع بفعالية تشقق الخرسانة وتفتتها الناتج عن دورات التجمد والذوبان، وتُطيل عمرها الافتراضي.
تطبيق HPMC في الخرسانة
يستخدم HPMC على نطاق واسع في الخرسانة، وخاصة في الجوانب التالية:
1. ملاط الخلط الجاف
في الملاط الجاف المخلوط، يُحسّن HPMC بشكل ملحوظ احتباس الماء وقابلية تشغيل الملاط، ويمنع تبخر الماء بسرعة كبيرة، ويرفع كفاءة وجودة البناء. كما يُحسّن HPMC مقاومة التشققات وقوة التصاق الملاط، ويطيل عمره الافتراضي.
2. لاصق البلاط
إضافة HPMC إلى لاصق البلاط يُحسّن لزوجته وقوة تماسكه، مما يضمن عدم انزلاق البلاط وسقوطه بسهولة أثناء التركيب. كما يُحسّن HPMC احتباس الماء ومقاومة التشقق في لاصق بلاط السيراميك، ويمنع تشققه بسبب فقدان الماء أو الانكماش الجاف.
3. ملاط الجص
في ملاط الجص، يُحسّن HPMC سيولة الملاط واحتباس الماء فيه، مما يُسهّل تطبيقه وتشكيله أثناء عملية البناء، ويُقلّل من صعوبة البناء وكثافة العمالة. كما يُحسّن HPMC مقاومة التشققات وقوة الالتصاق في الملاط، مما يضمن نعومة وصلابة طبقة الجص.
4. أرضية ذاتية التسوية
من بين مواد الأرضيات ذاتية التسوية، يُحسّن HPMC سيولتها واحتباس الماء، ويضمن استواء مواد الأرضيات ذاتيًا أثناء عملية البناء، ويُقلل من عيوب البناء وعدم استواء الأسطح. كما يُحسّن HPMC مقاومة التشققات والتآكل لمواد الأرضيات، ويزيد من عمرها الافتراضي وجمالها.
يتميز استخدام هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC) في الخرسانة بمزايا عديدة، إذ يُحسّن بشكل كبير قابلية تشغيلها، واحتباس الماء، ومقاومة التشقق، والالتصاق، ومقاومة التجمد والذوبان. ومن خلال إضافة هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز واستخدامه بكفاءة، يُمكن تحسين جودة البناء ومتانة الخرسانة لتلبية مختلف الاحتياجات الهندسية. وفي المستقبل، ومع التطور المستمر للتكنولوجيا والترويج المستمر لتطبيقاتها، سيزداد دور هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز في الخرسانة، مما يُحقق فوائد اقتصادية واجتماعية أكبر.
وقت النشر: ٢٣ يوليو ٢٠٢٤