ما هي وظائف إيثر السليلوز في الملاط؟

يُحدث تحسين خصائص الملاط تأثيراتٍ مختلفة. ففي الوقت الحالي، تعاني العديد من أنواع ملاط ​​البناء والتجصيص من ضعف قدرتها على الاحتفاظ بالماء، حيث ينفصل الملاط المائي بعد دقائق قليلة من تركه. لذا، من الضروري إضافة إيثر السليلوز إلى ملاط ​​الأسمنت.

دعونا نلقي نظرة فاحصة على المهارات العملية لإيثر السليلوز في ملاط ​​الأسمنت.

إيثر السليلوز – الاحتفاظ بالماء

يُعد الاحتفاظ بالماء أحد أهم خصائص إيثر ميثيل السليلوز، وهو أيضًا خاصية يهتم بها العديد من مصنعي الملاط الجاف المحلي، وخاصة أولئك الموجودين في المناطق الجنوبية ذات درجات الحرارة المرتفعة.

في إنتاج مواد البناء، وخاصة الملاط الجاف، يلعب إيثر السليلوز دورًا لا غنى عنه، وخاصة في إنتاج الملاط الخاص (الملاط المعدل)، فهو عنصر لا غنى عنه ومهم.

تؤثر لزوجة إيثر السليلوز، وجرعته، ودرجة الحرارة المحيطة، وبنيته الجزيئية تأثيرًا كبيرًا على قدرته على الاحتفاظ بالماء. ففي ظل الظروف نفسها، كلما زادت لزوجة إيثر السليلوز، تحسّن احتفاظه بالماء؛ وكلما زادت جرعته، تحسّن احتفاظه بالماء أيضًا. عادةً، يمكن لكمية صغيرة من إيثر السليلوز أن تُحسّن بشكل كبير من قدرة الملاط على الاحتفاظ بالماء. وعندما تصل الجرعة إلى حد معين، يتباطأ معدل الاحتفاظ بالماء مع ازدياد درجة الاحتفاظ بالماء؛ وعند ارتفاع درجة الحرارة المحيطة، ينخفض ​​احتفاظ إيثر السليلوز بالماء عادةً، ولكن بعض أنواع إيثر السليلوز المُعدّلة تُظهر قدرة أفضل على الاحتفاظ بالماء في درجات الحرارة العالية؛ كما أن الألياف ذات درجات الاستبدال المنخفضة، مثل إيثر السليلوز النباتي، تتمتع بقدرة أفضل على الاحتفاظ بالماء.

تتحد مجموعة الهيدروكسيل الموجودة على جزيء إيثر السليلوز وذرة الأكسجين الموجودة على رابطة الإيثر مع جزيء الماء لتكوين رابطة هيدروجينية، مما يحول الماء الحر إلى ماء مرتبط، وبالتالي يلعب دورًا هامًا في الاحتفاظ بالماء. يسمح الانتشار المتبادل بين جزيء الماء وسلسلة جزيئات إيثر السليلوز بدخول جزيئات الماء إلى داخل سلسلة جزيئات إيثر السليلوز الكبيرة، حيث تخضع لقوى ربط قوية، مما يؤدي إلى تكوين ماء حر وماء مرتبط، وبالتالي تحسين احتفاظ ملاط ​​الأسمنت بالماء. يعمل إيثر السليلوز على تحسين خصائص ملاط ​​الأسمنت الطازج. تعيق الخصائص الريولوجية وبنية الشبكة المسامية والضغط الأسموزي أو خصائص تكوين الأغشية لإيثر السليلوز انتشار الماء.

إيثرات السليلوز – التكثيف والانسيابية

يُضفي إيثر السليلوز لزوجةً ممتازةً على الملاط الرطب، مما يُحسّن بشكلٍ ملحوظٍ قدرة الترابط بين الملاط الرطب والطبقة الأساسية، ويُعزز مقاومة الملاط للترهل. ويُستخدم على نطاقٍ واسعٍ في ملاط ​​التجصيص، وملاط ربط الطوب، وأنظمة عزل الجدران الخارجية. كما يُساهم تأثير إيثر السليلوز المُكثّف في زيادة مقاومة التشتت وتجانس المواد المُختلطة حديثًا، ويمنع انفصال الطبقات، وانفصال المكونات، ونزفها، ويمكن استخدامه في الخرسانة الليفية، والخرسانة تحت الماء، والخرسانة ذاتية الدمك.

ينجم تأثير إيثر السليلوز المُكثِّف على المواد الأسمنتية عن لزوجة محلول إيثر السليلوز. في ظل الظروف نفسها، كلما زادت لزوجة إيثر السليلوز، تحسنت لزوجة المادة الأسمنتية المُعدَّلة، ولكن إذا كانت اللزوجة عالية جدًا، فإنها ستؤثر على سيولة المادة وسهولة استخدامها (مثل التصاق سكين التجصيص). يتطلب الملاط ذاتي التسوية والخرسانة ذاتية الدمك، اللذان يتطلبان سيولة عالية، لزوجة منخفضة من إيثر السليلوز. بالإضافة إلى ذلك، فإن تأثير إيثر السليلوز المُكثِّف يزيد من حاجة المواد الأسمنتية للماء، وبالتالي يزيد من إنتاجية الملاط.

تتميز المحاليل المائية لإيثر السليلوز عالي اللزوجة بخاصية الانسيابية العالية، وهي سمة رئيسية لإيثر السليلوز. عادةً ما تتمتع المحاليل المائية لميثيل السليلوز بسيولة شبه لدنة وغير انسيابية تحت درجة حرارة التجلط، ولكنها تُظهر خصائص تدفق نيوتوني عند معدلات القص المنخفضة. تزداد اللدونة الكاذبة مع الوزن الجزيئي أو تركيز إيثر السليلوز، بغض النظر عن نوع البديل ودرجة استبداله. لذلك، فإن إيثرات السليلوز من نفس درجة اللزوجة، سواء كانت MC أو HPMC أو HEMC، ستُظهر دائمًا نفس الخصائص الريولوجية طالما بقي التركيز ودرجة الحرارة ثابتين. تتشكل الهلامات البنيوية عند رفع درجة الحرارة، ويحدث تدفق انسيابي عالي.

تُظهر إيثرات السليلوز عالية التركيز ومنخفضة اللزوجة خاصية الانسيابية حتى عند درجات حرارة أقل من درجة حرارة التصلب. تُعد هذه الخاصية مفيدة للغاية في ضبط استواء وتخفيف الترهل في ملاط ​​البناء. تجدر الإشارة هنا إلى أنه كلما زادت لزوجة إيثر السليلوز، تحسّن احتفاظه بالماء، ولكن مع زيادة اللزوجة، يزداد وزنه الجزيئي النسبي، ويقلّ ذوبانه تبعًا لذلك، مما يؤثر سلبًا على تركيز الملاط وأداء البناء.

إيثر السليلوز – تأثير إدخال الهواء

يُظهر إيثر السليلوز تأثيراً واضحاً في إدخال الهواء إلى المواد الأسمنتية الطازجة. يحتوي إيثر السليلوز على مجموعات محبة للماء (مجموعات الهيدروكسيل، ومجموعات الإيثر) ومجموعات كارهة للماء (مجموعات الميثيل، وحلقات الجلوكوز)، وهو عامل سطحي ذو فعالية سطحية، مما يُسهم في إدخال الهواء.

سيؤدي تأثير إدخال الهواء بواسطة إيثر السليلوز إلى إنتاج تأثير "الكرة"، مما يحسن أداء المواد المخلوطة حديثًا، مثل زيادة اللدونة ونعومة الملاط أثناء التشغيل، وهو ما يساعد على نشر الملاط؛ كما أنه سيزيد من إنتاجية الملاط ويقلل من تكلفة إنتاجه؛ ولكنه سيزيد من مسامية المادة المتصلبة ويقلل من خصائصها الميكانيكية مثل القوة ومعامل المرونة.

باعتباره مادة فعالة سطحية، يتمتع إيثر السليلوز بتأثير ترطيب أو تزييت على جزيئات الأسمنت، مما يزيد من سيولة المواد الأسمنتية بالإضافة إلى تأثيره في إدخال الهواء، إلا أن تأثيره في زيادة اللزوجة يقلل من السيولة. ويُعد تأثير السيولة مزيجًا من تأثيرات التلدين وزيادة اللزوجة. وبشكل عام، عندما يكون محتوى إيثر السليلوز منخفضًا جدًا، يكون الأداء الرئيسي هو التلدين أو تقليل الماء؛ وعندما يكون المحتوى مرتفعًا، يزداد تأثير زيادة اللزوجة لإيثر السليلوز بسرعة، ويميل تأثيره في إدخال الهواء إلى التشبع. لذا يظهر ذلك على شكل زيادة في اللزوجة أو زيادة في الطلب على الماء.

إيثر السليلوز – تأخير

سيؤدي إيثر السليلوز إلى إطالة وقت تصلب عجينة الأسمنت أو الملاط، وتأخير حركية ترطيب الأسمنت، وهو أمر مفيد لتحسين وقت تشغيل المواد المخلوطة حديثًا، وتحسين قوام الملاط وفقدان هبوط الخرسانة بمرور الوقت، ولكنه قد يتسبب أيضًا في تأخير تقدم البناء.