ما هو تأثير إيثر السليلوز على المواد القائمة على الأسمنت؟

1. حرارة الإماهة

وفقًا لمنحنى إطلاق حرارة الترطيب بمرور الوقت، تنقسم عملية ترطيب الأسمنت عادةً إلى خمس مراحل، وهي: فترة الترطيب الأولية (0 ~ 15 دقيقة)، وفترة الحث (15 دقيقة ~ 4 ساعات)، وفترة التسارع والتصلب (4 ساعات ~ 8 ساعات)، وفترة التباطؤ والتصلب (8 ساعات ~ 24 ساعة)، وفترة المعالجة (1 يوم ~ 28 يومًا).

تُظهر نتائج الاختبار أنه في المرحلة المبكرة من التحفيز (أي فترة الترطيب الأولية)، عندما تكون كمية HEMC 0.1% مقارنةً بملاط الأسمنت الخالي من HEMC، يتقدم ذروة التفاعل الطارد للحرارة في الملاط وتزداد هذه الذروة بشكل ملحوظ.HEMCعندما تتجاوز نسبة HEMC 0.3%، يتأخر ظهور أول ذروة طاردة للحرارة في الملاط، وتنخفض قيمة الذروة تدريجيًا مع زيادة محتوى HEMC. يؤدي HEMC بشكل واضح إلى تأخير فترة التحريض وفترة التسارع في ملاط ​​الأسمنت، وكلما زاد محتواه، طالت فترة التحريض، وتأخرت فترة التسارع، وقلّت قيمة الذروة الطاردة للحرارة. لا يؤثر تغيير محتوى إيثر السليلوز بشكل ملحوظ على طول فترة التباطؤ وفترة استقرار ملاط ​​الأسمنت، كما هو موضح في الشكل 3(أ). يُلاحظ أيضًا أن إيثر السليلوز يُمكنه تقليل حرارة إماهة عجينة الأسمنت خلال 72 ساعة، ولكن عندما تتجاوز حرارة الإماهة 36 ساعة، يكون لتغيير محتوى إيثر السليلوز تأثير ضئيل على حرارة إماهة عجينة الأسمنت، كما هو موضح في الشكل 3(ب).

الشكل 3: اتجاه تغير معدل إطلاق حرارة التميؤ لعجينة الأسمنت مع محتوى مختلف من إيثر السليلوز (HEMC)

2. مالخواص الميكانيكية":"

بدراسة نوعين من إيثرات السليلوز بلزوجة 60000 باسكال.ثانية و100000 باسكال.ثانية، وُجد أن مقاومة الضغط للملاط المُعدَّل المخلوط بإيثر ميثيل السليلوز تتناقص تدريجيًا مع زيادة نسبته. أما مقاومة الضغط للملاط المُعدَّل المخلوط بإيثر هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز ذي لزوجة 100000 باسكال.ثانية، فتزداد أولًا ثم تتناقص مع زيادة نسبته (كما هو موضح في الشكل 4). يُشير هذا إلى أن إضافة إيثر ميثيل السليلوز تُقلل بشكل ملحوظ من مقاومة الضغط لملاط الأسمنت. فكلما زادت نسبته، قلت المقاومة؛ وكلما قلت اللزوجة، زاد تأثيره على فقدان مقاومة الضغط للملاط. وعند استخدام إيثر هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز بنسبة أقل من 0.1%، يُمكن زيادة مقاومة الضغط للملاط بشكل مناسب. عندما تكون الجرعة أكثر من 0.1٪، فإن قوة الضغط للمونة ستنخفض مع زيادة الجرعة، لذلك يجب التحكم في الجرعة عند 0.1٪.

الشكل 4: مقاومة الضغط لمونة الأسمنت المعدلة MC1 وMC2 وMC3 بعد 3 أيام و7 أيام و28 يومًا

(ميثيل السليلوز إيثر، لزوجة 60000 باسكال.ثانية، ويشار إليه فيما يلي باسم MC1؛ ميثيل السليلوز إيثر، لزوجة 100000 باسكال.ثانية، ويشار إليه باسم MC2؛ هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز إيثر، لزوجة 100000 باسكال.ثانية، ويشار إليه باسم MC3).

3. جوقت التجميع":"

بقياس زمن تصلب إيثر هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز ذي لزوجة 100000 باسكال.ثانية في جرعات مختلفة من عجينة الأسمنت، وُجد أنه مع زيادة جرعة HPMC، يزداد كل من زمن التصلب الابتدائي وزمن التصلب النهائي لمونة الأسمنت. عند تركيز 1%، يصل زمن التصلب الابتدائي إلى 510 دقائق، وزمن التصلب النهائي إلى 850 دقيقة. بالمقارنة مع العينة المرجعية، يزداد زمن التصلب الابتدائي بمقدار 210 دقائق، ويزداد زمن التصلب النهائي بمقدار 470 دقيقة (كما هو موضح في الشكل 5). سواءً كان HPMC بلزوجة 50000 باسكال.ثانية، أو 100000 باسكال.ثانية، أو 200000 باسكال.ثانية، فإنه يؤخر تصلب الأسمنت، ولكن بالمقارنة مع إيثرات السليلوز الثلاثة، يزداد كل من زمن التصلب الابتدائي وزمن التصلب النهائي مع زيادة اللزوجة، كما هو موضح في الشكل 6. يعود ذلك إلى امتزاز إيثر السليلوز على سطح جزيئات الأسمنت، مما يمنع الماء من ملامسة هذه الجزيئات، وبالتالي يؤخر عملية ترطيب الأسمنت. وكلما زادت لزوجة إيثر السليلوز، زاد سمك طبقة الامتزاز على سطح جزيئات الأسمنت، وازداد تأثيره المؤخر.

الشكل 5: تأثير محتوى إيثر السليلوز على زمن تصلب الملاط

الشكل 6: تأثير اللزوجة المختلفة لـ HPMC على زمن تصلب عجينة الأسمنت

(MC-5(50000Pa·s), MC-10(100000Pa·s) و MC-20(200000Pa·s))

يُطيل كلٌّ من إيثر ميثيل السليلوز وإيثر هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز بشكل كبير من زمن تصلب ملاط ​​الأسمنت، مما يضمن توفر الوقت والماء الكافيين لتفاعل التميؤ، ويحل مشكلة انخفاض المقاومة وتأخر تشقق ملاط ​​الأسمنت بعد التصلب.

4. الاحتفاظ بالماء:

تمت دراسة تأثير محتوى إيثر السليلوز على احتفاظ الملاط بالماء. ووجد أنه مع زيادة محتوى إيثر السليلوز، يزداد معدل احتفاظ الملاط بالماء، وعندما يتجاوز محتوى إيثر السليلوز 0.6%، يميل معدل الاحتفاظ بالماء إلى الاستقرار. ومع ذلك، عند مقارنة ثلاثة أنواع من إيثرات السليلوز (HPMC بلزوجة 50000 باسكال.ثانية (MC-5)، و100000 باسكال.ثانية (MC-10)، و200000 باسكال.ثانية (MC-20))، يختلف تأثير اللزوجة على احتفاظ الملاط بالماء. وتكون العلاقة بين معدل الاحتفاظ بالماء كما يلي: MC-5.