اترهای سلولزی در چسب کاشی

۱ مقدمه

چسب کاشی پایه سیمانی در حال حاضر بیشترین کاربرد ملات خشک مخصوص را دارد که از سیمان به عنوان ماده سیمانی اصلی تشکیل شده و با سنگدانه‌های دانه‌بندی شده، عوامل نگهدارنده آب، عوامل زودگیرکننده، پودر لاتکس و سایر افزودنی‌های آلی یا معدنی تکمیل می‌شود. به طور کلی، هنگام استفاده فقط باید با آب مخلوط شود. در مقایسه با ملات سیمانی معمولی، می‌تواند استحکام اتصال بین ماده روکار و زیرلایه را تا حد زیادی بهبود بخشد و مقاومت لغزشی خوبی و مقاومت عالی در برابر آب و رطوبت دارد. عمدتاً برای چسباندن مواد تزئینی مانند کاشی‌های دیوار داخلی و خارجی ساختمان، کاشی‌های کف و غیره استفاده می‌شود. به طور گسترده در دیوارهای داخلی و خارجی، کف، حمام، آشپزخانه و سایر مکان‌های دکوراسیون ساختمان استفاده می‌شود. در حال حاضر پرکاربردترین ماده اتصال کاشی است.

معمولاً وقتی عملکرد یک چسب کاشی را قضاوت می‌کنیم، نه تنها به عملکرد عملیاتی و قابلیت ضد لغزش آن توجه می‌کنیم، بلکه به استحکام مکانیکی و زمان باز شدن آن نیز توجه می‌کنیم. سلولز اتر موجود در چسب کاشی نه تنها بر خواص رئولوژیکی چسب چینی مانند عملکرد روان، چسبندگی چاقو و غیره تأثیر می‌گذارد، بلکه تأثیر زیادی بر خواص مکانیکی چسب کاشی نیز دارد.

۲. تأثیر بر زمان باز شدن چسب کاشی

وقتی پودر لاستیک و اتر سلولز در ملات مرطوب با هم وجود دارند، برخی از مدل‌های داده نشان می‌دهند که پودر لاستیک انرژی جنبشی قوی‌تری برای اتصال به محصولات هیدراتاسیون سیمان دارد و اتر سلولز بیشتر در مایع بینابینی وجود دارد که این امر بر ویسکوزیته ملات و زمان گیرش بیشتر تأثیر می‌گذارد. کشش سطحی اتر سلولز بیشتر از پودر لاستیک است و غنی‌سازی بیشتر اتر سلولز در سطح مشترک ملات برای تشکیل پیوندهای هیدروژنی بین سطح پایه و اتر سلولز مفید خواهد بود.

در ملات مرطوب، آب موجود در ملات تبخیر می‌شود و اتر سلولز روی سطح غنی می‌شود و ظرف ۵ دقیقه لایه‌ای روی سطح ملات تشکیل می‌شود که سرعت تبخیر بعدی را کاهش می‌دهد، زیرا آب بیشتری از ملات ضخیم‌تر خارج می‌شود. بخشی از آن به لایه ملات نازک‌تر مهاجرت می‌کند و لایه‌ای که در ابتدا تشکیل شده تا حدی حل می‌شود و مهاجرت آب، غنی‌سازی بیشتر اتر سلولز را روی سطح ملات به همراه خواهد داشت.

بنابراین، تشکیل لایه نازک سلولز اتر روی سطح ملات تأثیر زیادی بر عملکرد ملات دارد. ۱) لایه نازک تشکیل شده بسیار نازک است و دو بار حل می‌شود که نمی‌تواند تبخیر آب را محدود کند و استحکام را کاهش دهد. ۲) لایه نازک تشکیل شده بسیار ضخیم است، غلظت سلولز اتر در مایع بینابینی ملات زیاد است و ویسکوزیته آن بالا است، بنابراین شکستن لایه سطحی هنگام چسباندن کاشی‌ها آسان نیست. می‌توان مشاهده کرد که خواص تشکیل لایه سلولز اتر تأثیر بیشتری بر زمان باز شدن دارد. نوع سلولز اتر (HPMC، HEMC، MC و غیره) و درجه اتری شدن (درجه جایگزینی) مستقیماً بر خواص تشکیل لایه سلولز اتر و سختی و چقرمگی لایه تأثیر می‌گذارند.

۳. تأثیر بر قدرت کشش

علاوه بر ایجاد خواص مفید ذکر شده در بالا برای ملات، اتر سلولز سینتیک هیدراتاسیون سیمان را نیز به تأخیر می‌اندازد. این اثر کندکننده عمدتاً به دلیل جذب مولکول‌های اتر سلولز روی فازهای معدنی مختلف در سیستم سیمان در حال هیدراته شدن است، اما به طور کلی، اجماع بر این است که مولکول‌های اتر سلولز عمدتاً روی آب مانند CSH و هیدروکسید کلسیم جذب می‌شوند. در مورد محصولات شیمیایی، به ندرت روی فاز معدنی اصلی کلینکر جذب می‌شوند. علاوه بر این، اتر سلولز به دلیل افزایش ویسکوزیته محلول منافذ، تحرک یون‌ها (Ca2+، SO42-، ...) را در محلول منافذ کاهش می‌دهد و در نتیجه فرآیند هیدراتاسیون را بیشتر به تأخیر می‌اندازد.

ویسکوزیته پارامتر مهم دیگری است که نشان‌دهنده ویژگی‌های شیمیایی سلولز اتر است. همانطور که در بالا ذکر شد، ویسکوزیته عمدتاً بر ظرفیت نگهداری آب تأثیر می‌گذارد و همچنین تأثیر قابل توجهی بر کارایی ملات تازه دارد. با این حال، مطالعات تجربی نشان داده‌اند که ویسکوزیته سلولز اتر تقریباً هیچ تأثیری بر سینتیک هیدراتاسیون سیمان ندارد. وزن مولکولی تأثیر کمی بر هیدراتاسیون دارد و حداکثر تفاوت بین وزن‌های مولکولی مختلف تنها 10 دقیقه است. بنابراین، وزن مولکولی پارامتر کلیدی برای کنترل هیدراتاسیون سیمان نیست.

کندکنندگی اتر سلولز به ساختار شیمیایی آن بستگی دارد و روند کلی به این نتیجه رسید که برای MHEC، هرچه درجه متیلاسیون بالاتر باشد، اثر کندکنندگی اتر سلولز کمتر است. علاوه بر این، اثر کندکنندگی جایگزینی آبدوست (مانند جایگزینی با HEC) قوی‌تر از جایگزینی آبگریز (مانند جایگزینی با MH، MHEC، MHPC) است. اثر کندکنندگی اتر سلولز عمدتاً تحت تأثیر دو پارامتر، نوع و مقدار گروه‌های جایگزین، قرار می‌گیرد.

آزمایش‌های سیستماتیک ما همچنین نشان داد که محتوای جایگزین‌ها نقش مهمی در استحکام مکانیکی چسب‌های کاشی ایفا می‌کند. ما عملکرد HPMC را با درجات مختلف جایگزینی در چسب‌های کاشی ارزیابی کردیم و تأثیر اترهای سلولزی حاوی گروه‌های مختلف را تحت شرایط پخت مختلف بر خواص مکانیکی چسب‌های کاشی آزمایش کردیم.

در این آزمایش، HPMC را که یک اتر مرکب است در نظر می‌گیریم، بنابراین باید دو تصویر را کنار هم قرار دهیم. برای HPMC، برای اطمینان از حلالیت در آب و عبور نور، به درجه خاصی از جذب نیاز دارد. ما محتوای جایگزین‌ها را می‌دانیم. همچنین دمای ژل HPMC را تعیین می‌کند که محیط استفاده از HPMC را نیز تعیین می‌کند. به این ترتیب، محتوای گروهی HPMC که معمولاً قابل استفاده است نیز در یک محدوده قرار می‌گیرد. در این محدوده، نحوه ترکیب متوکسی و هیدروکسی پروپوکسی برای دستیابی به بهترین اثر، محتوای تحقیق ما است. شکل 2 نشان می‌دهد که در یک محدوده خاص، افزایش محتوای گروه‌های متوکسیل منجر به روند نزولی در قدرت کشش می‌شود، در حالی که افزایش محتوای گروه‌های هیدروکسی پروپوکسیل منجر به افزایش قدرت کشش می‌شود. تأثیر مشابهی برای ساعات باز شدن وجود دارد.

روند تغییر مقاومت مکانیکی در شرایط باز با شرایط دمای معمولی سازگار است. HPMC با محتوای متوکسیل (DS) بالا و محتوای هیدروکسی پروپوکسیل (MS) پایین، چقرمگی فیلم خوبی دارد، اما برعکس، بر خواص خیس شدن مواد روی ملات مرطوب تأثیر می‌گذارد.