אתרי תאית בתוספי טיט מוכנים

1. התפקיד העיקרי של אתר תאית

בטיט מוכן, אתר תאית הוא תוסף עיקרי שמוסיפים בכמות נמוכה מאוד אך יכול לשפר משמעותית את ביצועי הטיט הרטוב ולהשפיע על ביצועי הבנייה של הטיט.

2. סוגי אתרי תאית

ייצור אתר תאית מתבצע בעיקר מסיבים טבעיים באמצעות המסה אלקלית, תגובת השתלה (אתריפיקציה), שטיפה, ייבוש, טחינה ותהליכים אחרים.

לפי חומרי הגלם העיקריים, ניתן לחלק סיבים טבעיים ל: סיבי כותנה, סיבי ארז, סיבי אשור וכו'. דרגות הפולימריזציה שלהם משתנות, דבר המשפיע על הצמיגות הסופית של מוצריהם. כיום, יצרני תאית גדולים משתמשים בסיבי כותנה (תוצר לוואי של ניטרוצלולוז) כחומר הגלם העיקרי.

ניתן לחלק אתרי תאית ליוניים ולא-יוניים. הסוג היוני כולל בעיקר מלח קרבוקסימתיל תאית, והסוג הלא-יוני כולל בעיקר מתיל תאית, מתיל הידרוקסיאתיל (פרופיל) תאית, הידרוקסיאתיל תאית וכו'.

כיום, אתרי התאית המשמשים בטיט מוכן הם בעיקר מתיל תאית אתר (MC), מתיל הידרוקסיאתיל תאית אתר (MHEC), מתיל הידרוקסיפרופיל תאית אתר (MHPG), הידרוקסיפרופיל מתיל תאית אתר (HPMC). בטיט מוכן, מכיוון שתאית יונית (מלח קרבוקסימתיל תאית) אינה יציבה בנוכחות יוני סידן, היא משמשת לעיתים רחוקות במוצרים מוכנים המשתמשים בצמנט, סיד כבוי וכו' כחומרי צמנט. במקומות מסוימים בסין, מלח קרבוקסימתיל תאית משמש כמעבה עבור חלק מהמוצרים הפנימיים המעובדים עם עמילן מעובד כחומר הצמנט העיקרי ואבקת שואנגפיי כחומר מילוי. מוצר זה נוטה לטחב ואינו עמיד למים, וכעת נמצא בהוצאה הדרגתית משימוש. הידרוקסיאתיל תאית משמשת גם בחלק מהמוצרים המוכנים, אך נתח השוק שלה קטן מאוד.

3. מדדי ביצועים עיקריים של אתר תאית

(1) מסיסות

תאית היא תרכובת פולימר פוליהידרוקסית שאינה מתמוססת ואינה נמסה. לאחר אתריפיקציה, תאית מסיסה במים, בתמיסה אלקלית מדוללת ובממס אורגני, ובעלת תרמופלסטיות. המסיסות תלויה בעיקר בארבעה גורמים: ראשית, המסיסות משתנה עם הצמיגות, ככל שהצמיגות נמוכה יותר, כך המסיסות גדולה יותר. שנית, מאפייני הקבוצות המוכנסות בתהליך האתריפיקציה, ככל שהקבוצה המוכנסת גדולה יותר, כך המסיסות נמוכה יותר; ככל שהקבוצה המוכנסת קוטבית יותר, כך אתר התאית קל יותר להתמוסס במים. שלישית, מידת ההחלפה ופיזור הקבוצות המאותרות במקרומולקולות. רוב אתרי התאית ניתנים להמסה במים רק תחת מידת החלפה מסוימת. רביעית, מידת הפילמור של אתר התאית, ככל שמידת הפילמור גבוהה יותר, כך המסיסות פחותה; ככל שמידת הפילמור נמוכה יותר, כך טווח דרגות ההחלפה שניתן להמיס במים רחב יותר.

(2) אצירת מים

אצירת מים היא תכונה חשובה של אתר תאית, וזו גם תכונה שרבים מיצרני אבקת היבש המקומיים, במיוחד אלו באזורים הדרומיים עם טמפרטורות גבוהות, שמים לב אליה. גורמים המשפיעים על אפקט אצירת המים של המלט כוללים את כמות אתר התאית שנוספה, צמיגות, מידת הדקיקות של החלקיקים וטמפרטורת סביבת השימוש. ככל שכמות אתר התאית שנוספה גבוהה יותר, כך אפקט אצירת המים טוב יותר; ככל שהצמיגות גדולה יותר, כך אפקט אצירת המים טוב יותר; ככל שהחלקיקים דקים יותר, כך אפקט אצירת המים טוב יותר.

(3) צמיגות

צמיגות היא פרמטר חשוב של מוצרי אתר תאית. כיום, יצרני אתר תאית שונים משתמשים בשיטות ובמכשירים שונים למדידת הצמיגות. עבור אותו מוצר, תוצאות הצמיגות הנמדדות בשיטות שונות שונות מאוד, ולחלקן אף יש הבדלים כפולים. לכן, בעת השוואת צמיגות, יש לבצע אותה בין אותן שיטות בדיקה, כולל טמפרטורה, רוטור וכו'.

באופן כללי, ככל שהצמיגות גבוהה יותר, כך אפקט אגירת המים טוב יותר. עם זאת, ככל שהצמיגות גבוהה יותר, כך המשקל המולקולרי של אתר תאית גבוה יותר, והירידה המתאימה במסיסותו תשפיע לרעה על חוזק וביצועי הבנייה של המלט. ככל שהצמיגות גבוהה יותר, כך אפקט העיבוי על המלט ניכר יותר, אך הוא אינו ביחס ישר. ככל שהצמיגות גבוהה יותר, כך המלט הרטוב יהיה צמיג יותר. במהלך הבנייה, הדבר מתבטא בהידבקות למגרדת ובהידבקות גבוהה למצע. אך אין זה מועיל להגביר את החוזק המבני של המלט הרטוב עצמו. במהלך הבנייה, ביצועי מניעת השקיעה אינם ברורים. להיפך, לחלק מאתרי מתיל תאית בעלי צמיגות בינונית ונמוכה אך עם שינוי בצמיגות בינונית ונמוכה יש ביצועים מצוינים בשיפור החוזק המבני של המלט הרטוב.

(4) מידת הדקיקות של החלקיקים:

אתר התאית המשמש לטיט מוכן נדרש להיות אבקה, עם תכולת מים נמוכה, ודקיקותו דורשת גם 20% עד 60% מגודל החלקיקים להיות פחות מ-63 מיקרומטר. דקיקותו משפיעה על מסיסותו של אתר התאית. אתרי תאית גסים הם בדרך כלל בצורת גרגירים, שקל לפזר ולהמיס במים ללא הצטברות, אך קצב ההמסה איטי מאוד, ולכן הם אינם מתאימים לשימוש בטיט מוכן (חלק מהמוצרים הביתיים הם פתיתי טעם, לא קל לפזר ולהמיס במים, ונוטים להתגבש). בטיט מוכן, אתר התאית מפוזר בין אגרגטים, חומרי מילוי עדינים, צמנט וחומרי צמנט אחרים. רק אבקה דקה מספיק יכולה למנוע הצטברות של אתר תאית בעת ערבוב עם מים. כאשר מוסיפים אתר תאית למים כדי להמיס את הצטברות הצטברות, קשה מאוד לפזר ולהמיס.

(5) שינוי של אתר תאית

השינוי של אתר תאית הוא הרחבת ביצועיו, וזהו החלק החשוב ביותר. ניתן לשפר את תכונותיו של אתר תאית כדי לייעל את יכולת הרטיבות, הפיזור, ההידבקות, העיבוי, האמולסיה, החזקת המים ותכונות יצירת הסרט שלו, כמו גם את אטימותו לשמן.

4. השפעת טמפרטורת הסביבה על אצירת מים של טיט

אצירת המים של אתר תאית פוחתת עם עליית הטמפרטורה. ביישומים מעשיים של חומרים, טיט מיושם לעתים קרובות על מצעים חמים בטמפרטורות גבוהות (גבוהות מ-40 מעלות צלזיוס) בסביבות רבות. הירידה באגירת המים הביאה להשפעה ניכרת על יכולת העבודה ועמידות בפני סדקים. תלותו בטמפרטורה עדיין תוביל להחלשת תכונות הטיט, וחשוב במיוחד להפחית את השפעת גורמי הטמפרטורה בתנאים אלה. מתכוני הטיט הותאמו בהתאם, ושינויים חשובים רבים בוצעו במתכונים העונתיים. למרות הגדלת המינון (נוסחת קיץ), יכולת העבודה ועמידות בפני סדקים עדיין לא יכולות לענות על צרכי השימוש, הדורשים טיפול מיוחד באתר תאית, כגון הגברת דרגת האתריפיקציה וכו', כך שניתן יהיה להשיג את אפקט אצירת המים בטמפרטורה גבוהה יחסית. הוא שומר על אפקט טוב יותר כאשר היא גבוהה, כך שהוא מספק ביצועים טובים יותר בתנאים קשים.

5. יישום בטיט מוכן

בטיט מוכן, אתר תאית ממלא תפקיד של אגירת מים, עיבוי ושיפור ביצועי הבנייה. ביצועי אגירת מים טובים מבטיחים שהטיט לא יגרום לשיוף, אבקה וירידה בחוזק עקב מחסור במים והידרציה לא שלמה. אפקט העיבוי משפר מאוד את החוזק המבני של הטיט הרטוב. תוספת של אתר תאית יכולה לשפר משמעותית את הצמיגות הרטובה של הטיט הרטוב, ויש לה צמיגות טובה למצעים שונים, ובכך לשפר את ביצועי הקיר של הטיט הרטוב ולהפחית פסולת. בנוסף, תפקידו של אתר תאית במוצרים שונים גם הוא שונה. לדוגמה, בדבקי אריחים, אתר תאית יכול להגדיל את זמן הפתיחה ולהתאים את הזמן; בטיט ריסוס מכני, הוא יכול לשפר את החוזק המבני של הטיט הרטוב; ביישור עצמי, הוא יכול למנוע שקיעה, הפרדה וריבוד. לכן, כתוסף חשוב, אתר תאית נמצא בשימוש נרחב בטיט אבקה יבש.