אתרי תאית בדבק אריחים

1 מבוא

דבק אריחים על בסיס צמנט הוא כיום השימוש הנרחב ביותר של טיט יבש מיוחד, המורכב מצמנט כחומר צמנטי עיקרי, בתוספת אגרגטים מדורגים, חומרי אגירת מים, חומרי חוזק מוקדם, אבקת לטקס ותערובות תוספים אורגניים או אנאורגניים אחרים. באופן כללי, יש צורך לערבב אותו רק עם מים בעת השימוש. בהשוואה לטיט צמנט רגיל, הוא יכול לשפר מאוד את חוזק ההדבקה בין חומר החיפוי למצע, ויש לו עמידות טובה להחלקה ועמידות מעולה בפני מים ומים. הוא משמש בעיקר להדבקת חומרים דקורטיביים כגון אריחי קיר פנימיים וחיצוניים של בנייה, אריחי רצפה וכו'. הוא נמצא בשימוש נרחב בקירות פנימיים וחיצוניים, רצפות, חדרי אמבטיה, מטבחים ומקומות קישוט אחרים של מבנים. כיום זהו חומר הדבקת אריחים הנפוץ ביותר.

בדרך כלל, כשאנו שופטים את ביצועיו של דבק אריחים, אנו לא רק שמים לב לביצועיו התפעוליים וליכולתו נגד החלקה, אלא גם לחוזקו המכני ולזמן הפתיחה שלו. אתר תאית בדבק אריחים לא רק משפיע על התכונות הריאולוגיות של דבק החרסינה, כגון פעולה חלקה, רמת הדבקה וכו', אלא גם משפיע רבות על התכונות המכניות של דבק אריחים.

2. ההשפעה על זמן הפתיחה של דבק אריחים

כאשר אבקת גומי ואתר תאית מתקיימים יחד בטיט רטוב, מודלים מסוימים של נתונים מראים שלאבקת גומי יש אנרגיה קינטית חזקה יותר להיקשר לתוצרי הידרציה של צמנט, ואתר תאית קיים יותר בנוזל הבין-תאי, מה שמשפיע יותר על צמיגות הטיט וזמן ההתקשות. מתח הפנים של אתר תאית גבוה יותר מזה של אבקת גומי, והעשרה רבה יותר של אתר תאית בממשק הטיט תועיל ליצירת קשרי מימן בין פני השטח של הבסיס לאתר התאית.

בטיט הרטוב, המים בטיט מתאדים, ואתר התאית מועשר על פני השטח, ונוצרת שכבה על פני הטיט תוך 5 דקות, מה שיפחית את קצב האידוי שלאחר מכן, ככל שיוסרו יותר מים מהטיט העבה יותר. חלק מהם נודדים לשכבת הטיט הדקה יותר, והשכבה שנוצרה בהתחלה מתמוססת חלקית, ונדידת המים תביא להעשרת אתר התאית רבה יותר על פני הטיט.

לכן, היווצרות שכבה של אתר תאית על פני המלט משפיעה רבות על ביצועי המלט. 1) השכבה שנוצרת דקה מדי ומתמוססת פעמיים, מה שלא יכול להגביל את אידוי המים ולהפחית את החוזק. 2) השכבה שנוצרת עבה מדי, ריכוז אתר התאית בנוזל הבין-תאי של המלט גבוה, והצמיגות גבוהה, כך שלא קל לשבור את שכבת פני השטח בעת הדבקת האריחים. ניתן לראות כי תכונות יצירת השכבה של אתר התאית משפיעות יותר על זמן הפתיחה. סוג אתר התאית (HPMC, HEMC, MC וכו') ומידת האת'ריפיקציה (מידת ההחלפה) משפיעים ישירות על תכונות יצירת השכבה של אתר התאית, ועל קשיות וקשיחות השכבה.

3. ההשפעה על חוזק המתיחה

בנוסף להענקת התכונות המועילות שהוזכרו לעיל לטיט, אתר תאית גם מעכב את קינטיקה של ההידרציה של צמנט. אפקט עיכוב זה נובע בעיקר מספיחת מולקולות אתר תאית על פאזות מינרליות שונות במערכת הצמנט המיועדת להידרציה, אך באופן כללי, הקונצנזוס הוא שמולקולות אתר תאית נספחות בעיקר על מים כגון CSH וסידן הידרוקסיד. במוצרים כימיים, הוא נספג לעיתים רחוקות על הפאזה המינרלית המקורית של קלינקר. בנוסף, אתר תאית מפחית את ניידות היונים (Ca2+, SO42-, ...) בתמיסת הנקבוביות עקב הצמיגות המוגברת של תמיסת הנקבוביות, ובכך מעכב עוד יותר את תהליך ההידרציה.

צמיגות היא פרמטר חשוב נוסף, המייצג את המאפיינים הכימיים של אתר תאית. כפי שצוין לעיל, הצמיגות משפיעה בעיקר על יכולת אגירת המים וגם על יכולת העבודה של המלט הטרי. עם זאת, מחקרים ניסויים מצאו כי לצמיגות של אתר תאית כמעט ואין השפעה על קינטיקה של הידרציה של הצמנט. למשקל המולקולרי יש השפעה מועטה על הידרציה, וההבדל המרבי בין משקלים מולקולריים שונים הוא רק 10 דקות. לכן, משקל מולקולרי אינו פרמטר מפתח לשליטה על הידרציה של הצמנט.

עיכוב תהליך ההמתנה של אתר תאית תלוי במבנה הכימי שלו, והמגמה הכללית הסיקה שעבור MHEC, ככל שרמת המתילציה גבוהה יותר, כך השפעת העיכוב של אתר תאית קטנה יותר. בנוסף, השפעת העיכוב של החלפה הידרופילית (כגון החלפה ל-HEC) חזקה יותר מזו של החלפה הידרופובית (כגון החלפה ל-MH, MHEC, MHPC). השפעת העיכוב של אתר תאית מושפעת בעיקר משני פרמטרים, סוג וכמות קבוצות התחליפים.

הניסויים השיטתיים שלנו מצאו גם שתכולת התחליפים ממלאת תפקיד חשוב בחוזק המכני של דבקי אריחים. הערכנו את ביצועי HPMC עם דרגות שונות של התחלפות בדבקי אריחים, ובדקנו את השפעתם של אתרי תאית המכילים קבוצות שונות בתנאי ריפוי שונים על ההשפעות על תכונות מכניות של דבקי אריחים.

בבדיקה, אנו לוקחים בחשבון HPMC, שהוא אתר מורכב, ולכן עלינו לחבר את שתי התמונות יחד. עבור HPMC, הוא זקוק לדרגת ספיגה מסוימת כדי להבטיח את מסיסותו במים ואת העברת האור שלו. אנו יודעים את תכולת התחליפים. זה גם קובע את טמפרטורת הג'ל של HPMC, מה שקובע גם את סביבת השימוש של HPMC. בדרך זו, תכולת הקבוצות של HPMC שבדרך כלל ישימה ממוסגרת גם היא בטווח. בטווח זה, כיצד לשלב מתוקסי והידרוקסיפרופוקסי על מנת להשיג את האפקט הטוב ביותר הוא תוכן המחקר שלנו. איור 2 מראה שבתוך טווח מסוים, עלייה בתכולת קבוצות המתוקסיל תוביל למגמת ירידה בחוזק השליפה, בעוד שעלייה בתכולת קבוצות הידרוקסיפרופוקסיל תוביל לעלייה בחוזק השליפה. ישנה השפעה דומה עבור שעות פתיחה.

מגמת השינוי בחוזק המכני בתנאי זמן פתיחה עולה בקנה אחד עם זו בתנאי טמפרטורה רגילים. ל-HPMC עם תכולת מתוקסיל (DS) גבוהה ותכולת הידרוקסיפרופוקסיל (MS) נמוכה יש קשיחות טובה של הסרט, אך זה ישפיע על תכונות הרטבה של החומר, להיפך.