תפקידו של אתר תאית בטיט מוכן

בטיט מוכן, כמות אתר התאית הנוספת נמוכה מאוד, אך היא יכולה לשפר משמעותית את ביצועי הטיט הרטוב, והוא תוסף עיקרי המשפיע על ביצועי הבנייה של הטיט. בחירה סבירה של אתרי תאית מסוגים שונים, צמיגות שונות, גדלי חלקיקים שונים, דרגות צמיגות שונות וכמויות נוספות תשפיע לטובה על שיפור ביצועי הטיט האבקתי היבש. כיום, לטיטים רבים לבנייה וטיח יש ביצועי שמירה על מים ירודים, ותרחיף המים ייפרד לאחר מספר דקות של עמידה.

אגירת מים היא תפקוד חשוב של מתילאתר תאית, וזו גם ביצועים שרבים מיצרני טיט יבש מקומיים, במיוחד אלו באזורים הדרומיים עם טמפרטורות גבוהות, שמים לב אליהם. גורמים המשפיעים על אפקט שמירת המים של טיט יבש כוללים את כמות ה-MC שנוספה, צמיגות ה-MC, דקיקות החלקיקים וטמפרטורת סביבת השימוש.

אתר תאית הוא פולימר סינתטי העשוי מתאית טבעית באמצעות שינוי כימי. אתר תאית הוא נגזרת של תאית טבעית. ייצור אתר תאית שונה מפולימרים סינתטיים. החומר הבסיסי ביותר שלו הוא תאית, תרכובת פולימר טבעית. בשל הייחודיות של מבנה התאית הטבעי, לתאית עצמה אין יכולת להגיב עם חומרי אתריפיקציה. עם זאת, לאחר הטיפול בחומר ההתפחה, קשרי המימן החזקים בין שרשראות המולקולריות לשרשראות נהרסים, והשחרור הפעיל של קבוצת ההידרוקסיל הופך לתאית אלקלית תגובתית. מתקבלים אתר תאית.

תכונותיהם של אתרי תאית תלויות בסוג, מספר ופיזור המתחלפים. סיווג אתרי התאית מבוסס גם על סוג המתחלפים, מידת האתריפיקציה, המסיסות ותכונות היישום הנלוות. לפי סוג המתחלפים בשרשרת המולקולרית, ניתן לחלק אותם למונואתר ואתר מעורב. ה-MC שאנו משתמשים בו בדרך כלל הוא מונואתר, ו-HPMC הוא אתר מעורב. אתר מתיל תאית MC הוא התוצר לאחר שקבוצת ההידרוקסיל ביחידת הגלוקוז של תאית טבעית מוחלפת במתוקסי. חלק מקבוצת ההידרוקסיל ביחידה מוחלף בקבוצת מתוקסי, והחלק השני מוחלף בקבוצת הידרוקסיפרופיל. אתר אתיל מתיל תאית HEMC, אלו הם הזנים העיקריים הנמצאים בשימוש נרחב ונמכרים בשוק.

מבחינת מסיסות, ניתן לחלק אותה ליונית ולא-יונית. אתרים תאית לא-יוניים מסיסים במים מורכבים בעיקר משתי סדרות של אתרים אלקיליים ואתרים הידרוקסי-אלקיליים. CMC יוני משמש בעיקר בדטרגנטים סינתטיים, הדפסה וצביעה של טקסטיל, חיפושי מזון ונפט. MC לא-יוניים, HPMC, HEMC וכו' משמשים בעיקר בחומרי בניין, ציפויי לטקס, תרופות, כימיקלים יומיומיים וכו'. משמשים כמעבה, חומר אגירת מים, מייצב, פיזור וחומר יצירת שכבות.

אצירת מים של אתר תאית: בייצור חומרי בניין, ובמיוחד טיט אבקה יבש, לאתר תאית תפקיד חיוני, במיוחד בייצור טיט מיוחד (טיט שעבר שינוי), הוא מרכיב הכרחי וחשוב. לתפקיד החשוב של אתר תאית מסיס במים בטיט יש בעיקר שלושה היבטים, האחד הוא יכולת אצירת מים מעולה, השני הוא ההשפעה על המרקם והתיקסוטרופיה של הטיט, והשלישי הוא האינטראקציה עם צמנט. השפעת אצירת המים של אתר תאית תלויה בספיגת המים של שכבת הבסיס, בהרכב הטיט, בעובי שכבת הטיט, בדרישת המים של הטיט ובזמן ההתייצבות של חומר ההתייצבות. אצירת המים של אתר תאית עצמו נובעת מהמסיסות וההתייבשות של אתר התאית עצמו. כידוע לכולנו, למרות ששרשרת המולקולות של התאית מכילה מספר רב של קבוצות OH בעלות יכולת לחות גבוהה, היא אינה מסיסה במים, מכיוון שלמבנה התאית יש רמת גבישיות גבוהה. יכולת ההידרציה של קבוצות הידרוקסיל לבדה אינה מספיקה כדי לכסות את קשרי המימן החזקים ואת כוחות ואן דר ואלס בין המולקולות. לכן, הוא רק מתנפח אך אינו מתמוסס במים. כאשר תחליף מוחדר לשרשרת המולקולרית, לא רק שהתחליף הורס את שרשרת המימן, אלא גם קשר המימן הבין-שרשרתי נהרס עקב היתקעות התחליף בין שרשראות סמוכות. ככל שהתחליף גדול יותר, כך גדל המרחק בין המולקולות. ככל שהמרחק גדול יותר. ככל שההשפעה של הרס קשרי מימן גדולה יותר, אתר התאית הופך למסיס במים לאחר שסריג התאית מתרחב והתמיסה נכנסת, ויוצרת תמיסה בעלת צמיגות גבוהה. כאשר הטמפרטורה עולה, הידרציה של הפולימר נחלשת, והמים בין השרשראות נדחקים החוצה. כאשר אפקט ההתייבשות מספיק, המולקולות מתחילות להתקבץ, ויוצרות ג'ל מבנה רשת תלת-ממדי ומתקפל החוצה.

גורמים המשפיעים על אצירת המים של טיט כוללים את צמיגות אתר התאית, הכמות הנוספת, דקיקות החלקיקים וטמפרטורת השימוש.

ככל שצמיגות אתר התאית גדולה יותר, כך ביצועי שמירת המים טובים יותר. צמיגות היא פרמטר חשוב לביצועי MC. כיום, יצרני MC שונים משתמשים בשיטות ובמכשירים שונים למדידת צמיגות ה-MC. השיטות העיקריות הן Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde ו-Brookfield. 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 ומשקל מולקולרי של MC גבוה יותר, הירידה המתאימה במסיסות שלו 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, כלומר, במהלך הבנייה, הדבר מתבטא בהידבקות למגרדת והידבקות 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.

ככל שכמות אתר התאית שמוסיפה לטיט גדולה יותר, כך ביצועי שמירת המים טובים יותר, וככל שהצמיגות גבוהה יותר, כך ביצועי שמירת המים טובים יותר.

מבחינת גודל החלקיקים, ככל שהחלקיק דק יותר, כך שמירה טובה יותר על המים. לאחר שחלקיקים גדולים של אתר תאית באים במגע עם מים, פני השטח מתמוססים מיד ויוצרים ג'ל שעוטף את החומר כדי למנוע ממולקולות מים להמשיך לחדור. לפעמים הם לא יכולים להתפזר ולהתמוסס באופן אחיד אפילו לאחר ערבוב ארוך טווח, ויוצרים תמיסה עכורה ופתית או אגלומרציה. זה משפיע מאוד על שמירה על המים של אתר תאית, ומסיסות היא אחד הגורמים לבחירת אתר תאית. דקות היא גם מדד ביצועים חשוב של אתר מתיל תאית. MC המשמש לטיט אבקה יבשה נדרש להיות אבקתי, עם תכולת מים נמוכה, ודקיקות דורשת גם 20% ~ 60% מגודל החלקיקים להיות פחות מ-63 מיקרון. הדקיקות משפיעה על המסיסות של אתר מתיל תאית. MC גס הוא בדרך כלל גרגירי, וקל להמיס אותו במים ללא אגלומרציה, אך קצב ההמסה איטי מאוד, ולכן הוא אינו מתאים לשימוש בטיט אבקה יבשה. בטיט אבקה יבש, MC מפוזר בין חומרי צמנט כגון אגרגטים, חומר מילוי דק ומלט, ורק אבקה דקה מספיק יכולה למנוע הצטברות של מתיל צלולוז אתר בעת ערבוב עם מים. כאשר מוסיפים MC למים כדי להמיס את האגרגטים, קשה מאוד לפזר ולהמיס אותם. דקיקות גסה של MC היא לא רק בזבזנית, אלא גם מפחיתה את החוזק המקומי של הטיט. כאשר טיט אבקה יבש כזה מוחל על שטח גדול, מהירות ההתקשות של טיט האבקה היבש המקומי תפחת משמעותית, וסדקים יופיעו עקב זמני התקשות שונים. עבור טיט מרוסס עם מבנה מכני, הדרישה לדקיקות גבוהה יותר עקב זמן הערבוב הקצר יותר.

גם למידת הדקיקות של MC יש השפעה מסוימת על אצירת המים שלו. באופן כללי, עבור אתרי מתיל צלולוז בעלי צמיגות זהה אך רמת דקיקות שונה, תחת אותה כמות תוספת, ככל שהכמות דקה יותר, כך אפקט אצירת המים טוב יותר.

אצירת המים של MC קשורה גם לטמפרטורה בה נעשה שימוש, וצבירת המים של מתיל תאית אתר פוחתת עם עליית הטמפרטורה. עם זאת, ביישומי חומרים בפועל, טיט אבקה יבש מיושם לעתים קרובות על מצעים חמים בטמפרטורות גבוהות (גבוהות מ-40 מעלות) בסביבות רבות, כגון טיח קירות חיצוניים תחת השמש בקיץ, מה שלעתים קרובות מאיץ את התקשות המלט ואת התקשותו של טיט אבקה יבש. הירידה בקצב אצירת המים מובילה לתחושה הברורה שגם יכולת העבודה וגם עמידות הסדקים מושפעות, וחשוב במיוחד להפחית את השפעת גורמי הטמפרטורה בתנאים אלה. למרות שתוספי מתיל הידרוקסיאתיל תאית אתר נחשבים כיום לקדמי הפיתוח הטכנולוגי, תלותם בטמפרטורה עדיין תוביל להחלשת ביצועי טיט האבקה היבשה. למרות שכמות המתיל הידרוקסיאתיל תאית עולה (נוסחת קיץ), יכולת העבודה ועמידות הסדקים עדיין לא יכולים לענות על צרכי השימוש. באמצעות טיפול מיוחד ב-MC, כגון הגברת דרגת האתריפיקציה וכו', ניתן לשמור על אפקט אצירת המים בטמפרטורה גבוהה יותר, כך שהוא יכול לספק ביצועים טובים יותר בתנאים קשים.

בנוסף, העיבוי והתיקסוטרופיה של אתר תאית: התפקיד השני של אתר תאית - העיבוי תלוי ב: מידת הפולימריזציה של אתר תאית, ריכוז התמיסה, קצב הגזירה, הטמפרטורה ותנאים אחרים. תכונת הג'לציה של התמיסה ייחודית לאלקיל תאית ונגזרותיה שעברו שינוי. תכונות הג'לציה קשורות למידת ההחלפה, ריכוז התמיסה ותוספים. עבור נגזרות שעברו שינוי הידרוקסי-אלקיל, תכונות הג'ל קשורות גם למידת השינוי של הידרוקסי-אלקיל. עבור MC ו-HPMC בעלי צמיגות נמוכה, ניתן להכין תמיסה של 10%-15%, MC ו-HPMC בעלי צמיגות בינונית ניתן להכין תמיסה של 5%-10%, בעוד ש-MC ו-HPMC בעלי צמיגות גבוהה...HPMCניתן להכין רק תמיסה של 2%-3%, ובדרך כלל סיווג הצמיגות של אתר תאית מדורג גם לפי תמיסה של 1%-2%. לאתר תאית בעל משקל מולקולרי גבוה יש יעילות עיבוי גבוהה. בתמיסה עם ריכוז זהה, לפולימרים בעלי משקלים מולקולריים שונים יש צמיגות שונה. דרגה גבוהה. ניתן להשיג את צמיגות היעד רק על ידי הוספת כמות גדולה של אתר תאית בעל משקל מולקולרי נמוך. הצמיגות שלו תלויה מעט בקצב הגזירה, והצמיגות הגבוהה מגיעה לצמיגות היעד, וכמות התוספת הנדרשת קטנה, והצמיגות תלויה ביעילות העיבוי. לכן, כדי להשיג עקביות מסוימת, יש להבטיח כמות מסוימת של אתר תאית (ריכוז התמיסה) וצמיגות התמיסה. טמפרטורת הג'ל של התמיסה יורדת גם היא באופן ליניארי עם עליית ריכוז התמיסה, ויוצרת ג'ל בטמפרטורת החדר לאחר הגעה לריכוז מסוים. ריכוז הג'ל של HPMC גבוה יחסית בטמפרטורת החדר.

ניתן להתאים את העקביות גם על ידי בחירת גודל החלקיקים ובחירת אתרי תאית עם דרגות שונות של שינוי. השינוי כביכול הוא הכנסת דרגה מסוימת של החלפה של קבוצות הידרוקסי-אלקיל על מבנה השלד של MC. על ידי שינוי ערכי ההחלפה היחסיים של שני המתמירים, כלומר, ערכי ההחלפה היחסיים של DS ו-ms של קבוצות המתוקסי וההידרוקסיל-אלקיל שאנו מכנים לעתים קרובות. ניתן להשיג דרישות ביצועים שונות של אתר תאית על ידי שינוי ערכי ההחלפה היחסיים של שני המתמירים.

הקשר בין עקביות לשינוי: הוספת אתר תאית משפיעה על צריכת המים של מלט, שינוי יחס המים-קושר של מים ומלט הוא אפקט העיבוי, ככל שהמינון גבוה יותר, כך צריכת המים גדולה יותר.

אתרי תאית המשמשים בחומרי בניין אבקתיים חייבים להתמוסס במהירות במים קרים ולספק מרקם מתאים למערכת. אם ניתנת להם קצב גזירה מסוים, הם עדיין הופכים לגוש קולואידי ופלוקולנטי, שהוא מוצר באיכות ירודה או באיכות נמוכה.

ישנו גם קשר ליניארי טוב בין עקביות משחת הצמנט לבין מינון אתר התאית. אתר תאית יכול להגביר מאוד את צמיגות המלט. ככל שהמינון גדול יותר, כך ההשפעה ברורה יותר. לתמיסה מימית של אתר תאית בעל צמיגות גבוהה יש תיקוןטרופיה גבוהה, שהיא גם מאפיין עיקרי של אתר תאית. לתמיסות מימיות של פולימרים מסוג MC יש בדרך כלל נזילות פסאודופלסטית ולא תיקוןטרופית מתחת לטמפרטורת הג'ל שלהם, אך תכונות זרימה ניוטוניות בקצבי גזירה נמוכים. הפסאודופלסטיות עולה עם המשקל המולקולרי או הריכוז של אתר התאית, ללא קשר לסוג התחליף ולמידת ההחלפה. לכן, אתרי תאית בעלי דרגת צמיגות זהה, ללא קשר ל-MC, HPMC או HEMC, תמיד יציגו את אותן תכונות ריאולוגיות כל עוד הריכוז והטמפרטורה נשמרים קבועים. ג'לים מבניים נוצרים כאשר הטמפרטורה עולה, ומתרחשות זרימות תיקוןטרופיות מאוד. אתרי תאית בעלי ריכוז גבוה וצמיגות נמוכה מפגינים תיקוןטרופיה אפילו מתחת לטמפרטורת הג'ל. תכונה זו מועילה מאוד להתאמת יישור ושקיעה בבניית מלט בניין. יש להסביר כאן שככל שצמיגותו של אתר תאית גבוהה יותר, כך אצירת המים טובה יותר, אך ככל שהצמיגות גבוהה יותר, כך המשקל המולקולרי היחסי של אתר תאית גבוה יותר, והמסיסה שלו יורדת בהתאם, דבר המשפיע לרעה על ריכוז המלט וביצועי הבנייה. ככל שהצמיגות גבוהה יותר, כך אפקט העיבוי על המלט ניכר יותר, אך הוא אינו פרופורציונלי לחלוטין. יש צמיגות בינונית ונמוכה, אך לאתר תאית שעבר שינוי יש ביצועים טובים יותר בשיפור החוזק המבני של מלט רטוב. עם עליית הצמיגות, אצירת המים של אתר תאית משתפרת.

עיכוב של אתר תאית: התפקיד השלישי של אתר תאית הוא עיכוב תהליך ההידרציה של צמנט. אתר תאית מעניק לטיט תכונות מועילות שונות, וגם מפחית את חום ההידרציה המוקדם של צמנט ומעכב את תהליך ההידרציה הדינמי של צמנט. זה לא נוח לשימוש בטיט באזורים קרים. אפקט עיכוב זה נגרם על ידי ספיחה של מולקולות אתר תאית על תוצרי הידרציה כגון CSH ו-Ca(OH)2. עקב העלייה בצמיגות של תמיסת הנקבוביות, אתר התאית מפחית את ניידות היונים בתמיסה, ובכך מעכב את תהליך ההידרציה. ככל שריכוז אתר התאית בחומר הג'ל המינרלי גבוה יותר, כך השפעת עיכוב ההידרציה בולטת יותר. אתר תאית לא רק מעכב את ההתייצבות, אלא גם מעכב את תהליך ההתקשות של מערכת טיט הצמנט. אפקט העיכוב של אתר תאית תלוי לא רק בריכוזו במערכת הג'ל המינרלי, אלא גם במבנה הכימי. ככל שרמת המתילציה של HEMC גבוהה יותר, כך אפקט העיכוב של אתר התאית טוב יותר. היחס בין התמרה הידרופילית להחלפה מגבירה מים. האפקט המעכב חזק יותר. עם זאת, לצמיגות של אתר תאית יש השפעה מועטה על קינטיקה של הידרציה של צמנט.

עם העלייה בתכולת אתר התאית, זמן ההתייצבות של המלט עולה משמעותית. קיים מתאם לא ליניארי טוב בין זמן ההתייצבות הראשוני של המלט לבין תכולת אתר התאית, ומתאם ליניארי טוב בין זמן ההתייצבות הסופי לבין תכולת אתר התאית. ניתן לשלוט בזמן הפעולה של המלט על ידי שינוי כמות אתר התאית.

לסיכום, בטיט מוכן,אתר תאיתמשחק תפקיד באגירת מים, עיבוי, עיכוב כוח ההידרציה של המלט ושיפור ביצועי הבנייה. יכולת אצירת מים טובה הופכת את הידרציה של המלט לשלמה יותר, יכולה לשפר את הצמיגות הרטובה של המלט הרטוב, להגדיל את חוזק ההיקשרות של המלט ולהתאים את הזמן. הוספת אתר תאית למלט ריסוס מכני יכולה לשפר את ביצועי הריסוס או השאיבה ואת החוזק המבני של המלט. לכן, אתר תאית נמצא בשימוש נרחב כתוסף חשוב במלט מוכן.