1. الوظيفة الرئيسية لإيثر السليلوز
في الملاط الجاهز، يعتبر إيثر السليلوز مادة مضافة رئيسية تضاف بكمية قليلة جدًا ولكنها يمكن أن تحسن بشكل كبير من أداء الملاط الرطب وتؤثر على أداء بناء الملاط.
2. أنواع إيثرات السليلوز
يتم إنتاج إيثر السليلوز بشكل أساسي من الألياف الطبيعية من خلال إذابة القلويات، وتفاعل التطعيم (الأثيرة)، والغسيل، والتجفيف، والطحن وغيرها من العمليات.
وفقًا للمواد الخام الرئيسية، تُقسّم الألياف الطبيعية إلى: ألياف القطن، وألياف الأرز، وألياف الزان، وغيرها. وتختلف درجات بلمرة هذه الألياف، مما يؤثر على اللزوجة النهائية لمنتجاتها. حاليًا، يستخدم كبار مصنعي السليلوز ألياف القطن (منتج ثانوي من النيتروسليولوز) كمادة خام رئيسية.
يمكن تقسيم إيثرات السليلوز إلى أيونية وغير أيونية. يتكون النوع الأيوني بشكل رئيسي من ملح كربوكسي ميثيل السليلوز، بينما يتكون النوع غير الأيوني بشكل رئيسي من ميثيل السليلوز، وميثيل هيدروكسي إيثيل (بروبيل) السليلوز، وهيدروكسي إيثيل السليلوز، وغيرها.
حاليًا، تتكون إيثرات السليلوز المستخدمة في الملاط الجاهز من إيثر ميثيل السليلوز (MC)، وإيثر ميثيل هيدروكسي إيثيل السليلوز (MHEC)، وإيثر ميثيل هيدروكسي بروبيل السليلوز (MHPG)، وإيثر هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC). في الملاط الجاهز، ونظرًا لعدم استقرار السليلوز الأيوني (ملح كاربوكسي ميثيل السليلوز) في وجود أيونات الكالسيوم، نادرًا ما يُستخدم في المنتجات الجاهزة التي تستخدم الأسمنت والجير المطفأ، إلخ، كمواد تثبيت. في بعض المناطق في الصين، يُستخدم ملح كاربوكسي ميثيل السليلوز كمكثف لبعض المنتجات الداخلية المُعالجة بالنشا المُعدل كمادة تثبيت رئيسية ومسحوق شوانغفي كمادة حشو. هذا المنتج عرضة للعفن وغير مقاوم للماء، وهو قيد التوقف حاليًا. يُستخدم هيدروكسي إيثيل السليلوز أيضًا في بعض المنتجات الجاهزة، ولكن حصته السوقية ضئيلة جدًا.
3. مؤشرات الأداء الرئيسية لإيثر السليلوز
(1) الذوبان
السليلوز مركب بوليمر متعدد الهيدروكسيل لا يذوب ولا ينصهر. بعد الأثير، يذوب السليلوز في الماء ومحلول قلوي مخفف ومذيب عضوي، وله لدونة حرارية. تعتمد الذوبانية بشكل أساسي على أربعة عوامل: أولاً، تختلف الذوبانية باختلاف اللزوجة، فكلما انخفضت اللزوجة، زادت الذوبانية. ثانيًا، خصائص المجموعات المُدخلة في عملية الأثير، فكلما كبرت المجموعة المُدخلة، انخفضت الذوبانية؛ وكلما زادت قطبية المجموعة المُدخلة، كان من الأسهل إذابة إيثر السليلوز في الماء. ثالثًا، درجة الاستبدال وتوزيع المجموعات المُأثرة في الجزيئات الكبيرة. لا يمكن إذابة معظم إيثرات السليلوز في الماء إلا بدرجة معينة من الاستبدال. رابعًا، درجة بلمرة إيثر السليلوز، كلما زادت درجة البلمرة، قلّت الذوبانية؛ كلما انخفضت درجة البلمرة، اتسع نطاق درجة الاستبدال التي يمكن إذابتها في الماء.
(2) احتباس الماء
يُعدّ احتباس الماء من أهم خصائص إيثر السليلوز، وهو أيضًا من الخصائص التي يوليها العديد من مُصنّعي المساحيق الجافة المحليين، وخاصةً في المناطق الجنوبية ذات درجات الحرارة المرتفعة، اهتمامًا بالغًا. تشمل العوامل المؤثرة على احتباس الماء في الملاط كمية إيثر السليلوز المُضافة، واللزوجة، ودقة الجسيمات، ودرجة حرارة بيئة الاستخدام. كلما زادت كمية إيثر السليلوز المُضافة، كان تأثير احتباس الماء أفضل؛ وكلما زادت اللزوجة، كان تأثير احتباس الماء أفضل؛ وكلما كانت الجسيمات أدق، كان تأثير احتباس الماء أفضل.
(3) اللزوجة
اللزوجة معيار مهم في منتجات إيثر السليلوز. حاليًا، يستخدم مُصنِّعو إيثر السليلوز المختلفون طرقًا وأجهزةً مختلفة لقياس اللزوجة. تختلف نتائج قياس اللزوجة للمنتج نفسه اختلافًا كبيرًا، بل إن بعضها يُضاعف الفروق. لذلك، عند مقارنة اللزوجة، يجب إجراء الاختبار باستخدام نفس طرق الاختبار، بما في ذلك درجة الحرارة، والدوار، وما إلى ذلك.
بشكل عام، كلما زادت اللزوجة، كان تأثير الاحتفاظ بالماء أفضل. ومع ذلك، كلما زادت اللزوجة، زاد الوزن الجزيئي لإيثر السليلوز، والانخفاض المقابل في قابليته للذوبان سيكون له تأثير سلبي على قوة وأداء بناء الملاط. كلما زادت اللزوجة، كان تأثير التكثيف على الملاط أكثر وضوحًا، ولكنه ليس متناسبًا بشكل مباشر. كلما زادت اللزوجة، زادت لزوجة الملاط الرطب. أثناء البناء، يتجلى ذلك في الالتصاق بالكاشطة والالتصاق العالي بالركيزة. لكنه لا يساعد في زيادة القوة الهيكلية للملاط الرطب نفسه. أثناء البناء، لا يكون الأداء المضاد للترهل واضحًا. على العكس من ذلك، تتمتع بعض إيثرات ميثيل السليلوز المعدلة ذات اللزوجة المتوسطة والمنخفضة بأداء ممتاز في تحسين القوة الهيكلية للملاط الرطب.
(4) دقة الجسيمات:
يجب أن يكون إيثر السليلوز المستخدم في الملاط الجاهز مسحوقًا، مع محتوى منخفض من الماء، كما تتطلب نعومته أيضًا أن يكون 20٪ إلى 60٪ من حجم الجسيمات أقل من 63 ميكرومتر. تؤثر النعومة على قابلية ذوبان إيثر السليلوز. عادةً ما تكون إيثرات السليلوز الخشنة على شكل حبيبات، والتي يسهل تشتيتها وإذابتها في الماء دون تكتل، ولكن معدل الذوبان بطيء جدًا، لذا فهي غير مناسبة للاستخدام في الملاط الجاهز (بعض المنتجات المنزلية متكتلة، يصعب تشتيتها وإذابتها في الماء، وعرضة للتكتل). في الملاط الجاهز، يتم تشتيت إيثر السليلوز بين الركام والحشو الناعم والأسمنت ومواد الترابط الأخرى. يمكن فقط للمسحوق الناعم بدرجة كافية تجنب تكتل إيثر السليلوز عند الخلط بالماء. عند إضافة إيثر السليلوز مع الماء لإذابة التكتل، يكون من الصعب جدًا تشتيته وإذابته.
(5) تعديل إيثر السليلوز
يُعد تعديل إيثر السليلوز امتدادًا لأدائه، وهو الجزء الأهم. يمكن تحسين خصائص إيثر السليلوز لتحسين قابليته للبلل، وقابليته للتشتت، وقدرته على الالتصاق، وكثافته، واستحلابه، واحتباس الماء، وتكوين طبقة رقيقة، بالإضافة إلى عدم نفاذيته للزيت.
4. تأثير درجة الحرارة المحيطة على احتباس الماء في الملاط
يتناقص احتباس الماء في إيثر السليلوز مع ارتفاع درجة الحرارة. في التطبيقات العملية للمواد، غالبًا ما يُطبّق الملاط على ركائز ساخنة عند درجات حرارة عالية (أعلى من 40 درجة مئوية) في بيئات متعددة. وقد أدى انخفاض احتباس الماء إلى تأثير ملحوظ على قابلية التشغيل ومقاومة التشقق. وسيؤدي اعتماد الملاط على درجة الحرارة إلى إضعاف خصائصه، ومن الضروري بشكل خاص الحد من تأثير عوامل درجة الحرارة في هذه الظروف. عُدّلت وصفات الملاط بشكل مناسب، وأُجريت العديد من التغييرات المهمة على الوصفات الموسمية. ورغم زيادة الجرعة (التركيبة الصيفية)، إلا أن قابلية التشغيل ومقاومة التشقق لا تزالان غير قادرتين على تلبية احتياجات الاستخدام، مما يتطلب معالجة خاصة لإيثر السليلوز، مثل زيادة درجة الأثرة، وما إلى ذلك، لتحقيق تأثير احتباس الماء عند درجة حرارة عالية نسبيًا. ويحافظ على تأثير أفضل عند ارتفاع درجة الحرارة، مما يوفر أداءً أفضل في الظروف القاسية.
5. التطبيق في الملاط الجاهز
في الملاط الجاهز، يلعب إيثر السليلوز دورًا في احتباس الماء، والتكثيف، وتحسين أداء البناء. يضمن الأداء الجيد لاحتباس الماء أن الملاط لن يسبب الصنفرة، والتفتت، وانخفاض القوة بسبب نقص الماء والترطيب غير الكامل. يعزز تأثير التكثيف بشكل كبير القوة الهيكلية للملاط الرطب. يمكن أن تؤدي إضافة إيثر السليلوز إلى تحسين اللزوجة الرطبة للملاط الرطب بشكل كبير، ولها لزوجة جيدة لمختلف الركائز، مما يحسن أداء جدار الملاط الرطب ويقلل من النفايات. بالإضافة إلى ذلك، يختلف دور إيثر السليلوز في المنتجات المختلفة أيضًا. على سبيل المثال، في مواد لاصقة البلاط، يمكن لإيثر السليلوز زيادة وقت الفتح وضبطه؛ في ملاط الرش الميكانيكي، يمكنه تحسين القوة الهيكلية للملاط الرطب؛ في التسوية الذاتية، يمكنه منع الترسيب والفصل والطبقية. لذلك، كمضاف مهم، يستخدم إيثر السليلوز على نطاق واسع في ملاط المسحوق الجاف.
وقت النشر: ١١ يناير ٢٠٢٣