إيثرات السليلوز في لاصق البلاط

1 المقدمة

يُعدّ لاصق البلاط الأسمنتي حاليًا من أكثر تطبيقات الملاط الجاف الخاص، والذي يتكون من الأسمنت كمادة أساسية، بالإضافة إلى مواد تجميعية متدرجة، وعوامل احتجاز الماء، وعوامل تقوية مبكرة، ومسحوق اللاتكس، وخليط من المواد المضافة العضوية وغير العضوية. عادةً، لا يتطلب استخدامه سوى خلطه بالماء. وبالمقارنة مع ملاط ​​الأسمنت العادي، يُحسّن هذا اللاصق قوة الالتصاق بين مادة الواجهة والركيزة بشكل كبير، كما يتميز بمقاومة جيدة للانزلاق ومقاومة ممتازة للماء. ويُستخدم بشكل رئيسي في لصق مواد الديكور، مثل بلاط الجدران الداخلية والخارجية للمباني، وبلاط الأرضيات، وغيرها. ويُستخدم على نطاق واسع في الجدران الداخلية والخارجية، والأرضيات، والحمامات، والمطابخ، وغيرها من أماكن ديكور المباني. ويُعدّ حاليًا أكثر مواد لصق البلاط استخدامًا.

عادةً، عند تقييم أداء لاصق البلاط، لا نركز فقط على أدائه التشغيلي وقدرته على مقاومة الانزلاق، بل نهتم أيضًا بمتانته الميكانيكية ومدة فتحه. لا يؤثر إيثر السليلوز في لاصق البلاط على الخواص الريولوجية للاصق الخزفي فحسب، مثل سلاسة التشغيل وسكين اللصق، بل يؤثر أيضًا بشكل كبير على الخواص الميكانيكية للاصق.

2. التأثير على وقت فتح لاصق البلاط

عند وجود مسحوق المطاط وإيثر السليلوز معًا في الملاط الرطب، تُظهر بعض نماذج البيانات أن مسحوق المطاط يتمتع بطاقة حركية أكبر للالتصاق بنواتج ترطيب الأسمنت، وأن إيثر السليلوز يتواجد بشكل أكبر في السائل الخلالي، مما يؤثر على لزوجة الملاط وزمن التصلب. التوتر السطحي لإيثر السليلوز أعلى منه في مسحوق المطاط، وبالتالي، فإن زيادة إثراء إيثر السليلوز على سطح الملاط يُفيد في تكوين روابط هيدروجينية بين سطح القاعدة وإيثر السليلوز.

في الملاط الرطب، يتبخر الماء الموجود في الملاط، ويتم إثراء إيثر السليلوز على السطح، وسيتم تشكيل فيلم على سطح الملاط في غضون 5 دقائق، مما يقلل من معدل التبخر اللاحق، حيث يتم إزالة المزيد من الماء من الملاط الأكثر سمكًا وينتقل جزء منه إلى طبقة الملاط الرقيقة، ويتم إذابة الفيلم المتشكل في البداية جزئيًا، وستؤدي هجرة الماء إلى المزيد من إثراء إيثر السليلوز على سطح الملاط.

لذلك، فإن تكوين فيلم من إيثر السليلوز على سطح الملاط له تأثير كبير على أداء الملاط. 1) الفيلم المشكل رقيق جدًا وسيذوب مرتين، مما لا يمكن أن يحد من تبخر الماء ويقلل من القوة. 2) الفيلم المشكل سميك جدًا، وتركيز إيثر السليلوز في السائل الخلالي للملاط مرتفع، واللزوجة عالية، لذلك ليس من السهل كسر الفيلم السطحي عند لصق البلاط. يمكن ملاحظة أن خصائص تكوين الفيلم لإيثر السليلوز لها تأثير أكبر على وقت الفتح. يؤثر نوع إيثر السليلوز (HPMC، HEMC، MC، إلخ) ودرجة الأثير (درجة الاستبدال) بشكل مباشر على خصائص تكوين الفيلم لإيثر السليلوز، وصلابة الفيلم ومتانته.

3. التأثير على قوة السحب

بالإضافة إلى إضفاء الخصائص المفيدة المذكورة أعلاه على الملاط، يُؤخر إيثر السليلوز أيضًا حركية ترطيب الأسمنت. ويعود هذا التأثير المُبطئ بشكل رئيسي إلى امتزاز جزيئات إيثر السليلوز على مختلف الأطوار المعدنية في نظام الأسمنت المُرطب. ولكن بشكل عام، يُجمع الجميع على أن جزيئات إيثر السليلوز تُمتَز بشكل رئيسي على الماء مثل CSH وهيدروكسيد الكالسيوم. أما في المنتجات الكيميائية، فنادرًا ما تُمتَز على الطور المعدني الأصلي للكلنكر. بالإضافة إلى ذلك، يُقلل إيثر السليلوز من حركة الأيونات (Ca2+، SO42-، ...) في محلول المسام بسبب زيادة لزوجته، مما يُؤخر عملية الترطيب بشكل أكبر.

اللزوجة معيار مهم آخر، يُمثل الخصائص الكيميائية لإيثر السليلوز. وكما ذُكر سابقًا، تؤثر اللزوجة بشكل رئيسي على قدرة الاحتفاظ بالماء، ولها تأثير كبير على قابلية تشغيل الملاط الطازج. ومع ذلك، فقد أظهرت الدراسات التجريبية أن لزوجة إيثر السليلوز لا تؤثر تقريبًا على حركية ترطيب الأسمنت. فالوزن الجزيئي له تأثير ضئيل على الترطيب، ويبلغ أقصى فرق بين الأوزان الجزيئية المختلفة 10 دقائق فقط. لذلك، لا يُعد الوزن الجزيئي معيارًا أساسيًا للتحكم في ترطيب الأسمنت.

يعتمد تباطؤ إيثر السليلوز على تركيبه الكيميائي، وقد خلص الاتجاه العام إلى أنه كلما زادت درجة الميثلة، قلّ تأثير إيثر السليلوز التباطؤي. إضافةً إلى ذلك، يكون التأثير التباطؤي للاستبدال المحب للماء (مثل الاستبدال بـ HEC) أقوى من تأثير الاستبدال الكاره للماء (مثل الاستبدال بـ MH، MHEC، MHPC). يتأثر التأثير التباطؤي لإيثر السليلوز بشكل رئيسي بعاملين: نوع وكمية مجموعات الاستبدال.

أظهرت تجاربنا المنهجية أيضًا أن محتوى البدائل يلعب دورًا هامًا في المتانة الميكانيكية للواصقات البلاطية. قيّمنا أداء HPMC بدرجات متفاوتة من الاستبدال في لاصقات البلاط، واختبرنا تأثير إيثرات السليلوز المحتوية على مجموعات مختلفة في ظروف معالجة مختلفة على الخواص الميكانيكية للواصقات البلاطية.

في الاختبار، نأخذ في الاعتبار HPMC، وهو مركب إيثر، لذلك يتعين علينا وضع الصورتين معًا. بالنسبة لـ HPMC، فإنه يحتاج إلى درجة معينة من الامتصاص لضمان قابليته للذوبان في الماء ونفاذية الضوء. نحن نعرف محتوى البدائل كما أنه يحدد درجة حرارة هلام HPMC، والتي تحدد أيضًا بيئة استخدام HPMC. وبهذه الطريقة، يتم أيضًا تأطير محتوى المجموعة لـ HPMC الذي ينطبق عادةً ضمن نطاق. في هذا النطاق، كيفية الجمع بين الميثوكسي والهيدروكسي بروبوكسي من أجل تحقيق أفضل تأثير هو محتوى بحثنا. يوضح الشكل 2 أنه ضمن نطاق معين، ستؤدي الزيادة في محتوى مجموعات الميثوكسيل إلى اتجاه تنازلي في قوة السحب، بينما ستؤدي الزيادة في محتوى مجموعات الهيدروكسي بروبوكسيل إلى زيادة في قوة السحب. يوجد تأثير مماثل لساعات الافتتاح.

يتوافق اتجاه تغير القوة الميكانيكية في ظروف وقت الفتح مع تغيرها في درجات الحرارة العادية. يتميز HPMC ذو المحتوى العالي من الميثوكسيل (DS) والمحتوى المنخفض من الهيدروكسي بروبوكسيل (MS) بمتانة جيدة للفيلم، ولكنه يؤثر على خصائص ترطيب الملاط الرطب.