المواد المضافة المستخدمة بشكل شائع في ملاط ​​البناء الجاف المخلوط

إيثر السليلوز

إيثر السليلوز هو مصطلح عام لسلسلة من المنتجات الناتجة عن تفاعل السليلوز القلوي مع عامل الأثيرة في ظل ظروف معينة. يُستبدل السليلوز القلوي بعوامل أثيرة مختلفة للحصول على إيثرات سليلوز مختلفة. وفقًا لخصائص تأين المستبدلات، يمكن تقسيم إيثرات السليلوز إلى فئتين: أيونية (مثل كربوكسي ميثيل السليلوز) وغير أيونية (مثل ميثيل السليلوز). وفقًا لنوع المستبدل، يمكن تقسيم إيثر السليلوز إلى أحادي إيثر (مثل ميثيل السليلوز) وإيثر مختلط (مثل هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز). وفقًا لاختلاف ذوبانيته، يمكن تقسيمه إلى قابل للذوبان في الماء (مثل هيدروكسي إيثيل السليلوز) وقابل للذوبان في المذيبات العضوية (مثل إيثيل السليلوز)، إلخ. يتكون الملاط الجاف المختلط بشكل أساسي من السليلوز القابل للذوبان في الماء، وينقسم السليلوز القابل للذوبان في الماء إلى نوع فوري ونوع ذوبان متأخر مُعالج سطحيًا.

آلية عمل الأثير السليلوز في الملاط هي كما يلي:
(1) بعد إذابة إيثر السليلوز في الملاط في الماء، يتم ضمان التوزيع الفعال والموحد للمادة الأسمنتية في النظام بسبب النشاط السطحي، وإيثر السليلوز، باعتباره غروانيًا واقيًا، "يلتف" حول الجسيمات الصلبة ويشكل طبقة من الفيلم التشحيم على سطحه الخارجي، مما يجعل نظام الملاط أكثر استقرارًا، ويحسن أيضًا سيولة الملاط أثناء عملية الخلط وسلاسة البناء.
(2) بسبب بنيتها الجزيئية الخاصة، فإن محلول إيثر السليلوز يجعل الماء الموجود في الملاط ليس من السهل فقده، ويطلقه تدريجيًا على مدى فترة طويلة من الزمن، مما يمنح الملاط قدرة جيدة على الاحتفاظ بالماء وقابلية العمل.

1. ميثيل السليلوز (MC)
بعد معالجة القطن المكرر بالقلويات، يُنتَج إيثر السليلوز من خلال سلسلة من التفاعلات مع كلوريد الميثان كعامل إيثر. تتراوح درجة الاستبدال عادةً بين 1.6 و2.0، وتختلف قابلية ذوبانه باختلاف درجات الاستبدال. وهو ينتمي إلى إيثر السليلوز غير الأيوني.
(1) ميثيل السليلوز قابل للذوبان في الماء البارد، ويصعب ذوبانه في الماء الساخن. يتميز محلوله المائي بثبات عالٍ في نطاق الرقم الهيدروجيني (pH) من 3 إلى 12. ويتوافق جيدًا مع النشا، وصمغ الغوار، وغيرها، والعديد من المواد الخافضة للتوتر السطحي. عندما تصل درجة الحرارة إلى درجة حرارة التجلط، يحدث التجلط.
(2) يعتمد احتباس الماء في ميثيل السليلوز على كمية الإضافة، واللزوجة، ودقة الجسيمات، ومعدل الذوبان. عمومًا، كلما كانت كمية الإضافة كبيرة، كانت الدقة صغيرة، وكانت اللزوجة كبيرة، كان معدل احتباس الماء مرتفعًا. من بين هذه العوامل، يكون لكمية الإضافة التأثير الأكبر على معدل احتباس الماء، ولا يتناسب مستوى اللزوجة طرديًا مع مستوى معدل احتباس الماء. يعتمد معدل الذوبان بشكل أساسي على درجة تعديل سطح جسيمات السليلوز ودقة الجسيمات. من بين إيثرات السليلوز المذكورة أعلاه، يتمتع ميثيل السليلوز وهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز بمعدلات احتباس ماء أعلى.
(3) تؤثر تغيرات درجة الحرارة بشكل خطير على معدل احتباس الماء في ميثيل السليلوز. بشكل عام، كلما ارتفعت درجة الحرارة، زاد احتباس الماء سوءًا. إذا تجاوزت درجة حرارة الملاط 40 درجة مئوية، سينخفض ​​احتباس الماء في ميثيل السليلوز بشكل كبير، مما يؤثر بشكل خطير على بنية الملاط.
(4) لميثيل السليلوز تأثير كبير على بناء الملاط وقدرته على الالتصاق. يُقصد بـ "الالتصاق" هنا قوة الالتصاق بين أداة تطبيق العامل وركيزة الجدار، أي مقاومة الملاط للقص. يتميز الملاط بقدرة التصاق عالية، ومقاومة قص عالية، وقوة تحمل عالية للعمال أثناء الاستخدام، لكن أداءه البنائي ضعيف. يكون التصاق ميثيل السليلوز متوسطًا في منتجات إيثر السليلوز.

2. هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC)
هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز هو نوع من السليلوز، ازداد إنتاجه واستهلاكه بشكل ملحوظ في السنوات الأخيرة. وهو إيثر سليلوزي غير أيوني، يُصنع من القطن المكرر بعد قلويته، باستخدام أكسيد البروبيلين وكلوريد الميثيل كعامل إيثر، من خلال سلسلة من التفاعلات. تتراوح درجة الاستبدال عادةً بين 1.2 و2.0. تختلف خصائصه باختلاف نسب محتوى الميثوكسيل ومحتوى الهيدروكسي بروبيل.
(1) هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز سهل الذوبان في الماء البارد، ويواجه صعوبة في الذوبان في الماء الساخن. إلا أن درجة حرارة تجلطه في الماء الساخن أعلى بكثير من درجة حرارة ميثيل سليلوز. كما أن ذوبانه في الماء البارد أفضل بكثير مقارنةً بميثيل سليلوز.
(2) ترتبط لزوجة هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز بوزنه الجزيئي، فكلما زاد الوزن الجزيئي، زادت اللزوجة. كما تؤثر درجة الحرارة على لزوجته، فمع ارتفاع درجة الحرارة، تنخفض اللزوجة. مع ذلك، فإن لزوجته العالية لها تأثير أقل على درجة الحرارة من ميثيل سليلوز. ويكون محلوله مستقرًا عند تخزينه في درجة حرارة الغرفة.
(3) يعتمد احتباس الماء في هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز على كمية الإضافة واللزوجة وما إلى ذلك، ومعدل احتباس الماء تحت نفس كمية الإضافة أعلى من معدل احتباس الماء في ميثيل سليلوز.
(4) هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز مستقر تجاه الأحماض والقلويات، ومحلوله المائي مستقر جدًا في نطاق الرقم الهيدروجيني (pH) من 2 إلى 12. الصودا الكاوية وماء الجير لا يؤثران على أدائه، ولكن يمكن للقلويات تسريع ذوبانه وزيادة لزوجته. هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز مستقر تجاه الأملاح الشائعة، ولكن عندما يكون تركيز المحلول الملحي مرتفعًا، تميل لزوجته إلى الزيادة.
(5) يُمكن خلط هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز مع مركبات بوليمرية قابلة للذوبان في الماء لتكوين محلول متجانس وعالي اللزوجة، مثل كحول البولي فينيل، وإيثر النشا، والصمغ النباتي، وغيرها.
(6) يمتلك هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز مقاومة أفضل للإنزيمات من ميثيل سليلوز، كما أن محلوله أقل عرضة للتحلل بواسطة الإنزيمات من ميثيل سليلوز.
(7) إن التصاق هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز ببناء الملاط أعلى من التصاق ميثيل سليلوز.

3. هيدروكسي إيثيل السليلوز (HEC)
يُصنع من قطن مُكرر مُعالج بقلويات، ويُتفاعل مع أكسيد الإيثيلين كعامل إيثر في وجود الأسيتون. تتراوح درجة الاستبدال عادةً بين 1.5 و2.0. يتميز بخواص مُحبّة للماء، ويسهل امتصاصه.
(1) هيدروكسي إيثيل السليلوز قابل للذوبان في الماء البارد، ولكنه يصعب ذوبانه في الماء الساخن. يتميز محلوله بثباته في درجات الحرارة العالية دون التجلط. ويمكن استخدامه لفترة طويلة في الملاط تحت درجات الحرارة العالية، إلا أن احتباسه للماء أقل من احتباس ميثيل السليلوز.
(2) هيدروكسي إيثيل السليلوز مستقر في الأحماض والقلويات العامة. يمكن للقلويات أن تُسرّع ذوبانه وتزيد لزوجته قليلاً. قابليته للتشتت في الماء أقل بقليل من قابلية ميثيل السليلوز وهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز.
(3) يتميز هيدروكسي إيثيل السليلوز بأداء جيد مضاد للترهل بالنسبة للملاط، ولكن لديه وقت تأخير أطول بالنسبة للأسمنت.
(4) إن أداء هيدروكسي إيثيل السليلوز الذي تنتجه بعض الشركات المحلية أقل بشكل واضح من أداء ميثيل السليلوز بسبب محتواه العالي من الماء ومحتواه العالي من الرماد.

4. كاربوكسي ميثيل السليلوز (CMC)
يُصنع إيثر السليلوز الأيوني من ألياف طبيعية (قطن، إلخ) بعد معالجة قلوية، باستخدام أحادي كلورو أسيتات الصوديوم كعامل إيثر، ويخضع لسلسلة من المعالجات التفاعلية. تتراوح درجة الاستبدال عادةً بين 0.4 و1.4، ويتأثر أداؤه بشكل كبير بدرجة الاستبدال.
(1) يعتبر كاربوكسي ميثيل السليلوز أكثر امتصاصًا للرطوبة، وسيحتوي على كمية أكبر من الماء عند تخزينه في ظل الظروف العامة.
(2) لا يُنتج محلول كربوكسي ميثيل السليلوز المائي هلامًا، وتنخفض اللزوجة مع ارتفاع درجة الحرارة. عندما تتجاوز درجة الحرارة 50 درجة مئوية، تصبح اللزوجة غير قابلة للعكس.
(3) يتأثر استقراره بشكل كبير بدرجة الحموضة (pH). عمومًا، يمكن استخدامه في الملاط الجبس، ولكن ليس في الملاط الأسمنتي. عندما يكون قلويًا للغاية، يفقد لزوجته.
(4) احتباس الماء فيه أقل بكثير من احتباس ميثيل السليلوز. له تأثير مُثبط على ملاط ​​الجبس ويُقلل من متانته. مع ذلك، فإن سعره أقل بكثير من سعر ميثيل السليلوز.

مسحوق مطاط بوليمر قابل لإعادة التشتت
يُعالَج مسحوق المطاط القابل لإعادة التشتت عن طريق التجفيف بالرش لمستحلب بوليمري خاص. خلال عملية المعالجة، تُصبح المواد الغروانية الواقية، ومادة مانعة للتكتل، وغيرها، إضافات أساسية. يتكون مسحوق المطاط المجفف من جسيمات كروية متجمعة بأحجام تتراوح بين 80 و100 مم. هذه الجسيمات قابلة للذوبان في الماء، وتُشكل تشتتًا مستقرًا أكبر بقليل من جسيمات المستحلب الأصلية. يُشكل هذا التشتت طبقة رقيقة بعد التجفيف. هذه الطبقة غير قابلة للعكس، تمامًا مثل تكوين طبقة المستحلب العامة، ولن تُعاد تشتتها عند التقاء الماء بها.

يمكن تقسيم مسحوق المطاط القابل لإعادة التشتت إلى: كوبوليمر ستايرين-بوتادين، كوبوليمر إيثيلين حمض الكربونيك الثلاثي، كوبوليمر إيثيلين-أسيتات حمض الأسيتيك، وغيرها. بناءً على ذلك، يُضاف السيليكون ولوريت الفينيل وغيرها لتحسين الأداء. بفضل تعديلات مختلفة، يتميز مسحوق المطاط القابل لإعادة التشتت بخصائص مختلفة، مثل مقاومة الماء، ومقاومة القلويات، ومقاومة العوامل الجوية، والمرونة. يحتوي على لوريت الفينيل والسيليكون، مما يمنح مسحوق المطاط خواصًا كارهة للماء. كربونات الفينيل الثلاثية عالية التفرع، ذات قيمة Tg منخفضة ومرونة جيدة.

عند استخدام هذه الأنواع من مساحيق المطاط على الملاط، يكون لها جميعًا تأثيرٌ مُؤخِّرٌ على زمن تصلب الأسمنت، ولكن تأثير التأخير يكون أقل من تأثير الاستخدام المباشر لمستحلبات مماثلة. بالمقارنة، يتمتع ستايرين-بوتادين بأكبر تأثير مُؤخِّر، بينما يتمتع أسيتات إيثيلين-فينيل بأدنى تأثير مُؤخِّر. إذا كانت الجرعة صغيرةً جدًا، فإن تأثير تحسين أداء الملاط يكون غير واضح.

ألياف البولي بروبيلين
ألياف البولي بروبيلين مصنوعة من البولي بروبيلين كمادة خام وكمية مناسبة من المُعدِّل. يبلغ قطر الألياف عادةً حوالي 40 ميكرون، وتتراوح قوة الشد بين 300 و400 ميجا باسكال، ومعامل المرونة ≥ 3500 ميجا باسكال، وتتراوح الاستطالة القصوى بين 15 و18%. خصائص أدائها:
(1) تتوزع ألياف البولي بروبيلين بشكل موحد في اتجاهات عشوائية ثلاثية الأبعاد في الملاط، مُشكلةً شبكة تقوية. بإضافة كيلوغرام واحد من ألياف البولي بروبيلين إلى كل طن من الملاط، يُمكن الحصول على أكثر من 30 مليون خيط أحادي.
(2) إضافة ألياف البولي بروبيلين إلى الملاط تُقلل بفعالية من شقوق الانكماش في الملاط البلاستيكي، سواءً أكانت هذه الشقوق ظاهرة أم لا. كما تُقلل بشكل كبير من نزيف السطح وترسب الكتل في الملاط الطازج.
(3) بالنسبة لجسم الملاط المُصلَّب، يُمكن لألياف البولي بروبيلين تقليل عدد شقوق التشوه بشكل كبير. أي أنه عندما يُنتج جسم الملاط المُصلَّب إجهادًا ناتجًا عن التشوه، فإنه قادر على مقاومة الإجهاد ونقله. عند حدوث تشققات، يُمكن لجسم الملاط المُصلَّب أن يُخفِّض تركيز الإجهاد في طرف الشق، ويُحد من تمدده.
(4) سيُصبح التوزيع الفعال لألياف البولي بروبيلين في إنتاج الملاط مشكلةً صعبة. وستُصبح معدات الخلط، ونوع الألياف وجرعتها، ونسبة الملاط ومعايير عملية التصنيع، عوامل مهمة تؤثر على التوزيع.

عامل إدخال الهواء
عامل سحب الهواء هو نوع من المواد الخافضة للتوتر السطحي، قادر على تكوين فقاعات هواء مستقرة في الخرسانة أو الملاط الطازج بالطرق الفيزيائية. يشمل بشكل رئيسي: الصمغ وبوليمراته الحرارية، والمواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية، وألكيل بنزين سلفونات، وليجنوسلفونات، والأحماض الكربوكسيلية وأملاحها، وغيرها.
تُستخدم عوامل امتصاص الهواء عادةً لتحضير ملاط ​​الجص وملاط البناء. وتُحدث إضافة عامل امتصاص الهواء بعض التغييرات في أداء الملاط.
(1) بسبب إدخال فقاعات الهواء، يمكن زيادة سهولة وبناء الملاط المختلط حديثًا، ويمكن تقليل النزيف.
(٢) إن مجرد استخدام عامل سحب الهواء يُقلل من قوة ومرونة القالب في الملاط. إذا استُخدم عامل سحب الهواء وعامل تقليل الماء معًا، وكانت النسبة مناسبة، فلن تنخفض قيمة القوة.
(3) يمكنه تحسين مقاومة الصقيع للملاط المتصلب بشكل كبير، وتحسين عدم نفاذية الملاط، وتحسين مقاومة التآكل للملاط المتصلب.
(4) سوف يعمل عامل إدخال الهواء على زيادة محتوى الهواء في الملاط، مما يؤدي إلى زيادة انكماش الملاط، ويمكن تقليل قيمة الانكماش بشكل مناسب عن طريق إضافة عامل اختزال الماء.

نظراً لضآلة كمية عامل احتجاز الهواء المُضاف، والتي لا تُمثل عادةً سوى بضعة أجزاء من عشرة آلاف من إجمالي كمية المواد الأسمنتية، يجب التأكد من قياسها وخلطها بدقة أثناء إنتاج الملاط؛ إذ تؤثر عوامل مثل طرق ووقت التحريك بشكل كبير على كمية احتجاز الهواء. لذلك، في ظل ظروف الإنتاج والبناء المحلية الحالية، تتطلب إضافة عوامل احتجاز الهواء إلى الملاط الكثير من العمل التجريبي.

عامل القوة المبكرة
تُستخدم عوامل القوة المبكرة للخرسانة والملاط بشكل شائع لتحسين القوة المبكرة للخرسانة والملاط، بما في ذلك كبريتات الصوديوم، وثيوكبريتات الصوديوم، وكبريتات الألومنيوم، وكبريتات البوتاسيوم والألومنيوم.
بشكل عام، يتم استخدام كبريتات الصوديوم اللامائية على نطاق واسع، وتكون جرعتها منخفضة وتأثير القوة المبكرة جيد، ولكن إذا كانت الجرعة كبيرة جدًا، فسوف تتسبب في التوسع والتشقق في المرحلة اللاحقة، وفي الوقت نفسه، سيحدث عودة القلوي، مما سيؤثر على مظهر وتأثير طبقة الديكور السطحي.
فورمات الكالسيوم مادة مانعة للتجمد جيدة أيضًا. تتميز بتأثير قوة مبكرة جيد، وآثار جانبية أقل، وتوافق جيد مع المواد المضافة الأخرى، وتتفوق في خصائصها على عوامل الكبريتات ذات القوة المبكرة، إلا أن سعرها أعلى.

مضاد التجمد
إذا استُخدم الملاط بدرجة حرارة سالبة، ولم تُتخذ إجراءات مانع التجمد، فسيحدث ضررٌ ناتج عن الصقيع، وستُدمر قوة الهيكل المُصلّب. يمنع مانع التجمد الضرر الناتج عن التجمد بطريقتين: منع التجمد وتحسين قوة الملاط في البداية.
من بين عوامل مانع التجمد الشائعة الاستخدام، يتميز نتريت الكالسيوم ونتريت الصوديوم بأفضل خصائص مانع التجمد. ولأن نتريت الكالسيوم لا يحتوي على أيونات البوتاسيوم والصوديوم، فإنه يقلل من تراكم الركامات القلوية عند استخدامه في الخرسانة، إلا أن قابليته للتشكيل تكون ضعيفة بعض الشيء عند استخدامه في الملاط، بينما يتميز نتريت الصوديوم بقابلية تشكيل أفضل. يُستخدم مانع التجمد مع عامل تقوية مبكرة ومُخفِّض للماء للحصول على نتائج مُرضية. عند استخدام الملاط الجاف الممزوج بمانع التجمد عند درجة حرارة سالبة منخفضة للغاية، يجب زيادة درجة حرارة الخليط بشكل مناسب، مثل الخلط بالماء الدافئ.
إذا كانت كمية المادة المضادة للتجمد عالية جدًا، فسوف تقلل من قوة الملاط في المرحلة اللاحقة، وستواجه سطح الملاط المتصلب مشاكل مثل عودة القلويات، مما يؤثر على مظهر وتأثير طبقة الديكور السطحية.