إيثر السليلوز مادة مضافة شائعة في مواد البناء، تُستخدم لتحسين أداء البناء والخصائص الميكانيكية للملاط. وتُعد دقة إيثر السليلوز إحدى الخصائص المهمة، حيث تشير إلى توزيع حجم جسيماته.
خصائص وتطبيقات إيثر السليلوز
يشتمل إيثر السليلوز بشكل أساسي على هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC)، وهيدروكسي إيثيل السليلوز (HEC)، وما إلى ذلك. وتشمل وظائفها الرئيسية في ملاط البناء ما يلي:
احتباس الماء: عن طريق تقليل تبخر الماء، وإطالة وقت ترطيب الأسمنت، وتعزيز قوة الملاط.
التكثيف: زيادة لزوجة الملاط وتحسين أداء البناء.
تحسين مقاومة الشقوق: تساعد خاصية الاحتفاظ بالماء الموجودة في إيثر السليلوز على التحكم في انكماش الأسمنت، وبالتالي تقليل حدوث الشقوق في الملاط.
تؤثر دقة إيثر السليلوز على قابليته للتشتت والذوبان والكفاءة في الملاط، وبالتالي تؤثر على الأداء العام للملاط.
يمكن تحليل تأثير دقة إيثر السليلوز على قوة الملاط من الجوانب التالية:
1. معدل الذوبان والتشتت
يرتبط معدل ذوبان إيثر السليلوز في الماء ارتباطًا وثيقًا بنعومته. فجسيمات إيثر السليلوز ذات النعومة الأعلى تذوب بسهولة أكبر في الماء، مما يُشكّل تشتتًا متجانسًا بسرعة. يضمن هذا التوزيع المتجانس احتباسًا ثابتًا للماء وزيادة سماكة نظام الملاط بأكمله، ويعزز التقدم المنتظم لتفاعل ترطيب الأسمنت، ويحسّن قوة الملاط المبكرة.
2. قدرة الاحتفاظ بالماء
يؤثر نعومة إيثر السليلوز على قدرته على الاحتفاظ بالماء. فجسيمات إيثر السليلوز ذات النعومة الأعلى توفر مساحة سطح نوعية أكبر، مما يُشكل هياكل دقيقة المسام أكثر احتفاظًا بالماء في الملاط. هذه المسام الدقيقة قادرة على الاحتفاظ بالماء بفعالية أكبر، وإطالة زمن تفاعل ترطيب الأسمنت، وتعزيز تكوين نواتج الترطيب، وبالتالي تعزيز قوة الملاط.
3. ربط الواجهة
بفضل تشتتها الجيدة، تُشكّل جزيئات إيثر السليلوز عالية الدقة طبقة رابطة أكثر تجانسًا بين الملاط والركام، وتُحسّن من قوة الترابط بين سطحي الملاط. يُساعد هذا التأثير الملاط على الحفاظ على مرونة جيدة في المراحل الأولى، ويُقلل من تشققات الانكماش، وبالتالي يُحسّن من متانته الكلية.
4. تعزيز ترطيب الأسمنت
أثناء عملية ترطيب الأسمنت، يتطلب تكوين نواتج الترطيب كمية معينة من الماء. يُمكّن إيثر السليلوز عالي النعومة من توفير ظروف ترطيب أكثر تجانسًا في الملاط، مما يُجنّب مشكلة نقص أو زيادة الرطوبة الموضعية، ويضمن اكتمال تفاعل الترطيب، وبالتالي تحسين متانة الملاط.
الدراسة التجريبية وتحليل النتائج
من أجل التحقق من تأثير دقة إيثر السليلوز على قوة الملاط، قامت بعض الدراسات التجريبية بتعديل دقة إيثر السليلوز واختبار خصائصه الميكانيكية للملاط تحت نسب مختلفة.
التصميم التجريبي
عادةً ما تستخدم التجربة عينات من إيثر السليلوز بدرجات دقة مختلفة، وتُضاف إلى ملاط الأسمنت على التوالي. وبضبط متغيرات أخرى (مثل نسبة الماء إلى الأسمنت، ونسبة الركام، ومدة الخلط، إلخ)، لا يتغير إلا نعومة إيثر السليلوز. ثم تُجرى سلسلة من اختبارات القوة، تشمل قوة الضغط وقوة الانحناء.
تظهر النتائج التجريبية عادة ما يلي:
يمكن لعينات إيثر السليلوز ذات الدقة الأعلى أن تعمل على تحسين قوة الضغط وقوة الانحناء للملاط بشكل كبير في المرحلة المبكرة (مثل 3 أيام و 7 أيام).
مع تمديد وقت المعالجة (مثل 28 يومًا)، يمكن أن يستمر إيثر السليلوز ذو الدقة الأعلى في توفير احتباس جيد للماء والترابط، مما يُظهر نموًا مستقرًا للقوة.
على سبيل المثال، في إحدى التجارب، بلغت قوة ضغط إيثرات السليلوز بدقة 80 و100 و120 شبكة، خلال 28 يومًا، 25 و28 و30 ميجا باسكال على التوالي. وهذا يُظهر أنه كلما زادت دقة إيثرات السليلوز، زادت قوة ضغط الملاط.
تطبيق عملي لتحسين دقة إيثر السليلوز
1. تعديل وفقًا لبيئة البناء
عند البناء في بيئة جافة أو تحت ظروف درجات حرارة عالية، يمكن اختيار إيثر السليلوز ذو الدقة الأعلى لتعزيز احتباس الماء في الملاط وتقليل فقدان القوة الناجم عن تبخر الماء.
2. استخدم مع إضافات أخرى
يمكن استخدام إيثر السليلوز عالي النعومة مع إضافات أخرى (مثل مُخفِّضات الماء وعوامل سحب الهواء) لتحسين أداء الملاط. على سبيل المثال، يُقلِّل استخدام مُخفِّضات الماء نسبة الماء إلى الأسمنت ويزيد من كثافة الملاط، بينما يُؤمِّن إيثر السليلوز احتباس الماء وتعزيز قوة الملاط. يُحسِّن الجمع بين الاثنين قوة الملاط بشكل ملحوظ.
3. تحسين عملية البناء
أثناء عملية التصنيع، من الضروري ضمان ذوبان وتشتت إيثر السليلوز بالكامل. ويمكن تحقيق ذلك بزيادة وقت الخلط أو باستخدام معدات خلط مناسبة لضمان الاستفادة الكاملة من ميزة نعومة إيثر السليلوز.
لدقة إيثر السليلوز تأثير كبير على متانة الملاط. ويمكن لإيثر السليلوز ذو الدقة الأعلى أن يلعب دورًا أفضل في احتباس الماء، وزيادة سماكته، وتحسين ترابط الأسطح، وتحسين المتانة المبكرة والخواص الميكانيكية طويلة الأمد للملاط. في التطبيقات العملية، ينبغي اختيار دقة إيثر السليلوز واستخدامها وفقًا لظروف ومتطلبات البناء المحددة، لتحسين أداء الملاط وجودة المشروع.
وقت النشر: ٢٤ يونيو ٢٠٢٤