هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC)هو إيثر سليلوز قابل للذوبان في الماء شائع الاستخدام، ويُستخدم على نطاق واسع في مواد البناء، والطلاءات، والأدوية، والأغذية. في مواد البناء الأسمنتية، يُضاف HPMC، كمُعدِّل، إلى ملاط ​​الأسمنت لتحسين أدائه، وخاصةً في عملية البناء والاستخدام. وله تأثير كبير على سيولة الملاط، واحتباس الماء، وقابليته للتشغيل، ومقاومته للتشقق.

 

1. تأثير HPMC على سيولة ملاط ​​الأسمنت
تُعد سيولة ملاط ​​الأسمنت مؤشرًا مهمًا لقياس أدائه الإنشائي، مما يؤثر بشكل مباشر على كفاءة وجودة البناء. ولأنه مادة بوليمرية، يتميز HPMC بذوبان جيد في الماء ونشاط سطحي. بعد إضافته إلى ملاط ​​الأسمنت، يُشكل طبقة رقيقة من خلال التفاعلات بين الجزيئات، مما يزيد من لزوجة الملاط، وبالتالي يُحسّن سيولته وفعاليته. وبشكل أكثر تحديدًا، يُمكن لـ HPMC تعديل قوام الملاط بفعالية، مما يُسهّل تطبيقه وتوزيعه بالتساوي أثناء عملية البناء، مُجنّبًا بذلك صعوبات البناء الناتجة عن جفاف الملاط الزائد.

يمكن لـ HPMC أيضًا تمديد وقت فتح الملاط، أي زيادة وقت استخدام الملاط أثناء البناء، وتجنب تأثير البناء المتأثر بالتبخر السريع جدًا للمياه، خاصة في درجات الحرارة العالية والبيئة الجافة.

 

2. تأثير HPMC على احتباس الماء في ملاط ​​الأسمنت
يُعدّ احتباس الماء في ملاط ​​الأسمنت أمرًا بالغ الأهمية لصلابته ومتانته. ولأن عملية ترطيب الأسمنت تتطلب كمية كافية من الماء، فإن فقدان الماء من الملاط بسرعة كبيرة وعدم اكتمال ترطيبه سيؤثران بشكل مباشر على قوته ومتانته النهائية. يُحسّن HPMC احتباس الماء في الملاط بفعالية. تتميز مجموعات الهيدروكسي بروبيل والميثيل الموجودة في تركيبه الجزيئي بخاصية محبة للماء، مما يُشكّل طبقة احتباس ماء موحدة في الملاط ويقلل من معدل تبخر الماء.

في بيئات درجات الحرارة العالية والرطوبة المنخفضة، تُؤخّر إضافة HPMC عملية تجفيف ملاط ​​الأسمنت بشكل ملحوظ، وتضمن ترطيبه الكامل، وبالتالي تُحسّن قوته النهائية ومقاومته للتشقق. وقد أظهرت الدراسات أن قوة الضغط ومتانة الملاط المُضاف إليه كمية مناسبة من HPMC أفضل عمومًا من الملاط غير المُضاف إليه HPMC في عملية التصلب طويلة الأمد.

 

3. تأثير HPMC على مقاومة التشققات في ملاط ​​الأسمنت
الشقوق مشكلة شائعة تؤثر على جودة ملاط ​​الأسمنت، خاصةً تحت تأثير عوامل مثل الانكماش الناتج عن التجفيف، وتغيرات درجة الحرارة، والقوى الخارجية، مما يجعل الملاط أكثر عرضة للتشقق. إضافة HPMC يُحسّن مقاومة الملاط للتشقق بشكل فعال، وذلك من خلال:

تحسين مرونة ومرونة الملاط: يتمتع HPMC بمرونة ومرونة معينة، مما يمكن أن يخفف الضغط الناجم عن انكماش التجفيف أثناء عملية معالجة الملاط، وبالتالي تقليل حدوث الشقوق.
زيادة قوة الالتصاق والشد للملاط: يمكن لـ HPMC تعزيز قوة الالتصاق والشد للملاط، خاصة عندما يكون سطح الركيزة غير مستوٍ أو يكون التصاق الركيزة ضعيفًا.
التحكم في معدل ترطيب الأسمنت: من خلال التحكم في معدل ترطيب الأسمنت، يمكن لـ HPMC تأخير الخسارة المفرطة للمياه في ملاط ​​الأسمنت وتقليل إجهاد الانكماش الناجم عن التبخر السريع للمياه، وبالتالي منع حدوث الشقوق بشكل فعال.

 

4. تأثير HPMC على قوة ومتانة ملاط ​​الأسمنت
بالإضافة إلى تحسين قابلية تشغيل ملاط ​​الأسمنت ومقاومته للتشقق، يُحسّن HPMC أيضًا من متانته وقوته. على الرغم من أن إضافة HPMC تُقلل قليلًا من قوة الملاط الأولية نظرًا لاحتواء بنيته الجزيئية على جزء من الماء اللازم لترطيب الأسمنت، إلا أنه على المدى الطويل يُساعد HPMC على ترطيب الأسمنت بالكامل، مما يُحسّن من متانته النهائية.

بالإضافة إلى ذلك، يُحسّن HPMC نفاذية ملاط ​​الأسمنت، ويُقلل من تآكله بالماء أو المواد الكيميائية، ويُعزز متانته. هذا يُحسّن أداء الملاط المُضاف إليه HPMC على المدى الطويل في البيئات الرطبة أو المُسببة للتآكل، وهو مُناسب بشكل خاص لتزيين الجدران الخارجية، ورصف الأرضيات، وغيرها من المجالات.

 

5. آفاق تطبيق HPMC في مواد البناء القائمة على الأسمنت
مع تزايد الطلب على الملاط عالي الأداء في قطاع البناء، أظهر HPMC، باعتباره مادة مضافة مهمة، آفاقًا واسعة للتطبيق في مواد البناء الأسمنتية. فبالإضافة إلى التطبيقات التقليدية مثل تلبيس الجدران وملاط الأرضيات، يمكن استخدام HPMC أيضًا في إنتاج الملاط ذاتي التسوية، وملاط الإصلاح، والملاط الجاف المخلوط، وغيرها من المنتجات، مما يُحسّن الأداء الشامل للملاط.

مع تحسين متطلبات حماية البيئة والاستدامة في مجال البناء، فإن خصائص HPMC المنخفضة للتلوث وانخفاض المركبات العضوية المتطايرة (VOC) تجعلها ذات إمكانات كبيرة للتطبيق في مواد البناء الخضراء. وفي الوقت نفسه، ومع التطوير المستمر للتقنيات ذات الصلة، ستزداد تعديلات HPMC وأشكال تطبيقها تنوعًا، مما يوفر إمكانيات أكبر لابتكار وتطوير مواد بناء قائمة على الأسمنت.

 

يُعدّ هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC) مُعدّلاً هاماً لملاط الأسمنت، ويُحسّن بشكل ملحوظ أداء مواد البناء الأسمنتية من خلال تحسين سيولة الملاط، واحتباس الماء، ومقاومة التشقق، ومتانته. ومع التحسين المستمر لمتطلبات مواد البناء، سيتوسع نطاق استخدام HPMC، ليصبح أحد العوامل الرئيسية في تعزيز تطوير مواد البناء الحديثة.