المجموعات الهيدروكسيلية علىإيثر السليلوزتشكل الجزيئات وذرات الأكسجين على الروابط الأثيرية روابط هيدروجينية مع جزيئات الماء، مما يحول الماء الحر إلى ماء مرتبط، وبالتالي يلعب دورًا جيدًا في الاحتفاظ بالماء؛ يسمح الانتشار المتبادل بين جزيئات الماء وسلاسل جزيئات الأثير السليلوز لجزيئات الماء بالدخول إلى الجزء الداخلي من سلسلة الجزيئات الكبيرة للأثير السليلوز والخضوع لقيود قوية، وبالتالي تكوين ماء حر وماء متشابك، مما يحسن الاحتفاظ بالماء في ملاط الأسمنت؛ يحسن الأثير السليلوز الخصائص الرومولوجية وبنية الشبكة المسامية والضغط الأسموزي لملاط الأسمنت الطازج أو خصائص تكوين الفيلم للأثير السليلوز تعيق انتشار الماء.
يأتي احتباس الماء في إيثر السليلوز نفسه من ذوبانه وجفافه. لا تكفي سعة ترطيب مجموعات الهيدروكسيل وحدها لدفع الروابط الهيدروجينية القوية وقوى فان دير فالس بين الجزيئات، لذا فهو ينتفخ فقط دون أن يذوب في الماء. عند إدخال البدائل في السلسلة الجزيئية، لا تدمر البدائل سلاسل الهيدروجين فحسب، بل تدمر أيضًا الروابط الهيدروجينية بين السلاسل بسبب انحشار البدائل بين السلاسل المتجاورة. كلما كبرت البدائل، زادت المسافة بين الجزيئات، وزاد تأثير تدمير الروابط الهيدروجينية. بعد انتفاخ شبكة السليلوز، يدخل المحلول، ويصبح إيثر السليلوز قابلًا للذوبان في الماء، مكونًا محلولًا عالي اللزوجة، والذي يلعب دورًا في احتباس الماء.
العوامل المؤثرة على أداء الاحتفاظ بالمياه:
اللزوجة: كلما زادت لزوجة إيثر السليلوز، كان أداء احتباس الماء أفضل. ولكن كلما زادت اللزوجة، زاد الوزن الجزيئي النسبي لإيثر السليلوز، وانخفضت قابليته للذوبان تبعًا لذلك، مما يؤثر سلبًا على تركيز الملاط وأدائه البنائي. بشكل عام، تختلف نتائج اللزوجة المُقاسة بطرق مختلفة لنفس المنتج اختلافًا كبيرًا، لذلك عند مقارنة اللزوجة، يجب إجراؤها باستخدام نفس طرق الاختبار (بما في ذلك درجة الحرارة، الدوار، إلخ).
كمية الإضافة: كلما زادت كمية إيثر السليلوز المُضافة إلى الملاط، تحسن أداء الاحتفاظ بالماء. عادةً، تُحسّن كمية صغيرة من إيثر السليلوز معدل الاحتفاظ بالماء في الملاط بشكل كبير. عند وصول الكمية إلى مستوى معين، يتباطأ معدل احتباس الماء المتزايد.
دقة الجسيمات: كلما كانت الجسيمات أدق، كان احتباس الماء أفضل. عندما تتلامس جزيئات كبيرة من إيثر السليلوز مع الماء، يذوب السطح على الفور ويشكل هلامًا يغلف المادة ويمنع جزيئات الماء من الاستمرار في الاختراق. في بعض الأحيان، حتى التحريك طويل الأمد لا يمكن أن يحقق تشتتًا وإذابة موحدين، مما يشكل محلولًا أو تكتلًا عكرًا، مما يؤثر بشكل كبير على احتباس الماء في إيثر السليلوز. تُعد الذوبانية أحد عوامل اختيار إيثر السليلوز. كما تُعد الدقة مؤشرًا مهمًا لأداء إيثر ميثيل السليلوز. تؤثر الدقة على قابلية ذوبان إيثر ميثيل السليلوز. عادةً ما يكون MC الخشن حبيبيًا ويمكن إذابته بسهولة في الماء دون تكتل، ولكن معدل الذوبان بطيء جدًا وغير مناسب للاستخدام في الملاط الجاف.
درجة الحرارة: مع ارتفاع درجة حرارة الجو، عادةً ما يتناقص احتباس الماء في إيثرات السليلوز، إلا أن بعض إيثرات السليلوز المعدلة تتميز أيضًا باحتباس جيد للماء في درجات الحرارة المرتفعة؛ فمع ارتفاع درجة الحرارة، يضعف ترطيب البوليمرات، ويُطرد الماء بين السلاسل. وعندما يكون الجفاف كافيًا، تبدأ الجزيئات بالتجمع لتكوين هلام شبكي ثلاثي الأبعاد.
البنية الجزيئية: تتمتع إيثرات السليلوز ذات الاستبدال المنخفض بقدرة أفضل على الاحتفاظ بالماء.
التكثيف والتخثر
التكثيف:
التأثير على قدرة الالتصاق ومقاومة الترهل: تُعطي إيثرات السليلوز الملاط الرطب لزوجة ممتازة، مما يُعزز بشكل كبير قدرة التصاقه بالطبقة الأساسية، ويُحسّن من مقاومته للترهل. يُستخدم على نطاق واسع في ملاط الجص، وملاط ربط البلاط، وأنظمة عزل الجدران الخارجية.
التأثير على تجانس المواد: يمكن أن يؤدي التأثير السميك لإيثرات السليلوز أيضًا إلى زيادة القدرة المضادة للتشتت وتجانس المواد المختلطة حديثًا، ومنع الطبقات المادية والفصل وتسرب المياه، ويمكن استخدامها في الخرسانة الليفية والخرسانة تحت الماء والخرسانة ذاتية الضغط.
مصدر وتأثير تأثير التكثيف: ينشأ تأثير تكثيف إيثر السليلوز على المواد الأسمنتية من لزوجة محلول إيثر السليلوز. في ظل الظروف نفسها، كلما زادت لزوجة إيثر السليلوز، زادت لزوجة المواد الأسمنتية المعدلة، ولكن إذا كانت اللزوجة مرتفعة جدًا، فإنها تؤثر على سيولة المادة وقابليتها للتشغيل (مثل الالتصاق بسكين التجصيص). تتطلب الملاط ذاتي التسوية والخرسانة ذاتية الرص ذات متطلبات السيولة العالية لزوجة منخفضة جدًا من إيثر السليلوز. بالإضافة إلى ذلك، سيزيد تأثير تكثيف إيثر السليلوز أيضًا من استهلاك المواد الأسمنتية للماء، ويزيد من إنتاج الملاط.
اللزوجة:
يتميز محلول إيثر السليلوز المائي عالي اللزوجة بخاصية لزجة عالية، وهي أيضًا سمة رئيسية لإيثر السليلوز. عادةً ما يكون للمحلول المائي لميثيل السليلوز لدونة زائفة وسيولة غير لزجة عند درجة حرارة أقل من درجة حرارة الهلام، ولكنه يُظهر خصائص تدفق نيوتنية عند معدلات قص منخفضة. تزداد اللدونة الزائفة بزيادة الوزن الجزيئي لإيثر السليلوز أو تركيزه، ولا علاقة لها بنوع المُستبدل أو درجة الاستبدال. لذلك، تُظهر إيثرات السليلوز من نفس درجة اللزوجة، سواءً كانت MC أو HPMC أو HEMC، دائمًا نفس الخصائص الريولوجية طالما ظل التركيز ودرجة الحرارة ثابتين. عندما ترتفع درجة الحرارة، يتكون هلام هيكلي، ويحدث تدفق لزج عالي. تُظهر إيثرات السليلوز ذات التركيز العالي واللزوجة المنخفضة خاصية لزجة حتى عند درجة حرارة أقل من درجة حرارة الهلام. تعتبر هذه الخاصية مفيدة جدًا لضبط تسوية وترهل ملاط البناء أثناء البناء.
انجراف الهواء
المبدأ والتأثير على أداء العمل: يُظهر إيثر السليلوز تأثيرًا ملحوظًا في سحب الهواء على المواد الأسمنتية الطازجة. يحتوي إيثر السليلوز على مجموعات محبة للماء (مجموعات هيدروكسيل، مجموعات إيثر) ومجموعات كارهة للماء (مجموعات ميثيل، حلقات جلوكوز). وهو مادة خافضة للتوتر السطحي ذات نشاط سطحي، مما يُؤدي إلى سحب الهواء. يُنتج هذا التأثير تأثيرًا كرويًا، مما يُحسّن أداء عمل المواد المختلطة حديثًا، مثل زيادة مرونة ونعومة الملاط أثناء التشغيل، مما يُساعد على فرد الملاط؛ كما يُزيد من إنتاج الملاط ويُقلل من تكلفة إنتاجه.
التأثير على الخواص الميكانيكية: سيؤدي تأثير دخول الهواء إلى زيادة مسامية المادة الصلبة وتقليل خصائصها الميكانيكية مثل القوة ومعامل المرونة.
التأثير على السيولة: بصفته مادة خافضة للتوتر السطحي، يُظهر إيثر السليلوز أيضًا تأثيرًا مُرطبًا أو مُزلقًا على جزيئات الأسمنت، مما يزيد، إلى جانب تأثيره في سحب الهواء، من سيولة المواد الأسمنتية، إلا أن تأثيره في التكثيف يُقلل من السيولة. يتمثل تأثير إيثر السليلوز على سيولة المواد الأسمنتية في مزيج من تأثير التلدين والتكثيف. بشكل عام، عند استخدام جرعة منخفضة جدًا من إيثر السليلوز، يتجلى ذلك بشكل رئيسي في التلدين أو اختزال الماء؛ أما عند استخدام جرعة عالية، فيزداد تأثيره في التكثيف بسرعة، ويكون تأثيره في سحب الهواء مُشبعًا، مما يؤدي إلى زيادة التكثيف أو زيادة الحاجة إلى الماء.
وقت النشر: ٢٣ ديسمبر ٢٠٢٤