هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC) هو بوليمر قابل للذوبان في الماء، يُستخدم على نطاق واسع في مواد البناء، وخاصةً في لاصقات البلاط الأسمنتية. خصائصه الكيميائية والفيزيائية الفريدة تجعله يلعب دورًا حيويًا في تحسين التصاق لاصقات البلاط، وأدائها الإنشائي، ومتانتها.
(1) المعرفة الأساسية بـ HPMC
1. التركيب الكيميائي لـ HPMC
HPMC مشتق من السليلوز، يُحصل عليه عن طريق تعديل السليلوز الطبيعي كيميائيًا. يتكون تركيبه بشكل رئيسي من مجموعتي ميثوكسي (-OCH₃) وهيدروكسي بروبوكسي (-CH₂CHOHCH₃) اللتين تحلان محل بعض مجموعات الهيدروكسيل في سلسلة السليلوز. يمنح هذا التركيب HPMC قابلية ذوبان وترطيب جيدة.
2. الخصائص الفيزيائية لـ HPMC
الذوبان: يمكن لـ HPMC أن يذوب في الماء البارد لتكوين محلول غرواني شفاف وله قدرة جيدة على الترطيب والتكثيف.
التجميد الحراري: يشكل محلول HPMC مادة هلامية عند تسخينه ويعود إلى الحالة السائلة بعد التبريد.
نشاط السطح: يتمتع HPMC بنشاط سطحي جيد في المحلول، مما يساعد على تكوين بنية فقاعية مستقرة.
هذه الخصائص الفيزيائية والكيميائية الفريدة تجعل من HPMC مادة مثالية لتعديل المواد اللاصقة للبلاط القائمة على الأسمنت.
(2) آلية تعزيز HPMC لأداء لاصقات البلاط القائمة على الأسمنت
1. تحسين احتباس الماء
المبدأ: يُشكّل HPMC بنية شبكية لزجة في المحلول، مما يُمكّنه من حبس الرطوبة بفعالية. ترجع هذه القدرة على الاحتفاظ بالماء إلى العدد الكبير من المجموعات المُحبّة للماء (مثل مجموعات الهيدروكسيل) في جزيئات HPMC، والتي تُمكّنها من امتصاص كمية كبيرة من الرطوبة والاحتفاظ بها.
تحسين الالتصاق: تتطلب لاصقات البلاط الأسمنتية الرطوبة للمشاركة في تفاعل الترطيب أثناء عملية التصلب. يحافظ HPMC على وجود الرطوبة، مما يسمح للأسمنت بالترطيب الكامل، مما يُحسّن التصاق اللاصق.
إطالة وقت الفتح: يمنع احتباس الماء المادة اللاصقة من الجفاف بسرعة أثناء البناء، مما يطيل وقت التعديل لوضع البلاط.
2. تحسين أداء البناء
المبدأ: يتمتع HPMC بتأثير تكثيف جيد، ويمكن لجزيئاته تكوين بنية تشبه الشبكة في المحلول المائي، وبالتالي زيادة لزوجة المحلول.
تحسين خاصية مقاومة الترهل: تتمتع الملاط السميك بخاصية أفضل مضادة للترهل أثناء عملية البناء، بحيث يمكن للبلاط أن يبقى ثابتًا في الوضع المحدد مسبقًا أثناء عملية الرصف ولن ينزلق للأسفل بسبب الجاذبية.
تحسين السيولة: اللزوجة المناسبة تجعل المادة اللاصقة سهلة التطبيق والانتشار أثناء البناء، وفي الوقت نفسه تتمتع بقدرة تشغيل جيدة، مما يقلل من صعوبة البناء.
3. تعزيز المتانة
المبدأ: يعمل HPMC على تعزيز احتباس الماء وتعزيز التصاق المادة اللاصقة، وبالتالي تحسين متانة لاصق البلاط القائم على الأسمنت.
تحسين قوة الترابط: توفر الطبقة الأسمنتية المرطبة بالكامل التصاقًا أقوى ولا تتعرض للسقوط أو التشقق أثناء الاستخدام طويل الأمد.
تعزيز مقاومة التشقق: يمنع الاحتفاظ الجيد بالماء الانكماش واسع النطاق للمادة اللاصقة أثناء عملية التجفيف، وبالتالي يقلل من مشكلة التشقق الناجمة عن الانكماش.
(3) دعم البيانات التجريبية
1. تجربة الاحتفاظ بالماء
أظهرت الدراسات أن معدل احتباس الماء في لاصقات البلاط الأسمنتية يتحسن بشكل ملحوظ عند إضافة HPMC. على سبيل المثال، يمكن أن تزيد إضافة 0.2% من HPMC إلى اللاصق من معدل احتباس الماء من 70% إلى 95%. يُعد هذا التحسن أساسيًا لتحسين قوة الالتصاق ومتانة اللاصق.
2. اختبار اللزوجة
كمية HPMC المضافة لها تأثير كبير على اللزوجة. إضافة 0.3% من HPMC إلى لاصق البلاط الأسمنتي يمكن أن تزيد اللزوجة عدة مرات، مما يضمن أداءً جيدًا في مقاومة الترهل والبناء.
3. اختبار قوة الرابطة
من خلال التجارب المقارنة، وُجد أن قوة الالتصاق بين البلاط والركائز اللاصقة المحتوية على HPMC أفضل بكثير من قوة الالتصاق بين البلاط والركائز اللاصقة الخالية منها. على سبيل المثال، بعد إضافة 0.5% من HPMC، يمكن زيادة قوة الالتصاق بنحو 30%.
(4) أمثلة تطبيقية
1. تركيب بلاط الأرضيات وبلاط الجدران
عند تركيب بلاط الأرضيات والجدران، أظهرت لاصقات البلاط الأسمنتية المُحسّنة بـ HPMC أداءً أفضل في البناء وتماسكًا متينًا. أثناء عملية البناء، لا يفقد اللاصق الماء بسهولة، مما يضمن سلاسة البناء واستواء البلاط.
2. نظام عزل الجدران الخارجية
تُستخدم المواد اللاصقة المُحسّنة بـ HPMC على نطاق واسع في أنظمة عزل الجدران الخارجية. تضمن قدرتها الممتازة على الاحتفاظ بالماء والالتصاق التصاقًا قويًا بين لوح العزل والجدار، مما يُحسّن متانة نظام عزل الجدران الخارجية واستقراره.
يُحسّن استخدام HPMC في لاصقات البلاط الأسمنتية أداء اللاصق بشكل ملحوظ. فمن خلال تحسين احتباس الماء، وتحسين أداء البناء، وزيادة المتانة، يجعل HPMC لاصقات البلاط الأسمنتية أكثر ملاءمةً لاحتياجات البناء الحديثة. ومع تطور التكنولوجيا وتزايد الطلب على مواد البناء عالية الأداء، ستتسع آفاق استخدام HPMC.
وقت النشر: ٢٦ يونيو ٢٠٢٤