مبدأ عمل هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز في الملاط

هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC)مركب بوليمري قابل للذوبان في الماء، يُستخدم على نطاق واسع في صناعة البناء، وخاصةً في الملاط الأسمنتي والجبسي، وفي لاصق البلاط. يُحسّن HPMC، كمُضاف للملاط، أداء البناء، وقابلية التشغيل، والالتصاق، واحتباس الماء، ومقاومة التشقق، مما يُحسّن جودته العامة.

1. الخصائص الأساسية لـ HPMC

يُستخلص HPMC بشكل رئيسي عن طريق تعديل السليلوز بالأثير، ويتميز بذوبان جيد في الماء، وتكثيف، وتكوين طبقة رقيقة، وسهولة تزليق، وثبات. ومن أهم خصائصه الفيزيائية:

الذوبان في الماء: يمكن إذابته في الماء البارد أو الساخن لتكوين محلول لزج شفاف أو شبه شفاف.
تأثير التكثيف: يمكنه زيادة لزوجة المحلول بشكل كبير وإظهار تأثير تكثيف جيد عند التركيزات المنخفضة.
احتباس الماء: يمكن لـ HPMC امتصاص الماء والانتفاخ، ويلعب دورًا في احتباس الماء في الملاط لمنع فقدان الماء بسرعة كبيرة.
الخصائص الرومولوجية: تتمتع بخواص لزجة جيدة، مما يساعد على تحسين أداء بناء الملاط.

2. الدور الرئيسي لـ HPMC في الملاط

يتجلى دور HPMC في الملاط بشكل رئيسي في الجوانب التالية:

2.1 تحسين احتباس الماء في الملاط

أثناء عملية بناء ملاط ​​الأسمنت، إذا تبخر الماء بسرعة كبيرة أو امتصته القاعدة بشكل مفرط، فسيؤدي ذلك إلى تفاعل ترطيب غير كافٍ للأسمنت ويؤثر على قوة البناء. يُشكل HPMC بنية شبكية موحدة في الملاط بفضل قدرته على امتصاص الماء وتمدده، ويحبس الرطوبة ويقلل من فقدان الماء، مما يُطيل فترة عمل الملاط ويُحسّن مرونة البناء.

2.2 تأثير التكثيف، مما يحسن قابلية تشغيل الملاط

يتميز HPMC بتأثير تكثيف جيد، مما يزيد من لزوجة الملاط، ويزيد من مرونته، ويمنع تراكبه وانفصاله ونزيفه المائي. في الوقت نفسه، يُحسّن التكثيف المناسب من بنية الملاط، مما يُسهّل تطبيقه وتسويته أثناء عملية البناء، ويرفع من كفاءته.

2.3 تعزيز الترابط وتحسين التصاق الملاط

في تطبيقات مثل لاصق البلاط وملاط البناء وملاط الجبس، تُعد قوة التصاق الملاط أمرًا بالغ الأهمية. يُشكل HPMC غشاءً بوليمريًا موحدًا بين القاعدة والطلاء من خلال عملية تكوين الغشاء، مما يُحسّن قوة التصاق الملاط بالركيزة، مما يُقلل من خطر تشقق الملاط وتساقطه.

2.4 تحسين أداء البناء وتقليل الترهل

في أعمال البناء ذات الأسطح الرأسية (مثل تجصيص الجدران أو لصق البلاط)، يكون الملاط عرضة للترهل أو الانزلاق بسبب وزنه. يزيد HPMC من إجهاد الخضوع ومقاومة الترهل للملاط، مما يُحسّن التصاقه بسطح القاعدة أثناء البناء الرأسي، مما يُحسّن استقراره.

2.5 تعزيز مقاومة التشقق وتحسين المتانة

الملاط عرضة للتشققات نتيجة الانكماش أثناء عملية التصلب، مما يؤثر على جودة المشروع. يمكن لـ HPMC تعديل الإجهاد الداخلي للملاط وتقليل معدل الانكماش. وفي الوقت نفسه، من خلال تحسين مرونة الملاط، يتمتع بمقاوم أفضل للتشققات تحت تقلبات درجات الحرارة أو الضغوط الخارجية، مما يزيد من متانته.

2.6 تؤثر على وقت ضبط الملاط

يؤثر HPMC على زمن تصلب الملاط عن طريق تعديل سرعة تفاعل ترطيب الأسمنت. يمكن استخدام كمية مناسبة من HPMC لإطالة زمن بناء الملاط وضمان وقت ضبط كافٍ أثناء عملية البناء، إلا أن الإفراط في استخدامه قد يطيل زمن التصلب ويؤثر على تقدم المشروع، لذا يجب التحكم في الجرعة بشكل معقول.

3. تأثير جرعة HPMC على أداء الملاط

جرعة HPMC في الملاط منخفضة عمومًا، تتراوح عادةً بين 0.1% و0.5%. تعتمد الجرعة المحددة على نوع الملاط ومتطلبات البناء.:

جرعة منخفضة (≤0.1%): يمكنها تحسين احتباس الماء وتعزيز قابلية تشغيل الملاط قليلاً، ولكن تأثير التكثيف ضعيف.

الجرعة المتوسطة (0.1%~0.3%): تعمل على تحسين قدرة الملاط على الاحتفاظ بالماء والالتصاق ومقاومة الترهل بشكل كبير وتعزيز أداء البناء.

الجرعة العالية (≥0.3%): ستزيد من لزوجة الملاط بشكل كبير، ولكنها قد تؤثر على السيولة، وتطيل وقت التثبيت، وتكون غير مواتية للبناء.

كمضاف مهم للملاط،HPMCيلعب HPMC دورًا رئيسيًا في تحسين احتباس الماء، وتحسين أداء البناء، وتعزيز الالتصاق ومقاومة التشقق. يمكن أن تُحسّن إضافة HPMC بشكل ملحوظ الأداء العام للملاط، وتُحسّن جودة المشروع. في الوقت نفسه، يجب ضبط الجرعة لتجنب الآثار السلبية على زمن التصلب وانسيابية البناء. في المستقبل، ومع التطور المستمر لقطاع البناء، ستتوسع آفاق استخدام HPMC في مواد البناء الخضراء الجديدة.