في الملاط الجاهز، طالما أن القليل من إيثر السليلوز يمكن أن يحسن بشكل كبير من أداء الملاط الرطب، يمكن ملاحظة أن إيثر السليلوز هو مادة مضافة رئيسية تؤثر على الأداء الإنشائي للملاط.
يؤثر اختيار الأنواع المختلفة، واللزوجة، وأحجام الجسيمات، ودرجات اللزوجة المختلفة، وإضافة إيثرات السليلوز بشكل متفاوت على تحسين أداء ملاط المسحوق الجاف. حاليًا، تتميز العديد من ملاطات البناء والتجصيص بضعف قدرتها على الاحتفاظ بالماء، حيث ينفصل خليط الماء بعد بضع دقائق من تركه. لذلك، من الضروري جدًا إضافة إيثر السليلوز إلى ملاط الأسمنت.
إيثر السليلوز – احتباس الماء
يعد الاحتفاظ بالماء أحد الأداءات المهمة لإيثر ميثيل السليلوز، وهو أيضًا أداء يهتم به العديد من مصنعي ملاط الخلط الجاف المحليين، وخاصة أولئك الموجودين في المناطق الجنوبية ذات درجات الحرارة المرتفعة.
في إنتاج مواد البناء، وخاصة ملاط المسحوق الجاف، يلعب إيثر السليلوز دورًا لا غنى عنه، وخاصة في إنتاج الملاط الخاص (الملاط المعدل)، فهو مكون لا غنى عنه ومهم.
اللزوجة والجرعة ودرجة الحرارة المحيطة والبنية الجزيئية لإيثر السليلوز لها تأثير كبير على أداء الاحتفاظ بالماء. في ظل نفس الظروف، كلما زادت لزوجة إيثر السليلوز، كان الاحتفاظ بالماء أفضل؛ كلما زادت الجرعة، كان الاحتفاظ بالماء أفضل. عادةً، يمكن لكمية صغيرة من إيثر السليلوز تحسين الاحتفاظ بالماء في الملاط بشكل كبير. عندما تصل الجرعة إلى درجة معينة عندما تزداد درجة احتباس الماء، يتباطأ اتجاه معدل احتباس الماء؛ عندما ترتفع درجة الحرارة المحيطة، ينخفض عادةً احتباس الماء لإيثر السليلوز، ولكن بعض إيثرات السليلوز المعدلة لديها أيضًا احتباس أفضل للماء في ظل ظروف درجات الحرارة العالية؛ الألياف ذات درجات الاستبدال المنخفضة إيثر نباتي لديه أداء أفضل للاحتفاظ بالماء.
سترتبط مجموعة الهيدروكسيل الموجودة على جزيء إيثر السليلوز وذرة الأكسجين الموجودة على الرابطة الأثيرية بجزيء الماء لتكوين رابطة هيدروجينية، مما يحول الماء الحر إلى ماء مرتبط، وبالتالي يلعب دورًا جيدًا في الاحتفاظ بالماء؛ يسمح جزيء الماء وسلسلة جزيئات إيثر السليلوز بالانتشار المتبادل لجزيئات الماء بالدخول إلى الجزء الداخلي من سلسلة جزيئات إيثر السليلوز الكبيرة ويخضع لقوى ربط قوية، وبالتالي تكوين ماء حر وماء متشابك وتحسين الاحتفاظ بالماء في ملاط الأسمنت؛ يحسن إيثر السليلوز ملاط الأسمنت الطازج. تعمل الخصائص الرومولوجية وبنية الشبكة المسامية والضغط الأسموزي أو خصائص تكوين الفيلم لإيثر السليلوز على إعاقة انتشار الماء.
إيثرات السليلوز - التكثيف والتخثر
يمنح إيثر السليلوز الملاط الرطب لزوجة ممتازة، مما يزيد بشكل كبير من قدرة الالتصاق بينه وبين الطبقة الأساسية، ويحسن من مقاومته للترهل. يُستخدم على نطاق واسع في ملاط التجصيص، وملاط ربط الطوب، وأنظمة عزل الجدران الخارجية. كما يُعزز تأثير إيثر السليلوز المُكثِّف من قدرة مقاومة التشتت وتجانس المواد الطازجة، ويمنع انفصالها وانفصالها ونزيفها، ويمكن استخدامه في الخرسانة الليفية، والخرسانة المغمورة، والخرسانة ذاتية الرص.
ينشأ تأثير إيثر السليلوز المُكثِّف على المواد الأسمنتية من لزوجة محلول إيثر السليلوز. في ظل الظروف نفسها، كلما زادت لزوجة إيثر السليلوز، زادت لزوجة المادة الأسمنتية المُعَدَّلة، ولكن إذا كانت اللزوجة مرتفعة جدًا، فإنها ستؤثر على سيولة المادة وقابليتها للتشغيل (مثل غرس سكين التجصيص). تتطلب الملاط ذاتي التسوية والخرسانة ذاتية الرص، اللتان تتطلبان سيولة عالية، لزوجة منخفضة من إيثر السليلوز. بالإضافة إلى ذلك، سيزيد تأثير إيثر السليلوز المُكثِّف من استهلاك المواد الأسمنتية للماء، ويزيد من إنتاجية الملاط.
يتميز محلول إيثر السليلوز المائي عالي اللزوجة بخاصية لزجة عالية، وهي أيضًا سمة رئيسية لإيثر السليلوز. عادةً ما تكون محاليل ميثيل السليلوز المائية ذات سيولة شبه لدنة وغير لدنة عند درجة حرارة أقل من درجة حرارة الهلام، ولكنها تُظهر خصائص تدفق نيوتنية عند معدلات قص منخفضة. تزداد اللدونة الزائفة مع الوزن الجزيئي أو تركيز إيثر السليلوز، بغض النظر عن نوع المُستبدل ودرجة الاستبدال. لذلك، تُظهر إيثرات السليلوز من نفس درجة اللزوجة، بغض النظر عن MC أو HPMC أو HEMC، نفس الخصائص الريولوجية دائمًا طالما ظل التركيز ودرجة الحرارة ثابتين. تتشكل الهلاميات الهيكلية عند ارتفاع درجة الحرارة، وتحدث تدفقات شديدة اللدونة.
تُظهر إيثرات السليلوز عالية التركيز ومنخفضة اللزوجة خاصية اللزوجة حتى في درجات حرارة أقل من درجة حرارة الهلام. تُعدّ هذه الخاصية مفيدةً جدًا في ضبط الاستواء والترهل في ملاط البناء. تجدر الإشارة هنا إلى أنه كلما زادت لزوجة إيثر السليلوز، زادت قدرته على الاحتفاظ بالماء، ولكن كلما زادت اللزوجة، زاد الوزن الجزيئي النسبي لإيثر السليلوز، وانخفضت قابليته للذوبان، مما يؤثر سلبًا على تركيز الملاط وأداء البناء.
إيثر السليلوز - تأثير إدخال الهواء
يتميز إيثر السليلوز بتأثير واضح في سحب الهواء على المواد الأسمنتية الطازجة. يحتوي إيثر السليلوز على كل من المجموعات المحبة للماء (مجموعات الهيدروكسيل، مجموعات الأثير) والمجموعات الكارهة للماء (مجموعات الميثيل، حلقات الجلوكوز)، وهو مادة خافضة للتوتر السطحي ذات نشاط سطحي، وبالتالي يكون له تأثير سحب الهواء. سيؤدي تأثير سحب الهواء لإيثر السليلوز إلى إنتاج تأثير "كرة"، والذي يمكن أن يحسن أداء العمل للمواد المختلطة حديثًا، مثل زيادة مرونة ونعومة الملاط أثناء التشغيل، مما يساعد على انتشار الملاط؛ كما أنه سيزيد من إنتاج الملاط، ويقلل من تكلفة إنتاج الملاط؛ ولكنه سيزيد من مسامية المادة المتصلبة ويقلل من خصائصها الميكانيكية مثل القوة ومعامل المرونة.
بصفته مادة خافضة للتوتر السطحي، يُظهر إيثر السليلوز أيضًا تأثيرًا مُرطبًا أو مُزلقًا على جزيئات الأسمنت، مما يزيد من سيولة المواد الأسمنتية إلى جانب تأثيره في احتجاز الهواء، إلا أن تأثيره في التكثيف يُقلل من السيولة. ويجمع تأثير السيولة بين تأثير التلدين والتكثيف. وبشكل عام، عندما يكون محتوى إيثر السليلوز منخفضًا جدًا، يكون الأداء الرئيسي هو التلدين أو اختزال الماء؛ أما عندما يكون المحتوى مرتفعًا، فيزداد تأثير إيثر السليلوز في التكثيف بسرعة، ويكون تأثيره في احتجاز الهواء مُشبعًا. لذا، يُظهر ذلك تأثيرًا في التكثيف أو زيادة في استهلاك الماء.
إيثر السليلوز - التباطؤ
سوف يعمل إيثر السليلوز على إطالة وقت ضبط عجينة الأسمنت أو الملاط، ويؤخر حركية ترطيب الأسمنت، مما يساعد على تحسين وقت تشغيل المواد المختلطة حديثًا، وتحسين اتساق الملاط وفقدان هبوط الخرسانة بمرور الوقت، ولكن قد يتسبب أيضًا في تأخير تقدم البناء.
وقت النشر: ٢٠ فبراير ٢٠٢٣