البحث والتقدم في السليلوز المعدل في الملاط

أصبحت الملاط الجاف المخلوط مثل الملاط الجاف العادي وملاط عزل الجدران الخارجية وملاط التسوية الذاتية والملاط المقاوم للماء جزءًا مهمًا من مواد البناء القائمة على الأسمنت. إيثر السليولوز هو أحد مشتقات إيثر السليلوز الطبيعي وهو مادة مضافة معدلة مهمة لأنواع مختلفة من الملاط الجاف. إنه يلعب وظائف التثبيط، احتباس الماء، السماكة، حبس الهواء، والترابط.

ينعكس دور السليلوز في الملاط بشكل رئيسي في تحسين قابلية تشغيل الملاط وضمان ترطيب الأسمنت في الملاط. ينعكس التحسن في قابلية تشغيل الملاط بشكل أساسي في جوانب مثل احتباس الماء ومقاومة الترهل ووقت الفتح. وله فوائد اجتماعية واقتصادية مهمة خاصة في ضمان تمشيط الملاط ذي الطبقة الرقيقة، وتجصيص الرصف بالملاط وزيادة سرعة بناء ملاط ​​الربط الخاص.

على الرغم من إجراء الكثير من الأعمال البحثية على السليلوز في الملاط، وتم تحقيق نتائج مهمة في الملاط المعدل بالسليلوز، إلا أنه لا تزال هناك بعض أوجه القصور في التفاعل بين إثيرات السليلوز والأسمنت والركام والمصفوفة في بيئات خاصة. ولتحقيق هذه الغاية، تقوم هذه المقالة، على أساس تلخيص الأبحاث ذات الصلة، بدراسة درجة حرارة وتوافق إيثر السليلوز المعدل مع المواد المضافة الأخرى.

Types of cellulose ethers

هناك العديد من أنواع إثيرات السليلوز، ويوجد جميعها تقريبًا. بشكل عام، يمكن تقسيمها إلى فئتين: الأيونية وغير الأيونية وفقا لخصائص التأين الخاصة بها. في المواد ذات الأساس الأسمنتي، سوف تترسب إثيرات السليلوز الأيونية، مثل كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC)، مع Ca2+ وتصبح غير مستقرة، لذلك نادرًا ما يتم استخدامها. يمكن تصنيف إثيرات السليلوز غير الأيونية وفقًا لـ (1) لزوجة المحلول المائي القياسي (2) نوع البديل (3) درجة الاستبدال (4) البنية الفيزيائية (5) خصائص الذوبان، إلخ.

تعتمد خصائص إثيرات السليلوز بشكل أساسي على نوع البدائل وعددها وتوزيعها، لذلك يتم تقسيم إثيرات السليلوز عادة حسب نوع البدائل. على سبيل المثال، إيثر ميثيل سلولوز (MC) هو منتج يتم فيه استبدال مجموعة الهيدروكسيل الموجودة في وحدة الجلوكوز من السليلوز الطبيعي بمجموعة ميثوكسي، وهيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز إيثر (HPMC) هو منتج يتم فيه استبدال مجموعة الهيدروكسيل بمجموعة ميثوكسي ومجموعة هيدروكسي بروبيل على التوالي. أكثر من 90% من إيثرات السليلوز المستخدمة حاليًا هي أساسًا إيثر ميثيل هيدروكسي بروبيل السليلوز (HPMC) وإيثر ميثيل هيدروكسي إيثيل السليلوز (MHEC).

دور السليلوز في الملاط

ينعكس دور السليلوز في الملاط بشكل رئيسي في الجوانب الثلاثة التالية: القدرة الممتازة على الاحتفاظ بالمياه، والتأثير على اتساق الملاط وتغير الانسيابية، وتعديل الريولوجيا.

إن احتباس الماء في إيثر السليلوز لا يمكنه فقط ضبط وقت الفتح وعملية التخثر لنظام الملاط، وبالتالي ضبط وقت التشغيل للنظام، ولكن أيضًا يمنع المادة الأساسية من امتصاص الكثير من الماء بسرعة كبيرة جدًا وإعاقة تبخر الماء، وذلك لضمان الإطلاق التدريجي للمياه عندما يتم ترطيب الأسمنت. يرتبط احتباس الماء في السليلوز بشكل أساسي بكمية السليلوز المضافة واللزوجة والنعومة ودرجة الحرارة المحيطة للاستخدام. يعتمد تأثير الاحتفاظ بالماء للسليلوز المعدل على امتصاص الماء للطبقة الأساسية، وسمك طبقة التركيب للملاط، والطلب على الماء، ووقت الإعداد للمادة الأسمنتية.

تعتبر متطلبات المياه لنظام الملاط معلمة مهمة. يعتمد الطلب الأساسي على المياه وإنتاج الملاط المرتبط به على تركيبة الملاط، ويمكن أن يؤدي دمج السليلوز إلى ضبط الطلب على الماء وإنتاج الملاط بشكل فعال. في العديد من أنظمة مواد البناء، يتم استخدام السليلوز كمثخن لضبط اتساق النظام. يعتمد تأثير سماكة السليلوز على درجة بلمرة السليلوز وتركيز المحلول ومعدل القص ودرجة الحرارة وغيرها من الشروط. المحاليل المائية السليلوزية عالية اللزوجة لها درجة عالية من الانسيابية. عندما ترتفع درجة الحرارة، يتم تشكيل هلام هيكلي ويحدث تدفق عالي الانسيابية.

يمكن أن تؤدي إضافة السليلوز إلى تعديل ريولوجيا نظام مواد البناء بشكل فعال، وبالتالي تحسين أداء العمل وجعل الملاط يتمتع بقابلية تشغيل أفضل وخصائص أفضل ضد الترهل. هذه الخصائص تجعل من السهل تسوية الملاط وتسهيل عملية المعالجة.

بالإضافة إلى إعطاء الملاط أداء عمل جيد، يمكن للسليلوز المعدل أيضًا تقليل حرارة الترطيب المبكرة للأسمنت وتأخير عملية ديناميكيات الترطيب للأسمنت. بناءً على مناسبات الاستخدام المختلفة للملاط، هناك أيضًا اختلافات في طرق تقييم أدائها.

توافق السليلوز المعدل مع الإضافات الأخرى في الملاط

يستخدم السليلوز عادةً مع مضافات أخرى في الملاط الجاف، مثل مزيل الرغوة، وعامل تقليل الماء، ومسحوق المطاط، وما إلى ذلك. ويلعب كل مكون من هذه المكونات دورًا مختلفًا في الملاط. تعد دراسة مدى توافق السليلوز المعدل مع الإضافات الأخرى شرطًا أساسيًا للاستخدام الفعال لهذه المكونات.

عوامل تقليل الماء الرئيسية المستخدمة في الملاط الجاف المختلط هي: الكازين، عامل تقليل الماء المعتمد على اللجنين، عامل تقليل الماء المعتمد على النفثالين، مكثفات الميلامين فورمالدهايد، وعامل تقليل الماء بحمض البولي كربوكسيليك. الملدن المتفوق متعدد الكربوكسيلات (PCE) هو أحدث التقنيات المتطورة ذات الكفاءة العالية وعدم انبعاث الفورمالديهايد. نظرًا لأن إثيرات السليلوز سوف تتكتل عند دمجها مع عوامل تقليل الماء المعتمدة على النفثالين شائعة الاستخدام، مما يتسبب في فقدان الخليط الخرساني لقابلية التشغيل، فمن الضروري استخدام عوامل تقليل الماء عالية الكفاءة غير القائمة على النفثالين في الهندسة. على الرغم من وجود دراسات حول التأثير المركب للسليلوز المعدل والمواد المضافة المختلفة، وذلك بسبب العدد الكبير من الإضافات وأنواع السليلوز المختلفة وعدم وجود الكثير من الأبحاث حول آلية التفاعل، إلا أنه لا يزال هناك الكثير من سوء الفهم أثناء الاستخدام، وهناك حاجة إلى عدد كبير من التجارب لتحسينها.