يساعد إيثر السليلوز ملاط أسمنتي الاحتفاظ بالماء، ومقاومة النزيف، والحفاظ على التماسك، والحفاظ على قابلية التشكيل أثناء وضعها. ومع ذلك، فإن إيثر السليلوز لا يحسّن جميع الخصائص عند كل جرعة.
قد لا توفر الدرجة ذات اللزوجة المنخفضة جدًّا سماكة كافية لمنع التفرق. أما الدرجة ذات اللزوجة العالية جدًّا، فقد تقلل من التدفق إلى درجة لا تتمكن فيها الملاط من ملء الفراغات الضيقة. كما أن الجرعة الزائدة قد تؤدي إلى دخول المزيد من الهواء، وزيادة المسامية، وتقليل القوة المبكرة.
وبالتالي، فإن الهدف الرئيسي لا يكمن في استخدام أعلى درجة لزوجة أو أكبر كمية. بل الهدف هو إيجاد توازن بين السيولة، والاستقرار، والقدرة على الاحتفاظ بالماء، والمتانة.
ويكتسب هذا التوازن أهمية خاصة في ملاط عدم الانكماش، وملاط أساسات المعدات، وملاط التثبيت، وملاط ربط العناصر الجاهزة، وغيرها من الأنظمة الأسمنتية التي تتطلب في آن واحد تدفقًا عاليًا وبنية متماسكة موحدة.
ما هو ملاط الأسمنت؟
الملاط الأسمنتي هو مواد الخلط الجاف التي تتحول إلى ملاط سائل أو قابل للتدفق بعد إضافة الماء. وعادةً ما تحتوي على الأسمنت، والركام المصنف، والمواد المالئة المعدنية، ومكونات التمدد، وعوامل تقليل الماء، والمواد المضافة للتحكم في التصلب، وكميات صغيرة من البوليمرات الوظيفية.
يستخدم المقاولون ملاطًا أسمنتيًا لملء الفجوات ونقل الأحمال. وتشمل الاستخدامات الشائعة ما يلي:
- حقن الملاط تحت لوحات قاعدة الآلة
- سد الفجوات الموجودة أسفل الأعمدة الفولاذية
- تثبيت مسامير التثبيت
- ربط العناصر الخرسانية الجاهزة
- إصلاح التجاويف في الخرسانة
- ملء الفراغات الضيقة حول العناصر الإنشائية
- محامل الجسور والمعدات الصناعية
يجب أن يتدفق الجص الطازج إلى هذه الفراغات دون اهتزاز مفرط. كما يجب أن يظل متجانسًا أثناء تدفقه. فإذا ارتفع الماء إلى السطح أو ترسبت جزيئات ثقيلة، فقد تظهر في الجص مناطق ضعيفة وقنوات انكماش وتفاوت في القوة.
أثير السليلوز السليلوز يساعد في السيطرة على هذه المشكلات التي تحدث في حالة المنتجات الطازجة.
لماذا يحتاج ملاط الأسمنت إلى إيثر السليلوز؟
يحتوي الجص عالي التدفق على كمية كافية من الماء ومُحسّن اللدونة الفائق لتمكينه من المرور عبر المساحات الضيقة. وتؤدي هذه الحالة السائلة إلى خطر حدوث نزيف وفصل المكونات.
يمكن أن يتحرك الماء إلى الأعلى بينما يتحرك الأسمنت والرمل إلى الأسفل. قد يبدو الخليط سائلاً في البداية، لكن بنيته الداخلية غير مستقرة. وبعد التصلب، قد تختلف الكثافة والخصائص الميكانيكية بين الأجزاء العلوية والسفلية.
يزيد إيثر السليلوز من لزوجة الطور المائي. كما أنه يحسّن قدرة العجينة على الاحتفاظ بجزيئات الأسمنت والمواد المالئة والركام الناعم في حالة تعليق متجانسة.
يمكن أن يوفر إيثر السليلوز المناسب خمس مزايا مهمة.
1. أفضل احتباس الماء
يحتاج الأسمنت إلى الماء من أجل عملية الترطيب. وإذا تسببت الطبقة التحتية أو الركام الجاف أو الرياح أو ارتفاع درجة الحرارة في فقدان الماء بسرعة كبيرة، فإن عملية الترطيب تصبح غير مكتملة.
يحتفظ إيثر السليلوز بجزء من ماء الخلط داخل الملاط. ويساعد هذا الأمر في الحفاظ على حالة رطوبة أكثر استقرارًا أثناء صب الملاط ومرحلة المعالجة المبكرة.
يمكن أن يساعد تحسين الاحتفاظ بالماء في:
- ترطيب أكثر اتساقًا للأسمنت
- تحسين التلامس مع الركيزة
- انخفاض خطر الجفاف السريع للسطح
- تحسين الاتساق خلال فترة العمل
- أداء أكثر استقرارًا في الفجوات الضيقة والمناطق الماصة
ومع ذلك، فإن الاحتفاظ الشديد بالماء ليس دائمًا أفضل. فقد تؤدي الجرعة العالية إلى تأخير إطلاق الماء، أو تغيير سلوك التصلب، أو زيادة نسبة الهواء في الخليط. ويجب على المُصمم التأكد من النتيجة النهائية من خلال الاختبارات المعملية.
2. تقليل النزيف والتفكك
يحدث «التسرب» عندما ينفصل الماء عن المواد الصلبة ويصعد إلى السطح. ويحدث «الانفصال» عندما تتوقف المكونات الصلبة عن البقاء موزعة بشكل متساوٍ.
قد تظهر هاتان المشكلتان معاً في ملاط أسمنتي لا يتم التحكم في لزوجته بشكل كافٍ. فقد تتفكك المادة الطازجة أثناء الخلط أو النقل أو الصب.
يشكل إيثر السليلوز شبكة داخلية ضعيفة في الطور المائي. وتساعد هذه الشبكة على تعليق الأسمنت والركام الناعم. كما يمكنها الحد من ظاهرة فصل الماء المرئية، وتنتج مقطعًا عرضيًا متماسكًا أكثر اتساقًا.
يعتمد التحسن على اللزوجة والجرعة. فقد لا توفر الدرجة منخفضة اللزوجة عند استخدامها بجرعة منخفضة جدًّا بنيةً كافيةً. أما الدرجة عالية اللزوجة فقد توقف النزيف، لكنها قد تقلل أيضًا من التدفق المطلوب.
3. تعزيز التماسك
يجب أن يتحرك الجص المستقر ككتلة متصلة واحدة. ولا ينبغي أن يتسرب منه الماء حول حواف منطقة انتشاره. كما يجب ألا يترك وراءه جزيئات خشنة أثناء تحرك العجينة إلى الأمام.
يعزز إيثر السليلوز التماسك بين الطورين السائل والصلب. ويمكن أن يؤدي هذا التأثير إلى جعل ملاط التثبيت يبدو أكثر نعومة وتجانسًا أثناء الخلط والصب.
يُعد التماسك الجيد أمرًا ذا أهمية خاصة عندما يتعين على الملاط أن يمر عبر مساحة طويلة أو ضيقة. كما أنه يساعد الملاط على الحفاظ على تركيبة متسقة من بداية عملية الصب حتى نهايتها.
4. تحسين الاحتفاظ بالتدفق
يُعد التدفق الأولي عاملاً مهمًا، لكن التدفق الأولي وحده لا يكفي لتقييم قابلية التشغيل العملية.
قد يحتاج العمال إلى وقت لخلط الملاط ونقله وضخه وصبه. فالمادة التي تتمتع بتدفق مبدئي ممتاز، لكنها تفقد معظمه بعد 20 أو 30 دقيقة، قد تؤدي إلى ملء غير كامل.
يمكن لإيثر السليلوز المناسب أن يقلل من الفقد السريع للماء ويساعد في الحفاظ على تدفق أكثر استقرارًا بمرور الوقت. وفي التركيبة المتوازنة بشكل صحيح، قد يظل التدفق بعد مرور 30 دقيقة قريبًا من القيمة الأولية.
لا يمكن لإيثر السليلوز أن يحقق هذه النتيجة بمفرده. كما تؤثر تركيبة الأسمنت، ودرجة الحرارة، والمُليّن الفائق، ومُؤخر التصلب، وتصنيف الركام، ومحتوى الماء، وطاقة الخلط، على الاحتفاظ بالسيولة.
5. بيئة أكثر تحكماً وتزويداً بالسوائل
يمكن لإيثر السليلوز أن يلتصق بجزيئات الأسمنت ويغير حركة الماء في النظام. وقد يؤثر هذا التفاعل على عملية ترطيب الأسمنت وتصلبه.
عند استخدام الجرعة المناسبة، يمكن أن يساعد هذا التأثير في ضمان الاستخدام المتسق ويقلل من الجفاف المبكر. أما عند استخدام جرعة زائدة، فقد يؤدي إيثر السليلوز إلى تأخير عملية الترطيب أو تقليل القوة الأولية.
ولهذا السبب، ينبغي على المُصنِّعين اختبار مدة التصلب وقوة المادة بعد مرور يوم واحد كلما قاموا بتغيير نوع أو جرعة إيثر السليلوز.
كيف تؤثر لزوجة إيثر السليلوز على تدفق ملاط التثبيت؟
تعد اللزوجة أحد أهم عوامل الاختيار لإيثر السليلوز في ملاط الأسمنت.
يؤدي إيثر السليلوز منخفض اللزوجة إلى انخفاض أقل في معدل التدفق. ومع ذلك، فقد لا يوفر أداءً كافياً في مقاومة التسرب.
يؤدي استخدام إيثر السليلوز عالي اللزوجة إلى تكثيف أقوى عند استخدامه بجرعات منخفضة. ومع ذلك، فإنه قد يؤدي بسرعة إلى زيادة سماكة ملاط التدفق الذاتي بشكل مفرط.
تُظهر النتائج التالية هذه العلاقة في نظام ملاط أسمنتي متعدد الأغراض.
| اللزوجة الاسمية لإيثر السليلوز | الجرعة في المزيج الجاف | التدفق الأولي | تدريب «فلو» لمدة 30 دقيقة | المراقبة في الحالة الطازجة |
|---|---|---|---|---|
| لا يحتوي على إيثر السليلوز | 0% | 400 ملم | غير مستقر | فصل واضح |
| 400 | 0.03% | 370 ملم | غير مستقر | فصل واضح |
| 4,000 | 0.03% | 365 ملم | 370 ملم | تدفق مستقر |
| 40,000 | 0.03% | 330 ملم | 336 ملم | مستقر ولكن أكثر سمكًا |
لم يوفر إيثر السليلوز، الذي تبلغ لزوجته الاسمية 400، استقرارًا كافيًا عند استخدام جرعة قدرها 0.03%. ولا يزال الملاط يتفكك.
وقد وفرت درجة اللزوجة 4,000 توازنًا أكثر فائدة. فقد خفضت التدفق الأولي من 400 ملم إلى 365 ملم مع التحكم في الانفصال. وظل التدفق بعد 30 دقيقة قريبًا من القيمة الأولية.
كما ساهمت الدرجة ذات اللزوجة البالغة 40,000 في التحكم في الانفصال، لكنها قللت من التدفق بشكل أكبر. وقد تكون هذه الدرجة سميكة جدًّا بالنسبة لملاط يجب أن يتحرك عبر فجوة ضيقة.
تُبيّن هذه النتائج السبب في أن درجة اللزوجة المتوسطة-المنخفضة غالبًا ما تُعد نقطة انطلاق عملية لملاط الأسمنت عالي التدفق.
كيف تؤثر جرعة إيثر السليلوز على تدفق الجص؟
قد يكون للجرعة تأثير أكبر حتى من اللزوجة. فقد يتغير التدفق ببطء عند الجرعات المنخفضة، ثم ينخفض بشكل حاد بعد تجاوز الجرعة نقطة حرجة.
تستخدم البيانات التالية نفس إيثر السليلوز ذي اللزوجة الاسمية البالغة 4,000.
| جرعة إيثر السليلوز | التدفق الأولي | تدريب «فلو» لمدة 30 دقيقة | الملاحظة الرئيسية |
|---|---|---|---|
| 0.01% | 380 ملم | غير مستقر | عدم كفاية التحكم في عملية الفصل |
| 0.02% | 370 ملم | 375 ملم | تتميز هذه التركيبة بتوازن جيد |
| 0.03% | 365 ملم | 370 ملم | تدفق مستقر وتأثير جيد في منع النزيف |
| 0.05% | 300 ملم | 305 ملم | انخفاض كبير في التدفق |
| 0.08% | 260 ملم | 262 ملم | التدفق أقل من المستوى المستهدف الأصلي |
أظهرت الجرعتان 0.02% و0.03% النتائج الأكثر توازناً في هذه التركيبة بالذات. فقد حافظت مادة الحشو على تدفق عالٍ وأظهرت استقراراً أفضل.
عندما زادت الجرعة إلى 0.05%، انخفض التدفق الأولي إلى 300 ملم. وعند 0.08%، انخفض إلى 260 ملم. وكان هذا المستوى منخفضًا جدًّا بالنسبة للتطبيق المقصود الذي يتطلب تدفقًا عاليًا.
هذه النسب المئوية صغيرة، لكن تأثيرها كبير. في كل طن متري من الجص الجاف:
| الجرعة | إيثر السليلوز لكل طن متري |
|---|---|
| 0.01% | 0.10 كجم |
| 0.02% | 0.20 كجم |
| 0.03% | 0.30 كجم |
| 0.05% | 0.50 كجم |
| 0.08% | 0.80 كجم |
يجب على الشركة المصنعة استخدام عمليات وزن دقيقة وخلط جاف فعال. فقد يؤدي التوزيع غير المتساوي لـ 200 أو 300 جرام في الطن المتري الواحد إلى اختلافات كبيرة بين الدفعات.
يمكن استخدام النطاق 0.02%–0.03% كنافذة فحص مختبري أولي لتركيبة مماثلة. ولا يُعد هذا الجرعة الموصى بها بشكل عام. يجب على كل منتج تعديل الجرعة وفقًا للأسمنت والرمل ومخفض الماء ومزيل الرغوة الخاص به، بالإضافة إلى هدف الأداء الذي يسعى إليه.
هل يقلل إيثر السليلوز من متانة الجص؟
يمكن أن يحسّن إيثر السليلوز من قدرة الاحتفاظ بالماء ويقلل من التفرق، لكن الجرعة الزائدة قد تقلل من القوة الميكانيكية.
هناك عدة آليات يمكن أن تؤدي إلى هذه النتيجة:
- يمكن لإيثر السليلوز أن يضيف الهواء أو يساهم في تثبيته أثناء عملية الخلط.
- يمكن أن يؤدي وجود هواء إضافي إلى زيادة مسامية الجص المتصلب.
- قد تؤدي الطبقة الغنية بالبوليمرات المحيطة بجزيئات الأسمنت إلى إبطاء عملية الترطيب المبكرة.
- قد لا يتمكن المزيج شديد الكثافة من إخراج الهواء المحبوس فيه بكفاءة.
- يمكن إضافة كمية إضافية من ماء الخلط في موقع العمل لاستعادة التدفق المفقود.
وبالتالي، فإن تأثير القوة النهائية يعتمد على الجرعة، ومحتوى الهواء، ومحتوى الماء، وعملية المعالجة، ونظام الإضافات بأكمله.
تُظهر النتائج التالية كيف أثرت جرعة من إيثر السليلوز ذي اللزوجة الاسمية البالغة 4,000 على القوة المبكرة.
| الجرعة | قوة الانحناء بعد يوم واحد | قوة الضغط بعد يوم واحد | قوة الانحناء بعد 3 أيام | قوة الضغط بعد 3 أيام |
|---|---|---|---|---|
| 0% | 4.42 ميجا باسكال | 33.50 ميجا باسكال | 4,53 ميجا باسكال | 52.21 ميجا باسكال |
| 0.01% | 5,18 ميجا باسكال | 33.26 ميجا باسكال | 5.97 ميجا باسكال | 66,48 ميجا باسكال |
| 0.02% | 5.52 ميجا باسكال | 36,61 ميجا باسكال | 7.08 ميجا باسكال | 63,47 ميجا باسكال |
| 0.03% | 6,27 ميجا باسكال | 29.56 ميجا باسكال | 7.00 ميجا باسكال | 61.20 ميجا باسكال |
| 0.05% | 4.98 ميجا باسكال | 26,68 ميجا باسكال | 6.14 ميجا باسكال | 59,26 ميجا باسكال |
| 0.08% | 4.72 ميجا باسكال | 25.98 ميجا باسكال | 4.62 ميجا باسكال | 57.45 ميجا باسكال |
ساهمت الجرعة المنخفضة والمحكومة في تحقيق أداء مستقر في هذا النظام. أما الجرعة الأعلى فقد تسببت في انخفاض واضح في مقاومة الضغط بعد يوم واحد.
عند نسبة 0.02%، بلغت قوة الضغط بعد يوم واحد 36.61 ميجا باسكال. وعند نسبة 0.08%، انخفضت إلى 25.98 ميجا باسكال. كما أدت الجرعة العالية إلى انخفاض التدفق، لذا لم توفر أي ميزة عملية مفيدة.
يجب ألا يقتصر المُصنِّع في تقييم إيثر السليلوز على معدل احتباس الماء أو القوام الظاهري فقط. وينبغي أن يشمل برنامج الاختبار التدفق الأولي، والتدفق المتبقي، والتسرب، ومحتوى الهواء، ووقت التصلب، والتمدد، والقوة الأولية والنهائية.
مثال على تركيبة ملاط أسمنتي
يمكن استخدام الصيغة التالية كمرجع تقني لإجراء تجربة ملء الفجوات للأغراض العامة.
| المواد الخام | النوع المقترح | النسبة المئوية |
|---|---|---|
| الأسمنت البورتلاندي | درجة الصلابة 52.5 | 38.00% |
| أسمنت ألومينات الكالسيوم | CA-50 | 4.00% |
| الجبس اللامائي | درجة البناء | 3.00% |
| عامل تقوية مبكر | متوافق مع نظام الأسمنت | 0.05% |
| الرمل المصنف | أقل من 2.36 ملم | 49.17% |
| مُليّن فائق من البولي كربوكسيلات | نوع المسحوق | 0.30% |
| مزيل الرغوة | درجة الخلط الجاف | 0.10% |
| البنتونيت المعدل | درجة الدعم الريولوجي | 0.15% |
| الجير الحي | درجة البناء الخاضعة للرقابة | 5.00% |
| مُثبط | متوافق مع نظام الألومينات | 0.20% |
| أثير السليلوز السليلوز | HPMC أو HEMC | 0.03% |
| إجمالي المزيج الجاف | 100.00% |
تم استخدام كمية مائية أولية تبلغ حوالي 15% من وزن المزيج الجاف في هذا النوع من التركيبات. ويجب تعديل كمية الماء النهائية المطلوبة وفقًا للمواد الخام ومعدل التدفق المطلوب.
هذه مرجع تطويري، وليست صيغة تجارية جاهزة للبيع. وقد تؤدي تفاعلية الأسمنت، ورطوبة الرمل، ونقاء الجبس، ونشاط الجير، وتوافق المواد المضافة إلى تغيير النتيجة.
كيف ينبغي إجراء اختبار تدفق الجص؟
من الضروري اتباع طريقة اختبار قابلة للتكرار. فقد تؤدي التغييرات الطفيفة في وقت الخلط أو سرعة الاختبار إلى نتائج مضللة.
يمكن أن تتضمن الإجراءات العملية في المختبر الخطوات التالية:
- يجب أن تكون درجة حرارة المواد الجافة ومياه الخلط حوالي 20 درجة مئوية.
- ضع 1,800 جرامًا من ملاط الترميم الجاف في خلاط ملاط كوكبي.
- شغّل الخلاط وأضف كمية الماء المحددة في غضون 10 ثوانٍ تقريبًا.
- قم بالخلط لمدة 240 ثانية أو اتبع إجراءات الخلط المحددة للمنتج.
- ضع مخروطًا مقطوعًا رطبًا على صفيحة زجاجية نظيفة ومستوية.
- املأ المخروط بالجص الطازج.
- ارفع المخروط عموديًا واترك الجص ينتشر دون اهتزاز.
- قم بقياس أكبر قطر للانتشار.
- قم بقياس قطر ثانٍ بزاوية قائمة على القياس الأول.
- استخدم متوسط القيمتين كمعدل تدفق أولي.
- يجب إتمام القياس الأولي في غضون ست دقائق من بدء عملية الخلط.
- أعد المادة إلى وعاء الخلط وقم بتغطيتها للحد من التبخر.
- بعد مرور 30 دقيقة، قم بخلط الجص مرة أخرى للمدة المحددة.
- كرر قياس السماكة.
يجب استخدام نفس المعدات ودرجة حرارة الماء وبرنامج الخلط والتوقيت في كل مقارنة.
كيفية اختيار النوع المناسب من إيثر السليلوز من Zhiwei
تقوم شركة «Zhiwei (Jinan) New Materials Co., Ltd.» بتوريد أنواع من مادة HPMC وHEMC بمستويات لزوجة مختلفة. الحالية مجموعة منتجات Zhiwei HPMC يتضمن مادة HPMC 400،, HPMC 4K،, HPMC 40K، وHPMC 100K، وأنواع أخرى عالية اللزوجة. الـ مجموعة Zhiwei HEMC وتشمل HEMC 400 وHEMC 4K وHEMC 30K وHEMC 60K وHEMC 100H وHEMC 150H وHEMC 200H.
للحصول على ملاط أسمنتي عالي السيولة، يُستخدم HPMC 4K أو HEMC 4K يُعد هذا اتجاهًا منطقيًّا للفرز الأولي. يمكن أن توفر هذه الدرجات تحكمًا أكبر في الخصائص الريولوجية مقارنةً بمنتج من الدرجة 400، دون الانخفاض الشديد في التدفق المرتبط باللزوجة العالية جدًّا إيثر السليلوز السليلوز.
| الهدف الإنمائي | اتجاه درجة تشيوي | اعتبار مهم |
|---|---|---|
| ملاط عالي التدفق مزود بنظام التحكم في التسرب | HPMC 4K أو HEMC 4K | ابدأ بجرعة منخفضة واختبر التدفق المتبقي |
| متطلبات تكثيف منخفضة | HPMC 400 أو HEMC 400 | قد لا يوقف النزيف عند تناول جرعة منخفضة جدًّا |
| زيادة في اللزوجة | HPMC 40K أو HEMC 30K | استخدم جرعة أقل وراقب التدفق بعناية |
| ملاط عالي الكثافة أو ملاط خاص غير متدفق | HEMC 60K أو أعلى | لا يُعد عادةً الخيار الأول بالنسبة لملاط التسرب الذاتي |
| ملاط الإصلاح الرأسي أو الملاط عالي السماكة | HPMC 100K أو HEMC عالي اللزوجة | أكثر ملاءمةً لأهداف تدريب الجسم ومكافحة الترهل |
Zhiwei HPMC 100K وقد صُمم هذا المنتج لأنظمة البناء التي تتطلب قدرة أعلى على الاحتفاظ بالماء، وفترة عمل أطول، واستقرارًا رأسيًّا أفضل. وتُعد هذه الخصائص قيّمة في لاصقات البلاط، والجص، ومعجون الجدران، وملاط أنظمة العزل الخارجي (EIFS)، وملاط الإصلاح. ومع ذلك، فإن منتجًا عالي اللزوجة مثل HPMC 100K قد يقلل بشكل مفرط من تدفق ملاط التسوية الذاتية.
ينبغي اختيار النموذج الصحيح من خلال إجراء اختبارات مقارنة. ويجب أن تستخدم الاختبارات الأسمنت والركام ومُحسّن اللدونة ومزيل الرغوة ونسبة الماء وعملية الخلط الفعلية الخاصة بالعميل.
HPMC أم HEMC: أيهما أفضل لملاط الأسمنت؟
يُعد كل من HPMC وHEMC من إيثرات السليلوز غير الأيونية التي يمكنها تحسين القدرة على الاحتفاظ بالماء، واللزوجة، والاستقرار في الحالة الطازجة في أنظمة الأسمنت.
لا يُعتبر أي من النوعين أفضل تلقائيًا بالنسبة لكل نوع من أنواع الجص.
يُستخدم HPMC على نطاق واسع في مواد البناء الجافة. وهي توفر العديد من خيارات اللزوجة، كما يمكنها ضمان الاحتفاظ بالماء والتحكم في الخصائص الريولوجية بشكل موثوق.
كما يمكن أن يوفر مادة HEMC قدرة فعالة على الاحتفاظ بالماء وقابلية التشغيل. وقد يختلف أداؤه عند درجات الحرارة المرتفعة عن أداء درجة مماثلة من مادة HPMC، وذلك بسبب اختلاف التركيب الكيميائي للمواد البديلة المستخدمة فيه.
يعتمد الاختيار الأمثل على:
- التدفق الأولي المطلوب
- تدفق مطلوب مدته 30 دقيقة
- درجة حرارة التثبيت
- محتوى الأسمنت وأسمنت ألومينات الكالسيوم
- كيمياء المُليّنات الفائقة
- المدة المطلوبة للتصلب
- حد النزيف
- الهدف المتعلق بمحتوى الهواء
- متطلبات القوة المبكرة
- تكلفة المواد
يمكن أن يُشكل الاختبار المقارن بين منتجي «Zhiwei HPMC 4K» و«HEMC 4K» نقطة انطلاق مفيدة للمقارنة.
كيف ينبغي إضافة إيثر السليلوز إلى المزيج الجاف؟
يجب توزيع إيثر السليلوز بالتساوي في المسحوق الجاف قبل إضافة الماء.
يمكن للمنتج أولاً خلط إيثر السليلوز مسبقًا مع الأسمنت أو الحشو الناعم أو أي مسحوق آخر متوافق. ويمكن بعد ذلك إضافة هذا المزيج المسبق إلى الدفعة الرئيسية. وتقلل هذه الطريقة من خطر الجرعة الزائدة في أجزاء معينة.
كما ينبغي على فريق الإنتاج أن:
- استخدم ميزانًا قادرًا على قياس الكميات الصغيرة بدقة
- التحقق من كفاءة التوزيع في الخلاط
- تجنب إضافة إيثر السليلوز مباشرةً إلى منطقة صغيرة واحدة داخل الخلاط
- حافظ على جفاف المواد الخام
- التحكم في مدة الخلط
- تحقق من تجانس العينات المأخوذة من أجزاء مختلفة من الدفعة
- حماية المنتج النهائي من الرطوبة
يتطلب الجص الذي يحتوي على 0.02% فقط من إيثر السليلوز مراقبة دقيقة لعملية الإنتاج. فقد يؤدي التوزيع غير المتساوي إلى تسرب مكونات أحد الأكياس بينما يصبح محتوى كيس آخر سميكًا للغاية.
الأخطاء الشائعة في الصياغة
اختيار إيثر السليلوز بناءً على اللزوجة فقط
تعد اللزوجة عاملاً مهمًا، لكنها ليست الخاصية الوحيدة. فحجم الجسيمات، وسلوك الذوبان، ومستوى الاستبدال، والرطوبة، ودرجة حرارة الهلام، والتفاعل مع المضافات الأخرى تؤثر جميعها أيضًا على الأداء.
قد لا يؤدي استخدام منتجين يحملان نفس تصنيف اللزوجة إلى الحصول على نفس النتيجة في عملية ملء الفواصل.
استخدام كمية زائدة من إيثر السليلوز
يمكن أن تؤدي الجرعة الأعلى إلى تحسين الأداء في منع النزيف، لكنها قد تقلل أيضًا من سيولة المزيج وقوته الأولية. وينبغي التوقف عن زيادة الجرعة بمجرد وصول الملاط إلى الثبات المطلوب.
إضافة المزيد من الماء لاستعادة التدفق
يمكن للعمال إضافة المزيد من الماء عندما يبدو الجص سميكًا جدًّا. وقد يؤدي ذلك إلى زيادة التسرب والانكماش والمسامية، كما قد يقلل من مقاومة الضغط.
الحل الصحيح هو تعديل التوازن بين إيثر السليلوز والمُليّن الفائق في التركيبة.
تجاهل تفاعل المُليّن الفائق
توفر المُليّنات الفائقة من البوليكاربوكسيلات تدفقًا عاليًا عند انخفاض نسبة الماء. أما إيثر السليلوز فيزيد من اللزوجة ويمكن أن يغير طريقة عمل المُليّن الفائق.
يجب تحسين أداء هاتين المادتين المضافتين معًا.
تجاهل محتوى الهواء
يمكن لإيثر السليلوز أن يعمل على تثبيت الهواء الذي يدخل أثناء الخلط. وقد يكون من الضروري استخدام مزيل رغوة مسحوق متوافق للتحكم في محتوى الهواء والحفاظ على قوة الخلطة.
كما أن الإفراط في استخدام مزيل الرغوة قد يؤثر أيضًا على جودة السطح والتدفق. يجب على المنتج إجراء اختبار للنظام بأكمله.
اختبار التدفق الأولي فقط
لا يمكن أن يُظهر التدفق الأولي ما إذا كان الجص سيظل قابلاً للتشكيل أثناء البناء. كما يجب على المختبر قياس التدفق بعد مرور 30 دقيقة وفحص المادة للتأكد من عدم وجود نزيف أو تفكك.
مقارنة الدرجات في ظل ظروف اختبار مختلفة
تؤثر درجة حرارة الماء، وطاقة الخلط، ووقت الراحة، وتوقيت القياس على النتيجة. ويجب اختبار كل درجة في ظل نفس الظروف.
عملية عملية لتطوير المنتجات
يمكن لشركة إنتاج الجص اتباع العملية التالية لاختيار إيثر السليلوز.
الخطوة 1: تحديد أهداف الأداء
حدد أهدافًا واضحة للتدفق الأولي، والتدفق خلال 30 دقيقة، والتفريغ، ووقت التصلب، والتمدد، وقوة الخرسانة بعد يوم واحد، وقوتها بعد ثلاثة أيام، وقوتها النهائية.
الخطوة 2: اختبار تركيبة خالية من إيثر السليلوز
تُظهر العينة المرجعية التدفق الأصلي، والتسرب، والقوة. كما تُظهر مقدار التصحيح الريولوجي الذي تحتاجه التركيبة.
الخطوة 3: فحص درجات اللزوجة المختلفة
قارن بين الدرجات ذات اللزوجة المنخفضة، واللزوجة المتوسطة-المنخفضة، واللزوجة المتوسطة عند استخدام نفس الجرعة.
على سبيل المثال، يمكن للمختبر مقارنة منتجات Zhiwei HPMC 400 وHPMC 4K وHPMC 40K.
الخطوة 4: تحسين الجرعة
بعد اختيار نطاق اللزوجة الأنسب، قم باختبار عدة مستويات من الجرعة. وقد يتضمن التسلسل الأولي المفيد القيم التالية: 0.01%، و0.02%، و0.03%، و0.05%.
الخطوة 5: تحسين أداء مزيل الرغوة والمُليّن الفائق
اضبط كمية المُليّن الفائق بحيث يتم الوصول إلى درجة الانسيابية المطلوبة دون إضافة مياه غير ضرورية. اضبط كمية مزيل الرغوة للتحكم في الهواء دون الإضرار بالثبات.
الخطوة 6: التأكد من المتانة والقوة
اختبار قوة الضغط الأولية والنهائية. كما يجب على المنتج تقييم التمدد، والالتصاق، والانكماش، والمتانة عندما يتطلب الاستخدام هذه الخصائص.
الخطوة 7: إجراء تجربة على نطاق الإنتاج
لا ينتج عن الخلط المختبري والخلط في المصنع دائمًا نفس التوزيع. ويمكن أن تؤكد التجربة الإنتاجية دقة الجرعات، ووقت الخلط، واتساق محتوى الأكياس، والأداء في الموقع.
الأسئلة الشائعة
ما هي الوظيفة الرئيسية لإيثر السليلوز في ملاط الأسمنت؟
وتتمثل وظائفها الرئيسية في الاحتفاظ بالماء، والتحكم في اللزوجة، وتحسين التماسك، والحد من التسرب، وتحسين الاحتفاظ بالتدفق.
هل يؤدي إيثر السليلوز دائمًا إلى تقليل تدفق الجص؟
عادةً ما يؤدي إيثر السليلوز إلى انخفاض التدفق إلى حد ما، لأنه يزيد من لزوجة الطور المائي. وقد يكون هذا الانخفاض طفيفًا عند استخدام اللزوجة والجرعة المناسبتين. أما الزيادة المفرطة في اللزوجة أو الجرعة، فقد تؤدي إلى انخفاض حاد في التدفق.
ما هي الجرعة المناسبة من إيثر السليلوز في ملاط الأسمنت؟
أدى استخدام جرعة تتراوح بين 0.02% و0.03% إلى تحقيق توازن مفيد في التركيبة النموذجية. وينبغي استخدام هذا النطاق كنقطة انطلاق مختبرية فقط. وتعتمد الجرعة النهائية على التركيبة الكاملة.
أي درجة من درجات «Zhiwei» ينبغي اختبارها أولاً؟
يُعد منتج Zhiwei HPMC 4K أو HEMC 4K خيارًا عمليًّا أوليًّا لملاط الأسمنت عالي التدفق. وينبغي على العميل تأكيد هذا الاختيار من خلال إجراء اختبارات التطبيق.
هل يمكن لـ HPMC أن يمنع تسرب الجص؟
يمكن أن يقلل HPMC من النزيف بشكل كبير عندما تكون لزوجته وجرعته مناسبتين. وقد لا توفر الدرجة ذات اللزوجة المنخفضة جدًّا درجة كافية من الاستقرار.
هل يوفر مادة HPMC ذات اللزوجة الأعلى أداءً أفضل؟
ليس بالضرورة. فمادة HPMC عالية اللزوجة توفر تكثيفًا أقوى، لكنها قد تقلل من معدل التدفق إلى ما دون المتطلبات الإنشائية. وأفضل نوع هو الذي يحقق أهداف الاستقرار ومعدل التدفق على حد سواء.
هل يمكن لإيثر السليلوز أن يحسّن مقاومة الضغط؟
يمكن أن تساعد الجرعة المناسبة في تعزيز الترطيب وتقليل التفرق. ومع ذلك، فإن إيثر السليلوز لا يضمن زيادة قوة الضغط. وقد تؤدي الجرعة الزائدة إلى زيادة الهواء والمسامية، مما قد يقلل من القوة.
لماذا يجب اختبار تدفق الـ30 دقيقة؟
يُظهر اختبار التدفق الذي يستغرق 30 دقيقة ما إذا كان الجص سيظل قابلاً للتشكيل أثناء الخلط والنقل والصب. ولا يضمن ارتفاع معدل التدفق الأولي الحفاظ الفعلي على قابلية التدفق.
الخاتمة
يُعد إيثر السليلوز مكونًا صغيرًا ولكنه مهم في ملاط الأسمنت. فهو قادر على تحسين القدرة على الاحتفاظ بالماء، والتماسك، ومقاومة النزيف، والحفاظ على السيولة. وتساعد هذه المزايا الملاط على تكوين بنية صلبة أكثر اتساقًا وموثوقية.
ومع ذلك، يجب أن يكون الاختيار دقيقًا. فقد لا يمنع المنتج ذو اللزوجة المنخفضة حدوث الانفصال. أما المنتج ذو اللزوجة العالية أو الجرعة الزائدة فقد يقللان من التدفق والقوة المبكرة.
بالنسبة لملاط الأسمنت عالي التدفق، تُعد الدرجة ذات اللزوجة المتوسطة-المنخفضة، مثل Zhiwei HPMC 4K أو HEMC 4K، نقطة انطلاق عملية. وينبغي على المنتج بعد ذلك تحسين الجرعة بالتزامن مع المُليّن الفائق من البولي كربوكسيلات ومزيل الرغوة.
Zhiwei (Jinan) New Materials Co., Ltd. يمكننا توفير خيارات من درجات HPMC وHEMC لمختلف الأنظمة القائمة على الأسمنت. يمكن للعملاء تقديم الصيغة الأساسية الخاصة بهم، ومعدل التدفق المستهدف، ووقت التشغيل، ومتطلبات القوة، ودرجة حرارة التطبيق. ومن ثم يمكن لفريق Zhiwei أن يوصي بـ خطة عينة مركزة لإجراء الفحوصات المخبرية.