تأثير الإيثرات السليلوزية (HPMC) على قوة لاصق الشد للمواد اللاصقة لبلاط السيراميك

إيثرات السليلوز، خاصةً هيدروكسي بروبيل ميثيل سيليلوز (HPMC)، تُستخدم على نطاق واسع في الملاط التجاري كمواد حافظة للماء ومكثفات ومواد رابطة.

صُممت إيثرات السليلوز المعالجة السطحية للمنتجات المائية. ونظرًا لمتطلبات السوق واعتبارات الإنتاج، فإن معظم منتجات HPMC المتاحة هي من النوع المعالج سطحيًا. وما إذا كانت إيثرات السليلوز السليولوز المعالجة السطحية مناسبة للمنتجات القائمة على الأسمنت كان مصدر قلق للعديد من مصنعي الملاط.

والآن، دعنا نفحص الفرق في قوة لاصق الشد في ظل ظروف المعالجة المختلفة بين الإيثرات السليلوزية المعالجة بالسطح وغير المعالجة بالسطح المستخدمة في لاصق البلاط.

المواد الخام والطرق التجريبية

المواد والخصائص الأساسية

الأسمنت: الأسمنت البورتلاندي العادي، بخصائصه الأساسية المدرجة في الجدول 1.

الجدول1 الخواص الأساسية للأسمنت

الاسم

قوة الانضغاط (MPa)

قوة الانثناء (ميجا باسكال)

وقت الإعداد (ساعة:دقيقة)

3 أيام

28 يوماً

3 أيام

28 يوماً

المجموعة الأولية

المجموعة النهائية

الأسمنت

4.36

6.29

24.6

45.7

2:35

3:45

 

رمل السيليكا: تُستخدم رمال الأنهار المحلية

توزيع حجم الجسيمات لنوعين من الرمال النهرية (30-50 شبكة و50-140 شبكة) كما هو موضح في الشكل 1:

الشكل 1 توزيع حجم الجسيمات لنوعين من الرمال

إيثرات السليلوز السليلوزية

اخترنا إيثرات هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز الميثيل ذات درجة إحلال مماثلة ولزوجة تبلغ حوالي 120,000 لكل من العينات المعالجة بالسطح وغير المعالجة بالسطح. كان هناك 16 عينة لكل نوع. وترد المواصفات الفنية الرئيسية للعينات في الجدول 2.

الجدول 2: المواصفات الفنية الرئيسية لنوعين من إيثرات السليلوز السليلوزية

الاسم

اللزوجة mpa.s

رماد %

الرطوبة %

ميثوكسي %

هيدروكسي بروبوكسي %

معالج سطحي

123389

2.57

3.66

20.03

8.84

غير معالج بالسطح

129483

2.54

3.82

21.63

8.73

بيئة اختبار اللزوجة عند 20 درجة مئوية.

الطرق التجريبية

التصميم التجريبي

تشير الدراسة إلى تركيبة لاصق البلاط الأساسية الأكثر شيوعًا في السوق الحالية. لتقليل العوامل المؤثرة، تظل المكونات والنسب الأخرى دون تغيير. لم تتم إضافة مسحوق اللاتكس. يتم فقط تغيير نوع السليلوز الأثير لمقارنة تأثيره على قوة الشد للمواد اللاصقة للبلاط الأسمنتي. هذه الصيغة هي للإشارة فقط. النسب المحددة لكل مكون في الصيغة مدرجة في الجدول 3.

الجدول 3 النسب التجريبية

المواد الخام

أسمنت بورتلاند عادي

رمال متوسطة

الرمال الناعمة

أثير السليلوز السليولوز

 

 

30-50 شبكة

50-140 شبكة

 

النسبة المئوية %

35

24.6

40

0.4

طرق الاختبار

يتبع صب العينات ومعالجتها واختبارها الطرق ذات الصلة الموضحة في المعيار الصناعي JC/T 547-2005 "لاصق بلاط السيراميك للجدران والأرضيات" لتلبية الاتساق القياسي. يضاف الماء (23%) ويخلط لتحقيق قابلية التشغيل. يتم قولبة العينات في ظروف قياسية (23 ± 2 درجة مئوية، 50 ± 5% رطوبة نسبية). يتم اختبار قوة الشد للمادة اللاصقة للبلاط في ظل ظروف معالجة مختلفة، بما في ذلك قوة رابطة الشد الأولية (المعالجة القياسية لمدة 28 يومًا)، وقوة رابطة الشد بعد الغمر في الماء (المعالجة القياسية لمدة 7 أيام + الغمر بالماء لمدة 21 يومًا)، وقوة الشد بعد 20 دقيقة من وقت الفتح، وقوة الشد في ظل ظروف المعالجة القياسية لمدة يومين. في هذه الدراسة، يتم اختبار قوة رابطة الشد باستخدام جهاز اختبار الشد، بمعدل تحميل 250 نيوتن/ثانية للربط بالركائز الخرسانية. يُستخدم جهاز Vicat لقياس زمن التثبيت لكل عينة.

النتائج التجريبية والتحليل

التأثير على قوة الالتصاق بالشد المبكر

تم فحص قوة لاصق الشد على أسطح الركيزة الخرسانية تحت ظروف المعالجة المختبرية القياسية لمدة 48 ساعة. يتم استخدام ست عشرة عينة من كل فئة من الفئتين الرئيسيتين من الإيثرات السليلوزية المدرجة في الجدول 3 في نسب لاصق البلاط. يتم تشكيل عينات الاختبار واختبارها وفقًا للطرق الموضحة في JC/T 547-2005. يتم قياس قوة لاصق الشد بعد 48 ساعة من المعالجة في ظل ظروف معملية قياسية.

يتم تجميع بيانات اختبار لاصق الشد لنفس النوع من إيثر السليلوز السليولوز للمقارنة الإحصائية بين الإيثرات السليولوزية المعالجة بالسطح وغير المعالجة بالسطح من حيث تأثيرها على قوة لاصق الشد المبكر للمادة اللاصقة للبلاط.

رسم بياني لتأثير قوة الشد تحت المعالجة بدرجة حرارة الغرفة لمدة يومين على الركيزة الخرسانية

من من منظور البيانات، لا يوجد فرق كبير في تأثير الإيثرات السليلوزية السليلوزية المعالجة سطحيًا وغير المعالجة سطحيًا على قوة الالتصاق الشد المبكرة للمادة اللاصقة للبلاط. يبلغ الفرق في القيم المتوسطة حوالي 2% فقط، حيث إن النوع غير المعالج بالسطح أعلى قليلًا من النوع المعالج بالسطح. يمكن استنتاج أنه لا يوجد فرق كبير في تأثير نوعي إيثرات هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز الميثيل على قوة اللصق المبكر للمادة اللاصقة للبلاط اللاصق.

قوة رابطة الشد اللاصقة

تتضمن ظروف المعالجة ظروف المعمل القياسية لمدة 28 يومًا على أسطح الركيزة الخرسانية.

وبالمثل، يتم استخدام ستة عشر عينة من كل فئة من الفئتين الرئيسيتين من إيثرات السليلوز المدرجة في الجدول 3 في نسب لاصق البلاط. يتم تشكيل عينات الاختبار وفقًا للمتطلبات القياسية ويتم معالجتها لمدة 28 يومًا في ظل ظروف معملية قياسية. ثم يتم اختبار قوة رابطة الشد اللاصقة.

يتم تجميع بيانات الاختبار لقوة الرابطة اللاصقة الشد لنفس النوع من الإيثر السليلوزي من أجل المقارنة الإحصائية بين الإيثرات السليلوزية السليلوزية المعالجة بالسطح وغير المعالجة بالسطح من حيث تأثيرها على قوة الرابطة اللاصقة الشدّية للمادة اللاصقة للبلاط لمدة 28 يومًا.

رسم بياني لتأثير قوة الشد تحت درجة حرارة الغرفة لمدة 28 يومًا من المعالجة بدرجة حرارة الغرفة على الركيزة الخرسانية

من منظور البيانات، لا يوجد فرق كبير في تأثير الإيثرات السليلوزية السليلوزية المعالجة سطحيًا وغير المعالجة سطحيًا على قوة الرابطة اللاصقة الشدّية الأصلية للمادة اللاصقة للبلاط. يبلغ الفرق في متوسط القيم حوالي 1% فقط، حيث يكون النوع غير المعالج بالسطح أقل قليلًا من النوع المعالج بالسطح. يمكن استنتاج أن كلا النوعين من إيثرات السليلوز لهما تأثيرات ثابتة على قوة الرابطة اللاصقة الأصلية للمادة اللاصقة الأصلية للبلاط اللاصق للبلاط لمدة 28 يومًا.

قوة رابطة الشد اللاصقة بعد الغمر في الماء

تتضمن ظروف المعالجة ظروف معملية قياسية مدتها 7 أيام تليها 21 يومًا من الغمر في الماء عند درجة حرارة (20 ± 2) درجة مئوية، على أسطح الركيزة الخرسانية. يتم تجميع بيانات الاختبار لقوة رابطة الشد اللاصقة لنفس النوع من الإيثر السليولوزي للمقارنة الإحصائية بين الإيثرات السليولوزية المعالجة بالسطح وغير المعالجة بالسطح من حيث تأثيرها على قوة رابطة الشد اللاصقة للمادة اللاصقة للبلاط بعد الغمر بالماء.

 مخطط تأثير قوة الشد بعد الغمر بالماء على الركيزة المتماسكة

استنادًا إلى تحليل البيانات، فإن تأثير HPMC المعالجة سطحيًا وغير المعالجة سطحيًا على قوة الرابطة اللاصقة الشدّية للمادة اللاصقة للبلاط بعد غمرها في الماء كبير. هناك فرق تقريبي قدره 10% في القيم المتوسطة، حيث يُظهر النوع المعالج بالسطح قيمًا أعلى بكثير مقارنة بالنوع غير المعالج بالسطح. ولذلك، يمكن استنتاج أن HPMC المعالج سطحيًا أكثر فعالية في ضمان قوة رابطة لاصق الشد المقاوم للماء للمادة اللاصقة للبلاط.

قوة رابطة الشد اللاصقة بعد 20 دقيقة من وقت الفتح

يتم تشكيل عينات الاختبار الخاصة بزمن الفتح وفقًا للطريقة الموضحة في JC/T 547-2005، مع زمن فتح مطلوب يبلغ 20 دقيقة. يتم تخزين العينات تحت ظروف المعالجة القياسية لمدة 28 يومًا، ويتم اختبار قوة الرابطة اللاصقة الشدّية. يتم تجميع بيانات الاختبار لقوة الرابطة اللاصقة الشدية لنفس النوع من إيثر السليلوز السليولوز للمقارنة الإحصائية بين الإيثرات السليولوزية المعالجة بالسطح وغير المعالجة بالسطح من حيث تأثيرها على القوة في ظل ظروف زمن فتح 20 دقيقة من زمن فتح لاصق البلاط.

مخطط تأثير قوة الشد اللاصقة على الركيزة المتخثرة، زمن التهوية 20 دقيقة

من من منظور البيانات، فإن تأثير الإيثرات السليلوزية السليلوزية المعالجة سطحيًا وغير المعالجة سطحيًا على زمن فتح لاصق البلاط كبير. يبلغ الفرق في القيم المتوسطة 20% تقريبًا، حيث يكون النوع المعالج بالسطح أعلى بشكل ملحوظ من النوع غير المعالج بالسطح. يمكن استنتاج أن إيثرات السليلوز المعالجة بالسطح أكثر ملاءمة للحفاظ على حالة سطح لاصق البلاط وإطالة وقت تكوين الجلد السطحي للمادة اللاصقة للبلاط.

ضبط الوقت

وبالمثل، يتم استخدام ستة عشر عينة من كل فئة من الفئتين الرئيسيتين من إيثرات السليلوز المدرجة في الجدول 3 في نسب لاصق البلاط. ومع إضافة كمية ثابتة من الماء، يتم قياس زمن التثبيت للعينات باستخدام جهاز Vicat. يشير الحرف "IS" إلى زمن التثبيت الأولي، ويشير الحرف "FS" إلى زمن التثبيت النهائي.

زمن التكثيف لأنواع مختلفة من إيثرات السليلوز السليلوزية

من من منظور البيانات، يكون لكل من الإيثرات السليلوزية السليلوزية المعالجة سطحيًا وغير المعالجة سطحيًا تأثير كبير يبلغ ساعة واحدة تقريبًا على أوقات التثبيت الأولية والنهائية للمادة اللاصقة للبلاط. تُظهر الإيثرات السليلوزية السليلوزية المعالجة سطحيًا خصائص تثبيط أضعف بشكل ملحوظ مقارنةً بغير المعالجة السطحية.

 

التحليل والخلاصة

تخضع إيثرات السليلوز السليولوز المعالجة سطحيًا لتعديل سطحي باستخدام الفورمالديهايد، مما يمكّنها من التشتت بسرعة وبشكل متجانس في الماء البارد المحايد دون تكتل. وهذا يعزز قدرتها على تكوين غرواني متجانس في الماء. ومع ذلك، يتضاءل هذا التأثير الوقائي للفورمالدهايد بسرعة في البيئات القلوية، مثل عندما يتجاوز الرقم الهيدروجيني 9. وفي مثل هذه الظروف، تذوب إيثرات السليلوز بسرعة لتكوين غروانيات. ولذلك، في المواد القائمة على الأسمنت، لا يوجد فرق في معدل الذوبان بين إيثرات السليلوز السليلوز المعالجة بالسطح وغير المعالجة بالسطح. ومع ذلك، فإن لهذين النوعين من إيثرات السليلوز السليولوز تأثيرات مختلفة على الخواص الميكانيكية وزمن التثبيت للمواد القائمة على الأسمنت.

في ظل الظروف القياسية

  • إن تأثير كلا النوعين من إيثرات السليلوز السليولوز على قوة الرابطة اللاصقة الشدّية للمادة اللاصقة للبلاط ضئيل، مع عدم وجود فرق كبير في بيانات القوة.

مقاومة الماء

  • يُظهر لاصق البلاط المصنوع من إيثرات السليلوز السليولوز المعالجة السطحية قوة رابطة لاصقة أفضل في الشد مقارنةً بتلك المصنوعة من إيثرات السليلوز السليولوز غير المعالجة السطحية.

الوقت المفتوح

  • يُظهر لاصق البلاط المصنوع من إيثرات السليلوز السليولوز المعالجة السطحية قوة التصاق شد أعلى بكثير ووقت فتح أطول مقارنةً بتلك المصنوعة من إيثرات السليلوز السليولوز غير المعالجة السطحية.

وقت الإعداد

  • مادة لاصقة البلاط المصنوعة من الإيثرات السليلوزية المعالجة السطحية لها معدل معالجة أسرع.

باختصار, إيثرات السليلوز السليولوز المعالجة سطحيًا ليست مناسبة فقط للمنتجات المائية ولكن أداءها جيد أيضًا في منتجات المساحيق الجافة القائمة على الأسمنت. بل إن بعض البيانات تتفوق في أدائها على أداء الإيثرات السليولوزية غير المعالجة بالسطح.

تخصصت شركتنا في إنتاج أثير السليلوز منذ أكثر من 20 عامًا، ولدينا مجموعة متنوعة من أنواع المنتجات لتلبية احتياجاتك. اتصل بنا الآن للحصول على كتالوج!

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *