אתר תאית במרגמה מעורבת מוכנה

התפקיד החשוב של אתר תאית בטיט מעורב מוכן:

במכתש המוכן, כמות האתר המווספת של תאית נמוכה מאוד, אך יכולה לשפר משמעותית את הביצועים של טיט רטוב, ביצועי בניית המרגמה הם תוסף עיקרי. בחירה סבירה של זנים שונים, צמיגות שונה, גודל חלקיקים שונה, דרגת צמיגות שונה והוספת כמות של אתר תאית

במכתש המוכן, כמות האתר המווספת של תאית נמוכה מאוד, אך יכולה לשפר משמעותית את הביצועים של טיט רטוב, ביצועי בניית המרגמה הם תוסף עיקרי. בחירה סבירה של אתר תאית עם זנים שונים, צמיגות שונה, גודל חלקיקים שונה, דרגת צמיגות שונה וכמות תוספת משפיעה לטובה על שיפור תכונות הטיט היבש. נכון להיום, מרגמות בנייה וטיח רבות הינן בעלות ביצועים גרועים של שמירה על מים, והפרדת תפוחי מים תתרחש לאחר מספר דקות של עמידה.

החזקת מים היא ביצועים חשובים של אתר מתיל תאית, אבל גם הרבה יצרני טיט יבשים מקומיים, במיוחד באזור הדרומי של יצרני טמפרטורות גבוהות יותר המודאגים מהביצועים. הגורמים המשפיעים על השפעת החזקת המים של טיט יבש כוללים את כמות MC, צמיגות MC, עדינות החלקיקים וטמפרטורת הסביבה.

אתר תאית הוא פולימר סינתטי העשוי מתאית טבעית כחומר גלם על ידי שינוי כימי. אתר תאית הוא נגזרת של תאית טבעית, ייצור אתר תאית ופולימר סינטטי שונה, החומר הבסיסי ביותר שלו הוא תאית, תרכובות פולימר טבעיות. בשל הייחודיות של מבנה התאית הטבעי, לתאית עצמה אין יכולת להגיב עם חומר מאתר. עם זאת, לאחר הטיפול בחומר התפיחה, נהרסו קשרי המימן החזקים בין שרשראות מולקולריות ובתוך השרשרת, ופעילות קבוצת ההידרוקסיל השתחררה לתאית אלקלית בעלת יכולת תגובה, ואתר תאית התקבל באמצעות תגובה של חומר ETHERifying - קבוצת OH לתוך קבוצת -OR.

התכונות של אתרי תאית תלויות בסוג, מספר והתפלגות התחליפים. הסיווג של אתר תאית מבוסס גם על סוג התחליפים, דרגת האתריפיקציה, מסיסות ויישום קשור ניתן לסווג. לפי סוג התחליפים בשרשרת המולקולרית, ניתן לחלקו לאתר בודד ולאתר מעורב. MC משמש בדרך כלל כאתר בודד, בעוד HPMC הוא אתר מעורב. מתיל תאית אתר MC הוא יחידת גלוקוז תאית טבעית על מתחקסיד הידרוקסיל המוחלף בנוסחת מבנה המוצר היא [COH7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X, אתר הידרוקסיפרופיל מתיל תאית HPMC היא יחידה בחלק ההידרוקסיל של מתאוקסיד מוחלף על ידי הידרוקסיפרופיל, חלק אחר של המוצר מוחלף על ידי הידרוקסיפרופיל, הנוסחה המבנית היא [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X ואתר הידרוקסיאתיל מתיל תאית HEMC, שהוא בשימוש נרחב ונמכר בשוק.

מן המסיסות ניתן לחלק לסוג יוני וסוג לא יוני. אתר תאית לא-יוני מסיס במים מורכב בעיקר מאתר אלקיל ואתר הידרוקסיל אלקיל שתי סדרות של זנים. Ionic CMC משמש בעיקר בדטרגנטים סינתטיים, טקסטיל, דפוס, מזון ונפט. MC, HPMC, HEMC לא יוניים ואחרים המשמשים בעיקר בחומרי בניין, ציפויים לטקס, רפואה, כימיה יומיומית והיבטים אחרים. כחומר עיבוי, חומר שמירה על מים, מייצב, מפיץ, חומר ליצירת סרטים.

אחזקת מים של אתר תאית: בייצור חומרי בניין, במיוחד טיט יבש, אתר תאית משחק תפקיד שאין לו תחליף, במיוחד בייצור טיט מיוחד (מרגמה שונה), אך גם חלק בלתי נפרד. התפקיד החשוב של אתר תאית מסיס במים בטיט כולל בעיקר שלושה היבטים, האחד הוא יכולת אחזקת מים מצוינת, השני הוא השפעת עקביות טיט וטיקסוטרופיה, והשלישי הוא האינטראקציה עם מלט. אחזקת מים אתר תאית, תלויה בבסיס ההידרוסקופיות, הרכב הטיט, עובי שכבת המרגמה, דרישת מי המרגמה, זמן עיבוי חומרי העיבוי. החזקת המים של אתר תאית נובעת ממסיסות והתייבשות של אתר תאית עצמו. ידוע היטב כי שרשראות מולקולריות של תאית, למרות שהן מכילות מספר רב של קבוצות OH עם לחות גבוהה, אינן מסיסות במים בגלל המבנה הגבישי ביותר שלהן. יכולת ההידרציה של קבוצות הידרוקסיל לבדה אינה מספיקה כדי לשלם עבור קשרי המימן הבין-מולקולריים החזקים וכוחות ואן דר ואלס. כאשר מכניסים תחליפים לשרשרת המולקולרית, לא רק התחליפים הורסים את שרשרת המימן, אלא גם קשרי המימן הבין-שרשרתים נשברים עקב התדירות של תחליפים בין שרשראות סמוכות. ככל שהתחליפים גדולים יותר, כך המרחק בין מולקולות גדול יותר. ככל שההרס של אפקט קשר מימן גדול יותר, התרחבות סריג תאית, התמיסה לתוך אתר התאית הופכת למסיס במים, היווצרות פתרון בעל צמיגות גבוהה. ככל שהטמפרטורה עולה, ההידרציה של הפולימר פוחתת והמים בין השרשראות נדחפים החוצה. כאשר אפקט ההתייבשות מספיק, המולקולות מתחילות להצטבר והג'ל מתקפל ברשת תלת מימדית.

הגורמים המשפיעים על החזקת המים של טיט כוללים צמיגות אתר תאית, מינון, עדינות החלקיקים וטמפרטורת השירות.

ככל שהצמיגות של אתר תאית גדולה יותר, כך ביצועי החזקת המים טובים יותר. צמיגות היא פרמטר חשוב של ביצועי MC. נכון לעכשיו, יצרני MC שונים משתמשים בשיטות ובמכשירים שונים כדי למדוד את הצמיגות של MC. השיטות העיקריות כוללות את Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde וברוקפילד. עבור אותו מוצר, תוצאות הצמיגות הנמדדות בשיטות שונות שונות מאוד, חלקן אפילו הבדלים מרובים. לכן בהשוואת צמיגות יש לבצע אותה בין אותה שיטת בדיקה לרבות טמפרטורה, רוטור וכו'.

באופן כללי, ככל שהצמיגות גבוהה יותר, כך אפקט החזקת המים טוב יותר. עם זאת, ככל שהצמיגות גבוהה יותר, המשקל המולקולרי של MC גבוה יותר, וביצועי ההמסה יפחתו בהתאם, מה שיש לו השפעה שלילית על החוזק וביצועי הבנייה של טיט. ככל שהצמיגות גבוהה יותר, כך השפעת העיבוי של טיט ברורה יותר, אך היא אינה פרופורציונלית לקשר. ככל שהצמיגות גבוהה יותר, הטיט הרטוב יהיה דביק יותר, גם בנייה, ביצועי המגרד הדביק וגם הידבקות גבוהה לחומר הבסיס. אבל זה לא מועיל להגדיל את החוזק המבני של טיט רטוב. במהלך הבנייה, ביצועי האנטי-צניחה אינם ברורים. להיפך, לכמה אתרים מתיל תאית עם צמיגות נמוכה אך שונה יש ביצועים מצוינים בשיפור החוזק המבני של טיט רטוב.

ככל שמוסיפים יותר אתר תאית לטיט, כך ביצועי אחזקת מים טובים יותר, ככל שהצמיגות גבוהה יותר, כך ביצועי אחזקת מים טובים יותר.

לגבי גודל החלקיקים, ככל שהחלקיק עדין יותר, כך אחזקת המים טובה יותר. חלקיקים גדולים של אתר תאית במגע עם מים, פני השטח מתמוססים מיד ויוצרים ג'ל לעטוף את החומר כדי למנוע ממולקולות מים להמשיך לחדור, לפעמים ערבוב ארוך לא יכול להתפזר באופן אחיד להמסה, היווצרות תמיסת פלוקולנט בוצית או מִצבָּר. מסיסותו של אתר תאית היא אחד הגורמים לבחירת אתר תאית. עדינות היא גם מדד ביצועים חשוב של אתר מתיל תאית. MC עבור טיט יבש דורש אבקה, תכולת מים נמוכה ועדינות של 20% ~ 60% גודל חלקיקים פחות מ 63um. עדינות משפיעה על מסיסותו של אתר מתיל תאית. MC גס הוא לרוב גרגירי וניתן להמיס אותו בקלות במים מבלי להצטבר, אך מהירות ההמסה איטית מאוד, ולכן אינו מתאים לשימוש בטיט יבש. בטיט יבש, MC מתפזר בין חומרי מילוי מצטברים, עדינים וחומרי מלט כגון מלט, ורק אבקה עדינה מספיק יכולה למנוע התקבצות של אתר מתיל תאית בעת ערבוב עם מים. כאשר MC מוסיפה מים כדי להמיס אגלומרט, קשה מאוד לפזר ולהמיס אותו. MC עם עדינות גסה לא רק מבזבז, אלא גם מפחית את החוזק המקומי של טיט. כאשר טיט יבש כזה נבנה בשטח גדול, מהירות הריפוי של טיט יבש מקומי מופחתת באופן משמעותי, וכתוצאה מכך נוצר סדק שנגרם על ידי זמן ריפוי שונה. עבור טיט ריסוס מכני, בגלל זמן הערבוב הקצר, העדינות גבוהה יותר.

לעדינות של MC יש גם השפעה מסוימת על החזקת המים שלו. באופן כללי, עבור אתר מתיל תאית עם אותה צמיגות אך עדינות שונה, ככל שאפקט החזקת המים עדין יותר תחת אותה כמות הוספה.

החזקת המים של MC קשורה גם לטמפרטורה שבה נעשה שימוש, ואחיזת המים של אתר מתיל תאית פוחתת עם עליית הטמפרטורה. אבל ביישום החומר בפועל, סביבות רבות של טיט יבש יהיו לעיתים קרובות בטמפרטורה גבוהה (גבוהה מ-40 מעלות) בתנאי בנייה במצע חם, כגון בידוד קיץ של טיח שפכטל הקיר החיצוני, אשר לעתים קרובות האיץ את התמצקות התקשות מלט וטיט יבש. הירידה בקצב החזקת המים מובילה לתחושה הברורה שגם יכולת הבנייה וגם עמידות הסדקים מושפעות. במצב זה, הפחתת השפעת גורמי הטמפרטורה הופכת קריטית במיוחד. למרות שהתוסף של אתר מתיל הידרוקסיאתיל תאית נחשב לראש ההתפתחות הטכנולוגית, התלות שלו בטמפרטורה עדיין תוביל להיחלשות תכונות הטיט היבש. גם עם הגדלת מינון תאית מתיל הידרוקסיאתיל (נוסחת קיץ), הבנייה וההתנגדות לסדקים עדיין לא יכולה לענות על צורכי השימוש. באמצעות טיפול מיוחד ב-MC, כגון הגדלת דרגת האetherification, אפקט החזקת המים של MC יכול לשמור על אפקט טוב יותר בטמפרטורה גבוהה, כך שהוא יכול לספק ביצועים טובים יותר בתנאים קשים.

בנוסף, עיבוי ותיקסוטרופיה של אתר תאית: פעולה שנייה של אתר תאית – עיבוי תלוי ב: דרגת פילמור אתר תאית, ריכוז התמיסה, קצב גזירה, טמפרטורה ותנאים נוספים. תכונת הג'ל של תמיסה היא ייחודית לתאית אלקיל ונגזרותיו המושנות. מאפייני הג'ל קשורים למידת ההחלפה, ריכוז התמיסה ותוספים. עבור נגזרות שעברו שינוי הידרוקסיל אלקיל, תכונות הג'ל קשורות גם למידת השינוי בהידרוקסיל אלקיל. לריכוז התמיסה של MC ו- HPMC בצמיגות נמוכה ניתן להכין תמיסת ריכוז של 10%-15%, ניתן להכין תמיסה של MC ו-HPMC בצמיגות בינונית 5%-10% תמיסה, ו-MC ו- HPMC בצמיגות גבוהה ניתן להכין רק 2%-3 % תמיסה, ובדרך כלל דירוג צמיגות אתר תאית הוא גם ל-1%-2% תמיסה לדרגה. יעילות של מעבה אתר תאית במשקל מולקולרי גבוה, אותו ריכוז של תמיסה, לפולימרים בעלי משקל מולקולרי שונה יש צמיגות שונה, צמיגות ומשקל מולקולרי ניתן לבטא באופן הבא, [η]=2.92×10-2 (DPn) 0.905, DPn הוא הממוצע דרגת פילמור גבוהה. אתר תאית במשקל מולקולרי נמוך כדי להוסיף עוד כדי להשיג את צמיגות היעד. הצמיגות שלו פחות תלויה בקצב הגזירה, צמיגות גבוהה להשגת צמיגות היעד, הכמות הדרושה כדי להוסיף פחות, הצמיגות תלויה ביעילות העיבוי. לכן, כדי להשיג עקביות מסוימת, יש להבטיח כמות מסוימת של אתר תאית (ריכוז תמיסה) וצמיגות התמיסה. טמפרטורת הג'ל של התמיסה ירדה באופן ליניארי עם עליית ריכוז התמיסה, וג'לציה התרחשה בטמפרטורת החדר לאחר הגעה לריכוז מסוים. ל- HPMC יש ריכוז ג'לציה גבוה בטמפרטורת החדר.

ניתן להתאים את העקביות גם על ידי בחירת גודל חלקיקים ואתרים תאית עם דרגות שונות של שינוי. השינוי שנקרא הוא הכנסת קבוצת הידרוקסיל אלקיל במידה מסוימת של החלפה על מבנה השלד של MC. על ידי שינוי ערכי ההחלפה היחסיים של שני התחליפים, כלומר ערכי ההחלפה היחסיים של DS ו-MS של קבוצות מתוקסי והידרוקסיל. תכונות שונות של אתר תאית נדרשות על ידי שינוי ערכי ההחלפה היחסיים של שני סוגים של תחליפים.

הקשר בין עקביות לשינוי: תוספת של אתר תאית משפיעה על צריכת המים של טיט, ומשנה את יחס קושרי המים של מים ומלט, שהוא אפקט העיבוי. ככל שהמינון גבוה יותר, כך צריכת המים גבוהה יותר.

אתרים תאית המשמשים בחומרי בנייה אבקתיים חייבים להתמוסס במהירות במים קרים ולספק את העקביות הנכונה למערכת. אם קצב גזירה נתון עדיין צמר וקולואידי זה מוצר לא סטנדרטי או באיכות ירודה.

יש גם קשר ליניארי טוב בין עקביות תמיסת מלט למינון של אתר תאית, אתר תאית יכול להגביר מאוד את צמיגות הטיט, ככל שהמינון גדול יותר, כך ההשפעה ברורה יותר. לתמיסה מימית של אתר תאית עם צמיגות גבוהה יש תיקסוטרופיה גבוהה, שהיא אחד המאפיינים של אתר תאית. לתמיסות מימיות של פולימרים מסוג MC יש בדרך כלל נזילות פסאודו-פלסטית, לא-תיקזוטרופית מתחת לטמפרטורת הג'ל שלהן, אך תכונות זרימה ניוטוניות בקצבי גזירה נמוכים. פסאודו-פלסטיות עולה עם עליית המשקל המולקולרי או הריכוז של אתר תאית ואינה תלויה בסוג התחליף ובדרגה. לכן, אתרי תאית מאותה דרגת צמיגות, בין אם MC, HPMC או HEMC, תמיד מראים את אותן תכונות ריאולוגיות כל עוד הריכוז והטמפרטורה נשארים קבועים. כאשר הטמפרטורה עולה, נוצר ג'ל מבני ומתרחשת זרימה תיקסוטרופית גבוהה. אתרים של תאית עם ריכוז גבוה וצמיגות נמוכה מציגים טיקסוטרופיה אפילו מתחת לטמפרטורת הג'ל. מאפיין זה הוא בעל תועלת רבה לבניית טיט לבניין כדי להתאים את תכונת הזרימה והזרימה שלו. יש להסביר כאן שככל שהצמיגות של אתר תאית גבוהה יותר, כך אחזקת המים טובה יותר, אך ככל שהצמיגות גבוהה יותר, משקלו המולקולרי היחסי של אתר תאית גבוה יותר, הירידה המקבילה במסיסותו, אשר משפיעה לרעה על ריכוז המרגמות וביצועי הבנייה. ככל שהצמיגות גבוהה יותר, כך השפעת העיבוי של טיט ברורה יותר, אבל זה לא קשר פרופורציונלי מוחלט. קצת צמיגות נמוכה, אבל אתר תאית שונה בשיפור החוזק המבני של טיט רטוב יש ביצועים מצוינים יותר, עם עליית הצמיגות, אחזקת מים אתר תאית השתפרה.

עיכוב אתר תאית: אתר תאית תפקיד שלישי הוא לעכב את תהליך ההידרציה של המלט. אתר תאית מעניק למלט תכונות מועילות שונות, אך גם מפחית את שחרור חום הידרציה המוקדם של מלט, ומעכב את תהליך ההידרציה הדינמי של המלט. זה לא חיובי לשימוש בטיט באזורים קרים. סוג זה של אפקט עיכוב הוא ספיחת מולקולת אתר תאית על מוצרי הידרציה CSH ו-Ca (OH) 2 הנגרמת על ידי, עקב העלייה בצמיגות התמיסה הנקבוביות, אתר תאית מפחית את פעילות היונים בתמיסה, ובכך מעכב את תהליך ההידרציה. ככל שהריכוז של אתר תאית בחומר ג'ל מינרלי גבוה יותר, כך ההשפעה של עיכוב ההידרציה ברורה יותר. אתר תאית לא רק מעכב את ההגדרה, אלא גם את תהליך ההתקשות של מערכת טיט המלט. ההשפעה המעכבת של אתר תאית תלויה לא רק בריכוזו במערכת הג'ל המינרלי, אלא גם במבנה הכימי. ככל שדרגת המתילציה של HEMC גבוהה יותר, כך ההשפעה המעכבת של אתר תאית טובה יותר. ההשפעה המעכבת של תחליף הידרופילי חזק יותר מזו של תחליף מגביר מים. אבל לצמיגות של אתר תאית יש השפעה מועטה על קינטיקה של הידרציה של מלט.

עם העלייה בתכולת האתר של תאית, זמן ההתייצבות של הטיט גדל באופן משמעותי. לזמן ההתייצבות הראשוני של טיט יש מתאם ליניארי טוב עם תכולת האתר תאית, ולזמן ההתייצבות הסופי יש מתאם ליניארי טוב עם תכולת האתר התאית. אנו יכולים לשלוט בזמן הפעולה של טיט על ידי שינוי המינון של אתר תאית.

לסיכום, בטיט מעורב מוכן, אתר תאית ממלא תפקיד באגירת מים, עיבוי, עיכוב כוח הידרציה של המלט, שיפור ביצועי הבנייה. יכולת אחזקת מים טובה הופכת את הידרציה של המלט לשלמה יותר, יכולה לשפר את הצמיגות הרטובה של טיט רטוב, לשפר את חוזק ההדבקה של טיט, זמן מתכוונן. הוספת אתר תאית לטיט ריסוס מכני יכולה לשפר את ביצועי הריסוס או השאיבה ואת החוזק המבני של הטיט. לכן, אתר תאית נמצא בשימוש נרחב כתוסף חשוב בטיט מוכן.