הקשר בין איכות תאית לאיכות טיט

בטיט מוכן, כמות התוספת של אתר תאית נמוכה מאוד, אך היא יכולה לשפר משמעותית את הביצועים של טיט רטוב, וזהו תוסף עיקרי המשפיע על ביצועי הבנייה של טיט. בחירה סבירה של אתרי תאית מזנים שונים, צמיגות שונות, גדלים שונים של חלקיקים, דרגות שונות של צמיגות וכמויות נוספות תשפיע לטובה על שיפור הביצועים של טיט אבקה יבש. נכון להיום, מרגמות בנייה וטיח רבות הן בעלות ביצועי אצירת מים גרועים, ותמיסת המים תיפרד לאחר מספר דקות של עמידה. החזקת מים היא ביצועים חשובים של אתר מתיל תאית, וזה גם ביצוע שיצרני טיט תערובת יבשים מקומיים רבים, במיוחד אלו באזורים הדרומיים עם טמפרטורות גבוהות, שמים לב אליו. גורמים המשפיעים על השפעת החזקת המים של טיט בתערובת יבשה כוללים את כמות ה-MC הנוספת, הצמיגות של MC, עדינות החלקיקים וטמפרטורת סביבת השימוש.

1. קונספט
אתר תאית הוא פולימר סינתטי העשוי מתאית טבעית באמצעות שינוי כימי. אתר תאית הוא נגזרת של תאית טבעית. הייצור של אתר תאית שונה מפולימרים סינתטיים. החומר הבסיסי ביותר שלו הוא תאית, תרכובת פולימר טבעית. בשל הייחודיות של מבנה התאית הטבעי, לתאית עצמה אין יכולת להגיב עם חומרי etherification. עם זאת, לאחר הטיפול בחומר המתנפח נהרסים קשרי המימן החזקים בין השרשראות המולקולריות לשרשראות, והשחרור הפעיל של קבוצת ההידרוקסיל הופך לתאית אלקלית תגובתית. להשיג אתר תאית.

התכונות של אתרי תאית תלויות בסוג, מספר והתפלגות התחליפים. הסיווג של אתרי תאית מבוסס גם על סוג התחליפים, דרגת האתריפיקציה, מסיסות ותכונות יישום קשורות. לפי סוג התחליפים בשרשרת המולקולרית, ניתן לחלק אותו למונו-אתר ולאתר מעורב. ה-MC שאנו משתמשים בו בדרך כלל הוא מונו-אתר, וה-HPMC הוא אתר מעורב. אתר מתיל תאית MC הוא המוצר לאחר שקבוצת ההידרוקסיל ביחידת הגלוקוז של תאית טבעית מוחלפת על ידי מתוקסי. זהו מוצר המתקבל על ידי החלפת חלק מקבוצת ההידרוקסיל ביחידה בקבוצת מתוקסי וחלק אחר בקבוצת הידרוקסיפרופיל. הנוסחה המבנית היא [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Hydroxyethyl methyl cellulose ether HEMC, אלו הם הזנים העיקריים בשימוש נרחב ונמכר בשוק.

מבחינת מסיסות, ניתן לחלק אותו ליוני ולא יוני. אתרים תאית לא-יוניים מסיסים במים מורכבים בעיקר משתי סדרות של אתרים אלקיל ואתרים הידרוקסיאלקיל. Ionic CMC משמש בעיקר בחומרי ניקוי סינתטיים, הדפסה וצביעה של טקסטיל, חיפושי מזון ושמן. MC, HPMC, HEMC וכו' הלא-יוניים משמשים בעיקר בחומרי בנייה, ציפוי לטקס, רפואה, כימיקלים יומיומיים וכו'. משמש כחומר מעבה, חומר שומר מים, מייצב, חומר מפיץ וחומר ליצירת סרטים.

2. שימור מים של אתר תאית
שימור מים של אתר תאית: בייצור חומרי בניין, בעיקר טיט אבקה יבש, אתר תאית משחק תפקיד שאין לו תחליף, במיוחד בייצור טיט מיוחד (מרגמה שונה), הוא מרכיב הכרחי וחשוב.

התפקיד החשוב של אתר תאית מסיס במים בטיט כולל בעיקר שלושה היבטים, האחד הוא יכולת אחזקת מים מצוינת, השני הוא ההשפעה על העקביות והטיקסוטרופיה של טיט, והשלישי הוא האינטראקציה עם מלט. השפעת החזקת המים של אתר תאית תלויה בספיגת המים של שכבת הבסיס, הרכב הטיט, עובי שכבת המרגמה, דרישת המים של המרגמה וזמן ההתייצבות של חומר ההתייצבות. החזקת המים של אתר תאית עצמו נובעת ממסיסות והתייבשות של אתר תאית עצמו. כפי שכולנו יודעים, למרות שהשרשרת המולקולרית של התאית מכילה מספר רב של קבוצות OH הניתנות להידרמה גבוהה, היא אינה מסיסה במים, מכיוון שלמבנה התאית יש רמה גבוהה של גבישיות.

יכולת ההידרציה של קבוצות הידרוקסיל לבדה אינה מספיקה כדי לכסות את קשרי המימן החזקים וכוחות ואן דר ואלס בין מולקולות. לכן הוא רק מתנפח אך אינו מתמוסס במים. כאשר מכניסים תחליף לשרשרת המולקולרית, לא רק התחליף הורס את שרשרת המימן, אלא גם קשר המימן הבין-שרשרת נהרס בגלל התקעות התחליף בין שרשראות סמוכות. ככל שהתחליף גדול יותר, כך המרחק בין המולקולות גדול יותר. ככל שהמרחק גדול יותר. ככל שההשפעה של הרס קשרי מימן גדולה יותר, אתר התאית הופך למסיס במים לאחר שרשת התאית מתרחבת והתמיסה נכנסת, ויוצרת תמיסה בעלת צמיגות גבוהה. כאשר הטמפרטורה עולה, ההידרציה של הפולימר נחלשת, והמים בין השרשראות נדחפים החוצה. כאשר אפקט ההתייבשות מספיק, המולקולות מתחילות להצטבר, ויוצרות ג'ל של מבנה רשת תלת מימדי ומתקפלות החוצה.

גורמים המשפיעים על החזקת המים של טיט כוללים את הצמיגות של אתר תאית, הכמות הנוספת, עדינות החלקיקים וטמפרטורת השימוש.

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 הן Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde וברוקפילד. עבור אותו מוצר, תוצאות הצמיגות הנמדדות בשיטות שונות שונות מאוד, ולחלקן אפילו הבדלים כפולים. לכן, כאשר משווים צמיגות, יש לבצע אותה בין אותן שיטות בדיקה, לרבות טמפרטורה, רוטור וכו'.

באופן כללי, ככל שהצמיגות גבוהה יותר, כך אפקט החזקת המים טוב יותר. עם זאת, ככל שהצמיגות גבוהה יותר והמשקל המולקולרי של MC גבוה יותר, לירידה המקבילה במסיסותו תהיה השפעה שלילית על החוזק וביצועי הבנייה של המרגמה. ככל שהצמיגות גבוהה יותר, כך השפעת העיבוי על המרגמה ברורה יותר, אך היא אינה פרופורציונלית ישירה. ככל שהצמיגות גבוהה יותר כך הטיט הרטוב יהיה צמיג יותר, כלומר במהלך הבנייה הוא מתבטא בהיצמדות למגרדת והיצמדות גבוהה למצע. אבל זה לא מועיל להגדיל את החוזק המבני של המרגמה הרטובה עצמה. במהלך הבנייה, ביצועי האנטי-צניחה אינם ברורים. להיפך, לחלק מהאתרים של מתיל תאית עם צמיגות בינונית ונמוכה יש ביצועים מצוינים בשיפור החוזק המבני של טיט רטוב.

ככל שכמות האתר התאית המווספת לטיט גדולה יותר, כך ביצועי החזקת המים טובים יותר, וככל שהצמיגות גבוהה יותר, כך ביצועי החזקת המים טובים יותר.

לגבי גודל החלקיקים, ככל שהחלקיק עדין יותר, כך אחזקת המים טובה יותר. לאחר שחלקיקים גדולים של אתר תאית באים במגע עם מים, פני השטח מתמוססים מיד ויוצרים ג'ל שיעטוף את החומר כדי למנוע ממולקולות מים להמשיך לחדור. לפעמים לא ניתן לפזר ולהמיס אותו באופן אחיד גם לאחר ערבוב ארוך טווח, יצירת תמיסה צפופה עכורה או צבירה. זה משפיע מאוד על החזקת המים של אתר תאית, ומסיסות היא אחד הגורמים לבחירת אתר תאית.

עדינות היא גם מדד ביצועים חשוב של אתר מתיל תאית. ה-MC המשמש למכתש אבקה יבשה נדרש להיות אבקה, עם תכולת מים נמוכה, והעדינות מחייבת גם 20%~60% מגודל החלקיקים להיות פחות מ-63um. העדינות משפיעה על מסיסותו של אתר מתיל תאית. MC גס הוא לרוב גרגירי, וקל להמיס אותו במים ללא צבירה, אך קצב ההמסה איטי מאוד, ולכן אינו מתאים לשימוש בטיט אבקה יבש. בטיט אבקה יבש, MC מתפזר בין חומרי מלט כגון אגרגט, חומר מילוי עדין ומלט, ורק אבקה עדינה מספיק יכולה להימנע מהצטברות אתר מתיל תאית בעת ערבוב עם מים. כאשר מוסיפים MC עם מים להמסת האגלומרטים, קשה מאוד לפזר ולהמס.

עדינות גסה של MC היא לא רק בזבזנית, אלא גם מפחיתה את החוזק המקומי של המרגמה. כאשר מיישמים טיט אבקה יבשה שכזה בשטח גדול, מהירות הריפוי של טיט האבקה היבשה המקומית תפחת משמעותית, ויופיעו סדקים עקב זמני אשפרה שונים. לטיט המותס בעל בנייה מכנית דרישת העדינות גבוהה יותר בשל זמן הערבוב הקצר יותר.

לעדינות של MC יש גם השפעה מסוימת על החזקת המים שלו. באופן כללי, עבור אתרי מתיל תאית עם אותה צמיגות אך עדינות שונה, באותה כמות הוספה, ככל שעדין יותר כך השפעת החזקת המים טובה יותר.

החזקת המים של MC קשורה גם לטמפרטורה שבה נעשה שימוש, ואגירת המים של אתר מתיל תאית פוחתת עם עליית הטמפרטורה. עם זאת, ביישומי חומרים בפועל, טיט אבקה יבש מיושם לעתים קרובות על מצעים חמים בטמפרטורות גבוהות (גבוהות מ-40 מעלות) בסביבות רבות, כגון טיח שפכטל קירות חיצוני תחת השמש בקיץ, מה שמאיץ לעיתים קרובות את אשפרת המלט והתקשות של טיט אבקה יבש. הירידה בקצב החזקת המים מובילה לתחושה הברורה שגם יכולת העבודה וגם עמידות הסדקים מושפעות, וזה קריטי במיוחד להפחית את השפעת גורמי הטמפרטורה במצב זה.

למרות שתוספי אתר מתיל הידרוקסיאתיל תאית נחשבים כיום בחזית הפיתוח הטכנולוגי, התלות שלהם בטמפרטורה עדיין תוביל להיחלשות הביצועים של טיט אבקה יבש. למרות שכמות התאית של מתיל הידרוקסיאתיל גדלה (פורמולת קיץ), יכולת העבודה ועמידות הסדקים עדיין לא יכולה לענות על צורכי השימוש. באמצעות טיפול מיוחד ב-MC, כגון הגדלת דרגת האטריפיקציה וכו', ניתן לשמור על אפקט החזקת המים בטמפרטורה גבוהה יותר, כך שהוא יכול לספק ביצועים טובים יותר בתנאים קשים.

3. עיבוי וטיקסוטרופיה של אתר תאית
עיבוי ותיקוטרופיה של אתר תאית: הפונקציה השנייה של אתר תאית - אפקט העיבוי תלוי ב: מידת הפילמור של אתר תאית, ריכוז התמיסה, קצב הגזירה, הטמפרטורה ותנאים נוספים. תכונת הג'ל של התמיסה היא ייחודית לתאית אלקיל ונגזרותיו המושנות. תכונות הג'ל קשורות למידת ההחלפה, ריכוז התמיסה ותוספים. עבור נגזרות שעברו שינוי של הידרוקסיאלקיל, תכונות הג'ל קשורות גם לדרגת השינוי של הידרוקסיאלקיל. עבור MC ו-HPMC בצמיגות נמוכה, ניתן להכין תמיסה של 10%-15%, ניתן להכין תמיסה של MC ו-HPMC בצמיגות בינונית של 5%-10% תמיסה, בעוד ש-MC ו-HPMC עם צמיגות גבוהה יכולים להכין תמיסה של 2%-3% בלבד, ובדרך כלל סיווג הצמיגות של אתר תאית מדורג גם לפי תמיסה של 1%-2%.

לאתר תאית במשקל מולקולרי גבוה יש יעילות עיבוי גבוהה. באותה תמיסת ריכוז, לפולימרים בעלי משקל מולקולרי שונה יש צמיגות שונה. תואר גבוה. ניתן להשיג את צמיגות היעד רק על ידי הוספת כמות גדולה של אתר תאית במשקל מולקולרי נמוך. לצמיגות שלו יש תלות מועטה בקצב הגזירה, והצמיגות הגבוהה מגיעה לצמיגות היעד, וכמות התוספת הנדרשת קטנה, והצמיגות תלויה ביעילות העיבוי. לכן, כדי להשיג עקביות מסוימת, יש להבטיח כמות מסוימת של אתר תאית (ריכוז התמיסה) וצמיגות התמיסה. גם טמפרטורת הג'ל של התמיסה יורדת באופן ליניארי עם עליית ריכוז התמיסה, ומג'ל בטמפרטורת החדר לאחר הגעה לריכוז מסוים. ריכוז הג'ל של HPMC גבוה יחסית בטמפרטורת החדר.

ניתן להתאים את העקביות גם על ידי בחירת גודל החלקיקים ובחירת אתרי תאית עם דרגות שונות של שינוי. השינוי שנקרא הוא להכניס מידה מסוימת של החלפה של קבוצות הידרוקסיאלקיל על מבנה השלד של MC. על ידי שינוי ערכי ההחלפה היחסיים של שני התחליפים, כלומר ערכי ההחלפה היחסיים DS ו-ms של קבוצות המתוקסי וההידרוקסיאלקיל שאנו אומרים לעתים קרובות. ניתן להשיג דרישות ביצועים שונות של אתר תאית על ידי שינוי ערכי ההחלפה היחסיים של שני התחליפים.

הקשר בין עקביות לשינוי: תוספת של אתר תאית משפיעה על צריכת המים של טיט, שינוי יחס המים-קושר המים של מים ומלט הוא אפקט העיבוי, ככל שהמינון גבוה יותר, צריכת המים גדולה יותר.

אתרים תאית המשמשים באבקת חומרי בניין חייבים להתמוסס במהירות במים קרים ולספק עקביות מתאימה למערכת. אם נותנים לו קצב גזירה מסוים, הוא עדיין הופך לבלוק פלקולנטי וקולואידי, שהוא מוצר לא סטנדרטי או באיכות ירודה.

יש גם קשר ליניארי טוב בין העקביות של משחת צמנט למינון האתר תאית. אתר תאית יכול להגביר מאוד את הצמיגות של טיט. ככל שהמינון גדול יותר, כך ההשפעה ברורה יותר. לתמיסה מימית של אתר תאית עם צמיגות גבוהה יש תיקסוטרופיה גבוהה, שהיא גם מאפיין עיקרי של אתר תאית. לתמיסות מימיות של פולימרים MC יש בדרך כלל נזילות פסאודו-פלסטית ולא-תיקזוטרופית מתחת לטמפרטורת הג'ל שלהם, אך תכונות זרימה ניוטוניות בקצבי גזירה נמוכים. הפסאודו-פלסטיות עולה עם המשקל המולקולרי או הריכוז של אתר תאית, ללא קשר לסוג התחליף ומידת ההחלפה. לכן, אתרי תאית מאותה דרגת צמיגות, לא משנה MC, HPMC, HEMC, תמיד יציגו את אותן תכונות ריאולוגיות כל עוד הריכוז והטמפרטורה נשמרים קבועים.

ג'לים מבניים נוצרים כאשר הטמפרטורה מוגברת, ומתרחשות זרימות תיקסוטרופיות מאוד. אתרי תאית בריכוז גבוה ובצמיגות נמוכה מראים טיקסוטרופיה אפילו מתחת לטמפרטורת הג'ל. לנכס זה יש תועלת רבה להתאמת פילוס ושקיעה בבניית טיט לבניין. יש להסביר כאן שככל שהצמיגות של אתר תאית גבוהה יותר, כך אחזקת המים טובה יותר, אך ככל שהצמיגות גבוהה יותר, כך המשקל המולקולרי היחסי של אתר תאית גבוה יותר, והירידה המקבילה במסיסותו, שיש לה השפעה שלילית. על ריכוז המרגמות וביצועי הבנייה. ככל שהצמיגות גבוהה יותר, כך השפעת העיבוי על המרגמה ברורה יותר, אך היא אינה פרופורציונלית לחלוטין. קצת צמיגות בינונית ונמוכה, אבל לאתר התאית המשתנה יש ביצועים טובים יותר בשיפור החוזק המבני של טיט רטוב. עם העלייה בצמיגות, החזקת המים של אתר תאית משתפרת.

4. פיגור של אתר תאית
עיכוב של אתר תאית: התפקיד השלישי של אתר תאית הוא לעכב את תהליך ההידרציה של המלט. אתר תאית מעניק למלט תכונות מועילות שונות, וגם מפחית את חום ההידרציה המוקדם של המלט ומעכב את תהליך ההידרציה הדינמי של המלט. זה לא חיובי לשימוש בטיט באזורים קרים. אפקט פיגור זה נגרמת מספיחת מולקולות אתר תאית על מוצרי הידרציה כגון CSH ו-ca(OH)2. בשל העלייה בצמיגות התמיסה הנקבוביות, אתר התאית מפחית את ניידות היונים בתמיסה, ובכך מעכב את תהליך ההידרציה.

ככל שהריכוז של אתר תאית בחומר הג'ל המינרלי גבוה יותר, כך ההשפעה של עיכוב ההידרציה בולטת יותר. אתר תאית לא רק מעכב את ההגדרה, אלא גם מעכב 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. היחס בין תחליף הידרופילי להחלפה מגביר מים אפקט המעכב חזק יותר. עם זאת, לצמיגות של אתר תאית יש השפעה מועטה על קינטיקה של הידרציה של מלט.

עם העלייה בתכולת האתר של תאית, זמן ההתקבעות של הטיט גדל באופן משמעותי. יש מתאם לא ליניארי טוב בין זמן ההתייצבות הראשוני של טיט לתכולת האתר תאית, ומתאם ליניארי טוב בין זמן ההתקבעות הסופי לתכולת האתר התאית. אנו יכולים לשלוט בזמן הפעולה של המרגמה על ידי שינוי כמות האתר תאית.