استخدام ودور إيثر السليلوز في مواد البناء المختلفة
يُعد إيثر السليلوز نوعًا من البوليمرات شبه الاصطناعية غير الأيونية القابلة للذوبان في الماء والمذيبات، مما يؤدي إلى أدوار مختلفة في مختلف الصناعات، فعلى سبيل المثال، في مواد البناء الكيميائية، له الأدوار المركبة التالية:
① عامل احتفاظ بالماء ② مُكثِّف ③ مُسوِّي ④ مُشكِّل للغشاء ⑤ رابط
في صناعة البولي فينيل كلوريد (PVC)، يُستخدم السليلوز كمستحلب ومشتت؛ وفي صناعة الأدوية، يُستخدم كمادة رابطة ومواد هيكلية بطيئة الإطلاق ومتحكم بها، وغيرها. ونظرًا لتعدد أدوار السليلوز في المواد المركبة، فإنه يتمتع بنطاق واسع من التطبيقات. ويركز ما يلي على استخدامات ودور إيثر السليلوز في مواد البناء المختلفة.
(1) في معجون الجدران:
في الوقت الحاضر، تحظى المعجونات المقاومة للماء والفرك والصديقة للبيئة بتقدير كبير في معظم مدن بلادنا. في السنوات الأولى، وبسبب استخدام غراء البناء المصنوع من هذه المعجونات، والذي كان ينبعث منه غاز الفورمالديهايد الضار بالصحة، تم التخلي تدريجياً عن هذه المادة، واستُبدلت بمنتجات سلسلة إيثر السليلوز. أي أن السليلوز هو المادة الوحيدة التي تُساهم في تطوير مواد بناء صديقة للبيئة.
يُقسم المعجون المقاوم للماء إلى نوعين: المعجون الجاف والمعجون السائل. يُختار عادةً لكلا النوعين نوعان من المعجون: ميثيل السليلوز المُعدَّل وهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز. تتراوح لزوجة المعجون بين 30000 و60000 سنتي بواز، وهي الأنسب. تتمثل الوظيفة الرئيسية للسليلوز في المعجون في الاحتفاظ بالماء، والربط، والتشحيم، وغيرها. ونظرًا لاختلاف تركيبات المعجون بين الشركات المصنعة، فبعضها يستخدم الكالسيوم الرمادي، والكالسيوم الفاتح، والأسمنت الأبيض، بينما يستخدم البعض الآخر مسحوق الجبس، والكالسيوم الرمادي، والكالسيوم الفاتح، وغيرها، فإن مواصفات لزوجة السليلوز وكمية تسربه تختلف بين النوعين، وتتراوح الكمية المُستخدمة عادةً بين 2 و3 بالألف. في أعمال البناء باستخدام معجون الجدران، ونظرًا لامتصاص الجدران للماء بنسبة معينة (13% للجدران المبنية من الطوب، و3-5% للجدران الخرسانية)، بالإضافة إلى التبخر من الهواء الخارجي، فإن فقدان المعجون للماء بسرعة كبيرة يؤدي إلى تشققات أو تفتت وظهور ظواهر أخرى، مما يُضعف المعجون. لذا، فإن إضافة إيثر السليلوز بعد البناء تُحل هذه المشكلة. لكن جودة المادة المالئة، وخاصة جودة الكالسيوم الرمادي، تُعدّ بالغة الأهمية.
لأن السليلوز يتميز بلزوجة عاليةوبالتالي، يعزز ذلك أيضًا تماسك المعجون، ويمنع ظاهرة التكتل أثناء التركيب، ويجعل عملية الكشط أسهل وأكثر توفيرًا للجهد. يُنصح بإضافة كمية مناسبة من إيثر السليلوز إلى معجون المسحوق الجاف، مما يُسهّل إنتاجه واستخدامه، كما يُتيح خلط الحشوات والمواد المضافة بشكل متجانس، ويُسهّل عملية التركيب، مع إمكانية التحكم بكمية الماء المستخدمة في الموقع.
(2) ملاط الخرسانة:
في ملاط الخرسانة، لتحقيق القوة النهائية، يجب إتمام تفاعل الإماهة للأسمنت بشكل كامل. خاصةً في فصل الصيف، يفقد ملاط الخرسانة الماء بسرعة كبيرة، مما يؤدي إلى هدر المياه وصعوبة العمل. تكمن المشكلة في أن الماء يبقى على السطح فقط، بينما لا تكتمل عملية الإماهة الداخلية. لذا، يُقترح استخدام السليلوز كمادة حافظة للماء، مثل هيدروكسي بروبيل ميثيل أو ميثيل سليلوز، بمواصفات لزوجة تتراوح بين 20000 و60000 سنتي بواز. بإضافة 2% إلى 3% من المادة الحافظة، يمكن زيادة معدل الاحتفاظ بالماء إلى أكثر من 85%. يمكن استخدام مسحوق السليلوز الجاف المخلوط بالماء في ملاط الخرسانة.
(3) في الجص، والجص اللاصق، والجص المدمج:
مع التطور السريع لقطاع البناء، يتزايد طلب الناس على مواد البناء الجديدة. ونظرًا لزيادة الوعي البيئي والتحسين المستمر لكفاءة البناء، شهدت منتجات الجبس تطورًا سريعًا. ومن أكثر منتجات الجبس شيوعًا حاليًا: الجص الخشن، والجص اللاصق، والجص المدمج، ومادة لاصقة للبلاط، وغيرها. يُعد الجص الخشن مادة تجصيص عالية الجودة للجدران الداخلية والألواح العلوية، حيث يُضفي على سطح الجدار نعومةً ولمعانًا، دون تساقط للمسحوق، كما يُحكم ربط الطبقة الأساسية دون تشقق أو انفصال، ويتميز بخاصية مقاومة الحريق. أما الجص اللاصق، فهو نوع جديد من مواد ربط ألواح البناء الخفيفة، مصنوع من الجبس كمادة أساسية ومضاف إليه مواد متنوعة، وهو مناسب لربط جميع أنواع مواد الجدران غير العضوية، ويتميز بكونه غير سام، عديم الرائحة، سريع التصلب والالتصاق. وهو مناسب للربط بين أنواع مختلفة من مواد جدران البناء غير العضوية، ويتميز بكونه غير سام، وعديم الرائحة، وسريع التصلب، وذو قوة ربط عالية، وغيرها من الخصائص، وهو مادة داعمة لبناء ألواح وكتل البناء؛ كما أن معجون الجبس هو مادة مالئة للفجوات بين ألواح الجبس وكذلك مادة مالئة لإصلاح الجدران والشقوق.
تؤدي منتجات الجبس هذه وظائف متعددة، فبالإضافة إلى دور الجبس والحشوات ذات الصلة، يُعدّ إضافة إيثر السليلوز عاملاً أساسياً. ونظرًا لتصنيف الجبس إلى جبس لا مائي وجبس شبه لا مائي، فإن لكل نوع منهما تأثيرًا مختلفًا على أداء المنتج، لذا فإنّ سماكة مواد البناء الجبسية، واحتفاظها بالماء، وقدرتها على إبطاء التصلب، كلها عوامل تحدد جودتها. وتتمثل المشكلة الشائعة لهذه المواد في التجويف والتشقق، وعدم الوصول إلى القوة الأولية المطلوبة. ولحل هذه المشكلة، يُنصح باختيار نوع مركب السليلوز ومُبطئ التصلب المناسب، وفي هذا السياق، يُعدّ ميثيل أو هيدروكسي بروبيل ميثيل تتراوح قوة الشد بين 30,000 و60,000 سنتي بواز، وتتراوح نسبة الإضافة بين 1.5% و2%. يُستخدم السليلوز، الذي يُركز على احتباس الماء وتزييت المواد، في هذه الحالة. مع ذلك، إذا لم يتم الوصول إلى القوة المطلوبة باستخدام إيثر السليلوز كمثبط للتصلب، فيجب إضافة حمض الستريك كمثبط للتصلب، ولن يؤثر الاستخدام المختلط على القوة الأولية.
يشير معدل احتفاظ الماء عمومًا إلى حالة عدم وجود امتصاص خارجي للماء، أي كمية الماء المفقودة طبيعيًا. فإذا كان الجدار جافًا، فإن امتصاص الماء من السطح الأساسي وتبخره الطبيعي يؤديان إلى فقدان الماء من المادة بسرعة كبيرة، مما قد يتسبب في تجويف البراميل وتشققها. تُستخدم هذه الطريقة مع مسحوق جاف مخلوط، أما إذا تم تحضير محلول، فيمكن الرجوع إلى طريقة تحضير المحلول.
(4) مونة العزل الحراري
ملاط العزل الحراري هو نوع جديد من مواد عزل الجدران الداخلية، وهو عبارة عن مادة جدارية مُصنّعة من مواد عازلة حراريًا وملاط ومادة رابطة. يُركز السليلوز الموجود في هذه المادة على الترابط، مما يزيد من قوتها. يُختار عادةً ميثيل السليلوز اللزوجة العالية (10000 سنتي بويز أو نحو ذلك)، تكون الجرعة بشكل عام بين 2‰-3‰، ويتم استخدام طريقة خلط المسحوق الجاف.
