יישום אתר תאית בחומרים מבוססי צמנט

1 הקדמה
סין מקדמת טיט מוכן כבר יותר מ-20 שנה. במיוחד בשנים האחרונות, משרדי ממשלה לאומיים רלוונטיים ייחסו חשיבות לפיתוח טיט מוכנה ופרסמו מדיניות מעודדת. כיום יש יותר מ-10 מחוזות ועיריות בארץ שהשתמשו בטיט מוכן. יותר מ-60%, יש יותר מ-800 מפעלי טיט מוכנים מעל לקנה המידה הרגיל, עם יכולת תכנון שנתית של 274 מיליון טון. בשנת 2021, הייצור השנתי של טיט רגיל רגיל היה 62.02 מיליון טון.

במהלך תהליך הבנייה, המרגמה מאבדת פעמים רבות יותר מדי מים ואין לה מספיק זמן ומים להתייבש, מה שגורם לחוזק לא מספיק ולסדקים של משחת המלט לאחר התקשות. אתר תאית הוא תערובת פולימר שכיחה בטיט מעורבב יבש. יש לו את הפונקציות של שימור מים, עיבוי, פיגור וספיגת אוויר, והוא יכול לשפר משמעותית את ביצועי המרגמה.

על מנת לגרום לטיט לעמוד בדרישות ההובלה ולפתור את בעיות הסדקים וחוזק ההדבקה הנמוך, ישנה משמעות רבה להוספת אתר תאית לטיט. מאמר זה מציג בקצרה את המאפיינים של אתר תאית והשפעתו על הביצועים של חומרים מבוססי צמנט, בתקווה לעזור לפתור את הבעיות הטכניות הקשורות של טיט מוכן.

2 מבוא לאתר תאית
אתר תאית (Cellulose Ether) מיוצר מתאית באמצעות תגובת האתריפיקציה של חומר אטריפיקציה אחד או יותר וטחינה יבשה.

2.1 סיווג אתרי תאית
על פי המבנה הכימי של תחליפי האתר, ניתן לחלק את האתרים התאית לאתרים אניוניים, קטיוניים ולא-יוניים. אתרים של תאית יונית כוללים בעיקר אתתר תאית קרבוקסימטיל (CMC); אתרי תאית לא-יוניים כוללים בעיקר אתתר מתיל תאית (MC), אתר הידרוקסיפרופיל מתיל תאית (HPMC) ואתר סיבי הידרוקסיאתיל (HC) וכן הלאה. אתרים לא יוניים מחולקים לאתרים מסיסים במים ולאתרים מסיסים בשמן. אתרים לא-יוניים מסיסים במים משמשים בעיקר במוצרי טיט. בנוכחות יוני סידן, אתרים תאית יוניים אינם יציבים, ולכן הם משמשים לעתים רחוקות במוצרי טיט בתערובת יבשה המשתמשים במלט, סיד מושפל וכו' כחומרי מלט. אתרים תאית מסיסים במים לא יוניים נמצאים בשימוש נרחב בתעשיית חומרי הבניין בגלל יציבות ההשעיה שלהם והשפעת שימור המים.
על פי סוכני האתריפיקציה השונים שנבחרו בתהליך האתריפיקציה, מוצרי אתר תאית כוללים מתיל תאית, תאית הידרוקסיאתיל, תאית מתיל הידרוקסיאתיל, תאית ציאנואתיל, תאית קרבוקסימתיל, תאית אתיל, תאית בנזיל, תאית קרבוקסימתיל הידרוקסיאתיל, תאית הידרוקסיתיל מתיל, תאית בנזיל ציאנואתיל ו תאית פניל.

אתרי תאית המשמשים במרגמה כוללים בדרך כלל אתתר מתיל תאית (MC), הידרוקסיפרופיל מתיל תאית (HPMC), אתר הידרוקסיאתיל מתיל תאית (HEMC) ואתר הידרוקסיאתיל תאית (HEMC) ביניהם, HPMC ו-HEMC הם הנפוצים ביותר.

2.2 התכונות הכימיות של אתר תאית
לכל אתר תאית יש את המבנה הבסיסי של מבנה תאית-אנהידרוגלוקוז. בתהליך ייצור אתר תאית, סיבי התאית מחומם תחילה בתמיסה אלקלית ולאחר מכן מטופל בחומר מאתר. תוצר התגובה הסיבי מטוהר ונטחן ליצירת אבקה אחידה עם עדינות מסוימת.

בייצור MC, רק מתיל כלוריד משמש כחומר מאתר; בנוסף למתיל כלוריד, פרופילן אוקסיד משמש גם להשגת תחליפי הידרוקסיפרופיל בייצור HPMC. לאתרי תאית שונים יש שיעורי החלפת מתיל והידרוקסיפרופיל שונים, המשפיעים על התאימות האורגנית וטמפרטורת הג'ל התרמית של תמיסת האתר התאית.

2.3 מאפייני הפירוק של אתר תאית

למאפייני הפירוק של אתר תאית יש השפעה רבה על יכולת העבודה של טיט צמנט. ניתן להשתמש באתר תאית כדי לשפר את הלכידות ואגירת המים של טיט צמנט, אך הדבר תלוי בכך שהאתר התאית מומס לחלוטין ומלא במים. הגורמים העיקריים המשפיעים על המסת אתר תאית הם זמן פירוק, מהירות ערבוב ועדינות אבקה.

2.4 תפקיד השקיעה בטיט מלט

כתוסף חשוב של תרחיץ מלט, להרס יש את השפעתו בהיבטים הבאים.
(1) שיפור יכולת העבודה של המרגמה והגדלת צמיגות המרגמה.
שילוב סילון להבה יכול למנוע את היפרדות המרגמה ולקבל גוף פלסטי אחיד ואחיד. לדוגמא, דוכנים המשלבים HEMC, HPMC וכו' נוחים לטיט וסיוד בשכבה דקה. , קצב גזירה, טמפרטורה, ריכוז קריסה וריכוז מלח מומס.
(2) יש לו אפקט שואב אוויר.
בשל זיהומים, הכנסת קבוצות לחלקיקים מפחיתה את אנרגיית פני השטח של החלקיקים, וקל להחדיר לטיט חלקיקים יציבים, אחידים ועדינים המעורבבים עם משטח הבוחשים בתהליך. "יעילות כדור" משפרת את ביצועי הבנייה של הטיט, מפחיתה את הלחות של הטיט ומפחיתה את המוליכות התרמית של המרגמה. בדיקות הראו שכאשר כמות המיזוג של HEMC ו- HPMC היא 0.5%, תכולת הגז של המרגמה היא הגדולה ביותר, כ-55%; כאשר כמות המיזוג גדולה מ-0.5%, תכולת המרגמה מתפתחת בהדרגה למגמת תכולת גז ככל שהכמות עולה.
(3) השאר אותו ללא שינוי.

השעווה יכולה להתמוסס, לשמן ולערבב בטיט, ולהקל על החלקה של שכבת הטיט הדקה ואבקת הטיח. אין צורך להרטיב אותו מראש. לאחר הבנייה, לחומר הצמנטי יכולה להיות גם תקופה ארוכה של הידרציה מתמשכת לאורך החוף כדי לשפר את ההידבקות בין המרגמה למצע.

השפעות השינוי של אתר תאית על חומרים טריים המבוססים על צמנט כוללים בעיקר עיבוי, החזקת מים, סחיטה באוויר ועיכוב. עם השימוש הנרחב באתרי תאית בחומרים המבוססים על מלט, האינטראקציה בין אתרי תאית ותלסת מלט הופכת בהדרגה למוקד מחקר.