هناك نظامان للمواد الأسمنتية ، وهما المواد الأسمنتية غير العضوية والمواد الأسمنتية العضوية. يمكن للمواد الأسمنتية غير العضوية مثل الأسمنت ربط الركام لتشكيل إطار صلب ، في حين أن المواد الأسمنتية العضوية يمكن أن تمنح الإطار الصلب خصائص التماسك والسلوك الديناميكي ، بالاضافة عن تحسين الترابط مع الركائز التي يصعب ربطها.
تستخدم مستحلبات البوليمر الاصطناعية لتعديل المونة الاسمنتية الذي يسمى النظام المكون من عنصرين ، أي مسحوق لاصق معدني في شكائر ولاصق بوليمر سائل في حاويات. في التطبيق العملي لهذا النوع من مونة الأسمنت المعدل بالبوليمر المكون من عنصرين ،لا تزال هناك مشكلة أنه من الصعب التحكم في كمية مستحلب البوليمر المضافة بدقة إذا كانت الكمية عالية جدا أو منخفضة جدا ، مما سيغير الخصائص التقنية لأداء المونة الاسمنتية ، مما يؤدي إلى فشل أداء المونة الاسمنتية في تلبية المتطلبات.بالإضافة إلى صعوبات ومخاطر في الاستخدام ، فإن المنتجات المكونة من عنصرين تمثل أيضا مشكلات تتعلق بالتكلفة واللوجستيات. نظرا للمشاكل المذكورة أعلاه في تعديل المونة الاسمنتية بواسطة مستحلب البوليمر ، يتم الترويج لتطوير وتطبيق منتجات مسحوق البوليمر القابلة للتشتت ، والمونة الاسمنتية الجافة المختلطة تتكون من عنصر واحد يتم انتاجة من منتجات مسحوق البوليمر القابلة للتشتت,تجعل منتجات مسحوق البوليمر القابلة للتشتت عمليات البناء أسهل ، كما أن التعبئة والتخزين والنقل أكثر ملاءمة ، كما أنها مفيدة جدا لحماية البيئة.
1-أنواع ومتطلبات أداء مسحوق البوليمر القابل للتشتت
يشير مسحوق البوليمر القابل للتشتت إلى مستحلب البوليمر المجفف بالرش ويتم معالجته لاحقا وتنفيذه كنوع من مواد التبلور العضوية مع الالتصاق والمرونة. وهي تستخدم الاساس في البناء ، وخاصة المونة الاسمنتية الجافة ، لزيادة التماسك.
(EVA) اكثر الأنواع الشائعة من مسحوق البوليمر القابل للتشتت في السوق مسحوق كوبوليمرالإيثيلين وخلات الفينيل
(E / VC / VL)والإيثيلين ، وكلوريد الفينيل ، ومسحوق بوليمر كوبوليمر ثلاثي البوليمر لوريت
(VAC / E / VeoVa) أسيتات الفينيل والإيثيلين ومسحوق بوليمر ثلاثي كوبوليمر ثلاثي الأحماض الدهنية من الأحماض (PAE) ومسحوق بوليمر أكريليك نقي (PVAc)الدهنية ,مسحوق بوليمر متجانس بوليمر أسيتات الفينيل
مسحوق كوبوليمر أسيتات الإيثيلين فينيل,رائد عالميا ويمثل الخصائص التقنية لمسحوق البوليمر القابل للتشتت. فيما يتعلق بالخبرة المتخصصة في البوليمرات المستخدمة لتعديل المونة الاسمنتية ، فإنه لا يزال أفضل حل تقني.
الخصائص الفيزيائية الرئيسية لمسحوق البوليمر القابل للتشتت
| المؤشر | العنصر | المؤشر | العنصر |
| 1～7 | توزيع الجسيمات الغروية الرئيسية | (99±1) | محتوي الصلب |
| 0 | الحد الأدنى لدرجة حرارة تشكيل الفيلم | (10±2) | محتوي الرماد |
شفاف ومرن | مظهر الفيلم | (490±50) | كثافة الحجم |
| 7～8 | قيمة الرقم الهيدروجيني | بودرة بيضاء | المظهر |
| 7～8 | قيمة الرقم الهيدروجيني | كحول بولي فينيل | الغروانية الواقية |
| 225 | الاحتراق الذاتي | اكثر من 400 | حجم الجسيمات |
يمكن دمج مسحوق البوليمر القابل للتشتت مع مواد التبلور غير العضوية الأخرى (مثل الأسمنت والجير المطفأ والجبس وما إلى ذلك) بالإضافة إلى العديد من المجاميع الدقيقة والحشوات الدقيقة والمواد المضافة الأخرى (مثل ميثيل هيدروكسي بروبيل السليلوز الأثير ، نشا الأثير ، ألياف السليلوز ، إلخ.) يتم خلطها جسديا في المونة الاسمنتية الجافة المختلطة. عند إضافة المونة الاسمنتية الجافة المختلطة إلى الماء والتحريك تحت الغروانية الواقية المحبة للماء وقوة القص الميكانيكية ، سيتم تشتيت جزيئات مسحوق البوليمر بسرعة في الماء بما يكفي لتوزيعها لتشكيل فيلم تماما. على سبيل المثال ، عند تطبيق الرش الجاف للخرسانة لأغراض الإصلاح يتم خلط المونة الاسمنتية الجاف مع مسحوق البوليمر القابل للتشتت والماء على سطح البناء لمدة 0.1 ثانية فقط في نهاية الفوهة ، وهو ما يكفي لجعل مسحوق البوليمر القابل للتشتت مشتتا بالكامل ومشكلا للفيلم .في مرحلة الخلط المبكرة هذه ، بدأ مسحوق البوليمر في التأثير على الريولوجيا وقابلية تشغيل المونة الاسمنتية . نظرا للتركيبات المختلفة لمسحوق البوليمر ، وخصائص وتعديلات مسحوق البوليمر نفسه ، سيكون التأثير إضافيا ، وبعضها يحتوي على ريولوجيا. تأثير تمسخ ، في حين أن البعض له تأثير زيادة الانسيابية.تأتي آلية تأثيره من جوانب عديدة ، بما في ذلك تأثير تقارب مسحوق البوليمر القابل للتشتت للماء أثناء التشتت ، وتأثير اللزوجة المختلفة بعد التشتت على زيادة محتوى الهواء في المونة ، وتوزيع الفقاعات.نظرا لتأثير الغرويات الواقية ، والتأثير على الأسمنت والماء ، والتفاعل بين مسحوق البوليمر القابل للتشتت والمواد المضافة الأخرى ، وتأثير التفاعل بين إضافاته والمواد المضافة الأخرى ، باختصار ، فإن استخدام مسحوق بوليمر قابل للتشتت مختلف سيبرز وظائف مختلفة مثل زيادة السيولة ، وزيادة الانسيابية ، وزيادة اللزوجة.
من المعتقد عموما أن الآلية التي يعمل بها مسحوق البوليمر القابل للتشتت على تحسين قابلية تشغيل المونة الاسمنتية الطازجة هي: عادة ما يزيد مسحوق البوليمر القابل للتشتت من محتوى الغاز في المونة وبالتالي يشحم المونة الاسمنية الطازجة ؛ خاصة الغروانية الواقية ، يتفاعل مع الماء عند تشتيت التقارب ،ولزوجة المونة الاسمنتية اللاحقة ، يحسن تماسك مونة البناء وبالتالي يحسن قابلية التشغيل. بعد تشكيل المونة الطازجة الذي تحتوي على تشتت مسحوق البوليمر القابل للتشتت مع انخفاض الرطوبة على ثلاثة مستويات ، وهي امتصاص سطح القاعدة ، واستهلاك تفاعل المادة الهيدروليكية ، وتطاير الطبقة السطحية في الهواء ، تقترب جزيئات الراتنج تدريجيا والواجهة غامضة ببطء ، تندمج الراتنجات وتتبلمر في النهاية لتشكيل فيلم. تحدث عملية التحول يوما ما إلى فيلم بوليمر مستمر بشكل أساسي في مسام الهاون وسطح المادة الصلبة.
يمكن تقسيم عملية تكوين فيلم البوليمر بشكل عام إلى ثلاث مراحل. في المرحلة الأولى ، تتحرك جزيئات البوليمر بحرية في الحركة البراونية في المستحلب الأولي. عندما يتبخر الماء ، تكون حركة الجسيمات مقيدة بشكل طبيعي.يدفعهما التوتر البيني بين الماء والهواء إلى المحاذاة معا تدريجيا. في المرحلة الثانية ، يتبخر الماء الشبيه بالشبكة من خلال الشعيرات الدموية عندما تبدأ الجسيمات في الاتصال ببعضها البعض. يتسبب التوتر الشعري العالي الذي يمارس على سطح الجسيمات في تشوه كرات البوليمر ويؤدي إلى اندماجها.يملأ الماء المتبقي المسام ، ويتم تشكيل فيلم تقريبا. المرحلة الثالثة والأخيرة هي انتشار جزيئات البوليمر لإنشاء فيلم مستمر حقا. أثناء عملية تكوين الفيلم ، يتم دمج جزيئات البوليمر المتحركة المعزولة في مرحلة فيلم جديدة مع ضغط شد عالي. لتمكين مسحوق البوليمر القابل للتشتت من (MFT).تكوين فيلم في المونة الاسمنتية المقوى ، يلزم الحد الأدنى لدرجة حرارة تشكيل الفيلم
أقل من درجة حرارة علاج المونة الاسمنتية . إذا كانت هذه العملية لا رجعة فيها ، فلن يتم إعادة تشتيت فيلم البوليمر عند إعادة مواجهة الماء ؛ يجب فصل الغرواني الواقي لمسحوق البوليمر القابل للتشتت – كحول البولي فينيل – عن نظام فيلم البوليمر ، وهو ليس مشكلة في نظام ملاط الأسمنت القلوي لأن كحول البولي فينيل سيتم تصبنه بواسطة القلويات الناتجة عن ترطيب الأسمنت.في الوقت نفسه ، يمكن أن يؤدي امتصاص المواد ااربع كمجاميع دقيقة أيضا إلى اختفاء كحول البولي فينيل من النظام تدريجيا. يمكن أن يعمل الغشاء المتكون عن طريق تشتيت مسحوق البوليمر القابل للتشتت المنفصل عن النظام بدون الغرواني الواقي المحب للماء ، وهو غير قابل للذوبان في الماء ، في ظل ظروف الغمر بالماء الجاف والطويل الأجل.بالطبع ، في التقنيات غير القلوية (مثل الجبس أو الحشو فقط) ، نظرا لأن كحول البولي فينيل لا يزال موجودا جزئيا في فيلم البوليمر النهائي ، يمكن أن يؤثر على مقاومة الماء لفيلم البوليمر ، ولكن لا يتم استخدام هذه الأنظمة بشكل عام. في حالة الغمر طويل الأمد في الماء ، ولا يزال للبوليمر خصائصه الميكانيكية الفريدة ، فإنه لا يؤثر على تطبيق مسحوق البوليمر القابل للتشتت في هذه الأنظمة.
مع تشكيل فيلم البوليمر النهائي ، يتم تشكيل نظام إطار يتكون من مواد التبلور غير العضوية والعضوية في المونة المعالجة ، وهو هيكل عظمي هش وصلب يتكون من مواد هيدروليكية ومسحوق بوليمر قابل للتشتت في الفجوات والأسطح الصلبة – تتكون شبكة مرنة من ألافلام. نظرا لأن قوة الشد لفيلم الريزن البوليمر المكون من مسحوق اللاتكس عادة ما تكون أعلى من مرتبة واحدة من حيث الحجم من المواد القائمة على الأسمنت ، يمكن أن تعزز قوة الشد لمونة الاسمنت. نظرا لأن مرونة وتشوه قدرة البوليمر أعلى بكثير من قدرة الأسمنت. مع الهيكل الحجري الصلب تم تحسين أداء شكل معدل للمونة الاسمنتية ، كما تم تحسين تأثير ضغط الديسبرس بشكل كبير ، وبالتالي تحسين مقاومة التشقق للمونة الاسمنتيه.
مع زيادة مسحوق البوليمر القابل للتشتت ، يتطور النظام بأكمله نحو البلاستيك. في حالة المسحوق عالي النضج ، تجاوزت مرحلة البوليمر في المونة الاسمنتية المعالجة تدريجيا مرحلة منتج الترطيب غير العضوي والمونة. حدث تغيير نوعي ، وأصبح الملدن الصناعي في الوقت نفسه،
أصبح منتج ترطيب الأسمنت “حشوا”. في الوقت نفسه ، يمكن للفيلم الذي يتكون من تشتيت مسحوق البوليمر القابل للتشتت الموزع على الواجهة أن يلعب دورا حاسما آخر وهو زيادة الالتصاق بالمواد المتواجدة وهو مناسب لبعض الأسطح الأساسية التي يصعب لصقها مع امتصاص منخفض للغاية أو معدوم للماء (مثل سطح الخرسانة الملساء والمواد الأسمنتية ، سطح المواد العضوية مثل الألواح الفولاذية أو الطوب النحاسي أو الخشب أو البلاستيك) مهم لأن الاسمنت غير العضوي يربط المادة من خلال مبدأ التضمين الميكانيكي يتحقق ،بمعني ان يخترق الطينة الهيدروليكي فجوات المواد الأخرى ويتصلب تدريجيا.لا يمكن للأسطح التي يصعب لصقها المذكورة أعلاه اختراق المواد بشكل فعال لتشكيل تضمين ميكانيكي ممتاز ، لذلك فقط المونة التي تحتوي على مواد لاصقة غير عضوية لا يمكنها تحقيق تأثيرات الترابط العملية. آلية الترابط من البوليمرات مختلفة ،وهذا هو السبب في أن المواد الأخرى من خلال القوى بين الجزيئات ولا تعتمد على مسامية السطح (بالطبع ، سيزيد سطح القاعدة الخشنة وزيادة سطح التلامس من قوة الترابط ) ؛ هذا أكثر بروزا في حالة أسطح القواعد العضوية. في الوقت نفسه ، يحتوي مسحوق البوليمر القابل للتشتت المحتوي على الإيثيلين على التصاق أكثر تميزا بالركائز العضوية ، وخاصة المواد المماثلة ، مثل كلوريد البولي فينيل والبوليسترين ،
من الواضح أن المونة المعدلة بمسحوق البوليمر القابل للتشتت سيتم تحسينه في قوة الشد والمرونة والمرونة وخصائص الختم. يمكن أن تشكل طبقة بوليمر وتشكل جزءا من ثقب الحائط ، وبالتالي تلعب دورا مانعا للتسرب في بنية المسامية العالية للمونة. يحتوي غشاء البوليمر على آلية تمدد ذاتي تمارس الضغط على نقطة الربط مع المونة.هذه القوى الداخلية تحافظ على تماسك المونة بشكل كامل، مما يزيد من قوة تماسك المونة الاسمنتية. تواجد البوليمرات المرنة والمطاطية يحسن من مرونة ومطاطية المونة الاسمنتية . الآلية التي تزيد من قوة الانحناء وقوة الفشل هي كالتالي: عند تطبيق القوة، يتم تأخير تكوين الشروخ الدقيقة حتى يتم الوصول إلى ضغوط أعلى نظراً لتحسين المرونة والمطاطية. بالإضافة إلى ذلك، تعيق المناطق البوليمرية المتشابكة أيضاً اندماج الشروخ الدقيقة إلى شروخ كاملة. وبالتالي، تزيد مسحوق البوليمر القابل للتشتت من قوة الانحناء وشدة الفشل للمواد.
يلعب فيلم البوليمر في مونة الاسمنت المعدل بالبوليمر أيضا دورا أساسيا في تصلب المونة . يلعب مسحوق البوليمر القابل للتشتت الموزع على الواجهة دورا مهما آخر من خلال التشتت وتشكيل الفيلم ، مما يزيد من الالتصاق بالمواد الملامسة. على سبيل المثال ، في البنية المجهرية لمنطقة الواجهة بين مونة ربط بلاط السيراميك المعدل بمسحوق البوليمر وبلاط السيراميك ،يمكن للفيلم الذي يتكون من البوليمر أن يشكل جسرًا بين بلاط السيراميك المخرَّز الذي يتميز بامتصاص المياه الناقص و مصفوفة مونة الأسمنت. في الظروف الطبيعية، تكون منطقة الاتصال بين مواد مختلفة منطقة عالية الخطر بشكل خاص لتشكل الشروخ الانكماشية وتؤدي إلى فقد الالتصاق. يمكن رؤية هنا أن قدرة أفلام البوليمر على إصلاح الشروخ الانكماشية تلعب دورًا حيويًا في لاصقات البلاط.
مكن تلخيص آلية العمل لمسحوق البوليمر القابل للتشتت في الملاط على النحو التالي:
1- يشكّل مسحوق البوليمر القابل للتشتّت فيلمًا بعد الذوبان ويمكن استخدامه كالمثبت الثاني لتعزيز الالتصاق.
2- عندما يتمتع النظام الملاطي بالمادة المضادة للحموضة لمسحوق البوليمر القابل للتشتيت، فإن البوليمر الذي يشكل الفيلم لن يتحلل بواسطة الماء أو “مذيب اخر”
3- بعد تكوين الفيلم، يتم توزيع ريزين البوليمر في المونة الاسمنتيه بأكملها كمادة تعزيزية، مما يزيد من تماسك المونة.
4- وظيفة مسحوق البوليمر القابل للتشتت الأساسية في المونة الرطبة هي تحسين أداء البناء وتحسين أداء التدفق وزيادة خصائص الثيكستروبي ومقاومة التراجع، وتحسين التماسك وتعزيز احتفاظ الماء.
5- وظائف مسحوق البوليمر القابل للتشتت الرئيسية بعد تصلب المونة هي زيادة مقاومة الشد وتعزيز مقاومة الانحناء وتقليل المعامل المرن وتحسين البشرائية وزيادة كثافة المادة وتعزيز مقاومة التآكل وتحسين التماسك الداخلي، وخفض تركيز الكربونات وخفض امتصاص الماء للمادة وجعل المادة مقاومة للماء.