لماذا يُمكن استخدام السيليكا المُدخَّنة في حشو البلاط؟ المبدأ، الوظيفة، والأبحاث
أثبتت السيليكا المدخنة ، المعروفة أيضاً باسم الكربون الأسود الأبيض ، بفضل خصائصها الفيزيائية والكيميائية الفريدة، قيمة تطبيقية واسعة وطلباً متزايداً في سوق صناعة مواد ترويب البلاط. وقد أصبحت تدريجياً مادة مضافة أساسية لتحسين أداء مواد الترويب، مما يفتح آفاقاً جديدة للتطوير في هذا المجال.
وظائف وآليات استخدام السيليكا المدخنة HIFULL® في حشو البلاط
تتميز السيليكا المدخنة بحجم جسيماتها فائق الدقة، ومساحتها السطحية النوعية العالية، ونشاطها السطحي العالي، وقدرتها العالية على الامتصاص، مما يؤدي وظائف متعددة في ملاط البلاط. تُشكل مجموعات السيلانول (Si-OH) على سطحها بنية شبكية ثلاثية الأبعاد داخل مصفوفة الراتنج، مما يُساعد على زيادة اللزوجة الكلية للملاط.
هذه البنية قابلة للانعكاس؛ فعند تعرضها لقوة قص، تنخفض لزوجتها، وعند زوال قوة القص، تعود اللزوجة إلى طبيعتها، مما يمنع تسرب الملاط من الفواصل ويضمن دقة التطبيق ونتائج جمالية. لذا، فإن إضافة كمية مناسبة من السيليكا المدخنة إلى ملاط البلاط تُحسّن خصائصه الريولوجية بفعالية ، مما يُسهّل التحكم به أثناء التطبيق، ويقلل من الترهل والتقطير، ويُحسّن كفاءة البناء.
مركب السد
ثانيًا، يمكن استخدام السيليكا المدخنة كحشوة تقوية تتوزع بالتساوي داخل مصفوفة ملاط البلاط لتوفير تقوية مادية. من ناحية، تملأ الجسيمات النانوية الفراغات بين سلاسل جزيئات البوليمر، مما يحد من حركتها النسبية، وبالتالي يزيد من متانة المادة.
من ناحية أخرى، تُشكّل السيليكا المُبخّرة روابط بينية مع البوليمرات الموجودة في الجص. عند تطبيق قوى خارجية، ينتقل الضغط عبر هذه الواجهات إلى الجسيمات النانوية، مُحفّزًا تشوّهًا لدنًا للمصفوفة المحيطة التي تمتص الطاقة. تُعزّز هذه الآلية صلابة الجص ومقاومته للتآكل والصدمات.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الحجم النانوي لسيليكا الدخان الكارهة للماء يمكّنها من ملء المسام المجهرية في مصفوفة الراتنج، مما يشكل بنية أكثر إحكاما تعمل على تعزيز مقاومة الجص للماء والزيت والأحماض والقلويات.
دراسة تجريبية على سيليكا HIFULL® المدخنة في ملاط البلاط
لزيادة التحقق من وظائف وتأثيرات السيليكا المدخنة HIFULL® في جص البلاط، أجرى خبراء فنيون من شركة هوبي هويفو للمواد النانوية المحدودة التجارب التالية:
تم اختيار نظام حقن راتنج الإيبوكسي ثنائي المكونات كموضوع تجريبي، حيث يمثل المكون أ راتنج الإيبوكسي ، بينما يمثل المكون ب عامل التصلب . أُضيف السيليكا المدخنة الكارهة للماء HIFULL® بتركيز 5.7% إلى كل من المكونين أ و ب على التوالي، ثم تم تشتيتها جيدًا باستخدام جهاز تشتيت عالي السرعة.
تم بعد ذلك قياس اللزوجة والقيم الثيكسوتروبية لكل من العينات الضابطة (بدون السيليكا المدخنة) وعينات الاختبار (مع السيليكا المدخنة) للمكونين A وB باستخدام مقياس اللزوجة Brookfield.
أظهرت النتائج أن دمج السيليكا المدخنة زاد بشكل فعال من لزوجة مكونات الملاط.
على وجه التحديد، ارتفعت لزوجة المكون (أ) من 4,500 سنتي بواز إلى 38,000 سنتي بواز ، أي بزيادة تقارب 7.4 أضعاف ، بينما زادت لزوجة المكون (ب) من 5,500 سنتي بواز إلى 62,000 سنتي بواز ، أي بزيادة تقارب 10 أضعاف . أما فيما يتعلق بالخاصية الانسيابية، فقد أظهر المكون (أ) تحسناً بنسبة 24% ، بينما أظهر المكون (ب) تحسناً بنسبة 130%.
تم تحميل مكونات عينات التحكم (أ/ب) وعينات الاختبار في أنابيب تغليف، ثم تم ضغطها على جهاز اختبار ريولوجي باستخدام مسدس سد. بعد ذلك، تم سحب العينات ووضعها عموديًا على ألواح من الصفيح لملاحظة اختلافات السلوك بين الجص المُعدَّل والجص المُعدَّل بسماكات مختلفة.
لاحظ الخبراء الفنيون من شركة هوبي هويفو للمواد النانوية المحدودة أنه مع مرور الوقت، ظلت شرائط عينة الاختبار المسحوبة ثابتة، بينما استمر ترهل ملاط عينة الضبط على ألواح الصفيح بفعل الجاذبية. وازدادت ظاهرة الترهل وضوحًا مع زيادة سماكة الطبقة. وتُظهر هذه النتائج أن السيليكا المدخنة تُعزز بفعالية أداء الملاط المقاوم للترهل، مما يُحسّن كفاءة البناء بشكل ملحوظ.
اختبار أداء مضاد للترهل
وفي الوقت نفسه، أجرى الخبراء الفنيون من شركة هوبي هويفو للمواد النانوية المحدودة اختبارًا مقارنًا لأداء مقاومة الترهل بين السيليكا المدخنة المحبة للماء HIFULL® (HL-200) والمنتجات المحلية/الأجنبية المنافسة.
وظيفة السيليكا المدخنة – مادة مضافة مضادة للترهل
بعد إضافة 6% من كل مادة اختبار (ثلاثة منتجات من المنافسين وHL-200) إلى المكونات A/B من الجص على التوالي، يتبع ذلك التشتت الشامل باستخدام موزع عالي السرعة، تم ضغط شرائط الجص الأسطوانية المماثلة باستخدام خراطيش مكونة من مكونين.
أظهرت المراقبة الممتدة أن عينات الجص لم تظهر أي ترهل ناتج عن الجاذبية، مع احتفاظ جميعها بأشكالها الأصلية دون تشوه.
تشير هذه النتائج إلى أن HL-200 يظهر فعالية مضادة للترهل مماثلة للمنافسين الآخرين المحببين للماء في تطبيقات الجص للبلاط.
اختتام
أثبتت التجارب المذكورة أعلاه بفعالية أن السيليكا المتبخرة، سواءً المحبة للماء أو الكارهة للماء، يمكنها تحسين الخواص الريولوجية، وصلابتها، وأدائها الميكانيكي بشكل ملحوظ في حشوات البلاط. وتؤكد هذه النتائج جدوى استخدام السيليكا المتبخرة كمادة مالئة ومادة مضافة ثيكسوتروبيكية في منتجات الجص، مع توفير نهج فعال لتطوير المنتج.
مع ذلك، مع التطور المستمر للسوق وتزايد طلب المستهلكين على الأداء، لا تزال هناك حاجة إلى مزيد من البحث حول آليات استخدام السيليكا المدخنة في تركيبات الجص. ستركز أولويات البحث المستقبلية لشركة هوبي هويفو للمواد النانوية المحدودة على تحسين عمليات المعالجة السطحية وتقنيات التشتيت للسيليكا المدخنة، بالإضافة إلى تطوير منتجات جص أكثر ابتكارًا وعملية. ومع تقدم الأبحاث ذات الصلة، من المتوقع أن تلعب السيليكا المدخنة دورًا أكبر في صناعة جص البلاط، وأن تدفع عجلة تطويرها المبتكر.
مرحباً بالعملاء
اسمي فان، وأنا مدير أعمال شركة HIFULL، وأعمل في صناعة السيليكا المدخنة منذ أكثر من 10 سنوات. لا تتردد في الاتصال بي. يسعدني أن أقدم لك أفضل الخدمات والمنتجات.
