رينوليث: مزيج البوليمر النانوي للمستقبل

يُعدّ استخدام الألياف نهجًا معروفًا لتحسين المواد المركبة المُلصقة. وتساعد ألياف السليلوز على:

• قمع الشقوق وتثبيتها
• تحسين قوة الضغط والانحناء
• تحسين خصائص مقاومة الصدمات والكسر. 

توفر ألياف السليلوز المعالجة توازناً مثالياً بين الخصائص الميكانيكية والفيزيائية وخصائص المتانة عند وضعها في مصفوفة الأسمنت. ويمكن عزو تحسين خصائص التقوية لألياف السليلوز المعالجة إلى خصائص قمع وتثبيت الشقوق. يُعدّ العدد الكبير للألياف، وكبر مساحة السطح، ومعامل المرونة العالي لألياف السليلوز المُعالجة، عوامل مثالية لفعالية التقوية. وكما أشارت البيانات، فإنّ لهذه الألياف إمكانات كبيرة. تحسين قوة الضغط والانحناء من الخلطات الخرسانية. تحتوي كل من الخلطات الخرسانية العادية والخرسانة عالية المقاومة مع الألياف أيضًا على خصائص مقاومة الصدمات والكسر المحسّنة بشكل كبير. لطالما استُخدمت ألياف السليلوز في قطاع البناء. وقد حان الوقت لكي يبدأ قطاع البنية التحتية للنقل، وخاصة قطاع رصف الطرق، بالاستفادة من الخصائص المفيدة لهذه الألياف السليلوزية المُعالجة.

N. Buch, O. Rehman and JE Hiller, “Pamping of Processed Cellulose Fibers on Portland Cement Concrete,” Transportation Research Record Journal of the Transportation Research Board, pp. 72-80, 1999. https://doi.org/10.3141/1668-11

يمكن دمج الألياف كجزء من الخليط مع الركام والأسمنت. أو، في حالة رينوليث، تُعدّ السليلوز النانوية جزءًا من المادة المشتتة. عند تطبيقها على المستوى النانوي، تُضفي السليلوز بعض الخصائص الإضافية المهمة مثل مقاومة الصقيع والملوحة.

السليلوز النانوي, تتميز مادة السليلوز النانوية، ذات الأبعاد النانوية، بقوة شد عالية، ومعامل مرونة عالٍ، وتمدد حراري منخفض، وكثافة منخفضة نسبيًا، فضلًا عن خصائص توصيل كهربائي ممتازة. تقدم هذه الورقة البحثية نتائج دراسة أجريت على ملاط الأسمنت المضاف إليه السليلوز النانوي البلوري، بثلاث كميات مختلفة (0.5%، 1.0%، و1.5%) من وزن الأسمنت، وتشمل هذه النتائج: الخصائص الفيزيائية والميكانيكية، ومقاومة الصقيع، ومقاومة التأثير الضار للأملاح، وفحص البنية المجهرية (باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح). وقد لوحظ انخفاض في فقدان الوزن بعد اختبارات مقاومة الصقيع وتبلور الأملاح مع زيادة كمية المادة المضافة. وأظهرت الدراسات أن إضافة السليلوز النانوي البلوري تُحسّن من خصائص ملاط الأسمنت. يحسن قوة الضغط والانحناء بنسبتي 27.6% و10.9% على التوالي. بعد 50 دورة من التجميد والذوبان (F-T) للملاط المضاف إليه 1.5% من السليلوز النانوي، تحسين مقاومة الصقيع تمت ملاحظة ذلك بواسطة 98%. بدوره، أشارت اختبارات تبلور الكبريتات إلى انخفاض بمقدار 35 ضعفًا في فقدان الوزن بعد إضافة البوليمر النانوي 1.5% إلى الملاط.

D. Barnat-Hunek, M. Grzegorczyk-Franczak, M. Szymanska-Chargot and G. Łagód, “Effect of Eco-Friendly Cellulose Nanocystals on Physical Properties of Cement Montarts,” Polymers, vol. 11, no. 2088, pp. 1-20, 2019. https://doi.org/10.3390/polym11122088