নির্মাণকাজে ব্যবহৃত শুষ্ক-মিশ্রিত মর্টারের সাধারণ মিশ্রণগুলোর মৌলিক বৈশিষ্ট্য

বিল্ডিং ড্রাই-মিক্সড মর্টারের কার্যকারিতা উন্নত করতে অ্যাডিটিভস বা মিশ্রণ একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, কিন্তু এই অ্যাডিটিভস যোগ করার ফলে ড্রাই-মিক্সড মর্টার পণ্যের উপাদান খরচ প্রচলিত মর্টারের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেড়ে যায়, যা ড্রাই-মিক্সড মর্টারের মোট উপাদান খরচের ৪০%-এরও বেশি। বর্তমানে, অ্যাডিটিভসের একটি উল্লেখযোগ্য অংশ বিদেশী নির্মাতারা সরবরাহ করে এবং পণ্যের নির্দেশিত মাত্রাও সরবরাহকারী দ্বারা নির্ধারিত হয়। ফলস্বরূপ, ড্রাই-মিক্সড মর্টার পণ্যের খরচ বেশি থাকে এবং সাধারণ গাঁথনি ও প্লাস্টারিং মর্টারকে বিপুল পরিমাণে ও বিস্তৃত এলাকায় জনপ্রিয় করা কঠিন হয়ে পড়ে; উচ্চ-মানের বাজারের পণ্যগুলি বিদেশী সংস্থাগুলি দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, এবং ড্রাই-মিক্সড মর্টার নির্মাতাদের লাভ কম ও মূল্য সহনশীলতা কম থাকে; অ্যাডিটিভসের প্রয়োগ নিয়ে পদ্ধতিগত ও লক্ষ্যভিত্তিক গবেষণার অভাব রয়েছে এবং বিদেশী ফর্মুলা অন্ধভাবে অনুসরণ করা হয়।

উপরোক্ত কারণগুলোর ভিত্তিতে, এই গবেষণাপত্রে সচরাচর ব্যবহৃত অ্যাডিটিভগুলোর কিছু মৌলিক বৈশিষ্ট্য বিশ্লেষণ ও তুলনা করা হয়েছে এবং এর ওপর ভিত্তি করে অ্যাডিটিভ ব্যবহার করে প্রস্তুতকৃত শুষ্ক-মিশ্রিত মর্টার পণ্যের কার্যকারিতা অধ্যয়ন করা হয়েছে।

১. জল ধরে রাখার উপাদান

শুকনো মিশ্রিত মর্টারের জল ধারণ ক্ষমতা উন্নত করার জন্য জল ধারণকারী উপাদান একটি গুরুত্বপূর্ণ সংযোজনী, এবং এটি শুকনো মিশ্রিত মর্টারের উপকরণের খরচ নির্ধারণকারী অন্যতম প্রধান সংযোজনীও বটে।

১.১ সেলুলোজ ইথার

সেলুলোজ ইথার হলো নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে অ্যালকালি সেলুলোজ এবং ইথারিফাইং এজেন্টের বিক্রিয়ায় উৎপাদিত বিভিন্ন পণ্যের একটি সাধারণ পরিভাষা। বিভিন্ন সেলুলোজ ইথার পাওয়ার জন্য অ্যালকালি সেলুলোজকে বিভিন্ন ইথারিফাইং এজেন্ট দ্বারা প্রতিস্থাপন করা হয়। প্রতিস্থাপকগুলির আয়নীকরণ বৈশিষ্ট্য অনুসারে, সেলুলোজ ইথারকে দুটি শ্রেণীতে ভাগ করা যায়: আয়নিক (যেমন কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ) এবং নন-আয়নিক (যেমন মিথাইল সেলুলোজ)। প্রতিস্থাপকের প্রকারভেদ অনুসারে, সেলুলোজ ইথারকে মনোইথার (যেমন মিথাইল সেলুলোজ) এবং মিশ্র ইথার (যেমন হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ) এ ভাগ করা যায়। বিভিন্ন দ্রবণীয়তা অনুসারে, একে জলে দ্রবণীয় (যেমন হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ) এবং জৈব দ্রাবকে দ্রবণীয় (যেমন ইথাইল সেলুলোজ) ইত্যাদিতে ভাগ করা যায়। শুষ্ক-মিশ্রিত মর্টার প্রধানত জলে দ্রবণীয় সেলুলোজ, এবং জলে দ্রবণীয় সেলুলোজকে তাৎক্ষণিক প্রকার এবং পৃষ্ঠতল প্রক্রিয়াজাত বিলম্বিত দ্রবণ প্রকারে ভাগ করা হয়।

মর্টারে সেলুলোজ ইথারের কার্যপ্রণালী নিম্নরূপ:

(1) মর্টারে থাকা সেলুলোজ ইথার পানিতে দ্রবীভূত হওয়ার পর, এর পৃষ্ঠীয় সক্রিয়তার কারণে সিস্টেমে সিমেন্টজাতীয় উপাদানের কার্যকর এবং সুষম বিতরণ নিশ্চিত হয়, এবং সেলুলোজ ইথার একটি প্রতিরক্ষামূলক কলয়েড হিসাবে কঠিন কণাগুলিকে "আবৃত" করে এবং এর বাইরের পৃষ্ঠে একটি পিচ্ছিলকারক ফিল্মের স্তর তৈরি করে, যা মর্টার সিস্টেমকে আরও স্থিতিশীল করে তোলে এবং মিশ্রণ প্রক্রিয়ার সময় মর্টারের তরলতা ও নির্মাণের মসৃণতা উন্নত করে।

(2) এর নিজস্ব আণবিক গঠনের কারণে, সেলুলোজ ইথার দ্রবণ মর্টারের জলকে সহজে বেরিয়ে যেতে দেয় না এবং দীর্ঘ সময় ধরে ধীরে ধীরে তা নির্গত করে, যা মর্টারকে ভালো জল ধারণ ক্ষমতা এবং কার্যক্ষমতা প্রদান করে।

১.১.১ মিথাইল সেলুলোজ (MC)-এর আণবিক সংকেত [C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n]x

পরিশোধিত তুলাকে ক্ষার দিয়ে প্রক্রিয়াজাত করার পর, মিথেন ক্লোরাইডকে ইথারিফিকেশন এজেন্ট হিসেবে ব্যবহার করে ধারাবাহিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে সেলুলোজ ইথার উৎপন্ন হয়। সাধারণত, এর প্রতিস্থাপনের মাত্রা ১.৬ থেকে ২.০ হয় এবং প্রতিস্থাপনের মাত্রা ভিন্ন হওয়ার সাথে সাথে এর দ্রবণীয়তাও ভিন্ন হয়। এটি নন-আয়নিক সেলুলোজ ইথারের অন্তর্ভুক্ত।

(1) মিথাইলসেলুলোজ ঠান্ডা জলে দ্রবণীয়, এবং গরম জলে এটি সহজে দ্রবীভূত হয় না। এর জলীয় দ্রবণ pH=3~12 পরিসরে খুব স্থিতিশীল। স্টার্চ, গুয়ার গাম ইত্যাদি এবং অনেক সারফ্যাক্ট্যান্টের সাথে এর ভালো সামঞ্জস্য রয়েছে। যখন তাপমাত্রা জেল তৈরির তাপমাত্রায় পৌঁছায়, তখন জেল তৈরি হয়।

(2) মিথাইল সেলুলোজের জল ধারণ ক্ষমতা এর সংযোজন পরিমাণ, সান্দ্রতা, কণার সূক্ষ্মতা এবং দ্রবীভূত হওয়ার হারের উপর নির্ভর করে। সাধারণত, যদি সংযোজন পরিমাণ বেশি হয়, সূক্ষ্মতা কম হয় এবং সান্দ্রতা বেশি হয়, তাহলে জল ধারণের হার বেশি হয়। এদের মধ্যে, সংযোজন পরিমাণ জল ধারণের হারের উপর সবচেয়ে বেশি প্রভাব ফেলে, এবং সান্দ্রতার মাত্রা জল ধারণের হারের মাত্রার সাথে সরাসরি সমানুপাতিক নয়। দ্রবীভূত হওয়ার হার প্রধানত সেলুলোজ কণার পৃষ্ঠ পরিবর্তনের মাত্রা এবং কণার সূক্ষ্মতার উপর নির্ভর করে। উপরের সেলুলোজ ইথারগুলির মধ্যে, মিথাইল সেলুলোজ এবং হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজের জল ধারণের হার বেশি।

(3) তাপমাত্রার পরিবর্তন মিথাইল সেলুলোজের জল ধারণ ক্ষমতাকে মারাত্মকভাবে প্রভাবিত করে। সাধারণত, তাপমাত্রা যত বেশি হয়, জল ধারণ ক্ষমতা তত খারাপ হয়। যদি মর্টারের তাপমাত্রা 40°C অতিক্রম করে, তাহলে মিথাইল সেলুলোজের জল ধারণ ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পাবে, যা মর্টারের নির্মাণকে মারাত্মকভাবে প্রভাবিত করবে।

(4) মর্টারের নির্মাণ এবং আনুগত্যের উপর মিথাইল সেলুলোজের একটি উল্লেখযোগ্য প্রভাব রয়েছে। এখানে "আনুগত্য" বলতে বোঝায় শ্রমিকের প্রয়োগকারী সরঞ্জাম এবং দেয়ালের ভিত্তির মধ্যে অনুভূত আঠালো শক্তি, অর্থাৎ, মর্টারের শিয়ার প্রতিরোধ ক্ষমতা। মর্টারের আঠালোতা বেশি, শিয়ার প্রতিরোধ ক্ষমতা বেশি, এবং ব্যবহারের প্রক্রিয়ায় শ্রমিকদের প্রয়োজনীয় শক্তিও বেশি, এবং মর্টারের নির্মাণ কর্মক্ষমতা দুর্বল। সেলুলোজ ইথার পণ্যগুলিতে মিথাইল সেলুলোজের আনুগত্য একটি মাঝারি স্তরে থাকে।

১.১.২ হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ (HPMC)-এর আণবিক সংকেত হলো [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3]n]x

হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ হলো এক প্রকার সেলুলোজ যার উৎপাদন ও ব্যবহার সাম্প্রতিক বছরগুলোতে দ্রুত বৃদ্ধি পাচ্ছে। এটি একটি নন-আয়নিক সেলুলোজ মিশ্র ইথার, যা পরিশোধিত তুলাকে ক্ষারীয়করণের পর প্রোপিলিন অক্সাইড এবং মিথাইল ক্লোরাইডকে ইথারিফিকেশন এজেন্ট হিসেবে ব্যবহার করে ধারাবাহিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে তৈরি করা হয়। এর প্রতিস্থাপনের মাত্রা সাধারণত ১.২ থেকে ২.০ পর্যন্ত হয়। মিথোক্সিল এবং হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল উপাদানের অনুপাতের ভিন্নতার কারণে এর বৈশিষ্ট্যগুলোও ভিন্ন হয়।

(1) হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ ঠান্ডা জলে সহজে দ্রবণীয়, এবং গরম জলে দ্রবীভূত হতে এটি সমস্যার সম্মুখীন হয়। কিন্তু গরম জলে এর জেলীভবন তাপমাত্রা মিথাইল সেলুলোজের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি। মিথাইল সেলুলোজের তুলনায় ঠান্ডা জলে এর দ্রবণীয়তাও অনেক উন্নত।

(2) হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজের সান্দ্রতা এর আণবিক ওজনের সাথে সম্পর্কিত, এবং আণবিক ওজন যত বেশি হয়, সান্দ্রতাও তত বেশি হয়। তাপমাত্রাও এর সান্দ্রতাকে প্রভাবিত করে, তাপমাত্রা বাড়লে সান্দ্রতা কমে যায়। তবে, মিথাইল সেলুলোজের তুলনায় এর উচ্চ সান্দ্রতার উপর তাপমাত্রার প্রভাব কম। সাধারণ তাপমাত্রায় রাখলে এর দ্রবণ স্থিতিশীল থাকে।

(3) হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজের জল ধারণ ক্ষমতা এর সংযোজন পরিমাণ, সান্দ্রতা ইত্যাদির উপর নির্ভর করে এবং একই সংযোজন পরিমাণে এর জল ধারণ হার মিথাইল সেলুলোজের চেয়ে বেশি।

(4) হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ অ্যাসিড এবং ক্ষারের প্রতি স্থিতিশীল, এবং এর জলীয় দ্রবণ pH=2~12 পরিসরে খুব স্থিতিশীল। কস্টিক সোডা এবং চুন জল এর কার্যকারিতার উপর সামান্য প্রভাব ফেলে, কিন্তু ক্ষার এর দ্রবণকে ত্বরান্বিত করতে পারে এবং এর সান্দ্রতা বাড়াতে পারে। হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ সাধারণ লবণের প্রতি স্থিতিশীল, কিন্তু যখন লবণ দ্রবণের ঘনত্ব বেশি হয়, তখন হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ দ্রবণের সান্দ্রতা বেড়ে যাওয়ার প্রবণতা দেখা যায়।

(5) হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজকে পানিতে দ্রবণীয় পলিমার যৌগের সাথে মিশিয়ে একটি অভিন্ন এবং উচ্চ সান্দ্রতার দ্রবণ তৈরি করা যেতে পারে। যেমন পলিভিনাইল অ্যালকোহল, স্টার্চ ইথার, ভেজিটেবল গাম, ইত্যাদি।

(6) মিথাইলসেলুলোজের তুলনায় হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজের এনজাইম প্রতিরোধ ক্ষমতা ভালো, এবং এর দ্রবণ মিথাইলসেলুলোজের তুলনায় এনজাইম দ্বারা সহজে ভেঙে যায় না।

(7) মর্টার নির্মাণে হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজের আনুগত্য মিথাইলসেলুলোজের চেয়ে বেশি।

১.১.৩ হাইড্রোক্সিইথাইলসেলুলোজ (এইচইসি)

এটি ক্ষার দিয়ে প্রক্রিয়াজাত পরিশোধিত তুলা থেকে তৈরি করা হয় এবং অ্যাসিটোনের উপস্থিতিতে ইথারিফিকেশন এজেন্ট হিসেবে ইথিলিন অক্সাইডের সাথে এর বিক্রিয়া ঘটানো হয়। এর প্রতিস্থাপনের মাত্রা সাধারণত ১.৫ থেকে ২.০ হয়ে থাকে। এর জলগ্রাহিতা প্রবল এবং এটি সহজে আর্দ্রতা শোষণ করে।

(1) হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ ঠান্ডা জলে দ্রবণীয়, কিন্তু গরম জলে এটি সহজে দ্রবীভূত হয় না। এর দ্রবণ উচ্চ তাপমাত্রায় জেল না হয়ে স্থিতিশীল থাকে। এটি মর্টারে উচ্চ তাপমাত্রায় দীর্ঘ সময় ধরে ব্যবহার করা যেতে পারে, তবে এর জল ধারণ ক্ষমতা মিথাইল সেলুলোজের চেয়ে কম।

(2) হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ সাধারণ অ্যাসিড এবং ক্ষারের প্রতি স্থিতিশীল। ক্ষার এর দ্রবণকে ত্বরান্বিত করতে পারে এবং এর সান্দ্রতা সামান্য বাড়িয়ে দিতে পারে। জলে এর দ্রবণীয়তা মিথাইল সেলুলোজ এবং হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজের তুলনায় কিছুটা খারাপ।

(3) হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ মর্টারের জন্য ভালো অ্যান্টি-স্যাগ কর্মক্ষমতা দেখায়, কিন্তু সিমেন্টের জন্য এর বিলম্বকারী সময় বেশি।

(4) কিছু দেশীয় শিল্পোদ্যোক্তা দ্বারা উৎপাদিত হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজের কার্যক্ষমতা মিথাইল সেলুলোজের তুলনায় সুস্পষ্টভাবে কম, কারণ এতে জলের পরিমাণ এবং ছাইয়ের পরিমাণ বেশি থাকে।

১.১.৪ কার্বোক্সিমিথাইলসেলুলোজ (সিএমসি) [C6H7O2(OH)2och2COONa]n

সোডিয়াম মনোক্লোরোঅ্যাসিটেটকে ইথারিফিকেশন এজেন্ট হিসেবে ব্যবহার করে এবং ধারাবাহিক বিক্রিয়া প্রক্রিয়ার মাধ্যমে প্রাকৃতিক তন্তু (তুলা ইত্যাদি) থেকে ক্ষারীয় প্রক্রিয়াজাতকরণের পর আয়নিক সেলুলোজ ইথার তৈরি করা হয়। প্রতিস্থাপনের মাত্রা সাধারণত ০.৪ থেকে ১.৪ হয় এবং এর কার্যকারিতা এই প্রতিস্থাপনের মাত্রার দ্বারা ব্যাপকভাবে প্রভাবিত হয়।

(1) কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ অধিক আর্দ্রতা শোষণকারী, এবং সাধারণ অবস্থায় সংরক্ষণ করলে এটিতে বেশি জল জমা হবে।

(2) কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজের জলীয় দ্রবণ জেল তৈরি করে না এবং তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে সান্দ্রতা হ্রাস পায়। যখন তাপমাত্রা 50°C অতিক্রম করে, তখন সান্দ্রতা অপরিবর্তনীয় হয়ে যায়।

(3) এর স্থায়িত্ব pH দ্বারা ব্যাপকভাবে প্রভাবিত হয়। সাধারণত, এটি জিপসাম-ভিত্তিক মর্টারে ব্যবহার করা যেতে পারে, তবে সিমেন্ট-ভিত্তিক মর্টারে নয়। যখন এটি অত্যন্ত ক্ষারীয় হয়, তখন এটি সান্দ্রতা হারায়।

(4) এর জল ধারণ ক্ষমতা মিথাইল সেলুলোজের তুলনায় অনেক কম। এটি জিপসাম-ভিত্তিক মর্টারের উপর মন্দন প্রভাব ফেলে এবং এর শক্তি হ্রাস করে। যাইহোক, কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজের দাম মিথাইল সেলুলোজের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম।