সালফারযুক্ত জ্বালানি (কয়লা, পেট্রোলিয়াম) দহনের ফলে উৎপন্ন ফ্লু গ্যাস, সালফার অপসারণ পরিশোধন প্রক্রিয়ার সময় উৎপন্ন শিল্পজাত কঠিন বর্জ্য এবং হেমিহাইড্রেট জিপসাম (রাসায়নিক সংকেত CaSO4· 0.5H2O) হলো সালফার অপসারণকৃত জিপসাম, যার কার্যকারিতা প্রাকৃতিক নির্মাণ জিপসামের সাথে তুলনীয়। তাই, সেলফ-লেভেলিং উপাদান তৈরিতে প্রাকৃতিক জিপসামের পরিবর্তে সালফার অপসারণকৃত জিপসাম ব্যবহারের গবেষণা ও প্রয়োগ দিন দিন বাড়ছে। পানি হ্রাসকারী এজেন্ট, পানি ধারণকারী এজেন্ট এবং রিটার্ডারের মতো জৈব পলিমার মিশ্রণগুলো সেলফ-লেভেলিং মর্টার উপাদানের গঠনে অপরিহার্য কার্যকরী উপাদান। সিমেন্টজাতীয় পদার্থের সাথে এই দুটির মিথস্ক্রিয়া এবং কার্যপ্রণালী একটি মনোযোগ আকর্ষণের যোগ্য বিষয়। গঠন প্রক্রিয়ার বৈশিষ্ট্যের কারণে, ডি-সালফারাইজড জিপসামের সূক্ষ্মতা কম (কণার আকার প্রধানত ৪০ থেকে ৬০ মাইক্রোমিটারের মধ্যে থাকে) এবং এর পাউডার গ্রেডেশনও অসমান, তাই ডি-সালফারাইজড জিপসামের রিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্য দুর্বল হয় এবং এটি দিয়ে প্রস্তুত মর্টার স্লারিতে প্রায়শই সহজে সেগ্রিগেশন, স্ট্র্যাটিফিকেশন এবং ব্লিডিং ঘটে। সেলুলোজ ইথার হলো মর্টারে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত অ্যাডিটিভ, এবং ওয়াটার রিডিউসিং এজেন্টের সাথে এর সম্মিলিত ব্যবহার ডি-সালফারাইজড জিপসাম-ভিত্তিক সেলফ-লেভেলিং উপকরণের নির্মাণ কার্যকারিতা এবং পরবর্তী যান্ত্রিক ও স্থায়িত্ব কার্যকারিতার মতো সার্বিক কর্মক্ষমতা অর্জনের একটি গুরুত্বপূর্ণ নিশ্চয়তা।
এই গবেষণাপত্রে, তরলতার মানকে (বিস্তার মাত্রা ১৪৫ মিমি ± ৫ মিমি) নিয়ন্ত্রণ সূচক হিসেবে ব্যবহার করা হয়েছে এবং এতে সালফারমুক্ত জিপসাম-ভিত্তিক স্ব-সমতলকারী উপাদানের পানি ব্যবহার, সময়ের সাথে সাথে তরলতার হ্রাস এবং সময় ও প্রাথমিক যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের মতো মৌলিক ধর্মাবলির জমাট বাঁধার ওপর সেলুলোজ ইথারের পরিমাণ ও আণবিক ওজনের (সান্দ্রতার মান) প্রভাবের ওপর আলোকপাত করা হয়েছে; একই সাথে, সালফারমুক্ত জিপসামের হাইড্রেশন প্রক্রিয়ায় তাপ নির্গমন এবং তাপ নির্গমনের হারের ওপর সেলুলোজ ইথারের প্রভাব পরীক্ষা করা হয়েছে, সালফারমুক্ত জিপসামের হাইড্রেশন প্রক্রিয়ার ওপর এর প্রভাব বিশ্লেষণ করা হয়েছে এবং সালফারমুক্ত জিপসাম জেলিং সিস্টেমের সাথে এই ধরনের মিশ্রণের সামঞ্জস্যতা নিয়ে প্রাথমিকভাবে আলোচনা করা হয়েছে।
১. কাঁচামাল এবং পরীক্ষার পদ্ধতি
১.১ কাঁচামাল
জিপসাম পাউডার: তাংশানের একটি কোম্পানি দ্বারা উৎপাদিত সালফারমুক্ত জিপসাম পাউডার, যার প্রধান খনিজ উপাদান হলো হেমিহাইড্রেট জিপসাম। এর রাসায়নিক গঠন সারণি ১-এ এবং ভৌত বৈশিষ্ট্য সারণি ২-এ দেখানো হয়েছে।
ছবি
ছবি
মিশ্রণগুলোর মধ্যে রয়েছে: সেলুলোজ ইথার (হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ, সংক্ষেপে এইচপিএমসি); সুপারপ্লাস্টিসাইজার ডব্লিউআর; ডিফোমার বি-১; ইভিএ রিডিসপারসিবল ল্যাটেক্স পাউডার এস-০৫, যেগুলোর সবগুলোই বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ।
সমষ্টি: প্রাকৃতিক নদীর বালি, নিজস্ব উৎপাদিত মিহি বালি যা ০.৬ মিমি চালনি দিয়ে চেলে নেওয়া হয়েছে।
১.২ পরীক্ষার পদ্ধতি
স্থির সালফারমুক্ত জিপসাম: বালি: পানি = ১:০.৫:০.৪৫, উপযুক্ত পরিমাণে অন্যান্য মিশ্রণ, নিয়ন্ত্রণ সূচক হিসাবে তরলতা (প্রসারণ ১৪৫ মিমি ± ৫ মিমি), পানির ব্যবহার সমন্বয় করে, যথাক্রমে সিমেন্টজাতীয় পদার্থের (সালফারমুক্ত জিপসাম + সিমেন্ট) সাথে ০, ০.৫‰, ১.০‰, ২.০‰, ৩.০‰ সেলুলোজ ইথার (HPMC-20,000) মিশ্রিত করা হয়; সেলুলোজ ইথারের মাত্রা ১‰-তে স্থির করে, বিভিন্ন আণবিক ওজনের (সংশ্লিষ্ট সংখ্যাগুলো যথাক্রমে H2, H4, H7.5, এবং H10) HPMC-20,000, HPMC-40,000, HPMC-75,000, এবং HPMC-100,000 হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ ইথার নির্বাচন করা হয়। জিপসাম-ভিত্তিক সেলফ-লেভেলিং মর্টারের বৈশিষ্ট্যের উপর সেলুলোজ ইথারের মাত্রা ও আণবিক ওজনের (সান্দ্রতা মান) পরিবর্তনের প্রভাব এবং ডি-সালফারাইজড জিপসাম সেলফ-লেভেলিং মর্টার মিশ্রণের প্রবাহমানতা, সেটিং টাইম ও প্রাথমিক যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের উপর এই দুটির প্রভাব নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে। নির্দিষ্ট পরীক্ষা পদ্ধতিটি GB/T 17669.3-1999 “বিল্ডিং জিপসামের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ”-এর প্রয়োজনীয়তা অনুসারে পরিচালিত হয়।
সালফারমুক্ত জিপসামের একটি ব্ল্যাঙ্ক নমুনা এবং যথাক্রমে ০.৫‰ ও ৩‰ সেলুলোজ ইথারযুক্ত নমুনা ব্যবহার করে হাইড্রেশন তাপ পরীক্ষাটি করা হয় এবং ব্যবহৃত যন্ত্রটি হলো একটি TA-AIR টাইপের হাইড্রেশন তাপ পরীক্ষক।
২. ফলাফল ও বিশ্লেষণ
২.১ মর্টারের মৌলিক বৈশিষ্ট্যের উপর সেলুলোজ ইথারের পরিমাণের প্রভাব
সেলুলোজ ইথারের পরিমাণ বৃদ্ধির সাথে সাথে মর্টারের কার্যক্ষমতা এবং সংহতি উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়, সময়ের সাথে সাথে তরলতা হ্রাস উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায় এবং নির্মাণ কার্যকারিতা আরও চমৎকার হয়, এবং জমাট বাঁধা মর্টারে কোনো স্তরবিচ্ছিন্নতার ঘটনা ঘটে না, এবং পৃষ্ঠের মসৃণতা, কোমলতা এবং নান্দনিকতা ব্যাপকভাবে উন্নত হয়। একই সময়ে, একই তরলতা অর্জনের জন্য মর্টারের জল খরচ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। ৫‰-তে, জল খরচ ১০২% বৃদ্ধি পায়, এবং চূড়ান্ত জমাট বাঁধার সময় ১০০ মিনিট দীর্ঘায়িত হয়, যা ফাঁকা নমুনার তুলনায় ২.৫ গুণ বেশি ছিল। সেলুলোজ ইথারের পরিমাণ বৃদ্ধির সাথে সাথে মর্টারের প্রাথমিক যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। যখন সেলুলোজ ইথারের পরিমাণ ৫‰ ছিল, তখন ২৪ ঘণ্টার নমন শক্তি এবং সংকোচন শক্তি যথাক্রমে ফাঁকা নমুনার ১৮.৭৫% এবং ১১.২৯%-এ হ্রাস পায়। সংকোচন শক্তি যথাক্রমে ফাঁকা নমুনার ৩৯.৪৭% এবং ২৩.৪৫%। এটি লক্ষণীয় যে, পানি ধারণকারী উপাদানের পরিমাণ বৃদ্ধির সাথে সাথে মর্টারের স্থূল ঘনত্বও উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে, যা ০‰-তে ২০৬৯ কেজি/মি³ থেকে ৫‰-তে ১৭৪৭ কেজি/মি³-তে নেমে এসেছে, অর্থাৎ ১৫.৫৬% হ্রাস পেয়েছে। মর্টারের ঘনত্ব হ্রাস পায় এবং সচ্ছিদ্রতা বৃদ্ধি পায়, যা মর্টারের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের এই সুস্পষ্ট হ্রাসের অন্যতম কারণ।
সেলুলোজ ইথার একটি নন-আয়নিক পলিমার। সেলুলোজ ইথার চেইনের হাইড্রোক্সিল গ্রুপ এবং ইথার বন্ধনের অক্সিজেন পরমাণু পানির অণুর সাথে যুক্ত হয়ে হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি করতে পারে, যা মুক্ত পানিকে আবদ্ধ পানিতে পরিণত করে এবং এর ফলে পানি ধারণে ভূমিকা রাখে। স্থূলভাবে এটি স্লারির সংহতি বৃদ্ধির মাধ্যমে প্রকাশ পায় [5]। স্লারির সান্দ্রতা বৃদ্ধি কেবল পানির ব্যবহারই বাড়াবে না, বরং দ্রবীভূত সেলুলোজ ইথার জিপসাম কণার পৃষ্ঠে শোষিত হবে, যা হাইড্রেশন বিক্রিয়াকে বাধা দেবে এবং জমাট বাঁধার সময়কে দীর্ঘায়িত করবে; নাড়াচাড়ার প্রক্রিয়ার সময়, প্রচুর পরিমাণে বায়ু বুদবুদও প্রবেশ করবে। মর্টার শক্ত হওয়ার সাথে সাথে শূন্যস্থান তৈরি হবে, যা অবশেষে মর্টারের শক্তি হ্রাস করবে। মর্টার মিশ্রণের একতরফা পানি ব্যবহার, নির্মাণ কার্যকারিতা, জমাট বাঁধার সময় এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, এবং পরবর্তী স্থায়িত্ব ইত্যাদি সামগ্রিকভাবে বিবেচনা করে, ডি-সালফারাইজড জিপসাম-ভিত্তিক সেলফ-লেভেলিং মর্টারে সেলুলোজ ইথারের পরিমাণ 1‰ এর বেশি হওয়া উচিত নয়।
২.২ মর্টারের কার্যকারিতার উপর সেলুলোজ ইথারের আণবিক ওজনের প্রভাব
সাধারণত, সেলুলোজ ইথারের সান্দ্রতা যত বেশি এবং সূক্ষ্মতা যত বেশি হয়, এর জল ধারণ ক্ষমতা তত ভালো হয় এবং বন্ধন শক্তি বৃদ্ধি পায়। এর ফলে কার্যকারিতা নেতিবাচকভাবে প্রভাবিত হতে পারে। তাই, জিপসাম-ভিত্তিক সেলফ-লেভেলিং মর্টার উপকরণের মৌলিক বৈশিষ্ট্যের উপর বিভিন্ন আণবিক ওজনের সেলুলোজ ইথারের প্রভাব আরও পরীক্ষা করা হয়েছিল। মর্টারের জলের চাহিদা একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে বৃদ্ধি পেয়েছিল, কিন্তু এর সেটিং টাইম এবং তরলতার উপর কোনো সুস্পষ্ট প্রভাব ফেলেনি। একই সময়ে, বিভিন্ন অবস্থায় মর্টারের ফ্লেক্সারাল এবং কম্প্রেসিভ শক্তি একটি নিম্নমুখী প্রবণতা দেখায়, কিন্তু এই হ্রাস যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের উপর সেলুলোজ ইথারের পরিমাণের প্রভাবের চেয়ে অনেক কম ছিল। সংক্ষেপে, সেলুলোজ ইথারের আণবিক ওজন বৃদ্ধি মর্টার মিশ্রণের কার্যকারিতার উপর কোনো সুস্পষ্ট প্রভাব ফেলে না। নির্মাণের সুবিধার কথা বিবেচনা করে, সালফারমুক্ত জিপসাম-ভিত্তিক সেলফ-লেভেলিং উপকরণ হিসেবে কম সান্দ্রতা এবং কম আণবিক ওজনের সেলুলোজ ইথার নির্বাচন করা উচিত।
২.৩ সালফারমুক্ত জিপসামের আর্দ্রতা তাপের উপর সেলুলোজ ইথারের প্রভাব
সেলুলোজ ইথারের পরিমাণ বৃদ্ধির সাথে সাথে, ডি-সালফারাইজড জিপসামের হাইড্রেশনের তাপোৎপাদী শীর্ষ (exothermic peak) ধীরে ধীরে হ্রাস পেয়েছে এবং শীর্ষের অবস্থানের সময় সামান্য বিলম্বিত হয়েছে, যদিও হাইড্রেশনের তাপোৎপাদী তাপ হ্রাস পেয়েছে, কিন্তু তা সুস্পষ্ট নয়। এটি দেখায় যে সেলুলোজ ইথার ডি-সালফারাইজড জিপসামের হাইড্রেশনের হার এবং হাইড্রেশনের মাত্রা একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে বিলম্বিত করতে পারে, তাই এর মাত্রা খুব বেশি হওয়া উচিত নয় এবং ১‰-এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করা উচিত। দেখা যায় যে, সেলুলোজ ইথার জলের সংস্পর্শে আসার পর যে কলয়েডাল ফিল্ম তৈরি হয়, তা ডি-সালফারাইজড জিপসাম কণার পৃষ্ঠে শোষিত হয়, যা ২ ঘণ্টার আগে জিপসামের হাইড্রেশনের হার কমিয়ে দেয়। একই সাথে, এর অনন্য জল ধারণ এবং ঘন করার প্রভাব স্লারির জলের বাষ্পীভবনকে বিলম্বিত করে এবং পরবর্তী পর্যায়ে ডি-সালফারাইজড জিপসামের আরও হাইড্রেশনের জন্য সহায়ক হয়। সংক্ষেপে, যখন সঠিক মাত্রা নিয়ন্ত্রণ করা হয়, তখন সেলুলোজ ইথারের প্রভাব ডি-সালফারাইজড জিপসামের নিজস্ব হাইড্রেশন হার এবং হাইড্রেশন মাত্রার উপর সীমিত থাকে। একই সাথে, সেলুলোজ ইথারের পরিমাণ এবং আণবিক ওজন বৃদ্ধি স্লারির সান্দ্রতা উল্লেখযোগ্যভাবে বাড়িয়ে দেয় এবং চমৎকার জল ধারণ ক্ষমতা প্রদর্শন করে। ডি-সালফারাইজড জিপসাম সেলফ-লেভেলিং মর্টারের তরলতা নিশ্চিত করার জন্য, জলের ব্যবহার উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়, যা মর্টারের দীর্ঘায়িত সেটিং সময়ের কারণে ঘটে এবং এটিই যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য হ্রাসের প্রধান কারণ।
৩. উপসংহার
(1) যখন তরলতাকে নিয়ন্ত্রণ সূচক হিসাবে ব্যবহার করা হয়, তখন সেলুলোজ ইথারের পরিমাণ বৃদ্ধির সাথে সাথে, সালফারমুক্ত জিপসাম-ভিত্তিক সেলফ-লেভেলিং মর্টারের সেটিং টাইম উল্লেখযোগ্যভাবে দীর্ঘায়িত হয় এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়; পরিমাণের তুলনায়, সেলুলোজ ইথারের আণবিক ওজন বৃদ্ধি মর্টারের উপরোক্ত বৈশিষ্ট্যগুলির উপর সামান্য প্রভাব ফেলে। সামগ্রিকভাবে বিবেচনা করে, কম আণবিক ওজনের (সান্দ্রতা মান 20,000 Pa·s এর কম) সেলুলোজ ইথার নির্বাচন করা উচিত এবং এর ডোজ সিমেন্টিশিয়াস উপাদানের 1‰ এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করা উচিত।
(2) ডি-সালফারাইজড জিপসামের হাইড্রেশন তাপের পরীক্ষার ফলাফল দেখায় যে এই পরীক্ষার পরিধির মধ্যে, ডি-সালফারাইজড জিপসামের হাইড্রেশন হার এবং হাইড্রেশন প্রক্রিয়ার উপর সেলুলোজ ইথারের সীমিত প্রভাব রয়েছে। ডি-সালফারাইজড জিপসাম-ভিত্তিক মর্টারের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য হ্রাসের প্রধান কারণ হল জলের ব্যবহার বৃদ্ধি এবং বাল্ক ঘনত্ব হ্রাস।
পোস্ট করার সময়: ০৮-মে-২০২৩