কীভাবে সেলুলোজ ইথার মর্টারের কার্যকারিতা উন্নত করে

হাইড্রোক্সিল গ্রুপগুলিসেলুলোজ ইথারঅণু এবং ইথার বন্ধনে থাকা অক্সিজেন পরমাণুগুলো পানির অণুর সাথে হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি করে, মুক্ত পানিকে আবদ্ধ পানিতে পরিণত করে, ফলে পানি ধারণে এটি একটি ভালো ভূমিকা পালন করে; পানির অণু এবং সেলুলোজ ইথার আণবিক শৃঙ্খলের মধ্যে পারস্পরিক ব্যাপন পানির অণুগুলোকে সেলুলোজ ইথার ম্যাক্রোমলিকুলার শৃঙ্খলের অভ্যন্তরে প্রবেশ করতে এবং শক্তিশালী বাধার সম্মুখীন হতে সাহায্য করে, যার ফলে মুক্ত পানি এবং আবদ্ধ পানির সৃষ্টি হয়, যা সিমেন্ট স্লারির পানি ধারণ ক্ষমতা উন্নত করে; সেলুলোজ ইথার তাজা সিমেন্ট স্লারির রিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্য, ছিদ্রযুক্ত নেটওয়ার্ক কাঠামো এবং অভিস্রবণ চাপ উন্নত করে অথবা সেলুলোজ ইথারের ফিল্ম-গঠনকারী বৈশিষ্ট্য পানির ব্যাপনকে বাধা দেয়।

সেলুলোজ ইথারের নিজস্ব জল ধারণ ক্ষমতা এর দ্রবণীয়তা এবং ডিহাইড্রেশন থেকে আসে। শুধুমাত্র হাইড্রোক্সিল গ্রুপের হাইড্রেশন ক্ষমতা অণুগুলোর মধ্যেকার শক্তিশালী হাইড্রোজেন বন্ধন এবং ভ্যান ডার ওয়ালস বলকে প্রতিহত করার জন্য যথেষ্ট নয়, তাই এটি কেবল ফুলে ওঠে কিন্তু জলে দ্রবীভূত হয় না। যখন আণবিক শৃঙ্খলে প্রতিস্থাপক যুক্ত করা হয়, তখন প্রতিস্থাপকগুলো কেবল হাইড্রোজেন শৃঙ্খলই ধ্বংস করে না, বরং পাশাপাশি থাকা শৃঙ্খলগুলোর মধ্যে প্রতিস্থাপকগুলোর আটকে যাওয়ার কারণে আন্তঃশৃঙ্খল হাইড্রোজেন বন্ধনও ধ্বংস হয়ে যায়। প্রতিস্থাপকগুলো যত বড় হয়, অণুগুলোর মধ্যে দূরত্ব তত বেশি হয় এবং হাইড্রোজেন বন্ধন ধ্বংস করার প্রভাবও তত বেশি হয়। সেলুলোজ ল্যাটিস ফুলে ওঠার পর, দ্রবণটি প্রবেশ করে এবং সেলুলোজ ইথার জলে দ্রবণীয় হয়ে একটি উচ্চ-সান্দ্রতার দ্রবণ তৈরি করে, যা পরবর্তীতে জল ধারণে ভূমিকা পালন করে।

জল ধারণ ক্ষমতাকে প্রভাবিতকারী উপাদানসমূহ:
সান্দ্রতা: সেলুলোজ ইথারের সান্দ্রতা যত বেশি হয়, এর জল ধারণ ক্ষমতাও তত ভালো হয়। কিন্তু সান্দ্রতা যত বেশি হয়, সেলুলোজ ইথারের আপেক্ষিক আণবিক ওজনও তত বেশি হয় এবং সেই অনুযায়ী এর দ্রবণীয়তা কমে যায়, যা মর্টারের ঘনত্ব এবং নির্মাণ ক্ষমতার উপর নেতিবাচক প্রভাব ফেলে। সাধারণত, একই পণ্যের ক্ষেত্রে বিভিন্ন পদ্ধতিতে পরিমাপ করা সান্দ্রতার ফলাফল অনেক ভিন্ন হয়। তাই সান্দ্রতার তুলনা করার সময়, অবশ্যই একই পরীক্ষা পদ্ধতি (তাপমাত্রা, রোটর ইত্যাদি সহ) ব্যবহার করে তা করতে হবে।

সংযোজনের পরিমাণ: মর্টারে যত বেশি পরিমাণে সেলুলোজ ইথার যোগ করা হয়, এর জল ধারণ ক্ষমতা তত ভালো হয়। সাধারণত, অল্প পরিমাণ সেলুলোজ ইথার মর্টারের জল ধারণ হারকে ব্যাপকভাবে উন্নত করতে পারে। যখন এর পরিমাণ একটি নির্দিষ্ট স্তরে পৌঁছায়, তখন জল ধারণ হার বৃদ্ধির প্রবণতা কমে যায়।

কণার সূক্ষ্মতা: কণা যত সূক্ষ্ম হবে, জল ধারণ ক্ষমতা তত ভালো হবে। যখন সেলুলোজ ইথারের বড় কণা জলের সংস্পর্শে আসে, তখন এর উপরিভাগ সঙ্গে সঙ্গে দ্রবীভূত হয়ে একটি জেল তৈরি করে যা উপাদানটিকে আবৃত করে রাখে এবং জলের অণুগুলোকে আরও ভেতরে প্রবেশ করতে বাধা দেয়। কখনও কখনও, দীর্ঘক্ষণ নাড়াচাড়া করার পরেও কণার সুষম বিস্তার ও দ্রবণ সম্ভব হয় না, ফলে একটি ঘোলাটে ফ্লোকুলেন্ট দ্রবণ তৈরি হয় বা কণাগুলো দলা পাকিয়ে যায়, যা সেলুলোজ ইথারের জল ধারণ ক্ষমতাকে ব্যাপকভাবে প্রভাবিত করে। সেলুলোজ ইথার নির্বাচনের ক্ষেত্রে দ্রবণীয়তা একটি অন্যতম নির্ণায়ক। মিথাইল সেলুলোজ ইথারের সূক্ষ্মতাও একটি গুরুত্বপূর্ণ কার্যকারিতা সূচক। সূক্ষ্মতা মিথাইল সেলুলোজ ইথারের দ্রবণীয়তাকে প্রভাবিত করে। অপেক্ষাকৃত মোটা দানার মিথাইল সেলুলোজ সাধারণত দানাদার হয় এবং দলা না পাকিয়ে সহজেই জলে দ্রবীভূত হতে পারে, কিন্তু এর দ্রবীভূত হওয়ার হার খুব ধীর এবং এটি শুষ্ক মর্টারে ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত নয়।

তাপমাত্রা: পারিপার্শ্বিক তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে সেলুলোজ ইথারের জল ধারণ ক্ষমতা সাধারণত কমে যায়, কিন্তু কিছু পরিবর্তিত সেলুলোজ ইথার উচ্চ তাপমাত্রাতেও ভালো জল ধারণ ক্ষমতা দেখায়; তাপমাত্রা বাড়লে পলিমারের হাইড্রেশন দুর্বল হয়ে পড়ে এবং চেইনগুলোর মধ্যবর্তী জল বেরিয়ে যায়। যখন ডিহাইড্রেশন যথেষ্ট পরিমাণে হয়, তখন অণুগুলো একত্রিত হয়ে একটি ত্রিমাত্রিক নেটওয়ার্ক কাঠামোযুক্ত জেল গঠন করতে শুরু করে।
আণবিক গঠন: কম প্রতিস্থাপনযুক্ত সেলুলোজ ইথারগুলির জল ধারণ ক্ষমতা বেশি।

ঘনত্ব বৃদ্ধি এবং থিক্সোট্রপি

ঘন হওয়া:
বন্ধন ক্ষমতা এবং ঝুলে পড়া রোধের কার্যকারিতার উপর প্রভাব: সেলুলোজ ইথার ভেজা মর্টারকে চমৎকার সান্দ্রতা প্রদান করে, যা ভিত্তি স্তরের সাথে ভেজা মর্টারের বন্ধন ক্ষমতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে পারে এবং মর্টারের ঝুলে পড়া রোধের কার্যকারিতা উন্নত করে। এটি প্লাস্টারিং মর্টার, টাইল বন্ধনকারী মর্টার এবং বহিঃস্থ দেয়াল নিরোধক ব্যবস্থা ৩-এ ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
উপাদানের সমসত্ত্বতার উপর প্রভাব: সেলুলোজ ইথারের ঘন করার প্রভাব সদ্য মিশ্রিত উপাদানের বিচ্ছুরণ-রোধী ক্ষমতা ও সমসত্ত্বতা বৃদ্ধি করতে পারে, উপাদানের স্তরবিন্যাস, পৃথকীকরণ এবং জল চুইয়ে পড়া প্রতিরোধ করতে পারে এবং এটি ফাইবার কংক্রিট, জলমগ্ন কংক্রিট ও স্ব-সংহত কংক্রিটে ব্যবহার করা যেতে পারে।

ঘন করার প্রভাবের উৎস ও প্রভাব: সিমেন্ট-ভিত্তিক উপকরণে সেলুলোজ ইথারের ঘন করার প্রভাবটি আসে এর দ্রবণের সান্দ্রতা থেকে। একই পরিস্থিতিতে, সেলুলোজ ইথারের সান্দ্রতা যত বেশি হবে, পরিবর্তিত সিমেন্ট-ভিত্তিক উপকরণের সান্দ্রতাও তত ভালো হবে, কিন্তু সান্দ্রতা খুব বেশি হলে তা উপকরণের প্রবাহযোগ্যতা এবং কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করবে (যেমন প্লাস্টারিং ছুরিতে লেগে যাওয়া)। উচ্চ প্রবাহযোগ্যতার প্রয়োজনীয়তাযুক্ত সেলফ-লেভেলিং মর্টার এবং সেলফ-কমপ্যাক্টিং কংক্রিটের জন্য খুব কম সান্দ্রতার সেলুলোজ ইথার প্রয়োজন হয়। এছাড়াও, সেলুলোজ ইথারের ঘন করার প্রভাব সিমেন্ট-ভিত্তিক উপকরণের পানির চাহিদা বাড়িয়ে দেবে এবং মর্টারের উৎপাদন বৃদ্ধি করবে।

থিক্সোট্রপি:
উচ্চ-সান্দ্রতাযুক্ত সেলুলোজ ইথারের জলীয় দ্রবণের উচ্চ থিক্সোট্রপি রয়েছে, যা সেলুলোজ ইথারের একটি প্রধান বৈশিষ্ট্যও বটে। মিথাইল সেলুলোজের জলীয় দ্রবণের জেল তাপমাত্রার নিচে সাধারণত সিউডোপ্লাস্টিসিটি এবং নন-থিক্সোট্রপিক প্রবাহমানতা থাকে, কিন্তু কম শিয়ার রেটে এটি নিউটনীয় প্রবাহের বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। সেলুলোজ ইথারের আণবিক ওজন বা ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সিউডোপ্লাস্টিসিটি বৃদ্ধি পায় এবং এর সাথে প্রতিস্থাপকের ধরন ও প্রতিস্থাপনের মাত্রার কোনো সম্পর্ক নেই। অতএব, একই সান্দ্রতা গ্রেডের সেলুলোজ ইথার, তা MC, HPMC বা HEMC যাই হোক না কেন, ঘনত্ব এবং তাপমাত্রা স্থির থাকলে সর্বদা একই রিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। তাপমাত্রা বাড়লে একটি কাঠামোগত জেল তৈরি হয় এবং একটি উচ্চ থিক্সোট্রপিক প্রবাহ ঘটে। উচ্চ ঘনত্ব এবং কম সান্দ্রতাযুক্ত সেলুলোজ ইথার জেল তাপমাত্রার নিচেও থিক্সোট্রপি প্রদর্শন করে। নির্মাণকাজের সময় বিল্ডিং মর্টারের সমতলকরণ এবং অবনমন সামঞ্জস্য করার জন্য এই বৈশিষ্ট্যটি অত্যন্ত উপকারী।

বায়ু মিশ্রণ
কার্যপ্রণালী এবং কার্যক্ষমতার উপর এর প্রভাব: সেলুলোজ ইথারের তাজা সিমেন্ট-ভিত্তিক উপাদানের উপর একটি উল্লেখযোগ্য বায়ু মিশ্রণ প্রভাব রয়েছে। সেলুলোজ ইথারে হাইড্রোফিলিক গ্রুপ (হাইড্রোক্সিল গ্রুপ, ইথার গ্রুপ) এবং হাইড্রোফোবিক গ্রুপ (মিথাইল গ্রুপ, গ্লুকোজ রিং) উভয়ই রয়েছে। এটি একটি পৃষ্ঠ সক্রিয়তা সম্পন্ন সারফ্যাক্ট্যান্ট, ফলে এর একটি বায়ু মিশ্রণ প্রভাব রয়েছে। এই বায়ু মিশ্রণ প্রভাব একটি বল প্রভাব তৈরি করে, যা সদ্য মিশ্রিত উপাদানের কার্যক্ষমতা উন্নত করতে পারে, যেমন কার্যকালীন সময়ে মর্টারের নমনীয়তা এবং মসৃণতা বৃদ্ধি করে, যা মর্টার ছড়িয়ে দেওয়ার জন্য সহায়ক; এটি মর্টারের উৎপাদনও বৃদ্ধি করে এবং মর্টারের উৎপাদন খরচ কমিয়ে আনে।

যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের উপর প্রভাব: বায়ু মিশ্রণের প্রভাবে কঠিন পদার্থের ছিদ্রতা বৃদ্ধি পায় এবং এর শক্তি ও স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্কের মতো যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলো হ্রাস পায়।

তরলতার উপর প্রভাব: একটি সারফ্যাক্ট্যান্ট হিসেবে, সেলুলোজ ইথার সিমেন্টের কণাগুলোকে ভেজানো বা পিচ্ছিল করার প্রভাবও ফেলে, যা এর বায়ু শোষণের প্রভাবের সাথে মিলিত হয়ে সিমেন্ট-ভিত্তিক পদার্থের তরলতা বৃদ্ধি করে, কিন্তু এর ঘন করার প্রভাব তরলতা কমিয়ে দেয়। সিমেন্ট-ভিত্তিক পদার্থের তরলতার উপর সেলুলোজ ইথারের প্রভাব হলো প্লাস্টিকাইজিং এবং ঘন করার প্রভাবের একটি সংমিশ্রণ। সাধারণভাবে, যখন সেলুলোজ ইথারের মাত্রা খুব কম থাকে, তখন এটি প্রধানত প্লাস্টিকাইজিং বা জল কমানোর প্রভাব হিসেবে প্রকাশ পায়; যখন মাত্রা বেশি হয়, তখন সেলুলোজ ইথারের ঘন করার প্রভাব দ্রুত বৃদ্ধি পায় এবং এর বায়ু শোষণের প্রভাব সম্পৃক্ত হওয়ার প্রবণতা দেখায়, ফলে এটি ঘন হওয়া বা জলের চাহিদা বৃদ্ধি হিসেবে প্রকাশ পায়।