शुष्क मिश्रित मोर्टार में सामान्य मिश्रणों के बुनियादी गुण

शुष्क मिश्रित मोर्टार के निर्माण में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले मिश्रणों के प्रकार, उनकी प्रदर्शन विशेषताएँ, क्रियाविधि और शुष्क मिश्रित मोर्टार उत्पादों के प्रदर्शन पर उनका प्रभाव। सेल्युलोज ईथर और स्टार्च ईथर जैसे जल-धारणकारी एजेंट, पुनर्विक्षेपणीय लेटेक्स पाउडर और फाइबर सामग्री का शुष्क मिश्रित मोर्टार के प्रदर्शन पर पड़ने वाले सुधारात्मक प्रभाव पर विस्तार से चर्चा की गई।

शुष्क मिश्रित मोर्टार के प्रदर्शन को बेहतर बनाने में मिश्रण महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, लेकिन मिश्रण मिलाने से इनकी सामग्री लागत पारंपरिक मोर्टार की तुलना में काफी बढ़ जाती है, जो कुल सामग्री लागत का 40% से अधिक होती है। वर्तमान में, मिश्रण का एक बड़ा हिस्सा विदेशी निर्माताओं द्वारा आपूर्ति किया जाता है, और उत्पाद की संदर्भ मात्रा भी आपूर्तिकर्ता द्वारा ही निर्धारित की जाती है। परिणामस्वरूप, शुष्क मिश्रित मोर्टार की लागत अधिक बनी रहती है, और बड़ी मात्रा में तथा व्यापक क्षेत्रों में सामान्य चिनाई और प्लास्टरिंग मोर्टार को लोकप्रिय बनाना मुश्किल है; उच्च श्रेणी के बाजार उत्पादों पर विदेशी कंपनियों का नियंत्रण है, और शुष्क मिश्रित मोर्टार निर्माताओं का लाभ कम है तथा वे कीमतों को लेकर ज्यादा सहनशील नहीं हैं; मिश्रण के अनुप्रयोग पर व्यवस्थित और लक्षित अनुसंधान का अभाव है, और विदेशी सूत्रों का अंधाधुंध अनुसरण किया जाता है।

उपरोक्त कारणों के आधार पर, यह शोधपत्र सामान्यतः उपयोग किए जाने वाले मिश्रणों के कुछ बुनियादी गुणों का विश्लेषण और तुलना करता है, और इस आधार पर, मिश्रणों का उपयोग करके शुष्क-मिश्रित मोर्टार उत्पादों के प्रदर्शन का अध्ययन करता है।

1 जल धारण करने वाला एजेंट

जल धारण करने वाला पदार्थ शुष्क मिश्रित मोर्टार के जल धारण प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए एक प्रमुख मिश्रण है, और यह शुष्क मिश्रित मोर्टार सामग्री की लागत निर्धारित करने वाले प्रमुख मिश्रणों में से एक है।

1. हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज ईथर (एचपीएमसी)

हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज, क्षार सेलुलोज और ईथरीकरण एजेंट की कुछ निश्चित परिस्थितियों में होने वाली अभिक्रिया से बनने वाले उत्पादों की एक श्रृंखला के लिए एक सामान्य शब्द है। क्षार सेलुलोज को विभिन्न ईथरीकरण एजेंटों से प्रतिस्थापित करके विभिन्न सेलुलोज ईथर प्राप्त किए जाते हैं। प्रतिस्थापकों के आयनीकरण गुणों के आधार पर, सेलुलोज ईथर को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: आयनिक (जैसे कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज) और गैर-आयनिक (जैसे मिथाइल सेलुलोज)। प्रतिस्थापक के प्रकार के आधार पर, सेलुलोज ईथर को मोनोईथर (जैसे मिथाइल सेलुलोज) और मिश्रित ईथर (जैसे हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज) में विभाजित किया जा सकता है। विभिन्न घुलनशीलता के आधार पर, इसे जल-घुलनशील (जैसे हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोज) और कार्बनिक विलायक-घुलनशील (जैसे एथिल सेलुलोज) आदि में विभाजित किया जा सकता है। शुष्क-मिश्रित मोर्टार मुख्य रूप से जल-घुलनशील सेलुलोज होता है, और जल-घुलनशील सेलुलोज को तात्कालिक प्रकार और सतह उपचारित विलंबित विघटन प्रकार में विभाजित किया जाता है।

मोर्टार में सेलुलोज ईथर की क्रियाविधि इस प्रकार है:

(1) हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज ठंडे पानी में आसानी से घुलनशील है, लेकिन गर्म पानी में घुलने में कठिनाई होती है। हालांकि, गर्म पानी में इसका जेलेशन तापमान मिथाइल सेलुलोज की तुलना में काफी अधिक होता है। ठंडे पानी में भी इसकी घुलनशीलता मिथाइल सेलुलोज की तुलना में काफी बेहतर होती है।

(2) हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज की श्यानता उसके आणविक भार से संबंधित है, और आणविक भार जितना अधिक होगा, श्यानता उतनी ही अधिक होगी। तापमान भी इसकी श्यानता को प्रभावित करता है, तापमान बढ़ने पर श्यानता घटती है। हालांकि, इसकी उच्च श्यानता पर मिथाइल सेलुलोज की तुलना में तापमान का प्रभाव कम होता है। कमरे के तापमान पर संग्रहित करने पर इसका विलयन स्थिर रहता है।

(3) हाइड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइलसेलुलोज का जल प्रतिधारण इसकी मात्रा, श्यानता आदि पर निर्भर करता है, और समान मात्रा में मिलाने पर इसकी जल प्रतिधारण दर मिथाइल सेलुलोज की तुलना में अधिक होती है।

(4) हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज अम्ल और क्षार के प्रति स्थिर होता है, और इसका जलीय विलयन pH=2~12 की सीमा में अत्यंत स्थिर होता है। कास्टिक सोडा और चूने के पानी का इसके प्रदर्शन पर नगण्य प्रभाव पड़ता है, लेकिन क्षार इसके घुलने की प्रक्रिया को तेज कर सकता है और इसकी श्यानता को बढ़ा सकता है। हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज सामान्य लवणों के प्रति स्थिर होता है, लेकिन जब लवण विलयन की सांद्रता अधिक होती है, तो हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज विलयन की श्यानता बढ़ने लगती है।

(5) हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज को जल में घुलनशील बहुलक यौगिकों के साथ मिलाकर एक समान और उच्च श्यानता वाला विलयन बनाया जा सकता है। जैसे पॉलीविनाइल अल्कोहल, स्टार्च ईथर, वनस्पति गोंद, आदि।

(6) हाइड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइलसेलुलोज में मिथाइलसेलुलोज की तुलना में बेहतर एंजाइम प्रतिरोध होता है, और इसके घोल के एंजाइमों द्वारा निम्नीकृत होने की संभावना मिथाइलसेलुलोज की तुलना में कम होती है।

(7) मोर्टार निर्माण में हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज का आसंजन मिथाइलसेलुलोज की तुलना में अधिक होता है।

2. मिथाइलसेलुलोज (एमसी)

परिष्कृत कपास को क्षार से उपचारित करने के बाद, मीथेन क्लोराइड को ईथरीकरण कारक के रूप में उपयोग करके कई अभिक्रियाओं के माध्यम से सेल्युलोज ईथर का उत्पादन होता है। सामान्यतः, प्रतिस्थापन की डिग्री 1.6 से 2.0 होती है, और घुलनशीलता भी प्रतिस्थापन की विभिन्न डिग्री के साथ भिन्न होती है। यह गैर-आयनिक सेल्युलोज ईथर की श्रेणी में आता है।

(1) मेथिलसेलुलोज ठंडे पानी में घुलनशील है, और गर्म पानी में इसे घोलना मुश्किल होगा। इसका जलीय विलयन pH=3~12 की सीमा में बहुत स्थिर होता है। यह स्टार्च, ग्वार गम आदि और कई सर्फेक्टेंट के साथ अच्छी अनुकूलता रखता है। जब तापमान जेलीकरण तापमान तक पहुँचता है, तो जेलीकरण होता है।

(2) मेथिल सेलुलोज की जल धारण क्षमता इसकी मिलाई गई मात्रा, श्यानता, कण की सूक्ष्मता और घुलने की दर पर निर्भर करती है। सामान्यतः, यदि मिलाई गई मात्रा अधिक हो, कण की सूक्ष्मता कम हो और श्यानता अधिक हो, तो जल धारण क्षमता अधिक होती है। इनमें से, मिलाई गई मात्रा का जल धारण क्षमता पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है, और श्यानता का स्तर जल धारण क्षमता के स्तर के सीधे समानुपाती नहीं होता है। घुलने की दर मुख्य रूप से सेलुलोज कणों के सतही संशोधन की डिग्री और कण की सूक्ष्मता पर निर्भर करती है। उपरोक्त सेलुलोज ईथर में, मेथिल सेलुलोज और हाइड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिल सेलुलोज की जल धारण क्षमता अधिक होती है।

(3) तापमान में परिवर्तन से मिथाइल सेलुलोज की जल धारण क्षमता पर गंभीर प्रभाव पड़ेगा। सामान्यतः, तापमान जितना अधिक होगा, जल धारण क्षमता उतनी ही कम होगी। यदि मोर्टार का तापमान 40°C से अधिक हो जाता है, तो मिथाइल सेलुलोज की जल धारण क्षमता में काफी कमी आएगी, जिससे मोर्टार के निर्माण पर गंभीर प्रभाव पड़ेगा।

(4) मिथाइल सेलुलोज मोर्टार के निर्माण और आसंजन पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है। यहाँ "आसंजन" से तात्पर्य श्रमिक के उपकरण और दीवार की सतह के बीच लगने वाले आसंजन बल से है, अर्थात् मोर्टार के अपरूपण प्रतिरोध से। आसंजन अधिक होने पर मोर्टार का अपरूपण प्रतिरोध भी अधिक होता है, और उपयोग के दौरान श्रमिकों द्वारा आवश्यक बल भी अधिक होता है, जिससे मोर्टार का निर्माण प्रदर्शन खराब होता है। सेलुलोज ईथर उत्पादों में मिथाइल सेलुलोज का आसंजन मध्यम स्तर का होता है।

3. हाइड्रॉक्सीएथिलसेलुलोज (एचईसी)

इसे क्षार से उपचारित परिष्कृत कपास से बनाया जाता है, और एसीटोन की उपस्थिति में ईथरीकरण एजेंट के रूप में एथिलीन ऑक्साइड के साथ अभिक्रिया कराई जाती है। प्रतिस्थापन की डिग्री सामान्यतः 1.5 से 2.0 होती है। इसमें प्रबल जल-आकर्षण क्षमता होती है और यह आसानी से नमी सोख लेता है।

(1) हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोज ठंडे पानी में घुलनशील है, लेकिन गर्म पानी में घुलना मुश्किल है। इसका घोल उच्च तापमान पर स्थिर रहता है और जमता नहीं है। इसे मोर्टार में उच्च तापमान पर लंबे समय तक इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन इसकी जल धारण क्षमता मिथाइल सेलुलोज की तुलना में कम है।

(2) हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोज सामान्य अम्ल और क्षार के प्रति स्थिर होता है। क्षार इसके घुलने की प्रक्रिया को तेज कर सकता है और इसकी श्यानता को थोड़ा बढ़ा सकता है। जल में इसकी विक्षेपण क्षमता मिथाइल सेलुलोज और हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज की तुलना में थोड़ी कम होती है।

(3) हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोज में मोर्टार के लिए अच्छा एंटी-सैग प्रदर्शन होता है, लेकिन सीमेंट के लिए इसमें मंदक समय अधिक होता है।

(4) कुछ घरेलू उद्यमों द्वारा उत्पादित हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोज का प्रदर्शन स्पष्ट रूप से मिथाइल सेलुलोज की तुलना में कम है, इसकी उच्च जल सामग्री और उच्च राख सामग्री के कारण।

स्टार्च ईथर

ओखली में प्रयुक्त स्टार्च ईथर कुछ पॉलीसेकेराइड के प्राकृतिक पॉलिमर से संशोधित किए जाते हैं। जैसे आलू, मक्का, कसावा, ग्वार आदि।

1. संशोधित स्टार्च

आलू, मक्का, कसावा आदि से संशोधित स्टार्च ईथर में सेलुलोज ईथर की तुलना में जल धारण क्षमता काफी कम होती है। संशोधन की विभिन्न डिग्री के कारण, अम्ल और क्षार के प्रति स्थिरता भी भिन्न होती है। कुछ उत्पाद जिप्सम आधारित मोर्टार में उपयोग के लिए उपयुक्त हैं, जबकि अन्य का उपयोग सीमेंट आधारित मोर्टार में किया जा सकता है। मोर्टार में स्टार्च ईथर का उपयोग मुख्य रूप से गाढ़ापन बढ़ाने, मोर्टार के रिसाव-रोधी गुण को सुधारने, गीले मोर्टार के आसंजन को कम करने और खुलने के समय को बढ़ाने के लिए किया जाता है।

स्टार्च ईथर का उपयोग अक्सर सेलुलोज के साथ किया जाता है, ताकि इन दोनों उत्पादों के गुण और लाभ एक दूसरे के पूरक हों। चूंकि स्टार्च ईथर उत्पाद सेलुलोज ईथर की तुलना में काफी सस्ते होते हैं, इसलिए मोर्टार में स्टार्च ईथर का उपयोग मोर्टार फॉर्मूलेशन की लागत में उल्लेखनीय कमी लाएगा।

2. ग्वार गम ईथर

ग्वार गम ईथर एक विशेष गुणों वाला स्टार्च ईथर है, जिसे प्राकृतिक ग्वार बीन्स से संशोधित किया जाता है। मुख्य रूप से ग्वार गम और एक्रिलिक कार्यात्मक समूह की ईथरीकरण प्रतिक्रिया द्वारा, 2-हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल कार्यात्मक समूह युक्त एक संरचना का निर्माण होता है, जो एक पॉलीगैलेक्टोमैनोज संरचना है।

(1) सेलुलोज ईथर की तुलना में ग्वार गम ईथर पानी में अधिक घुलनशील है। ग्वार ईथर के पीएच गुण अनिवार्य रूप से अप्रभावित रहते हैं।

(2) कम श्यानता और कम मात्रा की स्थितियों में, ग्वार गम समान मात्रा में सेल्युलोज ईथर की जगह ले सकता है, और इसमें समान जल प्रतिधारण क्षमता होती है। लेकिन स्थिरता, क्षीणता-रोधी गुण, गाढ़ापन आदि में स्पष्ट रूप से सुधार होता है।

(3) उच्च चिपचिपाहट और बड़ी खुराक की स्थितियों में, ग्वार गम सेलुलोज ईथर की जगह नहीं ले सकता है, और दोनों का मिश्रित उपयोग बेहतर प्रदर्शन देगा।

(4) जिप्सम आधारित मोर्टार में ग्वार गोंद का प्रयोग निर्माण के दौरान आसंजन को काफी हद तक कम कर सकता है और निर्माण को अधिक सुगम बना सकता है। इसका जिप्सम मोर्टार के जमने के समय और मजबूती पर कोई प्रतिकूल प्रभाव नहीं पड़ता है।

3. संशोधित खनिज जल-धारण करने वाला गाढ़ा पदार्थ

चीन में प्राकृतिक खनिजों से संशोधित और मिश्रित करके तैयार किए गए जल-धारणकारी गाढ़ा पदार्थ का उपयोग किया जा रहा है। जल-धारणकारी गाढ़ा पदार्थ तैयार करने में प्रयुक्त मुख्य खनिज हैं: सेपियोलाइट, बेंटोनाइट, मोंटमोरिलोनाइट, काओलिन आदि। इन खनिजों में युग्मन एजेंटों जैसे संशोधनों के माध्यम से जल-धारणकारी और गाढ़ापन बढ़ाने वाले गुण विकसित किए गए हैं। मोर्टार में प्रयुक्त इस प्रकार के जल-धारणकारी गाढ़ा पदार्थ की निम्नलिखित विशेषताएं हैं।

(1) यह साधारण मोर्टार के प्रदर्शन में काफी सुधार कर सकता है, और सीमेंट मोर्टार की खराब संचालन क्षमता, मिश्रित मोर्टार की कम ताकत और खराब जल प्रतिरोध की समस्याओं को हल कर सकता है।

(2) सामान्य औद्योगिक और नागरिक भवनों के लिए विभिन्न शक्ति स्तरों वाले मोर्टार उत्पादों को तैयार किया जा सकता है।

(3) सामग्री की लागत सेलुलोज ईथर और स्टार्च ईथर की तुलना में काफी कम है।

(4) जल धारण क्षमता कार्बनिक जल धारण एजेंट की तुलना में कम है, तैयार मोर्टार का शुष्क संकुचन मान अधिक है, और सामंजस्य कम हो जाता है।

पुनर्विक्षेपणीय बहुलक रबर पाउडर

पुनर्विक्षेपणीय रबर पाउडर को विशेष बहुलक इमल्शन के स्प्रे-ड्राइंग द्वारा संसाधित किया जाता है। प्रसंस्करण प्रक्रिया में, सुरक्षात्मक कोलाइड, एंटी-केकिंग एजेंट आदि अनिवार्य योजक बन जाते हैं। सूखा रबर पाउडर 80-100 मिमी आकार के कुछ गोलाकार कणों का समूह होता है। ये कण पानी में घुलनशील होते हैं और मूल इमल्शन कणों से थोड़ा बड़ा एक स्थिर फैलाव बनाते हैं। निर्जलीकरण और सुखाने के बाद यह फैलाव एक परत बना लेता है। यह परत सामान्य इमल्शन परत निर्माण की तरह ही अपरिवर्तनीय होती है और पानी के संपर्क में आने पर पुनर्विक्षेपित नहीं होती है।

पुनर्विक्षेपणीय रबर पाउडर को स्टाइरीन-ब्यूटाडीन कॉपोलिमर, तृतीयक कार्बोनिक एसिड एथिलीन कॉपोलिमर, एथिलीन-एसीटेट एसिटिक एसिड कॉपोलिमर आदि में विभाजित किया जा सकता है, और इसके आधार पर, सिलिकॉन, विनाइल लॉरेट आदि को मिलाकर इसके प्रदर्शन में सुधार किया जाता है। विभिन्न संशोधन उपायों से पुनर्विक्षेपणीय रबर पाउडर में जल प्रतिरोध, क्षार प्रतिरोध, मौसम प्रतिरोध और लचीलापन जैसे विभिन्न गुण विकसित होते हैं। विनाइल लॉरेट और सिलिकॉन की उपस्थिति से रबर पाउडर में अच्छी जलरोधकता उत्पन्न होती है। उच्च शाखित विनाइल तृतीयक कार्बोनेट का Tg मान कम होता है और यह लचीला होता है।

जब इन प्रकार के रबर पाउडर को मोर्टार में मिलाया जाता है, तो ये सभी सीमेंट के जमने के समय में देरी करते हैं, लेकिन यह देरी समान इमल्शन के सीधे प्रयोग की तुलना में कम होती है। तुलनात्मक रूप से, स्टाइरीन-ब्यूटाडीन का प्रभाव सबसे अधिक होता है, जबकि एथिलीन-विनाइल एसीटेट का प्रभाव सबसे कम होता है। यदि मात्रा बहुत कम हो, तो मोर्टार के प्रदर्शन में सुधार का प्रभाव स्पष्ट नहीं होता है।