शुष्क मिश्रित मोर्टार के निर्माण में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले मिश्रणों के बुनियादी गुण

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।

1.1 सेलुलोज ईथर

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

मोर्टार में सेलुलोज ईथर की क्रियाविधि इस प्रकार है:

(1) मोर्टार में मौजूद सेल्युलोज ईथर के पानी में घुल जाने के बाद, सतही सक्रियता के कारण सिस्टम में सीमेंटयुक्त सामग्री का प्रभावी और समान वितरण सुनिश्चित होता है, और सेल्युलोज ईथर, एक सुरक्षात्मक कोलाइड के रूप में, ठोस कणों को "ढक लेता है" और इसकी बाहरी सतह पर एक चिकनाई वाली फिल्म की परत बन जाती है, जो मोर्टार सिस्टम को अधिक स्थिर बनाती है, और मिश्रण प्रक्रिया के दौरान मोर्टार की तरलता और निर्माण की सुगमता में भी सुधार करती है।

(2) अपनी आणविक संरचना के कारण, सेल्युलोज ईथर घोल मोर्टार में पानी को आसानी से खोने नहीं देता है, और इसे लंबे समय तक धीरे-धीरे छोड़ता है, जिससे मोर्टार को अच्छी जल धारण क्षमता और कार्यक्षमता मिलती है।

1.1.1 मेथिल सेलुलोज (एमसी) का आणविक सूत्र [C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n]x

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।

1.1.2 हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज (HPMC) का आणविक सूत्र [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3]n]x है।

हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज एक प्रकार का सेलुलोज है जिसका उत्पादन और खपत हाल के वर्षों में तेजी से बढ़ रही है। यह एक गैर-आयनिक सेलुलोज मिश्रित ईथर है जो प्रोपाइलीन ऑक्साइड और मिथाइल क्लोराइड को ईथरीकरण एजेंट के रूप में उपयोग करके, कई अभिक्रियाओं के माध्यम से, क्षारीकरण के बाद परिष्कृत कपास से बनाया जाता है। प्रतिस्थापन की डिग्री आम तौर पर 1.2 से 2.0 होती है। मेथॉक्सिल और हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल की मात्रा के अलग-अलग अनुपात के कारण इसके गुण भिन्न होते हैं।

(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।

1.1.3 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।

1.1.4 कार्बोक्सीमेथिलसेलुलोज (सीएमसी) [C6H7O2(OH)2och2COONa]n

आयनिक सेलुलोज ईथर प्राकृतिक रेशों (कपास आदि) से क्षार उपचार के बाद, सोडियम मोनोक्लोरोएसीटेट को ईथरीकरण एजेंट के रूप में उपयोग करके और कई अभिक्रिया प्रक्रियाओं से गुजरकर बनाया जाता है। प्रतिस्थापन की डिग्री आमतौर पर 0.4 से 1.4 तक होती है, और इसका प्रदर्शन प्रतिस्थापन की डिग्री से बहुत प्रभावित होता है।

(1) कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज अधिक हाइग्रोस्कोपिक है, और सामान्य परिस्थितियों में भंडारण करने पर इसमें अधिक पानी होगा।

(2) कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज का जलीय घोल जेल नहीं बनाएगा, और तापमान बढ़ने के साथ चिपचिपाहट कम हो जाएगी। जब तापमान 50°C से अधिक हो जाता है, तो चिपचिपाहट अपरिवर्तनीय हो जाती है।

(3) इसकी स्थिरता पीएच से काफी प्रभावित होती है। सामान्यतः, इसका उपयोग जिप्सम आधारित मोर्टार में किया जा सकता है, लेकिन सीमेंट आधारित मोर्टार में नहीं। अत्यधिक क्षारीय होने पर, यह चिपचिपाहट खो देता है।

(4) इसकी जल धारण क्षमता मिथाइल सेलुलोज की तुलना में काफी कम है। जिप्सम आधारित मोर्टार पर इसका मंद प्रभाव पड़ता है और इसकी मजबूती कम हो जाती है। हालांकि, कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज की कीमत मिथाइल सेलुलोज की तुलना में काफी कम है।