सीमेंट आधारित सामग्रियों पर हाइड्रॉक्सीप्रोपाइलमिथाइलसेलुलोज (HPMC) के प्रभाव में सुधार

हाल के वर्षों में, बाहरी दीवार इन्सुलेशन प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास, सेल्युलोज उत्पादन प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति और एचपीएमसी की उत्कृष्ट विशेषताओं के कारण, एचपीएमसी का निर्माण उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जा रहा है।

एचपीएमसी और सीमेंट-आधारित सामग्रियों के बीच क्रियाविधि को और अधिक गहराई से समझने के लिए, यह शोधपत्र सीमेंट-आधारित सामग्रियों के संसंजक गुणों पर एचपीएमसी के सुधार प्रभाव पर केंद्रित है।

थक्के जमने का समय

कंक्रीट के जमने का समय मुख्य रूप से सीमेंट के जमने के समय से संबंधित होता है, और एग्रीगेट का इस पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। इसलिए, पानी के नीचे अविभाज्य कंक्रीट मिश्रण के जमने के समय पर एचपीएमसी के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए मोर्टार के जमने के समय का उपयोग किया जा सकता है, क्योंकि मोर्टार का जमने का समय पानी से प्रभावित होता है। इसलिए, मोर्टार के जमने के समय पर एचपीएमसी के प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए, मोर्टार के जल-सीमेंट अनुपात और मोर्टार अनुपात को निश्चित करना आवश्यक है।

प्रयोग के अनुसार, HPMC मिलाने से मोर्टार मिश्रण पर महत्वपूर्ण विलंबकारी प्रभाव पड़ता है, और HPMC की मात्रा बढ़ने के साथ-साथ मोर्टार के जमने का समय भी बढ़ता जाता है। समान HPMC मात्रा पर, पानी के नीचे ढाला गया मोर्टार हवा में ढाले गए मोर्टार की तुलना में अधिक तेजी से जमता है। मध्यम तापमान पर ढाले गए मोर्टार का जमने का समय अधिक होता है। पानी में मापे जाने पर, बिना HPMC वाले नमूने की तुलना में, HPMC युक्त मोर्टार का प्रारंभिक जमना समय 6-18 घंटे और अंतिम जमना समय 6-22 घंटे विलंबित होता है। इसलिए, HPMC का उपयोग त्वरक पदार्थों के साथ मिलाकर किया जाना चाहिए।

एचपीएमसी एक उच्च आणविक बहुलक है जिसकी वृहद आणविक रैखिक संरचना होती है और इसके कार्यात्मक समूह पर एक हाइड्रॉक्सिल समूह होता है, जो मिश्रण जल के अणुओं के साथ हाइड्रोजन बंध बना सकता है और मिश्रण जल की श्यानता को बढ़ा सकता है। एचपीएमसी की लंबी आणविक श्रृंखलाएं एक दूसरे को आकर्षित करती हैं, जिससे एचपीएमसी अणु आपस में उलझकर एक जालनुमा संरचना बनाते हैं, जो सीमेंट और मिश्रण जल को घेर लेती है। चूंकि एचपीएमसी एक फिल्म के समान जालनुमा संरचना बनाकर सीमेंट को घेर लेती है, इसलिए यह मोर्टार में पानी के वाष्पीकरण को प्रभावी ढंग से रोकती है और सीमेंट के जलयोजन की दर को धीमा या बाधित करती है।

रक्तस्राव

मोर्टार की रिसाव की घटना कंक्रीट के समान होती है, जिससे एग्रीगेट में गंभीर धंसाव होता है, जिसके परिणामस्वरूप घोल की ऊपरी परत का जल-सीमेंट अनुपात बढ़ जाता है, जिससे प्रारंभिक चरण में घोल की ऊपरी परत में भारी प्लास्टिक संकुचन होता है, और यहां तक ​​कि दरारें भी पड़ जाती हैं, और घोल की सतह परत की ताकत अपेक्षाकृत कमजोर हो जाती है।

जब HPMC की मात्रा 0.5% से अधिक होती है, तो आमतौर पर रिसाव की समस्या नहीं होती है। इसका कारण यह है कि जब HPMC को मोर्टार में मिलाया जाता है, तो इसकी फिल्म बनाने वाली और नेटवर्क संरचना होती है, और वृहद अणुओं की लंबी श्रृंखला पर हाइड्रॉक्सिल समूहों के अधिशोषण से मोर्टार में सीमेंट और पानी का मिश्रण एक गुच्छेदार संरचना बना लेता है, जिससे मोर्टार की स्थिर संरचना सुनिश्चित होती है। मोर्टार में HPMC मिलाने के बाद, कई छोटे-छोटे हवा के बुलबुले बनते हैं। ये बुलबुले मोर्टार में समान रूप से वितरित हो जाते हैं और एग्रीगेट के जमाव को रोकते हैं। HPMC का तकनीकी प्रदर्शन सीमेंट-आधारित सामग्रियों पर बहुत प्रभाव डालता है, और इसका उपयोग अक्सर शुष्क पाउडर मोर्टार और पॉलिमर मोर्टार जैसी नई सीमेंट-आधारित मिश्रित सामग्रियों को तैयार करने में किया जाता है, जिससे इसमें पानी और प्लास्टिक को बनाए रखने की अच्छी क्षमता होती है।

मोर्टार जल मांग

जब HPMC की मात्रा कम होती है, तो यह मोर्टार की जल आवश्यकता पर बहुत अधिक प्रभाव डालती है। यदि ताजे मोर्टार का फैलाव लगभग समान रहे, तो एक निश्चित समयावधि में HPMC की मात्रा और मोर्टार की जल आवश्यकता में रैखिक संबंध देखा जाता है, और पानी की आवश्यकता पहले घटती है और फिर स्पष्ट रूप से बढ़ती है। जब HPMC की मात्रा 0.025% से कम होती है, तो समान फैलाव पर इसकी मात्रा बढ़ने के साथ पानी की आवश्यकता घटती है। इससे पता चलता है कि कम मात्रा में HPMC का मोर्टार पर जल कम करने वाला प्रभाव होता है और हवा को सोखने वाला प्रभाव भी होता है। मोर्टार में बड़ी संख्या में छोटे-छोटे स्वतंत्र वायु बुलबुले होते हैं, और ये वायु बुलबुले चिकनाई का काम करते हुए मोर्टार की तरलता को बढ़ाते हैं। जब HPMC की मात्रा 0.025% से अधिक होती है, तो मात्रा बढ़ने के साथ पानी की आवश्यकता भी बढ़ती है। इसका कारण यह है कि एचपीएमसी की नेटवर्क संरचना अधिक पूर्ण होती है, और लंबी आणविक श्रृंखला पर मौजूद कणों के बीच का अंतर कम हो जाता है, जिससे आकर्षण और संसंजन का प्रभाव पड़ता है और मोर्टार की तरलता कम हो जाती है। इसलिए, यदि विस्तार की मात्रा लगभग समान हो, तो घोल की जल मांग में वृद्धि देखी जाती है।

01. फैलाव प्रतिरोध परीक्षण:

एंटी-डिस्पर्शन, एंटी-डिस्पर्शन एजेंट की गुणवत्ता मापने का एक महत्वपूर्ण तकनीकी सूचकांक है। एचपीएमसी एक जल-घुलनशील बहुलक यौगिक है, जिसे जल-घुलनशील राल या जल-घुलनशील बहुलक भी कहा जाता है। यह मिश्रण के पानी की श्यानता बढ़ाकर मिश्रण की स्थिरता को बढ़ाता है। यह एक जल-प्रेमी बहुलक पदार्थ है जो पानी में घुल कर विलयन या फैलाव बनाता है।

प्रयोगों से पता चलता है कि नेफ़थलीन-आधारित उच्च-दक्षता वाले सुपरप्लास्टिसाइज़र की मात्रा बढ़ने पर, नए मिश्रित सीमेंट मोर्टार का फैलाव प्रतिरोध कम हो जाता है। इसका कारण यह है कि नेफ़थलीन-आधारित उच्च-दक्षता वाला जल अवरोधक एक सर्फेक्टेंट है। जब जल अवरोधक को मोर्टार में मिलाया जाता है, तो यह सीमेंट कणों की सतह पर एकत्रित होकर उनकी सतह पर समान आवेश उत्पन्न करता है। इस विद्युत प्रतिकर्षण के कारण सीमेंट कणों की गुच्छेदार संरचना टूट जाती है और उसमें समाहित जल मुक्त हो जाता है, जिससे सीमेंट का कुछ भाग नष्ट हो जाता है। साथ ही, यह भी पाया गया है कि HPMC की मात्रा बढ़ने के साथ-साथ नए सीमेंट मोर्टार का फैलाव प्रतिरोध बेहतर होता जाता है।

02. कंक्रीट की सामर्थ्य विशेषताएँ:

एक प्रायोगिक नींव परियोजना में, एचपीएमसी (HPMC) जलमग्न अविघटनीय कंक्रीट मिश्रण का प्रयोग किया गया, और डिज़ाइन सामर्थ्य ग्रेड C25 था। बुनियादी परीक्षण के अनुसार, सीमेंट की मात्रा 400 किलोग्राम, मिश्रित सिलिका फ्यूम 25 किलोग्राम/मीटर³, एचपीएमसी की इष्टतम मात्रा सीमेंट की मात्रा का 0.6%, जल-सीमेंट अनुपात 0.42, रेत की दर 40%, और नेफ़थलीन-आधारित उच्च-दक्षता जल अपचायक की मात्रा सीमेंट की मात्रा का 8% थी। हवा में कंक्रीट के नमूने की औसत 28 दिनों की सामर्थ्य 42.6 एमपीए थी, 60 मिमी की ऊंचाई से पानी में गिराए गए कंक्रीट की 28 दिनों की औसत सामर्थ्य 36.4 एमपीए थी, और जल-निर्मित कंक्रीट और वायु-निर्मित कंक्रीट का सामर्थ्य अनुपात 84.8% था, जिसका प्रभाव अधिक महत्वपूर्ण था।

03. प्रयोगों से पता चलता है:

(1) एचपीएमसी मिलाने से मोर्टार मिश्रण पर स्पष्ट रूप से मंदक प्रभाव पड़ता है। एचपीएमसी की मात्रा बढ़ने के साथ, मोर्टार का जमने का समय उत्तरोत्तर बढ़ता जाता है। एचपीएमसी की समान मात्रा में, पानी के नीचे बना मोर्टार हवा में बने मोर्टार की तुलना में अधिक तेजी से जमता है। मध्यम मोल्डिंग का जमने का समय अधिक होता है। यह विशेषता पानी के नीचे कंक्रीट पंपिंग के लिए लाभकारी है।

(2) हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज के साथ मिलाए गए ताजे सीमेंट मोर्टार में अच्छे संसंजन गुण होते हैं और लगभग कोई रिसाव नहीं होता है।

(3) एचपीएमसी की मात्रा और मोर्टार की पानी की मांग पहले घटी और फिर स्पष्ट रूप से बढ़ गई।

(4) जल अपचायक एजेंट का समावेश मोर्टार के लिए बढ़ी हुई जल मांग की समस्या को सुधारता है, लेकिन इसकी खुराक को उचित रूप से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा ताजा मिश्रित सीमेंट मोर्टार का पानी के नीचे फैलाव प्रतिरोध कभी-कभी कम हो जाएगा।

(5) एचपीएमसी मिलाकर तैयार किए गए सीमेंट पेस्ट के नमूने और बिना एचपीएमसी मिलाए तैयार किए गए नमूने की संरचना में बहुत कम अंतर है, और पानी और हवा में डाले गए सीमेंट पेस्ट के नमूनों की संरचना और घनत्व में भी बहुत कम अंतर है। 28 दिनों तक पानी में रखे गए नमूने थोड़े कुरकुरे होते हैं। इसका मुख्य कारण यह है कि एचपीएमसी मिलाने से पानी में डालते समय सीमेंट का रिसाव और फैलाव काफी कम हो जाता है, लेकिन साथ ही सीमेंट की सघनता भी कम हो जाती है। परियोजना में, पानी में फैलाव न होने की स्थिति में, एचपीएमसी की मात्रा को यथासंभव कम किया जाना चाहिए।

(6) एचपीएमसी अंडरवाटर नॉन-डिस्पर्सिबल कंक्रीट एडमिक्सचर को मात्रा को नियंत्रित करते हुए मिलाने से मजबूती में लाभ होता है। पायलट प्रोजेक्ट से पता चलता है कि पानी से बने कंक्रीट और हवा से बने कंक्रीट का मजबूती अनुपात 84.8% है, और इसका प्रभाव अपेक्षाकृत महत्वपूर्ण है।