कोरड्या मिश्रित मोर्टारमधील सामान्य मिश्रकांचे मूलभूत गुणधर्म

कोरड्या मिश्रित मोर्टारच्या बांधकामात सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या मिश्रकांचे प्रकार, त्यांची कार्यप्रदर्शन वैशिष्ट्ये, कार्यपद्धती आणि कोरड्या मिश्रित मोर्टार उत्पादनांच्या कार्यक्षमतेवर होणारा त्यांचा प्रभाव यावर चर्चा करण्यात आली. सेल्युलोज इथर आणि स्टार्च इथर यांसारखे पाणी-धारण करणारे घटक, पुनर्विक्षेपणीय लेटेक्स पावडर आणि तंतुमय पदार्थ यांचा कोरड्या मिश्रित मोर्टारच्या कार्यक्षमतेवर होणाऱ्या सुधारक परिणामावर विशेषत्वाने चर्चा करण्यात आली.

कोरड्या मिश्रित मोर्टारच्या बांधकामाची कार्यक्षमता सुधारण्यात मिश्रके महत्त्वाची भूमिका बजावतात, परंतु त्यांच्या वापरामुळे कोरड्या मिश्रित मोर्टार उत्पादनांचा सामग्री खर्च पारंपरिक मोर्टारपेक्षा लक्षणीयरीत्या वाढतो, जो कोरड्या मिश्रित मोर्टारच्या एकूण सामग्री खर्चाच्या ४०% पेक्षा जास्त असतो. सध्या, मिश्रकांचा एक मोठा भाग परदेशी उत्पादकांकडून पुरवला जातो आणि उत्पादनाचे संदर्भ प्रमाण देखील पुरवठादाराकडूनच दिले जाते. परिणामी, कोरड्या मिश्रित मोर्टार उत्पादनांची किंमत जास्त राहते आणि मोठ्या प्रमाणात व विस्तृत क्षेत्रासाठी सामान्य बांधकाम आणि प्लास्टरिंग मोर्टार लोकप्रिय करणे कठीण होते; उच्च-श्रेणीतील बाजारपेठेतील उत्पादनांवर परदेशी कंपन्यांचे नियंत्रण आहे आणि कोरड्या मिश्रित मोर्टार उत्पादकांना कमी नफा मिळतो व त्यांची किंमत सहन करण्याची क्षमता कमी असते; औषधांच्या वापरावर पद्धतशीर आणि लक्ष्यित संशोधनाचा अभाव आहे आणि परदेशी सूत्रांचे आंधळेपणाने अनुकरण केले जाते.

वरील कारणांच्या आधारे, या शोधनिबंधात सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या मिश्रकांच्या काही मूलभूत गुणधर्मांचे विश्लेषण आणि तुलना केली आहे, आणि या आधारावर, मिश्रके वापरून तयार केलेल्या कोरड्या मिश्रित मोर्टार उत्पादनांच्या कामगिरीचा अभ्यास केला आहे.

१ पाणी धरून ठेवणारे एजंट

कोरड्या मिश्रित मोर्टारची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता सुधारण्यासाठी पाणी धरून ठेवणारा घटक हे एक महत्त्वाचे मिश्रण आहे, आणि कोरड्या मिश्रित मोर्टार सामग्रीची किंमत निश्चित करणाऱ्या प्रमुख मिश्रणांपैकी हे एक आहे.

१. हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइल सेल्युलोज इथर (HPMC)

हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज ही, विशिष्ट परिस्थितीत अल्कली सेल्युलोज आणि इथरिफायिंग एजंट यांच्या अभिक्रियेतून तयार होणाऱ्या उत्पादनांच्या मालिकेसाठी वापरली जाणारी एक सामान्य संज्ञा आहे. विविध सेल्युलोज इथर्स मिळवण्यासाठी अल्कली सेल्युलोजच्या जागी वेगवेगळे इथरिफायिंग एजंट वापरले जातात. प्रतिस्थापकांच्या आयनीकरण गुणधर्मांनुसार, सेल्युलोज इथर्सचे दोन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते: आयनिक (जसे की कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोज) आणि नॉन-आयनिक (जसे की मेथिल सेल्युलोज). प्रतिस्थापकांच्या प्रकारानुसार, सेल्युलोज इथरचे मोनोइथर (जसे की मेथिल सेल्युलोज) आणि मिश्र इथर (जसे की हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिल सेल्युलोज) मध्ये विभाजन केले जाऊ शकते. वेगवेगळ्या विद्राव्यतेनुसार, त्याचे पाण्यात विरघळणारे (जसे की हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोज) आणि सेंद्रिय द्रावकात विरघळणारे (जसे की इथिल सेल्युलोज) इत्यादींमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते. कोरड्या मिश्रणाचा मोर्टार प्रामुख्याने पाण्यात विरघळणाऱ्या सेल्युलोजपासून बनलेला असतो आणि या पाण्यात विरघळणाऱ्या सेल्युलोजचे त्वरित विरघळणारे प्रकार आणि पृष्ठभागावर प्रक्रिया केलेले विलंबित विरघळणारे प्रकार असे वर्गीकरण केले जाते.

मोर्टारमध्ये सेल्युलोज इथरच्या कार्याची यंत्रणा खालीलप्रमाणे आहे:

(1) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज थंड पाण्यात सहज विरघळते, परंतु गरम पाण्यात विरघळण्यास अडचण येते. मात्र, गरम पाण्यातील त्याचे जेलेशन तापमान मेथिलसेल्युलोजपेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त असते. मेथिलसेल्युलोजच्या तुलनेत थंड पाण्यातील त्याची विद्राव्यता देखील मोठ्या प्रमाणात सुधारलेली असते.

(2) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजची स्निग्धता त्याच्या रेणूभाराशी संबंधित आहे, आणि रेणूभार जितका जास्त, तितकी स्निग्धता जास्त असते. तापमानाचा देखील त्याच्या स्निग्धतेवर परिणाम होतो, तापमान वाढल्यास स्निग्धता कमी होते. तथापि, मेथिलसेल्युलोजच्या तुलनेत त्याच्या उच्च स्निग्धतेवर तापमानाचा परिणाम कमी असतो. खोलीच्या तापमानात साठवल्यास त्याचे द्रावण स्थिर राहते.

(3) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता त्याच्या मिसळण्याच्या प्रमाणावर, चिकटपणावर इत्यादींवर अवलंबून असते आणि समान प्रमाणात मिसळल्यावर त्याचा पाणी धरून ठेवण्याचा दर मेथिलसेल्युलोजपेक्षा जास्त असतो.

(4) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज आम्ल आणि अल्कलीसाठी स्थिर असते, आणि त्याचे जलीय द्रावण pH=2~12 च्या श्रेणीत खूप स्थिर असते. कॉस्टिक सोडा आणि चुन्याच्या पाण्याचा त्याच्या कार्यक्षमतेवर फारसा परिणाम होत नाही, परंतु अल्कली त्याचे विरघळणे जलद करू शकते आणि त्याची चिकटपणा वाढवू शकते. हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज सामान्य क्षारांसाठी स्थिर असते, परंतु जेव्हा क्षाराच्या द्रावणाची सांद्रता जास्त असते, तेव्हा हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज द्रावणाचा चिकटपणा वाढण्याची प्रवृत्ती असते.

(5) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज पाण्यात विरघळणाऱ्या पॉलिमर संयुगांमध्ये मिसळून एकसमान आणि जास्त चिकटपणाचे द्रावण तयार करता येते. जसे की पॉलिव्हिनिल अल्कोहोल, स्टार्च इथर, वनस्पती डिंक, इत्यादी.

(6) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजमध्ये मेथिलसेल्युलोजपेक्षा चांगली एन्झाइम प्रतिकारशक्ती असते आणि मेथिलसेल्युलोजपेक्षा त्याच्या द्रावणाचे एन्झाइमद्वारे विघटन होण्याची शक्यता कमी असते.

(7) मोर्टार बांधकामामध्ये हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजचे आसंजन मेथिलसेल्युलोजपेक्षा जास्त असते.

२. मिथाइलसेल्युलोज (MC)

शुद्ध केलेल्या कापसावर अल्कलीने प्रक्रिया केल्यानंतर, मिथेन क्लोराइडला इथरीकरण कारक म्हणून वापरून, अनेक अभिक्रियांच्या मालिकेद्वारे सेल्युलोज इथर तयार होतो. सामान्यतः, प्रतिस्थापनाची पातळी १.६~२.० असते आणि प्रतिस्थापनाच्या वेगवेगळ्या पातळ्यांनुसार विद्राव्यता देखील भिन्न असते. हा एक नॉन-आयनिक सेल्युलोज इथर आहे.

(1) मिथाइलसेल्युलोज थंड पाण्यात विरघळते आणि गरम पाण्यात विरघळण्यास अवघड असते. त्याचे जलीय द्रावण pH=3~12 च्या श्रेणीत खूप स्थिर असते. त्याची स्टार्च, ग्वार गम इत्यादी आणि अनेक सर्फॅक्टंट्ससोबत चांगली सुसंगतता असते. जेव्हा तापमान जेलेशन तापमानापर्यंत पोहोचते, तेव्हा जेलेशन होते.

(२) मिथाइल सेल्युलोजची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता त्याच्या मिश्रणाचे प्रमाण, चिकटपणा, कणांचा सूक्ष्मपणा आणि विरघळण्याच्या दरावर अवलंबून असते. साधारणपणे, जर मिश्रणाचे प्रमाण जास्त असेल, सूक्ष्मपणा कमी असेल आणि चिकटपणा जास्त असेल, तर पाणी धरून ठेवण्याचा दर जास्त असतो. त्यापैकी, मिश्रणाच्या प्रमाणाचा पाणी धरून ठेवण्याच्या दरावर सर्वात जास्त परिणाम होतो, आणि चिकटपणाची पातळी पाणी धरून ठेवण्याच्या दराच्या पातळीशी थेट प्रमाणात नसते. विरघळण्याचा दर मुख्यत्वे सेल्युलोज कणांच्या पृष्ठभागाच्या सुधारणेची पातळी आणि कणांच्या सूक्ष्मपणावर अवलंबून असतो. वरील सेल्युलोज इथर्सपैकी, मिथाइल सेल्युलोज आणि हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेल्युलोज यांचा पाणी धरून ठेवण्याचा दर जास्त असतो.

(3) तापमानातील बदलांमुळे मिथाइल सेल्युलोजच्या पाणी धरून ठेवण्याच्या क्षमतेवर गंभीर परिणाम होतो. साधारणपणे, तापमान जितके जास्त, तितकी पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता कमी होते. जर मोर्टारचे तापमान ४०°C पेक्षा जास्त झाले, तर मिथाइल सेल्युलोजची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता लक्षणीयरीत्या कमी होईल, ज्यामुळे मोर्टारच्या बांधकामावर गंभीर परिणाम होईल.

(4) मिथाइल सेल्युलोजचा मोर्टारच्या बांधकामावर आणि आसंजनावर महत्त्वपूर्ण परिणाम होतो. येथे "आसंजन" म्हणजे कामगाराच्या उपकरणात आणि भिंतीच्या पृष्ठभागात जाणवणारे आसंजन बल, म्हणजेच मोर्टारचा कर्तन प्रतिरोध होय. जर आसंजनक्षमता जास्त असेल, मोर्टारचा कर्तन प्रतिरोध मोठा असेल, आणि वापराच्या प्रक्रियेत कामगारांना आवश्यक असलेली ताकदही जास्त असेल, तर मोर्टारची बांधकाम कामगिरी खराब असते. सेल्युलोज इथर उत्पादनांमध्ये मिथाइल सेल्युलोजचे आसंजन मध्यम पातळीवर असते.

३. हायड्रॉक्सीइथिलसेल्युलोज (HEC)

हे अल्कलीने प्रक्रिया केलेल्या शुद्ध कापसापासून बनवले जाते आणि ॲसिटोनच्या उपस्थितीत इथरीफिकेशन एजंट म्हणून इथिलीन ऑक्साईडसोबत त्याची अभिक्रिया घडवली जाते. प्रतिस्थापनाची पातळी साधारणपणे १.५~२.० असते. यात तीव्र जलस्नेहकता असते आणि ते सहजपणे ओलावा शोषून घेते.

(1) हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोज थंड पाण्यात विरघळते, परंतु गरम पाण्यात विरघळणे कठीण असते. त्याचे द्रावण उच्च तापमानात घट्ट न होता स्थिर राहते. मोर्टारमध्ये उच्च तापमानात त्याचा दीर्घकाळ वापर केला जाऊ शकतो, परंतु त्याची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता मिथिल सेल्युलोजपेक्षा कमी असते.

(2) हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोज सामान्य आम्ल आणि अल्कलीसाठी स्थिर असते. अल्कली त्याच्या विरघळण्याची प्रक्रिया वेगवान करू शकते आणि त्याची चिकटपणा किंचित वाढवू शकते. पाण्यातील त्याची विद्राव्यता मिथिल सेल्युलोज आणि हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथिल सेल्युलोजपेक्षा किंचित कमी असते.

(3) हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोजमध्ये मोर्टारसाठी चांगले अँटी-सॅग कार्यप्रदर्शन आहे, परंतु सिमेंटसाठी त्याचा रिटार्डिंग वेळ जास्त असतो.

(4) काही देशांतर्गत उद्योगांद्वारे उत्पादित हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोजची कार्यक्षमता त्याच्या उच्च पाणी आणि राखेच्या प्रमाणामुळे मिथिल सेल्युलोजपेक्षा स्पष्टपणे कमी आहे.

स्टार्च इथर

मोर्टारमध्ये वापरले जाणारे स्टार्च इथर्स हे बटाटे, मका, कसावा, ग्वार बीन्स इत्यादींसारख्या काही पॉलिसेकेराइड्सच्या नैसर्गिक पॉलिमरपासून सुधारित केलेले असतात.

१. सुधारित स्टार्च

बटाटा, मका, कसावा इत्यादींपासून सुधारित केलेल्या स्टार्च इथरची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता सेल्युलोज इथरपेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी असते. सुधारणेच्या वेगवेगळ्या प्रमाणामुळे, आम्ल आणि अल्कली यांच्या बाबतीत त्याची स्थिरता वेगवेगळी असते. काही उत्पादने जिप्सम-आधारित मोर्टारमध्ये वापरण्यासाठी योग्य असतात, तर इतर सिमेंट-आधारित मोर्टारमध्ये वापरली जाऊ शकतात. मोर्टारमध्ये स्टार्च इथरचा वापर प्रामुख्याने घट्टपणा आणण्यासाठी केला जातो, ज्यामुळे मोर्टारचा खाली न झुकण्याचा गुणधर्म सुधारतो, ओल्या मोर्टारचे चिकटणे कमी होते आणि त्याचा उघडण्याचा कालावधी वाढतो.

स्टार्च इथरचा वापर अनेकदा सेल्युलोजसोबत केला जातो, जेणेकरून या दोन उत्पादनांचे गुणधर्म आणि फायदे एकमेकांना पूरक ठरतात. स्टार्च इथर उत्पादने सेल्युलोज इथरपेक्षा खूपच स्वस्त असल्यामुळे, मोर्टारमध्ये स्टार्च इथरचा वापर केल्याने मोर्टार तयार करण्याच्या खर्चात लक्षणीय घट होते.

२. ग्वार गम इथर

ग्वार गम इथर हा एक प्रकारचा स्टार्च इथर आहे, ज्यामध्ये विशेष गुणधर्म असतात आणि तो नैसर्गिक ग्वार बियांपासून सुधारित केला जातो. मुख्यत्वे ग्वार गम आणि ॲक्रिलिक कार्यात्मक गटाच्या इथरीफिकेशन अभिक्रियेद्वारे, २-हायड्रॉक्सीप्रोपिल कार्यात्मक गट असलेली एक संरचना तयार होते, जी एक पॉलीगॅलॅक्टोमॅनोस संरचना आहे.

(1) सेल्युलोज इथरच्या तुलनेत, ग्वार गम इथर पाण्यात अधिक विद्राव्य आहे. pH ग्वार इथरच्या गुणधर्मांवर मूलतः कोणताही परिणाम होत नाही.

(2) कमी स्निग्धता आणि कमी मात्रेच्या परिस्थितीत, ग्वार गम समान प्रमाणात सेल्युलोज इथरची जागा घेऊ शकते आणि त्याची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमताही सारखीच असते. परंतु त्याची सुसंगतता, न घसरण्याची क्षमता, थिक्सोट्रॉपी इत्यादींमध्ये स्पष्टपणे सुधारणा होते.

(3) उच्च स्निग्धता आणि मोठ्या डोसच्या परिस्थितीत, ग्वार गम सेल्युलोज इथरची जागा घेऊ शकत नाही आणि दोघांचा मिश्र वापर केल्यास चांगली कामगिरी मिळेल.

(4) जिप्सम-आधारित मोर्टारमध्ये ग्वार गमचा वापर केल्याने बांधकामादरम्यान चिकटपणा लक्षणीयरीत्या कमी होऊ शकतो आणि बांधकाम अधिक गुळगुळीत होऊ शकते. याचा जिप्सम मोर्टारच्या सेट होण्याच्या वेळेवर आणि मजबुतीवर कोणताही प्रतिकूल परिणाम होत नाही.

३. सुधारित खनिज पाणी-धारण करणारा घट्ट करणारा पदार्थ

चीनमध्ये नैसर्गिक खनिजांमध्ये बदल आणि मिश्रण करून तयार केलेला पाणी धरून ठेवणारा घट्ट करणारा पदार्थ वापरला जातो. पाणी धरून ठेवणारे घट्ट करणारे पदार्थ तयार करण्यासाठी वापरली जाणारी मुख्य खनिजे आहेत: सेपिओलाइट, बेंटोनाइट, मॉन्टमोरिलोनाइट, केओलिन, इत्यादी. कपलिंग एजंटसारख्या बदलांमुळे या खनिजांमध्ये पाणी धरून ठेवण्याचे आणि घट्ट करण्याचे विशिष्ट गुणधर्म येतात. मोर्टारमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या या प्रकारच्या पाणी धरून ठेवणाऱ्या घट्ट करणाऱ्या पदार्थाची खालील वैशिष्ट्ये आहेत.

(1) हे सामान्य मोर्टारची कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या सुधारू शकते आणि सिमेंट मोर्टारची खराब कार्यक्षमता, मिश्र मोर्टारची कमी ताकद आणि खराब जल-प्रतिरोधकता या समस्यांचे निराकरण करू शकते.

(2) सर्वसाधारण औद्योगिक आणि नागरी इमारतींसाठी वेगवेगळ्या सामर्थ्य स्तरांची मोर्टार उत्पादने तयार केली जाऊ शकतात.

(3) सामग्रीची किंमत सेल्युलोज इथर आणि स्टार्च इथरपेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी आहे.

(4) सेंद्रिय पाणी धरून ठेवणाऱ्या घटकापेक्षा पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता कमी असते, तयार केलेल्या मोर्टारचे कोरडे आकुंचन मूल्य जास्त असते आणि सुसंगतता कमी होते.

पुन्हा विखुरण्यायोग्य पॉलिमर रबर पावडर

विशेष पॉलिमर इमल्शनच्या स्प्रे ड्रायिंगद्वारे पुनर्विखुरण्यायोग्य रबर पावडरवर प्रक्रिया केली जाते. या प्रक्रियेत, संरक्षक कोलाइड, गुठळ्या होऊ न देणारे घटक (अँटी-केकिंग एजंट) इत्यादी अपरिहार्य पूरक घटक बनतात. वाळलेली रबर पावडर म्हणजे एकत्र जमलेले ८०~१०० मिमी आकाराचे काही गोलाकार कण असतात. हे कण पाण्यात विरघळतात आणि मूळ इमल्शनच्या कणांपेक्षा किंचित मोठे असे एक स्थिर द्रावण (डिस्पर्शन) तयार करतात. निर्जलीकरण आणि वाळवल्यानंतर हे द्रावण एक पातळ थर (फिल्म) तयार करते. हा थर सामान्य इमल्शनच्या थर निर्मितीइतकाच अपरिवर्तनीय असतो आणि पाण्याच्या संपर्कात आल्यावर त्याचे पुनर्विखुरणे होत नाही.

पुनर्विघटनशील रबर पावडरचे स्टायरीन-ब्युटाडाईन कोपॉलिमर, टर्शियरी कार्बोनिक ॲसिड इथिलीन कोपॉलिमर, इथिलीन-ॲसिटेट ॲसिटिक ॲसिड कोपॉलिमर इत्यादींमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते आणि यावर आधारित, कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी सिलिकॉन, विनाइल लॉरेट इत्यादींचे ग्राफ्टिंग केले जाते. वेगवेगळ्या सुधारणा उपायांमुळे पुनर्विघटनशील रबर पावडरमध्ये पाणी-प्रतिरोधकता, अल्कली-प्रतिरोधकता, हवामान-प्रतिरोधकता आणि लवचिकता यांसारखे वेगवेगळे गुणधर्म येतात. यामध्ये विनाइल लॉरेट आणि सिलिकॉन असतात, ज्यामुळे रबर पावडरला चांगली जल-प्रतिरोधकता प्राप्त होते. कमी Tg मूल्य आणि चांगली लवचिकता असलेले उच्च शाखायुक्त विनाइल टर्शियरी कार्बोनेट.

जेव्हा या प्रकारच्या रबर पावडर मोर्टारमध्ये वापरल्या जातात, तेव्हा त्या सर्वांचा सिमेंटच्या घट्ट होण्याच्या वेळेवर विलंब लावण्याचा परिणाम होतो, परंतु हा विलंब लावण्याचा परिणाम तत्सम इमल्शनच्या थेट वापरापेक्षा कमी असतो. तुलनेत, स्टायरीन-ब्युटाडाइनचा विलंब लावण्याचा परिणाम सर्वात जास्त असतो, तर एथिलीन-विनाइल ॲसिटेटचा सर्वात कमी असतो. जर प्रमाण खूपच कमी असेल, तर मोर्टारची कार्यक्षमता सुधारण्याचा परिणाम स्पष्टपणे दिसून येत नाही.