बांधकामाच्या कोरड्या मिश्रित मोर्टारमध्ये सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या मिश्रकांचे मूलभूत गुणधर्म

कोरड्या मिश्रित मोर्टारच्या बांधकामाची कार्यक्षमता सुधारण्यात मिश्रके महत्त्वाची भूमिका बजावतात, परंतु त्यांच्या समावेशामुळे कोरड्या मिश्रित मोर्टार उत्पादनांचा सामग्री खर्च पारंपरिक मोर्टारपेक्षा लक्षणीयरीत्या वाढतो, जो कोरड्या मिश्रित मोर्टारच्या सामग्री खर्चाच्या ४०% पेक्षा जास्त असतो.

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.

१.१ सेल्युलोज इथर
सेल्युलोज इथर ही, विशिष्ट परिस्थितीत अल्कली सेल्युलोज आणि इथरिफायिंग एजंट यांच्या अभिक्रियेतून तयार होणाऱ्या उत्पादनांच्या मालिकेसाठी वापरली जाणारी एक सामान्य संज्ञा आहे. वेगवेगळे सेल्युलोज इथर मिळवण्यासाठी अल्कली सेल्युलोजच्या जागी वेगवेगळे इथरिफायिंग एजंट वापरले जातात. प्रतिस्थापकांच्या आयनीकरण गुणधर्मांनुसार, सेल्युलोज इथरचे दोन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते: आयनिक (जसे की कार्बोक्सीमिथाइल सेल्युलोज) आणि नॉन-आयनिक (जसे की मिथाइल सेल्युलोज). प्रतिस्थापकाच्या प्रकारानुसार, सेल्युलोज इथरचे मोनोइथर (जसे की मिथाइल सेल्युलोज) आणि मिश्र इथर (जसे की हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेल्युलोज) मध्ये विभाजन केले जाऊ शकते. वेगवेगळ्या विद्राव्यतेनुसार, त्याचे पाण्यात विरघळणारे (जसे की हायड्रॉक्सीइथाइल सेल्युलोज) आणि सेंद्रिय द्रावकात विरघळणारे (जसे की इथाइल 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) मोर्टारमधील सेल्युलोज इथर पाण्यात विरघळल्यानंतर, पृष्ठभागावरील सक्रियतेमुळे प्रणालीमध्ये सिमेंटयुक्त पदार्थांचे प्रभावी आणि एकसमान वितरण सुनिश्चित केले जाते, आणि सेल्युलोज इथर, एक संरक्षक कोलाइड म्हणून, घन कणांना "वेढते" आणि त्याच्या बाह्य पृष्ठभागावर वंगण फिल्मचा थर तयार होतो, ज्यामुळे मोर्टार प्रणाली अधिक स्थिर होते, तसेच मिश्रण प्रक्रियेदरम्यान मोर्टारची तरलता आणि बांधकामाचा गुळगुळीतपणा सुधारतो.
(2) त्याच्या स्वतःच्या आण्विक संरचनेमुळे, सेल्युलोज इथर द्रावण मोर्टारमधील पाणी सहजपणे कमी होऊ देत नाही, आणि ते दीर्घ कालावधीत हळूहळू सोडते, ज्यामुळे मोर्टारला चांगली पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता आणि कार्यक्षमता मिळते.

१.१.१ मिथाइल सेल्युलोजचे (MC) रेणूसूत्र [C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n]x
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.

१.१.२ हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज (HPMC) चे रेणूसूत्र [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3]n]x आहे.
हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज हा सेल्युलोजचा एक प्रकार आहे, ज्याचे उत्पादन आणि वापर अलिकडच्या वर्षांत वेगाने वाढत आहे. हा एक नॉन-आयनिक सेल्युलोज मिश्रित इथर आहे, जो शुद्ध केलेल्या कापसावर अल्कलीकरण केल्यानंतर, प्रोपिलीन ऑक्साईड आणि मेथिल क्लोराईड यांचा इथरीकरण कारक म्हणून वापर करून, अनेक अभिक्रियांच्या मालिकेद्वारे तयार केला जातो. प्रतिस्थापनाची पातळी साधारणपणे १.२~२.० असते. मेथॉक्सिल आणि हायड्रॉक्सीप्रोपिल घटकांच्या वेगवेगळ्या गुणोत्तरांमुळे त्याचे गुणधर्म भिन्न असतात.

(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.

१.१.३ हायड्रॉक्सीइथिलसेल्युलोज (एचईसी)
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.

१.१.४ कार्बोक्सीमेथिलसेल्युलोज (सीएमसी) [C6H7O2(OH)2och2COONa]n
आयनिक सेल्युलोज इथर नैसर्गिक तंतूंपासून (उदा. कापूस) अल्कली प्रक्रिया करून, सोडियम मोनोक्लोरोॲसिटेटचा इथरीकरण कारक म्हणून वापर करून आणि अनेक अभिक्रिया प्रक्रियांमधून तयार केला जातो. प्रतिस्थापनाची पातळी साधारणपणे ०.४~१.४ असते आणि त्याच्या कार्यक्षमतेवर या प्रतिस्थापनाच्या पातळीचा मोठा परिणाम होतो.

(1) कार्बोक्सीमिथाइल सेल्युलोज अधिक आर्द्रताशोषक आहे आणि सामान्य परिस्थितीत साठवल्यास त्यात जास्त पाणी सामावते.
(2) कार्बोक्सीमिथाइल सेल्युलोजच्या जलीय द्रावणाचे जेल तयार होत नाही आणि तापमान वाढल्याने त्याची चिकटपणा कमी होतो. जेव्हा तापमान 50°C पेक्षा जास्त होते, तेव्हा चिकटपणा अपरिवर्तनीय असतो.
(3) त्याच्या स्थिरतेवर pH चा मोठा परिणाम होतो. सामान्यतः, ते जिप्सम-आधारित मोर्टारमध्ये वापरले जाऊ शकते, परंतु सिमेंट-आधारित मोर्टारमध्ये नाही. जेव्हा ते अत्यंत अल्कधर्मी असते, तेव्हा ते आपली चिकटपणा गमावते.
(4) त्याची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता मिथाइल सेल्युलोजपेक्षा खूपच कमी आहे. त्याचा जिप्सम-आधारित मोर्टारवर मंदावणारा परिणाम होतो आणि त्याची ताकद कमी होते. तथापि, कार्बोक्सीमिथाइल सेल्युलोजची किंमत मिथाइल सेल्युलोजपेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी आहे.