సిమెంట్ ఆధారిత పదార్థాలపై హైడ్రాక్సీప్రొపైల్మిథైల్సెల్యులోజ్ (HPMC) యొక్క మెరుగుపరిచే ప్రభావం

ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, బాహ్య గోడల ఇన్సులేషన్ సాంకేతికత యొక్క నిరంతర అభివృద్ధి, సెల్యులోజ్ ఉత్పత్తి సాంకేతికతలో నిరంతర పురోగతి మరియు HPMC యొక్క అద్భుతమైన లక్షణాల కారణంగా, HPMC నిర్మాణ పరిశ్రమలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతోంది.

HPMC మరియు సిమెంట్ ఆధారిత పదార్థాల మధ్య చర్య విధానాన్ని మరింతగా అన్వేషించడానికి, ఈ పత్రం సిమెంట్ ఆధారిత పదార్థాల సంసంజన లక్షణాలపై HPMC యొక్క మెరుగుదల ప్రభావాన్ని కేంద్రీకరిస్తుంది.

గడ్డకట్టే సమయం

కాంక్రీట్ గట్టిపడే సమయం ప్రధానంగా సిమెంట్ గట్టిపడే సమయంపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు కంకర ప్రభావం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల, నీటిలో కరిగే నాన్-డిస్పర్సిబుల్ కాంక్రీట్ మిశ్రమం యొక్క గట్టిపడే సమయంపై HPMC ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి, దానికి బదులుగా మోర్టార్ గట్టిపడే సమయాన్ని ఉపయోగించవచ్చు. మోర్టార్ గట్టిపడే సమయం నీటి వల్ల ప్రభావితమవుతుంది కాబట్టి, మోర్టార్ గట్టిపడే సమయంపై HPMC ప్రభావాన్ని అంచనా వేయడానికి, మోర్టార్ యొక్క నీరు-సిమెంట్ నిష్పత్తి మరియు మోర్టార్ నిష్పత్తిని స్థిరపరచడం అవసరం.

ప్రయోగం ప్రకారం, మోర్టార్ మిశ్రమంపై HPMC కలపడం వలన గణనీయమైన మందగించే ప్రభావం ఉంటుంది మరియు HPMC పరిమాణం పెరిగే కొద్దీ మోర్టార్ గట్టిపడే సమయం క్రమంగా పెరుగుతుంది. ఒకే HPMC పరిమాణం వద్ద, గాలిలో ఏర్పడిన మోర్టార్ కంటే నీటిలో అచ్చుపోసిన మోర్టార్ వేగంగా గట్టిపడుతుంది. నీటిలో అచ్చుపోసిన మోర్టార్ గట్టిపడే సమయం ఎక్కువగా ఉంటుంది. నీటిలో కొలిచినప్పుడు, ఖాళీ నమూనాతో పోలిస్తే, HPMC కలిపిన మోర్టార్ యొక్క గట్టిపడే సమయం ప్రారంభంలో 6-18 గంటలు మరియు చివరిగా గట్టిపడటానికి 6-22 గంటలు ఆలస్యం అవుతుంది. అందువల్ల, HPMCని యాక్సిలరేటర్లతో కలిపి ఉపయోగించాలి.

HPMC అనేది ఒక అధిక-అణు పాలిమర్, ఇది స్థూల అణువుల సరళ నిర్మాణాన్ని మరియు క్రియాత్మక సమూహంపై హైడ్రాక్సిల్ సమూహాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇది మిశ్రమంలోని నీటి అణువులతో హైడ్రోజన్ బంధాలను ఏర్పరచి, మిశ్రమ నీటి స్నిగ్ధతను పెంచుతుంది. HPMC యొక్క పొడవైన అణు గొలుసులు ఒకదానికొకటి ఆకర్షించుకుంటాయి, దీనివల్ల HPMC అణువులు ఒకదానితో ఒకటి పెనవేసుకుని ఒక వల వంటి నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తాయి, ఇది సిమెంట్ మరియు మిశ్రమ నీటిని చుట్టివేస్తుంది. HPMC ఒక పొరలాంటి వల వంటి నిర్మాణాన్ని ఏర్పరచి సిమెంట్‌ను చుట్టివేస్తుంది కాబట్టి, ఇది మోర్టార్‌లోని నీటి బాష్పీభవనాన్ని సమర్థవంతంగా నివారిస్తుంది మరియు సిమెంట్ యొక్క జలీకరణ రేటును అడ్డుకుంటుంది లేదా నెమ్మదింపజేస్తుంది.

రక్తస్రావం

మోర్టార్‌లో బ్లీడింగ్ దృగ్విషయం కాంక్రీటులో మాదిరిగానే ఉంటుంది, ఇది అగ్రిగేట్ తీవ్రంగా కుంగిపోవడానికి కారణమవుతుంది. ఫలితంగా, స్లర్రీ యొక్క పై పొరలో నీరు-సిమెంట్ నిష్పత్తి పెరిగి, ప్రారంభ దశలోనే పై పొరలో అధిక ప్లాస్టిక్ సంకోచానికి, పగుళ్లకు కూడా దారితీస్తుంది, మరియు స్లర్రీ యొక్క ఉపరితల పొర బలం సాపేక్షంగా బలహీనపడుతుంది.

మోతాదు 0.5% కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ప్రాథమికంగా బ్లీడింగ్ దృగ్విషయం ఉండదు. దీనికి కారణం, HPMCని మోర్టార్‌లో కలిపినప్పుడు, HPMC ఒక ఫిల్మ్-ఫార్మింగ్ మరియు నెట్‌వర్క్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది, మరియు మాక్రోమాలిక్యూల్స్ యొక్క పొడవైన గొలుసుపై హైడ్రాక్సిల్ సమూహాల శోషణ, మోర్టార్‌లోని సిమెంట్ మరియు మిశ్రమ నీటిని ఫ్లాక్యులేషన్‌గా (గుచ్ఛాలుగా) ఏర్పరచి, మోర్టార్ యొక్క స్థిరమైన నిర్మాణాన్ని నిర్ధారిస్తుంది. మోర్టార్‌కు HPMCని జోడించిన తర్వాత, అనేక స్వతంత్ర చిన్న గాలి బుడగలు ఏర్పడతాయి. ఈ గాలి బుడగలు మోర్టార్‌లో సమానంగా పంపిణీ చేయబడి, అగ్రిగేట్ నిక్షేపణకు ఆటంకం కలిగిస్తాయి. HPMC యొక్క సాంకేతిక పనితీరు సిమెంట్ ఆధారిత పదార్థాలపై గొప్ప ప్రభావాన్ని చూపుతుంది, మరియు ఇది మంచి నీటి నిలుపుదల మరియు ప్లాస్టిక్ నిలుపుదలని కలిగి ఉండేలా డ్రై పౌడర్ మోర్టార్ మరియు పాలిమర్ మోర్టార్ వంటి కొత్త సిమెంట్ ఆధారిత మిశ్రమ పదార్థాలను తయారు చేయడానికి తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది.

మోర్టార్ నీటి డిమాండ్

HPMC పరిమాణం తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, అది మోర్టార్ యొక్క నీటి అవసరంపై గొప్ప ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. తాజా మోర్టార్ యొక్క వ్యాకోచ స్థాయిని ప్రాథమికంగా అలాగే ఉంచినప్పుడు, ఒక నిర్దిష్ట కాల వ్యవధిలో HPMC పరిమాణం మరియు మోర్టార్ యొక్క నీటి అవసరం ఒక సరళ సంబంధంలో మారుతాయి, మరియు మోర్టార్ యొక్క నీటి అవసరం మొదట తగ్గి, ఆపై స్పష్టంగా పెరుగుతుంది. HPMC పరిమాణం 0.025% కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, పరిమాణం పెరిగేకొద్దీ, అదే వ్యాకోచ స్థాయిలో మోర్టార్ యొక్క నీటి అవసరం తగ్గుతుంది. ఇది HPMC పరిమాణం తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, అది మోర్టార్‌పై నీటిని తగ్గించే ప్రభావాన్ని మరియు గాలిని చేర్చే ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుందని చూపిస్తుంది. మోర్టార్‌లో పెద్ద సంఖ్యలో చిన్న స్వతంత్ర గాలి బుడగలు ఉంటాయి, మరియు ఈ గాలి బుడగలు మోర్టార్ యొక్క ద్రవత్వాన్ని మెరుగుపరచడానికి కందెనగా పనిచేస్తాయి. మోతాదు 0.025% కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, మోతాదు పెరిగేకొద్దీ మోర్టార్ యొక్క నీటి అవసరం పెరుగుతుంది. దీనికి కారణం, HPMC యొక్క నెట్‌వర్క్ నిర్మాణం మరింత సంపూర్ణంగా ఉండటం మరియు పొడవైన అణు గొలుసుపై ఉన్న ఫ్లాక్‌ల మధ్య అంతరం తగ్గడం. ఇది ఆకర్షణ మరియు సంసంజన ప్రభావాన్ని కలిగి ఉండి, మోర్టార్ యొక్క ద్రవత్వాన్ని తగ్గిస్తుంది. అందువల్ల, వ్యాకోచ స్థాయి ప్రాథమికంగా ఒకే విధంగా ఉన్నప్పుడు, స్లర్రీకి నీటి అవసరం పెరుగుతుంది.

01. విక్షేపణ నిరోధక పరీక్ష:

యాంటీ-డిస్పర్షన్ అనేది యాంటీ-డిస్పర్షన్ ఏజెంట్ యొక్క నాణ్యతను కొలవడానికి ఒక ముఖ్యమైన సాంకేతిక సూచిక. HPMC అనేది నీటిలో కరిగే పాలిమర్ సమ్మేళనం, దీనిని నీటిలో కరిగే రెసిన్ లేదా నీటిలో కరిగే పాలిమర్ అని కూడా పిలుస్తారు. ఇది మిశ్రమ నీటి స్నిగ్ధతను పెంచడం ద్వారా మిశ్రమం యొక్క చిక్కదనాన్ని పెంచుతుంది. ఇది నీటిలో కరిగి ఒక ద్రావణాన్ని లేదా డిస్పర్షన్‌ను ఏర్పరచగల ఒక హైడ్రోఫిలిక్ పాలిమర్ పదార్థం.

ప్రయోగాల ప్రకారం, నాఫ్తలీన్ ఆధారిత అధిక-సామర్థ్య సూపర్ ప్లాస్టిసైజర్ పరిమాణం పెరిగేకొద్దీ, తాజాగా కలిపిన సిమెంట్ మోర్టార్ యొక్క వ్యాప్తి నిరోధకత తగ్గుతుంది. దీనికి కారణం, నాఫ్తలీన్ ఆధారిత అధిక-సామర్థ్య జలనిరోధకం ఒక సర్ఫ్యాక్టెంట్ కావడం. మోర్టార్‌కు ఈ జలనిరోధకాన్ని కలిపినప్పుడు, అది సిమెంట్ కణాల ఉపరితలంపై కేంద్రీకృతమై, ఆ కణాల ఉపరితలం ఒకే రకమైన ఆవేశాన్ని కలిగి ఉండేలా చేస్తుంది. ఈ విద్యుత్ వికర్షణ వలన సిమెంట్ కణాలు ఏర్పరిచిన ఫ్లాక్యులేషన్ నిర్మాణం విచ్ఛిన్నమై, ఆ నిర్మాణంలో ఇమిడి ఉన్న నీరు విడుదల అవుతుంది. దీనివల్ల సిమెంట్‌లో కొంత భాగం నష్టపోతుంది. అదే సమయంలో, HPMC పరిమాణం పెరిగేకొద్దీ, తాజా సిమెంట్ మోర్టార్ యొక్క వ్యాప్తి నిరోధకత మరింత మెరుగవుతున్నట్లు కనుగొనబడింది.

02. కాంక్రీటు యొక్క బల లక్షణాలు:

ఒక పైలట్ ఫౌండేషన్ ప్రాజెక్ట్‌లో, HPMC అండర్‌వాటర్ నాన్-డిస్పర్సిబుల్ కాంక్రీట్ మిశ్రమాన్ని ఉపయోగించారు మరియు దాని డిజైన్ స్ట్రెంత్ గ్రేడ్ C25గా ఉంది. ప్రాథమిక పరీక్ష ప్రకారం, సిమెంట్ పరిమాణం 400 కిలోలు, మిశ్రమ సిలికా ఫ్యూమ్ 25 కిలోలు/మీ³, సిమెంట్ పరిమాణంలో HPMC యొక్క సరైన పరిమాణం 0.6%, నీరు-సిమెంట్ నిష్పత్తి 0.42, ఇసుక శాతం 40%, మరియు సిమెంట్ పరిమాణంలో నాఫ్తలీన్ ఆధారిత అధిక-సామర్థ్య నీటి తగ్గింపు కారకం యొక్క అవుట్‌పుట్ 8%గా ఉన్నప్పుడు, గాలిలో ఉన్న కాంక్రీట్ నమూనా యొక్క సగటు 28 రోజుల బలం 42.6 MPa, 60 మిమీ ఎత్తు నుండి పడేసిన నీటి అడుగున కాంక్రీట్ యొక్క 28 రోజుల సగటు బలం 36.4 MPa, మరియు గాలిలో తయారు చేసిన కాంక్రీట్‌తో పోలిస్తే నీటిలో తయారు చేసిన కాంక్రీట్ యొక్క బల నిష్పత్తి 84.8%గా ఉంది, దీని ప్రభావం మరింత గణనీయంగా ఉంది.

03. ప్రయోగాలు చూపిస్తున్నాయి:

(1) మోర్టార్ మిశ్రమంపై HPMC కలపడం స్పష్టమైన నిరోధక ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. HPMC పరిమాణం పెరిగేకొద్దీ, మోర్టార్ గట్టిపడే సమయం క్రమంగా పెరుగుతుంది. ఒకే HPMC పరిమాణం వద్ద, గాలిలో ఏర్పడిన మోర్టార్ కంటే నీటిలో ఏర్పడిన మోర్టార్ వేగంగా గట్టిపడుతుంది. మీడియం మోల్డింగ్ గట్టిపడే సమయం ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఈ లక్షణం అండర్‌వాటర్ కాంక్రీట్ పంపింగ్‌కు ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది.

(2) హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్‌తో కలిపిన తాజాగా కలిపిన సిమెంట్ మోర్టార్ మంచి సంసంజన లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది మరియు దాదాపుగా బ్లీడింగ్ ఉండదు.

(3) HPMC పరిమాణం మరియు మోర్టార్ యొక్క నీటి అవసరం మొదట తగ్గి, ఆపై స్పష్టంగా పెరిగింది.

(4) నీటిని తగ్గించే ఏజెంట్‌ను చేర్చడం వల్ల మోర్టార్‌కు పెరిగిన నీటి అవసరం సమస్య మెరుగుపడుతుంది, కానీ దాని మోతాదును సహేతుకంగా నియంత్రించాలి, లేకపోతే తాజాగా కలిపిన సిమెంట్ మోర్టార్ యొక్క నీటి అడుగున వ్యాప్తి నిరోధకత కొన్నిసార్లు తగ్గుతుంది.

(5) HPMC కలిపిన సిమెంట్ పేస్ట్ నమూనా మరియు ఖాళీ నమూనా మధ్య నిర్మాణంలో పెద్దగా తేడా లేదు, మరియు నీటిలో మరియు గాలిలో పోసిన సిమెంట్ పేస్ట్ నమూనా యొక్క నిర్మాణం మరియు సాంద్రతలో కూడా పెద్దగా తేడా లేదు. 28 రోజుల పాటు నీటిలో ఉంచిన నమూనా కొద్దిగా పెళుసుగా ఉంది. దీనికి ప్రధాన కారణం, HPMC కలపడం వల్ల నీటిలో పోసినప్పుడు సిమెంట్ యొక్క నష్టం మరియు వ్యాప్తి బాగా తగ్గుతుంది, కానీ సిమెంట్ రాయి యొక్క గట్టిదనం కూడా తగ్గుతుంది. ప్రాజెక్ట్‌లో, నీటి కింద వ్యాప్తి చెందని ప్రభావాన్ని నిర్ధారించే పరిస్థితులలో, HPMC మోతాదును వీలైనంత వరకు తగ్గించాలి.

(6) HPMC అండర్ వాటర్ నాన్-డిస్పర్సిబుల్ కాంక్రీట్ మిశ్రమాన్ని మోతాదును నియంత్రిస్తూ కలపడం బలానికి ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది. పైలట్ ప్రాజెక్ట్ ప్రకారం వాటర్-ఫార్మ్డ్ కాంక్రీట్ మరియు ఎయిర్-ఫార్మ్డ్ కాంక్రీట్ యొక్క బల నిష్పత్తి 84.8% అని మరియు ఈ ప్రభావం చాలా ముఖ్యమైనదని తేలింది.