সেলুলোজ ইথার প্রারম্ভিক এট্রিনগাইটের রূপবিদ্যার উপর

ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM) স্ক্যান করার মাধ্যমে প্রাথমিক সিমেন্ট স্লারিতে এট্রিনগাইটের আকারবিদ্যায় হাইড্রোক্সাইথাইল মিথাইল সেলুলোজ ইথার এবং মিথাইল সেলুলোজ ইথারের প্রভাবগুলি অধ্যয়ন করা হয়েছিল। ফলাফলগুলি দেখায় যে হাইড্রোক্সাইথাইল মিথাইল সেলুলোজ ইথার পরিবর্তিত স্লারিতে এট্রিনজাইট স্ফটিকগুলির দৈর্ঘ্য-ব্যাস অনুপাত সাধারণ স্লারির চেয়ে ছোট এবং এট্রিনগাইট স্ফটিকগুলির আকারবিদ্যা ছোট রডের মতো। মিথাইল সেলুলোজ ইথার পরিবর্তিত স্লারিতে এট্রিনজাইট স্ফটিকগুলির দৈর্ঘ্য-ব্যাস অনুপাত সাধারণ স্লারির চেয়ে বড় এবং এট্রিনজাইট স্ফটিকগুলির আকারবিদ্যা হল সুই-রড। সাধারণ সিমেন্ট স্লারিতে থাকা এট্রিনগাইট স্ফটিকগুলির মধ্যে কোথাও একটি আকৃতির অনুপাত থাকে। উপরোক্ত পরীক্ষামূলক অধ্যয়নের মাধ্যমে, এটি আরও স্পষ্ট যে দুটি ধরণের সেলুলোজ ইথারের আণবিক ওজনের পার্থক্য হল এট্রিনগাইটের রূপবিদ্যাকে প্রভাবিত করে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ফ্যাক্টর।

মূল শব্দ:ettringite; দৈর্ঘ্য-ব্যাস অনুপাত; মিথাইল সেলুলোজ ইথার; হাইড্রক্সিথাইল মিথাইল সেলুলোজ ইথার; রূপবিদ্যা

Ettringite, একটি সামান্য প্রসারিত হাইড্রেশন পণ্য হিসাবে, সিমেন্ট কংক্রিটের কর্মক্ষমতা উপর একটি উল্লেখযোগ্য প্রভাব আছে, এবং সবসময় সিমেন্ট ভিত্তিক উপকরণ গবেষণা হটস্পট হয়েছে. Ettringite হল এক ধরনের ট্রাইসালফাইড ধরনের ক্যালসিয়াম অ্যালুমিনেট হাইড্রেট, এর রাসায়নিক সূত্র হল [Ca3Al (OH)6·12H2O]2·(SO4)3·2H2O, বা 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O হিসাবে লেখা যেতে পারে, প্রায়ই AFt নামে সংক্ষেপে বলা হয়। . পোর্টল্যান্ড সিমেন্ট সিস্টেমে, এট্রিনগাইট প্রধানত অ্যালুমিনেট বা ফেরিক অ্যালুমিনেট খনিজগুলির সাথে জিপসামের প্রতিক্রিয়া দ্বারা গঠিত হয়, যা সিমেন্টের হাইড্রেশন এবং প্রাথমিক শক্তি বিলম্বিত করতে ভূমিকা পালন করে। এট্রিনগাইটের গঠন এবং রূপবিদ্যা অনেক কারণের দ্বারা প্রভাবিত হয় যেমন তাপমাত্রা, পিএইচ মান এবং আয়ন ঘনত্ব। 1976 সালের প্রথম দিকে, মেথা এট আল। AFt এর রূপগত বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করার জন্য স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি ব্যবহার করে এবং দেখা যায় যে এই ধরনের সামান্য প্রসারিত হাইড্রেশন পণ্যগুলির আকারবিদ্যা সামান্য ভিন্ন ছিল যখন বৃদ্ধির স্থান যথেষ্ট বড় ছিল এবং যখন স্থান সীমিত ছিল। পূর্ববর্তীটি বেশিরভাগই সরু সুই-রড-আকৃতির গোলক ছিল, যখন পরবর্তীটি বেশিরভাগই ছোট রড-আকৃতির প্রিজম ছিল। ইয়াং ওয়েনিয়ানের গবেষণায় দেখা গেছে যে বিভিন্ন নিরাময় পরিবেশের সাথে AFt ফর্মগুলি ভিন্ন ছিল। ভেজা পরিবেশ সম্প্রসারণ-ডোপড কংক্রিটে AFt প্রজন্ম বিলম্বিত করবে এবং কংক্রিট ফোলা ও ফাটল হওয়ার সম্ভাবনা বাড়িয়ে দেবে। বিভিন্ন পরিবেশ শুধুমাত্র AFt এর গঠন এবং মাইক্রোস্ট্রাকচারকেই প্রভাবিত করে না, এর ভলিউম স্থায়িত্বকেও প্রভাবিত করে। চেন হাক্সিং এট আল। পাওয়া গেছে যে C3A বিষয়বস্তুর বৃদ্ধির সাথে AFt-এর দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতা হ্রাস পেয়েছে। ক্লার্ক এবং মন্টিরো এট আল। দেখা গেছে যে পরিবেশগত চাপ বৃদ্ধির সাথে, AFt স্ফটিক গঠন ক্রম থেকে ব্যাধিতে পরিবর্তিত হয়েছে। ব্যালোনিস এবং গ্লাসার AFm এবং AFt এর ঘনত্বের পরিবর্তনগুলি পর্যালোচনা করেছেন। রেনাউদিন এট আল। দ্রবণে নিমজ্জিত হওয়ার আগে এবং পরে AFt-এর কাঠামোগত পরিবর্তন এবং রামন বর্ণালীতে AFt-এর কাঠামোগত পরামিতিগুলি অধ্যয়ন করেছেন। কুন্থার এট আল। NMR দ্বারা AFt ক্রিস্টালাইজেশন চাপের উপর CSH জেল ক্যালসিয়াম-সিলিকন অনুপাত এবং সালফেট আয়নের মধ্যে মিথস্ক্রিয়ার প্রভাব অধ্যয়ন করেছে। একই সময়ে, সিমেন্ট-ভিত্তিক উপকরণগুলিতে AFt-এর প্রয়োগের উপর ভিত্তি করে, Wenk et al. হার্ড সিনক্রোট্রন রেডিয়েশন এক্স-রে ডিফ্র্যাকশন ফিনিশিং প্রযুক্তির মাধ্যমে কংক্রিট বিভাগের AFt ক্রিস্টাল ওরিয়েন্টেশন অধ্যয়ন করা হয়েছে। মিশ্র সিমেন্টে এএফটি গঠন এবং এট্রিনগাইটের গবেষণা হটস্পট অন্বেষণ করা হয়েছিল। বিলম্বিত এট্রিনগাইট প্রতিক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে, কিছু পণ্ডিত AFt ফেজের কারণ নিয়ে প্রচুর গবেষণা করেছেন।

এট্রিনজাইট গঠনের ফলে সৃষ্ট আয়তনের প্রসারণ কখনও কখনও অনুকূল হয় এবং এটি সিমেন্ট-ভিত্তিক উপকরণগুলির আয়তনের স্থিতিশীলতা বজায় রাখার জন্য ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড সম্প্রসারণ এজেন্টের মতো একটি "সম্প্রসারণ" হিসাবে কাজ করতে পারে। পলিমার ইমালসন এবং রিডিসপারসিবল ইমালসন পাউডারের সংযোজন সিমেন্ট-ভিত্তিক উপকরণগুলির ম্যাক্রোস্কোপিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে পরিবর্তন করে কারণ সিমেন্ট-ভিত্তিক উপাদানগুলির মাইক্রোস্ট্রাকচারের উপর তাদের উল্লেখযোগ্য প্রভাব রয়েছে। যাইহোক, রিডিসপারসিবল ইমালসন পাউডারের বিপরীতে যা প্রধানত শক্ত মর্টারের বন্ধন বৈশিষ্ট্য বাড়ায়, জল-দ্রবণীয় পলিমার সেলুলোজ ইথার (CE) নতুন মিশ্রিত মর্টারকে ভাল জল ধরে রাখা এবং ঘন করার প্রভাব দেয়, এইভাবে কাজের কর্মক্ষমতা উন্নত করে। অ-আয়নিক সিই সাধারণত ব্যবহৃত হয়, যার মধ্যে রয়েছে মিথাইল সেলুলোজ (MC), হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ (HEC), হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ (HPMC),হাইড্রোক্সিথাইল মিথাইল সেলুলোজ (HEMC), ইত্যাদি, এবং CE সদ্য মিশ্রিত মর্টারে ভূমিকা পালন করে কিন্তু সিমেন্ট স্লারির হাইড্রেশন প্রক্রিয়াকেও প্রভাবিত করে। গবেষণায় দেখা গেছে যে HEMC একটি হাইড্রেশন পণ্য হিসাবে উত্পাদিত AFt এর পরিমাণ পরিবর্তন করে। যাইহোক, কোনো গবেষণায় AFt-এর মাইক্রোস্কোপিক রূপবিদ্যার উপর সিই-এর প্রভাবের তুলনামূলকভাবে পদ্ধতিগতভাবে করা হয়নি, তাই এই গবেষণাপত্রটি ইমেজ বিশ্লেষণের মাধ্যমে প্রাথমিক (1-দিন) সিমেন্ট স্লারিতে এট্রিংহামের মাইক্রোস্কোপিক আকারবিদ্যায় HEMC এবং MC-এর প্রভাবের পার্থক্য অনুসন্ধান করে। তুলনা

1. পরীক্ষা

1.1 কাঁচামাল

Anhui Conch Cement Co., LTD দ্বারা উত্পাদিত P·II 52.5R পোর্টল্যান্ড সিমেন্ট পরীক্ষায় সিমেন্ট হিসাবে নির্বাচিত হয়েছিল। দুটি সেলুলোজ ইথার যথাক্রমে হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইলসেলুলোজ (HEMC) এবং মিথাইলসেলুলোজ (মিথাইলসেলুলোজ, সাংহাই সিনোপ্যাথ গ্রুপ)। এমসি); মেশানো জল হল কলের জল।

1.2 পরীক্ষামূলক পদ্ধতি

সিমেন্ট পেস্টের নমুনার জল-সিমেন্টের অনুপাত ছিল 0.4 (জল থেকে সিমেন্টের ভরের অনুপাত), এবং সেলুলোজ ইথারের উপাদান ছিল সিমেন্টের ভরের 1%। নমুনার প্রস্তুতি GB1346-2011 "জল ব্যবহারের জন্য পরীক্ষার পদ্ধতি, সিমেন্টের মানক সামঞ্জস্যের সময় এবং স্থায়িত্ব নির্ধারণ" অনুসারে করা হয়েছিল। নমুনা তৈরির পর, পৃষ্ঠের জলের বাষ্পীভবন এবং কার্বনাইজেশন রোধ করতে ছাঁচের পৃষ্ঠে প্লাস্টিকের ফিল্ম ঢেকে রাখা হয়েছিল এবং নমুনাটি (20±2) ℃ তাপমাত্রা এবং (60±5) আপেক্ষিক আর্দ্রতা সহ একটি নিরাময় কক্ষে স্থাপন করা হয়েছিল। ) %। 1 দিন পরে, ছাঁচটি সরানো হয়েছিল, এবং নমুনাটি ভেঙে দেওয়া হয়েছিল, তারপরে মাঝখান থেকে একটি ছোট নমুনা নেওয়া হয়েছিল এবং হাইড্রেশন বন্ধ করতে অ্যানহাইড্রাস ইথানলে ভিজিয়ে রাখা হয়েছিল, এবং পরীক্ষার আগে নমুনাটি বের করে শুকানো হয়েছিল। শুকনো নমুনাগুলি পরিবাহী দ্বি-পার্শ্বযুক্ত আঠালো দিয়ে নমুনা টেবিলে আঠালো ছিল এবং ক্রেসিংটন 108 অটো অটোমেটিক আয়ন স্পটারিং যন্ত্র দ্বারা সোনার ফিল্মের একটি স্তর পৃষ্ঠে স্প্রে করা হয়েছিল। স্পাটারিং কারেন্ট ছিল 20 mA এবং স্পুটারিং টাইম ছিল 60 সেকেন্ড। FEI QUANTAFEG 650 এনভায়রনমেন্টাল স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ (ESEM) নমুনা বিভাগে AFt এর রূপগত বৈশিষ্ট্যগুলি পর্যবেক্ষণ করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। AFT পর্যবেক্ষণ করতে উচ্চ ভ্যাকুয়াম সেকেন্ডারি ইলেক্ট্রন মোড ব্যবহার করা হয়েছিল। ত্বরণ ভোল্টেজ ছিল 15 কেভি, বিমের স্পট ব্যাস ছিল 3.0 এনএম, এবং কাজের দূরত্ব প্রায় 10 মিমি নিয়ন্ত্রণ করা হয়েছিল।

2. ফলাফল এবং আলোচনা

শক্ত HEMC-পরিবর্তিত সিমেন্ট স্লারিতে এট্রিনগাইটের SEM চিত্রগুলি দেখায় যে স্তরযুক্ত Ca (OH)2(CH) এর ওরিয়েন্টেশন বৃদ্ধি সুস্পষ্ট ছিল এবং AFt ছোট রডের মতো AFt এর অনিয়মিত জমা দেখায় এবং কিছু ছোট রডের মতো AFT আবৃত ছিল HEMC ঝিল্লি গঠন সঙ্গে. ঝাং ডংফাং এট আল। ESEM-এর মাধ্যমে HEMC পরিবর্তিত সিমেন্ট স্লারির মাইক্রোস্ট্রাকচার পরিবর্তনগুলি পর্যবেক্ষণ করার সময় ছোট রড-এর মতো AFtও পাওয়া গেছে। তারা বিশ্বাস করত যে সাধারণ সিমেন্ট স্লারি জলের সম্মুখীন হওয়ার পরে দ্রুত প্রতিক্রিয়া দেখায়, তাই AFt স্ফটিক ছিল সরু, এবং হাইড্রেশন বয়সের প্রসারণ দৈর্ঘ্য-ব্যাস অনুপাতের ক্রমাগত বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে। যাইহোক, HEMC দ্রবণের সান্দ্রতা বৃদ্ধি করেছে, দ্রবণে আয়নগুলির বাঁধাইয়ের হার কমিয়েছে এবং ক্লিঙ্কার কণার পৃষ্ঠে জলের আগমনে বিলম্ব করেছে, তাই AFt-এর দৈর্ঘ্য-ব্যাস অনুপাত একটি দুর্বল প্রবণতায় বৃদ্ধি পেয়েছে এবং এর আকারগত বৈশিষ্ট্যগুলি দেখা গেছে। ছোট রডের মতো আকৃতি। একই বয়সের সাধারণ সিমেন্ট স্লারিতে AFt-এর সাথে তুলনা করে, এই তত্ত্বটি আংশিকভাবে যাচাই করা হয়েছে, কিন্তু MC পরিবর্তিত সিমেন্ট স্লারিতে AFt-এর রূপগত পরিবর্তন ব্যাখ্যা করার জন্য এটি প্রযোজ্য নয়। 1-দিনের শক্ত এমসি পরিবর্তিত সিমেন্ট স্লারিতে এট্রিডাইটের SEM চিত্রগুলিও স্তরযুক্ত Ca(OH)2 এর ওরিয়েন্টেড বৃদ্ধি দেখায়, কিছু AFt পৃষ্ঠগুলিও MC-এর ফিল্ম স্ট্রাকচার দিয়ে আচ্ছাদিত ছিল, এবং AFt ক্লাস্টার বৃদ্ধির আকারগত বৈশিষ্ট্য দেখায়। যাইহোক, তুলনা করে, MC পরিবর্তিত সিমেন্ট স্লারিতে AFt ক্রিস্টালের একটি বড় দৈর্ঘ্য-ব্যাসের অনুপাত এবং আরও সরু আকারবিদ্যা রয়েছে, যা একটি সাধারণ অ্যাসিকুলার মরফোলজি দেখায়।

HEMC এবং MC উভয়ই সিমেন্টের প্রাথমিক হাইড্রেশন প্রক্রিয়া বিলম্বিত করেছে এবং দ্রবণটির সান্দ্রতা বৃদ্ধি করেছে, কিন্তু তাদের দ্বারা সৃষ্ট AFt অঙ্গসংস্থানগত বৈশিষ্ট্যের পার্থক্যগুলি এখনও উল্লেখযোগ্য ছিল। সেলুলোজ ইথার এবং AFt স্ফটিক কাঠামোর আণবিক কাঠামোর দৃষ্টিকোণ থেকে উপরের ঘটনাটি আরও বিশদভাবে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে। রেনাউদিন এট আল। "ভেজা AFt" পেতে প্রস্তুত ক্ষারীয় দ্রবণে সংশ্লেষিত AFt ভিজিয়ে রাখুন এবং আংশিকভাবে সরিয়ে ফেলুন এবং "শুষ্ক AFt" পেতে স্যাচুরেটেড CaCl2 দ্রবণ (35% আপেক্ষিক আর্দ্রতা) এর পৃষ্ঠে শুকিয়ে নিন। রমন স্পেকট্রোস্কোপি এবং এক্স-রে পাউডার ডিফ্র্যাকশন দ্বারা কাঠামোর পরিমার্জন অধ্যয়নের পরে, এটি পাওয়া গেছে যে দুটি কাঠামোর মধ্যে কোনও পার্থক্য নেই, শুধুমাত্র শুকানোর প্রক্রিয়াতে কোষের স্ফটিক গঠনের দিক পরিবর্তন হয়েছে, অর্থাৎ, পরিবেশগত প্রক্রিয়ায়। "ভিজা" থেকে "শুষ্ক" থেকে পরিবর্তন, AFt স্ফটিক ধীরে ধীরে বৃদ্ধির স্বাভাবিক দিক বরাবর কোষ গঠন করে। সি স্বাভাবিক দিক বরাবর AFt স্ফটিক কম এবং কম হয়ে ওঠে. ত্রিমাত্রিক স্থানের সবচেয়ে মৌলিক এককটি একটি সাধারণ রেখা, b সাধারণ রেখা এবং c সাধারণ রেখার সমন্বয়ে গঠিত যা একে অপরের সাথে লম্ব। যে ক্ষেত্রে b নরমালগুলি স্থির করা হয়েছিল, AFt স্ফটিকগুলি একটি স্বাভাবিকের সাথে ক্লাস্টার করা হয়েছিল, যার ফলে ab নরমালগুলির সমতলে একটি বর্ধিত সেল ক্রস সেকশন হয়। এইভাবে, যদি HEMC MC-এর চেয়ে বেশি জল "সঞ্চয়" করে, একটি "শুষ্ক" পরিবেশ একটি স্থানীয় এলাকায় ঘটতে পারে, যা পার্শ্বীয় একত্রীকরণ এবং AFt ক্রিস্টালের বৃদ্ধিকে উত্সাহিত করে। Patural et al. দেখা গেছে যে সিই-এর জন্য, পলিমারাইজেশনের মাত্রা যত বেশি হবে (বা আণবিক ওজন যত বেশি হবে), সিই-এর সান্দ্রতা তত বেশি হবে এবং জল ধরে রাখার কার্যকারিতা তত বেশি হবে। HEMCs এবং MCS-এর আণবিক গঠন এই অনুমানকে সমর্থন করে, হাইড্রোজেন গ্রুপের তুলনায় হাইড্রোক্সিইথাইল গ্রুপের আণবিক ওজন অনেক বেশি।

সাধারণত, AFt স্ফটিকগুলি তখনই তৈরি হবে এবং প্রস্ফুটিত হবে যখন প্রাসঙ্গিক আয়নগুলি সমাধান ব্যবস্থায় একটি নির্দিষ্ট স্যাচুরেশনে পৌঁছাবে। অতএব, প্রতিক্রিয়া দ্রবণে আয়ন ঘনত্ব, তাপমাত্রা, pH মান এবং গঠনের স্থানের মতো কারণগুলি AFt স্ফটিকগুলির অঙ্গসংস্থানবিদ্যাকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করতে পারে এবং কৃত্রিম সংশ্লেষণের অবস্থার পরিবর্তনগুলি AFt স্ফটিকগুলির রূপবিদ্যাকে পরিবর্তন করতে পারে। অতএব, উভয়ের মধ্যে সাধারণ সিমেন্ট স্লারিতে AFt স্ফটিকের অনুপাত সিমেন্টের প্রাথমিক হাইড্রেশনে জল খরচের একক ফ্যাক্টর দ্বারা সৃষ্ট হতে পারে। যাইহোক, HEMC এবং MC দ্বারা সৃষ্ট AFt ক্রিস্টাল আকারবিদ্যার পার্থক্য প্রধানত তাদের বিশেষ জল ধরে রাখার প্রক্রিয়ার কারণে হওয়া উচিত। Hemcs এবং MCS তাজা সিমেন্ট স্লারির মাইক্রোজোনের মধ্যে জল পরিবহনের একটি "বন্ধ লুপ" তৈরি করে, যা একটি "স্বল্প সময়ের" জন্য অনুমতি দেয় যেখানে জল "প্রবেশ করা সহজ এবং বের হওয়া কঠিন"। যাইহোক, এই সময়ের মধ্যে, মাইক্রোজোন এবং কাছাকাছি তরল পর্যায়ের পরিবেশও পরিবর্তিত হয়। আয়ন ঘনত্ব, pH, ইত্যাদির মতো ফ্যাক্টর, বৃদ্ধির পরিবেশের পরিবর্তন AFt ক্রিস্টালের আকারগত বৈশিষ্ট্যগুলিতে আরও প্রতিফলিত হয়। জল পরিবহনের এই "বন্ধ লুপ" Pourchez এট আল দ্বারা বর্ণিত কর্মের পদ্ধতির অনুরূপ। এইচপিএমসি জল ধরে রাখার ক্ষেত্রে ভূমিকা পালন করছে।

3. উপসংহার

(1) হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইল সেলুলোজ ইথার (HEMC) এবং মিথাইল সেলুলোজ ইথার (MC) সংযোজন প্রাথমিক (1 দিন) সাধারণ সিমেন্ট স্লারিতে ইট্রিনগাইটের রূপবিদ্যাকে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তন করতে পারে।

(2) HEMC পরিবর্তিত সিমেন্ট স্লারিতে এট্রিনগাইট ক্রিস্টালের দৈর্ঘ্য এবং ব্যাস ছোট এবং ছোট রডের আকার; এমসি পরিবর্তিত সিমেন্ট স্লারিতে এট্রিনগাইট স্ফটিকগুলির দৈর্ঘ্য এবং ব্যাসের অনুপাত বড়, যা সুই-রডের আকার। সাধারণ সিমেন্ট স্লারিতে এট্রিনগাইট স্ফটিকগুলির এই দুটির মধ্যে একটি আকৃতির অনুপাত রয়েছে।

(3) দুটি সেলুলোজ ইথারের বিভিন্ন প্রভাব এট্রিনগাইটের রূপবিদ্যায় মূলত আণবিক ওজনের পার্থক্যের কারণে।