सेल्युलोज इथरची संरचनात्मक वैशिष्ट्ये आणि मोर्टारच्या कार्यक्षमतेवर त्याचा प्रभाव

गोषवारा:तयार-मिश्रित मोर्टारमध्ये सेल्युलोज इथर हे मुख्य पदार्थ आहे. सेल्युलोज इथरचे प्रकार आणि संरचनात्मक वैशिष्ट्ये सादर केली जातात आणि मोर्टारच्या विविध गुणधर्मांवरील प्रभावाचा पद्धतशीरपणे अभ्यास करण्यासाठी हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेल्युलोज इथर (एचपीएमसी) ची निवड केली जाते. . अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की: HPMC मोर्टारच्या पाण्याच्या धारणामध्ये लक्षणीय सुधारणा करू शकते आणि पाणी कमी करण्याचा प्रभाव आहे. त्याच वेळी, ते मोर्टारच्या मिश्रणाची घनता देखील कमी करू शकते, मोर्टारची सेटिंग वेळ वाढवू शकते आणि मोर्टारची लवचिक आणि संकुचित शक्ती कमी करू शकते.

मुख्य शब्द:तयार मिश्रित मोर्टार; hydroxypropyl methylcellulose इथर (HPMC); कामगिरी

0.प्रस्तावना

बांधकाम उद्योगात मोर्टार ही सर्वात मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाणारी एक सामग्री आहे. भौतिक विज्ञानाच्या विकासासह आणि इमारतीच्या गुणवत्तेसाठी लोकांच्या गरजा सुधारल्यामुळे, तयार-मिश्रित काँक्रिटच्या जाहिराती आणि विकासाप्रमाणेच मोर्टार हळूहळू व्यावसायिकीकरणाकडे विकसित झाले आहे. पारंपारिक तंत्रज्ञानाद्वारे तयार केलेल्या मोर्टारच्या तुलनेत, व्यावसायिकरित्या उत्पादित मोर्टारचे अनेक स्पष्ट फायदे आहेत: (अ) उच्च उत्पादन गुणवत्ता; (b) उच्च उत्पादन कार्यक्षमता; (c) कमी पर्यावरणीय प्रदूषण आणि सभ्य बांधकामासाठी सोयीस्कर. सध्या, ग्वांगझो, शांघाय, बीजिंग आणि चीनमधील इतर शहरांनी तयार-मिश्रित मोर्टारला प्रोत्साहन दिले आहे आणि संबंधित उद्योग मानके आणि राष्ट्रीय मानके जारी केली गेली आहेत किंवा लवकरच जारी केली जातील.

संरचनेच्या दृष्टीकोनातून, तयार-मिश्रित मोर्टार आणि पारंपारिक मोर्टारमधील एक मोठा फरक म्हणजे रासायनिक मिश्रणाचा समावेश आहे, ज्यामध्ये सेल्युलोज इथर हे सर्वात सामान्यपणे वापरले जाणारे रासायनिक मिश्रण आहे. सेल्युलोज इथरचा वापर सामान्यतः पाणी राखून ठेवणारे एजंट म्हणून केला जातो. तयार-मिश्रित मोर्टारची कार्यक्षमता सुधारणे हा उद्देश आहे. सेल्युलोज इथरचे प्रमाण लहान आहे, परंतु मोर्टारच्या कार्यक्षमतेवर त्याचा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो. हे एक प्रमुख ऍडिटीव्ह आहे जे मोर्टारच्या बांधकाम कार्यक्षमतेवर परिणाम करते. म्हणून, सिमेंट मोर्टारच्या कार्यक्षमतेवर सेल्युलोज इथरचे प्रकार आणि संरचनात्मक वैशिष्ट्यांचा प्रभाव अधिक समजून घेतल्यास सेल्युलोज इथर योग्यरित्या निवडण्यात आणि वापरण्यात मदत होईल आणि मोर्टारची स्थिर कार्यक्षमता सुनिश्चित होईल.

1. सेल्युलोज इथरचे प्रकार आणि संरचनात्मक वैशिष्ट्ये

सेल्युलोज इथर ही पाण्यात विरघळणारी पॉलिमर सामग्री आहे, जी नैसर्गिक सेल्युलोजपासून अल्कली विघटन, ग्राफ्टिंग प्रतिक्रिया (इथरिफिकेशन), धुणे, कोरडे करणे, पीसणे आणि इतर प्रक्रियांद्वारे प्रक्रिया केली जाते. सेल्युलोज इथर आयनिक आणि नॉनिओनिकमध्ये विभागलेले आहेत आणि आयनिक सेल्युलोजमध्ये कार्बोक्झिमेथिल सेल्युलोज मीठ असते. नॉनिओनिक सेल्युलोजमध्ये हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोज इथर, हायड्रॉक्सीप्रोपील मिथाइल सेल्युलोज इथर, मिथाइल सेल्युलोज इथर आणि यासारख्या गोष्टींचा समावेश होतो. आयनिक सेल्युलोज इथर (कार्बोक्झिमेथिल सेल्युलोज मीठ) कॅल्शियम आयनांच्या उपस्थितीत अस्थिर असल्यामुळे, ते सिमेंट, स्लेक्ड चुना आणि इतर सिमेंटिंग सामग्रीसह कोरड्या पावडर उत्पादनांमध्ये क्वचितच वापरले जाते. कोरड्या पावडर मोर्टारमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या सेल्युलोज इथरमध्ये प्रामुख्याने हायड्रॉक्सीथिल मिथाइल सेल्युलोज इथर (HEMC) आणि हायड्रॉक्सीप्रोपील मिथाइल सेल्युलोज इथर (HPMC) आहेत, ज्याचा बाजारातील हिस्सा 90% पेक्षा जास्त आहे.

इथरिफिकेशन एजंट मिथाइल क्लोराईड आणि प्रोपीलीन ऑक्साईडसह सेल्युलोज अल्कली सक्रियकरण उपचारांच्या इथरिफिकेशन प्रतिक्रियाद्वारे एचपीएमसी तयार होते. इथरिफिकेशन रिॲक्शनमध्ये, सेल्युलोज रेणूवरील हायड्रॉक्सिल ग्रुपला मेथॉक्सी) आणि हायड्रॉक्सीप्रोपिल HPMC तयार करण्यासाठी बदलले जाते. सेल्युलोज रेणूवर हायड्रॉक्सिल गटाने बदललेल्या गटांची संख्या इथरिफिकेशनच्या डिग्रीने व्यक्त केली जाऊ शकते (ज्याला प्रतिस्थापनाची डिग्री देखील म्हणतात). एचपीएमसीचे इथर रासायनिक रूपांतरणाची डिग्री 12 ते 15 च्या दरम्यान असते. त्यामुळे एचपीएमसीच्या संरचनेत हायड्रॉक्सिल (-ओएच), इथर बॉण्ड (-ओ-) आणि एनहायड्रोग्लुकोज रिंग असे महत्त्वाचे गट आहेत आणि या गटांमध्ये काही विशिष्ट मोर्टारच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम होतो.

2. सिमेंट मोर्टारच्या गुणधर्मांवर सेल्युलोज इथरचा प्रभाव

2.1 चाचणीसाठी कच्चा माल

सेल्युलोज इथर: Luzhou Hercules Tianpu Chemical Co., Ltd. द्वारा उत्पादित, स्निग्धता: 75000;

सिमेंट: शंख ब्रँड 32.5 ग्रेड संमिश्र सिमेंट; वाळू: मध्यम वाळू; फ्लाय ऍश: ग्रेड II.

2.2 चाचणी निकाल

2.2.1 सेल्युलोज इथरचा पाणी-कमी करणारा प्रभाव

मोर्टारची सुसंगतता आणि सेल्युलोज इथरची सामग्री यांच्यातील समान मिश्रण गुणोत्तरातील संबंधांवरून, हे दिसून येते की सेल्युलोज इथरच्या सामग्रीच्या वाढीसह मोर्टारची सुसंगतता हळूहळू वाढते. जेव्हा डोस 0.3‰ असतो, तेव्हा मोर्टारची सुसंगतता मिसळल्याशिवाय सुमारे 50% जास्त असते, जे दर्शवते की सेल्युलोज इथर मोर्टारच्या कार्यक्षमतेत लक्षणीय सुधारणा करू शकते. सेल्युलोज इथरचे प्रमाण वाढत असताना, पाण्याचा वापर हळूहळू कमी होऊ शकतो. असे मानले जाऊ शकते की सेल्युलोज इथरचा विशिष्ट पाणी-कमी करणारा प्रभाव असतो.

2.2.2 पाणी धारणा

मोर्टारचे पाणी टिकवून ठेवण्यासाठी मोर्टारची पाणी टिकवून ठेवण्याची क्षमता दर्शवते आणि वाहतूक आणि पार्किंग दरम्यान ताज्या सिमेंट मोर्टारच्या अंतर्गत घटकांची स्थिरता मोजण्यासाठी हे कार्यप्रदर्शन निर्देशांक देखील आहे. पाण्याची धारणा दोन निर्देशकांद्वारे मोजली जाऊ शकते: स्तरीकरणाची डिग्री आणि पाणी धारणा दर, परंतु पाणी राखून ठेवणारे एजंट जोडल्यामुळे, तयार-मिश्रित मोर्टारची पाणी धारणा लक्षणीयरीत्या सुधारली गेली आहे आणि स्तरीकरणाची डिग्री पुरेशी संवेदनशील नाही. फरक प्रतिबिंबित करण्यासाठी. ठराविक कालावधीत मोर्टारच्या निर्दिष्ट क्षेत्राशी फिल्टर पेपर संपर्क करण्यापूर्वी आणि नंतर फिल्टर पेपरच्या वस्तुमान बदलाचे मोजमाप करून पाणी धारणा दर मोजणे ही वॉटर रिटेन्शन टेस्ट आहे. फिल्टर पेपरच्या चांगल्या पाणी शोषणामुळे, जरी मोर्टारची पाणी धारणा जास्त असली तरीही, फिल्टर पेपर अजूनही मोर्टारमधील आर्द्रता शोषू शकतो, त्यामुळे. वॉटर रिटेन्शन रेट मोर्टारच्या पाण्याची धारणा अचूकपणे प्रतिबिंबित करू शकतो, पाणी धारणा दर जितका जास्त असेल तितका पाणी टिकवून ठेवणे चांगले.

मोर्टारची पाणी धारणा सुधारण्यासाठी अनेक तांत्रिक मार्ग आहेत, परंतु सेल्युलोज इथर जोडणे हा सर्वात प्रभावी मार्ग आहे. सेल्युलोज इथरच्या संरचनेत हायड्रॉक्सिल आणि इथर बंध असतात. या गटांवरील ऑक्सिजनचे अणू पाण्याच्या रेणूंशी जोडून हायड्रोजन बंध तयार करतात. मुक्त पाण्याचे रेणू बांधलेल्या पाण्यात बनवा, जेणेकरुन पाणी टिकवून ठेवण्यासाठी चांगली भूमिका बजावता येईल. मोर्टारचा पाणी धरून ठेवण्याचा दर आणि सेल्युलोज इथरची सामग्री यांच्यातील संबंधांवरून, हे पाहिले जाऊ शकते की चाचणी सामग्रीच्या मर्यादेत, मोर्टारचा पाणी धारणा दर आणि सेल्युलोज इथरची सामग्री एक चांगला संबंधित संबंध दर्शवते. सेल्युलोज इथरची सामग्री जितकी जास्त असेल तितका पाणी टिकवून ठेवण्याचे प्रमाण जास्त असेल. .

2.2.3 मोर्टार मिश्रणाची घनता

सेल्युलोज इथरच्या सामग्रीसह मोर्टार मिश्रणाच्या घनतेच्या बदलाच्या नियमावरून असे दिसून येते की सेल्युलोज इथरच्या सामग्रीच्या वाढीसह मोर्टार मिश्रणाची घनता हळूहळू कमी होते आणि जेव्हा सामग्री 0.3‰o आहे सुमारे 17% ने कमी (मिश्रण नसलेल्या तुलनेत). मोर्टारची घनता कमी होण्याची दोन कारणे आहेत: एक म्हणजे सेल्युलोज इथरचा वायु-प्रवेश प्रभाव. सेल्युलोज इथरमध्ये अल्काइल गट असतात, जे जलीय द्रावणाची पृष्ठभागाची उर्जा कमी करू शकतात आणि सिमेंट मोर्टारवर वायु-प्रवेश प्रभाव पाडतात, ज्यामुळे मोर्टारमधील हवेचे प्रमाण वाढते आणि बबल फिल्मची कणखरता देखील त्यापेक्षा जास्त असते. शुद्ध पाण्याचे फुगे, आणि ते सोडणे सोपे नाही; दुसरीकडे, सेल्युलोज इथर पाणी शोषून घेतल्यानंतर विस्तारते आणि एक विशिष्ट खंड व्यापते, जे मोर्टारच्या अंतर्गत छिद्र वाढवण्यासारखे असते, त्यामुळे मोर्टारमध्ये घनतेचे थेंब मिसळतात.

सेल्युलोज इथरचा वायु-प्रवेश प्रभाव एकीकडे मोर्टारची कार्यक्षमता सुधारतो आणि दुसरीकडे, हवेतील सामग्री वाढल्यामुळे, कडक झालेल्या शरीराची रचना सैल होते, परिणामी कमी होण्याचा नकारात्मक परिणाम होतो. यांत्रिक गुणधर्म जसे की ताकद.

2.2.4 कोग्युलेशन वेळ

मोर्टारची सेटिंग वेळ आणि इथरचे प्रमाण यांच्यातील संबंधांवरून, हे स्पष्टपणे दिसून येते की सेल्युलोज इथरचा मोर्टारवर मंद प्रभाव पडतो. डोस जितका जास्त तितका मंद परिणाम अधिक स्पष्ट.

सेल्युलोज इथरचा रिटार्डिंग प्रभाव त्याच्या संरचनात्मक वैशिष्ट्यांशी जवळून संबंधित आहे. सेल्युलोज इथर सेल्युलोजची मूलभूत रचना राखून ठेवते, म्हणजेच सेल्युलोज इथरच्या आण्विक संरचनेत एनहायड्रोग्लुकोज रिंग रचना अजूनही अस्तित्वात आहे आणि एनहायड्रोग्लुकोज रिंग हे सिमेंट रिटार्डिंगचे मुख्य गट आहे, जे साखर-कॅल्शियम आण्विक तयार करू शकते. सिमेंट हायड्रेशन जलीय द्रावणात कॅल्शियम आयन असलेले संयुगे (किंवा कॉम्प्लेक्स), जे सिमेंट हायड्रेशन इंडक्शन कालावधीत कॅल्शियम आयन एकाग्रता कमी करते आणि Ca(OH) प्रतिबंधित करते: आणि कॅल्शियम मीठ क्रिस्टल तयार करणे, वर्षाव होणे आणि सिमेंट हायड्रेशनच्या प्रक्रियेस विलंब होतो.

2.2.5 सामर्थ्य

मोर्टारच्या लवचिक आणि संकुचित सामर्थ्यावर सेल्युलोज इथरच्या प्रभावावरून, असे दिसून येते की सेल्युलोज इथरच्या सामग्रीच्या वाढीसह, मोर्टारची 7-दिवसीय आणि 28-दिवसांची लवचिक आणि संकुचित शक्ती सर्व खाली जाणारी प्रवृत्ती दर्शवते.

मोर्टारची ताकद कमी होण्याचे कारण हवेचे प्रमाण वाढण्यास कारणीभूत ठरू शकते, ज्यामुळे कडक मोर्टारची सच्छिद्रता वाढते आणि कठोर शरीराची अंतर्गत रचना सैल होते. ओले घनता आणि मोर्टारच्या संकुचित शक्तीच्या प्रतिगमन विश्लेषणाद्वारे, हे पाहिले जाऊ शकते की दोन्हीमध्ये चांगला संबंध आहे, ओले घनता कमी आहे, ताकद कमी आहे आणि उलट, ताकद जास्त आहे. सेल्युलोज इथरमध्ये मिसळलेल्या मोर्टारची संकुचित शक्ती आणि सेल्युलोज इथरची सामग्री यांच्यातील संबंध काढण्यासाठी हुआंग लिआनजेनने राइस्केविथद्वारे मिळवलेली सच्छिद्रता आणि यांत्रिक शक्ती यांच्यातील संबंध समीकरण वापरले.

3. निष्कर्ष

(1) सेल्युलोज इथर हे सेल्युलोजचे व्युत्पन्न आहे, ज्यामध्ये हायड्रॉक्सिल असते,

इथर बॉण्ड्स, एनहायड्रोग्लुकोज रिंग आणि इतर गट, हे गट मोर्टारच्या भौतिक आणि यांत्रिक गुणधर्मांवर परिणाम करतात.

(2) HPMC मोर्टारच्या पाण्याची धारणा लक्षणीयरीत्या सुधारू शकते, मोर्टारची सेटिंग वेळ वाढवू शकते, मोर्टार मिश्रणाची घनता कमी करू शकते आणि कडक शरीराची ताकद कमी करू शकते.

(3) तयार मिश्रित मोर्टार तयार करताना, सेल्युलोज इथरचा वाजवी वापर केला पाहिजे. मोर्टार कार्यक्षमता आणि यांत्रिक गुणधर्मांमधील विरोधाभासी संबंध सोडवा.