हायड्रॉक्सीप्रोपील मेथिलसेल्युलोज रिटार्डिंग सिमेंट हायड्रेशनची यंत्रणा

परिचय

Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) हे सेल्युलोज इथर आहे जे अन्न, औषध आणि बांधकाम यासारख्या विविध उद्योगांमध्ये जाडसर, इमल्सीफायर आणि स्टॅबिलायझर म्हणून वापरले जाते. बांधकाम उद्योगात, HPMC चा वापर अनेकदा सिमेंट-आधारित सामग्रीसाठी एक जोड म्हणून केला जातो जसे की कार्यक्षमता, पाणी धारणा आणि टिकाऊपणा. अभ्यासात असे आढळून आले आहे की सिमेंट-आधारित सामग्रीमध्ये HPMC जोडल्याने सिमेंटच्या हायड्रेशन प्रक्रियेस विलंब होतो, शेवटी सिमेंट-आधारित सामग्रीच्या ताकदीच्या विकासावर परिणाम होतो.

सिमेंट हायड्रेशनवर एचपीएमसीचा प्रभाव

सिमेंट हायड्रेशन ही एक जटिल रासायनिक प्रतिक्रिया आहे ज्यामध्ये कोरड्या सिमेंट कणांसह पाण्याची प्रतिक्रिया असते. हायड्रेशन प्रक्रियेदरम्यान, सिमेंटचे कण पाण्यावर प्रतिक्रिया देऊन विविध हायड्रेशन उत्पादने तयार करतात, ज्यामुळे सिमेंट-आधारित सामग्रीची ताकद सुधारण्यास मदत होते. अभ्यासात असे आढळून आले आहे की सिमेंट-आधारित सामग्रीमध्ये HPMC ची जोडणी सिमेंट हायड्रेशनला विलंब करू शकते, ज्यामुळे शक्ती विकासाचा दर आणि मर्यादा बदलू शकते.

विलंबित सिमेंट हायड्रेशनचे मुख्य कारण म्हणजे HPMC चे पाणी धरून ठेवण्याचे गुणधर्म. HPMC एक हायड्रोफिलिक पॉलिमर आहे जे पाणी शोषून घेते आणि जेलसारखी रचना तयार करते. जेव्हा HPMC सिमेंट-आधारित सामग्रीमध्ये जोडले जाते तेव्हा ते मिश्रणातील पाणी शोषून घेते, ज्यामुळे सिमेंट हायड्रेट करण्यासाठी आवश्यक असलेले मुक्त पाणी कमी होते. यामुळे हायड्रेशन प्रक्रिया मंदावते, कारण पाण्याबरोबर सिमेंटच्या अभिक्रियासाठी पुरेशा प्रमाणात पाण्याचा पुरवठा आवश्यक असतो.

विलंबित सिमेंट हायड्रेशनमध्ये योगदान देणारा आणखी एक घटक म्हणजे सिमेंट कणांच्या पृष्ठभागावर HPMC चे शोषण. HPMC ला त्याच्या ध्रुवीयतेमुळे सिमेंट कणांबद्दल उच्च आत्मीयता आहे. हे सिमेंटच्या कणांच्या पृष्ठभागावर शोषले जाऊ शकते आणि पाण्याचे रेणू आणि सिमेंट कण यांच्यातील संपर्क मर्यादित करण्यासाठी भौतिक अडथळा निर्माण करतो. यामुळे पाण्याबरोबर सिमेंटची प्रतिक्रिया कमी होते, परिणामी सिमेंट हायड्रेशनला विलंब होतो.

सिमेंट-आधारित सामग्रीमध्ये HPMC जोडल्याने हायड्रेशन उत्पादनांच्या न्यूक्लिएशन आणि क्रिस्टल वाढीच्या प्रक्रियेवर देखील परिणाम होईल. सिमेंटच्या हायड्रेशनमध्ये कॅल्शियम सिलिकेट हायड्रेट (सीएसएच) आणि कॅल्शियम हायड्रॉक्साईड (सीएच) सारख्या विविध क्रिस्टलीय टप्प्यांची निर्मिती समाविष्ट असते. एचपीएमसी यापैकी काही टप्प्यांचे न्यूक्लिएशन आणि क्रिस्टल वाढ रोखू शकते, ज्यामुळे सिमेंट हायड्रेशन आणखी कमी होते.

सिमेंट हायड्रेशन विलंबाची यंत्रणा

प्राथमिक यंत्रणा ज्याद्वारे HPMC सिमेंट हायड्रेशनला विलंब करते ती म्हणजे सिमेंटचे कण आणि पाणी यांच्यातील भौतिक अडथळा निर्माण करणे. जेव्हा एचपीएमसी पाण्यात विखुरले जाते, तेव्हा ते जेलसारखे मॅट्रिक्स बनवते जे सिमेंटचे कण कॅप्स्युलेट करू शकते आणि सिमेंट हायड्रेशनसाठी मुक्त पाण्याची उपलब्धता कमी करू शकते. यामुळे पाण्याबरोबर सिमेंटची प्रतिक्रिया कमी होते, ज्यामुळे सिमेंट-आधारित सामग्रीच्या ताकदीच्या विकासास विलंब होतो.

दुसरी यंत्रणा म्हणजे HPMC चे सिमेंट कणांच्या पृष्ठभागावर शोषण करणे. HPMC ला त्याच्या ध्रुवीयतेमुळे सिमेंट कणांबद्दल उच्च आत्मीयता आहे. हे सिमेंटच्या कणांच्या पृष्ठभागावर शोषले जाऊ शकते आणि पाण्याचे रेणू आणि सिमेंट कण यांच्यातील संपर्क मर्यादित करण्यासाठी भौतिक अडथळा निर्माण करतो. यामुळे पाण्याबरोबर सिमेंटची प्रतिक्रिया कमी होते.

HPMC सिमेंटच्या विविध घटकांशी देखील संवाद साधू शकते, जसे की कॅल्शियम आयन, ज्यामुळे हायड्रेशन उत्पादनांच्या न्यूक्लिएशन आणि क्रिस्टल वाढीच्या प्रक्रियेवर परिणाम होतो. एचपीएमसी यापैकी काही टप्प्यांचे न्यूक्लिएशन आणि क्रिस्टल वाढ रोखू शकते, ज्यामुळे सिमेंट हायड्रेशन आणखी कमी होते.

शेवटी

HPMC सिमेंटयुक्त पदार्थांमध्ये जोडल्याने सिमेंट हायड्रेशनला विलंब होऊ शकतो, ज्यामुळे शक्ती विकासाचा दर आणि व्याप्ती बदलते. विलंबित सिमेंट हायड्रेशनची यंत्रणा मुख्यत्वे सिमेंट कण आणि पाणी यांच्यामध्ये भौतिक अडथळा निर्माण झाल्यामुळे आहे, जो सिमेंट कणांच्या पृष्ठभागावर शोषला जातो आणि हायड्रेशन उत्पादनांच्या न्यूक्लिएशन आणि क्रिस्टल वाढीच्या प्रक्रियेस प्रतिबंधित करतो. HPMC ज्या यंत्रणांद्वारे सिमेंट हायड्रेशन मंदावते त्या पद्धती समजून घेतल्यास, सिमेंटीशिअस मटेरियलमध्ये HPMC चा वापर सिमेंटीशिअस मटेरिअल मटेरिअलचा स्ट्रेंथ डेव्हलपमेंट राखून इच्छित गुणधर्म प्राप्त करण्यासाठी अनुकूल करू शकतो.