سیلولوز ایتھر میں ترمیم شدہ سیمنٹ سلوری

سیمنٹ سلوری کے تاکنا ڈھانچے پر غیر آئنک سیلولوز ایتھر کے مختلف مالیکیولر ڈھانچے کے اثر کا مطالعہ کارکردگی کی کثافت ٹیسٹ اور میکروسکوپک اور خوردبینی تاکنا ڈھانچے کے مشاہدے کے ذریعے کیا گیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ نانونک سیلولوز ایتھر سیمنٹ کے گارے کی پورسٹی کو بڑھا سکتا ہے۔ جب غیر آئنک سیلولوز ایتھر میں ترمیم شدہ سلوری کی viscosity ایک جیسی ہوتی ہے،ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز ایتھر(HEC) ترمیم شدہ سلوری ہائیڈروکسی پروپیل میتھائل سیلولوز ایتھر (HPMC) اور میتھائل سیلولوز ایتھر (MC) ترمیم شدہ سلوری سے چھوٹی ہے۔ HPMC سیلولوز ایتھر کا ویسکوسیٹی/رشتہ دار مالیکیولر وزن اسی طرح کے گروپ مواد کے ساتھ کم ہوگا، اس کے ترمیم شدہ سیمنٹ سلوری کی پوروسیٹی اتنی ہی کم ہوگی۔ غیر آئنک سیلولوز ایتھر مائع مرحلے کی سطح کے تناؤ کو کم کر سکتا ہے اور سیمنٹ کے گارے کو بلبلے بنانے میں آسان بنا سکتا ہے۔ غیر آئنک سیلولوز ایتھر مالیکیول بلبلوں کے گیس مائع انٹرفیس میں سمت سے جذب ہوتے ہیں، جس سے سیمنٹ سلوری کے مرحلے کی چپچپا پن میں بھی اضافہ ہوتا ہے اور بلبلوں کو مستحکم کرنے کے لیے سیمنٹ سلوری کی صلاحیت میں اضافہ ہوتا ہے۔

کلیدی الفاظ:nonionic سیلولوز آسمان؛ سیمنٹ گارا؛ تاکنا ساخت؛ سالماتی ساخت؛ سطح کی کشیدگی؛ viscosity

Nonionic سیلولوز ایتھر (اس کے بعد سیلولوز ایتھر کہا جاتا ہے) میں بہترین گاڑھا ہونا اور پانی کی برقراری ہے، اور یہ خشک مخلوط مارٹر، سیلف کمپیکٹنگ کنکریٹ اور سیمنٹ پر مبنی دیگر نئے مواد میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ سیمنٹ پر مبنی مواد میں استعمال ہونے والے سیلولوز ایتھرز میں عام طور پر میتھائل سیلولوز ایتھر (MC)، ہائیڈروکسی پروپیل میتھائل سیلولوز ایتھر (HPMC)، ہائیڈروکسیتھائل میتھائل سیلولوز ایتھر (HEMC) اور ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز ایتھر (HEC) شامل ہیں، جن میں HPMC اور HEMC سب سے زیادہ عام استعمال ہوتے ہیں۔ .

سیلولوز ایتھر نمایاں طور پر سیمنٹ سلوری کے تاکنا ڈھانچے کو متاثر کر سکتا ہے۔ Pourchez et al.، ظاہری کثافت ٹیسٹ، تاکنا سائز ٹیسٹ (مرکری انجیکشن کا طریقہ) اور SEM امیج تجزیہ کے ذریعے، یہ نتیجہ اخذ کیا کہ سیلولوز ایتھر تقریباً 500nm کے قطر کے ساتھ pores کی تعداد میں اضافہ کر سکتا ہے اور pores کا قطر تقریباً 50-250μm کے اندر ہے۔ سیمنٹ گارا. مزید برآں، سخت سیمنٹ سلوری کے لیے، کم مالیکیولر ویٹ ایچ ای سی میں ترمیم شدہ سیمنٹ سلوری کی تاکنا سائز کی تقسیم خالص سیمنٹ سلوری کی طرح ہے۔ اعلی مالیکیولر ویٹ ایچ ای سی میں ترمیم شدہ سیمنٹ سلوری کا کل سوراخ والیوم خالص سیمنٹ سلوری سے زیادہ ہے، لیکن تقریباً ایک ہی مستقل مزاجی کے ساتھ HPMC ترمیم شدہ سیمنٹ سلوری سے کم ہے۔ SEM مشاہدے کے ذریعے، Zhang et al. نے پایا کہ HEMC سیمنٹ مارٹر میں تقریباً 0.1 ملی میٹر قطر کے ساتھ چھیدوں کی تعداد میں نمایاں اضافہ کر سکتا ہے۔ انہوں نے مرکری انجیکشن ٹیسٹ کے ذریعے یہ بھی پایا کہ ایچ ای ایم سی سیمنٹ سلوری کے کُل چھید کے حجم اور اوسط تاکنا قطر کو نمایاں طور پر بڑھا سکتا ہے، جس کے نتیجے میں 50nm ~ 1μm قطر والے بڑے سوراخوں کی تعداد میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے اور اس سے زیادہ قطر کے بڑے سوراخ 1μm سے زیادہ تاہم، 50nm سے کم قطر والے pores کی تعداد میں نمایاں کمی واقع ہوئی تھی۔ سارک کورک وغیرہ۔ اس کا خیال تھا کہ سیلولوز ایتھر سیمنٹ کے گارے کو زیادہ غیر محفوظ بنائے گا اور میکرو پورس میں اضافے کا باعث بنے گا۔ جینی وغیرہ۔ کارکردگی کی کثافت کا تجربہ کیا اور یہ طے کیا کہ HEMC ترمیم شدہ سیمنٹ مارٹر کا pore حجم کا حصہ تقریباً 20% تھا، جب کہ خالص سیمنٹ مارٹر میں ہوا کی تھوڑی سی مقدار ہوتی ہے۔ سلوا وغیرہ۔ پتہ چلا کہ 3.9 nm اور 40 ~ 75nm پر دو چوٹیوں کے علاوہ خالص سیمنٹ کے گارے کے طور پر، مرکری انجیکشن ٹیسٹ کے ذریعے 100 ~ 500nm اور 100μm سے زیادہ کی دو چوٹیاں بھی تھیں۔ Ma Baoguo et al. پتہ چلا کہ سیلولوز ایتھر نے مرکری انجیکشن ٹیسٹ کے ذریعے سیمنٹ مارٹر میں 1μm سے کم قطر والے باریک pores اور 2μm سے زیادہ قطر والے بڑے pores کی تعداد میں اضافہ کیا۔ جیسا کہ اس وجہ سے کہ سیلولوز ایتھر سیمنٹ سلوری کی پورسٹی کو بڑھاتا ہے، عام طور پر یہ خیال کیا جاتا ہے کہ سیلولوز ایتھر کی سطح کی سرگرمی ہوتی ہے، یہ ہوا اور پانی کے انٹرفیس میں افزودگی پیدا کرتا ہے، ایک فلم بناتا ہے، تاکہ سیمنٹ کے گارے میں بلبلوں کو مستحکم کیا جا سکے۔

مندرجہ بالا ادبی تجزیے کے ذریعے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ سیمنٹ پر مبنی مواد کے تاکنا ڈھانچے پر سیلولوز ایتھر کے اثر کو بہت زیادہ توجہ ملی ہے۔ تاہم، سیلولوز ایتھر کی بہت سی قسمیں ہیں، اسی قسم کے سیلولوز ایتھر، اس کا رشتہ دار مالیکیولر وزن، گروپ کا مواد اور دیگر مالیکیولر اسٹرکچر کے پیرامیٹرز بھی بہت مختلف ہیں، اور سیلولوز ایتھر کے انتخاب پر ملکی اور غیر ملکی محققین صرف اپنے متعلقہ اطلاق تک محدود ہیں۔ فیلڈ، نمائندگی کی کمی، نتیجہ ناگزیر ہے "زیادہ عام"، تاکہ سیلولوز ایتھر میکانزم کی وضاحت کافی گہری نہ ہو۔ اس مقالے میں، سیمنٹ سلوری کے تاکنا ڈھانچے پر مختلف مالیکیولر ڈھانچے کے ساتھ سیلولوز ایتھر کے اثر کا بظاہر کثافت ٹیسٹ اور میکروسکوپک اور خوردبینی تاکنا ڈھانچے کے مشاہدے کے ذریعے مطالعہ کیا گیا۔

1. ٹیسٹ

1.1 خام مال

سیمنٹ ایک P·O 42.5 عام پورٹ لینڈ سیمنٹ تھا جسے Huaxin Cement Co., LTD. نے تیار کیا تھا، جس میں کیمیائی ساخت کی پیمائش AXIOS Ad-Vanced طول موج بازی کی قسم کے X-ray fluorescence spectrometer (PANa — lytical، Netherlands) سے کی گئی تھی۔ اور مرحلے کی ساخت کا تخمینہ بوگ طریقہ سے لگایا گیا تھا۔

سیلولوز ایتھر نے چار قسم کے کمرشل سیلولوز ایتھر کا انتخاب کیا، بالترتیب میتھائل سیلولوز ایتھر (MC)، ہائیڈروکسی پروپیل میتھائل سیلولوز ایتھر (HPMC1، HPMC2) اور ہائیڈروکسی ایتھائل سیلولوز ایتھر (HEC)، HPMC1 سالماتی ڈھانچہ اور HPMC2 مماثل ہے، لیکن HPMC2 کی نسبت بہت کم ہے۔ ، یعنی HPMC1 کا رشتہ دار مالیکیولر ماس HPMC2 کے مقابلے میں بہت چھوٹا ہے۔ ہائیڈروکسیتھائل میتھائل سیلولوز ایتھر (HEMc) اور HPMC کی ایک جیسی خصوصیات کی وجہ سے، اس مطالعے میں HEMCs کا انتخاب نہیں کیا گیا تھا۔ ٹیسٹ کے نتائج پر نمی کے مواد کے اثر و رسوخ سے بچنے کے لیے، تمام سیلولوز ایتھرز کو استعمال سے پہلے 2 گھنٹے کے لیے 98℃ پر بیک کیا گیا تھا۔

سیلولوز ایتھر کی viscosity NDJ-1B روٹری viscosimeter (شنگھائی چانگجی کمپنی) کے ذریعے جانچی گئی۔ ٹیسٹ حل کی حراستی (پانی میں سیلولوز ایتھر کا بڑے پیمانے پر تناسب) 2.0% تھا، درجہ حرارت 20℃ تھا، اور گردش کی شرح 12r/منٹ تھی۔ سیلولوز ایتھر کی سطح کے تناؤ کو انگوٹھی کے طریقہ کار سے جانچا گیا۔ ٹیسٹ کا آلہ JK99A آٹومیٹک ٹینسیومیٹر (شنگھائی ژونگچین کمپنی) تھا۔ ٹیسٹ سلوشن کا ارتکاز 0.01% تھا اور درجہ حرارت 20℃ تھا۔ سیلولوز ایتھر گروپ کا مواد مینوفیکچرر کے ذریعہ فراہم کیا جاتا ہے۔

سیلولوز ایتھر کے viscosity، سطح کے تناؤ اور گروپ کے مواد کے مطابق، جب محلول کا ارتکاز 2.0% ہے، HEC اور HPMC2 محلول کا viscosity تناسب 1:1.6 ہے، اور HEC اور MC محلول کا viscosity تناسب 1:0.4 ہے، لیکن اس ٹیسٹ میں، پانی اور سیمنٹ کا تناسب 0.35 ہے، زیادہ سے زیادہ سیمنٹ کا تناسب 0.6% ہے، سیلولوز ایتھر کا پانی میں بڑے پیمانے پر تناسب تقریباً 1.7% ہے، 2.0% سے کم ہے، اور viscosity پر سیمنٹ سلوری کا ہم آہنگی اثر ہے، لہذا ایچ ای سی، ایچ پی ایم سی 2 یا ایم سی میں ترمیم شدہ سیمنٹ سلوری کا viscosity فرق چھوٹا ہے۔

سیلولوز ایتھر کی واسکاسیٹی، سطحی تناؤ اور گروپ کے مواد کے مطابق، ہر سیلولوز ایتھر کی سطح کا تناؤ مختلف ہوتا ہے۔ سیلولوز ایتھر میں ہائیڈرو فیلک گروپس (ہائیڈروکسیل اور ایتھر گروپس) اور ہائیڈروفوبک گروپس (میتھائل اور گلوکوز کاربن رِنگ) ہوتے ہیں، ایک سرفیکٹنٹ ہے۔ سیلولوز ایتھر مختلف ہے، ہائیڈرو فیلک اور ہائیڈروفوبک گروپس کی قسم اور مواد مختلف ہیں، جس کے نتیجے میں سطح پر مختلف تناؤ پیدا ہوتا ہے۔

1.2 ٹیسٹ کے طریقے

سیمنٹ کے گارے کی چھ قسمیں تیار کی گئیں، جن میں خالص سیمنٹ کا گارا، چار سیلولوز ایتھر (MC، HPMCl، HPMC2 اور HEC) 0.60% سیمنٹ تناسب کے ساتھ تبدیل شدہ سیمنٹ سلوری اور 0.05% سیمنٹ تناسب کے ساتھ HPMC2 ترمیم شدہ سیمنٹ سلوری شامل ہیں۔ Ref, MC — 0.60, HPMCl — 0.60, Hpmc2-0.60۔ HEC 1-0.60 اور hpMC2-0.05 بتاتے ہیں کہ پانی اور سیمنٹ کا تناسب دونوں 0.35 ہے۔

سیمنٹ کا گارا سب سے پہلے GB/T 17671 1999 "سیمنٹ مارٹر طاقت ٹیسٹ کا طریقہ (ISO طریقہ)" کے مطابق 40mm × 40mm × 160mm پرزم ٹیسٹ بلاک میں بنایا گیا، 20℃ سیل کیورنگ 28d کی شرط کے تحت۔ وزن اور اس کی ظاہری کثافت کا حساب لگانے کے بعد، اسے ایک چھوٹے ہتھوڑے سے کھولا گیا، اور ٹیسٹ بلاک کے مرکزی حصے کے میکرو ہول کی حالت کا مشاہدہ کیا گیا اور ڈیجیٹل کیمرے سے اس کی تصویر کشی کی گئی۔ اسی وقت، 2.5 ~ 5.0 ملی میٹر کے چھوٹے ٹکڑوں کو آپٹیکل مائکروسکوپ (HIROX تھری ڈائمینشنل ویڈیو مائکروسکوپ) اور اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپ (JSM-5610LV) کے ذریعے مشاہدے کے لیے لیا گیا۔

2. ٹیسٹ کے نتائج

2.1 ظاہری کثافت

مختلف سیلولوز ایتھرز کی طرف سے تبدیل شدہ سیمنٹ سلوری کی ظاہری کثافت کے مطابق، (1) خالص سیمنٹ سلوری کی ظاہری کثافت سب سے زیادہ ہے، جو 2044 kg/m³ ہے۔ 0.60% کے سیمنٹ تناسب کے ساتھ چار قسم کے سیلولوز ایتھر میں ترمیم شدہ سلوری کی ظاہری کثافت خالص سیمنٹ سلوری کے 74% ~ 88% تھی، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ سیلولوز ایتھر سیمنٹ کے گارے کی پورسٹی میں اضافے کا سبب بنا۔ (2) جب سیمنٹ اور سیمنٹ کا تناسب 0.60% ہے، تو سیمنٹ سلوری کی پورسٹی پر مختلف سیلولوز ایتھرز کا اثر بہت مختلف ہوتا ہے۔ ایچ ای سی، ایچ پی ایم سی 2 اور ایم سی موڈیفائیڈ سیمنٹ سلری کی چپکنے والی یکساں ہے، لیکن ایچ ای سی میں ترمیم شدہ سیمنٹ سلوری کی ظاہری کثافت سب سے زیادہ ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ ایچ ای سی میں ترمیم شدہ سیمنٹ سلری کی پوروسیٹی ایچ پی ایم سی 2 اور میک موڈیفائیڈ سیمنٹ سلوری سے کم ہے۔ . HPMc1 اور HPMC2 میں ایک جیسے گروپ کا مواد ہے، لیکن HPMCl کی viscosity HPMC2 کے مقابلے میں بہت کم ہے، اور HPMCl ترمیم شدہ سیمنٹ سلوری کی ظاہری کثافت HPMC2 ترمیم شدہ سیمنٹ سلوری سے نمایاں طور پر زیادہ ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ جب گروپ کا مواد یکساں ہے۔ , سیلولوز ایتھر کی viscosity جتنی کم ہوگی، ترمیم شدہ سیمنٹ سلوری کی porosity اتنی ہی کم ہوگی۔ (3) جب سیمنٹ سے سیمنٹ کا تناسب بہت چھوٹا ہوتا ہے (0.05%)، HPMC2 میں ترمیم شدہ سیمنٹ سلوری کی ظاہری کثافت بنیادی طور پر خالص سیمنٹ سلوری کے قریب ہوتی ہے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ سیلولوز ایتھر کا اثر سیمنٹ کی پوروسیٹی پر پڑتا ہے۔ گارا بہت چھوٹا ہے.

2.2 میکروسکوپک تاکنا

ڈیجیٹل کیمرے کے ذریعے لی گئی سیلولوز ایتھر میں ترمیم شدہ سیمنٹ سلری کے سیکشن فوٹوز کے مطابق، خالص سیمنٹ گارا بہت گھنا ہے، تقریباً کوئی چھید نظر نہیں آتا۔ 0.60% سیمنٹ کے تناسب کے ساتھ چار قسم کے سیلولوز ایتھر میں ترمیم شدہ سلوری میں زیادہ میکروسکوپک پورز ہوتے ہیں، جو اس بات کی نشاندہی کرتے ہیں کہ سیلولوز ایتھر سیمنٹ کے سلوری کی پورسٹی میں اضافے کا باعث بنتا ہے۔ ظاہری کثافت کے ٹیسٹ کے نتائج کی طرح، مختلف سیلولوز ایتھر کی اقسام اور سیمنٹ سلوری کی پورسٹی پر مواد کا اثر بالکل مختلف ہے۔ ایچ ای سی، ایچ پی ایم سی 2 اور ایم سی موڈیفائیڈ سلوری کی ویسکوسٹی ایک جیسی ہے، لیکن ایچ ای سی موڈیفائیڈ سلوری کی پورسٹی ایچ پی ایم سی 2 اور ایم سی موڈیفائیڈ سلوری سے چھوٹی ہے۔ اگرچہ HPMC1 اور HPMC2 میں ایک جیسے گروپ کا مواد ہے، HPMC1 میں ترمیم شدہ سلوری جس میں کم وسکوسیٹی ہے اس میں چھوٹی پوروسیٹی ہے۔ جب HPMc2 میں ترمیم شدہ سلوری کا سیمنٹ سے سیمنٹ کا تناسب بہت چھوٹا ہوتا ہے (0.05%)، تو میکروسکوپک سوراخوں کی تعداد خالص سیمنٹ سلوری کے مقابلے میں قدرے بڑھ جاتی ہے، لیکن HPMC2 ترمیم شدہ سلوری کے مقابلے میں 0.60% سیمنٹ سے بہت کم ہوتی ہے۔ سیمنٹ کا تناسب

2.3 خوردبینی تاکنا

4. نتیجہ

(1) سیلولوز ایتھر سیمنٹ سلوری کی پورسٹی کو بڑھا سکتا ہے۔

(2) مختلف مالیکیولر اسٹرکچر کے پیرامیٹرز کے ساتھ سیمنٹ سلوری کی پوروسیٹی پر سیلولوز ایتھر کا اثر مختلف ہوتا ہے: جب سیلولوز ایتھر میں ترمیم شدہ سیمنٹ سلوری کی چپکائی ایک جیسی ہوتی ہے، تو HEC ترمیم شدہ سیمنٹ سلوری کی porosity HPMC اور MC ترمیم شدہ سے چھوٹی ہوتی ہے۔ سیمنٹ گارا؛ HPMC سیلولوز ایتھر کا ویسکوسیٹی/رشتہ دار مالیکیولر وزن جتنا کم ہوگا اسی طرح کے گروپ مواد کے ساتھ، اس کے ترمیم شدہ سیمنٹ سلوری کی پوروسیٹی اتنی ہی کم ہوگی۔

(3) سیمنٹ کے گارے میں سیلولوز ایتھر کو شامل کرنے کے بعد، مائع مرحلے کی سطح کا تناؤ کم ہو جاتا ہے، تاکہ سیمنٹ کا گارا بلبلے بنانے میں آسان ہو اور بلبلے گیس مائع انٹرفیس میں سیلولوز ایتھر کے مالیکیول دشاتمک جذب، طاقت اور سختی کو بہتر بنا سکے۔ بلبلا گیس مائع انٹرفیس میں بلبلا مائع فلم جذب، بلبلا مائع فلم کی طاقت کو بہتر بنانے اور بلبلے کو مستحکم کرنے کے لیے سخت مٹی کی صلاحیت کو مضبوط کرتا ہے۔