ابتدائی ایٹرینگائٹ کی شکلیات پر سیلولوز ایتھر

ہائیڈروکسی ایتھائل میتھائل سیلولوز ایتھر اور میتھائل سیلولوز ایتھر کے ابتدائی سیمنٹ سلوری میں ایٹرینگائٹ کی شکل پر اثرات کا مطالعہ الیکٹران مائیکروسکوپی (SEM) کے ذریعے کیا گیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ ہائیڈروکسیتھائل میتھائل سیلولوز ایتھر میں ترمیم شدہ سلوری میں ایٹرنگائٹ کرسٹل کی لمبائی قطر کا تناسب عام گارے کے مقابلے میں چھوٹا ہے، اور ایٹرنگائٹ کرسٹل کی شکلیں چھوٹی چھڑی کی طرح ہے۔ میتھائل سیلولوز ایتھر میں ترمیم شدہ سلوری میں ایٹرنگائٹ کرسٹل کی لمبائی قطر کا تناسب عام گارے کے مقابلے میں بڑا ہے، اور ایٹرنگائٹ کرسٹل کی شکل سوئی کی چھڑی ہے۔ عام سیمنٹ سلریوں میں موجود ایٹرینگائٹ کرسٹل کے درمیان میں کہیں پہلو کا تناسب ہوتا ہے۔ مندرجہ بالا تجرباتی مطالعہ کے ذریعے، یہ مزید واضح ہے کہ دو قسم کے سیلولوز ایتھر کے مالیکیولر وزن کا فرق ایٹرنگائٹ کی شکل کو متاثر کرنے والا سب سے اہم عنصر ہے۔

کلیدی الفاظ:ettringite لمبائی-قطر کا تناسب؛ میتھائل سیلولوز ایتھر؛ ہائیڈروکسیتھائل میتھائل سیلولوز ایتھر؛ مورفولوجی

Ettringite، ایک قدرے پھیلی ہوئی ہائیڈریشن پروڈکٹ کے طور پر، سیمنٹ کنکریٹ کی کارکردگی پر نمایاں اثر ڈالتا ہے، اور یہ ہمیشہ سیمنٹ پر مبنی مواد کی تحقیق کا مرکز رہا ہے۔ Ettringite ٹرائی سلفائیڈ قسم کیلشیم ایلومینیٹ ہائیڈریٹ کی ایک قسم ہے، اس کا کیمیائی فارمولا ہے [Ca3Al (OH)6·12H2O]2·(SO4)3·2H2O، یا اسے 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O کے طور پر لکھا جا سکتا ہے، جسے اکثر AFt کہا جاتا ہے۔ . پورٹ لینڈ سیمنٹ سسٹم میں، ایٹرینگائٹ بنیادی طور پر ایلومینیٹ یا فیرک ایلومینیٹ معدنیات کے ساتھ جپسم کے رد عمل سے بنتا ہے، جو سیمنٹ کی ہائیڈریشن میں تاخیر اور جلد کی مضبوطی کا کردار ادا کرتا ہے۔ ایٹرینگائٹ کی تشکیل اور مورفولوجی بہت سے عوامل سے متاثر ہوتی ہے جیسے درجہ حرارت، پی ایچ ویلیو اور آئن کا ارتکاز۔ 1976 کے اوائل میں، میتھا وغیرہ۔ AFt کی مورفولوجیکل خصوصیات کا مطالعہ کرنے کے لیے اسکیننگ الیکٹران مائیکروسکوپی کا استعمال کیا، اور پتہ چلا کہ اس طرح کی قدرے پھیلی ہوئی ہائیڈریشن مصنوعات کی مورفولوجی اس وقت قدرے مختلف تھی جب ترقی کی جگہ کافی زیادہ تھی اور جب جگہ محدود تھی۔ پہلے والے زیادہ تر پتلے سوئی کی چھڑی کے سائز کے دائرے تھے، جب کہ مؤخر الذکر زیادہ تر چھوٹی چھڑی کے سائز کے پرزم تھے۔ یانگ وینیان کی تحقیق سے معلوم ہوا کہ AFt کی شکلیں مختلف علاج کرنے والے ماحول کے ساتھ مختلف تھیں۔ گیلے ماحول سے توسیعی ڈوپڈ کنکریٹ میں AFt پیدا ہونے میں تاخیر ہوگی اور کنکریٹ کے سوجن اور ٹوٹنے کے امکانات بڑھ جائیں گے۔ مختلف ماحول نہ صرف AFt کی تشکیل اور مائکرو اسٹرکچر کو متاثر کرتے ہیں بلکہ اس کے حجم کے استحکام کو بھی متاثر کرتے ہیں۔ چن ہکسنگ وغیرہ۔ نے پایا کہ AFt کی طویل مدتی استحکام C3A مواد میں اضافے کے ساتھ کم ہوا ہے۔ کلارک اور مونٹیرو وغیرہ۔ پایا کہ ماحولیاتی دباؤ میں اضافے کے ساتھ، AFt کرسٹل ڈھانچہ ترتیب سے خرابی میں بدل گیا۔ Balonis اور Glasser نے AFm اور AFt کی کثافت کی تبدیلیوں کا جائزہ لیا۔ Renaudin et al. حل میں ڈوبنے سے پہلے اور بعد میں AFt کی ساختی تبدیلیوں اور رامان سپیکٹرم میں AFt کے ساختی پیرامیٹرز کا مطالعہ کیا۔ کنتھر وغیرہ۔ NMR کے ذریعے AFt کرسٹلائزیشن پریشر پر CSH جیل کیلشیم-سلیکون تناسب اور سلفیٹ آئن کے درمیان تعامل کے اثر کا مطالعہ کیا۔ ایک ہی وقت میں، سیمنٹ پر مبنی مواد میں AFt کے اطلاق کی بنیاد پر، Wenk et al. ہارڈ سنکروٹرون ریڈی ایشن ایکس رے ڈفریکشن فنشنگ ٹیکنالوجی کے ذریعے کنکریٹ سیکشن کی AFt کرسٹل واقفیت کا مطالعہ کیا۔ مخلوط سیمنٹ میں اے ایف ٹی کی تشکیل اور ایٹرینگائٹ کے ریسرچ ہاٹ اسپاٹ کی کھوج کی گئی۔ تاخیری ایٹرینگائٹ ردعمل کی بنیاد پر، کچھ اسکالرز نے AFt مرحلے کی وجہ پر کافی تحقیق کی ہے۔

ایٹرینگائٹ کی تشکیل کی وجہ سے حجم کی توسیع بعض اوقات سازگار ہوتی ہے، اور یہ سیمنٹ پر مبنی مواد کے حجم کے استحکام کو برقرار رکھنے کے لیے میگنیشیم آکسائیڈ ایکسپینشن ایجنٹ کی طرح ایک "توسیع" کے طور پر کام کر سکتی ہے۔ پولیمر ایملشن اور ری ڈسپرسیبل ایملشن پاؤڈر کا اضافہ سیمنٹ پر مبنی مواد کی میکروسکوپک خصوصیات کو تبدیل کرتا ہے کیونکہ سیمنٹ پر مبنی مواد کے مائیکرو اسٹرکچر پر ان کے اہم اثرات ہیں۔ تاہم، ری ڈسپرسیبل ایملشن پاؤڈر کے برعکس جو بنیادی طور پر سخت مارٹر کی بانڈنگ پراپرٹی کو بڑھاتا ہے، پانی میں حل پذیر پولیمر سیلولوز ایتھر (CE) نئے مخلوط مارٹر کو پانی کی اچھی برقراری اور گاڑھا کرنے کا اثر دیتا ہے، اس طرح کام کرنے کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔ غیر آئنک سی ای عام طور پر استعمال کیا جاتا ہے، بشمول میتھائل سیلولوز (MC)، ہائیڈروکسی ایتھائل سیلولوز (HEC)، ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھائل سیلولوز (HPMC)،ہائیڈروکسیتھائل میتھائل سیلولوز (HEMC)، وغیرہ، اور CE نئے مخلوط مارٹر میں ایک کردار ادا کرتا ہے لیکن یہ سیمنٹ سلری کے ہائیڈریشن کے عمل کو بھی متاثر کرتا ہے۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ HEMC ہائیڈریشن پروڈکٹ کے طور پر تیار کردہ AFt کی مقدار کو تبدیل کرتا ہے۔ تاہم، کسی بھی مطالعے نے AFt کے خوردبینی مورفولوجی پر CE کے اثر کا منظم طریقے سے موازنہ نہیں کیا ہے، اس لیے یہ مقالہ تصویری تجزیہ کے ذریعے ابتدائی (1-دن) سیمنٹ سلری میں ایٹرنگھم کی خوردبینی شکل پر HEMC اور MC کے اثر کے فرق کو تلاش کرتا ہے۔ موازنہ

1. تجربہ

1.1 خام مال

Anhui Conch Cement Co., LTD کی طرف سے تیار کردہ P·II 52.5R پورٹلینڈ سیمنٹ کو تجربے میں سیمنٹ کے طور پر منتخب کیا گیا تھا۔ دو سیلولوز ایتھر بالترتیب ہائیڈروکسیتھائل میتھل سیلولوز (HEMC) اور میتھل سیلولوز (میتھائل سیلولوز، شنگھائی سائنو پیتھ گروپ) ہیں۔ ایم سی) ملانے والا پانی نل کا پانی ہے۔

1.2 تجرباتی طریقے

سیمنٹ پیسٹ کے نمونے کا پانی اور سیمنٹ کا تناسب 0.4 تھا (پانی اور سیمنٹ کا بڑے پیمانے پر تناسب)، اور سیلولوز ایتھر کا مواد سیمنٹ کے بڑے پیمانے کا 1% تھا۔ نمونے کی تیاری GB1346-2011 "پانی کی کھپت کے ٹیسٹنگ طریقہ، سیمنٹ کے معیاری مستقل مزاجی کا وقت اور استحکام" کے مطابق کی گئی تھی۔ نمونہ بنانے کے بعد، سطح کے پانی کے بخارات اور کاربنائزیشن کو روکنے کے لیے پلاسٹک کی فلم کو سانچے کی سطح پر لپیٹ دیا گیا تھا، اور نمونہ کو کیورنگ روم میں رکھا گیا تھا جس کا درجہ حرارت (20±2)℃ اور نسبتاً نمی (60±5) تھی۔ ) % 1 دن کے بعد، سڑنا ہٹا دیا گیا، اور نمونہ ٹوٹ گیا، پھر درمیان سے ایک چھوٹا سا نمونہ لیا گیا اور ہائیڈریشن کو ختم کرنے کے لیے اینہائیڈروس ایتھنول میں بھگو دیا گیا، اور نمونے کو جانچ سے پہلے نکال کر خشک کر دیا گیا۔ خشک نمونوں کو نمونے کی میز پر کنڈکٹیو ڈبل رخا چپکنے والی کے ساتھ چپکا دیا گیا تھا، اور کریسنگٹن 108 آٹومیٹک آئن سپٹرنگ انسٹرومنٹ کے ذریعے سطح پر گولڈ فلم کی ایک پرت چھڑکائی گئی تھی۔ پھونکنے کا کرنٹ 20 ایم اے تھا اور پھٹنے کا وقت 60 سیکنڈ تھا۔ FEI QUANTAFEG 650 ماحولیاتی سکیننگ الیکٹران مائیکروسکوپ (ESEM) کو نمونے کے حصے پر AFt کی مورفولوجیکل خصوصیات کا مشاہدہ کرنے کے لیے استعمال کیا گیا تھا۔ اے ایف ٹی کا مشاہدہ کرنے کے لیے ہائی ویکیوم سیکنڈری الیکٹران موڈ استعمال کیا گیا تھا۔ ایکسلریشن وولٹیج 15 kV تھا، بیم اسپاٹ کا قطر 3.0 nm تھا، اور کام کا فاصلہ تقریباً 10 ملی میٹر پر کنٹرول کیا گیا تھا۔

2. نتائج اور بحث

سخت HEMC میں ترمیم شدہ سیمنٹ سلری میں ایٹرینگائٹ کی SEM تصاویر سے پتہ چلتا ہے کہ تہہ دار Ca (OH)2(CH) کی واقفیت کی نمو واضح تھی، اور AFt نے مختصر راڈ نما AFt کا بے قاعدہ جمع ظاہر کیا، اور کچھ مختصر راڈ نما AFT کا احاطہ کیا گیا تھا۔ HEMC جھلی کی ساخت کے ساتھ۔ Zhang Dongfang et al. ESEM کے ذریعے HEMC میں ترمیم شدہ سیمنٹ سلوری کی مائیکرو اسٹرکچر تبدیلیوں کا مشاہدہ کرتے ہوئے مختصر راڈ نما AFt بھی ملا۔ ان کا خیال تھا کہ عام سیمنٹ کا گارا پانی کا سامنا کرنے کے بعد تیزی سے رد عمل ظاہر کرتا ہے، اس لیے AFt کرسٹل پتلا تھا، اور ہائیڈریشن کی عمر میں توسیع کی وجہ سے لمبائی قطر کے تناسب میں مسلسل اضافہ ہوتا ہے۔ تاہم، HEMC نے محلول کی viscosity میں اضافہ کیا، محلول میں آئنوں کی بائنڈنگ کی شرح کو کم کیا اور کلینکر کے ذرات کی سطح پر پانی کی آمد میں تاخیر کی، اس لیے AFt کی لمبائی قطر کا تناسب کمزور رجحان میں بڑھ گیا اور اس کی مورفولوجیکل خصوصیات ظاہر ہوئیں۔ چھوٹی چھڑی کی شکل. اسی عمر کے عام سیمنٹ سلیری میں AFt کے مقابلے میں، اس نظریے کی جزوی طور پر تصدیق کی گئی ہے، لیکن یہ MC ترمیم شدہ سیمنٹ سلوری میں AFt کی مورفولوجیکل تبدیلیوں کی وضاحت کے لیے لاگو نہیں ہے۔ 1 دن کی سخت MC ترمیم شدہ سیمنٹ سلوری میں ettridite کی SEM تصاویر میں تہہ دار Ca(OH)2 کی اورینٹیٹڈ نمو بھی دکھائی گئی، کچھ AFt سطحیں بھی MC کے فلمی ڈھانچے سے ڈھکی ہوئی تھیں، اور AFt نے کلسٹر نمو کی مورفولوجیکل خصوصیات کو ظاہر کیا۔ تاہم، مقابلے کے لحاظ سے، MC میں ترمیم شدہ سیمنٹ سلری میں AFt کرسٹل کی لمبائی-قطر کا تناسب زیادہ ہے اور زیادہ پتلی شکل ہے، جو ایک عام اکیکولر مورفولوجی کو ظاہر کرتی ہے۔

HEMC اور MC دونوں نے سیمنٹ کے ابتدائی ہائیڈریشن کے عمل میں تاخیر کی اور محلول کی چپچپا پن کو بڑھایا، لیکن ان کی وجہ سے ہونے والی AFt مورفولوجیکل خصوصیات میں فرق اب بھی نمایاں تھا۔ مندرجہ بالا مظاہر کو سیلولوز ایتھر اور AFt کرسٹل ڈھانچے کے سالماتی ڈھانچے کے نقطہ نظر سے مزید تفصیل سے بیان کیا جا سکتا ہے۔ Renaudin et al. "گیلے AFt" حاصل کرنے کے لیے تیار کردہ الکالی محلول میں ترکیب شدہ AFt کو بھگو دیا، اور اسے جزوی طور پر ہٹا کر سیر شدہ CaCl2 محلول (35% رشتہ دار نمی) کی سطح پر خشک کر کے "خشک AFt" حاصل کر لیا۔ رمن سپیکٹروسکوپی اور ایکس رے پاؤڈر ڈفریکشن کے ذریعے ڈھانچے کی تطہیر کے مطالعہ کے بعد، یہ پتہ چلا کہ دونوں ڈھانچوں میں کوئی فرق نہیں تھا، صرف خشک ہونے کے عمل میں خلیوں کی کرسٹل بننے کی سمت تبدیل ہوتی ہے، یعنی ماحولیات کے عمل میں۔ "گیلے" سے "خشک" میں تبدیل، AFt کرسٹل نے بتدریج اضافہ کی معمول کی سمت کے ساتھ خلیات بنائے۔ سی نارمل سمت کے ساتھ اے ایف ٹی کرسٹل کم سے کم ہوتے گئے۔ تین جہتی اسپیس کی سب سے بنیادی اکائی ایک نارمل لائن، b نارمل لائن اور c نارمل لائن پر مشتمل ہوتی ہے جو کہ ایک دوسرے پر کھڑے ہوتے ہیں۔ اس صورت میں کہ بی نارملز کو طے کیا گیا تھا، AFt کرسٹل ایک نارمل کے ساتھ کلسٹر ہوتے ہیں، جس کے نتیجے میں ab نارملز کے جہاز میں سیل کراس سیکشن کو بڑھا دیا جاتا ہے۔ اس طرح، اگر HEMC MC کے مقابلے میں زیادہ پانی کو "سٹور" کرتا ہے، تو مقامی علاقے میں "خشک" ماحول پیدا ہو سکتا ہے، جس سے پس منظر کے جمع ہونے اور AFt کرسٹل کی ترقی کی حوصلہ افزائی ہوتی ہے۔ Patural et al. پتہ چلا کہ خود CE کے لیے، پولیمرائزیشن کی ڈگری جتنی زیادہ ہوگی (یا مالیکیولر وزن جتنا بڑا ہوگا)، CE کی viscosity اتنی ہی زیادہ ہوگی اور پانی کو برقرار رکھنے کی کارکردگی اتنی ہی بہتر ہوگی۔ HEMCs اور MCS کی سالماتی ساخت اس مفروضے کی تائید کرتی ہے، جس میں ہائیڈروکسیتھائل گروپ کا مالیکیولر وزن ہائیڈروجن گروپ سے کہیں زیادہ ہے۔

عام طور پر، AFt کرسٹل صرف اس وقت بنتے اور تیز ہوتے ہیں جب متعلقہ آئن محلول کے نظام میں ایک خاص سنترپتی تک پہنچ جاتے ہیں۔ لہٰذا، ردعمل کے حل میں آئن کا ارتکاز، درجہ حرارت، پی ایچ ویلیو اور تشکیل کی جگہ جیسے عوامل AFt کرسٹل کی شکلیات کو نمایاں طور پر متاثر کر سکتے ہیں، اور مصنوعی ترکیب کے حالات میں تبدیلیاں AFt کرسٹل کی شکل کو تبدیل کر سکتی ہیں۔ لہٰذا، دونوں کے درمیان عام سیمنٹ کے گارے میں AFt کرسٹل کا تناسب سیمنٹ کی ابتدائی ہائیڈریشن میں پانی کے استعمال کے واحد عنصر کی وجہ سے ہو سکتا ہے۔ تاہم، HEMC اور MC کی وجہ سے AFt کرسٹل مورفولوجی میں فرق بنیادی طور پر ان کے پانی کو برقرار رکھنے کے خصوصی طریقہ کار کی وجہ سے ہونا چاہیے۔ Hemcs اور MCS تازہ سیمنٹ سلری کے مائیکرو زون کے اندر پانی کی نقل و حمل کا ایک "بند لوپ" بناتے ہیں، جس سے "مختصر مدت" کی اجازت ہوتی ہے جس میں پانی "اندر جانا آسان اور باہر نکلنا مشکل" ہوتا ہے۔ تاہم، اس مدت کے دوران، مائیکرو زون کے اندر اور اس کے قریب مائع مرحلے کا ماحول بھی بدل جاتا ہے۔ آئن کا ارتکاز، پی ایچ، وغیرہ جیسے عوامل، نمو کے ماحول کی تبدیلی AFt کرسٹل کی شکلیاتی خصوصیات میں مزید جھلکتی ہے۔ پانی کی نقل و حمل کا یہ "بند لوپ" Pourchez et al کے بیان کردہ عمل کے طریقہ کار سے ملتا جلتا ہے۔ HPMC پانی کو برقرار رکھنے میں کردار ادا کر رہا ہے۔

3. نتیجہ

(1) ہائیڈروکسیتھائل میتھائل سیلولوز ایتھر (HEMC) اور میتھائل سیلولوز ایتھر (MC) کا اضافہ ابتدائی (1 دن) عام سیمنٹ سلری میں ایٹرینگائٹ کی شکل کو نمایاں طور پر تبدیل کر سکتا ہے۔

(2) ایچ ای ایم سی میں ترمیم شدہ سیمنٹ سلری میں ایٹرنگائٹ کرسٹل کی لمبائی اور قطر چھوٹی اور چھوٹی چھڑی کی شکل میں ہے۔ ایم سی موڈیفائیڈ سیمنٹ سلوری میں ایٹرینگائٹ کرسٹل کی لمبائی اور قطر کا تناسب بڑا ہے، جو سوئی کی چھڑی کی شکل کا ہے۔ عام سیمنٹ سلریز میں موجود ایٹرینگائٹ کرسٹل ان دونوں کے درمیان ایک پہلو کا تناسب رکھتے ہیں۔

(3) دو سیلولوز ایتھر کے ایٹرنگائٹ کی مورفولوجی پر مختلف اثرات بنیادی طور پر سالماتی وزن میں فرق کی وجہ سے ہیں۔