मोर्टार में संशोधित सेलूलोज़ का अनुसंधान और प्रगति

सूखा-मिश्रित मोर्टार जैसे साधारण सूखा-मिश्रित मोर्टार, बाहरी दीवार इन्सुलेशन मोर्टार, स्व-समतल मोर्टार और जलरोधक मोर्टार सीमेंट-आधारित निर्माण सामग्री का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बन गए हैं। सेलूलोज़ ईथर प्राकृतिक सेलूलोज़ ईथर का व्युत्पन्न है और विभिन्न प्रकार के शुष्क-मिश्रित मोर्टार के लिए एक महत्वपूर्ण संशोधित योजक है। यह मंदन, जल प्रतिधारण, गाढ़ापन, वायु प्रवेश और बंधन का कार्य करता है।

मोर्टार में सेल्युलोज की भूमिका मुख्य रूप से मोर्टार की कार्यशीलता में सुधार और मोर्टार में सीमेंट के जलयोजन को सुनिश्चित करने में परिलक्षित होती है। मोर्टार कार्यशीलता में सुधार मुख्य रूप से जल प्रतिधारण, शिथिलता प्रतिरोध और खुलने के समय जैसे पहलुओं में परिलक्षित होता है। इसके महत्वपूर्ण सामाजिक और आर्थिक लाभ हैं, विशेष रूप से पतली परत मोर्टार कार्डिंग सुनिश्चित करने, प्लास्टरिंग मोर्टार पेविंग और विशेष बॉन्डिंग मोर्टार की निर्माण गति बढ़ाने में।

यद्यपि मोर्टार में सेलूलोज़ पर बहुत सारे शोध कार्य किए गए हैं, और सेलूलोज़-संशोधित मोर्टार में महत्वपूर्ण परिणाम प्राप्त हुए हैं, विशेष वातावरण में सेलूलोज़ ईथर और सीमेंट, समुच्चय और मैट्रिक्स के बीच बातचीत में अभी भी कुछ कमियां हैं। इस प्रयोजन के लिए, यह लेख, प्रासंगिक शोध के सारांश के आधार पर, अन्य योजकों के साथ संशोधित सेलूलोज़ ईथर के तापमान और अनुकूलता का अध्ययन करता है।

Types of cellulose ethers

सेलूलोज़ ईथर की कई किस्में हैं, और उनमें से लगभग सभी हैं। सामान्यतया, उन्हें उनके आयनीकरण गुणों के अनुसार दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: आयनिक और गैर-आयनिक। सीमेंट-आधारित सामग्रियों में, आयनिक सेलूलोज़ ईथर, जैसे कि कार्बोक्सिमिथाइलसेलुलोज़ (सीएमसी), Ca2+ के साथ अवक्षेपित हो जाएंगे और अस्थिर हो जाएंगे, इसलिए उनका उपयोग शायद ही कभी किया जाता है। गैर-आयनिक सेलूलोज़ ईथर को (1) मानक जलीय घोल की चिपचिपाहट (2) प्रतिस्थापन के प्रकार (3) प्रतिस्थापन की डिग्री (4) भौतिक संरचना (5) घुलनशीलता गुण, आदि के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है।

सेलूलोज़ ईथर के गुण मुख्य रूप से प्रतिस्थापन के प्रकार, संख्या और वितरण पर निर्भर करते हैं, इसलिए सेलूलोज़ ईथर को आमतौर पर प्रतिस्थापन के प्रकार के अनुसार विभाजित किया जाता है। उदाहरण के लिए, मिथाइलसेलुलोज ईथर (एमसी) एक ऐसा उत्पाद है जिसमें प्राकृतिक सेल्युलोज की ग्लूकोज इकाई पर हाइड्रॉक्सिल समूह को मेथॉक्सी समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, और हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज ईथर (एचपीएमसी) एक ऐसा उत्पाद है जिसमें हाइड्रॉक्सिल समूह को क्रमशः मेथॉक्सी समूह और हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। वर्तमान में उपयोग किए जाने वाले 90% से अधिक सेल्यूलोज ईथर मुख्य रूप से मिथाइलहाइड्रॉक्सीप्रोपाइलसेलुलोज ईथर (एचपीएमसी) और मिथाइलहाइड्रॉक्सीएथाइलसेलुलोज ईथर (एमएचईसी) हैं।

मोर्टार में सेल्युलोज की भूमिका

मोर्टार में सेल्युलोज की भूमिका मुख्य रूप से निम्नलिखित तीन पहलुओं में परिलक्षित होती है: उत्कृष्ट जल धारण क्षमता, मोर्टार स्थिरता और थिक्सोट्रॉपी पर प्रभाव, और रियोलॉजी का समायोजन।

सेल्युलोज ईथर का जल प्रतिधारण न केवल मोर्टार सिस्टम के शुरुआती समय और जमावट प्रक्रिया को समायोजित कर सकता है, जिससे सिस्टम के परिचालन समय को समायोजित किया जा सकता है, बल्कि आधार सामग्री को बहुत अधिक पानी को जल्दी से अवशोषित करने और पानी के वाष्पीकरण में बाधा डालने से भी रोका जा सकता है, ताकि सीमेंट हाइड्रेट होने पर पानी की क्रमिक रिहाई सुनिश्चित हो सके। सेल्युलोज का जल प्रतिधारण मुख्य रूप से जोड़े गए सेल्युलोज की मात्रा, चिपचिपाहट, सुंदरता और उपयोग के परिवेश के तापमान से संबंधित है। संशोधित सेलूलोज़ का जल प्रतिधारण प्रभाव आधार परत के जल अवशोषण, मोर्टार की संरचना परत की मोटाई, पानी की मांग और सीमेंट सामग्री के सेटिंग समय पर निर्भर करता है।

मोर्टार प्रणाली की पानी की आवश्यकता एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। बुनियादी पानी की मांग और संबंधित मोर्टार आउटपुट मोर्टार फॉर्मूलेशन पर निर्भर करता है, और सेलूलोज़ का समावेश पानी की मांग और मोर्टार आउटपुट को प्रभावी ढंग से समायोजित कर सकता है। कई निर्माण सामग्री प्रणालियों में, सिस्टम की स्थिरता को समायोजित करने के लिए सेलूलोज़ का उपयोग गाढ़ा करने के लिए किया जाता है। सेल्युलोज का गाढ़ा होने का प्रभाव सेल्युलोज के पोलीमराइजेशन की डिग्री, घोल की सघनता, कतरनी दर, तापमान और अन्य स्थितियों पर निर्भर करता है। उच्च-चिपचिपापन सेलूलोज़ जलीय घोल में उच्च थिक्सोट्रॉपी होती है। जब तापमान बढ़ता है, तो एक संरचनात्मक जेल बनता है और उच्च थिक्सोट्रोपिक प्रवाह होता है।

सेलूलोज़ को शामिल करने से भवन निर्माण सामग्री प्रणाली की रियोलॉजी को प्रभावी ढंग से समायोजित किया जा सकता है, जिससे कामकाजी प्रदर्शन में सुधार होता है और मोर्टार में बेहतर कार्यशीलता और बेहतर एंटी-सैग गुण होते हैं। ये गुण मोर्टार को समतल करना आसान बनाते हैं और इलाज की सुविधा प्रदान करते हैं।

मोर्टार को अच्छा कार्य प्रदर्शन देने के अलावा, संशोधित सेलूलोज़ सीमेंट की प्रारंभिक जलयोजन गर्मी को भी कम कर सकता है और सीमेंट की जलयोजन गतिशीलता प्रक्रिया में देरी कर सकता है। मोर्टार के विभिन्न उपयोग अवसरों के आधार पर, इसके प्रदर्शन मूल्यांकन तरीकों में भी अंतर हैं।

मोर्टार में अन्य एडिटिव्स के साथ संशोधित सेलूलोज़ की अनुकूलता

सेलूलोज़ का उपयोग आमतौर पर सूखे-मिश्रित मोर्टार में अन्य मिश्रणों के साथ किया जाता है, जैसे कि डिफॉमर, पानी कम करने वाला एजेंट, रबर पाउडर, आदि। इनमें से प्रत्येक घटक मोर्टार में एक अलग भूमिका निभाता है। इन घटकों के कुशल उपयोग के लिए अन्य योजकों के साथ संशोधित सेलूलोज़ की अनुकूलता का अध्ययन करना एक शर्त है।

शुष्क-मिश्रित मोर्टार में उपयोग किए जाने वाले मुख्य पानी कम करने वाले एजेंट हैं: कैसिइन, लिग्निन-आधारित पानी कम करने वाले एजेंट, नेफ़थलीन-आधारित पानी कम करने वाले एजेंट, मेलामाइन फॉर्मेल्डिहाइड कंडेनसेट, और पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड पानी कम करने वाले एजेंट। पॉलीकार्बोक्सिलेट सुपरप्लास्टिकाइज़र (पीसीई) उच्च दक्षता और बिना किसी फॉर्मल्डिहाइड उत्सर्जन वाली नवीनतम विकसित तकनीक है। चूंकि आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले नेफ़थलीन-आधारित पानी-कम करने वाले एजेंटों के साथ संयुक्त होने पर सेलूलोज़ ईथर एकत्रित हो जाएंगे, जिससे कंक्रीट मिश्रण की कार्यशीलता कम हो जाएगी, इसलिए इंजीनियरिंग में गैर-नेफ़थलीन-आधारित उच्च दक्षता वाले पानी-कम करने वाले एजेंटों का उपयोग करना आवश्यक है। यद्यपि संशोधित सेलूलोज़ और विभिन्न एडिटिव्स के मिश्रित प्रभाव पर अध्ययन किए गए हैं, विभिन्न एडिटिव्स और सेल्यूलोज़ प्रकारों की बड़ी संख्या और इंटरैक्शन तंत्र पर अधिक शोध नहीं होने के कारण, उपयोग के दौरान अभी भी कई गलतफहमियां हैं, और उन्हें अनुकूलित करने के लिए बड़ी संख्या में प्रयोगों की आवश्यकता है।