মেশিন ব্লাস্টিং মর্টারের বৈশিষ্ট্যের উপর হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ HPMC এর প্রভাব

শিল্পের ক্রমাগত অগ্রগতি এবং প্রযুক্তির উন্নতির সাথে সাথে, বিদেশী মর্টার স্প্রে মেশিনের প্রবর্তন এবং উন্নতির মাধ্যমে, সাম্প্রতিক বছরগুলিতে আমার দেশে যান্ত্রিক স্প্রে এবং প্লাস্টারিং প্রযুক্তি ব্যাপকভাবে বিকশিত হয়েছে। যান্ত্রিক স্প্রে মর্টার সাধারণ মর্টার থেকে আলাদা, যার জন্য উচ্চ জল ধারণ ক্ষমতা, উপযুক্ত তরলতা এবং নির্দিষ্ট অ্যান্টি-স্যাগিং কর্মক্ষমতা প্রয়োজন। সাধারণত, মর্টারে হাইড্রোক্সপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ যোগ করা হয়, যার মধ্যে সেলুলোজ ইথার (HPMC) সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়। মর্টারে হাইড্রোক্সপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ HPMC এর প্রধান কাজগুলি হল: ঘন করা এবং সান্দ্রীকরণ, রিওলজি সামঞ্জস্য করা এবং চমৎকার জল ধারণ ক্ষমতা। তবে, HPMC এর ত্রুটিগুলি উপেক্ষা করা যায় না। HPMC এর একটি বায়ু-প্রবেশকারী প্রভাব রয়েছে, যা আরও অভ্যন্তরীণ ত্রুটি সৃষ্টি করবে এবং মর্টারের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে গুরুতরভাবে হ্রাস করবে। Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd ম্যাক্রোস্কোপিক দিক থেকে মর্টারের জল ধারণ হার, ঘনত্ব, বায়ুর পরিমাণ এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের উপর HPMC এর প্রভাব অধ্যয়ন করেছে এবং মাইক্রোস্কোপিক দিক থেকে মর্টারের L কাঠামোর উপর হাইড্রোক্সপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ HPMC এর প্রভাব অধ্যয়ন করেছে।

1. পরীক্ষা

১.১ কাঁচামাল

সিমেন্ট: বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ P.0 42.5 সিমেন্ট, এর 28d নমনীয় এবং সংকোচনশীল শক্তি যথাক্রমে 6.9 এবং 48.2 MPa; বালি: চেংদে সূক্ষ্ম নদীর বালি, 40-100 জাল; সেলুলোজ ইথার: শানডং চেনবাং ফাইন কেমিক্যাল কোং লিমিটেড দ্বারা উত্পাদিত। হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ ইথার, সাদা পাউডার, নামমাত্র সান্দ্রতা 40, 100, 150, 200 Pa-s; জল: পরিষ্কার কলের জল।

১.২ পরীক্ষা পদ্ধতি

JGJ/T 105-2011 “যান্ত্রিক স্প্রে এবং প্লাস্টারিংয়ের জন্য নির্মাণ নিয়ম” অনুসারে, মর্টারের সামঞ্জস্য 80-120 মিমি এবং জল ধারণের হার 90% এর বেশি। এই পরীক্ষায়, চুন-বালি অনুপাত 1:5 এ সেট করা হয়েছিল, সামঞ্জস্য (93+2) মিমি এ নিয়ন্ত্রণ করা হয়েছিল, এবং সেলুলোজ ইথার বাহ্যিকভাবে মিশ্রিত করা হয়েছিল, এবং মিশ্রণের পরিমাণ সিমেন্টের ভরের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছিল। মর্টারের মৌলিক বৈশিষ্ট্য যেমন ভেজা ঘনত্ব, বায়ুর পরিমাণ, জল ধারণ এবং সামঞ্জস্য JGJ 70-2009 “মর্টার তৈরির মৌলিক বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য পরীক্ষা পদ্ধতি” অনুসারে পরীক্ষা করা হয়, এবং ঘনত্ব পদ্ধতি অনুসারে বায়ুর পরিমাণ পরীক্ষা এবং গণনা করা হয়। নমুনাগুলির প্রস্তুতি, নমনীয় এবং সংকোচনশীল শক্তি পরীক্ষা GB/T 17671-1999 “সিমেন্ট মর্টার বালির শক্তি পরীক্ষা করার পদ্ধতি (ISO পদ্ধতি)” অনুসারে করা হয়েছিল। লার্ভার ব্যাস পারদ পোরোসিমেট্রি দ্বারা পরিমাপ করা হয়েছিল। পারদ পোরোসিমিটারের মডেল ছিল AUTOPORE 9500, এবং পরিমাপের পরিসীমা ছিল 5.5 nm-360 μm। মোট 4 সেট পরীক্ষা করা হয়েছিল। সিমেন্ট-বালি অনুপাত ছিল 1:5, HPMC এর সান্দ্রতা ছিল 100 Pa-s, এবং ডোজ 0, 0.1%, 0.2%, 0.3% (সংখ্যাগুলি যথাক্রমে A, B, C, D)।

2. ফলাফল এবং বিশ্লেষণ

২.১ সিমেন্ট মর্টারের জল ধরে রাখার হারের উপর HPMC-এর প্রভাব

জল ধরে রাখা বলতে মর্টারের জল ধরে রাখার ক্ষমতা বোঝায়। মেশিন স্প্রে করা মর্টারে, সেলুলোজ ইথার যোগ করলে কার্যকরভাবে জল ধরে রাখা যায়, রক্তপাতের হার কমানো যায় এবং সিমেন্ট-ভিত্তিক উপকরণের সম্পূর্ণ হাইড্রেশনের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করা যায়। মর্টারের জল ধরে রাখার উপর HPMC এর প্রভাব।

HPMC কন্টেন্ট বৃদ্ধির সাথে সাথে, মর্টারের জল ধরে রাখার হার ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায়। ১০০, ১৫০ এবং ২০০ Pa.s সান্দ্রতা সহ হাইড্রোক্সপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ ইথারের বক্ররেখা মূলত একই থাকে। যখন কন্টেন্ট ০.০৫%-০.১৫% হয়, তখন জল ধরে রাখার হার রৈখিকভাবে বৃদ্ধি পায় এবং যখন কন্টেন্ট ০.১৫% হয়, তখন জল ধরে রাখার হার ৯৩% এর বেশি হয়। ; যখন গ্রিটের পরিমাণ ০.২০% ছাড়িয়ে যায়, তখন জল ধরে রাখার হারের ক্রমবর্ধমান প্রবণতা সমতল হয়ে যায়, যা নির্দেশ করে যে HPMC এর পরিমাণ স্যাচুরেশনের কাছাকাছি। জল ধরে রাখার হারের উপর 40 Pa.s সান্দ্রতা সহ HPMC এর পরিমাণের প্রভাব বক্ররেখা প্রায় একটি সরলরেখা। যখন পরিমাণ ০.১৫% এর বেশি হয়, তখন মর্টারের জল ধরে রাখার হার একই পরিমাণ সান্দ্রতা সহ অন্য তিন ধরণের HPMC এর তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম। সাধারণত বিশ্বাস করা হয় যে সেলুলোজ ইথারের জল ধরে রাখার প্রক্রিয়া হল: সেলুলোজ ইথার অণুর উপর অবস্থিত হাইড্রোক্সিল গ্রুপ এবং ইথার বন্ধনের উপর অবস্থিত অক্সিজেন পরমাণু জলের অণুর সাথে সংযুক্ত হয়ে হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি করবে, যার ফলে মুক্ত জল আবদ্ধ জলে পরিণত হবে, ফলে একটি ভাল জল ধরে রাখার প্রভাব পড়বে; এটাও বিশ্বাস করা হয় যে জলের অণু এবং সেলুলোজ ইথার আণবিক শৃঙ্খলের মধ্যে আন্তঃপ্রসারণ জলের অণুগুলিকে সেলুলোজ ইথার ম্যাক্রোমলিকুলার শৃঙ্খলের অভ্যন্তরে প্রবেশ করতে এবং শক্তিশালী বাঁধাই শক্তির অধীন হতে দেয়, যার ফলে সিমেন্ট স্লারির জল ধরে রাখার ক্ষমতা উন্নত হয়। চমৎকার জল ধরে রাখার ফলে মর্টার একজাতীয় থাকে, আলাদা করা সহজ হয় না এবং ভাল মিশ্রণ কর্মক্ষমতা অর্জন করা যায়, একই সাথে যান্ত্রিক ক্ষয় হ্রাস পায় এবং মর্টার স্প্রে করার মেশিনের আয়ু বৃদ্ধি পায়।

২.২ সিমেন্ট মর্টারের ঘনত্ব এবং বায়ুর পরিমাণের উপর হাইড্রোক্সপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ HPMC-এর প্রভাব

যখন HPMC এর পরিমাণ 0-0.20% হয়, তখন HPMC এর পরিমাণ বৃদ্ধির সাথে সাথে মর্টারের ঘনত্ব তীব্রভাবে হ্রাস পায়, 2050 kg/m3 থেকে প্রায় 1650kg/m3 হয়, যা প্রায় 20% কম; যখন HPMC এর পরিমাণ 0.20% ছাড়িয়ে যায়, তখন ঘনত্ব হ্রাস পায়। শান্তভাবে। বিভিন্ন সান্দ্রতা সহ 4 ধরণের HPMC এর তুলনা করলে, সান্দ্রতা যত বেশি হবে, মর্টারের ঘনত্ব তত কম হবে; 150 এবং 200 Pa.s HPMC এর মিশ্র সান্দ্রতার সাথে মর্টারের ঘনত্ব বক্ররেখা মূলত ওভারল্যাপ করে, যা নির্দেশ করে যে HPMC এর সান্দ্রতা বৃদ্ধি পেতে থাকলে, ঘনত্ব আর হ্রাস পায় না।

মর্টারের বায়ুর পরিমাণের পরিবর্তনের নিয়ম মর্টারের ঘনত্বের পরিবর্তনের বিপরীত। যখন হাইড্রোক্সপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ HPMC এর পরিমাণ 0-0.20% হয়, তখন HPMC এর পরিমাণ বৃদ্ধির সাথে সাথে মর্টারের বায়ুর পরিমাণ প্রায় রৈখিকভাবে বৃদ্ধি পায়; HPMC এর পরিমাণ অতিক্রম করে 0.20% এর পরে, বায়ুর পরিমাণ খুব কমই পরিবর্তিত হয়, যা নির্দেশ করে যে মর্টারের বায়ু-প্রবেশকারী প্রভাব স্যাচুরেশনের কাছাকাছি। 150 এবং 200 Pa.s সান্দ্রতা সহ HPMC এর বায়ু-প্রবেশকারী প্রভাব 40 এবং 100 Pa.s সান্দ্রতা সহ HPMC এর চেয়ে বেশি।

সেলুলোজ ইথারের বায়ু-প্রবেশকারী প্রভাব মূলত এর আণবিক গঠন দ্বারা নির্ধারিত হয়। সেলুলোজ ইথারের হাইড্রোফিলিক গ্রুপ (হাইড্রোক্সিল, ইথার) এবং হাইড্রোফোবিক গ্রুপ (মিথাইল, গ্লুকোজ রিং) উভয়ই রয়েছে এবং এটি একটি সার্ফ্যাক্ট্যান্ট। এর পৃষ্ঠের কার্যকলাপ রয়েছে, যার ফলে একটি বায়ু-প্রবেশকারী প্রভাব রয়েছে। একদিকে, প্রবর্তিত গ্যাস মর্টারে বল বিয়ারিং হিসাবে কাজ করতে পারে, মর্টারের কার্যকারিতা উন্নত করতে পারে, আয়তন বৃদ্ধি করতে পারে এবং আউটপুট বৃদ্ধি করতে পারে, যা প্রস্তুতকারকের জন্য উপকারী। কিন্তু অন্যদিকে, বায়ু-প্রবেশকারী প্রভাব মর্টারের বায়ুর পরিমাণ এবং শক্ত হওয়ার পরে ছিদ্র বৃদ্ধি করে, যার ফলে ক্ষতিকারক ছিদ্র বৃদ্ধি পায় এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যাপকভাবে হ্রাস পায়। যদিও HPMC-এর একটি নির্দিষ্ট বায়ু-প্রবেশকারী প্রভাব রয়েছে, এটি বায়ু-প্রবেশকারী এজেন্টকে প্রতিস্থাপন করতে পারে না। উপরন্তু, যখন HPMC এবং বায়ু-প্রবেশকারী এজেন্ট একই সময়ে ব্যবহার করা হয়, তখন বায়ু-প্রবেশকারী এজেন্ট ব্যর্থ হতে পারে।

২.৩ সিমেন্ট মর্টারের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের উপর HPMC-এর প্রভাব

যখন HPMC এর পরিমাণ মাত্র 0.05% হয়, তখন মর্টারের নমনীয় শক্তি উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়, যা হাইড্রোক্সপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ HPMC ছাড়া খালি নমুনার তুলনায় প্রায় 25% কম, এবং সংকোচন শক্তি খালি নমুনা -80% এর মাত্র 65% এ পৌঁছাতে পারে। যখন HPMC এর পরিমাণ 0.20% ছাড়িয়ে যায়, তখন মর্টারের নমনীয় শক্তি এবং সংকোচন শক্তি হ্রাস স্পষ্ট নয়। HPMC এর সান্দ্রতা মর্টারের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের উপর খুব কম প্রভাব ফেলে। HPMC অনেক ক্ষুদ্র বায়ু বুদবুদ তৈরি করে, এবং মর্টারের উপর বায়ু-প্রবেশকারী প্রভাব মর্টারের অভ্যন্তরীণ ছিদ্র এবং ক্ষতিকারক ছিদ্র বৃদ্ধি করে, যার ফলে সংকোচন শক্তি এবং নমনীয় শক্তি উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। মর্টার শক্তি হ্রাসের আরেকটি কারণ হল সেলুলোজ ইথারের জল ধারণ প্রভাব, যা শক্ত মর্টারে জল ধরে রাখে এবং বৃহৎ জল-বাইন্ডার অনুপাত পরীক্ষার ব্লকের শক্তি হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে। যান্ত্রিক নির্মাণ মর্টারের জন্য, যদিও সেলুলোজ ইথার মর্টারের জল ধরে রাখার হার উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে পারে এবং এর কার্যকারিতা উন্নত করতে পারে, যদি ডোজটি খুব বেশি হয়, তবে এটি মর্টারের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে গুরুতরভাবে প্রভাবিত করবে, তাই উভয়ের মধ্যে সম্পর্ক যুক্তিসঙ্গতভাবে ওজন করা উচিত।

হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ HPMC এর পরিমাণ বৃদ্ধির সাথে সাথে, মর্টারের ভাঁজ অনুপাত সামগ্রিকভাবে বৃদ্ধির প্রবণতা দেখিয়েছে, যা মূলত একটি রৈখিক সম্পর্ক ছিল। এর কারণ হল যোগ করা সেলুলোজ ইথার প্রচুর পরিমাণে বায়ু বুদবুদ তৈরি করে, যা মর্টারের ভিতরে আরও ত্রুটি সৃষ্টি করে এবং গাইড রোজ মর্টারের সংকোচন শক্তি তীব্রভাবে হ্রাস পায়, যদিও নমনীয় শক্তিও একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে হ্রাস পায়; তবে সেলুলোজ ইথার মর্টারের নমনীয়তা উন্নত করতে পারে, এটি নমনীয় শক্তির জন্য উপকারী, যা হ্রাসের হারকে ধীর করে দেয়। ব্যাপকভাবে বিবেচনা করলে, দুটির সম্মিলিত প্রভাব ভাঁজ অনুপাত বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে।

২.৪ মর্টারের L ব্যাসের উপর HPMC-এর প্রভাব

ছিদ্র আকার বিতরণ বক্ররেখা, ছিদ্র আকার বিতরণ তথ্য এবং AD নমুনার বিভিন্ন পরিসংখ্যানগত পরামিতি থেকে দেখা যায় যে সিমেন্ট মর্টারের ছিদ্র কাঠামোর উপর HPMC-এর একটি বড় প্রভাব রয়েছে:

(১) HPMC যোগ করার পর, সিমেন্ট মর্টারের ছিদ্রের আকার উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। ছিদ্রের আকার বন্টন বক্ররেখায়, চিত্রের ক্ষেত্রফল ডানদিকে সরে যায় এবং সর্বোচ্চ মানের সাথে সম্পর্কিত ছিদ্রের মান বড় হয়। HPMC যোগ করার পর, সিমেন্ট মর্টারের মধ্যম ছিদ্র ব্যাস ফাঁকা নমুনার তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বড় হয় এবং 0.3% ডোজ সহ নমুনার মধ্যম ছিদ্র ব্যাস ফাঁকা নমুনার তুলনায় 2 ক্রম মাত্রা বৃদ্ধি পায়।

(২) কংক্রিটের ছিদ্রগুলিকে চার প্রকারে ভাগ করুন, যথা: ক্ষতিকারক ছিদ্র (≤20 nm), কম ক্ষতিকারক ছিদ্র (20-100 nm), ক্ষতিকারক ছিদ্র (100-200 nm) এবং অনেক ক্ষতিকারক ছিদ্র (≥200 nm)। সারণি 1 থেকে দেখা যাচ্ছে যে HPMC যোগ করার পরে ক্ষতিকারক গর্ত বা কম ক্ষতিকারক গর্তের সংখ্যা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে এবং ক্ষতিকারক গর্ত বা আরও ক্ষতিকারক গর্তের সংখ্যা বৃদ্ধি পেয়েছে। HPMC-তে মিশ্রিত না হওয়া নমুনাগুলির ক্ষতিকারক ছিদ্র বা কম ক্ষতিকারক ছিদ্র প্রায় 49.4%। HPMC যোগ করার পরে, ক্ষতিকারক ছিদ্র বা কম ক্ষতিকারক ছিদ্র উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে। উদাহরণস্বরূপ 0.1% ডোজ নিলে, ক্ষতিকারক ছিদ্র বা কম ক্ষতিকারক ছিদ্র প্রায় 45% হ্রাস পেয়েছে। %, 10um এর চেয়ে বড় ক্ষতিকারক গর্তের সংখ্যা প্রায় 9 গুণ বৃদ্ধি পেয়েছে।

(৩) হাইড্রোক্সপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ HPMC কন্টেন্ট বৃদ্ধির সাথে সাথে মাঝারি ছিদ্র ব্যাস, গড় ছিদ্র ব্যাস, নির্দিষ্ট ছিদ্র আয়তন এবং নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল খুব কঠোর পরিবর্তনের নিয়ম অনুসরণ করে না, যা পারদ ইনজেকশন পরীক্ষায় নমুনা নির্বাচনের সাথে সম্পর্কিত হতে পারে। বৃহৎ বিচ্ছুরণের সাথে সম্পর্কিত। কিন্তু সামগ্রিকভাবে, HPMC-এর সাথে মিশ্রিত নমুনার মাঝারি ছিদ্র ব্যাস, গড় ছিদ্র ব্যাস এবং নির্দিষ্ট ছিদ্র আয়তন খালি নমুনার তুলনায় বৃদ্ধি পেতে থাকে, যখন নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল হ্রাস পায়।