कोरडे-मिश्रित मोर्टार तयार करण्यासाठी सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या मिश्रणांचे मूलभूत गुणधर्म

ड्राय-मिक्स्ड मोर्टार बांधण्याच्या कामगिरीत सुधारणा करण्यात मिश्रणे महत्त्वाची भूमिका बजावतात, परंतु ड्राय-मिक्स्ड मोर्टार जोडल्याने ड्राय-मिक्स्ड मोर्टार उत्पादनांची सामग्रीची किंमत पारंपारिक मोर्टारपेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त होते, जी ड्राय-मिक्स्ड मोर्टारमधील सामग्रीच्या किंमतीच्या 40% पेक्षा जास्त असते.

वरील कारणांच्या आधारे, हा पेपर सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या मिश्रणांच्या काही मूलभूत गुणधर्मांचे विश्लेषण आणि तुलना करतो आणि या आधारावर, मिश्रणांचा वापर करून कोरड्या-मिश्रित मोर्टार उत्पादनांच्या कामगिरीचा अभ्यास करतो.

१. पाणी टिकवून ठेवणारा एजंट
कोरड्या-मिश्रित मोर्टारच्या पाणी धारणा कार्यक्षमतेत सुधारणा करण्यासाठी पाणी टिकवून ठेवणारा एजंट हा एक महत्त्वाचा मिश्रण आहे आणि कोरड्या-मिश्रित मोर्टार सामग्रीची किंमत निश्चित करण्यासाठी हे एक प्रमुख मिश्रण आहे.

१.१ सेल्युलोज इथर
सेल्युलोज इथर हा विशिष्ट परिस्थितीत अल्कली सेल्युलोज आणि इथरिफायिंग एजंटच्या अभिक्रियेद्वारे उत्पादित होणाऱ्या उत्पादनांच्या मालिकेसाठी एक सामान्य शब्द आहे. अल्कली सेल्युलोज वेगवेगळ्या इथरिफायिंग एजंट्सद्वारे बदलले जाते जेणेकरून वेगवेगळे सेल्युलोज इथर मिळतात. सबस्टिट्यूएंट्सच्या आयनीकरण गुणधर्मांनुसार, सेल्युलोज इथर दोन श्रेणींमध्ये विभागले जाऊ शकतात: आयनिक (जसे की कार्बोक्झिमिथाइल सेल्युलोज) आणि नॉन-आयनिक (जसे की मिथाइल सेल्युलोज). सबस्टिट्यूएंटच्या प्रकारानुसार, सेल्युलोज इथर मोनोइथर (जसे की मिथाइल सेल्युलोज) आणि मिश्रित इथर (जसे की हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेल्युलोज) मध्ये विभागले जाऊ शकते. वेगवेगळ्या विद्राव्यतेनुसार, ते पाण्यात विरघळणारे (जसे की हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोज) आणि सेंद्रिय विद्रावक-विरघळणारे (जसे की इथाइल सेल्युलोज), इत्यादींमध्ये विभागले जाऊ शकते. कोरडे-मिश्रित मोर्टार प्रामुख्याने पाण्यात विरघळणारे सेल्युलोज असते आणि पाण्यात विरघळणारे सेल्युलोज त्वरित प्रकार आणि पृष्ठभागावर उपचारित विलंबित विरघळणारे प्रकारात विभागले जाते.

मोर्टारमध्ये सेल्युलोज इथरची कृती करण्याची यंत्रणा खालीलप्रमाणे आहे:
(१) मोर्टारमधील सेल्युलोज इथर पाण्यात विरघळल्यानंतर, पृष्ठभागाच्या क्रियाकलापांमुळे सिस्टममधील सिमेंटिशियस पदार्थाचे प्रभावी आणि एकसमान वितरण सुनिश्चित केले जाते आणि सेल्युलोज इथर, एक संरक्षक कोलॉइड म्हणून, घन कणांना "गुंडाळतो" आणि त्याच्या बाह्य पृष्ठभागावर स्नेहन फिल्मचा थर तयार होतो, ज्यामुळे मोर्टार सिस्टम अधिक स्थिर होते आणि मिश्रण प्रक्रियेदरम्यान मोर्टारची तरलता आणि बांधकामाची गुळगुळीतता देखील सुधारते.
(२) त्याच्या स्वतःच्या आण्विक रचनेमुळे, सेल्युलोज इथर द्रावणामुळे मोर्टारमधील पाणी सहजासहजी कमी होते आणि ते दीर्घकाळापर्यंत हळूहळू सोडले जाते, ज्यामुळे मोर्टारमध्ये चांगले पाणी धारणा आणि कार्यक्षमता निर्माण होते.

१.१.१ मिथाइल सेल्युलोज (MC) चे आण्विक सूत्र [C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n]x
परिष्कृत कापसावर अल्कली प्रक्रिया केल्यानंतर, इथरिफिकेशन एजंट म्हणून मिथेन क्लोराईडसह प्रतिक्रियांच्या मालिकेद्वारे सेल्युलोज इथर तयार केला जातो. साधारणपणे, प्रतिस्थापनाची डिग्री 1.6~2.0 असते आणि प्रतिस्थापनाच्या वेगवेगळ्या अंशांसह विद्राव्यता देखील भिन्न असते. हे नॉन-आयनिक सेल्युलोज इथरशी संबंधित आहे.

(१) मिथाइलसेल्युलोज थंड पाण्यात विरघळते आणि गरम पाण्यात विरघळणे कठीण असते. त्याचे जलीय द्रावण pH=३~१२ च्या श्रेणीत खूप स्थिर असते. ते स्टार्च, ग्वार गम इत्यादी आणि अनेक सर्फॅक्टंट्सशी चांगली सुसंगतता दर्शवते. जेव्हा तापमान जेलेशन तापमानापर्यंत पोहोचते तेव्हा जेलेशन होते.
(२) मिथाइल सेल्युलोजचे पाणी धारणा त्याच्या बेरीज प्रमाण, चिकटपणा, कण सूक्ष्मता आणि विरघळण्याच्या दरावर अवलंबून असते. साधारणपणे, जर बेरीज प्रमाण मोठे असेल, सूक्ष्मता कमी असेल आणि स्निग्धता मोठी असेल, तर पाणी धारणा दर जास्त असतो. त्यापैकी, बेरीजचे प्रमाण पाणी धारणा दरावर सर्वात जास्त परिणाम करते आणि स्निग्धतेची पातळी पाणी धारणा दराच्या पातळीशी थेट प्रमाणात नसते. विरघळण्याचा दर प्रामुख्याने सेल्युलोज कणांच्या पृष्ठभागावरील बदल आणि कण सूक्ष्मतेवर अवलंबून असतो. वरील सेल्युलोज इथरमध्ये, मिथाइल सेल्युलोज आणि हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेल्युलोजमध्ये पाणी धारणा दर जास्त असतात.
(३) तापमानातील बदलांमुळे मिथाइल सेल्युलोजच्या पाणी धारणा दरावर गंभीर परिणाम होईल. साधारणपणे, तापमान जितके जास्त असेल तितके पाणी धारणा अधिक वाईट होईल. जर मोर्टारचे तापमान ४०°C पेक्षा जास्त असेल, तर मिथाइल सेल्युलोजची पाणी धारणा लक्षणीयरीत्या कमी होईल, ज्यामुळे मोर्टारच्या बांधकामावर गंभीर परिणाम होईल.
(४) मिथाइल सेल्युलोजचा मोर्टारच्या बांधकामावर आणि चिकटपणावर लक्षणीय परिणाम होतो. येथे "आसंजन" म्हणजे कामगाराच्या अॅप्लिकेटर टूल आणि भिंतीच्या सब्सट्रेटमध्ये जाणवणाऱ्या चिकट बलाचा अर्थ, म्हणजेच मोर्टारचा कातरण्याचा प्रतिकार. चिकटपणा जास्त असतो, मोर्टारचा कातरण्याचा प्रतिकार मोठा असतो आणि वापराच्या प्रक्रियेत कामगारांना आवश्यक असलेली ताकद देखील मोठी असते आणि मोर्टारची बांधकाम कार्यक्षमता कमी असते. सेल्युलोज इथर उत्पादनांमध्ये मिथाइल सेल्युलोज आसंजन मध्यम पातळीवर असते.

१.१.२ हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइलसेल्युलोज (HPMC) चे आण्विक सूत्र [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3]n]x आहे.
हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेल्युलोज ही सेल्युलोजची एक जात आहे ज्याचे उत्पादन आणि वापर अलिकडच्या वर्षांत वेगाने वाढत आहे. हे एक नॉन-आयनिक सेल्युलोज मिश्रित ईथर आहे जे अल्कलायझेशननंतर रिफाइंड कापसापासून बनवले जाते, ज्यामध्ये प्रोपीलीन ऑक्साईड आणि मिथाइल क्लोराईडचा इथरिफिकेशन एजंट म्हणून वापर केला जातो, प्रतिक्रियांच्या मालिकेद्वारे. प्रतिस्थापनाची डिग्री सामान्यतः 1.2~2.0 असते. मेथॉक्सिल सामग्री आणि हायड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्रीच्या वेगवेगळ्या गुणोत्तरांमुळे त्याचे गुणधर्म भिन्न असतात.

(१) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइलसेल्युलोज थंड पाण्यात सहज विरघळते आणि गरम पाण्यात विरघळण्यास अडचणी येतात. परंतु गरम पाण्यात त्याचे जिलेशन तापमान मिथाइल सेल्युलोजपेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त असते. मिथाइल सेल्युलोजच्या तुलनेत थंड पाण्यात विद्राव्यता देखील खूप सुधारली आहे.
(२) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइलसेल्युलोजची चिकटपणा त्याच्या आण्विक वजनाशी संबंधित आहे आणि आण्विक वजन जितके जास्त असेल तितकी चिकटपणा जास्त असेल. तापमान त्याच्या चिकटपणावर देखील परिणाम करते, तापमान वाढते तसे चिकटपणा कमी होतो. तथापि, त्याच्या उच्च चिकटपणाचा मिथाइल सेल्युलोजपेक्षा कमी तापमानाचा प्रभाव असतो. खोलीच्या तपमानावर साठवल्यास त्याचे द्रावण स्थिर असते.
(३) हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेल्युलोजचे पाणी धारणा त्याच्या बेरीज रकमेवर, चिकटपणा इत्यादींवर अवलंबून असते आणि त्याच बेरीज रकमेखाली त्याचा पाणी धारणा दर मिथाइल सेल्युलोजपेक्षा जास्त असतो.
(४) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइलसेल्युलोज आम्ल आणि अल्कलीसाठी स्थिर आहे आणि त्याचे जलीय द्रावण pH=२~१२ च्या श्रेणीत खूप स्थिर आहे. कास्टिक सोडा आणि चुनाच्या पाण्याचा त्याच्या कार्यक्षमतेवर फारसा परिणाम होत नाही, परंतु अल्कली त्याचे विघटन जलद करू शकते आणि त्याची चिकटपणा वाढवू शकते. हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइलसेल्युलोज सामान्य क्षारांसाठी स्थिर आहे, परंतु जेव्हा मीठ द्रावणाची एकाग्रता जास्त असते तेव्हा हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइलसेल्युलोज द्रावणाची चिकटपणा वाढते.
(५) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइलसेल्युलोज पाण्यात विरघळणारे पॉलिमर संयुगे मिसळून एकसमान आणि उच्च स्निग्धता असलेले द्रावण तयार करता येते. जसे की पॉलीव्हिनिल अल्कोहोल, स्टार्च इथर, व्हेजिटेबल गम इ.
(६) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइलसेल्युलोजमध्ये मिथाइलसेल्युलोजपेक्षा एन्झाइमचा प्रतिकार चांगला असतो आणि त्याचे द्रावण मिथाइलसेल्युलोजपेक्षा एन्झाइमद्वारे खराब होण्याची शक्यता कमी असते.
(७) हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेल्युलोजचे मोर्टारच्या रचनेशी चिकटण्याची क्षमता मिथाइलसेल्युलोजपेक्षा जास्त असते.

१.१.३ हायड्रॉक्सीथिलसेल्युलोज (HEC)
हे अल्कली वापरून बनवलेल्या रिफाइंड कापसापासून बनवले जाते आणि एसीटोनच्या उपस्थितीत इथरिफिकेशन एजंट म्हणून इथिलीन ऑक्साईडशी अभिक्रिया केली जाते. प्रतिस्थापनाची डिग्री साधारणपणे 1.5~2.0 असते. त्यात मजबूत हायड्रोफिलिसिटी असते आणि ओलावा शोषण्यास सोपे असते.

(१) हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोज थंड पाण्यात विरघळतो, परंतु गरम पाण्यात विरघळणे कठीण आहे. त्याचे द्रावण उच्च तापमानात जेलिंगशिवाय स्थिर असते. ते मोर्टारमध्ये उच्च तापमानात बराच काळ वापरता येते, परंतु त्याचे पाणी धारणा मिथाइल सेल्युलोजपेक्षा कमी असते.
(२) हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोज सामान्य आम्ल आणि अल्कलींना स्थिर असतो. अल्कली त्याच्या विघटनाला गती देऊ शकते आणि त्याची चिकटपणा किंचित वाढवू शकते. मिथाइल सेल्युलोज आणि हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइल सेल्युलोजपेक्षा पाण्यात त्याची विघटनशीलता थोडी कमी असते.
(३) हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोजमध्ये मोर्टारसाठी चांगली अँटी-सॅग कार्यक्षमता असते, परंतु सिमेंटसाठी त्याचा रिटार्डिंग वेळ जास्त असतो.

१.१.४ कार्बोक्झिमेथिलसेल्युलोज (CMC) [C6H7O2(OH)2och2COONa]n
आयोनिक सेल्युलोज इथर हे नैसर्गिक तंतूंपासून (कापूस इ.) अल्कली उपचारानंतर बनवले जाते, सोडियम मोनोक्लोरोएसीटेटचा इथरिफिकेशन एजंट म्हणून वापर केला जातो आणि प्रतिक्रिया उपचारांची मालिका घेतली जाते. प्रतिस्थापनाची डिग्री साधारणपणे ०.४~१.४ असते आणि प्रतिस्थापनाच्या डिग्रीमुळे त्याची कार्यक्षमता मोठ्या प्रमाणात प्रभावित होते.

(१) कार्बोक्झिमिथाइल सेल्युलोज अधिक हायग्रोस्कोपिक आहे आणि सामान्य परिस्थितीत साठवल्यास त्यात जास्त पाणी असेल.
(२) कार्बोक्झिमिथाइल सेल्युलोज जलीय द्रावण जेल तयार करणार नाही आणि तापमान वाढल्याने चिकटपणा कमी होईल. जेव्हा तापमान ५०°C पेक्षा जास्त असते तेव्हा चिकटपणा अपरिवर्तनीय असतो.
(३) त्याची स्थिरता pH मुळे मोठ्या प्रमाणात प्रभावित होते. साधारणपणे, ते जिप्सम-आधारित मोर्टारमध्ये वापरले जाऊ शकते, परंतु सिमेंट-आधारित मोर्टारमध्ये नाही. जेव्हा ते जास्त क्षारीय असते तेव्हा ते चिकटपणा गमावते.
(४) त्याची पाणी धारणा मिथाइल सेल्युलोजपेक्षा खूपच कमी आहे. जिप्सम-आधारित मोर्टारवर त्याचा मंदावणारा प्रभाव पडतो आणि त्याची ताकद कमी होते. तथापि, कार्बोक्झिमिथाइल सेल्युलोजची किंमत मिथाइल सेल्युलोजपेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी आहे.