প্রাথমিক এট্রিনাইটের রূপবিদ্যার উপর সেলুলোজ ইথার

প্রাথমিক সিমেন্ট স্লারিতে ইথ্রিনজাইটের আকারবিদ্যার উপর হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইল সেলুলোজ ইথার এবং মিথাইল সেলুলোজ ইথারের প্রভাব ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM) স্ক্যান করে অধ্যয়ন করা হয়েছিল। ফলাফলগুলি দেখায় যে হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইল সেলুলোজ ইথার পরিবর্তিত স্লারিতে ইথ্রিনজাইট স্ফটিকের দৈর্ঘ্য-ব্যাসের অনুপাত সাধারণ স্লারির তুলনায় ছোট এবং ইথ্রিনজাইট স্ফটিকের আকারবিদ্যা ছোট রডের মতো। মিথাইল সেলুলোজ ইথার পরিবর্তিত স্লারিতে ইথ্রিনজাইট স্ফটিকের দৈর্ঘ্য-ব্যাসের অনুপাত সাধারণ স্লারির তুলনায় বড় এবং ইথ্রিনজাইট স্ফটিকের আকারবিদ্যা সুই-রড। সাধারণ সিমেন্ট স্লারিতে ইথ্রিনজাইট স্ফটিকগুলির মাঝখানে কোথাও একটি অনুপাত থাকে। উপরের পরীক্ষামূলক গবেষণার মাধ্যমে, এটি আরও স্পষ্ট যে দুই ধরণের সেলুলোজ ইথারের আণবিক ওজনের পার্থক্য হল ইথ্রিনজাইটের আকারবিদ্যাকে প্রভাবিত করে এমন সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কারণ।

মূল শব্দ:এট্রিনজাইট; দৈর্ঘ্য-ব্যাসের অনুপাত; মিথাইল সেলুলোজ ইথার; হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইল সেলুলোজ ইথার; রূপবিদ্যা

সামান্য বর্ধিত হাইড্রেশন পণ্য হিসেবে, ইট্রিনজাইট সিমেন্ট কংক্রিটের কর্মক্ষমতার উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে এবং সর্বদা সিমেন্ট-ভিত্তিক উপকরণের গবেষণার কেন্দ্রবিন্দু হয়ে দাঁড়িয়েছে। ইট্রিনজাইট হল এক ধরণের ট্রাইসালফাইড ধরণের ক্যালসিয়াম অ্যালুমিনেট হাইড্রেট, এর রাসায়নিক সূত্র হল [Ca3Al (OH)6·12H2O]2·(SO4)3·2H2O, অথবা 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O, প্রায়শই সংক্ষেপে AFt হিসাবে লেখা যেতে পারে। পোর্টল্যান্ড সিমেন্ট সিস্টেমে, ইট্রিনজাইট মূলত জিপসামের সাথে অ্যালুমিনেট বা ফেরিক অ্যালুমিনেট খনিজগুলির বিক্রিয়ার মাধ্যমে তৈরি হয়, যা সিমেন্টের হাইড্রেশন এবং প্রাথমিক শক্তি বিলম্বিত করার ভূমিকা পালন করে। ইট্রিনজাইটের গঠন এবং রূপবিদ্যা তাপমাত্রা, pH মান এবং আয়ন ঘনত্বের মতো অনেক কারণ দ্বারা প্রভাবিত হয়। 1976 সালের প্রথম দিকে, মেথা এবং অন্যান্যরা। AFt-এর রূপগত বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করার জন্য স্ক্যানিং ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপি ব্যবহার করে, এবং দেখেছেন যে বৃদ্ধির স্থান যথেষ্ট বড় এবং স্থান সীমিত থাকাকালীন এই ধরনের সামান্য প্রসারিত হাইড্রেশন পণ্যগুলির রূপগতি কিছুটা ভিন্ন ছিল। প্রথমটি বেশিরভাগই সরু সুই-রড-আকৃতির গোলক ছিল, যখন দ্বিতীয়টি বেশিরভাগই ছোট রড-আকৃতির প্রিজম ছিল। ইয়াং ওয়েনিয়ান-এর গবেষণায় দেখা গেছে যে AFt ফর্মগুলি বিভিন্ন নিরাময় পরিবেশের সাথে আলাদা ছিল। ভেজা পরিবেশ সম্প্রসারণ-ডোপড কংক্রিটে AFt তৈরিতে বিলম্ব করবে এবং কংক্রিট ফুলে যাওয়া এবং ফাটল ধরার সম্ভাবনা বাড়িয়ে দেবে। বিভিন্ন পরিবেশ কেবল AFt-এর গঠন এবং মাইক্রোস্ট্রাকচারকেই প্রভাবিত করে না, বরং এর আয়তনের স্থিতিশীলতাকেও প্রভাবিত করে। চেন হাক্সিং এবং অন্যান্যরা দেখেছেন যে C3A সামগ্রী বৃদ্ধির সাথে সাথে AFt-এর দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতা হ্রাস পেয়েছে। ক্লার্ক এবং মন্টেইরো এবং অন্যান্যরা দেখেছেন যে পরিবেশগত চাপ বৃদ্ধির সাথে সাথে AFt স্ফটিক কাঠামো ক্রম থেকে বিশৃঙ্খলায় পরিবর্তিত হয়েছে। ব্যালোনিস এবং গ্লাসার AFm এবং AFt-এর ঘনত্বের পরিবর্তন পর্যালোচনা করেছেন। রেনাউডিন এবং অন্যান্যরা দ্রবণে নিমজ্জনের আগে এবং পরে AFt-এর কাঠামোগত পরিবর্তন এবং রমন বর্ণালীতে AFt-এর কাঠামোগত পরামিতিগুলি অধ্যয়ন করেছেন। কুন্থার এবং অন্যান্যরা। NMR দ্বারা AFt স্ফটিকীকরণ চাপের উপর CSH জেল ক্যালসিয়াম-সিলিকন অনুপাত এবং সালফেট আয়নের মধ্যে মিথস্ক্রিয়ার প্রভাব অধ্যয়ন করেছেন। একই সময়ে, সিমেন্ট-ভিত্তিক উপকরণগুলিতে AFt প্রয়োগের উপর ভিত্তি করে, ওয়েঙ্ক এবং অন্যান্যরা হার্ড সিঙ্ক্রোট্রন বিকিরণ এক্স-রে বিবর্তন সমাপ্তি প্রযুক্তির মাধ্যমে কংক্রিট বিভাগের AFt স্ফটিক অভিযোজন অধ্যয়ন করেছেন। মিশ্র সিমেন্টে AFt গঠন এবং এট্রিনাইটের গবেষণা হটস্পট অন্বেষণ করা হয়েছে। বিলম্বিত এট্রিনাইট বিক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে, কিছু পণ্ডিত AFt পর্যায়ের কারণ নিয়ে প্রচুর গবেষণা করেছেন।

এট্রিনজাইট গঠনের ফলে সৃষ্ট আয়তনের প্রসারণ কখনও কখনও অনুকূল হয় এবং এটি সিমেন্ট-ভিত্তিক উপকরণের আয়তন স্থিতিশীলতা বজায় রাখার জন্য ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড সম্প্রসারণ এজেন্টের মতো "প্রসারণ" হিসাবে কাজ করতে পারে। পলিমার ইমালসন এবং পুনঃবিভাজনযোগ্য ইমালসন পাউডারের সংযোজন সিমেন্ট-ভিত্তিক উপকরণের মাইক্রোস্ট্রাকচারের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাবের কারণে সিমেন্ট-ভিত্তিক উপকরণের ম্যাক্রোস্কোপিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে পরিবর্তন করে। তবে, পুনঃবিভাজনযোগ্য ইমালসন পাউডারের বিপরীতে, যা মূলত শক্ত মর্টারের বন্ধন বৈশিষ্ট্যকে উন্নত করে, জলে দ্রবণীয় পলিমার সেলুলোজ ইথার (CE) নতুন মিশ্র মর্টারকে ভাল জল ধরে রাখা এবং ঘন করার প্রভাব দেয়, ফলে কাজের কর্মক্ষমতা উন্নত হয়। নন-আয়নিক CE সাধারণত ব্যবহৃত হয়, যার মধ্যে মিথাইল সেলুলোজ (MC), হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ (HEC), হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ (HPMC),হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইল সেলুলোজ (HEMC), ইত্যাদি, এবং CE নতুন মিশ্রিত মর্টার তৈরিতে ভূমিকা পালন করে কিন্তু সিমেন্ট স্লারির হাইড্রেশন প্রক্রিয়াকেও প্রভাবিত করে। গবেষণায় দেখা গেছে যে HEMC হাইড্রেশন পণ্য হিসাবে উত্পাদিত AFt এর পরিমাণ পরিবর্তন করে। যাইহোক, কোনও গবেষণায় AFt এর মাইক্রোস্কোপিক আকারবিদ্যার উপর CE এর প্রভাব পদ্ধতিগতভাবে তুলনা করা হয়নি, তাই এই গবেষণাপত্রটি চিত্র বিশ্লেষণ এবং তুলনার মাধ্যমে প্রাথমিক (১-দিন) সিমেন্ট স্লারিতে এট্রিংহামের মাইক্রোস্কোপিক আকারবিদ্যার উপর HEMC এবং MC এর প্রভাবের পার্থক্য অন্বেষণ করে।

১. পরীক্ষা

১.১ কাঁচামাল

পরীক্ষায় আনহুই কনচ সিমেন্ট কোং, লিমিটেড দ্বারা উৎপাদিত P·II 52.5R পোর্টল্যান্ড সিমেন্টকে সিমেন্ট হিসেবে নির্বাচিত করা হয়েছিল। দুটি সেলুলোজ ইথার হল যথাক্রমে হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইলসেলুলোজ (HEMC) এবং মিথাইলসেলুলোজ (মিথাইলসেলুলোজ, সাংহাই সিনোপ্যাথ গ্রুপ)। MC); মিশ্রিত জল হল ট্যাপের জল।

১.২ পরীক্ষামূলক পদ্ধতি

সিমেন্ট পেস্ট নমুনার জল-সিমেন্ট অনুপাত ছিল 0.4 (সিমেন্টের সাথে জলের ভর অনুপাত), এবং সেলুলোজ ইথারের পরিমাণ ছিল সিমেন্টের ভরের 1%। নমুনাটি তৈরি করা হয়েছিল GB1346-2011 "সিমেন্টের মান সামঞ্জস্যের জল ব্যবহারের জন্য পরীক্ষার পদ্ধতি, সময় নির্ধারণ এবং স্থিতিশীলতা" অনুসারে। নমুনা তৈরির পরে, পৃষ্ঠের জলের বাষ্পীভবন এবং কার্বনাইজেশন রোধ করার জন্য ছাঁচের পৃষ্ঠে প্লাস্টিকের ফিল্ম ঢেকে দেওয়া হয়েছিল, এবং নমুনাটি (20±2)℃ তাপমাত্রা এবং (60±5)% আপেক্ষিক আর্দ্রতা সহ একটি নিরাময় কক্ষে স্থাপন করা হয়েছিল। 1 দিন পরে, ছাঁচটি সরানো হয়েছিল, এবং নমুনাটি ভেঙে ফেলা হয়েছিল, তারপর মাঝখান থেকে একটি ছোট নমুনা নেওয়া হয়েছিল এবং জলবিদ্যুৎ বন্ধ করার জন্য নির্জল ইথানলে ভিজিয়ে রাখা হয়েছিল, এবং পরীক্ষার আগে নমুনাটি বের করে শুকানো হয়েছিল। শুকনো নমুনাগুলি পরিবাহী দ্বি-পার্শ্বযুক্ত আঠালো দিয়ে নমুনা টেবিলে আঠালো করা হয়েছিল এবং ক্রেসিংটন 108auto স্বয়ংক্রিয় আয়ন স্পুটারিং যন্ত্র দ্বারা পৃষ্ঠের উপর সোনার ফিল্মের একটি স্তর স্প্রে করা হয়েছিল। স্পুটারিং কারেন্ট ছিল ২০ এমএ এবং স্পুটারিং সময় ছিল ৬০ সেকেন্ড। নমুনা বিভাগে AFt-এর রূপগত বৈশিষ্ট্য পর্যবেক্ষণের জন্য FEI QUANTAFEG 650 পরিবেশগত স্ক্যানিং ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপ (ESEM) ব্যবহার করা হয়েছিল। AFT পর্যবেক্ষণের জন্য উচ্চ ভ্যাকুয়াম সেকেন্ডারি ইলেকট্রন মোড ব্যবহার করা হয়েছিল। ত্বরণ ভোল্টেজ ছিল ১৫ কেভি, বিম স্পট ব্যাস ছিল ৩.০ এনএম, এবং কাজের দূরত্ব প্রায় ১০ মিমি নিয়ন্ত্রিত হয়েছিল।

2. ফলাফল এবং আলোচনা

শক্ত HEMC-পরিবর্তিত সিমেন্ট স্লারিতে এট্রিনজাইটের SEM চিত্রগুলি দেখায় যে স্তরযুক্ত Ca (OH)2(CH) এর ওরিয়েন্টেশন বৃদ্ধি স্পষ্ট ছিল, এবং AFt ছোট রড-সদৃশ AFt এর অনিয়মিত জমা দেখায়, এবং কিছু ছোট রড-সদৃশ AFT HEMC ঝিল্লি কাঠামো দিয়ে আবৃত ছিল। ESEM এর মাধ্যমে HEMC পরিবর্তিত সিমেন্ট স্লারির মাইক্রোস্ট্রাকচার পরিবর্তন পর্যবেক্ষণ করার সময় ঝাং ডংফ্যাং এবং অন্যান্যরা ছোট রড-সদৃশ AFtও খুঁজে পান। তারা বিশ্বাস করতেন যে সাধারণ সিমেন্ট স্লারি জলের মুখোমুখি হওয়ার পরে দ্রুত প্রতিক্রিয়া দেখায়, তাই AFt স্ফটিক সরু ছিল এবং হাইড্রেশন বয়স বৃদ্ধির ফলে দৈর্ঘ্য-ব্যাস অনুপাত ক্রমাগত বৃদ্ধি পায়। যাইহোক, HEMC দ্রবণের সান্দ্রতা বৃদ্ধি করে, দ্রবণে আয়নগুলির বাঁধাই হার হ্রাস করে এবং ক্লিঙ্কার কণার পৃষ্ঠে জলের আগমন বিলম্বিত করে, তাই AFt এর দৈর্ঘ্য-ব্যাস অনুপাত একটি দুর্বল প্রবণতায় বৃদ্ধি পায় এবং এর রূপগত বৈশিষ্ট্যগুলি ছোট রড-সদৃশ আকৃতি দেখায়। একই বয়সের সাধারণ সিমেন্ট স্লারিতে AFt এর সাথে তুলনা করে, এই তত্ত্বটি আংশিকভাবে যাচাই করা হয়েছে, তবে MC পরিবর্তিত সিমেন্ট স্লারিতে AFt এর রূপগত পরিবর্তনগুলি ব্যাখ্যা করার জন্য এটি প্রযোজ্য নয়। ১ দিনের শক্ত MC পরিবর্তিত সিমেন্ট স্লারিতে এট্রিডাইটের SEM চিত্রগুলিও স্তরযুক্ত Ca(OH)2 এর ওরিয়েন্টেটেড বৃদ্ধি দেখিয়েছে, কিছু AFt পৃষ্ঠতলও MC এর ফিল্ম কাঠামো দিয়ে আচ্ছাদিত ছিল এবং AFt ক্লাস্টার বৃদ্ধির রূপগত বৈশিষ্ট্য দেখিয়েছে। যাইহোক, তুলনা করে, MC পরিবর্তিত সিমেন্ট স্লারিতে AFt স্ফটিকের দৈর্ঘ্য-ব্যাস অনুপাত বেশি এবং আরও সরু রূপগতি রয়েছে, যা একটি সাধারণ অ্যাসিকুলার রূপবিদ্যা দেখায়।

HEMC এবং MC উভয়ই সিমেন্টের প্রাথমিক হাইড্রেশন প্রক্রিয়া বিলম্বিত করেছিল এবং দ্রবণের সান্দ্রতা বৃদ্ধি করেছিল, তবে তাদের কারণে সৃষ্ট AFt রূপগত বৈশিষ্ট্যের পার্থক্য এখনও উল্লেখযোগ্য ছিল। সেলুলোজ ইথারের আণবিক কাঠামো এবং AFt স্ফটিক কাঠামোর দৃষ্টিকোণ থেকে উপরোক্ত ঘটনাগুলি আরও বিশদভাবে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে। রেনাউডিন এবং অন্যান্যরা "ভেজা AFt" পেতে প্রস্তুত ক্ষারীয় দ্রবণে সংশ্লেষিত AFt ভিজিয়েছিলেন এবং আংশিকভাবে এটি অপসারণ করেছিলেন এবং "শুষ্ক AFt" পেতে স্যাচুরেটেড CaCl2 দ্রবণের (35% আপেক্ষিক আর্দ্রতা) পৃষ্ঠে শুকিয়েছিলেন। রমন স্পেকট্রোস্কোপি এবং এক্স-রে পাউডার বিবর্তনের কাঠামো পরিশোধন অধ্যয়নের পরে, দেখা গেছে যে দুটি কাঠামোর মধ্যে কোনও পার্থক্য ছিল না, শুকানোর প্রক্রিয়ায় কোষের স্ফটিক গঠনের দিক পরিবর্তিত হয়েছিল, অর্থাৎ, "ভেজা" থেকে "শুষ্ক" পরিবেশগত পরিবর্তনের প্রক্রিয়ায়, AFt স্ফটিকগুলি ধীরে ধীরে a এর স্বাভাবিক দিক বরাবর কোষ তৈরি করেছিল। c স্বাভাবিক দিক বরাবর AFt স্ফটিকগুলি কমতে কমতে কমতে থাকে। ত্রিমাত্রিক স্থানের সবচেয়ে মৌলিক একক একটি স্বাভাবিক রেখা, b স্বাভাবিক রেখা এবং c স্বাভাবিক রেখা দ্বারা গঠিত যা একে অপরের সাথে লম্ব। যদি b নরমাল স্থির থাকে, তাহলে AFt স্ফটিকগুলি একটি নরমালের সাথে একত্রিত হয়, যার ফলে ab নরমালের সমতলে একটি বর্ধিত কোষ ক্রস সেকশন তৈরি হয়। সুতরাং, যদি HEMC MC এর চেয়ে বেশি জল "সঞ্চয়" করে, তাহলে একটি স্থানীয় অঞ্চলে একটি "শুষ্ক" পরিবেশ তৈরি হতে পারে, যা AFt স্ফটিকের পার্শ্বীয় সমষ্টি এবং বৃদ্ধিকে উৎসাহিত করে। প্যাটুরাল এবং অন্যান্যরা দেখেছেন যে CE-এর ক্ষেত্রে, পলিমারাইজেশনের মাত্রা যত বেশি (অথবা আণবিক ওজন যত বেশি), CE-এর সান্দ্রতা তত বেশি এবং জল ধারণ কর্মক্ষমতা তত ভালো। HEMC এবং MCS-এর আণবিক গঠন এই অনুমানকে সমর্থন করে, হাইড্রোক্সিইথাইল গ্রুপের হাইড্রোজেন গ্রুপের তুলনায় অনেক বেশি আণবিক ওজন রয়েছে।

সাধারণত, দ্রবণ ব্যবস্থায় প্রাসঙ্গিক আয়নগুলি একটি নির্দিষ্ট স্যাচুরেশনে পৌঁছালেই AFt স্ফটিকগুলি তৈরি এবং অবক্ষেপিত হবে। অতএব, আয়ন ঘনত্ব, তাপমাত্রা, pH মান এবং বিক্রিয়া দ্রবণে গঠন স্থানের মতো কারণগুলি AFt স্ফটিকগুলির রূপবিদ্যাকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করতে পারে এবং কৃত্রিম সংশ্লেষণের অবস্থার পরিবর্তন AFt স্ফটিকগুলির রূপবিদ্যাকে পরিবর্তন করতে পারে। অতএব, সাধারণ সিমেন্ট স্লারিতে AFt স্ফটিকগুলির অনুপাত সিমেন্টের প্রাথমিক হাইড্রেশনে জল ব্যবহারের একক ফ্যাক্টরের কারণে হতে পারে। তবে, HEMC এবং MC দ্বারা সৃষ্ট AFt স্ফটিকের রূপবিদ্যার পার্থক্য মূলত তাদের বিশেষ জল ধারণ ব্যবস্থার কারণে হওয়া উচিত। Hemcs এবং MCS তাজা সিমেন্ট স্লারির মাইক্রোজোনের মধ্যে জল পরিবহনের একটি "বদ্ধ লুপ" তৈরি করে, যার ফলে "স্বল্প সময়ের" সময়কাল হয় যেখানে জল "প্রবেশ করা সহজ এবং বের হওয়া কঠিন"। তবে, এই সময়ের মধ্যে, মাইক্রোজোনের ভিতরে এবং কাছাকাছি তরল পর্যায়ের পরিবেশও পরিবর্তিত হয়। আয়ন ঘনত্ব, pH ইত্যাদি কারণগুলি, বৃদ্ধির পরিবেশের পরিবর্তন AFt স্ফটিকগুলির রূপবিদ্যার বৈশিষ্ট্যগুলিতে আরও প্রতিফলিত হয়। জল পরিবহনের এই "বদ্ধ চক্র"টি পোরচেজ এবং অন্যান্যদের দ্বারা বর্ণিত কর্ম প্রক্রিয়ার অনুরূপ। HPMC জল ধরে রাখার ক্ষেত্রে ভূমিকা পালন করে।

3. উপসংহার

(১) হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইল সেলুলোজ ইথার (HEMC) এবং মিথাইল সেলুলোজ ইথার (MC) যোগ করলে (১ দিন) সাধারণ সিমেন্ট স্লারিতে এট্রিনাইটের আকারবিদ্যা উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তন হতে পারে।

(২) HEMC পরিবর্তিত সিমেন্ট স্লারিতে ইট্রিনজাইট স্ফটিকের দৈর্ঘ্য এবং ব্যাস ছোট এবং রড আকৃতির; MC পরিবর্তিত সিমেন্ট স্লারিতে ইট্রিনজাইট স্ফটিকের দৈর্ঘ্য এবং ব্যাসের অনুপাত বড়, যা সুই-রড আকৃতির। সাধারণ সিমেন্ট স্লারিতে ইট্রিনজাইট স্ফটিকগুলির এই দুটির মধ্যে একটি অনুপাত থাকে।

(৩) এট্রিনাইটের আকারবিদ্যার উপর দুটি সেলুলোজ ইথারের বিভিন্ন প্রভাব মূলত আণবিক ওজনের পার্থক্যের কারণে।