पॉलिमर कंक्रीट मेंएक खनिज भराव होता है, उदाहरण के लिए, एग्रीगेट और एक पॉलिमर बाइंडर, जो थर्मोप्लास्टिक हो सकता है, लेकिन अधिक बार थर्मोसेटिंग पॉलिमर होता है।
रेत का उपयोग भराव (filler) के रूप में किया जाता है, और संयोजन को पॉलिमर मोर्टार के रूप में जाना जाता है। अन्य भरावों में बजरी, चूना पत्थर, कुचल पत्थर, चाक संघनित सिलिका फ्यूम (सिलिका धूल, सिलिका आटा), ग्रेनाइट, क्वार्ट्ज, मिट्टी, विस्तारित कांच और धातु भराव (filler) शामिल हैं। आम तौर पर, किसी भी सूखी गैर-अवशोषक ठोस सामग्री को भराव (filler) के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।
पॉलिमर में मोर्टार क्यों है?
पहली बात यह समझने की है कि पॉलिमर का उपयोग मुख्य रूप से मोर्टार (पोर्टलैंड सीमेंट + पानी + रेत समुच्चय) को संशोधित (motify ) करने के लिए किया जाता है, न कि कंक्रीट (मोर्टार + बड़े समुच्चय, जैसे बजरी या पत्थर) के लिए सापेक्ष लागत के कारण शामिल है।
पुल डेक ओवरले और सड़क मरम्मत कार्य के लिए मुख्य अपवाद (exceptions) पॉलिमर-संशोधित कंक्रीट हैं। अधिकांश पॉलिमर-संशोधित सीमेंट अनुप्रयोगों में मोर्टार शामिल होता है जो एक इंच या दो से अधिक मोटा नहीं होता है। लेकिन चलो मूल बातें शुरू करते हैं।
विभिन्न प्रकार के पॉलिमर मोर्टार / कंक्रीट;
कई प्रकार के मोनोमर होते हैं, और पॉलिमर कंक्रीट उत्पन्न करने के लिए प्रीपोलिमर का उपयोग किया जाता है। सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले बहुलक मुख्य पांच प्रकार के प्रीपोलिमर और मोनोमर्स पर निर्भर करते हैं।
- इपोक्सी (epoxy)
- कार्बामाइड (यूरिया फॉर्मलडिहाइड)
- एक्रिल (मिथाइल मेथैक्रिलेट)
- पॉलिएस्टर
- फुरान (फुरफ्यूरिल अल्कोहल)
1. एपॉक्सी पॉलिमर कंक्रीट;
यह बाइंडर थर्मोसेटिंग पॉलीमर है; इसे विभिन्न इलाज एजेंटों के साथ कठोर किया जा सकता है; सबसे लगातार सामग्री पॉलीमाइन है। पॉलीमाइन हार्डर्स (polyamine harders) के उपयोग से शीर्ष रासायनिक प्रतिरोध वाले पॉलिमर मोर्टार उत्पाद बनते हैं। अन्य इलाज एजेंट पॉलियामाइड और पॉलीसल्फाइड पॉलीमर हैं। पॉलीमाइड्स से ठीक किए गए एपॉक्सी पॉलीमर मोर्टार उत्पादों में अधिक लचीलापन, उत्कृष्ट गर्मी प्रतिरोध और बाहरी जोखिम में कम चाक करने की प्रवृत्ति होती है। हालांकि, उनका विलायक (solvent) और रासायनिक प्रतिरोध पॉलीमाइन से ठीक किए गए समान उत्पादों की तुलना में छोटा है। पॉलीसल्फ़ाइड पॉलीमर को जोड़ने से अधिक लचीलेपन के साथ एक एपॉक्सी पॉलीमर मोर्टार का उत्पादन होता है।
क्योंकि वे तुलनात्मक रूप से महंगे हैं, पॉलीमर मोर्टार उत्पादों में बाइंडर के रूप में एपॉक्सी पॉलिमर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
उत्पादों की भौतिक शक्ति पॉलीमर कंक्रीट के गढ़े हुए एपॉक्सी की रासायनिक संरचना में प्रयुक्त रेजिन और भराव की मात्रा पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, एक नमूना जिसमें 15% रेजिन और 200% भराव होता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च संपीड़न शक्ति और फ्लेक्सुरल ताकत होती है। टेंसिल स्ट्रेंथ (Tensile strength) 20% रेजिन और 200% फाइलर पर चरम पर थी। जबकि संशोधित पॉलीमर कंक्रीट की यांत्रिक शक्ति पीसीसी की तुलना में 4 से 5 गुना अधिक होती है।
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2. कार्बामिन्डे पॉलिमर कंक्रीट:
यह रेजिन जलीय या जलीय-अल्कोहल माध्यम में यूरिया और फॉर्मलाडेहाइड की पॉलीकोंडेशन प्रतिक्रिया द्वारा तैयार किया जाता है। कार्बामाइड के आधार पर, रेजिन में कम ज़हरपन (toxicity) होती है, विशेषतः निर्माण में। हालांकि, इन पॉलीमर मोर्टार में पॉलीमर मैट्रिक्स की सामग्री अधिकतम 30% तक होती है, और उनके भौतिक और यांत्रिक लक्षण अन्य प्रकार के पॉलीमर कंक्रीट की तुलना में कम होते हैं।
इस रेजिन में लगभग ३० से ४०% पेड़ के पानी की मात्रा काफी होती है, जिससे संयोजन (combination) के इलाज के दौरान अधिक संकोचन होता है। कभी-कभी, यह सामग्री में दरार पैदा करता है।
3. एक्रिल पॉलिमर कंक्रीट:
4. पॉलिएस्टर पॉलिमर कंक्रीट:
एपॉक्सी जैसे पॉलिएस्टर रेजिन एक प्रकार के थर्मोसेटिंग गम हैं, जो पॉलीकोंडेशन द्वारा प्राप्त किए जाते हैं। इसकी चिपचिपाहट कम है, और उन पर आधारित सामग्री में उच्च यांत्रिक (high mechanical) और विद्युत इन्सुलेट गुण (electrical insulating traits) जो एसिड, तेल, गैसोलीन के लिए उच्च प्रतिरोध होते हैं। पॉलिएस्टर रेजिन जहरीले होते हैं, और मिश्रण घटकों की कमजोर क्रियाशीलता के साथ, स्तरीकरण की संभावना और संरचना के चरण-दर-चरण इलाज की संभावना अधिक होती है।
5. फुरान पॉलिमर कंक्रीट:
यह पॉलीमर फरफ्यूरिल अल्कोहल पर आधारित है, जो चावल के छिलके, गन्ना, खोई (bagasse), कॉर्नकोब्स, जई के हलवे (oat hulls) जैसे कृषि कचरे से प्राप्त होता है। यह आम तौर पर थर्मोसेटिंग पॉलिमर, अधिकांश जलीय अम्लीय या बुनियादी समाधानों के लिए उच्च प्रतिरोध, और केटोन्स, एरोमैटिक्स और क्लोरीनयुक्त यौगिकों जैसे मजबूत विलायक उत्पन्न करने के लिए फरफ्यूरिल अल्कोहल, फरफुरल्डिहाइड, या फॉर्मलाडिहाइड से जुड़ा हुआ है। इसके बारे में महत्वपूर्ण बात यह है कि बहुत कम तापमान पर लगभग 5 साल तक लंबे समय तक संग्रहीत करने की क्षमता है।
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पॉलिमर मोर्टार में सुधार के लिए मुख्य रूप से उपयोग किया गया विधि;
1. सीमेंट क्युरिंग :
व्यापक रूप से सीमेंट क्युरिंग (cement cure) का उपयोग संशोधित पॉलीमर मोर्टार के लिए किया जाता है। सीमेंट / कंक्रीट की मज़बूती उचित क्युरिंग पर निर्भर करती है, जो एक रासायनिक प्रतिक्रिया जिसे पानी और सीमेंट के बीच हाइड्रेशन के रूप में जाना जाता है, जिसके कारण क्रिस्टल विकसित होते हैं और मिश्रण घटकों के चारों ओर लपेटते हैं। इलाज के शुरुआती चरणों (लगभग पांच से सात दिनों) के दौरान, जलयोजन प्रक्रिया को बनाए रखने के लिए पर्याप्त पानी होना चाहिए, या कंक्रीट ठीक से सख्त नहीं होगा।
यहां, पॉलिमर पानी के वाष्पीकरण की दर को संघनित करते हैं। इन महत्वपूर्ण प्रारंभिक क्युरिंग चरणों के दौरान क्रिस्टल संरचना को बढ़ते रहने और इमारत की ताकत बनाए रखने की अनुमति दी। यह कम पानी का वाष्पीकरण विशेष रूप से मामूली अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण है, जहां अपव्यय (dissipation) के लिए सरफेस एरिया मोर्टार की मात्रा की तुलना में अधिक है।
2. कार्यशीलता में सुधार।
कुछ विशेष मामलों में, जैसे कि ठीक किए गए पॉलिमर-संशोधित मोर्टार आमतौर पर लचीली ताकत, प्रभाव और घर्षण प्रतिरोध तन्य मज़बूती, जलीय प्रतिरोध, और रासायनिक प्रतिरोध बनाम असंशोधित मोर्टार में सुधार करते हैं – साथ ही, मोर्टार में पॉलिमर सूक्ष्म-दरार प्रसार ( micro-crack propagation) को नियंत्रित करने में मदद करता है जो मोटे तौर पर मोर्टार की कठोरता (toughness) में सुधार करता है।
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यह कहाँ लागू होता है? (Where is it Applicable?)
सभी गुणों का समूहन जैसे बेहतर कार्यशीलता, क्युरिंग के प्रदर्शन, आसंजन (Adhesion), और कई अनुप्रयोगों में पॉलिमर-संशोधित मोर्टार का उपयोग करने की अनुमति देता है जो अन्यथा मुश्किल या असंभव होगा। इनमें से अधिकांश अनुप्रयोगों में एक चीज सामान्य रूप से मोर्टार की एक पतली परत होती है। आमतौर पर, यह 1 या 2 (इंच) मोटी से नीचे या अधिक नहीं रह सकता है। उन सभी को एक या एक से अधिक रासायनिक और यांत्रिक लक्षणों की आवश्यकता होती है जिनका उल्लेख प्रिये द्वारा किया गया है।
मरम्मत मोर्टार (Repair Mortars)
सुधार दरारें और ठोस संरचनाओं के परिसीमन के लिए ग्राउट्स फॉरेक्स। ड्राइववे, फुटपाथ और दीवारें, आसंजन (Adhesion), घर्षण प्रतिरोध, तन्यता और लचीली ताकत (tensile, and flexural strength)। फ्रेश मोर्टार पॉलिमर को संशोधन किए बिना पुराने कंक्रीट निर्माण भाग के साथ पूरी तरह से संयुक्त नहीं होगा।
ग्राउट्स और चिपकने वाले (Grouts &Adhesives):
सिरेमिक, संगमरमर, पत्थर – दीवार और फर्श की टाइल, आदि। आसंजन (Adhesion), लचीली ताकत, और पानी / रासायनिक प्रतिरोध। यह पॉलिमर-संशोधित मोर्टार के लिए मानक अनुप्रयोग है।
वॉटरप्रूफिंग के लिए प्रयुक्त:
ज्यादातर यह सेप्टिक टैंक, बेसमेंट, थोक जल भंडारण टैंक (bulk water storage tanks), और कंक्रीट की दीवारों, जहाज के डेक, छत के डेक के क्षेत्र में लागू होता है। सभी रासायनिक प्रतिरोध के लिए जल प्रतिरोध, अन्य गुण सामग्री के आवेदन पर निर्भर करते हैं।
फर्श और फुटपाथ:
इसका उपयोग मोर्टार में या जहां भारी कंक्रीट औद्योगिक (industrial) / वाणिज्यिक फर्श ओवरले फॉर्मूलेशन किया जा सकता है। कुछ उदाहरण यहां हैं, सीढ़ी, गैरेज, गोदाम, कारखाने, अस्पताल, रेलवे प्लेटफॉर्म, हवाई अड्डे के रनवे, सीढ़ी, गैरेज, आदि। घर्षण प्रतिरोध के गुण, रसायन प्रतिरोध तन्यता (chemical resistance tensile) और जल प्रतिरोध, फ्लेक्सोरल शक्ति, और बाहरी स्थायित्व संशोधित हो जाते हैं।
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