পলিকারবক্সিলিক সুপারপ্লাস্টিকাইজারের শোষণ-বিচ্ছুরণ

সিমেন্ট পেস্ট সিস্টেমের অস্থিরতা তাদের বৃহৎ ইন্টারফেসিয়াল এলাকা এবং ইন্টারফেসিয়াল এনার্জি থেকে উদ্ভূত হয়, যার ফলে ইন্টারফেস এবং কণার সমষ্টির স্বতঃস্ফূর্ত হ্রাসের প্রবণতা দেখা দেয়। অন্যদিকে, বিচ্ছুরিত পর্যায়ের কণার ছোট আকার তাদের ব্রাউনিয়ান গতির জন্য সংবেদনশীল করে তোলে, যা অবক্ষেপণকে বাধাগ্রস্ত করতে পারে, কিন্তু একবার সংঘর্ষ ঘটলে, তারা একত্রিতকরণকে ত্বরান্বিত করে। সিমেন্ট কণার উপরিভাগ, যা হাইড্রোফিলিক, একটি সলভেটেড স্তর দিয়ে আবৃত থাকে যা কার্যকরভাবে কণা একত্রিত হওয়া প্রতিরোধ করে। অতিরিক্তভাবে, বেশিরভাগ কণার উপরিভাগ বৈদ্যুতিক চার্জ বহন করে, কণার মধ্যে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বিকর্ষণ তৈরি করে, তাদের পক্ষে একত্রিত হওয়া কঠিন করে তোলে। যখন কণার উপরিভাগের কিছু দ্রবীভূত স্তর অদৃশ্য হয়ে যায়, তখন কণার মধ্যে আণবিক আকর্ষণীয় বলগুলি ফ্লোকুলেটেড কাঠামোর গঠনের দিকে নিয়ে যেতে পারে, যার মধ্যে উল্লেখযোগ্য পরিমাণে মিশ্রিত জল আটকে যায়।

একটি সুপারপ্লাস্টিকাইজার যোগ করার পরে, সিমেন্ট পেস্ট একটি অভিন্নভাবে বিচ্ছুরিত কাঠামো প্রদর্শন করে। এটি ঘটে কারণ সুপারপ্লাস্টিকাইজারের হাইড্রোফোবিক গ্রুপগুলি সিমেন্টের কণাগুলির উপরিভাগে দিকনির্দেশনামূলকভাবে শোষণ করে, হাইড্রোফিলিক গ্রুপগুলি জলীয় দ্রবণের মুখোমুখি হয়ে একটি আণবিক শোষণ ঝিল্লি তৈরি করে। এটি জলের উপরিভাগের টান LV, কঠিন-তরল আন্তঃফেসিয়াল টান SL, এবং সিমেন্ট কণাগুলিতে জলের যোগাযোগের কোণ θ হ্রাস করে, যার ফলে এটির ভেজাতা বৃদ্ধি পায় এবং সিস্টেমের ইন্টারফেসিয়াল শক্তি হ্রাস করে। এটি সিমেন্টের কণাগুলির ছিদ্রগুলিতে যে হারে জল প্রবেশ করে তাও বৃদ্ধি করে, যা কঠিন ইন্টারফেসে সুপারপ্লাস্টিকাইজারের শোষণের জন্য উপকারী এবং অতিরিক্ত প্রভাব তৈরি করে যা কণা সমষ্টির বিচ্ছুরণ এবং ভাঙ্গনে সহায়তা করে।

2.2 ভেজানো এবং তৈলাক্তকরণের প্রভাব

যখন পানি সিমেন্টের সাথে মিশ্রিত হয়, তখন কণার পৃষ্ঠগুলি ভেজা হয় এবং ভেজা হওয়ার মাত্রা তাজা মিশ্রিত কংক্রিটের কার্যকারিতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে। যখন প্রসারণ স্বাভাবিকভাবে ঘটে, তখন ভূপৃষ্ঠের মুক্ত শক্তির হ্রাস গিবস সমীকরণ ব্যবহার করে গণনা করা যেতে পারে:

dG= cw dSdG=\gamma_{cw} \, dSdG= cw​dS

যেখানে dGdGdG হল ভূপৃষ্ঠের মুক্ত শক্তির পরিবর্তন, cw\gamma_{cw} cw​ হল সিমেন্ট-ওয়াটার ইন্টারফেসের ইন্টারফেসিয়াল টান, এবং dSdSdS হল ভেজা জায়গার পরিবর্তন। এটি একীভূত করা দেয়:

G= cw S+CG=\gamma_{cw} \, S + CG= cw​S+C

If the free energy of a certain moment in the system is constant, then γcw\gamma_{cw}γcw​ is inversely proportional to SSS. Therefore, the addition of a superplasticizer not only effectively disperses cement particles but also increases the hydration area of cement particles due to its wetting effect, influencing the hydration rate of cement. Water must satisfy the condition γsv−γsl−γlv>0\gamma_{sv} - \gamma_{sl} - \gamma_{lv} > 0γsv​−γsl​−γlv​>0 সিমেন্টের কণার উপরিভাগে ছড়িয়ে দিতে। সাধারণত, সাধারণ তরলগুলির মধ্যে জলের উপরিভাগের টান সবচেয়ে বেশি থাকে, যা এটিকে কম শক্তির পৃষ্ঠে ছড়িয়ে পড়তে বাধা দেয়। একটি সুপারপ্লাস্টিকাইজার সংযোজন পানির পৃষ্ঠের উত্তেজনাকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে এবং কঠিন-তরল আন্তঃফেসিয়াল টানকেও কমিয়ে দেয়, যা স্বল্প-শক্তির পৃষ্ঠে স্বতঃস্ফূর্তভাবে ছড়িয়ে পড়তে সক্ষম করে।

সুপারপ্লাস্টিকাইজারগুলি সাধারণত অ্যানিওনিক সার্ফ্যাক্ট্যান্ট। যখন তাদের জলীয় দ্রবণ সিমেন্ট কণার পৃষ্ঠের সংস্পর্শে আসে, তখন সুপারপ্লাস্টিকাইজারের হাইড্রোফিলিক গ্রুপগুলি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক মিথস্ক্রিয়াগুলির কারণে সিমেন্ট কণার পৃষ্ঠের উপর শোষণ করে, যখন হাইড্রোফোবিক গ্রুপগুলি জলীয় পর্যায়ের দিকে অভিমুখী হয়। সুপারপ্লাস্টিকাইজারের ঘনত্ব বাড়ার সাথে সাথে শোষণের পরিমাণ বেড়ে যায়, পৃষ্ঠের চার্জ নিরপেক্ষ হয়, হাইড্রোফোবিক অঞ্চলগুলির বিন্যাস আরও কম্প্যাক্ট হয়ে যায় এবং পৃষ্ঠের হাইড্রোফোবিসিটি বৃদ্ধি পায়, যার ফলে একটি উচ্চতর যোগাযোগের কোণ হয়।

সিমেন্ট কণার উপরিভাগে শোষিত হাইড্রোফিলিক গ্রুপগুলি সহজেই জলের অণুর সাথে হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি করে। একবার পর্যাপ্ত সুপারপ্লাস্টিকাইজার সিমেন্টের কণাগুলিতে শোষিত হয়ে গেলে, জলের অণুর মধ্যে হাইড্রোফিলিক গ্রুপ এবং হাইড্রোজেন বন্ধনের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া, জলের অণুগুলির মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধনের সাথে মিলিত হয়ে, সিমেন্ট কণাগুলির মধ্যে একটি স্থিতিশীল দ্রবীভূত জলের ফিল্ম তৈরি করে। এই ফিল্ম সিমেন্ট কণার মধ্যে সরাসরি যোগাযোগ প্রতিরোধ করে এবং তাদের মধ্যে তৈলাক্তকরণ প্রদান করে। অতিরিক্তভাবে, যখন সুপারপ্লাস্টিকাইজার যোগ করা হয়, তখন কিছু ছোট বুদবুদও পেস্ট সিস্টেমে প্রবেশ করতে পারে, সুপারপ্লাস্টিকাইজার দ্বারা শোষিত একটি আণবিক ফিল্ম দ্বারা বেষ্টিত। এই বুদবুদগুলি সিমেন্টের কণাগুলিতে শোষণ ফিল্মের মতো একই বৈদ্যুতিক চার্জ বহন করে এবং বুদবুদ এবং সিমেন্ট কণার মধ্যে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বিকর্ষণ সিমেন্ট কণাগুলির বিচ্ছুরণ বাড়ায়, তাদের স্লাইডিং ক্ষমতা বাড়ায়।