কংক্রিটে সম্প্রসারণ এজেন্টের কর্ম প্রক্রিয়া কী?

নির্মাণ প্রকৌশলে, কংক্রিটের ফাটল এবং জলের ছিদ্রের ঘটনা সাধারণ, এবং কাঠামোগত ফাটল নান্দনিকতা বা, গুরুতর ক্ষেত্রে, বিল্ডিংয়ের নিরাপত্তাকে প্রভাবিত করতে পারে। সিমেন্টের বর্ধিত ব্যবহার, উচ্চ শক্তির প্রয়োজনীয়তা, নির্মাণের অবস্থা এবং অপর্যাপ্ত নিরাময়ের মতো কারণগুলির কারণে, কংক্রিটের কাঠামোতে ফাটল তৈরি হওয়া অনিবার্য। বর্তমানে, প্রকৌশলে একমাত্র সম্ভাব্য পন্থা হল নিরীহ সীমার মধ্যে ফাটল নিয়ন্ত্রণ করা।

কংক্রিট ক্র্যাকিংয়ের কারণ

স্ট্রাকচারাল ডিজাইন, কনস্ট্রাকশন কিউরিং এবং কাঁচামাল সহ নির্মাণ প্রকল্পে কংক্রিট ফাটলের বিভিন্ন কারণ রয়েছে। ফাটলের প্রাথমিক কারণ হল শক্ত হওয়ার প্রক্রিয়া চলাকালীন কংক্রিট লোড, বিকৃতি এবং মিশ্রিত হওয়ার সময় উত্পন্ন প্রসার্য চাপ। অভ্যন্তরীণ প্রসার্য চাপ কংক্রিটের চূড়ান্ত প্রসার্য শক্তিকে ছাড়িয়ে গেলে ফাটল দেখা দেয়। এর মধ্যে, বিকৃতির কারণে সৃষ্ট অ-কাঠামোগত ফাটলগুলি 80%, এবং এই অ-কাঠামোগত ফাটলগুলির বেশিরভাগই কংক্রিটের সংকোচনের কারণে (যেমন অটোজেনাস সংকোচন, প্লাস্টিক সংকোচন, শুকানোর সংকোচন, তাপীয় সংকোচন ইত্যাদি)।

অ-কাঠামোগত ফাটল নিয়ন্ত্রণের জন্য কোন বিশদ প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্য নেই, এবং প্রকৌশলে ব্যবহৃত সাধারণ পদ্ধতিগুলির মধ্যে রয়েছে সম্প্রসারণ জয়েন্টগুলি ডিজাইন করা বা নির্মাণের সময় "জাম্পিং গুদাম পদ্ধতি" নিয়োগ করা। যাইহোক, এই পদ্ধতিটি নির্মাণের সময়কে দীর্ঘায়িত করে এবং পরিষ্কারের খরচ বাড়ায়। বিস্তৃত প্রকৌশল অ্যাপ্লিকেশনগুলি দেখিয়েছে যে সবচেয়ে কার্যকর পদ্ধতি হল ক্র্যাক নিয়ন্ত্রণের জন্য সংকোচন-ক্ষতিপূরণকারী কংক্রিট ব্যবহার করা।

বিস্তৃত এজেন্টের প্রক্রিয়া এবং প্রয়োগ

কংক্রিট এক্সপেনসিভ এজেন্ট হল অ্যাডিটিভ যা কংক্রিটে যোগ করা হলে তা আয়তনে প্রসারিত হয়, যা কংক্রিটের সংকোচনের জন্য ক্ষতিপূরণ দেয়। বিস্তৃত এজেন্টগুলি তাদের বিস্তৃত উপাদানগুলির উপর ভিত্তি করে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়, যেমন ক্যালসিয়াম সালফোয়ালুমিনেট, CaO-ভিত্তিক, MgO-ভিত্তিক, ক্যালসিয়াম সালফোয়ালুমিনেট-ক্যালসিয়াম অক্সাইড, এবং ক্যালসিয়াম-ম্যাগনেসিয়াম যৌগিক প্রকার। বিভিন্ন বিস্তৃত উপাদানগুলির কারণে, তাদের সম্প্রসারণের কার্যকারিতাও পরিবর্তিত হয়। বিস্তৃত এজেন্টগুলির সর্বাধিক গৃহীত প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে রয়েছে স্ফটিক বৃদ্ধি তত্ত্ব, জল শোষণের ফোলা তত্ত্ব এবং সলিড-ফেজ আয়তন সম্প্রসারণ তত্ত্ব।

2.1 ক্যালসিয়াম সালফোয়ালুমিনেট-ভিত্তিক বিস্তৃত এজেন্ট

ক্যালসিয়াম সালফোঅ্যালুমিনেট-ভিত্তিক বিস্তৃত এজেন্টগুলির সম্প্রসারণ প্রভাব প্রাথমিকভাবে হাইড্রেশনের সময় ক্যালসিয়াম এট্রিনগাইট (C3A-3CaSO4-32H2O) গঠনের মাধ্যমে অর্জন করা হয়। বিদ্যমান অধ্যয়নগুলি পরামর্শ দেয় যে স্ফটিক বৃদ্ধির চাপ এবং এট্রিনগাইটের জল শোষণের ফোলা শক্তির সম্মিলিত প্রভাব হল প্রসারণের মৌলিক কারণ, জল শোষণের ফোলা প্রভাব প্রধান কারণ। এই তত্ত্বের উপর ভিত্তি করে, এট্রিনগাইটের হাইড্রেশন প্রতিক্রিয়ার জন্য উল্লেখযোগ্য পরিমাণে জল প্রয়োজন, কম জল-সিমেন্ট অনুপাত সহ উচ্চ-শক্তি কংক্রিটে এর প্রয়োগ সীমিত করে। উপরন্তু, ক্যালসিয়াম সালফোঅ্যালুমিনেট-ভিত্তিক বিস্তৃত এজেন্ট ধারণকারী কংক্রিটের কঠোর নিরাময় নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন। অনুপযুক্ত নিরাময় শুধুমাত্র সংকোচনের জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে ব্যর্থ হয় না কিন্তু ফাটল হওয়ার ঝুঁকিও বাড়িয়ে দেয়। অধিকন্তু, ক্যালসিয়াম এট্রিনগাইট আর্দ্র এবং গরম পরিবেশে পচে যেতে পারে, শক্তি এবং স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করে। তাই, প্রকৌশলে ক্যালসিয়াম সালফোঅ্যালুমিনেট-ভিত্তিক বিস্তৃত এজেন্ট ব্যবহার করার সময় পরিবেশগত তাপমাত্রার দিকে বিশেষ মনোযোগ দেওয়া উচিত।

2.2 ক্যালসিয়াম অক্সাইড-ভিত্তিক বিস্তৃত এজেন্ট

ক্যালসিয়াম অক্সাইড-ভিত্তিক বিস্তৃত এজেন্টগুলির সম্প্রসারণ প্রক্রিয়ায় ক্যালসিয়াম হাইড্রোক্সাইড (Ca(OH)2) গঠনের জন্য ক্যালসিয়াম অক্সাইড (CaO) এর হাইড্রেশন জড়িত। এই প্রক্রিয়া সলিড-ফেজ ভলিউম বাড়ায়, এবং হাইড্রেশন পণ্যের স্থানীয় সঞ্চয় ছিদ্রের আয়তনকে বড় করে, ফলে পেস্টের আয়তন প্রসারিত হয়। ক্যালসিয়াম সালফোঅ্যালুমিনেট-ভিত্তিক বিস্তৃত এজেন্টের তুলনায়, ক্যালসিয়াম অক্সাইড-ভিত্তিক বিস্তৃত এজেন্টগুলির জন্য কম জলের প্রয়োজন হয়, উচ্চ প্রসারণ দক্ষতা থাকে এবং আরও ব্যয়-কার্যকর, এগুলি আরও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, CaO জলের সাথে এক্সোথার্মিকভাবে বিক্রিয়া করে, যা কংক্রিটে তাপমাত্রার ফাটল নিয়ন্ত্রণের জন্য ক্ষতিকর। উপরন্তু, CaO-এর দ্রুত হাইড্রেশন হার কংক্রিটের প্লাস্টিক পর্যায়ে উল্লেখযোগ্য সম্প্রসারণের দিকে পরিচালিত করে, যা পরবর্তী পর্যায়ে সংকোচনের ক্ষতিপূরণের জন্য এটিকে অকার্যকর করে তোলে। CaO পরিবেশগত আর্দ্রতার প্রতিও সংবেদনশীল, আর্দ্রতা শোষণ রোধ করার জন্য সতর্ক প্যাকেজিং প্রয়োজন, যা এর সম্প্রসারণ কার্যকারিতা হ্রাস করতে পারে। উপরন্তু, Ca(OH)2 নির্দিষ্ট জলের চাপে দ্রবণীয়, তাই পানির নিচে নির্মাণ প্রকল্পে ক্যালসিয়াম অক্সাইড-ভিত্তিক বিস্তৃত এজেন্ট ব্যবহার করার সময় সতর্কতা প্রয়োজন।

2.3 ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড-ভিত্তিক বিস্তৃত এজেন্ট

ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড-ভিত্তিক বিস্তৃত এজেন্টগুলির সম্প্রসারণ প্রভাব ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড (MgO) এর হাইড্রেশনের মাধ্যমে ম্যাগনেসিয়াম হাইড্রোক্সাইড (Mg(OH)2) গঠনের মাধ্যমে ঘটে, যার পরিমাণ পরিবর্তনের সাথে Mg(OH)2 এর জল শোষণের ফোলা শক্তি দ্বারা চালিত হয়। হাইড্রেশনের প্রাথমিক পর্যায়ে এবং Mg(OH)2 এর স্ফটিক বৃদ্ধির চাপ পরবর্তী পর্যায়ে বিস্তৃত অধ্যয়ন এবং প্রকৌশল প্রয়োগগুলি দেখিয়েছে যে ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড-ভিত্তিক বিস্তৃত এজেন্টগুলি বিলম্বিত সম্প্রসারণ এবং একটি দীর্ঘ প্রসারণ চক্র প্রদর্শন করে, যা শীতল এবং শুকানোর সময় তাপমাত্রা সংকোচনের জন্য কার্যকরভাবে ক্ষতিপূরণ দিতে পারে। তাদের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য স্থিতিশীল, এবং তাদের হাইড্রেশনের জন্য কম জল প্রয়োজন। ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড-ভিত্তিক বিস্তৃত এজেন্টগুলির স্থিতিশীল হাইড্রেশন পণ্য এবং সামঞ্জস্যযোগ্য সম্প্রসারণ বৈশিষ্ট্যগুলির সুবিধা রয়েছে, যা এগুলিকে বাঁধের মতো বড় আকারের কংক্রিট প্রকল্পগুলিতে ব্যাপকভাবে প্রযোজ্য করে তোলে। অনুশীলনে, উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন কংক্রিট ফাটল-প্রতিরোধী এজেন্ট বা ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড এক্সপেনসিভ এজেন্ট নির্বাচন করার সময় কংক্রিটের শক্তির গ্রেড, কাঠামোগত মাত্রা এবং নির্মাণ পরিবেশের মতো বিষয়গুলি বিবেচনা করা উচিত (আর-টাইপ, এম-টাইপ, এস-টাইপ) কংক্রিট সংকোচনের জন্য ক্ষতিপূরণ, এইভাবে পূর্ণ-চক্র ক্র্যাক নিয়ন্ত্রণ অর্জন এবং তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ সহজতর পরিমাপ যাইহোক, ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড-ভিত্তিক বিস্তৃত এজেন্টের ডোজগুলিতে মনোযোগ দিতে হবে, কারণ অত্যধিক পরিমাণ অত্যধিক প্রসারণ ঘটাতে পারে, যার ফলে ভলিউম স্থিতিশীলতা দুর্বল হয়।

2.4 দ্বৈত সম্প্রসারণ উত্স বিস্তৃত এজেন্ট

বাজারে প্রচলিত দ্বৈত সম্প্রসারণ উৎসের বিস্তৃত এজেন্টগুলির মধ্যে রয়েছে ক্যালসিয়াম সালফোয়ালুমিনেট-ক্যালসিয়াম অক্সাইড-ভিত্তিক বিস্তৃত এজেন্ট (যেমন HCSA, CSA, FQY, ইত্যাদি) এবং ক্যালসিয়াম-ম্যাগনেসিয়াম যৌগিক বিস্তৃত এজেন্ট।

ক্যালসিয়াম সালফোয়ালুমিনেট-ক্যালসিয়াম অক্সাইড-ভিত্তিক বিস্তৃত এজেন্ট: এই এজেন্টগুলির সম্প্রসারণ উত্সগুলি হল এট্রিঙ্গাইট এবং Ca(OH)2৷ যখন এই এজেন্টগুলি কংক্রিটে ব্যবহার করা হয়, তখন Ca(OH)2 প্রাথমিক সংকোচনের জন্য ক্ষতিপূরণ দেয়, যখন এট্রিনগাইট পরবর্তী পর্যায়ে সংকোচনের জন্য ক্ষতিপূরণ দেয়। এই উত্সগুলি থেকে সম্প্রসারণ বিভিন্ন পর্যায়ে ঘটে, একটি কার্যকর সংকোচন ক্ষতিপূরণ প্রভাব অর্জন করে। একক-সম্প্রসারণ উত্স এজেন্টের তুলনায়, ক্যালসিয়াম সালফোয়ালুমিনেট-ক্যালসিয়াম অক্সাইড-ভিত্তিক বিস্তৃত এজেন্টগুলির বৃহত্তর সম্প্রসারণ, কম জলের চাহিদা এবং পূর্বের স্থিতিশীল সম্প্রসারণের সময়কালের সুবিধা রয়েছে। এগুলি স্ব-ওয়াটারপ্রুফিং কংক্রিট স্ট্রাকচার এবং সুপার-লং স্ট্রাকচারের বিরামবিহীন নির্মাণের মতো প্রকল্পগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

ক্যালসিয়াম-ম্যাগনেসিয়াম কম্পোজিট বিস্তৃত এজেন্ট: এই এজেন্টগুলি Ca(OH)2 এবং Mg(OH)2 থেকে সম্প্রসারণ উত্স সহ ক্যালসিয়াম অক্সাইডের সাথে হালকাভাবে পোড়া ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইডকে একত্রিত করে তৈরি করা হয়৷ এই যৌগিক এজেন্টগুলির সম্প্রসারণের হার ক্যালসিয়াম অক্সাইডের দ্রুত হাইড্রেশন হার এবং ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইডের ধীর হাইড্রেশন হার দ্বারা সামঞ্জস্য করা হয়। এই সমন্বয় কংক্রিট সংকোচনের মঞ্চস্থ, পূর্ণ-চক্রের ক্ষতিপূরণের জন্য অনুমতি দেয়। অধিকন্তু, ক্যালসিয়াম-ম্যাগনেসিয়াম যৌগিক বিস্তৃত এজেন্ট একক ক্যালসিয়াম অক্সাইড-ভিত্তিক বিস্তৃত এজেন্টগুলির তাপমাত্রা সংবেদনশীলতাকে অতিক্রম করে, যা কম কঠোর তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজনীয়তা সহ প্রকল্পগুলির জন্য উপযুক্ত করে তোলে।