सूखे-मिश्रण मोर्टार में धूल को कम करने के लिए पॉलीविनाइल अल्कोहल समाधान

सूखे-मिश्रण मोर्टार में धूल बनने की समस्या और पॉलीविनाइल अल्कोहल की भूमिका की समझ

धूल बनने की समस्या: सूखे-मिश्रण मोर्टार में स्वास्थ्य, सुरक्षा और हैंडलिंग चुनौतियाँ

जब मिश्रण और आवेदन प्रक्रियाओं के दौरान धूल उड़ती है, तो यह विशेष रूप से श्वसनीय क्रिस्टलीकृत सिलिका शामिल होने पर श्रमिकों के लिए गंभीर सांस लेने की समस्याएं पैदा करती है, इसके अलावा यह पूरे कार्यस्थल क्षेत्र को दूषित कर देती है। यह धूल की समस्या आमतौर पर लैटेंस के नाम से जाने जाने वाली उन पतली सतह वाली परतों से उत्पन्न होती है, जो तब होती है जब कंक्रीट में बहुत अधिक पानी मिलाया जाता है, बहुत जल्दी फिनिश किया जाता है, या केवल ठीक से क्योर नहीं किया जाता है। बड़े चित्र पर विचार करें, तो धूल केवल स्वास्थ्य के लिए ही बुरी नहीं है। सिलिकोसिस और पुरानी ब्रोंकाइटिस वास्तविक चिंताएं हैं, लेकिन खराब मिश्रण के परिणाम, सामग्री का गलत तरीके से अलग होना और बहुत अधिक सामग्री बर्बाद होने के कारण बनाई जा रही वास्तविक उत्पादों को भी नुकसान पहुंचता है। संचालन संबंधी दृष्टिकोण से, सब कुछ काफी धीमा हो जाता है। सफाई एक लगातार काम बन जाती है, श्रमिक अपने काम में विश्वास खोने लगते हैं, और सभी को पूरे दिन अधिक सुरक्षात्मक उपकरण पहनने पड़ते हैं।

पॉलीविनाइल एल्कोहॉल (PVA) कणों के संहनन और बंधन के माध्यम से धूल को कैसे दबाता है

PVA, या पॉलीविनाइल अल्कोहॉल, एक बाइंडर के रूप में काम करता है जो हाइड्रोजन बंधन के माध्यम से सीमेंट और अन्य भराव सामग्री से चिपकता है। जब पानी के साथ मिलाया जाता है, तो यह सामग्री छोटे कणों के बीच चिपचिपे संबंध बनाती है, जिससे उनके समूह में एकत्र होने को नियंत्रित करने में मदद मिलती है और उन्हें अलग होने से रोका जा सकता है। परिणाम? पाउडर लगभग 15 से 20 प्रतिशत तक अधिक सघन हो जाता है, शिपिंग के दौरान कम अलग होता है, और अपने कार्यात्मक गुणों को खोए बिना स्वतंत्र रूप से बहता रहता है। PVA के घुलनशीलता और प्रदर्शन की गुणवत्ता इस बात पर निर्भर करती है कि कितनी हाइड्रोलिसिस हुई है। लगभग 87 से 89 प्रतिशत तक आंशिक रूप से हाइड्रोलाइज्ड ग्रेड ठंडे पानी में तेजी से घुल जाते हैं, जिससे वे कार्य स्थलों पर धूल को नियंत्रित करने के लिए उत्तम होते हैं। 98 से 99 प्रतिशत तक पूर्ण रूप से हाइड्रोलाइज्ड संस्करण मजबूत फिल्म बनाते हैं और पानी के प्रति अधिक प्रतिरोधी होते हैं, जिसके कारण टिकाऊपन सबसे महत्वपूर्ण होने वाले विभिन्न अनुप्रयोगों में उनकी पसंद की जाती है।

केस अध्ययन: 1.5% PVA समावेश के साथ हवा में उड़ने वाली धूल में 60% तक की कमी प्राप्त करना

एक नियंत्रित परीक्षण में मानक मोर्टार मिश्रणों की तुलना 1.5% आंशिक रूप से जलअपघटित पॉलीविनाइल अल्कोहल युक्त सूत्रों के साथ की गई। परिणामों में दर्शाया गया:

संशोधित मिश्रण ने पूर्ण संपीड़न शक्ति बरकरार रखी और अणु भार चयन के अनुकूलन (85–88% जलअपघटन ग्रेड) के माध्यम से सेट होने में देरी से बचा, जो इंगित करता है कि प्रभावी धूल नियंत्रण संरचनात्मक या कार्यात्मक प्रदर्शन को कमजोर किए बिना संभव है।

धूल नियंत्रण और सामंजस्य में सुधार के लिए पॉलीविनाइल अल्कोहल के तंत्र

पानी में घुलनशील चिपकने वाले पदार्थ के रूप में पीवीए: ड्राई-मिक्स्ड मोर्टार में पाउडर की सहसंजनता में सुधार

जब सूखे मिश्रण वाले मोर्टार में पॉलीविनाइल अल्कोहॉल पानी के संपर्क में आता है, तो यह तेजी से घुल जाता है और सीमेंट के कणों को विभिन्न भराव सामग्री से जोड़ने वाले उन महत्वपूर्ण हाइड्रोजन बंधों का निर्माण करता है। इसके बाद जो होता है वह काफी दिलचस्प है: ये बंध लंबी पॉलीमर श्रृंखलाएँ बनाते हैं जो वास्तव में छोटे-छोटे कणों को चिपका देती हैं, जिससे वे हर जगह उड़ने के बजाय स्थिर छोटे समूहों में बदल जाते हैं। अधिकांश ठेकेदारों का पाया गया है कि PVA की 0.5% से 1.5% मात्रा डालने से बारीक सामग्री की गति में लगभग 40 से 60 प्रतिशत तक कमी आती है। इसका अर्थ है कि श्रमिकों द्वारा मोर्टार को मिलाते समय, डालते समय या स्थल पर संभालते समय काफी कम धूल उड़ती है। उन्हीं अनुप्रयोगों में जहां शक्ति और कार्यक्षमता दोनों महत्वपूर्ण हों, 70k से 100k ग्राम प्रति मोल के आसपास के आणविक भार और लगभग पूर्ण हाइड्रोलिसिस (98-99%) वाले PVA की तलाश करें। लेकिन यदि तुरंत धूल के खिलाफ त्वरित क्रिया की आवश्यकता हो, तो 87-89% आंशिक हाइड्रोलिसिस वाले संस्करण भी कई अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त रूप से अच्छा काम करते हैं।

रेओलॉजी पर प्रभाव: कम अलगाव और सुधारित पेस्ट स्थिरता

मोर्टार में मिलाए जाने पर, PVA कणों के आपस में अधिक घर्षण और पानी की गति को सीमित करके उसके प्रवाह को बदल देता है। हाइड्रॉक्सिल समूहों से भरी इस सामग्री की संरचना नियमित मिश्रणों की तुलना में लगभग 15 से 20 प्रतिशत अतिरिक्त पानी धारण करती है। इसका अर्थ है कि सतहें शुरू में इतनी तेज़ी से सूखती नहीं हैं, जिससे मिश्रण को जमने से पहले लगभग डेढ़ घंटे तक अतिरिक्त कार्य करने की सुविधा मिलती है। लेकिन वास्तविक महत्व इस बात में है कि PVA सम्मिश्रण के टुकड़ों के चारों ओर पतली परतों का निर्माण करता है। ये परतें भारी सामग्री को मिश्रण के माध्यम से नीचे बैठने से रोकती हैं, जिससे सभी चीजें ठीक से मिश्रित रहती हैं। परिणामस्वरूप, सतह के नीचे बुलबुले बनना, बाद में दरारें आना और असमान फिनिश जैसी समस्याएं बहुत कम हो जाती हैं। कुछ परीक्षणों में दिखाया गया है कि यह इन समस्याओं में लगभग तीन-चौथाई तक की कमी कर सकता है, विशेष रूप से दीवारों या अन्य ऊर्ध्वाधर सतहों पर काम करते समय, जहां उचित स्थिरता बनाए रखना हमेशा चुनौतीपूर्ण होता है।

मॉर्टार अनुप्रयोगों में पॉलीविनाइल अल्कोहल के साथ बंधन प्रदर्शन का अनुकूलन

पीवीए द्वारा फिल्म निर्माण: पट्टियों और इंटरफ़ेस एजेंटों में अंतरापृष्ठीय चिपकाव को बढ़ाना

जब लगाया जाता है, तो घुला हुआ पीवीए (PVA) विभिन्न सामग्रियों के मिलन स्थलों की ओर बढ़ता है और सूखने के साथ एक निरंतर, लचीली फिल्म बनाता है। यह फिल्म सतहों के बीच के अंतराल को भरती है और वास्तव में सीमेंट घटकों के साथ रासायनिक बंधन बनाती है, जिससे चिपकने की क्षमता बहुत बेहतर हो जाती है। परीक्षणों से पता चलता है कि पीवीए (PVA) युक्त पुट्टी मिश्रण बिना किसी संशोधन वाले सामान्य मिश्रणों की तुलना में लगभग 40% अधिक मजबूती से चिपकते हैं। इस फिल्म की लचीलापन इसे तापमान परिवर्तन और भौतिक तनाव को बिना दरार के सहने में सक्षम बनाता है, जो निरंतर दबाव वाले स्थानों जैसे इमारत के जोड़ों, दीवार के कोनों और मरम्मत वाले स्थानों के लिए वास्तव में महत्वपूर्ण है। सर्वोत्तम परिणामों के लिए, अधिकांश अनुप्रयोगों में भार के हिसाब से लगभग 0.5 से 1.5 प्रतिशत पीवीए (PVA) काफी उपयुक्त रहता है। इस मात्रा से अधिक जाने पर समस्याएं हो सकती हैं क्योंकि फिल्में एक-दूसरे में मिलने लगती हैं, जिससे जलयोजन प्रक्रिया धीमी हो जाती है और अंततः समय के साथ कमजोर बंधन का कारण बनती है।

धूल नियंत्रण और चिपकाव का संतुलन: इष्टतम पीवीए आण्विक भार और जलअपघटन की मात्रा का चयन

दोहरे उद्देश्य—मजबूत धूल दमन और स्थायी चिपकाव—दो परस्पर निर्भर मापदंडों में जानबूझकर पीवीए चयन की आवश्यकता होती है:

• आण्विक भार (MW) : कम-एमडब्ल्यू पीवीए (10,000–30,000) धूल नियंत्रण के लिए तत्काल कण बंधन प्रदान करता है लेकिन कमजोर फिल्म देता है; उच्च-एमडब्ल्यू संस्करण (≥70,000) चिपकाव-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए लचीले, वाटरप्रूफ नेटवर्क बनाते हैं।
• जलअपघटन की मात्रा (DH) : आंशिक रूप से जलअपघटित पीवीए (87–89%) ठंडे पानी में घुलनशीलता और त्वरित विसरण सुनिश्चित करता है, जबकि पूर्ण रूप से जलअपघटित प्रकार (98–99%) उपचार के बाद जल प्रतिरोध और बंधन शक्ति को अधिकतम करते हैं।

क्षेत्र में वैधीकरण बताता है कि मध्य-सीमा MW (≈50,000) तथा 92–95% DH सबसे अच्छा समझौता प्रदान करता है—हवा में उड़ने वाले कणों को 55% तक कम करते हुए भी चिपकने वाले प्रभाव की अधिकतम क्षमता का 95% बरकरार रखता है, जिससे संरचनात्मक विश्वसनीयता और संभालने की सुरक्षा के बीच पारंपरिक व्यापार-ऑफ़ समाप्त हो जाता है।

मोर्टार के यांत्रिक गुणों पर पॉलीविनाइल एल्कोहल के प्रभाव का मूल्यांकन

शुष्क-मिश्रण मोर्टार प्रणालियों में तन्य और बंकन ताकत पर PVA का प्रभाव

पॉलीविनाइल अल्कोहॉल (PVA) सूक्ष्म स्तर पर सीमेंट संरचना को मजबूत करके ड्राई मिक्स मोर्टार को अधिक मजबूत बनाता है। जब मिश्रित किया जाता है, तो PVA एक पतली फिल्म बनाता है जो छोटी-छोटी दरारों को भर देती है और भार लगाने पर तनाव को फैला देती है। पिछले साल 'मटीरियल्स' जर्नल में प्रकाशित शोध के अनुसार, अशोधित मोर्टार की तुलना में PVA युक्त मोर्टार में मोड़ने पर लगभग 15% अधिक मजबूती और खींचने के बल को झेलने में लगभग 12% बेहतर प्रदर्शन दिखाते हैं। इन सुधारों का कारण यह है कि जलयोजन के दौरान PVA अणु कैल्शियम सिलिकेट यौगिकों के साथ कैसे बंधन करते हैं, जिससे दरारों के सामग्री के माध्यम से फैलने के तरीके में बदलाव आता है। अचानक टूटने के बजाय, मोर्टार विफल होने से पहले अधिक ऊर्जा को अवशोषित करता है।

व्यापार-ऑफ को संबोधित करना: धूल कम करना बनाम संभावित सेटिंग समय में देरी

हालांकि पीवीए की जल धारण क्षमता और कण संवरण प्रभावी ढंग से धूल को दबाते हैं, फिर भी मानक सूत्रीकरण में यह सीमेंट के जलयोजन गतिकी में अस्थायी अवरोध के कारण प्रारंभिक सेट को लगभग 20 मिनट तक विलंबित कर सकता है—इस प्रभाव को तीन लक्षित समायोजनों के माध्यम से प्रबंधित किया जा सकता है:

• धूल दमन और प्रतिक्रियाशीलता के बीच संतुलन बनाए रखने के लिए भार के अनुसार 0.8–1.2% तक खुराक सीमित करें
• त्वरित विघटन और सीमेंट सतहों की शीघ्र मुक्ति के लिए आंशिक रूप से जलअपघटित पीवीए (87–89% DH) का चयन करें
• गैर-प्रतिक्रियाशील त्वरक के रूप में कैल्शियम फॉर्मेट (0.3–0.5%) जोड़ें जो पीवीए के बंधन कार्य में हस्तक्षेप किए बिना विलंब को समाप्त करता है

पांच यूरोपीय निर्माण स्थलों पर क्षेत्र परीक्षणों में सत्यापित, यह दृष्टिकोण परियोजना विनिर्देशों के ±5 मिनट के भीतर सेटिंग समय बनाए रखते हुए >50% वायुवाहित धूल कमी बनाए रखता है—जो यह साबित करता है कि संचालन सुरक्षा और अनुसूची अखंडता पूरी तरह से संगत हैं।

सामान्य प्रश्न

ड्राई-मिक्स मॉर्टार में धूल क्यों उड़ती है?

शुष्क-मिश्रण मोर्टार में धूल उड़ना आमतौर पर अत्यधिक पानी, असमय समापन या कंक्रीट के अनुचित उपचार के कारण होता है, जिससे सतह पर छीलकर उठने वाली परतें बनती हैं जिन्हें लैटेंस कहा जाता है।

धूल उड़ने को कम करने में पॉलीविनाइल अल्कोहल कैसे सहायता करता है?

पॉलीविनाइल अल्कोहल सीमेंट और भराव सामग्री के साथ मजबूत बंधन बनाने वाले बाइंडर के रूप में कार्य करके धूल उड़ने को कम करने में सहायता करता है, जिससे कणों के प्रकीर्णन को रोका जा सके और सामग्री की घनत्व में वृद्धि हो।

मोर्टार अनुप्रयोगों में PVA के प्रदर्शन में जलअपघटन की भूमिका क्या है?

PVA में जलअपघटन की मात्रा इसकी विलेयता और फिल्म निर्माण क्षमता को प्रभावित करती है, जिससे मोर्टार अनुप्रयोगों में धूल नियंत्रण और बंधन गुण प्रभावित होते हैं।

क्या PVA मोर्टार के यांत्रिक गुणों में सुधार कर सकता है?

हाँ, PVA माइक्रो-दरारों को भरकर और तनाव को अधिक प्रभावी ढंग से वितरित करके मोर्टार की तन्य और बंकन शक्ति में वृद्धि करता है।

क्या PVA का उपयोग मोर्टार के सेट होने के समय में देरी करता है?

हालांकि PVA प्रारंभिक सेटिंग के समय को लगभग 20 मिनट तक देरी से कर सकता है, सही खुराक और कैल्शियम फॉर्मेट जैसे त्वरकों का उपयोग करके इस प्रभाव को कम किया जा सकता है।