କଂକ୍ରିଟ୍‌ରେ ମେଟାକାଓଲିନ୍‌ର ଭୂମିକା

(୧) ସିମେଣ୍ଟ ସ୍ଲରି ଏବଂ ମୋର୍ଟାରର ଶକ୍ତିକୁ ଉନ୍ନତ କରିବା, ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ହେଉଛି ଉଚ୍ଚ-କ୍ଷମତା ସମ୍ପନ୍ନ କଂକ୍ରିଟର ସୂଚକ। ମେଟାକାଓଲିନ୍ ଯୋଡିବାର ମୁଖ୍ୟ ଉଦ୍ଦେଶ୍ୟ ହେଉଛି ସିମେଣ୍ଟ ମୋର୍ଟାର ଏବଂ କଂକ୍ରିଟର ଶକ୍ତିକୁ ଉନ୍ନତ କରିବା।

ପୁନ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ (୨୦୦୧) ପୋର୍ଟଲ୍ୟାଣ୍ଡ ସିମେଣ୍ଟକୁ ୦-୨୦% (ବହୁଳ ଅଂଶ) କାଓଲିନ୍ ଏବଂ ସିଲିକା ପାଉଡର ସହିତ ବଦଳାଇ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଯାଇଥିବା ୦.୩ ଜଳ ସିମେଣ୍ଟ ଅନୁପାତ ସହିତ ସିମେଣ୍ଟ ସ୍ଲରି ଉପରେ ସଙ୍କୋଚନ ଶକ୍ତି ପରୀକ୍ଷା କରିଥିଲେ। ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ଦର୍ଶାଇଥିଲା ଯେ ୫% ରୁ ୨୦% କାଓଲିନ୍ ଯୁକ୍ତ ସିମେଣ୍ଟ ସ୍ଲରିଗୁଡ଼ିକର ସଙ୍କୋଚନ ଶକ୍ତି ସମସ୍ତ ବୟସରେ ସନ୍ଦର୍ଭ ସିମେଣ୍ଟ ତୁଳନାରେ ଅଧିକ ଥିଲା, ୧୦% କାଓଲିନ୍ ଯୁକ୍ତ ସିମେଣ୍ଟ ସନ୍ଦର୍ଭ ସିମେଣ୍ଟ ତୁଳନାରେ ୨୮ ଏବଂ ୯୦ ଦିନରେ ୨୦% ଶକ୍ତି ବୃଦ୍ଧି ଦେଖାଇଥିଲା। ୫% ରୁ ୧୦% ସିଲିକା ପାଉଡର ଯୁକ୍ତ ସିମେଣ୍ଟ ମଧ୍ୟ ସନ୍ଦର୍ଭ ସିମେଣ୍ଟ ତୁଳନାରେ ୨୮ ଏବଂ ୯୦ ଦିନରେ ୨୦% ଶକ୍ତି ବୃଦ୍ଧି ଦେଖାଇଥିଲା। ୨୮ଡି ଏବଂ ୯୦ଡିରେ ଏହାର ଶକ୍ତି କଓଲିନ୍ ସିମେଣ୍ଟ ସହିତ ସମତୁଲ୍ୟ, କିନ୍ତୁ ଏହାର ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ଶକ୍ତି ବେଞ୍ଚମାର୍କ ସିମେଣ୍ଟ ତୁଳନାରେ କମ୍। ବିଶ୍ଳେଷଣରୁ ଜଣାପଡ଼େ ଯେ ଏହା ବ୍ୟବହୃତ ସିଲିକନ୍ ପାଉଡରର ଗମ୍ଭୀର ସମଷ୍ଟି ଏବଂ ସିମେଣ୍ଟ ସ୍ଲରିରେ ଅପର୍ଯ୍ୟାପ୍ତ ବିଚ୍ଛିନ୍ନତା ସହିତ ଜଡିତ ହୋଇପାରେ।

(୨) ଲି କେଲିଆଙ୍ଗ ଏବଂ ଅନ୍ୟମାନେ (୨୦୦୫) ସିମେଣ୍ଟ କଂକ୍ରିଟର ଶକ୍ତିକୁ ଉନ୍ନତ କରିବା ପାଇଁ କାଓଲିନରେ କ୍ୟାଲସିନେସନ୍ ତାପମାତ୍ରା, କ୍ୟାଲସିନେସନ୍ ସମୟ ଏବଂ SiO2 ଏବଂ A12O3 ବିଷୟବସ୍ତୁର ମେଟାକାଓଲିନ୍ କାର୍ଯ୍ୟକଳାପ ଉପରେ ପ୍ରଭାବ ଅଧ୍ୟୟନ କରିଥିଲେ। ମେଟାକାଓଲିନ୍ ବ୍ୟବହାର କରି ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି କଂକ୍ରିଟ୍ ଏବଂ ମାଟି ପଲିମର ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଯାଇଥିଲା। ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ ଯେତେବେଳେ କାଓଲିନ୍ ପରିମାଣ ୧୫% ଏବଂ ଜଳ ସିମେଣ୍ଟ ଅନୁପାତ ୦.୪ ହୋଇଥାଏ, ସେତେବେଳେ ୨୮ ଦିନର ସଙ୍କୋଚନ ଶକ୍ତି ୭୧.୯ MPa ହୋଇଥାଏ। ଯେତେବେଳେ କାଓଲିନ୍ ପରିମାଣ ୧୦% ଏବଂ ଜଳ ସିମେଣ୍ଟ ଅନୁପାତ ୦.୩୭୫ ହୋଇଥାଏ, ସେତେବେଳେ ୨୮ ଦିନର ସଙ୍କୋଚନ ଶକ୍ତି ୭୩.୯ MPa ହୋଇଥାଏ। ଅଧିକନ୍ତୁ, ଯେତେବେଳେ ମେଟାକାଓଲିନ୍ ପରିମାଣ ୧୦% ହୋଇଥାଏ, ସେତେବେଳେ ଏହାର କାର୍ଯ୍ୟକଳାପ ସୂଚକାଙ୍କ ୧୧୪ରେ ପହଞ୍ଚିଥାଏ, ଯାହା ସମାନ ପରିମାଣର ସିଲିକନ୍ ପାଉଡର ଅପେକ୍ଷା ୧୧.୮% ଅଧିକ। ତେଣୁ, ଏହା ବିଶ୍ୱାସ କରାଯାଏ ଯେ ମେଟାକାଓଲିନ୍ ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତି କଂକ୍ରିଟ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ।

କ୍ୱାନ୍ ଜିଆଓକ୍ସିଆନ୍ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ (୨୦୦୧) ୦, ୦.୫%, ୧୦% ଏବଂ ୧୫% କାଓଲିନ୍ ବିଷୟବସ୍ତୁ ସହିତ କଂକ୍ରିଟ୍‌ର ଅକ୍ଷୀୟ ଟେନସାଇଲ୍ ଚାପ-ଷ୍ଟ୍ରେନ୍ ସମ୍ପର୍କ ଅଧ୍ୟୟନ କରିଥିଲେ। ସେମାନେ ଦେଖିଥିଲେ ଯେ କାଓଲିନ୍ ବିଷୟବସ୍ତୁ ବୃଦ୍ଧି ସହିତ, କଂକ୍ରିଟ୍‌ର ଅକ୍ଷୀୟ ଟେନସାଇଲ୍ ଶକ୍ତିର ଶିଖର ଷ୍ଟ୍ରେନ୍ ଯଥେଷ୍ଟ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଛି, ଏବଂ ଟେନସାଇଲ୍ ଇଲାଷ୍ଟିକ୍ ମଡ୍ୟୁଲ୍ସ ମୂଳତଃ ଅପରିବର୍ତ୍ତିତ ରହିଛି। ତଥାପି, କଂକ୍ରିଟ୍‌ର ସଙ୍କୋଚନ ଶକ୍ତି ଯଥେଷ୍ଟ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଛି, ଏବଂ ସଙ୍କୋଚନ ଶକ୍ତି ଅନୁପାତ ଅନୁରୂପ ଭାବରେ ହ୍ରାସ ପାଇଛି। ଯେତେବେଳେ କାଓଲିନ୍‌ର ବିଷୟବସ୍ତୁ ୧୫% ଥାଏ, କଂକ୍ରିଟ୍‌ର ଟେନସାଇଲ୍ ଶକ୍ତି ଏବଂ ସଙ୍କୋଚନ ଶକ୍ତି ଯଥାକ୍ରମେ ସନ୍ଦର୍ଭ କଂକ୍ରିଟ୍‌ର ୧୨୮% ଏବଂ ୧୮୪% ଥାଏ।

କଂକ୍ରିଟ୍ ଉପରେ ମେଟାକାଓଲିନ୍ ର ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଇନ୍ ପାଉଡରର ଶକ୍ତିଶାଳୀକରଣ ପ୍ରଭାବ ଉପରେ କାଓ ଝେଙ୍ଗଲିଆଙ୍ଗ୍ ଏବଂ ଅନ୍ୟମାନେ (୨୦୦୪) ସେମାନଙ୍କର ଅଧ୍ୟୟନରେ ପାଇଲେ ଯେ, ସମାନ ତରଳତା ଅଧୀନରେ, ୧୦% ମେଟାକାଓଲିନ୍ ଯୁକ୍ତ ମୋର୍ଟାର ୨୮ ଦିନ ପରେ ଏହାର ସଙ୍କୋଚନ ଶକ୍ତି ଏବଂ ନମନୀୟ ଶକ୍ତିକୁ ୬% ରୁ ୮% ବୃଦ୍ଧି କରିଥିଲା। ମେଟାକାଓଲିନ୍ ସହିତ ମିଶ୍ରିତ କଂକ୍ରିଟ୍ ର ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ଶକ୍ତି ବିକାଶ ମାନକ କଂକ୍ରିଟ୍ ତୁଳନାରେ ଯଥେଷ୍ଟ ଦ୍ରୁତ ଥିଲା। ବେଞ୍ଚମାର୍କ କଂକ୍ରିଟ୍ ତୁଳନାରେ, ୧୫% ମେଟାକାଓଲିନ୍ ଯୁକ୍ତ କଂକ୍ରିଟ୍ ୩ଡି ଅକ୍ଷୀୟ ସଙ୍କୋଚନ ଶକ୍ତିରେ ୮୪% ବୃଦ୍ଧି ଏବଂ ୨୮ଡି ଅକ୍ଷୀୟ ସଙ୍କୋଚନ ଶକ୍ତିରେ ୮୦% ବୃଦ୍ଧି ପାଇଛି, ଯେତେବେଳେ ସ୍ଥିର ଇଲାଷ୍ଟିକ୍ ମଡୁଲସ୍ ୩ଡିରେ ୯% ଏବଂ ୨୮ଡିରେ ୮% ବୃଦ୍ଧି ପାଇଛି।

ହୁଆଙ୍ଗ ଝାନ୍ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ (୨୦୦୮) କଂକ୍ରିଟର ଶକ୍ତି ଏବଂ ସ୍ଥାୟୀତ୍ୱ ଉପରେ ମେଟାକାଓଲିନ୍ ଏବଂ ସ୍ଲାଗ୍ ର ବିଭିନ୍ନ ମିଶ୍ରଣ ଅନୁପାତର ପ୍ରଭାବ ଅଧ୍ୟୟନ କରିଥିଲେ। ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ ସ୍ଲାଗ୍ କଂକ୍ରିଟରେ ମେଟାକାଓଲିନ୍ ଯୋଗ କରିବା ଦ୍ୱାରା କଂକ୍ରିଟର ଶକ୍ତି ଏବଂ ସ୍ଥାୟୀତ୍ୱ ଉଭୟରେ ଉନ୍ନତି ହୁଏ। ସ୍ଲାଗ୍ ଏବଂ ସିମେଣ୍ଟର ସର୍ବୋତ୍ତମ ଅନୁପାତ ପ୍ରାୟ ୩:୭, ଯାହା ଫଳରେ ଆଦର୍ଶ କଂକ୍ରିଟ୍ ଶକ୍ତି ମିଳିଥାଏ। ମେଟାକାଓଲିନ୍ ର ଜ୍ୱାଳାମୁଖୀ ପାଉଁଶ ପ୍ରଭାବ ଯୋଗୁଁ କମ୍ପୋଜିଟ୍ କଂକ୍ରିଟ୍ ର ଆର୍କ ପାର୍ଥକ୍ୟ ଏକକ ସ୍ଲାଗ୍ କଂକ୍ରିଟ୍ ତୁଳନାରେ ସାମାନ୍ୟ ଅଧିକ। ଏହାର ବିଭାଜନକାରୀ ତେଜ ଶକ୍ତି ବେଞ୍ଚମାର୍କ କଂକ୍ରିଟ୍ ତୁଳନାରେ ଅଧିକ।

ୟାଙ୍ଗ ଫେଙ୍ଗଲିଙ୍ଗ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ (୨୦୧୧) ସିମେଣ୍ଟ ବଦଳାଇବା ପାଇଁ ସମାନ ପରିମାଣର ମେଟାକାଓଲିନ୍, ଫ୍ଲାଏ ଆସ୍ ଏବଂ ସ୍ଲାଗ୍ ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲେ ଏବଂ କଂକ୍ରିଟ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରିବା ପାଇଁ ପୃଥକ ଭାବରେ ମେଟାକାଓଲିନ୍ କୁ ଫ୍ଲାଏ ଆସ୍ ଏବଂ ସ୍ଲାଗ୍ ସହିତ ମିଶ୍ରିତ କରିଥିଲେ। କଂକ୍ରିଟ୍ ର କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମତା, ସଙ୍କୋଚନ ଶକ୍ତି ଏବଂ ସ୍ଥାୟୀତ୍ୱ ଅଧ୍ୟୟନ କରାଯାଇଥିଲା। ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ଦର୍ଶାଏ ଯେ ଯେତେବେଳେ ସମାନ ପରିମାଣରେ ୫% ରୁ ୨୫% ସିମେଣ୍ଟ ବଦଳାଇବା ପାଇଁ କାଓଲିନ୍ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା, ସମସ୍ତ ବୟସରେ କଂକ୍ରିଟ୍ ର ସଙ୍କୋଚନ ଶକ୍ତି ଉନ୍ନତ ହୋଇଥିଲା; ଯେତେବେଳେ ୨୦% ସିମେଣ୍ଟ ବଦଳାଇବା ପାଇଁ କାଓଲିନ୍ ସମାନ ପରିମାଣରେ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ, ପ୍ରତ୍ୟେକ ବୟସରେ ସଙ୍କୋଚନ ଶକ୍ତି ଆଦର୍ଶ। ୩ଡି, ୭ଡି ଏବଂ ୨୮ଡିରେ ଶକ୍ତି ଯଥାକ୍ରମେ କାଓଲିନ୍ ଯୋଡା ନଯାଇ କଂକ୍ରିଟ୍ ତୁଳନାରେ ୨୬.୦%, ୧୪.୩% ଏବଂ ୮.୯% ଅଧିକ। ଏହା ସୂଚିତ କରେ ଯେ ପ୍ରକାର II ପୋର୍ଟଲ୍ୟାଣ୍ଡ ସିମେଣ୍ଟ ପାଇଁ, ମେଟାକାଓଲିନ୍ ଯୋଗ ପ୍ରସ୍ତୁତ କଂକ୍ରିଟ୍ ର ଶକ୍ତିକୁ ଉନ୍ନତ କରିପାରିବ।

ଝାଙ୍ଗ ଚେଙ୍ଗବୋ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ (୨୦୧୨) ପାରମ୍ପରିକ ପୋର୍ଟଲ୍ୟାଣ୍ଡ ସିମେଣ୍ଟକୁ ବଦଳାଇବା ପାଇଁ ଜିଓପଲିମର ସିମେଣ୍ଟ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରିବା ପାଇଁ ମୁଖ୍ୟ କଞ୍ଚାମାଲ ଭାବରେ ଷ୍ଟିଲ୍ ସ୍ଲାଗ୍, ମେଟାକାଓଲିନ୍ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ସାମଗ୍ରୀ ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲେ, ଯାହା ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ, ବ୍ୟବହାର ହ୍ରାସ ଏବଂ ଅପଚୟକୁ ଧନରେ ପରିଣତ କରିବାର ଲକ୍ଷ୍ୟ ହାସଲ କରିଥିଲା। ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ଦର୍ଶାଇଥିଲା ଯେ ଯେତେବେଳେ ଷ୍ଟିଲ୍ ପରିମାଣ ଏବଂ ଫ୍ଲାଏ ଆଶ୍ ପରିମାଣ ଉଭୟ ୨୦% ଥିଲା, ୨୮ ଦିନରେ ପରୀକ୍ଷଣ ବ୍ଲକରେ ଶକ୍ତି ଏକ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଉଚ୍ଚ ସ୍ତର (୯୫.୫MPa)ରେ ପହଞ୍ଚିଥିଲା। ଯୋଡା ହୋଇଥିବା ଷ୍ଟିଲ୍ ସ୍ଲାଗ୍ ପରିମାଣ ବୃଦ୍ଧି ପାଇବା ସହିତ, ଏହା ଜିଓପଲିମର ସିମେଣ୍ଟର ସଙ୍କୋଚନ ହ୍ରାସ କରିବାରେ ମଧ୍ୟ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରିପାରିବ।

ଚେନ୍ ଗୁଓକାନ୍ (୨୦୧୦) "ପୋର୍ଟଲାଣ୍ଡ ସିମେଣ୍ଟ + ସକ୍ରିୟ ଖଣିଜ ମିଶ୍ରଣ + ଉଚ୍ଚ-ଦକ୍ଷତା ଜଳ ହ୍ରାସକାରୀ ଏଜେଣ୍ଟ", ଚୁମ୍ବକୀୟ ଜଳ କଂକ୍ରିଟ୍ ପ୍ରଯୁକ୍ତି ଏବଂ ପାରମ୍ପରିକ ପ୍ରସ୍ତୁତି ପ୍ରକ୍ରିୟାର ବୈଷୟିକ ପଥ ଗ୍ରହଣ କରିଥିଲେ ଏବଂ ସ୍ଥାନୀୟ ଭାବରେ ଉତ୍ପନ୍ନ କଞ୍ଚାମାଲ ଯେପରିକି ପଥର ଏବଂ ସ୍ଲାଗ୍ ବ୍ୟବହାର କରି କମ୍-କାର୍ବନ ଅଲ୍ଟ୍ରା-ହାଇଷ୍ଟ୍ରେଣ୍ଟ୍ ଷ୍ଟୋନ୍ ସ୍ଲାଗ୍ କଂକ୍ରିଟ୍ ଉପରେ ପ୍ରସ୍ତୁତି ପରୀକ୍ଷଣ କରିଥିଲେ। ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ସୂଚାଇଥାଏ ଯେ ମେଟାକାଓଲିନ୍‌ର ଉପଯୁକ୍ତ ମାତ୍ରା ହେଉଛି ୧୦%। ଅତି-ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ପଥର ସ୍ଲାଗ୍ କଂକ୍ରିଟ୍‌ର ପ୍ରତି ୟୁନିଟ୍ ବସ୍ତୁତ୍ୱର ସିମେଣ୍ଟ ଅବଦାନର ବସ୍ତୁତ୍ୱରୁ ଶକ୍ତି ଅନୁପାତ ସାଧାରଣ କଂକ୍ରିଟ୍‌ର ପ୍ରାୟ ୪.୧୭ ଗୁଣ, ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତି କଂକ୍ରିଟ୍ (HSC)ର ୨.୪୯ ଗୁଣ ଏବଂ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳ ପାଉଡର କଂକ୍ରିଟ୍ (RPC)ର ୨.୦୨ ଗୁଣ। ତେଣୁ, କମ୍ ମାତ୍ରା ସିମେଣ୍ଟ ସହିତ ପ୍ରସ୍ତୁତ ଅଲ୍ଟ୍ରା-ହାଇଷ୍ଟ୍ରେଣ୍ଟ୍ ଷ୍ଟୋନ୍ ସ୍ଲାଗ୍ କଂକ୍ରିଟ୍ ହେଉଛି କମ୍-କାର୍ବନ ଅର୍ଥନୀତି ଯୁଗରେ କଂକ୍ରିଟ୍ ବିକାଶର ଦିଗ।

(୩) କଂକ୍ରିଟରେ ତୁଷାର ପ୍ରତିରୋଧୀ କାଓଲିନ୍ ଯୋଡିବା ପରେ, କଂକ୍ରିଟର ଛିଦ୍ର ଆକାର ବହୁତ ହ୍ରାସ ପାଇଥାଏ, ଯାହା କଂକ୍ରିଟର ଫ୍ରିଜ୍-ଥ୍ଓ ଚକ୍ରକୁ ଉନ୍ନତ କରିଥାଏ। ଫେଙ୍ଗ ନାଇକ୍ସିଆନ୍ (୨୦୦୨) ଜାଣିପାରିଲେ ଯେ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ସଂଖ୍ୟକ ଫ୍ରିଜ୍-ଥ୍ଓ ଚକ୍ର ଅଧୀନରେ, ୨୮ ଦିନ ବୟସରେ ୧୫% କାଓଲିନ୍ ବିଷୟବସ୍ତୁ ସହିତ କଂକ୍ରିଟ୍ ନମୁନାର ଇଲାଷ୍ଟିକ୍ ମଡ୍ୟୁଲ୍ସ ୨୮ ଦିନ ବୟସରେ ସନ୍ଦର୍ଭ କଂକ୍ରିଟ୍ ତୁଳନାରେ ଯଥେଷ୍ଟ ଅଧିକ। କଂକ୍ରିଟ୍ରେ ମେଟାକାଓଲିନ୍ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଖଣିଜ ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଇନ୍ ପାଉଡରର ମିଶ୍ରିତ ପ୍ରୟୋଗ କଂକ୍ରିଟ୍ର ସ୍ଥାୟୀତ୍ୱ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ବହୁ ପରିମାଣରେ ଉନ୍ନତ କରିପାରିବ।