सीमेंट का जलयोजन और जलयोजन की ऊष्मा क्या है?

सीमेंट का जलयोजन और जलयोजन की ऊष्मा क्या है, कंक्रीट में सीमेंट का जलयोजन, इस लेख में हम सीमेंट के जलयोजन और कंक्रीट में सीमेंट के जलयोजन और सीमेंट के लिए जलयोजन की गर्मी के बारे में जानेंगे। हम जानते हैं कि सीमेंट का हाइड्रेशन एक्ज़ोथिर्मिक प्रक्रिया है, जब सीमेंट को पानी के साथ मिलाया जाता है तो यह हाइड्रेट उत्पाद के साथ अधिक मात्रा में ऊष्मा ऊर्जा मुक्त करता है जो अक्षर हाइड्रेटेड और सख्त और मोटा हो जाता है।





आप जानते हैं कि कंक्रीट मिश्रित सामग्री है जो दो प्रमुख घटकों से बनी होती है” भरनेवाला 'तथा ' जिल्दसाज़ '. बाइंडर घटक पानी के साथ सीमेंट मिश्रण का पेस्ट है जो भराव घटक को एक साथ रखने के लिए 'गोंद' के रूप में कार्य करता है। इसलिए बाइंडर के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रमुख घटक पानी हैं और सीमेंट और भराव घटक ठीक समुच्चय और मोटे समुच्चय हैं। आइए हम पोर्टलैंड सीमेंट के बारे में चर्चा करें।

  सीमेंट का जलयोजन और जलयोजन की ऊष्मा क्या है?
सीमेंट का जलयोजन और जलयोजन की ऊष्मा क्या है?

पोर्टलैंड सीमेंट और उसके घटक क्या है?

साधारण पोर्टलैंड सीमेंट 1400 से 1600 ℃ के बीच बहुत उच्च तापमान पर चूना पत्थर और मिट्टी को एक साथ जलाने से बने यौगिक की प्रकृति है। पोर्टलैंड सीमेंट का उत्पादन जिसमें पहले चरण के चूना पत्थर और क्ले शेल मिक्स के विभिन्न चरण होते हैं और उत्खनन और क्रशिंग प्रक्रिया के लिए जाते हैं।



और उनके मिश्रण को भट्ठे में गर्म किया जाता है और जो उत्पाद प्राप्त होता है उसे संगमरमर के आकार के टुकड़ों के रूप में जाना जाता है जिसे क्लिंकर के रूप में जाना जाता है और अब कुछ मात्रा में जिप्सम सामग्री को क्लिंकर के साथ जोड़ा जाता है और फिर से इसे कुचलकर बॉल मिल में पीसकर ओपीसी के पाउडर का विषम मिश्रण बनाया जाता है। सीमेंट

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कंक्रीट की जलयोजन प्रक्रिया क्या है

जलयोजन की प्रक्रिया के माध्यम से कंक्रीट का सख्त होना और उनकी मजबूती। कंक्रीट सीमेंट रेत समुच्चय और पानी का मिश्रण है।

जिसमें सीमेंट और पानी का पेस्ट बाइंडर घटक के रूप में कार्य करता है और रेत और समुच्चय भराव घटक के रूप में कार्य करता है। हाइड्रेशन एक रासायनिक प्रक्रिया और प्रतिक्रिया है जिसमें कंक्रीट का प्रमुख घटक पानी के अणुओं के साथ प्रतिक्रिया करने पर रासायनिक बंधन बनाता है और हाइड्रेट बन जाता है और हाइड्रेट उत्पाद बनाता है।



और समुच्चय और रेत रासायनिक रूप से निष्क्रिय ठोस पिंड हैं जिन्हें सीमेंट के पेस्ट द्वारा एक साथ रखा जाता है।

सीमेंट + पानी = सीमेंट का पेस्ट + ऊर्जा

पानी के साथ सीमेंट की प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक प्रक्रिया है जो उच्च मात्रा में ऊर्जा मुक्त करती है।



सीमेंट के पांच प्रमुख घटक

1) ट्राइकैल्शियम सिलिकेट 3CaO.SiO2 और इसे C3S द्वारा दर्शाया जाता है और उनका वजन प्रतिशत लगभग 50% है

2) डाइकैल्शियम सिलिकेट 2CaO.SiO2 और इसे C2S द्वारा दर्शाया जाता है और उनका वजन प्रतिशत लगभग 25% है



3) ट्राईकैल्शियम एलुमिनेट 3CaO.Al2O3 और इसे C3A द्वारा दर्शाया जाता है और उनका वजन प्रतिशत लगभग 10% है

4) टेट्राकैल्शियम एल्युमिनोफेराइट (4CaO.Al2O3.Fe2O3) और इसे C4AlF द्वारा दर्शाया गया है और उनका वजन प्रतिशत लगभग 10% है



5) जिप्सम CaSO4.2H2O और उनका वजन प्रतिशत लगभग 5% है

सीमेंट जलयोजन में पानी की भूमिका और महत्व

काम करने योग्य पेस्ट बनाने के लिए सीमेंट के पानी की रेत और समुच्चय को मिलाकर कंक्रीट तैयार किया जाता है। जब कंक्रीट में सीमेंट में पानी डाला जाता है तो सीमेंट का प्रत्येक प्रमुख घटक जलयोजन प्रतिक्रिया से गुजरता है और अंतिम उत्पाद में योगदान देता है जिसे हाइड्रेट उत्पाद के रूप में जाना जाता है। प्रदूषित पानी में मौजूद कुछ अल्कलियों के साथ साइड रिएक्शन को रोकने के लिए पानी को शुद्ध होना चाहिए। प्रदूषित पानी कंक्रीट की ताकत को कमजोर करता है और पानी की भूमिका महत्वपूर्ण है क्योंकि पानी सीमेंट अनुपात सही कंक्रीट के उत्पादन में सबसे महत्वपूर्ण कारक है।

थोड़ा पानी कंक्रीट की ताकत और कम काम करने की क्षमता को बढ़ाता है और इसके विपरीत अधिक पानी कंक्रीट की ताकत और अधिक काम करने की क्षमता को कम करता है इसलिए पानी और सीमेंट का अनुपात बहुत महत्वपूर्ण और पर्याप्त मात्रा में पानी को उच्च शक्ति और कार्यशीलता के लिए कंक्रीट मिश्रण में जोड़ा जाता है।

सीमेंट जलयोजन प्रक्रिया के दौरान बनने वाला उत्पाद

जब ट्राईकैल्शियम सिलिकेट, डायकैल्शियम सिलिकेट, ट्राईकैल्शियम एल्युमिनेट, टेट्राकैल्शियम एल्युमिनोफेराइट और जिप्सम पानी के साथ प्रतिक्रिया करते हैं तो यह एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया से गुजरता है और अधिक मात्रा में ऊर्जा की मुक्ति के साथ कैल्शियम सिलिकेट और कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के हाइड्रेट का उत्पाद बनता है।

1) C3S + H2O = कैल्शियम सिलिकेट के हाइड्रेट + कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड

2) C2S +H2O = कैल्शियम सिलिकेट के हाइड्रेट + कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड

3) C3A H2O = कैल्शियम एलुमिनेट के हाइड्रेट्स + कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड

4) C4AlFe + H2O = कैल्शियम एलुमिनेट के हाइड्रेट्स + कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड

सीमेंट के जलयोजन के दौरान बनने वाले चार प्रमुख उत्पादों में से केवल कैल्शियम सिलिकेट के हाइड्रेट ही ताकत बढ़ाने और कंक्रीट के सख्त होने के लिए योगदान करते हैं और जिम्मेदार होते हैं।

ट्राई कैल्शियम सिलिकेट का हाइड्रेट शुरुआती ताकत और ज्यादातर शुरुआती 7 दिनों के लिए जिम्मेदार है। और डाइकैल्शियम सिलिकेट के हाइड्रेट्स जो अधिक धीमी गति से प्रतिक्रिया करते हैं और बाद में केवल कंक्रीट की ताकत में योगदान करते हैं।

पानी के साथ ट्राइकैल्शियम सिलिकेट की जलयोजन प्रतिक्रिया

ट्राईकैल्शियम सिलिकेट + पानी = ट्राईकैल्शियम सिलिकेट के हाइड्रेट्स + कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड + ऊष्मा

2Ca3SiO5 + 7H2O = 3CaO.2SiO2.4H2O + 3Ca(OH)2 + 173.6 KJ

सीमेंट में पानी मिलाने के बाद इसका प्रमुख घटक ट्राईकैल्शियम सिलिकेट तेजी से प्रतिक्रिया करके ट्राईकैल्शियम सिलिकेट के हाइड्रेट बनाता है और कैल्शियम Ca+2 और हाइड्रॉक्साइड आयन (OH_) और बड़ी मात्रा में गर्मी छोड़ता है। हाइड्रोक्साइड आयन की रिहाई के कारण पीएच जल्दी से 12 से अधिक हो जाता है और हाइड्रोलिसिस का यह प्रारंभिक चरण शुरू होने के बाद धीरे-धीरे धीमा हो जाता है जिसके परिणामस्वरूप गर्मी में कमी आती है और प्रतिक्रिया धीरे-धीरे कैल्शियम आयन और हाइड्रॉक्साइड आयन का उत्पादन जारी रखती है जब तक कि सिस्टम संतृप्त नहीं हो जाता।

ट्राइकैल्शियम सिलिकेट और कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड क्रिस्टल के हाइड्रेट का उत्पादन बीज को अधिक मोटा बनाता है और पानी के अणुओं के लिए निर्जलित ट्राई कैल्शियम सिलिकेट तक पहुंचना अधिक कठिन बना देता है।

पानी के साथ डाइकैल्शियम सिलिकेट की जलयोजन प्रतिक्रिया

Dicalcium सिलिकेट जब पानी के साथ मिश्रित होता है तो धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करता है और बाद के समय में केवल कंक्रीट की ताकत में योगदान देता है। Dicalcium सिलिकेट भी कंक्रीट की ताकत को अधिक धीरे-धीरे प्रभावित करता है और एक्ज़ोथिर्मिक प्रक्रिया में गर्मी ट्राइकैल्शियम सिलिकेट के साथ पानी की प्रतिक्रिया से कम निकलती है।

डायकैल्शियम सिलिकेट + पानी = कैल्शियम सिलिकेट का हाइड्रेट + कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड + ऊष्मा

2Ca2SiO4 + 5H2O = 3CaO.2SiO2.4H2O + Ca(OH)2 + 58.6 KJ

नोट:- पोर्टलैंड सीमेंट के अन्य प्रमुख घटक जैसे ट्राईकैल्शियम एल्युमिनेट, टेट्रा कैल्शियम एल्युमिनोफेराइट और जिप्सम भी पानी के साथ प्रतिक्रिया करते हैं क्योंकि जटिल प्रतिक्रिया कंक्रीट की ताकत बढ़ाने में महत्वपूर्ण योगदान नहीं देती है, इसलिए इस लेख में उनकी प्रतिक्रिया पर चर्चा नहीं की गई है।

कंक्रीट में सीमेंट के जलयोजन की ऊष्मा

जब कंक्रीट में सीमेंट को पानी के साथ मिलाया जाता है, तो जलयोजन प्रक्रिया के दौरान रासायनिक बंधन के टूटने और बनने के कारण गर्मी विकसित होती है, इसे जलयोजन की गर्मी के रूप में जाना जाता है, यह वास्तव में एक्सोडोथर्मिक प्रक्रिया है। सीमेंट के जलयोजन की गर्मी को आम तौर पर पांच चरणों में विभाजित किया जाता है

1) प्री-इंडक्शन (ज़ोन 1)

2) निष्क्रिय प्रेरण (क्षेत्र 2)

3) त्वरण (क्षेत्र 3)

4) डीसेलेरेशन (जोन 4)

5) स्थिर अवस्था (जोन 5)

1) पूर्व प्रेरण (क्षेत्र 1) :- पूर्व प्रेरण चरण में सीमेंट यौगिक का हाइड्रोलिसिस तेजी से होता है जब तापमान कई डिग्री तक बढ़ जाता है। इसमें 0 से 15 मिनट का समय लगता है।

2) सुप्त अवस्था (क्षेत्र 2) :- इसे हाइड्रेशन की गर्मी की निष्क्रियता अवधि के रूप में जाना जाता है जिसमें इस चरण में गर्मी का विकास धीरे-धीरे धीमा और नाटकीय रूप से धीमा हो जाता है। और कंक्रीट की सुप्त अवधि 1 से 3 घंटे तक रह सकती है। इस अवधि के दौरान कंक्रीट प्लास्टिक अवस्था में होता है जो कंक्रीट को बिना किसी बड़ी कठिनाई के परिवहन और रखने की अनुमति देता है और इसे जॉब साइट पर स्थानांतरित करना आसान होता है जो कि मिक्स कंक्रीट है।

3) त्वरण चरण (जोन 3) :- इस अवस्था में कंक्रीट का सख्त होना शुरू हो जाता है और पानी के साथ ट्राइकैल्शियम सिलिकेट और डाइकैल्शियम सिलिकेट के प्राथमिक हाइड्रोलिसिस के कारण गर्मी का विकास बढ़ जाता है और यह 36 घंटे तक रहता है।

4) डीक्लेरेशन (ज़ोन 4) :- इस चरण में ट्राइकैल्शियम सिलिकेट और डायकैल्शियम सिलिकेट का हाइड्रोलिसिस धीरे-धीरे कम होता है और कम मात्रा में ऊष्मा ऊर्जा और हाइड्रेट उत्पाद छोड़ता है। यह चल रहा होगा और 3 से 5 दिनों तक चलेगा।

5) स्थिर अवस्था (जोन 5) :- इस चरण में हाइड्रेट उत्पादों का निर्माण धीमी गति से होता है और तब तक जारी रहता है जब तक पानी और निर्जलित सिलिकेट मौजूद रहते हैं। और यह चल रहा होगा और 6 से 10 दिनों तक चलेगा।

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