সাউন্ডনেস টেস্ট: Le Chatelier পদ্ধতিতে সিমেন্টের স্থিতিশীলতা

ধরুন একটি সিমেন্ট দিয়ে প্লাস্টার করা দেয়াল কয়েক মাস পর ফাটতে শুরু করল। ভেতরে কী ঘটেছে? অনেক সময় এর কারণ হলো সিমেন্টের ভেতরে থাকা কিছু উপাদান পানির সঙ্গে ধীরে ধীরে বিক্রিয়া করে ফুলে ওঠে। এই ফোলা বা প্রসারণ (expansion) কতটা হচ্ছে, সেটা মাপার পরীক্ষাকে বলে সাউন্ডনেস টেস্ট (soundness test)।

সাউন্ডনেস মানে কী?

সাউন্ডনেস মানে সিমেন্ট পেস্ট শক্ত হওয়ার পর ভেতর থেকে অস্বাভাবিকভাবে ফুলে ফেটে যাবে কি না, তার মাপ। যে সিমেন্ট ফোলে না বা সীমার ভেতরে ফোলে, তাকে বলা হয় স্থিতিশীল (sound)।

মূল কারণ: Free lime ও MgO

সিমেন্ট কিলনে তৈরি হয়। কিলনে কিছু ক্যালসিয়াম অক্সাইড (CaO) পুরোপুরি ক্লিংকার খনিজে না মিশে মুক্ত অবস্থায় থেকে যেতে পারে। একে বলে free lime। পানি পেলে এটি Ca(OH)₂-এ পরিণত হয় এবং আয়তনে বাড়ে।

ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড (MgO, periclase) পানির সঙ্গে আরও ধীরে বিক্রিয়া করে, তাই এর প্রভাব অনেক পরে দেখা দিতে পারে।

এই বিক্রিয়ায় আয়তন বাড়ে, আর পেস্টের ভেতরে চাপ তৈরি হয়। অল্প হলে সমস্যা নেই, বেশি হলে ফাটল দেখা দেয়।

পরীক্ষায় কী মাপা হয়?

Le Chatelier পদ্ধতিতে সিমেন্ট পেস্টকে একটি ছোট তামার মতো সিলিন্ডারে ভরা হয়। সিলিন্ডারের দুই পাশে দুটি পয়েন্টার থাকে। পেস্ট পানিতে সিদ্ধ করার আগে ও পরে পয়েন্টার দুটির মধ্যে দূরত্ব মাপা হয়। দুটি দূরত্বের পার্থক্যই প্রসারণ।

এখানে:

• $L_1$ = সিদ্ধ করার আগে দুই পয়েন্টারের মধ্যে দূরত্ব (mm)
• $L_2$ = সিদ্ধ করার পরে দুই পয়েন্টারের মধ্যে দূরত্ব (mm)
• $E$ = প্রসারণ (mm)

ফলাফল যত ছোট, সিমেন্ট তত স্থিতিশীল।

পরীক্ষার ধাপ: নমুনা ২৪ ঘণ্টা ± ৩০ মিনিট (২০ ± ১ °C, আর্দ্রতা কমপক্ষে ৯০%) রাখা হয়। এরপর ৩০ ± ৫ মিনিটে ফুটানো শুরু হয়, এবং ৩ ঘণ্টা ± ৫ মিনিট ফোটানো হয়। ঠান্ডা হলে ফলাফল C − A হিসাবে নিকটতম mm-এ লেখা হয়।

উৎস: EN 196-3:2016 (সাউন্ডনেস পদ্ধতি)। যন্ত্রের খুঁটিনাটি ও নমুনার প্রস্তুতির জন্য মূল স্ট্যান্ডার্ড দেখুন।

সীমা কত?

সাধারণত একটি সর্বোচ্চ সীমা স্ট্যান্ডার্ডে দেওয়া থাকে। EN 197-1 সিমেন্টের জন্য প্রসারণের সীমা উল্লেখ করে। অনেক স্ট্যান্ডার্ডে একই উদ্দেশ্যে Autoclave expansion পরীক্ষাও থাকে, যা ASTM C151 পদ্ধতির সঙ্গে সম্পর্কিত।

সীমা দুই স্ট্যান্ডার্ডে আলাদা:

• EN 197-1 (BDS EN 197-1:2023 একই): Le Chatelier পদ্ধতিতে সর্বোচ্চ প্রসারণ ১০ mm।
• ASTM: Autoclave expansion পরীক্ষার পদ্ধতি ASTM C151। এই পদ্ধতি নিজে কোনো সীমা দেয় না। সীমা ০.৮০% দেওয়া আছে ASTM C150-এ। C151-এর পুনরাবৃত্তি ও প্রতিলিপি নির্ভুলতাও স্ট্যান্ডার্ডে দেওয়া আছে।

উৎস: EN 197-1 Table 3; ASTM C150/C150M-22 (প্রসারণ সীমা); ASTM C151-09 (পদ্ধতি ও নির্ভুলতা)। দুটি পদ্ধতি একই নয়, তাই ফলাফল সরাসরি তুলনা করা যায় না।

ফল খারাপ এলে কী করবেন?

• Free lime বেশি: কিলনের তাপমাত্রা, ফায়ারিং (burning) ও ক্লিংকারের গুণমান দেখুন। এটি উৎপাদনের ব্যাপার।
• MgO বেশি: কাঁচামালে ম্যাগনেসিয়াম কতটা আছে তা দেখুন।
• নমুনা ভুল: পেস্ট ঠিকমতো না মাখলে বা যন্ত্র পরিষ্কার না থাকলেও ফল বদলে যায়। তাই ল্যাবের নিয়ম মেনে কাজ করা জরুরি।

একটি ব্যবহারিক কথা

সাউন্ডনেস টেস্ট সিমেন্ট কোম্পানির ল্যাবে নিয়মিত হয়। সাধারণ ব্যবহারকারীর জন্য মূল বার্তা হলো: সিমেন্টের প্যাকেটে বা ডেলিভারি নোটে যদি স্ট্যান্ডার্ড ও ক্লাসের কথা লেখা থাকে, তাহলে সরবরাহকারীর কাছে সার্টিফিকেট বা টেস্ট রিপোর্ট চেয়ে নিন।

সংক্ষেপে

• সাউন্ডনেস মানে পানিতে সিমেন্টের ফোলার মাত্রা
• প্রধান কারণ free lime ও ধীরগতির MgO
• Le Chatelier পদ্ধতিতে $E = L_2 - L_1$ হিসাবে প্রসারণ মাপা হয়
• ফল স্ট্যান্ডার্ডের সীমার মধ্যে থাকতে হবে