12- mavzu: gidravlik bog’lovchi moddalar. Portlandsement. Reja

Portlandsement
Umumiy ma’lumotlar.
Portlandsement muayyan miqdordagi ohaktoshlar va giltuproqlar aralashmasini 1450 ℃ haroratda kuydirib olingan klinkerga tuyish jarayoni 3-5% gips va 15% gidravlik qo‘shimchalar qo‘shib olinadi. Klinker g‘ovak soqqachalar bo‘lib sement olish uchun yarim xomashyodir. Gips, fosfogips va borogipslarni sement tarkibiga kiritilishi uning qotishini boshqaradi. Gidravlik qo‘shimchalar esa portlandsementga suvga chidamlilikni beradi. Gidravlik qo‘shimchalar sifatida gliej, opoka, diatomit, trepel, elektrotermofosfor shlaki, toshko‘mir kuli va shu kabi tabiiy va sun’iy materiallar ishlatiladi. Portlandsement rasmiy ravishda 1824 yilda E. CHeliev (Rossiya) va Dj. Aspdin (Angliya) tomonidan yaratilganligi tan olingan. O‘zbekiston olimlaridan S.To‘xtaxo‘jaev, I.Toshpo‘latov, T.Otaqo‘ziev, B.Nudelman va boshqalarning sement turlarini yaratish va ularni ishlab chiqarish texnologiyasini mukammallashtirishdagi xissalari kattadir.
Klinker. Portlandsementning sifati va xossalari klinkerning xususiyatlariga bog‘liq. O‘z navbatida klinkerning xossalari xomashyoning turi, uni kuydirish sharoitiga bog‘liq bo‘ladi. Klinker tarkibini ko‘plab oksidlar erkin va minerallarga birikkan holatda tashkil qiladi. U asosan kristall va qisman shishasimon tuzilishga ega.
Klinkerning kimyoviy tarkibini quyidagi oksidlar tashkil qiladi (massa bo‘yicha %): SaO-63-66, SiO₂-21-24, Al₂O₃-4-8, Fe₂O₃- 2-4: bundan tashqari MgO, SO₃, Na₂O va K₂O hamda TiO₂, Cr₂O₃, P₂O₅ lar oz miqdorda bo‘ladi.
Asosiy 4 oksidlar miqdori klinkerning 95-97% tashkil qiladi.
Klinkerni kuydirish jarayonida oksidlar qayta birikib silikatlarni, alyuminatlarni, alyumoferitlarni mineral kristall strukturasini tashkil etadi.
Klinker mineral tarkibiga alit, belit, uch kalsiyli silikat, to‘rt kalsiyli alyumoferrit kiradi.
Alit 3SaO^.SiO₂ (C₃S) klinkerning asosiy minerali bo‘lib, sementning qotish tezligini, mustahkamligini belgilaydi. Alit klinker tarkibida 4560% bo‘ladi. Uning tarkibida 2-4% atrofida MgO, Al₂O₃, P₂O₃, Cr₂O₃ va shu kabilar bo‘lib, alit xususiyatlariga ta’sir ko‘rsatadi. Alit kristallari uzunchoq (3-20 mkm) bo‘lib, sement aktivligini oshiradi.
Belit 2SaO^.SiO₂ (C₂S) klinkerning ikkinchi asosiy minerali bo‘lib, sementning vaqt o‘tishi bilan hosil bo‘ladigan mustahkamligini ta’minlaydi. Belit klinker tarkibida 20-30% tashkil etadi va boshlang‘ich davrda sekin qotadi. Uning tarkibida 1-3% atrofida Al₂O₃, MgO, Fe₂O₃, Cr₂O₃ va shu kabilar bo‘ladi.
Kuydirish xumdonlaridan chiqqan klinkerni asta-sekin sovutish natijasida, harorat 525 ℃ dan pasayganda -S₂S o‘rniga -S₂S hosil bo‘lishi belit strukturasining buzilishiga va klinkerning kukunga aylanishiga olib keladi. Bunda klinkerning hajmi 10% ortadi, -S₂S ning zichligi 3,28 g/sm₃ dan -S₂S ning zichligi 2,97 g/sm³ gacha kamayadi. Hosil bo‘lgan -S₂S 100 ℃ haroratgacha suv bilan reaksiyaga kirishmaydi va bog‘lovchilik xususiyatlariga ega bo‘lmaydi. Shuning uchun klinker maxsus sovutish moslamalari Yordamida tezlik bilan sovutiladi. Bundan tashqari Al₂O₃, MgO, Fe₂O₃, Cr₂O₃ kabi oksidlar (1-3% atrofida) -Sa₂S strukturasini stabillashishiga va -Sa₂S ga aylanishiga Yordam beradi. Klinker tarkibida alit va belit 75-80% ni tashkil etgani uchun ularning gidratatsiya mahsuloti portlandsementning asosiy xossalarini belgilaydi.
Uch kalsiyli alyuminat 3SaO^.Al₂O₃ (C₃A) klinker tarkibida 4-12% bo‘lib, 10-15 mkm o‘lchamdagi kristallarni tashkil qiladi. U suv bilan reaksiyaga kirishib juda tezlik bilan gidramineral hosil qiladi, lekin yuqori mustahkamlikka ega bo‘lmaydi. Uch kalsiyli alyuminatning zichligi 3,04 g/sm³ bo‘lib, sulfatli muhitda kimyoviy korroziyaga sabab bo‘ladi va shu tufayli S₃A miqdori klinker tarkibida 5% dan oshmasligi kerak.
To‘rt kalsiyli alyumoferrit 4SaO^.Al₂O₃^.Fe₂O₃ (C₄AF) klinker tarkibida 10-12 % ni tashkil etadi. Uning zichligi 3,77 g/sm³. S₄AF gidratatsiyalanish tezligi o‘rtacha bo‘lib, sementning gidratatsiyalanish va qotish tezligiga katta ta’sir ko‘rsatmaydi. Klinker shishasi oraliq modda sifatida 5-15% ni tashkil etadi. Uning tarkibini Al₂O₃, MgO, Fe₂O₃, K₂O, Na₂O lar tashkil etadi.
Magniy oksidi alyumoferrit fazasi va klinker shishasi tarkibiga kiradi Yoki erkin holda bo‘lishi mumkin. MgO juda sekinlik bilan gidratatsiyalanishi (Mg(OH)₂), qotgan sement toshi tarkibida MgO ning 5% dan ko‘p bo‘lishi sementning hajmini notekis o‘zgarishiga va undan tayyorlangan materiallarning buzilishiga olib keladi. Klinker tarkibida SaO erkin holatda bo‘lishi mumkin. Uning miqdori 1% dan ortib ketsa, gidratatsiya natijasida (Sa(ON)₂) sement hajmini notekis kengayishiga olib keladi. Natriy va kaliy ishqorlari klinkerning alyumoferrit fazasi bo‘lib, sement tarkibida sulfatlar ko‘rinishida bo‘ladi.