8-Mavzu Beton uchun ishlatiladigan bog‘lovchi, kimyoviy qo‘shimchalar va ularning turlari, saqlash qoidalari bilan tanishish

8-Mavzu Beton uchun ishlatiladigan bog‘lovchi, kimyoviy qo‘shimchalar va ularning turlari, saqlash qoidalari bilan tanishish

Beton sifati asosan tayyorlanadigan materiallarga bog‘liq. Materiallarni beton uchun to‘g‘ri tanlash, yaʼni betonga qo‘yiladigan talab, materiallarning o‘zining xususiyatlarini hisobga olish beton texnologiyasida yuqori o‘rin tutadi. Bunda beton ishlab chiqarishda sement va mehnat sarfining maksimal iqtisodiga erishiladi.

Bog‘lovchi moddalar

Qurilish konstruksiyalari betonini tayyorlash uchun noorganik bog‘lovchi moddalardan keng foydalaniladi. Bu moddalar suv bilan aralashtirilganda ichki fizik-kimyoviy jarayonlar taʼsirida yumshoq hamir holatidan asta-sekin qotib, mustahkamligi osha boradi va toshdek qattiq holatga aylanadi. Noorganik bog‘lovchi moddalar suvda (sementlar) va havoda (ohak, gips va b. ) qotadi.
Beton ishlab chiqarishda eng ko‘p qo‘llaniladigan bog‘lovchi portlandsement hisoblanadi.
Portlandsement–gidravlik bog‘lovchi moddadir, havoda, nam sharoitda juda yaxshi qotadi. Bu–kul rangdagi kukun bo‘lib, klinkerni mayin tuyib gips qo‘shib olinadi. Klinkerni esa aniq miqdorda olingan tarkibida 75-78% Ca CO₃ va 22-25% gil tuprok bo‘lgan xomashyo aralashmasini bir tekisda pishgunga qadar kuydirib, olinadi.
Yuqori sifatli sement olish uchun uning kimyoviy tarkibi, shuningdek xomashyo aralamasini tarkibi barqaror bo‘lishi shart. Sement klinkerini tuyish davrida 10-20% granullangan domna pechining shlaki yoki aktiv mineral qo‘shimchalar (kremnezemli) qo‘shiladi. Xomashyolari 1450⁰S haroratda kuydirish natijasida klinker minerallari hosil bo‘ladi: o‘zgaruvchan tarkibli kalsiy alyumoferritlar, uch kalsiyli alyuminat 3CaO·A₂O₃, ikki kalsiyli silikat 2CaO·SiO₂ va uch kalsiyli silikat 3CaO·SiO₂. Bu to‘rt birikma sement klinkerining asosiy tarkibiy qismidir, lekin ikki oxirgi (kalsiy silikatlar) uning butun hajmining 70-80% ni tashkil etadi.
Portlandsement tarkibidagi turli minerallarning taxminiy miqdori quyidagini tashkil etadi:

3CaO SiO₂ 37-60% (shartli belgilanishi C₃S); 2CaO SiO₂ yoki C₂S-15-37%;

3CaO Al₂O₃ yoki C₃A-5-15% ;
4 Ca O Al₂O₃ Fe₂ O₂yoki C₄ AF-10-18%
Sement sifatiga uch kalʼsiyli silikatning (alit deb nomlanadi) yuqori darajadagi miqdori asosiy taʼsirni ko‘rsatadi, u yuqori mustahkamlikdagi tezqotadigan gidravlik modda xususiyatiga ega. Ikki kalsiyli silikat (belit)–o‘rtacha mustahkamlikdagi sekin qotadigan gidravlik bog‘lovchi. Uch kalsiyli alyuminat tezroq qotadi, lekin mustahkamligi pastroq. Sementning minerologik tarkibini o‘zgartirib, uni sifatini o‘zgartirish mumkin. Yuqori markali va tez qotadigan sementni tarkibida uch kalsiy silikati miqdorini (alitli sementlar) oshirish bilan tayyorlanadi. Belit miqdori yuqori bo‘lgan sementlar (belitli)–sekin qotadi, ammo uzoq vaqt o‘tishi bilan mustahkamligi oshib boradi va bir necha yildan so‘ng katta qiymatga erishishi mumkin.
Har qanday sementning asosiy xususiyatini harakterlovchi jihat–uning mustahkamligi(marka) hisoblanadi. Sement markasi 4x4x16 sm o‘lchamli, 1:3 nisbatdagi volsk qumli qorishmadan tayyorlangan, 28 kun davomida 20±2^oS haroratli suvda qotgan yarim balkachalarning siqilishdagi mustahkamligiga mos keladi (namunalar birinchi sutkada qolipdan chiqarilgunga qadar nam havoda qotadi). Qorishmaning siltovchi stoldagi konus oquvchanligi 106-115 mm bo‘lishi kerak. Aksariyat sementlarda suvsement nisbati 0, 4 bo‘lganda erishiladi. Agar oquvchanlik kam bo‘lsa suv/sement nisbati orttiriladi, aks holda suv/sement nisbati kamaytiriladi.
Sementning siqilishga mustahkamligi 30-60 MPa ga, mos holda balkachalarning egilishga mustahkamligi 4, 5-6, 5 MPa ni tashkil etadi.
Sementning haqiqiy mustahkamligini uning aktivligi deb ataydilar. Masalan, sinov namunalarining mustahkamligi 44 MPa bo‘lsa, uning aktivligi 44 MPa, markasi esa 400 bo‘ladi. Beton tarkibini loyihalashda sement aktivligidan kelib chiqqan maʼqul, chunki u sement miqdorini iqtisod qilishda aniq natijalar beradi. Sement mustahkamligini 1 MPa ga ortishi Sement sarfini 2-5 kg/m³ ga kamaytiradi va bu ko‘rsatkich yuqori mustahkamlikdagi betonlarda yanada yaqqol namoyon bo‘ladi. Agarda berilgan sement aktivligini inobatga olib, xisoblashlarda, uning mustahkamligini 2- 4 Mpa ga ortiq maʼlumotlaridan foydalanilsa, bu o‘z navbatida sementning 5- 20 kg/m³ beton hisobidan iqtisod qilish imkonini beradi.
Sement zavodlari va qurilish obʼeklari laboratoriyalarida sementlarni sinash 3 va 7 kundan sung va bug‘latilib o‘tkaziladi.
Oldindan o‘tkazilgan tajribalardan mustahkamlikning o‘tish koeffitsiyentini aniqlab, qisqa muddatli tajribalar natijasi bilan Sement markasini taxminan aniqlash mumkin. Bunda, turli mineralogik tarkibdagi sementlar turlicha tezlikda qotadi va har bir sement uchun o‘z koeffitsiyentidan foydalanish kerak.
Sement mustahkamligiga bo‘lgan talabdan tashqari, yana boshqa talablar, yaʼni normal quyuqligi, qotish muddati ham ahamiyatlidir.
Normal quyuqlik deb maʼlum konsistensiyada bo‘lgan sement hamirini olish uchun Sementga qo‘shiladigan zaruriy (%) suvning miqdoriga aytiladi.
Portlandsementning normal quyuqligi 22-27%-ni, putssolanli portlandsementda esa 30% va undan ortiqroq bo‘lishi kerak.
Normal quyuqlik sementga mayda tuyilgan qo‘shimchalar (trepel, opok) qo‘shilganda ortadi kamroq quyuqlikda normal quyuqlik sof klinkerli sementlarda bo‘ladi.
Sementning normal quyuqligi maʼlum darajada sement hamirining reologik xususiyatlarini aniqlaydi va beton qorishmasining harakatlanuvchanligiga taʼsir etadi. Qorshimaning maʼlum zaruriy harakatchanligiga (bikrlik) erishish uchun sementning normal quyuqligi qancha past bo‘lsa, beton qorishmaning suvga ehtiyoji shuncha past bo‘ladi.
Beton tarkibiga bog‘liq xolda sementning o‘rtacha normal quyuqligini 1
% ga pasaytirish beton qorshimasini suvga bo‘lgan talabchanligini 2-5 l/m³ kamaytiradi, shuningdek yuqori mustahkam betonlarda suvga bo‘lgan talabchanlikni juda pasayganligi kuzatiladi.
Suv sarfini pasaytirish o‘z vaqtida sement sarfini ham kamaytiradi. Betonlarda, normal quyuqligi past bo‘lgan sementlarni ishlatish maqsadga muvofiq.
Sementning qotish muddati maxsus asbobda ignani sement hamiriga botish chuqurligi bilan aniqlanib, materialni qattiq jismga aylanishini boshlanish va tugash jarayonini xarakterlab beradi.
Standart bo‘yicha qotishni boshlanishi sementni suv bilan qorishtirilgandan so‘ng 20⁰S harorat da 45 minutdan oldin boshlanmasligi va tugashi 10 soatdan kech bo‘lmasligi talab etiladi.
Xaqiqatda sement qorishmasining qotishini boshlanishi 1-2 soatdan keyin, tugashi esa 5-8 soatdan keyin bo‘ladi. Bu muddatlar beton ishlarini bajarishni taʼminlaydi, chunki beton qorishmasini qotish boshlanguncha uni transportirovka qilish va joylashtirish imkonini beradi.
Beton qorishmasiga turli kimyoviy qo‘shimchalar qo‘shib sementni qotish muddatlarini boshqarish mumkin.
Masalan: kalsiy xlor sement, gidrotatsiyasi, va qotishni tezlashtiradi, yuza-aktiv moddalar, masalan sulʼfat-spirt achitqisi sekinlatadi.
Beton harorati oshganda qotish muddati qisqaradi, suv sement nisbati kamayadi. Baʼzi bir sement zavodlarida issiq sement klinkeri tuyiladi, natijada beton harorati 150 ⁰S dan yuqorini tashkil etadi. Bu esa gipsning degidratatsiyasi yaʼni yarimgidrat gips, shuningdek suvsizlangan kalsiy sulfatini (eruvchan xolda angidrat) hosil qiladi. Sementni suv bilan qorishtirilganda yarim suvli gips va angidridning tez kechadigan gidrotatsiyalanishi sement hamiri yoki beton qorishmasining barvaqt quyuqlashishiga sabab bo‘ladi, keyinchalik qorishtirish davrida yana suyulib ketadi. Bu holat sementni yolg‘on qotishi deb nomlanadi. Yuqori sifatli sementlarda yolg‘on qotish bo‘lmaydi. Agar bu sezilsa, bu holatni neytrallash uchun beton qorishmasiga sulʼfit-achitqili brajkalar qo‘shiladi va beton qorishmani qorishtirish muddati oshiriladi.
Portlandsement, odatda mayin tuyilgan bo‘ladi: 008 № li elakdan (1sm² da 4900 ga yaqin teshik bulib 0, 08*0, 08 mm o‘lchamga ega) sementning umumiy hajmining 85% ni o‘tishi kerak. Sement zarrachalarining o‘rtacha o‘lchami 15-20 mkm ni tashkil etadi. Sementni tuyish mayinligi 1g sementdagi zarralarning solishtirma yuzasi bilan xarakterlanadi. Sementning solishtirma yuzasini maxsus asbobda aniqlanadi. O‘rtacha sifatdagi sementning solishtirma yuzasi 2500-3000 sm²/g ni tashkil qiladi, yuqori sifatli esa 4000 sm²/g va undan yuqori.
Portlandsement hajmi bir maromda o‘zgarib turishi kerak va bu maxsus sinovlar bilan nazorat qilib turiladi. Sement hajmining notekis o‘zgarishi qorishma va betonda mikrodarz payda bo‘lishiga olib kelishi va betonning mustahkamligi hamda uzoq muddatga chidamligini paysaytirishi mumkin. Sement hajmining notekis o‘zgarishi sementni kuydirish texnologik jarayonining buzilishi natijasida, sementning tarkibida erkin CaO yoki MgO ning ko‘p bo‘lishi va bu oksidlarni so‘ndirish uchun zarur muddat davomida zavodda ushlab turilmagani natijasida kuzatiladi.
Sement hajmini noteks o‘zgarishi kuzatilsa, beton tarkibiga natriy xlor qo‘shish yoki qo‘shimcha vaqt davomida saqlash bilan tuzatish mumkin.
Portlandsementning xaqiqiy zichligi qo‘shimchasiz 3, 05-3, 15 g/sm³ ni tashkil etadi. Beton tarkibi hisoblanganda portlandsementni zichlashtirilgan holatdagi zichligi shartli 1, 3 kg/m³ deb qabul qilinadi.
Sementning tishlashishi va qotishi ekzotermik jarayonlardir. Betonda 300 markali 1 kg sement suv bilan korishtirish, boshlangandan 7 kecha-kunduz davomida 170 kDj dan kam bo‘lmagan miqdorda, 400 markali 1 kg sement esa 210 kDj dan kam bo‘lmagan miqdorda ajratadi. Ajralib chiqadigan issiqlik miqdori sement klinkerining mineralogik tarkibi, kiritilgan qo‘shimchalar turi va sementni tuyish mayinligiga bog‘lik. Sement tarkibiga kiradigan klinker minerallaridan uchkalsiyli alyuminat, keyin uchkalsiyli silikatda issiqlik ajralishi ko‘proq, qolgan birikmalarda esa sezilarli kamroq darajada issiqlik ajralib chiqadi. Asosiy issiqlik miqdori sement qotgandan keyin birinchi 3-7 kecha-kunduzda ajralib chiqadi. Qishki mavsumda beton ishlab chiqarish ishlarida sement qotishidagi ajratib chiqadigan issiqlik foydali. Ammo, massiv inshootlarni betonlashda (to‘g‘on, qalin devor va b. ) yozgi mavsumda (notekis qizishi sababli) konstruktiv darzlarning paydo bo‘lishidan saqlanish uchun betondan ajralib chiqadigan issiqlik miqdorini kamaytiradigan maxsus chora ko‘riladi. Shunday maqsad uchun issiqlikni kam chiqaradigan sementlar ishlatiladi (tarkibida C₃S va C₃A miqdorlari kamaytirilgan, C₂S miqdori ko‘paytirilgan, kremnizemli va boshqa qo‘shimchalar), beton sovuq suvda qorishtiriladi, betonlash alohida bloklarda olib boriladi, betonga suv sepiladi, sunʼiy sovutish tashkil etiladi.
Beton qotishini tezlatish va temirbeton konstruksiyalar tayyorlashning muddatini qisqartirish uchun sementni faollashtirishdan foydalaniladi, yaʼni sementni qotishini tezlatadigan kimyoviy qo‘shimchalar qo‘shiladi yoki betonni qizdiriladi.
Sementni boshqa bir joyga tashish yoki saqlashda nam tortib qolishdan asrash, to‘kilib isrof bo‘lishiga yo‘l qo‘yilmaslik kerak. Qurilish obʼektlarida sementni maxsus kuzovli avtomashina (sement tashuvchi)larda va sementni tushirish uchun vintli yoki pnevmatik qurilmalardan foydalanish samaralidir. Saqlanish davrida xatto yopiq omborxonalarda ham sementning ayniqsa mayin tuyilgan aktivligi pasayadi, chunki havodagi nam va uglekisliy gazni o‘ziga tortib, namiqadi. Tajribalarning ko‘rsatishicha, oddiy sement normal sharoitda 3 oy saqlangandan keyin mustahkamligini 20% ga, 6 oydan keyin 30% gacha, bir yildan keyin 40% ga yo‘qotadi. Ishlab chiqarishda uzoq saqlangan sementdan foydalanilganda beton qorishmani qorishtirish muddati 2-4 martaga oshiriladi, qotirishni tezlatadigan tezlatuvchi qo‘shimchalar qo‘shiladi yoki sementni faollashtirish qo‘llanadi.
Sement turlari: ko‘pchilik sementlarning asosini portlandsement klinkeri tashkil etadi.
Uning minerologik tarkibini normallashtirib va mineral yoki organik qo‘shimchalar qo‘shib, bir-biridan xususiyati jihatidan farqlanadigan va qurilishning turli qismlarida qo‘llaniladigan har xil sementlar olinadi (1. 1-jadval)