7-ma’ruza. Giltuproqli sement, kimyoviy tarkibi, xom ashyo, ishlab chiqarish texnologiyasi, xossalari, ishlatilishi

Klinkerni tuyish. Pechdan klinker suyuq holida cho‘yan idishlarga quyiladi va kristall struktura hosil qilish uchun sekin sovitiladi. Klinker tez sovitilsa, strukturasi shishasimon, amorf bo‘ladi. Bunday klinkerdan past sifatli sement hosil bo‘ladi, holbuki kristalli tuzilgan klinker nihoyatda mustahkam giltuproq sement ishlanishini ta’minlaydi.
Sovitilgan klinker tuyishdan oldin maydalanadi. Klinker iloji boricha mayda tuyilgani yaxshi, shunda shar tegirmonlarda tuyish uchun kamroq energiya sarflanadi. Klinker nihoyatda qattiq bo‘lgani uchun uni hatto bir sidra maydalab olganda ham anchagina elektr energiya sarf bo‘ladi. Maydalash uchun jag‘li maydalagichlar qo‘llaniladi. Maydaroq maydalash uchun konus mandalagichlardan foydalangan ma’qul. Konus maydalagich nihoyatda qattiq materiallarni maydalayotganda juda yaxshi ishlaydi. Klinkerdan ferrosilitsiyni ajratib olish uchun maydalangan mahsulotni magnit separatordan o‘tkazish lozim.
Klinker ko‘p kamerali sharli truba tegirmonlarda tuyiladi. Giltuproq sement sifatini oshirish uchun iloji boricha mayda tuyish lozim; GOST 969-41 ga ko‘ra 009 nomerli elakda koladigan qoldiq ko‘pi bilan 10% bo‘lishi kerak.
Giltuproq angidrid sement yoki to‘ldirgichlari bor giltuproq sement tayyorlayotganda angidrid yoki qo‘shilma-to‘ldirgichlar (domna shlagi, kvars qum) klinker bilan birga maydalanadi. Angidrid va shlak bir sidra maydalab olinadi va iloji boricha namligi 1—2% dan oshmaydigan qilib quritiladi. Qum faqat quritiladi.
Giltuproq sement iste’molchiga idishlarda — qog‘oz qoplarda yoki maxsus jihozlangan transportda idishsiz jo‘natiladi.
Qotayotgandagi jarayonlar. Giltuproq sement tarkiban past asosli alyuminatlardan tashkil topgan. Asosiy tarkibiy qismi va eng qimmatlisi bir kalsiy alyuminat (SaO·A1₂O₃) dir.
SHu bilan birga SaO·2A1₂O₃, 5SaO·3A1₂O₃ va klinkerda eritayotganda to‘la qaytarilmagan temir oksidi bo‘lsa to‘rt kalsiy alyumoferrit bo‘lishi ham mumkin; klinkerda qum-tuproq bo‘lsa, ikki kalsiy silikat va gelenit hosil bo‘ladi. Ana shu qo‘shimcha hosil bo‘ladigan minerallar bor bo‘lsa, gil-tuproq sement sifatini yomonlashtirib yuboradi. Lekin SaO·2A1₂O₃ bundan qisman istisno. U sekin qotsa ham, ancha mustahkamlanadi.
Tarkibida qumtuproq va temir oksidi bo‘lgan minerallarning hosil bo‘lish-bo‘lmasligi, eritayotganda eritma chala boyiganida klinkerda tegishli oksidlar ishtirokiga qarab aniqlanadi.
YUqori asosli alyumnnatlarga kelsak, ulardan qaicha bo‘lishi ohak yoki ohaktosh dozasiga hamda klinkerni sovitish sharoitlariga bog‘liq. Ohak dozasi giltuproq miqdoriga mos bo‘lsa, faqat past asosli alyuminatlar olinadi, xom ashyo materiallarda ortiqcha bo‘lsa, past asosli alyumiiatlar yuqori asosli alyuminatlargacha to‘yinib qoladi.
Giltuproq sement poroshogi suvda qorilganida plastik xamir odatdagi portlandsement klinkeri qotayotganida qanday bo‘lsa, shu tariqa hosil bo‘ladi, zichlashadi va qotadi. Bir kalsiy alyuminat suv bilan o‘zaro ta’sir etishganida quyidagi sxema bo‘yicha gidratlanadi:
SaOA1₂O₃+ 10N₂O = SaO·A1₂O₃ ·10N₂O,
va o‘n molekula suvli bir kalsiy gidroalyuminat hosil qiladi. Bu birikma beqaror bo‘ladi va barqarorroq ikki kalsiy sakkiz molekula suvli gidroalyuminat va alyuminiy gidrat oksidiga parchalanadi:
2(SaO·A1₂O₃·10N₂O) + N₂O = 2SaO·A1₂O₃·8N₂O + 2A1(ON)₃.
Bu parchalanish jarayonlari suyuq gilsimon fazada o‘tadi va qotayotgan sementga salbiy ta’sio ko‘rsatmaydi. Keyinchalik sement zarrachalarining chuqurroq qatlamlar gidratlanishi uchun suv ichdan so‘rilishi hisobiga gel zichlanadi va gidrotatsiya mahsulotlari kristallanadi. Bu vaqtda gil-tuproq sement gelining zichlanish va kristallanish jarayonlari juda tez kuchayadi va shu tariha sement jadal mustahkamlana boradi (2-rasm).




2- расм. 500 маркали цементлар мустаҳкамлигининг ўсиши: 1—гилтупроқ цементники; 2 — портландцементники


Batamom tishlashib-bo‘lishiga yakin, taxminan 5—6 soatdan so‘ng, giltuproq sement marka mustahkamligining 30% va bundan ortishga, bir sutka kotganidan keyin 90% dan ortig‘iga, uch sutkaligida esa marka mustahkamligiga etib oladi. Keyinchalik sement amalda mustahkamlanmaydi. Bu uchinchi sutkaga kelib giltuproq sement gidratlanish mahsullarining zichlanish va kristallanish jarayonlari to‘xtashini ko‘rsatadi. Gil tuproq sement tez qotishi bilan portlandsementdan ancha afzallik qiladi. Portlandiement mustahkamligi uch sutka qotganida marka mustahkamligiping 50% ini tashkil qiladi, so‘ngra uning o‘sishi sekinlaydi va keyingi 25 sutka qotish davomida marka mustahkamligining qolgan 50% miqdorida mustahkamlana boradi (portlandsementning marka mustahkamligi, ma’lumki 28 sutkali namunalarni sinash bilan belgilanadi).
Giltuproq sement tez qotuvchan bo‘lsada, tez tishlanuvchan bog‘lovchi modda emas. Standart bo‘yicha tishlashish muddatlari quyidagicha: kamida 30 minutdan keyin tishlasha boshlaydi, kechi bilan 12 soatda batamom tishlashib bo‘ladi. Odatda tishlashish muddatlari tegishlicha 1 soat va 5—6 soat atrofida bo‘ladi.
Giltuproq sementdagi ozgina erkin ohak uning tezroq qotishiga yordam beradi. Erkin ohak qotayotgan sementda yuqori asosli alyuminat, masalan, 5SaO₃A1₂O₃ ning gidrolitik dissotsiatsiyasi natijasida hosil bo‘ladi. Alyuminat suv bilan o‘zaro ta’sir etishib, Sa(ON)₂ ni ajratib chiqaradi va pastroq asosli alyuminatga o‘tadi. Ohak ikki kalsiy gidroalyuminat bilan o‘zaro ta’sir etishadi, uning asosligini uch kalsiy gidro-alyuminatgacha oshiradi. Bunday alyuminatdan ozgina miqdorda bo‘lganida giltuproq sementning suv bilan o‘zaro ta’sir etishish gelsimon mahsulotlarining zichlanishiga yaxshi ta’sir ko‘rsatadi. Giltuproq sementga kam miqdorda (3—5%) ohak yoki portlandsement qo‘shilsa ham xuddi shunday ta’sir qiladi. Malumki, portlandsement qotayotganida ham Sa(ON)₂ ajralib chiqadi (uch kalsiy silikat gidrolizi davomida).
Ohak yoki portlandsementdan ko‘proq qo‘shganda giltuproq sementning tishlashish muddatlari qisqaradi, mustahkamligi esa keskin pasaya boshlaydi. Tez tishlasha boshlashiga sementda hosil bo‘lgan S₃A ning ko‘payishi va gelsimon mahsulotlarning koagulyasiya jarayonlarida ishtirok etishi sabab bo‘ladi. Hali gidratlanmayotgan massaning ayrim uchastkalarida gel zichlanishi natijasida sementtoshda ichki kuchlanishlar paydo bo‘ladi va uning mustahkamligi pasayadi. Ayrim mualliflarning ma’lumotlariga qaraganda, tarkibida 500 markali giltuproq sementdan 80% va ana shunday markali portlandsementdan 20% bo‘lgan sement shu ondayoq tishlashgan va mustahkamligi 20 kg/sm² ga yaqin bo‘lgai, ya’ni amalda mustahkamlanmagan.
Bu shuni ko‘rsatadiki, giltuproq sementga boshqa xil bog‘lovchilar aralashtirib bo‘lmaydi.
Angidrid yoki to‘ldirgichlar qo‘shilgai giltuproq sement qo‘shilmalarsiz tayyorlangan giltuproq sementdek, lekin bir oz sekinroq qotadi. Bu jarayon aslida giltuproq sementning aktiv tashkil etuvchisini suyultirib yuboradigan to‘ldirgichlar ko‘shganda yanada sekinlashadi. Holbuki angidrid bo‘lsa, gil-tuproq sementning gidratlanish mahsulotlari bilan angidrid o‘rtasida ikkilamchi ximiyaviy reaksiyalar rivojlanadi.