Боб керамика ва шишалар кимёвий технологияси

Клинкер айланма печларда куйдирилганда содир буладиган жараёнлар
Хомашё аралашмаси айланиб турувчи печларда куйди­рилганда физик ва физик-кимёвий жараёнлар содир були­ши натижасида ковушиб пишган, улчамлари 2...3 см дан иборат доналар шаклидаги C₃S, C,S, С₃А, C₄AF ва шиша- симон қисмдан таркиб топган клинкер ҳосил булади.
Ташқи мух,ит температурасидаги шлам печга тушиши билан у температураси 700...800°С га етадиган чиқинди газ- ларнинг кескин таъсирига учрайди. Бундай юкрри темпе- 168 ратура таъсирида шлам тезда 100°С гача исийди ва шу вақтда шлам таркибидаги сув шиддат билан бурана бошлайди. Шлам аста-секин куюқлаша бошлайди, унинг таркибида­ги нам анча камайгандан сунг йирик кесаклар куриниши- га келади. Кесаклар кейинчалик майда парчаларга були- ниб кетади, чунки шламнинг лой компоненти намни йуқотгач, ковушкоклиги сусаяди. Механик аралаштирил- ган намнинг бурланиш жараёни (шламнинг куриши) тах- минан 200°С гача давом этади. 200°С гача шламда кетадиган жараёнларнинг табиатига қараб, печнинг бу зонаси кҳри- тиш зонаси деб аталади.
Материал сурила бориб, янада юқори температура зо- насига тушади, шунда хомашё аралашмасида кимёвий жараён ривожланади: 200...300°С дан юқори температура­да органик аралашмалар ёниб кетади ва каолин ҳамда лой таркибидаги бошқа сувли алюмосиликатлар дегидратация- ланади. Лой минераллари таркибидаги кимёвий богланган сувни йукртиши натижасида лой узининг богловчилик хусусиятини батамом йуқотади ва шлам булаклари кукун- га айланиб қолади. Бу жараён тахминан 600...700°С гача давом этади. 200...700°С оралитда утаётган жараёнлар мо- х,ияти буйича, печнинг бу зонаси дегидратация зонаси деб юритилади. Температура 800°С га етганда шламнинг оҳак- тош компоненти куйидаги реакция буйича парчаланади: СаС0₃ = СаО + СО,
800°С да кальций карбонатнинг ана шу диссоииланиш жараёни жуда суст утади, сунгра температура кутарилиши билан кескин кучаяди. Амалда СаС0₃ Ю00°С да тез ва тула диссоциланади.
Хомашё аралашмаси 700°...1000°С зонасида булиши на­тижасида кальций оксид ҳосил булади. Шунинг учун печ­нинг бу зонаси кальцийлашиш зонаси деб аталади.
Бу зона куп давом этганига қарамай унда материал тем- ператураси нисбатан секин ортади. Бунга сабаб шуки, ис- сиклиқ асосан СаС0₃ нинг парчаланиши учун сарфланади; 1 кг СаС0₃ ни СаО ва С0₂ га парчаланиши учун 1780 кЖ иссикҳ1ик сарфлаш талаб қилинади. 680°... 1000°С да оралиқ бирикма 2СаО • Si0₂ • СаС0₃ ҳосил булади. Унинг парча­ланиши паст температураларда C₂S нинг кристалланиши- га имкон беради. 2СаО • Si0₂ • СаС0₃ (спуррит) бирикма- сининг ҳосил булишини И. Г. Лугинина (Россия) аникҳа- ган.
800“С дан юқори температурада спуррит парчаланади ва ута реакция га киришишга мой ил C₂S ни ҳосил килади. Ишҳор ва фтор тузлари спуррит хосил булиш жараёнини тезлатиши ҳам аникланган. Шу шароитда хомашё тарки­бида 12СаО • 7АЦО, ■ 2,5СаС0₃ бирикмаси борлиги ҳам аникланган. Спурритнинг иарчаланиш тсмпсратураси куп холларда 840...920°С га тенг. У икки кальцийли силикат ва СаО га парчаланади.
Каттиқ фазаларда реакциялар 1 ООО... 1350°С орал и гида руй беради. Бу реакциялар экзотермик зона деб аталади.
Куйдирилаётган аралашма экзотермик зонада булиши натижасида 2СаО • Si0₂, 4СаО • Al,0, Fe₂0₃ ва СаО • А1₂0₃ хосил булади. Аммо шу билан ҳали нормал портландце­мент клинкер ҳосил булмайди, чунки унинг энг асосий таркибий қисми — уч кальций силикат (ЗСаО ■ Si0₂) йук- Бу минергы печнинг кейинги кисмида (юкори температу- ралар зонасида) хрсил булади. Бу зона пишириш зонаси деб юритилади.
Кумтупрок катти к. ҳолда икки молекуладан ортик оҳак- ни бирпктира олмайди. Бирок суюкҳолда кумтупрокоҳакка нисбатан жуда тез (ЗСаО ■ SiO, гача) туйинади. Демақ уч кальцийли силикат олиш учун икки кальцийли силикат охакни ютиб. юкори асосли ЗСаО • SiO, га айланадиган даражяда аралашмани киздириш керак.
Анча осон эрийдиган минераллар С,А ва C₄AF пиши­риш зонасида эрийди. Хосил булган суюкфазала C₂S эриб CҳS гача туйинади. Уч кальций силикат эритмааа икки капь- 1шй силикатга нисбатан анча кам эрийди. Шунинг учун C.S ҳосил булиши билан эритма минералга ута туйиниб кол ад и ва уч кальций силикат эритмадан майда-майда кат- тик кристаллар ҳолида ажра!иб туради.
C_?S нинг эриши ва оҳакнинг ютилиши бутун куйдири­лаётган аралашма массасида булмай. балки унинг айрим улушларида утади. Демақ оҳак икки ка!ьций силикатни тулнк сипгдириб олиши учун материаъларни маълум вакт- гача пишириш температураси (1350... 1450°С) да тутиб ту­рит талаб килинади.
Материаллар бу зонада канча куп тутиб турилса, охак шунча тулик богланади, шу билан бирга C,S кристаллари ҳам йириклашади. Клинкерни пишириш температурасида кам вакт ушлаб туриш тавсия килинади, агар шундай килинса портландцементнинг физик-механик курсагкич- лари юкори булади. Ктинкер пишириш зонасидан сови- тиш зонасига тушади. Бу ерда клинкер каршисига совук ҳаво оқими оқиб келади. Пишириш зонасида айрим вакт- ларда аралашманинг бутун охаги кумтупрокка бутунлай туйиниб улгурмайди. Бу узлаштириш жараёни аралашмада
о.ҳак ва C₂S камайиши сабабли янада секинлашади. Нати- жада туйиниш коэффициенти юкори булган клинкерлар- да доим эркин ох,ак булади. Бундай клинкерларда ох,ак C.S ҳолида иложи борича купрок узлаштириб олиниши керак. Клинкер таркибида эркин ох,ак 1...2% булса, у портланд­цемент сифатига ёмон таъсир курсатмайди. Бироқ унинг микдори куп булса. портландцемент ҳажмининг нотекис узгаришига сабаб булади, шунинг учун клинкер таркиби­да оҳакнинг купайишига йул куймаслик керак.
Совитиш зонасидан клинкер 1000... 1100°С да ч и кади ва уни бутунлай совитиш учун печ совиткичига юборилади. Ктинкер совитилаётганда ундан ажратиб олинаётган ис- сиктик яна печга кайтарилади.
Минерализаторлар Na,SiF_(i, MgSiF₆, Fe_:O_r гипс ва фосфогипс таъсирида кальций карбонатнинг диссоцила- ниш температураси пасаяди, юкори температурада ҳосил булган суюкликнинг ковушкокдиги камаяди ва унинг алит кристалланиш жараёнига таъсири сезиларли даражада ку- чаяди.
Узбекистан Республикасида янги бирикма — кальций сульфоалюминати — ЗСаО ■ ЗА1₂0₃ • CaS0₄ нинг юкори температурада х,осил булиши кашф этилди. У гипс ва фосфогипс минерализатор тарзида кулланилганда орал и к мах,сулот сифатида .ҳосил булади. Бу унинг иштирокида анча паст температурада ҳам куп микдорда C,S ҳосил були- шига олиб келади. Х,осил булган ЗСаО ■ ЗА1₂0₃ ■ CaS0₄ комплекс бирикма эса С,А нинг юзага келишига ҳалакит беради. Бундан ажралиб чиккан кальций оксид C₂S нинг C₃S га калар туйиниши учун сарф булади, гипсли ара- лашмаларда мазкур (C,S) минералнинг куплиги шу билан боглик.
Актив булмаган С,А урнини ЗСаО • ЗА1₂0₃ • CaS0₄ ва маълум кием C₂S нинг урнини C₃S эгаллайди. Натижада цемент активлиги ҳам ортади. Фторидли аралашмада гипс- ни минерализатор сифатида ишлатиш яхши самара бера- ди. Бунга эришиш учун А1₂0₃ нинг клинкердаги бир сжир- лик бирлигига CaS0₄ ва CaF₂ дан 0,7 огирлик бирлиги кушиш тавсия этилади, бу эса куйдириш температураси- ни 50...70°С га камайтириш ҳамда цемент мустаҳкамлиги- ни 30...40% ва ундан купга ошириш, шунингдеқ иш- кррларнинг зарарли гаъсирини йукртиш имконини беради.