Маъруза: Ҳавода қотувчи боғловчи моддалар. Гипс боғловчи моддаларни турлари ва ишлаб чиқариш учун хом ашё

2-маъруза: Ҳавода қотувчи боғловчи моддалар. Гипс боғловчи моддаларни турлари ва ишлаб чиқариш учун хом ашё.

Таянч иборалар: кальций сулфат, табиий гипс тош, захира, майдалагич.

Режа:
1. Ҳавода қотувчи боғловчи моддалар ҳақида маълумот.

2. Гипс боғловчи моддаларни ишлаб чииқаришда ишлатиладиган хом-ашё.
3. Ишлаб чиқаришнинг турлари ва усулллари.
4. Гипс асосида тайёрланган боғловчи моддалар

Гипсли боғловчи моддалар. Гипсли боғловчи моддалар кўйдирилган гипс-тошини майда қилиб туйиб ҳосил қилинади (гипс-тош асосан таркибида икки молекула суви бўлган кальций сульфатли CaSO₄∙2H₂O дан иборат). Гипс-тошининг кўйдирилиш температурасига ва шароитига қараб қурилиш гипси, жуда мустаҳкам гипс ҳамда ангидридли цемент ҳосил бўлади.
Қурилиш гипси. Таркибида икки молекула суви бўлган кальций сульфатли чўкинди тоғ-жинси гипсни (CaSO₄∙2H₂O), сувсиз гипс деб аталувчи ангидрид тошни (CaSO₄) ва айрим саноат чиқиндиларини пишириб гипсли боғловчилар олинади. Стандартда кўрсатилишича, биринчи нав гипс ишлаб чиқариш учун таркибида CaSO₄∙2H₂O нинг миқдори 90%, иккинчи нав учун эса 65% дан кам бўлмаган табиий гипс-тош керак.
Табиий гипс-тош оқ рангли, қаттиқлиги 2 (Моос шкаласи бўйича) зичлиги 2200….2400 кг/м³ бўлган жинсдир. Гипс-тош захираларининг энг каттаси Ўзбекистонда Бухоро вилоятида мавжуд (Когон гипс кони).
150…170^оС температурада куйдирилган гипс тошни туйиб майдалаб олинган махсулот қурилиш гипси деб аталади.
Икки молекула суви бўлган кальций сульфатни 65⁰С да қиздирилганда у ўз хусусиятини ўзгартиради ва таркибидаги сув аста секин йўқолиб, дигидратациялана бошлайди. Бунда гипс-тош 1,5 молекула сувни йўқотиб, ярим молекул сувли гипсга секин айланади, бу қуйидаги реакция билан ифодаланади.
CaSO₄ ∙2H₂O=CaSO₄ ∙ 0,5H₂O+1,5H₂O
Гипс-тош 140…170⁰С температурада кўп миқдорда сувни йўқотиб, ярим сувли, тез қотувчи (CaSO₄ ∙ 0,5H₂O) гипсга тез айланади. Бундай боғловчи баъзан алебастер деб ҳам аталади.
Шундай қилиб, қурилиш гипси ҳосил қилиш юзасидан белгиланган техникавий вазифа икки молекула сувли гипсни ярим молекула сувли гипсга айлантиришдан иборат экан. Табиий кальций фосфатларини фосфат кислота ҳамда концентрацияланган фосфор ўғитларига гидро-кимёвий усулда айлантириш натижасида олинган чиқинди-фосфогипс саноат учун йирик хом ашё манбаи ҳисобланади.
Махсус ишлаб чиқилган усуллар асосида фосфогипсдан сифати энг яхши табиий хом ашедан ҳосил қилинадиган махсулотдан, қолишмайдиган тайёр боғловчи модда олиш мумкин.
Гипс ишлаб чиқариш. Қурилиш гипси уч хил усулда ишлаб чиқарилади:
Гипс-тошни кукунлаб туйилади ва пиширилади.
Гипс-тошни майдалаб пишириб, сўнг туйилади.
Гипс-тошни майдалаб, юқори босимли сув буғида ишланади ва қуритилиб туйилади.
Гипс-тошни, асосан, шахтали ва айланма хумдонларда ёки буғлаш қозонларида пиширилади. Шахтали хумдонларига гипс-тош 70…300 мм йирикликда солинади, айланма хумдонларга 15 мм гача бўлган йирикликда, буғлаш қозонларига эса 25…50 мм йирикликда солинади: қозонларда пиширганда эса гипс-тош кукун қилиб туйилган ҳолда солинади. Гипс-тошни пишириш усули энг аввал хом ашёнинг хусусияти, олинадиган маҳсулотга бўлган талабга қараб танланади.
Гипс-тош болғали майдалагичларда ёки пўлат шарли (золдирли) тегирмонларда майдаланади. Агар уни кукун даражасигача туйиш керак бўлса, аввал қуритиб кейин майдаланади. Гипс-тошни қуритиш, туйиш ва пиширишни шахтали ёки ғилдиракли тегирмонларда бажариш мумкин.
Амалда гипсни қайновчи деб аталувчи қозонларда пишириб олиш усули кенг тарқалган. Пўлат цилиндр ва вертикал ўққа ўрнатилган қоргичдан иборат бўлган қозонга кукун қилиб туйилган гипс солинади. Қозоннинг диаметри бўйлаб тўртта иситгич трубалари ўтказилган. Улар солинаётган хом гипсни пиширади ва тайёр махсулот қозон тагидаги ғалвир орқали гипс йиғувчи бункерга тушади. Қозоннинг 2 м³ хажмининг иш унуми 2 соатда 1000 кг га тенг. Гипс кукунининг қозонда пишиш вақти 1.1,5 соат.
Асосан ярим сувли гипсдан иборат бўлган ва гипс-тошдан иборат термик ишлаш йўли билан тайёрланадиган қурилиш гипси деб аталувчи маҳсулотни фосфогипсдан ҳам олиш мумкин. Ярим сувли гипснинг таркибида 38,63% СаО, 55,16% SO₃ ва 6,21% Н₂О бор.
Гипс тоши жинсларини куйдириш натижасида олинган моддалар ананавий минерал боғловчи ҳисобланиб, инсониятга бир неча минг йиллардан бери маълумдир.

Гипс боғловчи моддалар нафақат сувокчиликда, балки хажмли қурилиш буюмлари олишда хам кенг куламда ишлатилади. Боғловчи модда олишда хом ашё табиий тоғ жинслари (гипсли тош жинслари, ангидрит), ва ҳамда таркибида кальций сульфат бўлган ишлаб чиқариш чикиндилари (фосфогипс, борогипс, олтингугурт ишлаб чиқаришдаги чикиндилар) хизмат қилади.

Жахонда ҳаммаси бўлиб 35-40 млн.т. гипс боғловчи моддалари ишлаб чиқарилади, шундан 90% қурилиш ишларида ишлатилади.
АКШ, Франция, Англия, Испания энг кўп микдорда гипс боғловчи моддалар ишлаб чиқарадиган давлатлар ҳисобланади.
Ўзбекистонда гипс боғловчи моддалар ишлаб чиқариш Бухоро ва Фаргона вилоятларида яхши ривожланган. Тошкент, Фаргона, Самарканд вилоятларида ишлаб чиқариш чикиндиларидан фойдаланиб гипс ишлаб чиқариш устида анча ишлар килинаяпти.
Қотиши. Гидратланиш (қотиш) – бу гипс боғловчи моддаларнинг сув билан бирикиш жараёнидир. Бунда ярим молекулали сувли гипс қайтадан кристалл холатдаги икки сувли гипсга айланади:
CaSO₄ * 0,5H₂O + 1,5H₂O = CaSO₄ + 2H₂O
Натижада ҳосил бўлган икки сувли гипсни кристаллари ўзаро бир-бири билан чирмашиб кетади, шуни ҳисобига унинг зичлиги ортиб боради.
Академик А.А.Байковнинг назарияси буйича, гипснинг қотишида асосан қуйидаги физик-кимёвий жараёнлар руй беради.
Қотиш жараёни уч даврдан иборатдир: кальций сульфатни эриши, янги кристалларни ҳосил бўлиш и, кристалларни йирикланиши.
Гипс заррачалари гель деб аталувчи елимсимон холатга айланади. Натижада коллоид холатдаги жуда майда заррачалардан ташкил топган гипс хамири ҳосил бўлади ва тез суръатда кристаллана бошлайди. Икки сувли гипс заррачаларидан усаётган игнасимон кристаллар ўзаро зичлашади ва мустаҳкам туташган кристаллга айланади. Коллоид эритма ҳосил бўлиш и ва унинг кристалланиш жарани ярим молекула сувли гипснинг икки молекула сувли гипсга тула айланишига кадар давом этади.
Гипс боғловчи моддани ишлатилиши уни кристалланиш тезлигига жуда катта боғлик. Гипс боғловчи моддани сув бирикиши – бу экзотермик (иссиқлик ажралиб чикиш) жараёндир.
Гипс боғловчи моддани сув билан аралаштирилганда (гипс сувга аралаштириш давомида сепилади) окувчан суюқ хамир ҳосил бўлади, у тез куюклаша бошлайди, лекин хали пластик холатда бўлади – бу гипсни куюкланишини бошланганлигини билдиради; қотишини бошланиши – бу гипс билан сувни аралаштирган вақтдан бошлаб Вика асбобининг халка идишига солинган гипс хамирига ботирилган Викани игнаси остигача 1 мм етмай қолган вақтгача даврдир; котиини тугаши эса Вика асбобининг игнаси бор –йуги 1 мм ботгандаги даврдир.

Назорат саволлар:

1. Ҳавода қотувчи боғловчи моддалар ҳақида гапириб беринг.
2. Гипс ҳақида гапириб беринг.
3. Гипснинг асосий хусусиятлари.
4. Гипс асосида тайёрланган боғловчи моддалар ҳақида гапиринг.

Фойдаланилган адабиётлар

1. Neville, Adam M. Properties of concrete / A.M. Neville. -- 5th ed. p. cm. ISBN 978-0-273-75580-7 (pbk.)
2. Қосимов И.К. Қурилиш ашёлари. Дарслик. Мехнат. Т., 2004.
3. Махмудова Н.А. Боғловчи моддалар. Ўқув қўлланма. ТАҚИ, Т., 2015.
4. Нуритдинов Х.Н., Қодирова Д.Ш. Боғловчи моддалар ва қурилиш материалларини тадқиқ этиш усуллари. Ўқув қўлланма. ТАҚИ, Т.,2012.
5. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вешества. М., Стройиздат. 1979.