O`zbеkistоnrеspublikаsi оliy vа o`rtа mахsus tа`lim vаzirligi islоm kаrimоv nоmidаgi toshkеnt dаvlаt tехnikа unеvirsitеti tеrmiz filаli

19.2-мавзу: Йўл қурилишда композит қурилиш материалларининг ишлатилиши
Режа:

1. 
   Композит қурилиш материалларини ишлаб чиқариш технологияси. Умумий тушунчалар.
   
2. 
   . Композит материалларнинг турлари. Композит материалларни олишда шишасимон чиқиндиларни ишлатилиши.
   
3. 
   Сунъий конгломератлар
   
4. 
   Композит қурилиш материалларини ишлаб чиқариш технологияси. Умумий тушунчалар. Композит материалларнинг турлари. Композит материалларни олишда шишасимон чиқиндиларни ишлатилиши.
   

5. 
   Таянч сўзлар ва иборалар: Композит, сунъий конгломератлар, анизотроп жисмлар, кимёвий турғунлик, мустаҳкамлик, пишиқлик.
   

Ашёнинг асосий ҳажмини ташкил этувчи таркибий қисм ва уларни ўзаро боғлаб турувчи (тола ёки қаттиқ заррача кукун) ҳамда мустаҳкамлигини таъминловчи таркиб композитлар деб аталади.

Композит қурилиш ашёларининг ҳажм оғирлиги, пўлатникига қараганда 4—5 марта енгил, шу билан бирга уларнинг мустаҳкамлиги 25 мартагача каттадир. Чунки, композит ашёлар ҳар хил таркибий моддаларнинг физик-кимёвий бирикишидан ташкил топган янги турдаги энергетик сифатга эга бўлган ашёдир. Композит ашёларнинг юқори сифатли бўлишининг яна бир сабаби ундаги бошланғич хом ашёларнинг солиштирма юзасининг катталигидир.
Дунё миқёсида композитлар ишлаб чиқариш йилдан-йилга ортмоқда. Ғарбий Европа ва АҚШ давлатлари 1977 йилда 350 минг тоннадан композит ашёлар ишлаб чиқарган бўлса, ўн йилдан кейин, яъни 1986 йилда ушбу кўрсаткич 3 баравар ортди. 2000—2005 йилларда композит ашёларга бўлган эҳтиёж йилига 2,5—3,0 млн. тоннани ташкил этиши мумкин. Келгусида пўлатга бўлган талабнинг кескин камайиши кутилмоқда. Композит ашёларни ишлаб чиқариш унуми, шунга мос бошқа ашёларникига қараганда 2—3 баравар каттадир. Ишлатилишини ҳисобга олганда, композит ашёларнинг чидамлилиги 2—3 марта юқори. Назарий томондан ҳисобланганда бир тонна композит 15—25 тонна пўлатнинг ўрнини босади. Амалиётда эса 4—5 тонна пўлатнинг ўрнига бир тонна композит ашёларни ишлатса бўлади.
Таркибида асосан икки ашёни боғлаб турувчи композит ўзининг хоссаларига кўра юқори сифатли ва мустаҳкам буюм сифатида ишлатилади. Композитнинг таркибий қисмидаги ҳар бир модда ўзининг бошланғич хоссаларини ҳамма вақт сақлаб қолади. Композитдан ишланадиган конструкцияларнинг мустаҳкамлиги, уларнинг зичлигига бўлган нисбат кўрсаткичи билан бошқа қурилиш ашёларига қараганда катта бўлади. Бундай қурилиш ашёларига асбестцемент, ёғоч толали плита, цемент-қиринди плиталар, шиша толали анизотроп ашёлар киради. Хозирги вақтда ўта мустаҳкам енгил ашёларга бўлган талаб ортмоқда. Олимлар томонидан яратилган композитлар машина, самолёт ва ракетасозлик саноатида кенг қўлланилмоқда. Бунга мисол сифатида техника ва халқ хўжалигининг барча тармоқларида кўп ишлатилаётган шиша толали пластикларни кўрсатиш мумкин. Уларнинг ҳажмини ташкил этувчи матрица асосан, полимер ва шиша толадан иборат. Келажакда яратиладиган барча янги қурилиш ашёлари фани композит ашёларни ишлаб чиқариш, уларни қўллаш назарияси ва технологиясига асосланган ҳолда ривожланиши керак. Ҳақиқий композит ашёлар қаторига бетон, темир-бетон, фибро-бетон каби сунъий буюм ва конструкцияларни ҳам киритиш мумкин.
Композит қурилиш ашёларининг сифатли бўлиши учун улар таркибидаги пухталовчини юқори мустаҳкам бўлишини, матрицанинг пишиқ ва бикр ҳамда улар орасидаги ёпишиш мустаҳкамлигининг энг юқори кўрсаткичларга эга бўлишини таъминлаш лозим. Ушбу сифат кўрсаткичлари орасидаги ўзаро боғланишни ўрганиш, композитлар мустаҳкамлигининг ортиши жараёнини ҳамда унинг бузилиш механизмини аниқяашга имкон яратади. Композитнинг таркибий қисмини самарали танлаш билан энг қулай ишлаб чиқариш технологиясини ҳисоблашга эришилса, унинг бошланғич хоссаларини сақлаб қолиш мумкин бўлади. Композитнинг пухталиги ва матрицасини пишиқ қилиш усуллари жуда кўп. Жумладан, арматурасимон толаларни жойлаш ва уларнинг йўналишини бошқариб, унинг мустахкамлигини, бикрлигини, ҳароратини, шунингдек, бошқа хоссаларини яхшилаш учун композит таркибини тўғри ҳисоблаш ҳамда уларнинг ўзаро миқдорий нисбатини тўғри аниқлашдан иборат.
Толали композит қурилиш ашёларини таснифлашда уларни бир неча гуруҳларга бўлиш мумкин. Масалан, ашёшунослик (табиий ҳолатига кўра), конструкция (арматурасимон ва уларнинг матрицага нисбатан йўналиши бўйича) ҳамда полимер матрицали (пластиклар), темир матрицали (темир композитлар), сопол ва углеродли матрицалар шулар жумласидандир. Табиий ҳолатига кўра полимер матрицали композитдаги арматурасимон толалар — шишапластик, борпластик ва бошқа турларда бўлиши мумкин.
Композитлар таркибидаги арматурасимон толалар жойлашиш усулига кўра бир текис қатлам ҳолатига келтирилган; ўзаро параллел ва узлуксиз бир йўналишда жойланган; тартибсиз; чигал фазовий жойлашган тўрли арматураларга бўлинади.
Композитдаги арматурасимон ашёлар сифатига кўра пишиқликни таъминловчи туйилган кукун ва толали бўлиши мумкин. Бу икки хил композит қурилиш ашёлари ўзларининг тузилишга ва мустаҳкамлигининг шаклланишига кўра бир-биридан тубдан фарқ қилади. Туйилган кукунли композитлар таркибида 2—4 % туйилган заррачалар бўлиб ашёнинг ҳажми бўйлаб бир тартибда жойлашган матрица вазифасини ўтайди. Агар кукун заррачаларнинг солиштирма юзаси кичик, оралиқ масофалари ҳар хил бўлса композитнинг пишиқлиги кичик бўлади. Масалан, кукуннинг майдалик даражасини ифодаловчи заррача ўлчами 1,0 мкм. дан катта бўлса, унинг композит ҳажмидаги ўрни 25 %дан ошиб кетади. Агар заррачанинг йириклиги 0,001—0,1 мкм оралиғида бўлса, у ҳолда унинг умумий ҳажми 15 %дан ошмайди. Матрица вазифасини бажарувчи битум, сунъий полимерлар, каучук, пишиқликни таъминловчи бўр, слюда, углерод, кремнезем, оҳактош заррачаларидан ташкил топган композит қурилиш ашёларининг мустаҳкамлиги, қаттиқлиги, иссиққа чидамлилиги юқори бўлади, шу билан бирга уларнинг пластиклиги сакланиб қолади. Бундай композитга юк қўйилса, барча кучни матрица ўзига олади.
Эгилишга, чўзилишга мустаҳкам бўлган композит олиш учун ташқи куч таъсирида ҳосил бўладиган кучланишни ўзига оладиган юқори мустаҳкам толалар ишлатилади. Толали композитларнинг тузилиши кукун заррачалардан тубдан фарқ қилади. Ундаги толалар композит ҳажмида бир хил миқдорда жойлашган бўлади. Толалар ҳажми эса 75 %дан кўп бўлиши мумкин. Арматурасимон толали композит қурилиш ашёлари қуйидаги техник талабларга жавоб бериши керак.
Аввало, композит қурилиш ашёларининг мустаҳкамлиги, бикрлиги, зичлиги, ҳар хил ҳароратда хоссаларининг ўзгармаслиги, кимёвий чидамлилиги қониқарли бўлиши керак. Композит қурилиш ашёларининг эластиклик модули билан таркибидаги моддаларнинг юза қуввати катта бўлса, уларнинг назарий мустаҳкамлиги ортади. Аммо, модда молекулаларининг қатламлари ва оралиқ масофа катта бўлса, назарий мустаҳкамлиги кичраяди. Демак, сифатли композит қурилиш ашёларини олиш учун унинг эластиклик модули ва юза қувватини ҳамда атомлар зичлигини оширишга эришиш керак. Юқори мустаҳкам қаттиқ жисмларда бериллий, бор, углерод, азот, кислород, алюминий ва кремний элементларининг кўп бўлишига эришилса, жуда пишиқ композит қурилиш ашёлари олиш мумкин бўлади. Толали композитлар олишда юқори мустаҳкам шиша, органик толалар, темир симлар ҳамда карбидлар ва нитридлар ишлатилади.
Композитлардаги арматурасимон ашё сифатида толали арқонлар, иплар, симлар, тўқималар, тасмалар, чигал иплар, тўрлар ишлатилади. Композитлар ишлаб чиқаришда иш унуми юқори бўлган автоматик технологиялар қўлланилади. Ашёнинг таркибий қисмини ташкил этувчи молекула ва атомлар толалар билан матрицани бир-биридан қочишини эмас, балки ўзаро мустаҳкам ёпишишини, бирикишини таъминлаши керак.
Изотроп ва анизотроп ашёларга куч таъсир этганда ҳосил бўладиган кучланиш билан деформация бир-биридан фарқ қилади. Изотроп эластик жисмлардаги деформация билан кучланишнинг ўқлари устма-уст ётади, анизотроп ашёларда эса бунинг акси. Толалари бир тартибда ва йўналишда жойланган пишиқ композитларнинг эластиклик модули, чигал толалилардан кескин фарқ қилади. Бундай анизотроп жисмлардаги матрица билан пишикликни таъминловчи толаларнинг деформацион ҳолати ҳар бир таркибий қисмнинг кучланиш даражасига боғлиқ. Шунинг учун ҳам анизотроп қаттиқ жисмларнинг деформация ва кучланиш ўқлари бир-бири билан устма-уст тушмайди. Бир йўналиш бўйлаб жойланган толалар тўплами (арқонсимон) асосида ишланган ашёлар монотроп композитлар деб аталади (1-расм).
Монотроп композитларнинг эластиклик модули ва Пуассон коэффициенти арматурасимон қисмнинг йўналиши бўйлаб ҳар хил бўлади. Композитнинг яхлит ҳолатини таъминловчи қисм — матрицадир. Ундаги бир хил йўналишли ёки чигал толалар композит кучланишини ҳажми бўйлаб бир хил кўрсаткичда тарқатади. Шунинг учун ҳам чигал толалар ёки тўр тўқимали композитларга юк қўйилганда ҳосил бўладиган кучланиш унинг ҳамма нуқталарида бир хил бўлади. Тартибли, бир йўналишдаги арматурасимон арқон толали монотроп композитлардаги кучланиш эса, унинг бутун ҳажми бўйлаб бир хил бўлмайди. Матрица учун ашё танлашдан олдин композит буюмни тайёрлаш усули, бўлажак конструкциянинг ўлчамлари, шакли, унга қўйиладиган техник талаблар ва технологик жараёнлар аниқ ҳисобланади. Матрицага нисбатан қўйиладиган техник шартлардан асосийлари ундан фойдаланиш йўллари ва технологик жараёндир. Ҳар қандай шароитда композитни чидамли ва мустаҳкам ҳолатда ишлатиш учун олдиндан унинг барча хоссаларига бўлган талаб аниқ бўлиши лозим. Технологик жараённи ҳисоблашда асосий кўрсаткич сифатида арматурасимон толаларни бир йўналишда жойлаш, матрица билан қориштириш, қолиплаш ва зичлаш каби техник муаммолар ҳал этилиши керак. Толаларни композит матрицаси бўйлаб бир хил тартибда жойлаш, уларни бир жойга тўпланмаслигини, ўзаро ёпишиб қолмаслигини таъминлаш, имкон борича толаларнинг бошланғич хоссаларини, айниқса, мустаҳкамлигини сақлаб қолиш каби технологик муаммоларни ҳал этиш энг муҳимдир. Толалар билан матрица орасидаги адгезия бирикишини ва ўзаро ёпишиш мустаҳкамлигини ошириш каби ишлар композитни ишлатишдаги чидамлилигини оширади. Композит ҳажми бўйлаб ҳосил бўладиган кучланиш аввало «тола-матрица» чегарасига йиғилади, одатда бузилиш ҳам худди шу чегаралар бўйлаб кетади. Композитбоп хом ашёни қайта ишлаганда ёки у қизиганда, киришганда ёки кимёвий жараён кетаётганда тола-матрица бўлмаслиги керак.