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

Нанотехнологиялар учун шароит.
Нано технология фани барча тадқиқотларни наномасштабларда олиб боради. Шу сабабдан асбоб-ускуналар ҳам «нано» даражасидаги талабларга жавоб бериши керак. Улар ёрдамида бир неча нм ўлчамларига эга бўлган геометрик шаклларни кесиш, бир қанча молекула қалинлигида жисмлар яратиш ва умумий ўлчамлари нм2 дан катта бўлмаган юзаларни ўлчаши мумкин бўлган
қилинмайди, балки кристалланиш жараёнларининг йўналтирилган тартибда ўсиши эвазига ҳосил қилинади. Нанотрубкалар цементли эритмада (қоришмада) кристалларни “туғувчи” сифатида ўзини тутади, лекин улар нуқтали шаклга эмас, балки чўзинчоқ (бўйига узайтирилган) шаклга эга бўлади, кристаллар чўзилган ҳолатда ҳосил бўлади. Якка ҳолда ҳосил бўлган кристаллар бир-бирларига ёпишгандай уланади, қисман устма-уст ўсиб боради ва бутун цементли тошни ягона яхлитликка қамраган ва боғлайдиган фазовий тармоқни ҳосил қилади.
Структура ҳосил қилиш жараёнига аралашишининг ушбу усули цементнинг тошининг мустаҳкамлигини фақатгина 30-40 фоизга ошириш имконини беради.
Бетон структурасига макросатҳда кескин таъсир кўрсатишни бошқа усулда амалга ошириш мумкин. Наномодификаторларни олдинги ҳолатдаги сингари бевосита қотирувчи сувга эмас, балки пластификацияловчи қўшилмалар таркибига киритиш мумкин. Наномодификаторларни киритишнинг бундай усулида пластификацияловчи қўшилмаларнинг самарадорлиги
(эффективлиги) кескин ўсади.
Қурилиш ашёларида нанотехнологияларнинг келажакдаги истиқболи
Минерал боғловчи моддалар асосида бетон ишлаб чиқаришдаги нанотехнология элементларини кўриб чиқсак. Олдиндан белгиланган хоссага эга бўлган сифатли маҳсулот олиш мақсадида, атом-молекуляр даражада цемент тоши ва бетон тузилиши ташкил топишини бошқаришга имкон берадиган нанотехнологиялар кўриб чиқиляпти.
Кескин рақобат шароитларида, замон талабига жавоб берадиган қурилиш ашёларини ишлаб чиқариш, фақатгина замонавий технологиялар асосида ва шу соҳаларга киритилган ютуқларни ҳисобга олган ҳолда мавжуд бўлади.
Технология ҳақида гапирар эканмиз, бу фақатгина маҳсулот ишлаб чиқариш ва маҳсулотга ишлов бериш усулларининг йиғиндиси эмас, балки бу алоҳида фан эканлигини эсда тутишимиз керак.
Бу фан, маҳсулот ишлатилиш хоссаларини ўзгартиришга қаратилган бўлиб, уларни ишлаб чиқаришда самарали ва тежамкор ечимлар қидиради ва физик-кимёвий, механик ва бошқа қонуниятларни ўрганади.
Нанонайчалар цементнинг қотиш жараёнида унда парчаланиб, ашёнинг мустаҳкамлигини оширади ва нанонайчаларга айланади.
Нанонайчалар катталаштирилган кўриниши.
Мустаҳкамлиги пўлат арматурага нисбатан 100 марта катта бўлган нанонайчалар.
Нанонайчалар тушунчасига, аввваламбор «нозик технология» атамаси қўлланилади. Бу технология ашё олинишини атом-молекуляр даражасидаги жараённи бошқаришга имкон беради. Бу эса йуналтирилган кенг миқёсдаги ашёшунослик ва қурилиш ашёшунослиги ҳақида гапиришимизга имкон беради.
Кимёвий технологиялар асосларидан хабардор бўлган қурувчи-технолог учун нанотехнология услубларини ўрганиш катта қийинчилик туғдирмайди. Нанотузум ва наножисмлар олишнинг бир неча тури мавжуд. Улардан бири тизим компонентлари олинишига қаратилган бўлиб, атом-молекуляр жараёнларни бошқариш орқали у ёки бу жараённи олиб бориш ва уларни фақатгина нанозаррачалар миқёсида эмас, балки берилган тартибдаги ҳажми, сони ва оғирлиги бўйича саралаб олиш имконини беради.
Физик-кимё, коллоид кимё, юқори дисперс системаси ва пардалар борасидаги билимлар, ПАВнинг ғаройиб хоссалари, сув ва қаттиқ заррачаларнинг механик-кимёвий фаоллашувида эришилган ютуқлар боғловчилар асосида олинадиган ашёларни квалиметрик хусусиятларда жуда юқори натижаларга эришиш имконини яратади.
Цемент клинкерининг қотиш жараёнлари ҳароратга, цемент тошининг суюқ «ишқор» фазасига, вақтга, қўшилма миқдори ва турига ҳам боғлиқ. Минерал боғловчиларга хос гидратация ашёларини физик-кимёвий жараёнлари атом-молекуляр даражасида бўлгани учун, нанотехнологик жараёнларнинг типик шакли ҳисобланади. Бу эса, цемент тошининг қотиш жараёнларини бошқариш, зарур бўлган асослардаги янги тузилишларни олиш имкониятлари борлигини англатади. Масалан, гидрат сувининг фаоллашган миқдори, турли ўлчам ва шаклли кристалларни, совуққа, ҳаво ва зарарли муҳитга чидамлиликни ҳамда бошқа хоссаларни яхшилайди ва керакли юқори мустаҳкамликга эришишга ёрдам беради.
Цемент тошининг асосий мустаҳкамлигини кристалл ва кристалл панжаралар таьминлаб беради. Гидратли янги тузулишларни ташкил қилишда уларнинг ўлчамлари 10-7-10-9 нм бўлади. Кристаллар орасида, ўлчамлари 10-9 бўлган гидратация маҳсулотлари жойлашади. Улар бўшлиқларни тўлдириб, янги тузилишларни жипслаштириб туради.
Бундай жипслашишнинг натижалари икки хил. Узлуксиз гидратацион жараёнларни ва субмикрокристалларни йиғилиб қолишини ҳисобга олганда, ҳосил бўлаётган тузулишнинг «метастабильности» ни ёдда тутиш керак.
Бундай нанозаррачаларни тарқоқ ҳолатда ўсиши ва ўзаро боғланиб қаттиқлашадиган тизимда иккита жараён рўй беради: ўта мустаҳкам тузилиш яратиш ва уни бузилиши ва нанонайчаларни яна қайтадан ўсиши, аста-секин микродарзларни мустаҳкам яшаши каби жараёнлар юз беради.
Гидратацион жараёнларни энг нозик томонларига тегишли билимларни қўллаш ва уларга боғлиқ нанозаррача тузилишларни ҳосил қилиш жараёнлари, ҳар турдаги модификаторлар таьсирида таркибида цемент бўлган тизимларни «легирование» қилиш имкониятларини очиб беради.
«Легерирование» сўзи, немисча legiren – “ўтказмоқ” ва лотинча ligo – “боғлайман” деган маьноларни билдириб, бегона атомларни олиб бошқа бир тизимга боғлашини англатади.
Цементли, гипсли, оҳакли ва органоминерал қўшилмалар билан аралаштириб олинган композитлар, яьни углерод найчалари ва юпқа микрозаррачали фибралар (калта толасимон композит) билан арматуралаш кўпинча бифуркацион жараёнларни келтириб чиқаради. Бунинг натижасида ашёларда аввал кузатилмаган хоссалар ва хусусиятлар пайдо бўлади.
Кўпчилик қурилиш ашёларини ишлаб чиқариш (бетон, сопол, асбестбетон ва бошқалар) коагуляцион-кристаллизацион жараёнлар билан боғлиқ. Худди, микро- ва макротузилиш ташкил топиш қонуниятлари сингари, дисперс фаза ва суюқ муҳит жараёнлари композитини бошқариш мушкуллигича қоляпти. Бу фазовий ўзгаришлар борлиги билан тушунтирилади. Бу эса ўз навбатида фақатгина кукун заррача ўлчамларини ўзгариши эмас, балки заррачалар шаклини ўзгариши билан белгиланади. Айнан шу ерда коагуляцион тузулмадан ташқари кристаллизицион жараён ҳосил бўлади.
Бугунги кунда нанотехнология томонидан бетон, қоришма, паста минерал боғловчилар асосида, ишлаб чиқаришда кенг қўлланиладиган усуллардан бири бу - қўшилмалар ишлатишдир. Шу қаторда ПАВ (юзаси фаол модда) ашё хоссаларини олдиндан беглилаб беради. Такомиллаштирилган қўшилма қаттиқ, суюқ ва газсимон бўлиб, улар моддалараро боғланиш тизимларида намоён бўлади.
Нанотехнология асосида олинган қўшилмаларни ишлатиш ва умуман нанотехнологияларни барча усулларини қурилиш саноатида турли комбинациялар орқали олинадиган маҳсулотларни олишда ишлатиш ва таҳлил қилиш, аниқ мақсадга қаратилган йўналишли молекуляр инженерликни кенг миқёсда қўлланса қурилиш ашёшунослигида инқилобий ўзгаришлар рўй беради.