Qo’llaniladi

Qum deb tabiatda sochilganholda uchraydigan tog’ jinslariga aytiladi. Qolip qumlariga qiyin eruvchan, mustahkam va qattiq mineral zarralaridanhosil bo’lgan qumlariga aytiladi. Amalda asosan kvarst zarralaridanhosil bo’lgan qumlar qo’llaniladi.
Kvarst - yuqori issiqbardoshlikka (1713°s), mustahkamlik va qattiqlikka (mos shkalasi bo’yicha - 7) ega kvarst kremnezemning (sio₂) mavjud turlaridan biridir. Yuqori issiqbardoshligi, past darajadagi kimyoviy aktivligi,hamda tannarxining arzonligi sababli kvarst qumlari qolip va o’zak ashyolari asosihisoblanadi.
Kvarstning kamchiligidan biri uning qizish va sovishida alotropik o’zgarishlarga kelishidir. 575°s da β - kvarst a - kvarstga aylanadi, zichiligi esa 2,62 g/sm² dan 2,56 g/sm² gacha kamayadi. A - kvarstning qizdirilishida teskari jarayon kechadi. Yuqoriharoratda (870°s) kremnezyomning kristall shakli o’zgaradi va yangi minerallar (tridimit, kristobalit, 1470°s dan yuqorida esa, amorf kvarst qumi)hosil bo’ladi. Yuqoriharakatdagi o’zgarishlar sekin amalga oshadi va uzoq vaqt kerakliharoratda saqlab turishni talab etadi. Katalizator (masalan sao) bo’lmaganida esa bu o’zgarishlar deyarli kuzatilmaydi. Aksincha β - kvarst — a - kvarst o’tishlar har xil ishlab chiqarish bosqichida mavjud. Natijada esa, 575°s gacha qizishga ulgurgan qum zarrachalari aksariyatholda parachalanadi va aralashmani changsimon zarrachalarga boyitadi. Shuning uchun ishlatilgan aralashmaning xossalarini tiklash uchun unga 3-15% mikdorda yangi kvarst qumini qo’shish lozim.
Kvarst qumining tabiiy xossalariga mineralogik tarkibi bilan bir qatorda uning zarraviy tuzilishi, ya’ni o’lchami, shakli va zarrachalarining bir xilligi kiradi. Qumning zarraviy tuzilishi uning gaz o’tkazuvchanliga, mexanik va texnologik xossalariga katta ta’sir ko’rsatadi. Zarraviy tahlildan oldin qumni suvda ivitish yo’li bilan gildan tozalanadi, chunki gil zarralari qum zarralarini kamrab olib, o’lchamhaqidagi ma’lumotni olishga xalaqit beradi. Suvda gildan tashqari boshqa birikmalarning mayda zarralariham (o’lchami 0,022 mm dan kichik bo’lgan) yuvilib ketadi. Qumning suvda yuvib ajratilgan qismi gilli tashkil etuvchisi deyiladi.
Tarkibida gilni tashkil etuvchilari 2% gacha bo’lib, sio₂ mikdori 90% dan kam bo’lmagan qumlar kvarst qumi deyiladi. Tarkibida 90 %dan kam kremnezyom bo’lsa, dala shpatli kvarst deyiladi. Tarkibi 2% dan ko’proq gilni tashkil etuvchilarga ega bo’lgan qumlar gilli qumlar deyiladi. Tarkibi 50% dan ziyod gilni tashkil etuvchilarga ega bo’lsa gil deb yuritiladi.
Qumning tarkibidagi gilni tashkil etuvchilar aniqlanganidan keyin uning zarralarining yirikligi va bir xilligi aniqlanadi. Buning uchun yuvilgan qum elaklardan o’tkaziladi.
Qum gorizontal tekislikda bir daqiqada 300 aylana (300 ay/dak,) tezligida xarakatlanuvchi jihozda elanadi. Bu jihoz bir daqiqada 180 ta zarba (180 zarb/dak) beruvchi qurilmaga ega bo’lib, bu qurilma vaqt-vaqti bilan elaklar qopqog’iga zarba berishi bilan qo’shimcha silkinishnihosil qiladi. 15 daqiqa ishlaganidan keyin elaklarni ajratib,har bir elakdagi qumlar vazni alohida tortiladi.
Agar umumiy vaznining asosiy qismi (>70%) uchta ketma-ket elakda qolsa, (asosiy frakstiya), bu qumlar jamlangan deb yuritiladi. Agar asosiy frakstiya uchdan ortiq elakda qolsa, bu qumlar tarkalgan deb yuritiladi. Asosiy frakstiyaning chekka elaklarda qolgan qismiga ko’ra qumlar a va b kotegoriyalarga bo’linadi. A kategoriyaga asosiy frakstiya qolgan uch elakning yuqorisidagida ko’proq qolgan qumga, b kategoriyaga esa, ostki elakda ko’proq qolgan qumga aytiladi.
Qumni markalashda birinchi o’rinda sinfi, keyin guruhi va kategoriyasi yoziladi. Masalan, 2k02a - bu markadagi qum 2k sinfiga mansub bo’lib, asosiy frakstiyasi 0315, 02 va 016 elaklarda qolgan va kategoriyasi a, ya’ni 0315 elagida 016 elagidan ko’ra qum zarralarining miqdori ko’proq ekan. Agar tekshirilayotgan qum 12% gilli tashkil etuvchilarga ega bo’lganida edi, uning markasi po2a bo’lar edi.
Ba’zi xolatlarda qolip ashyolardagi kvarst qumlari boshqa ashyolar bilan almashtiriladi. Lekin bu ashyolar oldiga quyidagi talablar qo’yiladi.
1. Quyma xaroratining tez sovishini ta’minlay oladigan darajadagi issiqlik o’tkazuvchanlik va issiqlikni akkumulyastiya qilish xossalariga ega bo’lishi kerak.
2. Kremnezyom bilan o’zaro ta’sirga ega bo’lgan qotishma va qotishma oksidlariga nisbatan inert xolatda bo’lishi kerak.
3. Qiziganida allotropik o’zgarishlar, ya’nihajmning o’zgarishlari bo’lmasligi kerak.
Bunday ashyolardan kvarst qumining o’rniga ishlatilishi kattahajmdagi po’lat va cho’yan quymalarning toza yuzali (kuyindisiz) bo’lishini ta’minlaydi.
Kvarst qumining o’rnini bosuvchi ashyolarga xromit, xromomagnezit, stirkon, olivinit, dunit va boshqalar kiradi.
Xromit feosg₂o₃ - 1850°s da erib, yuqori termoakkumlyastiya xossasiga ega. U metall oksidlariga nisbatan inert. Shuning uchun kattahajmdagi po’lat quymalari olishda qo’llaniladi.
Xromognezit - xromit topilmaganida ishlatiladi. Buning uchun xromomagnezit g’ishti maydalanadi.
Цirkon - issiqbardosh bo’lib, 2000 s da eriydi. U metall oksidlari bilan reakstiyaga kirishmaydi va yuqori akkumulyastiya xossalarga ega. Stirkon bunday xossalarga ega bo’lishi, kattahajmdagi po’lat quymalar olishda yuza tozaligini ta’minlaydi.
Olivinit va dunit - magnezialli silikat. Quymakorlikda 20% gacha serpentin (olivinit) va 20-40% serpentin (dunit) bo’lgan tog’ jinslaridan foydalaniladi. Bu ashyolarning erish xarorati 1750-1830 °s, temir oksidiga nisbatan inert. Kvarst qumining o’rniga ishlatilganida po’lat va cho’yan quymalari kuyindisiz bo’ladi.


Gillar
Qolip gillari qum zarralarini bir-biriga bog’lab jipslashtirishga xizmat qiladi. Gillarga o’zining tabiy xolati namlanganida yuqori plastiklikka ega bo’ladigan tog’ jinslariga kiradi. Ular o’z yaxlitligini buzmaganholda deformastiyalana oladi va tashqi kuch olinganida keyin xam berilgan shaklni saqlab tura oladi.
Bunday xususiyatga sabab shuki, gil zarralarining tashqi qobig’ida elektr zaryadlari mavjud bo’lib, gidrat qoplamahosil qilishadi. Gidrat qoplama gilning bir zarrasining ikkinchisiga nisbatan birikishini buzmaganholda engil siljishini ta’minlaydi.
Gilning suvda sheshishi uni tashkil etuvchi asosiy minerallarning xossalariga va zarra o’lchamlariga bog’liq. Gil o’ziga qancha ko’p suv miqdorini saqlab tura olsa, uning plastiklik va bog’lovchilik xossasi shunchalik katta bo’ladi.
Qolip va o’zak ashyolari uchun qo’llaniladigan gillarning tarkibiga asosan kaolinital₂o₃• x₂s₂o₂ •2h₂o kiradi.
Bunday gillar kaolinitli deb ataladi va «k»harfi bilan belgilanadi. Kaolinitning kristall panjarasi qavat - qavat bo’ladi (2.1-rasm).
Kaolinit plastinasi chetlarida doimo kristallning chegara qatlamining kimyoviy aktivligini belgilovchi sio₄ anionlar katoriga na⁺, k⁺, sa²⁺, mg²⁺, a1³⁺ va boshqa kationlarham qo’shiladi. Agar gil suv muhitiga joylashtirilsa,hosil bo’lgan qorishmaning dissostiastiyasi bo’ladi (xuddi tuzning dissostiastiyasi kabi). Anion vazifasini kaolinit kristali, kateon vazifasini esa unga oldindan qo’shilgan kaliy, natriy, kalstiy yoki boshka metall ionlari bajaradi. Suv muhitida anion va kateonlar o’z atrofida suv molekulalarining bir qismini ushlab turadilar. Bu erda ushlab turilgan suv molekulalarining mikdori kateonlarning xossalariga bog’liq. Tarkibida na⁺ ioni bo’lgan gillar suvni ko’proq saqlab turadilar, keyingi o’rinda k⁺ ioanilar vahakozo. Shunday qilib, gil kristalining chetlarida kateonlarning bo’lishi o’zida suv molekulalarini saqlashga va o’z navbatida gilning plastiklikhamda bog’lovchilik xususiyatlarning mavjud bo’lishiga sabab bo’ladi. Gilning mineralogik tarkibi zarralarining o’lchami, unga birikkan kateonlarning miqdori va tarkibi shu gilning quymakorlikdagi texnologik xossalarini belgilab beradi.
Ma’lumki, qolip va o’zaklar quritish davrida va keyinchalik suyuq metalni qolipga quyish davrida yuqoriharorat ta’sirida bo’ladilar. Shuning uchun qizib borayotgan gilda uning mustahkamligini bir tekis yoki notekis o’zgarishiga olib boruvchi jarayonlar kechadi. 100 °s gacha qizdirilgan gilning mustahkamligi ortadi, bu esa gil tarkibidagi namlikning ketishi natijasida gil zarralari o’rtasida birikishning kuchayishi bilan izohlanishi mumkin.harorat 350 dan 650 °s gacha oshganida kristallholatidagi suv ketib kaolinitning suvsiz alyumosilikatihosil bo’ladi. Bunda mustahkalik ortib, soviganida yana kamayadi. 750-800 °s ga qizdirilganida esa suvsiz alyumosilikat glinezyom va kremnezyomga parchalanadi, mustahkamlik oshib, soviganida esa keskin kamayadi.
Yuqori darajada qizidirilgan aralashmaning sovishida mustahkamlik keskin kamayadi, chunki, tez sovib borayotgan tashqi qatlamning torayishigahali sovib ulgurmagan ichki qatlam yo’l qo’ymaydi. Buholda o’z plastikligini yo’qotgan gil tashkil etuvchilar yorilib, biriktirish qobiliyatini yo’qotadi.
Quymakorlik stexlarida kaolinitli gildan tashqari yana montmorilnitli gillar qo’llaniladi. Ular namholatda juda yuqori bog’lovchilik xususiyatlariga ega. Bu gillarning asosiy minerali montmorilnit a1₂o₃ • 4sio₂ • n₂o + nn₂o bo’lgani sababli montmorilnitli deyiladi va «m» bilan belgilanadi.
Xudi kaolinit gillari kabi montmorillonit gillariham qatlamli kristallardan tashkil topgan, lekin qatlam chetlarida faqat kislorod ionlari joylashgan bo’ladi. Shuning uchun katlamlar orasidagi bog’lanish zaifroq. Suv molekulalari esa qatlamlar orasiga singab boradi. Shuning uchun kristallar ichki sheshish qobiliyatiga ega bo’lib, qatlamlar orasi esa 7,2 dan 21,4 a ^o gacha ortadi.
Montmorillonit gillari suvni tez yo’qotadi: 120 - 180°s qizdirilganida 95% gacha suv yo’qotiladi, 600 - 650 °s da esa suv umuman qolmaydi. Suvsizlangan alyumosilikat 800 - 850 °s da parchalanadi.
Har qanday gilda qo’shimcha sifatida boshqa minerallarham uchraydi. Ular o’z navbatida bog’lovchilik xossasini kamaytiradi, ba’zi xollarda esa termokimyoviy bardoshlikniham pasaytiradi. Bunday minerallarga kvarst (50% gacha), slyuda, dala shpati, karbonatlar va pirit kiradi.