Қурилиш ашёлари таркибини илмий асослаш усуллари Қурилиш ашёларининг физик хоссалари

Қурилиш ашёларини ишлаб чиқариш технологиясини хоссаларига таъсири Қурилиш ашёлари ишлаб чиқариш жараёнлари илмий амалий томондан таҳлил қилиш ва уни асослаш технология фани деб аталади. Технологик жараёнларда ҳом ашёдаги моддаларнинг парчаланиши, ўзаро реакцияга киришиши ва моддалардан қурилиш ашёлари олиш усуллари кимётехнология фанида ўрганилади.
Қурилиш ашёлари ишлаб чиқариш технологиялари кимёвий жараён бўлишидан қатъи назар, улар механик равишда ҳам бириккан бўлади. Бундай технологик жараёнда ҳом ашё ўзининг шаклини, кўринишини ўзгартиради, унинг юзаси силлиқланади ёки акси ғадир-будир қилинади. Механик равишда қайта ишланган тоғ жинсларининг фаоллиги ортади, солиштирма юзаси катталашади ва ниҳоят ундан тайёрланган ашёларнинг хоссалари кескин ўзгаради.
Технологик жараёнлар хилма-хил бўлишига қарамай, уларда умумийлик бор, яъни ашёнинг физик хоссаларига таъсир этувчи омиллар қонунияти бир-биридан кам фарқ қилади. Технологиянинг умумийлиги, аввало, тайёрлов ишларидаги кетма-кетлик, тарозида тошилган ҳом ашёларни аралаштириш, қоришманиқолиплаш ҳамда зичлаш, ашё ва буюмларни маҳсус усулларда қайта ишлашдадир. Шунингдек, умумийликка ҳом ашёларни ташиш, сақлаш, ашё ҳамда буюмларни техник андозаларга кўра текшириб туриш ва бошқалар киради. Тайёрлов ишларида ҳом ашё мавжуд технологияга мосланади ва барча босқичларда ҳом ашёга осон ишлов бериш таъминланади.
Ҳом ашёни технологияга мослаб тайёрлаш босқичларига уни майдалаш ва майда кукун даражасигача майда-йирик доналарга ажратиш, элаш, ювиш, заррачалар юзасини тозалаш, намлаш, қуритиш, қиздириш ёки ҳом ашёдан қоришма тайёрлагунга қадар зарурият бўлса, ундаги минерал тўлдиргичлар сиртини фаоллаштириш ва умуман, олинадиган ашёнинг сифатини яхшилаш учун зарур бўлган барча физик-кимёвий усулларни тадбиқ этиш каби ишлар киради. Моддани қанчалик майда қилиб туйилса, унинг солиштирма сирти катталашади ва фаоллиги ортади. Олинадиган моддаларнинг солиштирма сиртининг ўзгаришига заррачалар майдалик даражасининг таъсири 2.3-расмда кўрсатилган.
Минерал кукунини ҳаддан ташқари майдалаш унинг фаоллигини оширса-да, аммо жуда майда кукун заррачалар ўзаро бир-бири билан ёпишиб қумоқ доналарга айланади ва унинг солиштирма сиртини (Х1, см²) кичрайтиради. Шунингдек, бундай майда заррачаларни суюқлик билан аралаштирганда ҳаво кириб қоладиган ғоваклар миқдори ортади. Аксарият минерал кукунининг майдаланиш даражаси тажриба йўли билан аниқланади. Майдалаш жараёнида унга сирти фаол моддалар қўшилса, минерал кукуни заррачаси сиртида фаол парда ҳосил бўлади ва уларни ўзаро ёпишиб қумоқ доналарга айланишига йўл қўймайди. Ўта майдаланган минерал кукунини узоқ вақт сақлаганда ҳаводаги намликни ютиши ҳисобига унинг фаоллиги сусаяди. Минерал кукунини олишга доир технологик жараёнда, у майда-йирик доналарга алоҳида қилиб ажратилади. Бу жараёнда элаш ёки сепарация қилиш (солиштирма оғирлигига кўра саралаш) усули қўлланилади.
Қурилиш ашёлари технологияси фанидаги яна бир умумийлик майдаланган минерал тош доналаридаги (қум, шағал, чақиқ тош) чанг ва тупроқни тоза сувда ёки тўлдиргич фаоллигини ошириш мақсадида сувга кимёвий модда қўшиб ювишдан иборат. Ҳом ашёни тайёрлаш технологиясида уларни қиздириш ёки куйдириш жараёнлари алоҳида ўрин тутади. Майдаланган минерал ҳом ашё қуритилади ёки керак бўлса, юқори ҳароратда куйдирилади. Минерал тош таркибидаги сувнинг камайиши ҳисобига унинг намлиги камаяди. Бир хил ҳароратда иситилган тошдаги майда ва йирик ғовак ёки капиллярларда сувнинг буғланиб кетиш тезлиги ҳар хил бўлади. Йирик ғоваклардаги сув тез, майдасида эса секин буғланади. Ашёнинг қизиши, ундаги намликнинг йўқолиши, яъни иссиқлик билан совуқлик орасидаги боғланиш жараёнини ўрганиш иссиқликни узатиш қонуниятига боғлиқ бўлади.
Тайёрлаш технологиясига оид ишлардан бири майдаланган ҳом ашёни қориштиришдир.Қориштиришдан аввал ҳом ашё иссиқ бўлса совимаслик, тоза бўлса ифлосланмаслик, қуруқ бўлса намланмаслик, майда-йирик доналарга ажратилган бўлса, ўзаро аралашиб кетмаслик чораларини кўриш керак. Кўпинча қоришмани тайёрлаш жараёни билан уни ташиш бир вақтда бажарилади. Ҳар бир технологик жараёнда ҳом ашёларни сақлаш тадбирлари кўрилган бўлиши керак. Майдаланган ва туйилган ҳом ашёларни узоқ муддат сақланса, улар қотиб қолиши мумкин. Шу сабабли заррачаларнинг ўзаро таъсирига қараб, уларни сақлаш муддати аниқланган бўлиши лозим.
Ҳом ашёлар асосан механик усулда аралаштирилади. Аралаштириш икки босқичда амалга оширилади. Биринчи босқичда ҳом ашё қуруқ ҳолатда аралаштирилади, иккинчи босқичда эса суюқлик билан аралаштирилади. Ҳамма ҳом ашёлар суюқлик билан осонгина аралашмайди. Агар майдаланган заррачалар сирти гидроксид модда ионлари билан қопланган бўлса, минерал кукуни тезда намланади ва осон аралашади. Бундай ҳом ашёлар гидрофил (намланувчан) моддалар гуруҳига киради. Заррача сирти оғир темир ионлар билан қопланган бўлса, сувдан кўра ёғ билан осон аралашади. Бундай тош заррача гидрофоб (намланмайдиган) моддалар гуруҳига киради. Осон намланадиган ҳом ашёлар суюқликда осонгина эрийди ва ҳақиқий тўйинган гомоген қоришма ҳосил қилади. Тўйинган заррача сирти ўзаро чегараланган икки хил ионлар билан қопланган бўлиши мумкин. Заррачалар сирти ўзига мос зарядланган молекулалар тўдасига йиғилади ва ёпишади. Уларнинг зичлиги ортади ва чегараланган сиртга молекулалар ботиб киради. Модда сиртининг энергияси ортади. Бу жараён адсорбция ва абсорбция ёки «сорбция» деб аталади. Аксарият эритмаларда кам эрийдиган моддалар катта куч билан сорбцияланади. Адсорбция одатда, диффузия жараёни билан бир вақтда рўй беради. Юза қатламлардаги молекулалар эркин ҳолатда иссиқлик манбаини ўзаро бири иккинчисига узатади. Диффузия жараёнида намликни ёки иссиқликни кичик заррачалардан йирикларига ўтиш тезлиги катта бўлади. Қаттиқ дона юзасига ёпишган адсорбция қатлами моддалар юзасининг ўзаро тошиш кучини камайтиради.
Қоришманинг қулай жойланувчанлиги ҳамда қўзғалувчанлиги ундаги ўзаро аралашмаган қуюқ ва суюқ қисмнинг борлигига боғлиқ. Янги тайёрланган қоришма кераклича аралаштирилмаса, унинг тузилиши қониқарсиз бўлади. Демак, мустаҳкамлиги пасаяди. Оқувчанлик жараёни бузилади. Қуюқ ва суюқ қоришма ёки эритмаларнинг оқувчанлиги, аввало уларнинг таркиби ҳамда унга таъсир этувчи кучга боғлиқ. Қоришмаларга, биз истагандек, шакл беришда, унинг қуюқ-суюқлигини ўрганувчи йўналиш оқувчанлик (реалогия) фани деб аталади.
Бундай қоришмаларга куч таъсир этганда, аввало, жуда секин оқади, кейин тезлашади. Агар куч янада оширилса, оқаётган қоришма тузилиши бузилади ва сочилиб кетади. Юқоридаги қоришмаларда рўй бераётган физик-кимёвий жараённинг ўзгаришига атроф-муҳит ва оқаётган юзанинг текислик даражаси ҳам таъсир этади. Ушбуфан ёрдамида аниқланган энг қулай қуюқликдаги қоришма қолипга жойланади ёки йўл юзасига ётқизилади, кейин зичлаш жараёни бошланади. Бунда заррача, майда ва йирик тўлдиргич доналари ўзаро боғловчи модда пардалари орқали жипслашади. Агар боғловчи модда етарли бўлмаса, қоришмадаги доналар юзаси парда билан тўла ўралган бўлмайди. Натижада, боғловчи модда тегмаган очиқ сиртларда микро ва макроғоваклар пайдо бўлади.
Қоришмада фойдасиз сув миқдорини оширмаслик учун унга қўшилмалар қўшилади. Технологик усуллар ёки қўшилмалар қўшиб (пластификатор, суперпластификаторлар) қоришманинг самарали оқувчанлигига эришилади ва ундаги тўлдиргичлар сиртини тўла миқдорда боғловчи модда пардалари билан қопланиши таъминланади.
Юқоридаги тадбирларни амалда қўллаш имкони бўлмаса, қолипга жойланган қоришмани икки марта титратиб зичланади, яъни биринчи билан иккинчи зичлаш орасидаги вақт боғловчининг қуюқланиши бошланишидан ўтмаслиги керак. Бундан ташқари, қуйма қоришма тайёрлаб уни қолипга қуйиб зичламасдан ёки зарурият бўлса бироз шиббалаб жойлаш мумкин.
Қоришманинг жойлашиши, зичланиши ва қотишига доир технологик жараёнлар мунтазам равишда техник назоратда бўлиши керак.
Қолипга жойланган янги қоришмага маҳсус ишлов берилиб оддий шароитда сақлаганда астасекин ёки иссиқ-нам муҳитда тез суръатда қотади, кейин қаттиқ буюмга айланади. Қоришма таркибидаги барча тўлдиргичларни боғловчи модда ўзаро боғлайди ва у яхлит буюмга айланади. Боғловчи моддаларнинг қотиш жараёнини икки босқичга бўлиш мумкин. Биринчи босқичда, боғловчи модда сув билан аралаштирилганда, ундаги заррачалар сув билан майда бўлакларга (дисперсия) бўлинади. Иккинчи босқичда бўтқасимон қуйқага ўтиш даври бошланади. Бу икки босқични аниқ бир чегара билан бўлиш мумкин эмас. Чунки боғловчиларда ўзига хос майдаланиш ва қотишнинг бошланиш даври бўлади. Бундан ташқари, атроф-муҳит таъсири ҳам қоришманинг қотиш жараёнини ўзгартиради. Биринчи босқичда боғловчи модда заррачалари молекула, атом ва ионлар даражасигача парчаланади ва жуда юқори потенциал кучга эга бўлган ҳолатга айланади. Заррачалар ўзаро бир-бирлари билан ёпишиб яхлит қотаётган жисмга айланади. Кимёвий реакциялар жараёнида янги моддалар ҳосил бўлади ва улар ҳосил бўлаётган жисм зичлигини оширишда иштирок этади.
Кукун даражасигача туйилган, солиштирма юзаси 2000 см²/г. га тенг бўлган боғловчи модданинг суюқлик билан қоришмаси, ҳақиқий ва коллоид қоришмалар деб аталади. Фаол моддалар аралаштирилган лойқа сув (суспензия) бир жинсли ва гетероген эритмалар ҳолатида бўлади. Ҳақиқий қоришма таркибида боғловчи модданинг атомлари, ионлари, молекулалари эриган ҳолда учрайди. Табиий сув ҳақиқий эритувчидир. Унинг таркибидаги тўла эриган заррачалар бир хил ҳолатда сузиб юради. Ҳароратнинг ортиши билан заррачаларнинг эриши кўпаяди, ундаги кимёвий реакцияни зўрайтиради, заррачаларни бўлакларга бўлиниш жараёни тезлашади ва янги бирикмалар, моддалар ҳосил бўлади.