Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі семей қаласының ШӘКӘрім атындағы мемлекеттік униврситеті

Гидрофобты заттардың, цемент бөлшегінің қырындағы ад-сорбциялық қабат алдын ала уақыттан бұрын үсталуына кедергі жасайды, ерітінділік жөне бетондық араластардың байланыс-тығын арттырады, яғни олардың қабаттануы мен суды бөлуге ыңғайлануын кемітеді.

Ашық ауада сақтағанда портландцементтің маркасы нашар-лайды, себебі атмосфералық ылғалдықтың әсерімен цемент біршама гидратацияға беріледі. Гидрофобты қоспалар цементтегі белсенділікті жоғалтпауға себепкер болады және үзақ уақыт цемент маркасын сақтайды.

Гидрофобты қоспа ретінде, цемент массасынан 0,08—0,12% асидол—мылонафт, 0,1-0,25% мылонафт, 0,06—1,0% олейн қыш-қылы, 0,3% петролатумды пайдаланады.

Цементті үнтақтау кезінде, гидрофобты заттар цемент бөлшегінің қырын, жүқа су жүқпайтын қабатын бүркелейді, сондықтан мұндай цементтерді ашық аспан астында сақтауға болады.

Гидрофобты цементті қолданып, ерітінді мен бетондық ара-ластарды дайындауда, оларды араластырудың уақыты 1,5-2 мин үзартылады. Қоспаны араластыру кезінде, цемент бөлшектерін бүркемелеп түрған гидрофобты қабықша қирап істен шығады және олар сумен еркін қосылысады. Мұндай қоспалар иілгіштік қасиетті баяулау жоғалтады.

Гидрофобты портландцементтен алынған бұйымдар көтеріңкі тығыздығымен және су өткізбеушілігімен сипатта-лады. Мұндай бүйымдардың аязға төзімділігі өте жоғары жөне 800—1000 циклға дейін жетеді, ал кәдімгі портландцементтің негізінде алынған бетон бүйымдарының аязға төзімділік көрсеткіші бар болғаны 200—300 циклға жетеді. Гидрофобты портландцементтің өндірісте өндірілген маркалары кәдімгі портландцементтегідей.

Күкірт әсеріне шьщамды портландцементті өндіруде клин-кер қүрамындағы күкіртпен реакцияға түсетін — үшкальцийлі алюминат пен үшкальцийлі силикатқа (алит) шектеу қойыла-ды. Күкіртке шыдамды цементтердің клинкерлеріндегі үшкальцийлі алюминаттың (С₃А) 5%-дан аспауы керек (кәдімгі портландцементті клинкердегі С₃А мөлшері 15%-ға жетеді), кальцийдің алюминаты мен алюмоферриттің қосын-

дысы (С₃А + С₃Ағ) 22%-дан аспауы керек, ал үшкальцийлі силикаттың мөлшері (С₃8) - 50% шамасында.

Күкірт әсеріне шыдамды портландцементтің технологиясы кәдімгі портландцемент технологиясына өте үқсас және оның 300, 400, 500 деген маркалары өндіріледі.

Дәріс №11 Портландцемент өндірудегі жабдықтар және оларға қойылатын жалпы талаптар.
Дәріс №12 Әк туралы жалпы түсінік, жіктелуі

Ауа әгі. Бор, әктас, доломитті және мергельді әктастар сияқ-ты, қүрамында кальций мен магнийдің карбонаттары бар тау жыныстарын күйдіру жолымен, арзан, тек ауада ғана қатаятын ауа әгін өндіреді. Осындай жолмен алынған ақ немесе сүр түс-тес енімдер сусызданған кальций тотығынан және бірен-саран магний тотығынан түрады. Оларды сөнбеген немесе тасты әк деп атайды. Күйдірілген соң, оны үнтақтау арқылы қайнақты әкті алады.

Ауа әгін өндіруге керекті шикізатта 85% кальций (СаСОз), 7% аздап магнезит (М§С0₃) жөне 8% аздап глинозем (А1₂0₃) болуы керек. Әктасты күйдіру арқылы ауа әгін ондіру кезінде

кальций мен магаий карбонатгарының (СаС0₃, М§С0₃), каль-ций мен магий тотықтарына (СаО, М§0) жөне көміртекті газға ыдырауына негізделген. Осы процесте көміртекті газ басқа газ-дармен бірге пештен бөлініп ұшып кетеді. Пеште кальций мен магнийдің тотығынан тұратын қуысты тас қалады. Күйдіру про-цесінде әктастың массасы 44% дейін, ал көлемі 12-14% азаяды.

Әкті күйдіру шахталы не-месе сақиналы пештерде 950—1100°С температурада іске асырылады. Әктасты кұйдіретін шахталы пеш 9.3.1-суретте керсетілген. Тік бағыт бойынша шахталы пешті шартты түрде кептіру, қыздыру, күйдіру жөне сал-қындату аймақтарына бөлу-ге болады. Пештің биіктігі 20 м жетеді, ал ішкі бөлігінің диаметрі 4 м. Сыйымдылығы 120 т жететін пештің ішіндегі өктас, 24 сағат бойына жы-лумен өңделген соң сөнбеген әкті тасқа айналады.

Шахталы пештіңжетістігі сол, ондағышикізатты кептіру мен қыздыру біруақыттажүреді.Онымен қатар, көмірді пайдалану кезінде пайда болатын күл әктің сапасын на-

шарлатады. Сүйық отын

мен газды қолданған жағ-

дайда керІСІНШе ӘК сапасы й^-суре/и. Шахталы пеш:

жақсарады. Отынға ^Х ~ ^{шахта; 2} " ™^за™ ^беР^іп.

^ . тұратын қондырғы; 3 - ауа жеткізпш;

жүмсалған ШЫҒЫН күиді- ₄ - тарақ; 5 - дайын өкті түсіру

рілген өк өз қүндылығы-ның 15—17%-ын қүрайды.
Әктің сөнуі. Күйдірліген әк судың әсерімен мына реакция бойынша сөнеді:

СаО+Н₂0=Са(ОН)₂+15,64 ккал (65,5 кДж).

Бір грамм-молекула СаО сөнгенде 15,64 ккал (65,5 кДж) немесе 1 кг өк 227 ккал (1163 кДж) жылу бөледі.

Сөнбеген әктас сумен (35—50%) біріккен уақытта, ол ша-шылып ұнтаққа айналады - гидратты әк пайда болады. Егер араластырылған судың мөлшерін ұлғайтсақ, онда сөнген әктен қамыр пайда болады. Сондірілген әкті арнайы сөндіргіштерде ондіреді және оны коп жағдайда қалау мен сылау ерітінділеріне қолданады.

Мемлекеттік стандарт бойынша, бірінші сортты ауа әгінде белсенді тотықтардың мөлшері 85%-дан, ал екінші сортына — 75%-дан, үшінші сортына — 65%-дан кем болмауы керек.

Сону жылдамдығы бойынша әкті жылдам сөнетін (20 мин дейін) және баяу сөнетін (20 мин көп) түрлерге бөледі. Әктің сону жылдамдығы сонбеген әкке су қосқан соң, температура-ның ең жоғарғы шегіне дейін көтеруге кеткен уақытпен анық-талады. Жеке жағдайларда әктің сону жылдамдығын тездету үшін қыздырылған суды қолданады. Сондіріліп болған соң әкті 1—2 күн бойына үстайды. Әктің үнтақтығы оны № 02 (900 тесік 1 см²) електен откізу арқылы анықталады. Мүндай елеу кезінде елек арқылы әктің 85% отуі керек .

Әктің қатаюы. Әктің қамырында дайындалған қүрылыс ертіндісі бірнеше тәулік бойына, ал сенбеген ұнтақты әк негізіндегі ерітінділер - 30—60 мин уақытында қатаяды. Сөнбе-ген өктен алынған ерітінділердің қысқандағы беріктігі, тығыз-

. Әктің ұнтақгығы

	Ауа әгінің түрі						Үнтақты немесе
Көрсеткіштері	Кальцийлі			Магнезиалды			әк
	I	II	III	I	II	III	I	II	III
СаО+М§0 белсен-ділік саны (кебу кезінде), % аз емес Сөнбеген бөлшек-тердің саны, % кеп емес	90 7	80 10	70 12	85 10	75 15	65 20	67	60	50

дығы және тұрақтылығы, сөнген әктен алынған үлгілермен салыстырғанда әлдеқайда жоғары. Әкті ерітінділердің қатаюы негізінен екі фактордың әсерінен жүреді: кальций сулытоты-ғында кристалдың пайда болуы және карбонизациялау - ауада-ғы көміртекті газдың әсерімен, мына реакцияға орай, СаСОз пайда болуы:

Са(ОН)₂ + С0₂ = СаС0₃ + Н₂0

Карбонизация жылдамдығы қабат қалыңдығы мен ауадағы көмірқышқыл газдың концентрациясына байланысты. Қабыр-ға сылағындағы әкті ерітінділерде карбонизация процесі өте жылдам жүреді. Әкті ерітінділердің қатаю процесі кезінде, әктің карбонизациялануы ерітіндінің сыртқы қырынан басталады, ал ерітіндінің ішкі жағында кальцийдің сулы тотығы қалып қояды. Пайда болған кальцийдің карбонаты ерітіндінің қырлы беттерін тығыздайды және ауадағы көмірқышқыл газдың ерітіңді қаба-тына енуге қиындық тудырады, осының нәтижесінде карбони-зация процесі баяулайды.

Әкті тасымалдау, сақтау және пайдалану. Қабырғаларды түрғызу кезінде жүмсалатын қалау мен сылауға керекті әк-қүмды, әк-шлакты, әк-цементті ерітінділерді кеңінен қолдана-ды. Өкінішке орай әкті ерітінділерді ылғалды ғимараттарда, іргетасты қалауды және көп қабатты үйлерді түрзызуда қолда-нуға болмайды.

Силикатты материалдар - бетон, кірпіш және басқа авто-клавты бүйымдар өндірісіне керекті түтқыр қүрамында әкті қолданады.

Сөнбеген тасты әкті темір жол вагондарымен, жабық авто-машиналарда және контейнерлермен тасымалдайды. Сөнбеген майда үнтақталған әкті битуммен қанықтырылған қағаз қап-шықтар мен қаңылтыр контейнерлермен тасымалдап сақтай-ды. Сөнбеген әк кебу және жабық қоймаларда сақталғаны жөн. Егер әк қағаз қапшықтармен қапталса, оны 10-20 күн бойын-да пайдалану керек.

Орталық Азияда XIX ғасырдың ортасына дейін қүрылыста әк өте аз қолданылды. Ол кезде ауада қатаятын қүрылыстық материалдардың ішіңде ашық сары түсті сазды балшық пен ганч (қүрамында гипс пен балшық бар араласты күйдіру арқылы алынған материал) кеңінен пайдаланылды. Әкті өндірудің қара-пайым және арзан қолмен өндіру әдісі белгілі. Осы әдіс бойын-ша бастапқы шикізат (әктас, доломит, мергелді әктас) күмбез

немесе пирамида пішінді қалап орнықтырады. Оның жоғарғы жағына түтін кететін қүбырларды орнатады, ал төменгі жағы-нан 3-4 күн бойына күйдіреді. Күмбезді қаланған шикізаттың сырты балшықты сары топырақпен сыланады. Осындай әдіспен күйдірілген әк тазалығы және жоғарғы сапасымен ерекшеленеді, себебі отынды жағудағы пайда болған күл ар-найы осы мақсатқа тағайындалған жерге жиналады, ал түтінді газдар қүбыр арқылы шығып кетеді. Осының нәтижесінде шикізат ластанбайды.

Республикада әк шығаратын ірі зауыттардың салынуы осы өнімді молынан шығаруға мүмкіндік берді. Алайда, шахталы және сақиналы пештерде күйдірілген әкке отынның жану өнімдері қонады. Оның үстіне алынған әктің біртекті күймеуінің салдарынан, кейде тым күйдірілген немесе күймей қалған қос-палар араласы жиі кездеседі.

Қазақстанда әк өндірісіне керекті сапалы кен орындары жеткілікті. Республика зауыттарындағы әк өндірісінің техно-логиялық процестері шикізатты күйдірумен аяқталады, ал үнтақтау мен әкті сөндіру пайдаланылатын жерде орындалады, мүның өзі технологияның кемістігі болып табылады.
Зертханалық жұмыс № 1

Тақырыбы: «ҚҰРЫЛЫСТЫҚ ГИПСТІ СЫНАУ»

Жұмыстың мақсаты: құрылыста қолданылатын гипсті сынау әдістерін үйрену.

Құрылыста қолданылатын гипстің негізгі формуласы:

Гипстің алыну жолы:

Көбінесе құрылыста қолданылатын гипс ақ немесе сұр түсті болып келеді. Гипстің түсі оның құрамындағы қоспалардың мөлшеріне және күйдіру тазалығына (дәрежесіне) байланысты.

Құрылыста қолданылатын гипстің сапасы ұнтақтығы, қалыпты қоюлығына, қату мерзіміне, сығылу және иілу беріктік шектеріне байланысты сипатталады.

Бұл әдістің мәні: торкөздері 0,2 мм-лік елеуіш арқылы елегенде өтпей қалған гипстің салмағын анықтау.

Салмағы 50 г гипсті 0,1 г-нан аспайтын қателікпен өлшеп алып, алдын ала кептіргіш шкафта 1 сағаттай 50±5⁰С қызулықта ұстайды. Содан кейін елеуішке төгіп, қолмен немесе механикалық қондырғыда елейді. Егер елеуіш арқылы 1 минут аралығында 0,05г-нан аспайтын гипс өтсе, елеуді аяқталған деп есептейді.

Гипстің бастапқы салмағының елеуіште қалған салмағына қатынасын ұнтақтылығы деп атайды. Ұнтақтық шамасы екі сынақ нәтижесіндегі арифметикалық ортасы бойынша алынады.

Ұнтақтығына байланысты гипстің III-дәрежесі белгіленген:

I-ірі ұнтақ (елеуіштегі қалдық 23%-дан аспайды),

II-орташа ұнтақ (14%-дан аспайды),

III-майда ұнтақ (2%-дан аспайды).

Байланыстырушы заттардың қатаю процесінде шартты түрде екі кезеңді ажыратады - ұстасу және қатаюдың өзі. Жұмсақ байланыстырушы зат (қамыр) қоюлана және жұмсақтығын жоғалта бастау тұсы оның ұстасуының басталуына сәйкес келеді. Мұны шартты түрде «ұстасу мезгілінің басы» деп санайды /Б_¥С/. Одан әрі байланыстырушы зат тығыздыгын ұлғайта бере созымдылығын мүлде жоғалтады, бойында әлі біраз сұйықтық барлығына қарамастан, қатты дене қасиетіне ие бола бастайды. Бұл мезгіл шартты түрде «ұстасу мезгілінің соңына» сай / С_үс/ келеді, сөйтіп барып, біртіндеп, әзірше айтарлықтай беріктігі жок, қатты тас тәрізді денеге айналады. Кейбір байланыстырушылар тез бірнеше минут ішінде ұстасып үлгереді. Мысалы, тез ұстасатын байланыстырушыға құрылыс гипсі жатады.

Суттард вискозиметрі мыстан немесе жезден цилиндр түрінде жасалған. Цилиндрдің биіктігі 10 см, ішкі диаметрі - 5 см. Алдын ала шыны әйнектің астына диаметрлері 6-20 см-ге дейін шеңберлер сызылған ақ қағазды қояды (1-сурет). 14 см-ге дейін шеңберлердің арақашықтығын 1 см-ден, ал қалғандарын 2 см-ден сызады.

Кесте Сынақ нәтижесін келесі формада жазу ұсынылады

Қату мерзімін анықтағанда, алдын ала сүртілген және минералды май жағылған Вика құралының сақинасын гипс қамырымен толтырады (2-сурет).

1 – қосымша күш түсірілетін келсап; 2 – құралдың бағанасы;

3 – ине; 4 – қоспа салынатын сақина; 5 – болат пластина.
Қамырды нығыздау үшін сақинаны пластинкамен бірге 4-5 рет сілкілейді, содан кейін қамырдың артығын сызғышпен алып тастайды да, толтырылған форманы (қалыпты) пластикамен қоса Вика құралының негізіне қояды.

Құралдың қозғалмалы инесі бар бөлігін гипс қамырының бетіне тиетіндей етіп орналастырады да, содан кейін инесі бос күйінде сақинаға түсіреді. Инені түсіруді әрбір 30 сек сайын бір рет жүргізеді. Инені әрбір түсірген сайын сүртіп отырады. Инені әр жаңа батыруда қамыр бетінің басқа орындарына түсуін қадағалау қажет.

Гипсті сумен араластырған сәттен бастап, түсірілген ине бірінші рет сақинадағы қамырдың түбіне 1 мм жетпеген мерзімді ұстасу мезгілінің басы деп атайды. Ал түсірілген иненің қамырға 1 мм-ден терең батпауын қатудың соңы деп атайды. Ұстасу мерзіміне байланысты гипс мынадай топтарға бөлінеді:

1. Тез қатаятын гипс, Н_{ұстасудың басы} -2мин; К_{ұстасудың соңы} -15мин;

2. Орта жылдамдықта қатаятын гипс, Н_{ұстасудың басы} -6мин; К_{ұст.соңы} -30мин;

3. Баяу қатаятын гипс, Н_{ұстасудың басы}-20мин; К_{ұстасудың соңы} -анықталмайды;

Гипс қамырының қатаю мерзімін анықтау үшін 200 грамм гипсті өлшегеннен кейін суды өлшейді. Су көлемі қамырдың қалыпты қоюлығына сәйкес болуы тиіс. Оны мына формуламен анықтайды.

Вн – қажетті су көлемі, см³

Н – гипс қамырының қалыпты қоюлығы, %

кесте Сынақ нәтижесін келесі кестеге толтырады

Қатаю мерзімінің басталуы мин сек

Қатаю мерзімінің аяқталуы мин сек
Зертханалық жұмыстың теориялық бөлігі

ҚҰРЫЛЫС ӘГІНІҢ ҚАСИЕТТЕРІН СЫНАУ ӘДІСТЕРІ

1. Құрылыстық әк дегеніміз – ауалық байланыстырғыш зат. Құрамында 6% дейін саз балшығы бар әк тасын күйдіру арқылы өндіріп алынған материал.

Шикізаты:

Известняк - әктік тас (СаСО₃)

Саз балшық (Al₂O₃) – 6% дейін.

Әк тас, бор, мергель, магнезит, (MgCO₃), доломит.

Құрылыстық әкті өндіру үшін шахталы пешті қолданады. Оны қыздыруда қолданатын отынның түрі газ немесе көмір.

Пешті үш зонаға бөледі:

І – зона, 100⁰С – қыздыру зонасы

ІІ – зона, 800-900⁰С – күйдіру зонасы

ІІІ – зона, 100⁰С – суыту зонасы

Известнякты (әк тасты) күйдіру процесі  мұндағы, СаО қорытылмаған кесек әк.

Күйдіру барысында әктастың түйірлері толық күйдірілмейді. Ал кейде температураның жоғары болуына байланысты әк тас күйіп, кейбір жерлерінде қара дақ пайда болады. Оның себебі, құрамында құмы көп деп есептелінеді.

Әкті қорыту процесі. СаО+Н₂ОСа(ОН)₂+Q

Мұндағы, Са(ОН)₂ - қорытылғын әк, әк гидраты. Әкті қорытуға алған су көлеміне байланысты әктік қамыр және әктік сүт алынады. Егер суды 70-100% шамасында қорытуға алсақ, онда қамыр алынады. Ал суды 2-3 есе көп алсақ, әктік сүт пайда болады.

Әк қорыту жылдамдығына байланысты үш түрге бөлінеді:

1. 
   тез қорытылған әк, 8 мин.
   
2. 
   орташа жылдамдықта қорытылған әк, 8-25 мин.
   
3. 
   ұзақ уақыт қорытылған әк, 25 минуттен жоғары.
   

І – сорт 90%, 7% - қорытылмаған әк түйірі

ІІ – сорт 80%, 11%- қорытылмаған әк түйірі

ІІІ – сорт 70%, 23%- қорытылмаған әк түйірі

Әктің қатаю процесі Са(ОН)₂+Са₂ СаСО₃+Н₂О

СаСО₃ – жасанды әктік тас.

Әк тез қорытылу үшін оны ұнтақтайды және №02, №008 елеуіштерімен елейді. Електегі қалдық 1%; 5% болуы қажет. Ауалық әкті құрылыста қабырғаны, төбені бояу үшін ерітінді алуға, силикаттық кірпіш, силикаттық бетон өндіруге қолданады.

Құрылыста қолданылатын және құрғақ ортада қатаятын әк дегеніміз – құрамында 6 % дейін сары топырағы бар ізбес тасын күйдіру нәтижесінде алынған материал. Ол көбінесе кальций оксидінен тұрады.

CaCO₃=CaO+CO₂

Күйдіру нәтижесінде ақ түсті кесек сөндірілмеген әк алынады.

Құрамына байланысты құрылыста қолданылатын әк үшке бөлінеді:

1. 
   Кальцийлі, құрамындағы СаO – 5% дейін
   
2. 
   Магнезиалды, құрамындағы MgO – 5-20% дейін
   
3. 
   Доломитті, құрамындағы MgO – 20-40% дейін
   

Құрылыста қолданылатын әкті сынағанда сөндіру температурасы мен сөндіру жылдамдығы, көлем өзгеруінің біркелкілігі анықталады.

Әк өлшендісі төмендегі формула арқылы есептеледі:

мұндағы, А-белсенді кальций және магний оксидінің әк құрамында болуы, 40-90% аралығында алынады.

Әктің сөнуі төмендегі реакция бойынша жүреді:

CaO+H₂O=Ca(OH)₂+Q (бөлініп шыққан жылу)