Portlandsementning - 3-mavzu: mavzu: materiallarning kimyoviy

Portlandsementning kimyoviy tahlili
Klinkerning kimyoviy tarkibini bilish undagi to‘rtta asosiy minerallar tarkibini hisob-kitob yo‘li bilan aniqlash uchun talab qilinadi. Bu minerallar: uchkalsiyli silikat 3SaO, ikkikalsiyli silikat 2SaO uchkalsiyli alyuminat 3SaO va to‘rtkalsiyli alyumoferrit. Klinkerning minerologik tarkibini hisoblash uchun bu minerallarni hosil qiluvchi SaO, SiO2, Al2O3 va Fe2O3 to‘rtta boshlang‘ich okislarning undagi tarkibini bilish zarur. SHuningdek klinkerdagi sulfatlar (SO3) miqdorini ham bilish tavsiya qilinadi.
Portlansement uchun gidravlik qo‘shimchalar miqdori ahamiyatga ega, chunki ular bir qator texnik xususiyatlariga ta’sir ko‘rsatadilar; ayrimlari xususiyatlarni yaxshilaydi (masalan, suvga chidamlilikni oshiradi, ekzotermiyani pasaytiradi), boshqalari esa xususiyatlarni yomonlashtiradi qotish tezligini, sovuqga chidamlilikni, xavoga chidamlilikni pasaytiradi. Bu esa sementdagi gidravlik qo‘shimchalar miqdorini nazorat qilishi zaruriyatini tug‘diradi.
Portlandsementning to‘liq kimyoviy tahlili QMQ bo‘yicha amalga oshiriladi. SHu bilan bir qatorda, izlanishlar amaliyotida juda ishonch va katta effekt bilan klinker va sementning kimyoviy tahlil usullari qo‘llanilmoqda, bu esa sement ishlab chiqarish texnologik jarayonini nazorat qilish va sement sifatini oldindan baxolash uchun alohida ahamiyatga ega. Fotokolorimetrik va trilonometrik usullar va tezkor usullardir.
Klinkerning tezkor kimyoviy tahlilining uchta usuli ishlab chiqilgan:
SiO2, Al2O3 va Fe2O3 ni fotokolorimetrik usul bilan, magniy okisi miqdori esa (CaO+ MgO) –CaO farqi bo‘yicha,
SiO2 ni fotokolorimetrik usul bilan, CaO, Al2O3, Fe2O3 va MgO ni trilonometrik usul bilan,
CaO, Al2O3, Fe2O3, CaO+ MgO yig‘indisini trilonometrik usul bilan koogulyasiya usullari bilan.
Usullarini ko‘rib chiqamiz.
SiO2, Al2O3 va Fe2O3 ni fotokolorimetrik usul bilan aniqlash. Eritma qonsentratsiyasidan o‘tuvchi yorug‘lik intensivligi o‘rtasidagi proporsional bog‘liqlikga asoslangan.
Bu aniqlashlarda uskuna sifatida fotoelektrokorolometr qo‘llaniladi. Eritma qonsentratsiyasini uning optik zichligi kattaligi bo‘yicha va konsentratsiya kattaligi yoki tekshirilayotgan eritmani etalon bilan taqqoslash yo‘li bilan o‘rnatish mumkin.
SiO2, Al2O3 va Fe2O3 ni aniqlash uchun etalon eritma standart shlamning materialviy aralashmasidan tayyorlanadi, uning kimyoviy tarkibi tahlil qilinayotgan modda tarkibiga mumkin qadar yaqin bo‘lishi lozim. Bu aralashmaning 0,15gr miqdordagi namunasi (klinkerni 0,1gr) platinali tigelda 2:1 (og‘irlik bo‘yicha) munosabatda olingan sodaning bir grammli aralashmasi bilan qizitiladi. So‘ngra bularga 500ml gacha distillangan suv bilan aralashtirilgan 100ml tuzli kislotaning (1:3) issiq eritmasi qo‘shiladi. SHu usul bilan olingan tuzli-nordon eritma etalon xisoblanadi.
Tekshirilayotgan moddaning tuzli nordon eritmasi anologik usulda tayyorlanadi va klinker namunasi bunda 0,1 g teng.
Etalon va tekshiralayotgan moddaning bir xil xajmli (teng namunalar) qatlam qalinligi bir xil kyuvetlarda taqqoslash usuli bo‘yicha eritmalar kolorometrlanadi.
Graduirovik grafikni qurish uchun aniqlanayotgan okislarning turli konsentratsiyali bir qator eritmalarning optik zichligi aniqlanadi.
Abssissalar o‘qi bo‘yicha etalon eritma qonsentratsiyasi belgilanadi, ordinatalar o‘qi bo‘yicha esa unga mos optik zichlik quyib chiqiladi SiO2 va Al2O3 ni aniqlash uchun etalon eritmaning 2,5; 5; 7,5 va 10ml (faqat SiO2 uchun) olinadi va 100ml xajmli (SiO2) yoki 50ml xajmli (Al2O3) kolbalarda reaktiv bilan aralashtiriladi. Fe2O3 uchun 10,25 va 50ml etalon eritma olinadi va 100ml xajmli kolbada aralashtiriladi. So‘ngra kolbalardagi eritmalarning optik zichligi aniqlanadi.
SiO2 ni aniqlash. 5ml dan etalon va tekshirilayotgan tuzli-nordon eritmalar olinadi, 100ml xajmli o‘lchov kolbalariga solinadi, har biriga 50ml suv qo‘shiladi, sariq kompleks hosil bo‘lishi uchun 5 ml malibdat ammoniy qo‘shiladi. So‘ngra 5 ml tiqlovchi eritma qo‘shiladi, kolbadagi miqdorni 100ml ulchamgacha suv bilan eritiladi va ko‘k tus olish uchun 15 daqiqa davomida quyib quyiladi.
SHu usulda olingan etalon va tekshiralayotgan klinker eritmalarini qatlam qalinligi 10mm li kyuvetlarda qizil yorug‘lik filtrida qolorimetrlanadi.
Klinkerdagi kremniy ikki okisi fani miqdori quyidagi ifoda bo‘yicha aniqlanadi:
bu yerda:
G- tekshirilayotgan moddaning quruq namunasi g da;
G1- aniqlangan optik zichlikning graduirovik grafik bo‘yicha mos keluvchi SiO2 miqdori, mg da.
V- eritmaning umumiy hajmi (ushbu xolda 500ml);
V1- SiO2 ni aniqlash uchun olingan eritma hajmi (ushbu xolda 5 ml).
Al2O3 ni aniqlash. Tekshirilayotgan va etalon tuzli nordon eritmalardan 5ml dan olinadi, 50ml xajmli o‘lchov kolbasiga solinadi,1ml 0,2 % li askarbin kislota eritmasi va 5ml 0,1% li alyuminon eritmasi qo‘shiladi. So‘ngra 10ml atsetatli buferli eritma (10%li uksusli nordon natriy eritmasi) qo‘shiladi, kolbaning 50ml belgisigacha suv qo‘shiladi, bo‘yovchi kompleks to‘liq hosil bo‘lguncha 15 daqiqa quritiladi va 10mm qalinlikdagi qatlamli kyuvetlarda yashil yorug‘lik filtrida kolorimetrlanadi.
Klinkerdagi alyuminiy oksidining foizli miqdori quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:
Al2O3= ;
bu erda:
G-standart namunadagi Al2O3 ning foizli miqdori;
d1 va d-tekshirilayotgan va etalon eritmalarning mos optik zichligi.
Graduirovik grafik usuli bo‘yicha aniqlashda Al2O3 foiz yuqorida keltirilgan analogik ifoda bilan aniqlanadi:
bu yerda:
G1 –grafik bo‘yicha Al2O3 miqdori ml da;
V1- Al2O3 ni aniqlash uchun olingan eritma hajmi (5ml).
Fe2O3 ni aniqlash. Tekshirilayotgan tuzli nordon eritmadan 25 ml olinadi, 100ml hajmli o‘lchov kolbasiga solinadi, 15 ml 25% li sulfosalitsil kislota eritmasi sariq rang olish uchun tomchilar bilan 25% li ammiak qo‘shiladi so‘ng 5ml ya’na ammiakdan quyiladi.
So‘ngra o‘lchov kolbasidagi miqdorga 100ml belgigacha suv qo‘shiladi va aralashtiriladi. Agarda xira rangli eritma olinsa u xolda xiralikni yuqotish uchun yana sulfosalitsil kislota va o‘zgarmas sariq rang olish uchun ammiak qo‘shiladi.
Tayyorlangan eritmalarni 10mm qalinlikdagi qatlamli kyuvetlarda yorug‘lik filtri bilan kolometrlanadi.
Klinkerdagi Fe2O3 ning foizli miqdori quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:
Fe2O3=
bu yerda:
G- standart namunadagi Fe2O3 ning foizli miqdori;
d1 va d- tekshirilayotgan va etalon eritmalarining mos optik zichligi.
Graduirovik grafik yordamida Fe2O3 foizini aniqlashda yuqorida keltirilgan ifodaga analogik ifodadan foydalaniladi:
bu yerda:
G1 –graduirovik grafik bo‘yicha topilgan Fe2O3 miqdori, mg da; V1- Fe2O3 ni aniqlash uchun olingan eritma hajmi (25ml).
Sementdagi tabiiy gidravlik qo‘shimchalar miqdorini aniqlash. Klinker va qo‘shimchalar minerallarining tuzli kislotada turli eruvchanligiga asoslangan.
1g sement o‘lchanadi, 500ml hajmli staqanga solinadi, 150 ml suv qo‘shiladi va 10-15 daqiqa davomida arashlashtirilib, qaynatiladi. So‘ngra sementli suspenziyaga 3-5 g xromlinatriy va 300 ml 0,5n, tuzli kislota qo‘shiladi va yana 2 soat mobaynida suvli “pechda”da isitiladi. Stakandagi aralashma filtrlanadi va cho‘kmani issiq suv bilan xlor ionlari yuqolguncha yuviladi. So‘ngra cho‘kmani stakanga solib, tuzli kislota bilan qayta ishlanganda ajralib chiqqan SiO2 gelining erishi uchun 0,1n. natriy sovuq eritmasi bilan qayta ishlanadi.
Filtrda qolgan noeruvchan qism bu gidravlik qo‘shimcha bo‘lib, sementning yuqorida qeltirilgan qayta ishlash sharoitlarida erimaydi, sementning klinker qismi esa erib qetadi.
CHo‘kmani filtr bilan birga quyib, doimiy og‘irligigacha 100-110 0C haroratda quritiladi. Qo‘shilmaning foizli miqdori quyidagi ifoda bilan hisoblanadi:
b- xavoni quruq xolatda filtr og‘irligi, g da; G- sement namunasi g da;
ω- sementdagi giroskopik namlik miqdori, % da.
Klinkerning minerologik tarkibini aniqlash.
Klinkerni kimyoviy tarkibi va undagi bosh klinker hosil qiluvchi okislar miqdori ma’lum bo‘lganda, minerologik tarkibini ham aniqlash mumkin. SHu maqsadda quyidagi ifodalardan foydalaniladi.
Kalsiy silikatlarini aniqlash uchun:
% C3S=4,07 CaOaloqa -7,6 SiOaloqa -6,7 Al2O3-1,42 Fe2O3;
% C2S=8,6iO2aloqa+5,07 Al2O3+1,07 F2O3-3,07 CaO.
C2A va C4AF minerallarni hisoblash uchun giltuproqli modul (r) kattaligi Al2O3 % ning Fe2O3 % ga nisbatiga ko‘ra quyidagi keltirilgan ifodalar ishlatiladi. Giltuproqli modul kattaligi bunda minerallar tarkibi bo‘yicha klinkerning fazali tarkibini ham aniqlaydi. 0,64 dan ortiq giltuproqli modulda S4AF dan tashqari S3A hosil bo‘ladi, 0,64 dan kam bo‘lgan giltuproq modul ikkikalsiyli ferrit paydo bo‘ladi.
0,64 dan ortiq giltuproq modulida:
% C3A=2,65 (Al2O3-0,64 F2O3);
% C4AF=3,04 F2O3.
2,65 koeffitsienti C4AF hosil bo‘lgandan so‘ng qolgan har bir foiz giltuproqdan hosil bo‘lgan Al2O3 dagi S3A ning foizdagi miqdorini hisobga oladi; 0,64 qoeffitsenti Al2O3 ning foizli og‘irlik munosbatini ifoda qiladi, ya’ni C4AF hosil bo‘lishida Al2O3 ning qancha foizi 1% Fe2O3ni bog‘lashini ko‘rsatadi.
3,04 qoeffitsentini klinkerdagi mavjud har bir 1% Fe2O3 da hosil bo‘lgan C4AF % ning miqdorini ko‘rsatadi.
0,64 dan ham giltuproqli modulda:
% C4AF=4,77 Al2O3
% C2F=1,7 (Fe2O3-1,57 Al2O3).
4,77 qoeffitsenti har bir 1% Al2O3 4,77% C4AF, har bir 1% Fe2O3 esa 1,7 C2F berishini ko‘rsatadi. Ma’lumki, klinker hosil bo‘lish jarayonida avval C4AF (Al2O3 to‘liq bog‘languncha) hosil bo‘ladi, so‘ngra esa qolgan Fe2O3 C2F ko‘rinishida bog‘lanadi. Shuning uchun 1,57 koeffitsenti har bir 1% Al2O3 1,57% Fe2O3 ni C4AF hosil bo‘lishida bog‘lashini xisobga oladi. SHunday qilib, S4AF hosil bo‘lgandan so‘ng qolgan va C2F hosil bo‘lishida qatnashuvchi Fe2O3 miqdorini ko‘rsatadi.
0,64 ga teng giltuproqli modulda, bunda giltuproq va temir okisi faqat C4AF ko‘rinishida (klinkerda C3A mavjud emas) bog‘langan bo‘ladi, C4AF % i quyidagi ifoda bo‘yicha xisoblanadi:
% C4AF=3,04 Fe2O3
Klinker sifatini to‘g‘ri bahlash uchun undagi oltingugurtli nordan kalsiy miqdorini bilish muximdir. Bu, masalan, klinkerni maydalashda gipsni optimal va mumkin bo‘lgan miqdorda quyish uchun zarurdir. CaSO4 va SO3 ning molekulyar og‘irligidan qelib chiqib, klinkerdagi mavjud har bir foiz SO3 1,7% CaSO4 berishi aniqlangan. U xolda CaSO4 ni aniqlash ifodasi quyidagicha bo‘ladi:
% CaSO4=1,7 SO3
Bog‘lovchilarni tekshirishning fizik va fizik-kimyoviy usullari So‘nggi yillarda sementlarni tekshirishda bog‘lovchi moddalarning faza
tarkibini aniqlash va tahlil qilishning fizik va fizik-kimyoviy usullari qeng qo‘llanilmoqda. Ularning kimyoviy usullar oldidagi yutug‘i ma’lumotlarni tez olish, bog‘lovchilarning sifatli va tarkibiy miqdoriga to‘g‘ri baxo berish, tekshiruvlarni turli muxitlarda olib borish imkonyati. Bu bog‘lovchilar qotishining ratsional sharoitlarini qidirib topish, shuningdek boshlang‘ich materialviy materiallardan bog‘lovchilarni hosil qilish kinetikasini va sementli toshni shakllantirishni o‘rganishga imkon beradi.
Ko‘p sonli fizik va fizik-kimyoviy tekshiruv usullari orasida quyida qurilgan mikroskopik, termografik, rentgenografik va spektral tahlillar qeng qo‘llaniladi. Ular bilan bir qatorda elektron mikroskopik, termokimyoviy, fotokolorimetrik, radiometrik va boshqa usullar ham qo‘llaniladi.
Sinov savollari.
Tobiiy gips toshi.
Oxakning kimyoviy taxlili.
Portlandsementning kimyoviy taxlili.
Klinkerning mineralogik tarkibi.
Bog‘lovchilarni tekshirish.
|