-jadval - Kurs ishi mavzu: Kompozit materiallar ishlab chiqarish texnologiyasi. Mundarija

1.2-jadval
Ishlatiladigan ashyolarning kimyoviy tarkibi
Ashyo nomi
|
SiO2
|
Al2O3
|
Fe2O3 +
FeO
|
CaO
|
MgO
|
R2O
|
k.m.k.
|
Nam- lik
|
SO3
|
TiO2
|
Mn O
|
Σ
|
Bekobod porfi-riti
|
62,9
|
15,52
|
1,47+
3,04
|
2,54
|
2,09
|
6,9
|
4,48
|
0,19
|
0,10
|
0,53
|
0,08
|
99,7
|
Na2SiF6
|
27,9
|
0,10
|
0,12
|
0,30
|
0,30
|
31,03
|
-
|
0,12
|
0,10
|
0,01
|
0,01
|
60,2
|
Vollas- tonit
|
50,5
|
3,33
|
0,64
|
40,5
|
1,00
|
0,84
|
2,52
|
-
|
0,10
|
0,08
|
0,09
|
99,5
|
Eslatma: k.m.k.- kuydirilganda massaning kamayishi.
Xususiyatlari talabga javob beradigan sementni olish uchun suyuq shisha modulining qiymati muhim omil bo‘lib hisoblanadi (1.3-jadval). Ko‘pchilik soha mutaxassislari suyuq shishani uning kompozitsiyalari va undan tayyorlanadigan buyumlarni havoda qotuvchi sementlar qatoriga kiritishadi. Shuning uchun, bu materiallar havoda, nam-havoda, suv va agressiv spirt ishlab chiqarish muhitida sinovdan o‘tkazildi. Bu sinovlarda kislotaga chidamli sementlar shu muhitlarning fizikaviy-mexanikaviy xossalarga ta’sirini hisobga olgan holda tayyorlanadi. Sement namunalari dastlab bir kun havoda qotirilgandan keyin turli muhitlarda qotishi uchun saqlanadi (1.4-jadval).
1.3-jadval
Kislotaga chidamli sementning tarkibi
№
|
Ashyo
|
Miqdori, %
|
1
|
Na2SiF6
|
18
|
Porfirit
|
82
|
Suyuq shisha
|
35
|
2
|
Na2SiF6
|
18
|
Porfirit
|
70
|
Suyuq shisha
|
35-40
|
Vollastonit
|
12
|
Suvda va spirt ishlab chiqarish sanoatining agressiv muhitida kislotaga chidamli sement qotayotganida natriy silikati va eruvchan mahsulotlarning eritmaga singishi kuzatiladi, bu esa o‘z navbatida sement mustahkamligi ko‘rsatkichlariga ta’sir ko‘rsatadi.
1.4-jadval
Kislotaga chidamli kompozitsiyalarning mexanikaviy va kislotaga chidamlilik xossalari
Qotish vaqti, kunlar
|
Siqilishga bo‘lgan mustahkamligi, R (MPa), va chidamlilik koefitsienti (CHK)
|
havoda
|
nam havoda
|
suvda
|
spirt eritmasida
|
R
|
R
|
R
|
CHK
|
R
|
CHK
|
28
|
23
|
27
|
12,8
|
0,5
|
13
|
1,01
|
360
|
20
|
29
|
11,2
|
0,5
|
12,8
|
1,3
|
540
|
20
|
32
|
12,0
|
0,5
|
13
|
1,3
|
28
|
20
|
25
|
17
|
0,8
|
17
|
0,9
|
360
|
24
|
30
|
13
|
0,5
|
16
|
1,2
|
540
|
25
|
34
|
12
|
0,4
|
16,5
|
1,3
|
Suyuq shisha kompozitsiyalarining asosiy kamchiliklaridan biri uning nisbatan zich bo‘lmaganligidadir. Agarda sement g‘ovakligini pasaytirishga erishilsa, u
holda kimyoviy qurilmalarning kislotaga chidamli qoplamasi uzoq muddatga chidamli bo‘lib qolar edi. Sementlarning g‘ovakligini kamaytirish uchun ularning tarkibiga tolasimon tuzilishga ega bo‘lgan tabiiy vallastonit kiritilgan.
Mayin tuyilgan vollastonit agressiv muhit ta’sirida parchalanganda silikatli yangi tuzilmalar paydo bo‘ladi va qo‘shimcha miqdorda koloidli holatdagi kremniy kislotasining loyini hosil qiladi. Bu eritma o‘z navbatida sement toshidagi yangi tuzilmalar bilan birga g‘ovaklarni va naychasimon teshiklarni berkitib qo‘yadi, natijada zichlik ortadi va agressiv muhitlar (bug‘, suyuqlik) sement qotishmasi ichiga singmaydi.
Turli muhitlarda qotgan namunalarning g‘ovakligini aniqlash uchun ular 2 soat davomida suvda va kerosinda qaynatiladi. Olingan va yaratilgan kompozitlarning g‘ovaklik darajasi tegishli standartlarga va ularning talablariga mos kelishini ko‘rsatadi va bu ko‘rsatgichlar 1.5-jadvalda qayd qilingan.
Kislotaga chidamli sementlar g‘ovakligining muhitga bog‘likligi
Sementning qotish
muhiti
|
G‘ovaklik, %
|
Suvni
singdirishi, %
|
Kerosinni
singdirishi, %
|
Havoda
|
24,6
|
10,6
|
13,6
|
Nam havoda
|
8,65
|
3,76
|
4,83
|
Suvda
|
14,5
|
6,52
|
8,36
|
Kislotaga chidamli sementni amaliyotda qo‘llaganda uning kirishishi (cho‘kishi) qiymati muhim ahamiyatga ega. Sementning agressiv muhitga kirishish qiymati 0,31 % ni, suvda 0,52 % tashkil etadi.
Sementning chiziqli termik kengayish koeffitsienti daltometrik usul bilan aniqlanganda quruq havoda va spirt ishlab chiqarish sharoitidagi materiallarning chidamlilik koeffitsienti bir-biridan keskin farq qiladi. Agressiv muhitda chiziqli termik kengayish koeffitsienti 20-200 0C harorat oralig‘ida kam o‘zgarib, o‘rtacha
5,19610 ni tashki etadi. Shunday qilib porfiritdan tayyorlangan kislotaga chidamli sement tegishli standart talablariga to‘liq javob beradi.
Ionlovchi nurlanish ta’sirida qurilish materiallari va polimer kompozitsiyali buyumlarning strukturasi, xossalari va sifatining o‘zgarishi
Xalq xo‘jaligining ko‘pgina sohalarida ionlovchi nurlanish manbalaridan foydalanib kelinmokda. Zamonaviy ionlovchi nurlanish manbalari va ularning atrofida radiatsiyaning miqdori shunchalik yuqoriki, hatto materiallar, qurilmalar, buyumlar va asbob-uskunalar kerakli bo‘lgan ekspluatatsion sifatlarini yo‘qotadi.
Ishlatish jarayonlarida uzoq vaqtgacha ionlovchi nurlar ta’siri ostida bo‘ladigan agregat, uskuna, shuningdek qurilish konstruksiyalarini loyihalashda ishlatiladigan materiallar nurlanish natijasida o‘zining fizikaviy-texnikaviy, issiqlik-fizikaviy va dielektrik xossalarini o‘zgartirishi e’tiborga olinishi kerak.
2-BOB. ZAMONAVIY KOMPOZITSION MATERIALLAR.
Zamonaviy kompozitsion bog‘lovchi moddalar.
Portlardsement asosidagi kompozitsion bog‘lovchi moddalar. Ularning turlari, ishlab chiqarish asoslari, xossalari va ishlatilish sohalari.
Portlandsement. Portlandsement tarkibida oxaktosh va gil bo‘lgan aniq tarkibli sun’iy bir jinsli xomashyo qorishmasini bir tekis kuydirish natijasida olingan klinkerning maydalangan gidravlik bog‘lovchi hisoblanadi Klinkerning maydalash jarayonida 3,5 % gacha miqdorda gipsli tosh qo‘shiladi. Portlandsementli klinker olish uchun xomashyo qorishmalari tarkibida ko‘p miqdorda karbonat kalsiy (ohakli tuflar, mergelist ohaklar va boshqalar) bo‘lgan jinslar va loy tuproq xomashyosi (og‘ir tuproq, mergelist tuproq, slanetsli tuproq va boshqalar) ga mansub jinslardan tarkib topadi. Ishlab chiqarishning soddalashtirilgan texnologik jarayonni quyidagi sxema bilan ifodalash mumkin:
Karbonatli jins (CaCO3) (ohak,
mel) 75 – 78%
|
|
Loy – tuproq jins (loy, slansli
toproq) 20 – 25%
|
|
Qo‘shichalar (gips tosh)
1 – 3 %
|
Xom ashyoning jinsli maydalanishi (maydalash quruq va nam holda amalga
oshiriladi)
Kuyguncha qizdirish, aralashmaning maksimal
harorati 1450 °C
Portlandsement klinkeri
Xomashyo aralashmasini tayyorlash xarakteriga ko‘ra portlandsement ishlab chiqarishning bir qancha usullari mavjud. Bu usulning har biri o‘z xususiyati, afzalligi va kamchiligiga ega. Mamlakatimizdagi sement zavodlarida ho’l usul
ko‘proq ishlatiladi, ammo ko‘pgina zavodlar iqtisodiy jihatdan afzal bo‘lgan quruq va aralash usullariga moslashtirilmoqda.
Ho‘l usulda xomashyo qorishmasini ko‘p miqdordagi suv ishtirokida quruq modda massasining 36 – 42 % gacha sharsimon tegirmonlarda maydalanadi va shlam deb nomlanuvchi suyuqlik massa olinadi.
Shlam – basseyndan massa quritish uchun aylanma pechga yo‘naltiriladi. Bu usulda transpartirovka va xomashyoni tashish yengillashsa ham lekin quruq usulga ko‘ra yonilg‘i sarfi 1,5 – 2 baravar ko‘p bo‘ladi. Quruq usulda boshlang‘ich materiallarning quruq kukun qorishmasi (xomashyo uni) tayyorlanadi, uni aylanma pechda kuydiriladi.
Ishlab chiqarishning aralash usulida, kuydirish uchun xomashyo aralashmasi granula ko‘rinishida tayyorlanadi. Aralash usul ho‘l usulga qaraganda yonilg‘ini 20
30% gacha iqtisod qiladi. Kuydirish uchun uzunligi 150 dan 230 m gacha bo‘lgan (ho‘l usulda), diametri 5 – 7 m aylanma pechlar ishlatiladi. Pechda quydirish jarayonida material dastlab quritiladi va yig‘iladi, so‘ngra 200 °C dan 700 °C gacha bo‘lgan haroratda organik qo‘shilmalar yonadi, kimyoviy suv chiqib ketadi, harorat 1100 °C gacha ko‘tarilganda kimyoviy reaksiyalar yuzaga keladi, natijada portlandsement klinkerining asosiy minerallari hosil bo‘ladi:
uch kalsiyli silak (alit)-3CaO x SiO2 (C2S) – 40 – 65%;
ikki kalsiyli silikat (belit) - 2CaO x SiO2 (C2S) – 15 – 40%;
uch kalsiyli alyuminat – 3CaO x Al2O2 (C3A) – 3 – 15%;
- to‘rt kalsiyli alyumoferrit - 4CaO x Al2O3 x Fe2O3 (C4AF) – 10 –
20%.
Shunday qilib, portlandsement klinkerining asosiy minerallari kalsiyli
silikatlar bo‘lib, ushbu alit va belit miqdori yig‘indisi 75 – 80 % ga etadi.
Haroratning taxminan 1300 °C ga etishida barcha reaksiyalar asosan nihoyasiga etadi, ammo ohakning bir qismi mustaqil holatda qoladi. Haroratning yanada oshishida (1300 – 1450 °C) da xomashyo materiallarining qisman erishi – kuyishi yuzaga keladi.
Aylanma pechdan klinker yashil – ko‘k rang mayda granulalar (10 – 40 mm) ko‘rinishida chiqadi, so‘ngra uni 100 – 200 °C gacha havoda sovitib, yanada sovitish va saqlash uchun ombor yoki siloslarga joylashtiriladi.
Portlandsement klinkyerdan portlandsement olish uchun uni tabiiy gips va boshqa qo‘shimchalar bilan birgalikda maydalash zarur. Shunday qilib, klinker – bu kuydirilgan maxsulot, sement esa - maydalangan.
Gips (ikkilamchi sulfat kalsiy CaSO4 x 2H2O) sementga qotish muddatini boshqarish uchun qo‘shiladi (gipssiz maydalangan klinker juda tez qotadi). Boshqa qo‘shimchalar sementga uning xususiyatlarini o‘zgartirish va klinkerni iqtisod qilish uchun qo‘shiladi. Qo‘shimchalar turi va miqdoriga ko‘ra, portlansement klinker asosidagi sement nomi ham o‘zgaradi.
Portlansementning xususiyatlari. Maydaligi 008 – sonli elakdan o‘tgan sement miqdori bilan aniqlanadi (teshikcha o‘lchami 0,08 mm); elakdan sementning 85% dan kam bo‘lgan qismi o‘tishi kerak.
Sement donalarining o‘rtacha o‘lchami 15 – 20 mkm, bu 2500 -3000 sm3/g ga teng bo‘lgan yuzaga to‘g‘ri keladi. Mineral qo‘shimchalarsiz portlandsementning zichligi 3,1 g/sm3. Qotish muddati sementni suv bilan normal qorishtirilganda 45 min. dan 10 soatgacha tashkil etadi.
Portlansement va boshqa sementlarning muhim sifat ko‘rsatkichlaridan biri bu – faollikdir, bu ko‘rsatkich 1:3 (sement: qum sement qorishmasi va suv/sem (suv:sement nisbati)=0,4 bilan tayyorlangan 4x4x16 sm o‘lchamli namuna balkalarni siqilishda, hamda 28 kun qotishda olingan chidamlilik chegarasidir. Sement markasi deb, uning faolligi kattaligi olinadi, portlansementning quyidagi markalari mavjud M 400, M 500, M 550 va M 600.
Portlansement asosidagi sementlarning bir necha guruhlari mavjud.
I guruh. Maydalash jarayonida faol mineral qo‘shimchalar qo‘shilgan sementlar. Faol mineral qo‘shimchalar (FMQ) tabiiy yoki sun’iy modda bo‘lib, ular maydalangan holda:
o‘zicha qotmaydi;
havosimon ohak bilan aralashganda, unga qotish hususiyatini beradi;
portlandsement bilan aralashganda, sement toshning oddiy va mineral suvlardagi chidamliligini oshiradi.
Faol mineral qo‘shimchalarga tabiiy va sun’iy materiallar kiradi:
tabiiy: vulqonsimon (kul, trass, tuflar) va cho‘kma (diatomit, trepel, opokalar) tog‘ jinslari;
sun’iy: glinit semyanka (kuydirilgan tuproq), kremnezem – tuproq chiqindilari, granulali domna toshqoli, belit shlami (alyuminiy, soda ishlab chiqarish chiqindilari).
Portlandsementga faol mineral qo‘shimchalar qo‘shilganda, sement toshining suvga chidamliligi va korroziyaga chidamliligi oshadi.
Faol mineral qo‘shimchali sement turlari:
faol mineral qo‘shimchali portlandsement: PS D5 – 5% dan oshmagan qo‘shimchali, PS D20 – 20% dan oshmagan qo‘shimchali. Ko‘pgina qurilish qorishmalari va quruq qurilish qorishmalarni tayyorlash uchun ishlatiladi.
putsolan portlandsement (PPS) – 20 va 40% gacha qo‘shimchali. Suv osti va suvdagi konstruksiyalar betoni uchun, beton panellar va yirik bloklar montaji uchun mo‘ljallangan qorishmalar tayyorlashda ishlatiladi;
shlakoportlandsement (ShPS) – 20 va 80% gacha toshqol qo‘shimchali. ShPS beton va temir beton konstruksiyalarini tayyorlash uchun hamda qurilish qorishmalarini tayyorlash uchun ishlatiladi.
II guruh: maydalanish jarayonida yuzaki faol moddalar (YuFM) qo‘shilgan sementlar YuFM – yuzaki faol xususiyatli organik moddalar, 0,3% gacha qo‘shiladi.
YuFM xarakat mexanizmi bo‘yicha ikki guruhga bo‘linadi: gidrofil va gidrofob turiga bo‘linadi.
Gidrofil turidagi YuFM:
sement donalari yuzasini suv bilan yuvilishni yaxshilaydi;
sementning suv yutishini kamaytiradi.
Ta’sirining asosiy samaradorligi bo‘yicha qo‘shimchalar plastiklovchi – LST (ligmosulfonat texnik), LSTM (lignosulfonat texnik modifitsiyalangan), SDB (sulfit – drojali brajka), SSB (sulfatli – spirtli barda) bo‘ladi.
Gidrofil turdagi YuFM ni qo‘shganda plastifikatorli portlansement (PS PL) olinadi. Uni ketma ket muzlatilib eritiluvchi yoki namlanib quruvchi ta’sirga yuzma yuz keladigan konstruksiyalarda qo‘llash tavsiya etiladi. Plastifikatorli portlandsementli beton va qorishmalar g‘ovakligi kamroq va suv kirishi qiyinroqligi bilan ajralib turadi, shuning uchun ham ularning chidamliligi yuqori.
Gidrofob turdagi YuFM yuzani suv bilan yuvilishini kamaytiradi. Perlit qumidan tayyorlangan shtukaturka qorishmalari devor yuzasining alohida manzarali bezagi bilan birga, yuqori tovush yutish xususiyati hisobiga ichki xonalar qulayligini oshiradi va konstruksiyalarning yong‘inga chidamliligini ko‘paytiradi.
Perlit shtukaturka qorishmalari - turar joy, jamoat va ishlab chiqarish xonalari, erto‘lalarning g‘isht, beton, temir – beton, keramzit betondan ishlab chiqarilgan to‘siq konstruksiyalar devor to‘siq va chegaralarning issiqlik – texnik, tovush izolyatsiyasi va akustik xususiyatlarini yaxshilashga ishlatiladi. Qorishmalar tabiiy sharoitda qotadi.
30 mm qalinlikdagi perlit shtukaturka qatlami issiqlik uzatishi qarshiligi bo‘yicha 15 sm qalinlikdagi g‘isht devorga ekvivalent hisoblanadi. Stukaturkaning tovush yutishi g‘ishtnikidan 1,5 baravar ko‘p. Perlit shtukaturka bilan himoyalangan konstruksiyalarining yong‘inga chidamliligi oddiy shtukaturkali konstruksiyadan 2 baravar ko‘pligi bilan ajralib turadi.
|