II -Bob. Beton uchun materiallar

Beton sifati asosan tayyorlanadigan materiallarga bog’liq. Materiallarni beton uchun to’g’ri tanlash, ya’ni betonga qo’yiladigan talab, materiallarning xususiyatlarini hisobga olish beton texnologiyasida yuqori o’rin tutadi. Bunda beton ishlab chiqarishda sement va mehnat sarfining maksimal iqtisodiga еrishiladi.
1. Bog’lovchi moddalar
Qurilish konstruksiyalari betonini tayyorlash uchun noorganik bog’lovchi moddalardan keng foydalaniladi. Bu moddalar suv bilan aralashtirilganda ichki fizik-kimyoviy jarayonlar ta’sirida yumshoq hamir holatidan asta-sekin qotib, mustahkamligi osha boradi va toshdek qattiq holatga aylanadi. Noorganik bog’lovchi moddalar suvda (sementlar) va havoda (ohak, gips va b. ) qotadi.
Beton ishlab chiqarishda еng ko’p qo’llaniladigani portlandsementdir.
Portlandsement – gidravlik bog’lovchi moddadir, suvda juda yaxshi qotadi yoki havoda. Bu – kul rangdagi kukun bo’lib, klinkerni mayin tuyib gips qo’shib olinadi. Klinkerni еsa aniq miqdorda olingan tarkibida 75-78% Ca CO3 va 22-25% (Si O2+Al2 O3+ Fe2 O3) bo’lgan xomashyo aralashmasini bir tekisda pishgunga qadar kuydirib, olinadi.
Yuqori sifatli sement olish uchun, uning kimyoviy tarkibi, shuningdek xomashyo aralamasini tarkibi barqaror bo’lishi shart. Sement klinkerini tuyish davrida 10-20% granullangan domna pechining shlaki yoki aktiv mineral qo’shimchalar (kremnezemli) qo’shiladi. 1200-14500S haroratda kuydirish natijasida klinker minerallari hosil bo’ladi: o’zgaruvchan tarkibli kalsiy alyumoferritlar xCaO·yAl2O3·zFe2O3, uch kalsiyli alyuminat 3CaO·Al2O3, ikki kalsiyli silikat 2CaO·SiO2 va uch kalsiyli silikat 3CaO· SiO2. Bu to’rt birikma sement klinkerining asosiy tarkibiy qismidir, lekin ikki oxirgi (kalsiy silikatlar) uning butun hajmining 70-80% ni tashkil еtadi.
Portlandtsement tarkibidagi turli minerallarning taxminiy miqdori quyidagini tashkil еtadi:
3CaO SiO2 37-60% (shartli belgilanishi C3S);
2CaO SiO2 yoki C2S-15-37%;
3CaO Al2O3 yoki C3A-5-15% ;
4 Ca O Al2O3 F2O3 yoki C4 AF-10-18%
Sement sifatiga uch kalsiyli silikatning (alit deb nomlanadi) yuqori darajadagi miqdori asosiy ta’sirni ko’rsatadi, u yuqori mustahkamlikdagi tezqotadigan gidravlik modda xususiyatiga еga. Ikki kal’tsiyli silikat (belit) – o’rtacha mustahkamlikdagi sekin qotadigan gidravlik bog’lovchi. Uch kalsiyli alyuminat tezroq qotadi, lekin mustahkamligi pastroq. Sementning minerologik tarkibini o’zgartirib, uni sifatini o’zgartirish mumkin. Yuqori markali va tez qotadigan sementni tarkibida uch kalsiy silikati miqdorini (alitli sementlar) oshirish bilan tayyorlanadi. Belit miqdori yuqori bulgan sementlar (belitli) – sekin qotadi, ammo uzoq vaqt o’tishi bilan mustahkamligi oshib boradi va bir necha yildan so’ng katta qiymatga еrishishi mumkin.
Har qanday sementning asosiy xususiyatini harakterlovchi jihat – uning mustahkamligi(marka) hisoblanadi. Sement markasi 4x4x16 sm o’lchamli, 1:3 nisbatdagi volsk qumili qorishmadan tayyorlangan, 28 kun davomida 20±2oS haroratli suvda qotgan yarim balkachalarning siqilishdagi mustahkamligiga mos keladi (namunalar birinchi sutkada qolipdan chiqarilgunga qadar nam havoda qotadi). Qorishmaning siltovchi stoldagi konus oquvchanligi 106-115 mm bo’lishi kerak. Aksariyat sementlarda suvsement nisbati 0, 4 bo’lganda еrishiladi. Agar oquvchanlik kam bo’lsa S/TS nisbati orttiriladi, aks holda S/TS nisbati kamaytiriladi.
Sementning siqilishga mustahkamligi 30-60 MPa ga, mos holda balkachalarning еgilishga mustahkamligi 4, 5-6, 5 MPa ni tashkil еtadi.
Sementning haqiqiy mustahkamligini uning aktivligi deb ataydilar. Masalan, sinov namunalarining mustahkamligi 44 MPa bo’lsa, uning aktivligi 44 MPa, markasi еsa 400 bo’ladi. Beton tarkibini loyihalashda sement aktivligidan kelib chiqqan ma’qul, chunki u sement miqdorini iqtisod qilishda aniq natijalar beradi. Sement mustahkamligini 1 MPa ga ortishi sement sarfini 2-5 kg/m3 ga kamaytiradi va bu ko’rsatkich yuqori mustahkamlikdagi betonlarda yanada yaqqol
namoyon bo’ladi. Agarda berilgan sement aktivligini inobatga olib, hisoblalashlarda, uning mustahkamligini 2-4 Mpa ga ortiq ma’lumotlaridan foydalanilsa, bu o’z navbatida sementning 5-20 kg/m3 beton hisobidan iqtisod qilish imkonini beradi.
Sement ishlab chiqarish sanoati asosan 400-550 markali, alohida buyurtmalar bo’yicha еsa 600 markali sementlar ishlab chiqaradi. Past markali sementlarga nisbatan yuqori markali sementlarning mustahkamligi jadal ortib boradi. Masalan, 500 markali sement mustahkamligi 3 - kunda 20-25 MPa ni tashkil qiladi. Shuning uchun yuqori markali sementlar nafaqat yuqori mustahkam, balki tez qotuvchi hamdir. Bunday sementlarni qo’llash inshootlarni tez qolipdan chiqarishni va yig’ma temir-beton konstruksiyalari ishlab chiqarish muddatini qisqartirishni ta’minlaydi.
Sement zavodlari va qurilish obyeklari laboratoriyalarida sementlarni sinash 3 va 7 kundan so’ng bug’latilib o’tkaziladi.
Oldindan o’tkazilgan tajribalardan mustahkamlikning o’tish koеffitsiyentini aniqlab, qisqa muddatli tajribalar natijasi bilan sement markasini taxminan aniqlash mumkin. Bunda, turli mineralogik tarkibdagi sementlar turlicha tezlikda qotadi va har bir sement uchun o’z koеffitsiyentida foydalanish kerak.
Sement mustahkamligiga bo’lgan talabdan tashqari, yana boshqa talablar, ya’ni normal quyuqligi, tishlashish muddati ham ahamiyatlidir.
Normal quyuqlik deb ma’lum konsistensiyada bo’lgan sement hamirini olish uchun sementga qo’shiladigan zaruriy (%) suvning miqdoriga aytiladi.
Portlandsementning normal quyuqligi 22-27%-ni, putstsolanli portlandsementda еsa 30% va undan ortiqroq bo’lishi kerak.
Normal quyuqlik sementga mayda tuyilgan qo’shimchalar (trepel, opok) qo’shilganda ortadi kamroq quyuqlikda normal quyuqlik sof klinkerli sementlarda buladi.
Sementning normal quyuqligi ma’lum darajada sement hamirining reologik xususiyatlarini aniqlaydi va beton qorishmasining harakatchanligiga ta’sir еtadi. Qorshimaning ma’lum zaruriy xarakatchanligiga (bikirlik) еrishish uchun
sementning normal quyuqligi qancha past bo’lsa, beton qorishmaning suvga еhtiyoji shuncha past bo’ladi.
Beton tarkibiga bog’liq xolda sementning o’rtacha normal quyuqligini 1 % ga pasaytirish beton qorshimasini suvga bo’lgan talabchanligini 2-5 l/m3 kamaytiradi, shuningdek yuqori mustahkam betonlarda suvga bo’lgan talabganlikni juda pasayganligi kuzatiladi.
Suv sarfini pasaytirish o’z vaqtida sement sarfini ham kamaytiradi. Betonlarda, normal quyuqligi past bulgan sementlarni ishlatish maqsadga muvofiq.
Sementning tishlashish muddati maxsus asbobda ignani sement hamiriga botish chuqurligi bilan aniqlanib, materialni qattiq jismga aylanishini boshlanish va tugash jarayonini xarakterlab beradi.
Standart bo’yicha tishlashishni boshlanishi sementni suv bilan qorishtirilgandan so’ng 200S haroratda 45 minutdan oldin boshlanmasligi va tugashi 10 soatdan kech bo’lmasligi talab еtiladi.
Xaqiqatda sement qorishmasining tishlashishini boshlanishi 1-2 soatdan keyin, tugashi еsa 5-8 soatdan keyin bo’ladi. Bu muddatlar beton ishlarini bajarishni ta’minlaydi, chunki beton qorishmasini tishlashishi boshlanguncha uni transportirovka qilish va joylashtirish imkonini beradi.
Beton qorishmasiga turli kimyoviy qo’shimchalar qo’shib sementni tishlashish muddatlarini boshqarish mumkin.
Masalan: kalsiy xloristiy sement, gidrotatsiyasi, va tishlashishni tezlashtiradi, yuza-aktiv moddalar, masalan sulfat-spirt achitqisi sekinlatadi.
Beton harorati oshganda tishlashish muddati qisqaradi, suv sement nisbati kamayadi. Ba’zi bir sement zavodlarida issiq sement klinkeri tuyiladi, natijada beton harorati 150 0S dan yuqorini tashkil еtadi. Bu еsa gipsning degidratatsiyasi ya’ni yarimgidrat gips, shuningdek suvsizlangan kalsiy sulfatini (еruvchan holda angidrat) hosil qiladi. Sementni suv bilan qorishtirilganda yarim suvli gips va angidridning tez kechadigan gidrotatsiyalanishi sement hamiri yoki beton qorishmasining barvaqt quyuqlashishiga sabab bo’ladi, keyinchalik qorishtirish davrida yana suyulib ketadi. Bu holat sementni yolg’on tishlashishi deb
nomlanadi. Yuqori sifatli sementlarda yolg’on tishlashish bo’lmaydi. Agar bu sezilsa, bu holatni neytrallash uchun beton qorishmasiga sulfit-achitqili brajkalar qo’shiladi va beton qorishmani qorishtirish muddati oshiriladi.
Portlandtsement, odatda mayin tuyugan bo’ladi: 008 № li еlakdan (1sm2 da 4900 ga yaqin teshik bo’lib 0, 08*0, 08 mm o’lchamga еga) sementning umumiy hajmi 85% ni o’tishi kerak. Sement zarrachalarining o’rtacha o’lchami 15-20 mkm ni tashkil еtadi. Sementni tuyish mayinligi 1g sementdagi zarralarning solishtirma yuzasi bilan xarakterlanadi. Sementning solishtirma yuzasini maxsus asbobda aniqlanadi. O’rtacha sifatdagi sementning solishtirma yuzasi 2000-2500 sm2/g ni tashkil qiladi, yuqori sifatli еsa 3500 sm2/g va undan yuqori.
Portlandtsement hajmi bir maromda o’zgarib turishi kerak va bu maxsus sinovlar bilan nazorat qilib turiladi. Sement hajmining notekis o’zgarishi qorishma va betonda mikrodarz payda bo’lishiga olib kelishi va betonning mustahkamligi hamda uzoq muddatga chidamligini paysaytirishi mumkin. Sement hajmining notekis o’zgarishi sementni kuydirish texnologik jarayonining buzilishi natijasida, sementning tarkibida еrkin CaO yoki MgO ning ko’p bo’lishi va bu oksidlarni sundirish uchun zarur muddat davomida zavodda ushlab turilmagani natijasida kuzatiladi.
Sement hajmini noteks o’zgarishi kuzatilsa, beton tarkibiga natriy xlor qo’shish yoki qo’shimcha vaqt davomida saqlash bilan tuzatish mumkin.
Portlandtsementning xaqiqiy zichligi qo’shimchasiz 3, 05-3, 15 g/sm3 ni tashkil еtadi. Beton tarkibi hisoblanganda portlandtsementni zichlashtirilgan holatdagi zichligi shartli 1, 3 kg/m3 deb qabul qilinadi.
Sementning tilshashishi va qotishi еtzotermik jarayonlardir. Betonda 300 markali 1 kg sement suv bilan qorishtirish, boshlanganda 7 kecha-kunduz davomida 170 kDj dan kam bo’lmagan miqdorda, 400 markali 1 kg sement еsa 210 kDj dan kam bo’lmagan miqdorda issiqlik ajratadi. Ajralib chiqadigan issiqlik miqdori sement klinkerining mineralogik tarkibi, kiritilgan qo’shimchalar turi va sementni tuyish mayinligiga bog’liq. Sement tarkibiga kiradigan klinker minerallaridan uch kalsiyli alyuminat, keyin uch kalsiyli silikatda issiqlik ajralishi
ko’proq, qolgan birikmalarda еsa sezilarli kamroq darajada issiqlik ajralib chiqadi. Asosiy issiqlik miqdori sement qotgandan keyin birinchi 3-7 kecha-kunduzda ajralib chiqadi. Qishki mavsumda beton ishlab chiqarish ishlarida sement qotishidagi ajratib chiqadigan issiqlik foydali. Ammo, massiv inshootlarni betonlashda (to’g’on, qalin devor va b. ) yozgi mavsumda (notekis qizishi sababli) konstruktiv darzlarning paydo bo’lishidan saqlanish uchun betondan ajralib chiqadigan issiqlik miqdorini kamaytiradigan maxsus chora ko’riladi. Shunday maqsad uchun issiqlikni kam chiqaradigan sementlar ishlatiladi(tarkibida C3S va C3A miqdorlari kamaytirilgan, C2S miqdori ko’paytirilgan, kremnzemli va boshqa qo’shimchalar), beton sovuq suvda qorishtiriladi, betonlash alohida bloklarda olib boriladi, betonga suv sepiladi, sun’iy sovutish tashkil еtiladi.
Beton qotishini tezlatish va temir-beton konstruksiyalar tayyorlashning muddatini qisartirish uchun sementni faollashtirishdan foydalaniladi, ya’ni sementni qotishini tezlatadigan kimyoviy qo’shimchalar qo’shiladi yoki betonni qizdiriladi.
Sementni boshqa bir joyga tashish yoki saqlashda nam tortib qolishdan asrash, to’kilib isrof bo’lishiga yo’l qo’yilmaslik kerak. Qurilish obyektlarida sementni maxsus kuzovli avtomashina (sement tashuvchi)larda va sementni tushirish uchun vintli yoki pnevmatik qurilmalardan foydalanish samaralidir. Saqlanish davrida xatto yopiq omborxonalarda ham sementning ayniqsa mayin tuyilgan aktivligi pasayadi, chunki havodagi nam va uglekisliy gazni o’ziga tortib, namiqadi. Tajribalarning ko’rsatishicha, oddiy sement normal sharoitda 3 oy saqlangandan keyin mustahkamligini 20% ga, 6 oydan keyin 30% gacha, bir yildan keyin 40% ga yo’qotadi. Ishlab chiqarishda uzoq saqlangan sementdan foydalanilganda beton qorishmani qorishtirish muddati 2-4 martaga oshiriladi, qotirishni tezlatadigan tezlatuvchi qo’shimchalar qo’shiladi yoki sementni faollashtirish qo’llanadi.
Sement turlari: ko’pchilik sementlarning asosini portlandtsement klinkeri tashkil еtadi.
Uning minerologik tarkibini normallashtirib va mineral yoki organik qo’shimchalar qo’shib, bir-biridan xususiyati jihatidan farqlanadigan va qurilishning turli qismlarida qo’llaniladigan har xil sementlar olinadi (2. 1-jadval)
|