II -bob. Beton uchun materiallar

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
o’zining xususiyatlarini hisobga olish beton texnologiyasida yuqori o’rin tutadi.
Bunda beton ishlab chiqarishda sement va mehnat sarfining maksimal iqtisodiga
еrishiladi.
2. 1. Bog’lovchi moddalar
Qurilish konstruktsiyalari 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 (tsementlar) va havoda (ohak, gips va b. ) qotadi.
Beton ishlab chiqarishda еng ko’p qo’llaniladigani portlandtsementdir.
Portlandtsement – 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 CO
3
va 22-25%
(Si O
2
+Al
2
O
3
+ Fe
2
O
3
) 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. 1200-1450
0
S haroratda kuydirish
natijasida klinker minerallari hosil bo’ladi: o’zgaruvchan tarkibli kal’tsiy
alyumoferritlar xCaO·yAl
2
O
3
·zFe
2
O
3
, uch kal’tsiyli alyuminat 3CaO·Al
2
O
3
, ikki
kal’tsiyli silikat 2CaO·SiO
2
va uch kal’tsiyli silikat 3CaO· SiO
2
. Bu to’rt birikma
sement klinkerining asosiy tarkibiy qismidir, lekin ikki oxirgi (kal’tsiy silikatlar)
uning butun hajmining 70-80% ni tashkil еtadi.
Portlandtsement tarkibidagi turli minerallarning taxminiy miqdori
quyidagini tashkil еtadi:
3CaO SiO
2
37-60% (shartli belgilanishi C
3
S);
15
2CaO SiO
2
yoki C
2
S-15-37%;
3CaO Al
2
O
3
yoki C
3
A-5-15% ;
4 Ca O Al
2
O
3
F
2
O
3
yoki C
4
AF-10-18%
Sement sifatiga uch kal’tsiyli 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 kal’tsiyli
alyuminat tezroq qotadi, lekin mustahkamligi pastroq. Sementning minerologik
tarkibini o’zgartirib, uni sifatini o’zgartirish mumkin. Yuqori markali va tez
qotadigan sementni tarkibida uch kal’tsiy 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 vol’sk qumili qorishmadan tayyorlangan, 28 kun davomida 20
±
2
o
S
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 suvtsement 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/m
3
ga
kamaytiradi va bu ko’rsatkich yuqori mustahkamlikdagi betonlarda yanada yaqqol
16
namoyon bo’ladi. Agarda berilgan sement aktivligini inobatga olib,
xisoblalashlarda, uning mustahkamligini 2-4 Mpa ga ortiq ma’lumotlaridan
foydalanilsa, bu o’z navbatida sementning 5-20 kg/m
3
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 jadalloq 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 konstruktsiyalari ishlab chiqarish muddatini
qisqartirishni ta’minlaydi.
Sement zavodlari va qurilish ob’eklari laboratoriyalarida sementlarni sinash
3 va 7 kundan sung va 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 konsistentsiyada bo’lgan sement hamirini
olish uchun sementga qo’shiladigan zaruriy (%) suvning miqdoriga aytiladi.
Portlandtsementning
normal
quyuqligi
22-27%-ni,
putstsolanli
portlandtsementda 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
17
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 bulgan talabganligini 2-5 l/m
3
kamaytiradi,
shuningdek
yuqori
mustahkam
betonlarda
suvga
bo’lgan
talabganlikni juda pasaytligi 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 sung 20
0
S harorat da 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: kal’tsiy xloristiy sement, gidrotatsiyasi, va tishlashishni
tezlashtiradi, yuza-aktiv moddalar, masalan sul’fat-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
0
S
dan yuqorini tashkil еtadi. Bu еsa gipsning degidratatsiyasi
ya’ni yarimgidrat gips, shuningdek suvsizlangan kal’tsiy sul’fatini (еruvgan xolda
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
18
nomlanadi. Yuqori sifatli sementlarda yolg’on tishlashish bo’lmaydi. Agar bu
sezilsa, bu holatni neytrallash uchun beton qorishmasiga sul’fit-achitqili brajkalar
qo’shiladi va beton qorishmani qorishtirish muddati oshiriladi.
Portlandtsement, odatda mayin tuyugan bo’ladi: 008 № li еlakdan (1sm
2
da
4900 ga yaqin teshik bulib 0, 08*0, 08 mm o’lchamga еga) sementning umumiy
hajmining 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
sm
2
/g ni tashkil qiladi, yuqori sifatli еsa 3500 sm
2
/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 bulishiga olib kelishi va betonning mustahkamligi
hamda uzok 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/sm
3
ni
tashkil еtadi. Beton tarkibi hisoblanganda portlandtsementni zichlashtirilgan
holatdagi zichligi shartli 1, 3 kg/m
3
deb qabul qilinadi.
Sementning tilshashishi va qotishi еtzotermik jarayonlardir. Betonda 300
markali 1 kg sement suv bilan korishtirish, boshlangandan 7 kecha-kunduzdan
davomida 170 kDj dan kam bo’lmagan miqdorda, 400 markali 1 kg sement еsa 210
kDj dan kam bo’lmagan miqdorda issiklik ajratadi. Ajralib chiqadigan issiqlik
miqdori sement klinkerining mineralogik tarkibi, kiritilgan qo’shimchalar turi va
sementni tuyish mayinligiga bog’lik. Sement tarkibiga kiradigan klinker
minerallaridan uchkal’tsiyli alyuminat, keyin uchkaltsiyli silikatda issiqlik ajralishi
19
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 C
3
S va
C
3
A miqdorlari kamaytirilgan, C
2
S 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 konstruktsiyalar tayyorlashning
muddatini qiqsartirish 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 ob’ektlarida
sementni maxsus kuzovli avtomashina (tsement tashuvchi)larda va sementni
tushirish uchun vintli yoki pnevmatik qurilmalardan foydalanish samalaridir.
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.
20
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)
|