Oraliq modda. Yuqori harorat ta'sirida erigan holdagi alyumi-nat, alyumoferritlar va boshqa ikkinchi darajali minerallar oraliq modda tarkibiga kiradi.
To'yinish koeffitsiyenti (TK) yuqori bo'lmagan va odatdagi qumtuproq modulli klinkerlarda kalsiy alyuminatlarning C12A7 (C5A3) va C3A shakli uchraydi. TK yuqori bo'lgan klinkerlarda esa alyumoferritlar bilan birga faqat C3S hosil bo'ladi. Klinkerning alyumoferritli qismi o'zgaruvchan tarkibga ega bo`lib, C2F, C12A7 (C5A3) va erkin CaO dan iborat qattiq eritma holida bo'ladi.
Kalsiy alyumoferritlaming qattiq eritmasida quyidagi birikmalar aniqlangan: C8A3F; C6A2F; C4AF; C8AF2 va C2F.
Klinkerlarda ko'p uchraydigan C4AF moddasi qattiq eritmalardagi qator birikmalarning oraliq moddasi hisoblanadi.
Klinkerlarda kam miqdorda kristallik va amorf birikmalar ham uchraydi, bular MgO, ishqorlar va boshqa moddalar boiib, ularning iloji boricha boimagani ma'qul.
CaO • SiO2 • Al2O3 • Fe2O3 tizimida faza muvozanatlarini tekshirish davom etmoqda. Bu tizimida barcha turdagi sement tarkiblari joylashgan, unda yangi kimyoviy birikmalar yo'q, lekin ma'lum minerallarning harorat pasayishi jarayonidagi polimorfizmiga doir anchagina yangi ma'lumotlar aniqlandi. Uch kalsiyli silikat quyidagicha polimorf qatoriga ega:
600-620° C, 920° C- 980°C, 990° C -1050°C
TITIITIIIMIMIIR.
Klinker aliti esa MI, MII -> R, ya'ni ancha qisqa tuzilishga ega; ikki kalsiyli silikat:
1420°C - 1160°C , 630 - 860°C, 75 - 675°C
H
L
a a 1 a 1 B y .
Klinker beliti esa: a aLN 1 B.
Sof C3A va C4AF da polimorf modifikatsiyalar aniqlanmagan. Klinker minerallari qattiq eritmalarini tekshirish ishlari kengaydi va chuqurlashdi: barqaror qattiq eritmalarning (KC23S12; C7PS2; C54S16AM; NC8A3) tarkiblari tasdiqlandi va ko'p sonli elementlarning erish chegaralari (aksariyati 0,4—6%) aniqlashtirildi, Ushbu masalada C3A-Na2O kub C3A (1,9 % ga qadar Na2O) -> aralash kristallar C3A (kub+ortorombik) (1,9-3,7 % Na2O) -> ortorombik C3A(3,7-4,6% Na2O -> monoklin C3A (4,6-5,7% Na2O -> NC8A3(9% Na2O) tizimida C3A polimorfizmi belgilanganligi o'ziga xos ma'lumot bo'ldi.
Qabul qilingan belgilar: TI, TII, TIII - C3S ning bir, ikki, uch tipli tiriklinli modifikatsiyasi; MI, MII – C3S ning birinchi va ikkinchi tipli monoklin modifikatsiyasi; R - C3S ning romboedrik modifikatsiyasi; ( aH'-C3S ning yuqori
haroratli a1 shakli; a 1 - C S ning past haroratli a1 shakli.
L 2
So'nggi vaqtlarda xomashyo aralashmalarini klinkerga aylanishining umumiy kimyoviy jarayonida qat'iy ravishda past haroratli (eritmalar hosil bo'lishiga qadar) va yuqori haroratli (eritmalar hosil bo'lgandan so'ng) bosqichlarga ajratilmoqda, chunki mineral hosil bo'lish jarayonlari ushbu bosqichlarda turlicha o'tadi.
Past haroratli pishirish bosqichida (1300°C gacha) xom-ashyodagi barcha dastlabki tarkibiy qismlar parchalanadi, bunda kristallar buzilib, minerallar
«amorf»lanadi. Ko'pchilik gil minerallar «amorf holati»ning harorati 300-800°C ga teng.
Portlandsement xomashyo aralashmalarming reaksiyaga kirishish
qobiliyatining eng muhim parametri qumtuproqli tarkibiy qismning (kvarsning) dispersligidir. I.V.Kravchenko ma'lumotlariga ko'ra, Si02 ning ustunlik qiluvchi ulushi d<15 mkm shixta fraksiyasida bo'lishi kerak. Shixtaning umumiy solishtirma sathi taxminan 3000 - 4000 sm2/g ga teng bo'lganda, gil va ohaktosh
zarralari solishtirma sathlarining optimal nisbati 1,4-1,6 bo'ladi.
Reaksiyaga moyil CaCO3 da va uning donalarida CA, CS va boshqalardan iborat qobiqlar hosil bo'lishi mumkin, bu esa CO2 ning ajralib chiqishiga va tuzning parchalanishiga moyillik qiladi. Faqat qobiq qayta kristallangandan keyingina jarayonning kechishi yanada tezlashadi, ya'ni CaCO3 ning parchalanishi ikki bosqichda bo'lishi va u jarayonning kechishiga ijobiy ta'sir qilishi mumkin, chunki u CaO ning qayta kristallanishiga to'sqinlik qiladi, bu holda faolligi kam bo'lgan CaCO3 ning bir bosqichda dissotsiatsiyalanishi kuzatiladi. Kuydirilayotgan aralashmada dastlabki eritma 580-680°C haroratda hosil bo'ladi va qattiq fazali reaksiyalarning kechishini tezlashtiradi. Bunda ayrim minerallar hosil bo'lishi ikki bosqichda o'tishi mumkin (M.T.Vlasova, N.V.Vasilyeva, S.Xromi va boshqalarning fikricha).
Masalan, yirik dispersli shixtalarda belit ikki bosqichda hosil bo'ladi: birinchisi 1115-1125°C haroratda kuzatilib, bunda SiO2 donalarida C2S dan iborat qobiq hosil bo'ladi; ikkinchisi 1150-1165°C haroratda ro'y beradi, bunda ana shu qobiqlar buzilib, C2S ning yangi kristallari hosil bo'ladi. Belit kristallari to'plangan zonalarda oraliq eritmalarning ikki turi: C2S dan iborat qobiq bilan SiO2 donalari o'rtasida (nordon eritma) hamda CaO va C2S donalari tutashgan yerda (asosiy, ya'ni ishqoriy eritma) hosil bo'ladi.
Aralash malar ishtirokidagi past haroratda quyidagi oraliq birikmalar hosil bo'ladi:
2(2CaO • SiO2) • CaCO3 - spurrit; 2CaO • SiO2 • CaF2; 3(CaO •A12O3) • CaSO4; 2CaO • SiO2;
2(2CaO•SiO2) • CaSO4.
Bir qancha xromato-xromitlar va kalsiy fosfatlar, shuningdek, CaCO3 ning ishqor sulfatlari bilan aloqasi tufayli ikkilamchi tuzlar hosil bo'ladi. Oraliq birikmalardan tashqari, past haroratlarda barqaror birikmalar ham hosil bo'ladi, ular keyinchalik klinker tarkibida qoladi, ya'ni:
HCaO • 7A12O3 • CaF2; HCaO • 4SO2 • CaF2; 7CaO • P2O5 • 2SiO2; K2O • 23CaO • 12SiO2; Na2O • 8CaO • 3A12O3.
Tarkibi murakkab boigan oraliq birikmalarning hosil bo'lishi CaC03 va Si02 ning o'zaro ta'sirlashish haroratini 38-80°C ga pasaytirib yuboradi.
Yuqori haroratli bosqichda (1300°C dan yuqori) nordon va asosiy ishqoriy eritmalar qo'shilib ketadi, biroq klinker donalarining qizib zich yopishgan ayrim qismlarida tarkibi bo'yicha farqlanadigan eritma tomchilari mavjud bo'lishi ehtimol (kinchik mikrolikvatsiya). C2S va CaO dan iborat qobiqlar oralig'idagi eritmada Ca2+ ionlarining asosan [SiO4] ionlarga diffuziyalanishi yo'li bilan C3S kristallari hosil boia boshlaydi. Agar C3S kristallar o'sgan zonaga Ca2+ kira olmasa, bunda nordon eritma C3S kristallarini C2S va CaO ga qadar parchalab yemirishi mumkin (bu jarayon ba'zan aylanma pechlarning qovushib pishish zonasidagi klinkerida kuzatiladi). Klinker zonalarida 1450°C haroratda hosil bo'lgan eritma quyidagicha xossalarga ega: qovushoqligi 0,1-0,3 Pas, sirt tarangligi 350-480•10-3 N/m. U holda kalsiy ionlarining diffuziya koeffitsiyenti DCa2+- (5,3 - 8,6) • 10-5, temirniki DFe2+- (5,7-14,2)•10-6, alyuminiyniki DAl3+- (2,3-7,l)•11-6 va kremniyniki DSi4+- (4,7- 15,8) •10-7cm2/c.
Ko'rsatib o'tilgan miqdorlarning o'zgarib turishiga Na, K, Cr, P, F aralashmalari sababchidir. CaO donalarining 1450°C haroratdagi eritmada erish tezligi (16 - 8)•10-6; C2S donalarining erish tezligi esa (2 - 3) •10-6 sm/s, ya'ni CaO ning erish tezligi C2S ning erish tezligidan 3 - 4 marta ko'p. Biroq bu jarayonda eritmani mikrolikvatsiyaga olib keluvchi ko'plab Na va K ishtirok etsa, C2S ning erish tezligi keskin ortadi, hatto C2S ning erish tezligidan bir necha marta o'zib ketishi mumkin.
Oz miqdorda fosfor, xrom va oltingugurt (0,1-0,3%) hamda bariy, ftor, xlor, marganesning ko'proq miqdori (l % dan ortiqroq) muayyan sharoitlarda klinker hosil bo'lish jarayoniga yaxshi ta'sir ko'rsatadi. Klinker minerallari kristallarining nuqsonlari ko'proq: tuzilmaning blokliligi - 0,1- 0,5 mkm, dislokatsiyalar zichligi (0,5 - 5)X( 108 - 109) sm2. Bunda alit kristallari maydaroq bloklardan tashkil topadi va nuqsonlari ham ko'p bo'ladi. Aralashmalar ishtirokida (qattiq eritmaiarda) kristallarning nuqsonlari ortadi.
Sovish jarayonida C3S, C3A, C2S parchalanishi mumkin, parchalanishning qanday kechishi bir qancha omillarga bog'liq: sovish tezligi, aralashmalarning turi va miqdori, gaz atmosferasining xususiyati va boshqalar. Eritma shisha sifatida qotayotganda hajman kichrayadi. Mg, F, Cr ishtirokida esa kristallanish jarayonining kechishi tufayli turli harorat oraliqlarida belgini o'zgartiruvchi deformatsiya kuzatiladi (1350 - 1100°C haroratda hajm kichrayadi, 1100 - 900°C haroratda hajm kengayadi). C3S, C3A va C4AF minerallarining 25 - 600°C haroratda chiziqli termik kengayish koeffitsiyenti (10-13)•10-6. C2S termik kengayishining chiziqli koeffitsiyenti 19,5-106 darajaga teng, ya'ni C2S ning termik kengayish koeffitsiyenti boshqa mineral kristallarnikiga nisbatan taxminan ikki marta katta bo'ladi, binobarin, bu ho`l klinker donalarida fizik kuchlanishlarga sabab bo'lishi mumkin.
Aylanma pechlarda gaz atmosferasining qaytariJish xarakteri tufayli klinkerni kuydirish jarayoni osonlashadi.
Klinker tavsifi
Sement klinkeri sifati quyidagilar bilan ifodalanishi mumkin:
Alohida oksidlarning miqdori (kimyoviy tarkibi).
Asosiy oksidlar miqdorining nisbatini ifodalovchi modullar qiymati.
Asosiy minerallarning miqdori. Klinkerga oksidlarning o'zaro nisbati va klinker minerallarining miqdori bilan tavsif beriladi.
Demak, portlandsement sifatini har qaysi klinker mineralining foiz miqdoriga qarab aniqlash mumkin. Klinkerning mineralogik tarkibini aniqlashning ikki usuli bor: bevosita petrografik yoki rentgenografik tahlil usuli yoxud bevosita hisoblab aniqlash usuli. Klinker mineralogik tarkibi zavodlarda ko'pincha hisoblab aniqlanadi (asosiy oksidlarning foiz nisbati orqali). Muhim oksidlarning foiz nisbati ikki xil modul (silikat va qumtuproq) hamda to'yinish koeffitsiyenti bilan ifodalanadi. Bu modullar va koeffitsiyent miqdori xomashyo aralashmasi uchun ham, klinker uchun ham amalda bir xil bo'ladi. Bu esa muhim amaliy ahamiyatga ega, chunki xomashyoning kimyoviy tarkibini tegishlicha tanlash bilan klinker
mineralogik tarkibini o'zgartirib turish mumkin.
|
