-§ Yarim molekula suvli gipsning qotishi




Download 6,08 Mb.
Pdf ko'rish
bet13/154
Sana06.12.2023
Hajmi6,08 Mb.
#112727
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   ...   154
Bog'liq
Qurilish materiallari texnologiyasi

3-§ Yarim molekula suvli gipsning qotishi. 
Yarim molekula suvli gipsning tishlashish va qotish mexanizmi haqidagi 
masala ko‘p vaqtlardan beri tadqiqotchilar diqqatini jalb etib keladi. 
Le-Shatele (1887 y) nazariyasiga ko‘ra, gipsning tishlashishi va qotishi 
kuyidagicha ketadi. Yarim molekula suvli gips suvda aralashtirilganda, u erib 
metastabil to‘yingan suvli eritma hosil bo‘ladi. U eritmada yarim gidrat suv bilan 
o‘zaro ta’sirlashib, ikki molekula suvli gipsga aylanadi va eritmadan ajralib chiqadi, 
yarim gidratning suvda eruvchanligi 20°C temperaturada 8 g/l, ikki gidratning 
eruvchanligi esa 2 g/l. O‘ta to‘yingan eritmadan ikki molekula suvli gips ajrala 
borgan sari uning kristallchalari ko‘payadi,
Bir-biri bilan chirmashib bitishib, boshlang‘ich aralashmaning tishlashishi va 
qotishi uchun imkon yaratadi. Tishlashish boshlangandan so‘ng qotayotgan gips 
strukturasining bo‘zilishi uning mustahkamligini keskin pasaytirib yuboradi, shuning 
uchun kristallar endi hosil bo‘la boshlaganda tishlashishning dastlabki bosqichida 
gips strukturasini buzishi mumkin. 
Keyinchalik yarim molekula suvli gipsning (shuningdek, boshqa bog‘lovchi 
moddalarning) A. A. Baykov tomonidan ishlab chiqilgan nazariyasi o‘rtaga tashlandi. 
Bu nazariyaga binoan qotish jarayoni uch bosqichga bo‘linadi. Birinchi bosqichda 


35 
suvda yarimgidrat erib, uning to‘yingan eritmasi hosil bo‘ladi. Birinchi bosqich bilan 
deyarli bir vaqtda boshlanuvchi ikkinchi bosqichda suvning yarim molekula suvli 
gips bilan o‘zaro ta’siri ketadi. Bunda ikki molekula suvli gips kolloid o‘lchamidagi 
(0,2 mkm dan kichik) yuqori darajada disperslangan kristall zarralar tarzida hosil 
bo‘lib, ayni vaqtda aralashmaning tishlashishi ro‘y beradi. 
Uchinchi bosqichda ikki gidratning o‘ta eruvchan mayda zarralari qayta 
kristallanib yana ham yirik kristallar hosil qiladi, bu esa o‘z navbatida sistemaning 
qotishini va uning mustahkamligini ortishini ta’minlaydi. 
So‘nggi o‘n yillar mobaynida bog‘lovchi moddalar, xususan, gipsli 
moddalarning qotishiga oid yuqorida ko‘rsatib o‘tilgan asosiy nazariyalar yana
rivojlandi. Chunonchi, V.N.Juravlev, S.D.Okorokov, M.I.Strelkov, G.N.Siversev va 
boshqalar 
bog‘lovchi moddalar qotishining kolloid-kimyoviy nazariyasini 
rivojlantirishdi. 
S.D.Okorokov bog‘lovchi moddalarning qotishini o‘rganib, kolloidlanish 
bosqichining bo‘lishi shart va shu bosqichda qoritqi suvning ta’sirida qattiq 
moddaning disperslanish jarayoni ketadi degan xulosaga keldi. 
V.N.Juravlev fikricha, kristall to‘r yuzalari suvni seolit singari singdirishi 
natijasida bog‘lovchi minerallar gidratatsiyalanadi. Donalar sirtida to‘plangan
gidratatsiyalangan qobiqlar sekin-asta emirilib, gidratning qo‘plab mayda kristallari 
tarzida qoritqi suviga o‘tadi, shu vaqtda tarang hamda deformatsiyalangan kristall to‘r 
barqaror notarang to‘rga aylanadi. Bundagipsning qotish jarayonida gelning kristall 
payvandlanish tarzidagi qayta kristallanishi tufayli mustahkamlik ortadi. 
M. I. Strelkov ma’lumotiga binoan, yarim molekula suvli gipsning zarralariga 
dastlab suv tekkanda avval notug‘ri shaklli mayda zarralar tarzidagi qisman
gidratlangan yarim gidratga aylanadi. Bunday zarralar oson eriydy (chunki ularning 
strukturasida nuqsonlar bor)va avval plastinkasimon hamda igna-simon kristallarga 
aylanadi, keyin ikki gidratning yaxlit payvandlangan, chirmashgan kristallari hosil 
bo‘ladi. 


36 
V.V.Konstantinov va N.V.Topchieva, gipsning qotish jarayonini mikroskop 
ostida o‘rganish asosida yarim molekula suvli gipsning qattiq fazasida suv bilan 
bevosita birikish yo‘li bilan yarim molekula suvli gips gidratatsiyalanadi degan fikrga 
keldilar. Eypeltauer o‘tkazilgan tajribalar ham yarim molekula suvli gipsning suvda 
erimay turib to‘g‘ridan-to‘g‘ri suv bilan birikishi mumkinligini ko‘rsatdi. 
P.A.Rebinder, E.E.Segalova, V.B.Ratinov, O.V.Kunsevich va boshqalar Le 
Щatele fikrining to‘g‘ri ekanligini isbotladilar. P.A.Rebinder va E.E.Segalova o‘z 
izlanishlarida yarim molekula suvli gips Le Shatele sxemasi bo‘yicha 
gidratatsiyalanib, kristallangan struktura hosil qilishini ko‘rsatib berdilar. Ular 
mustahkamlik ortishining to‘xtashini yoki, hatto uning yarim molekula suvli 
gipsning butunlay ikki molekula suvli gipsga aylanguniga qadar mustahkamlik
pasayishini —qotgan jismning yaxlit kristallizatsiya strukturasi hosil bo‘lishiga olib 
keluvchi bitish choqlarida kristallarning muayyan yo‘nalishda o‘sish jarayonida hosil 
bo‘ladigan ichki kuchlanishlar ta’sirida strukturaning qisman bo‘zilishi bilan 
izohlashdi. Gips suvga qorilgandan so‘ng 30...40 minut o‘tgach, ya’ni bog‘lovchi 
moddaning gidratatsiyalanish jarayoni tugashi oldidan nam holatdagi eng yuqori 
mustahkamlik ta’minlanadi. Mustahkamlikning bundan keyingi ortishi gidratatsiya 
bilan emas, balki suvning bug‘lanishi va materialning qurishi bilan izohlanadi. 
Kristallar yuzasini namlab turuvchi suvning yo‘qolishi (parlanib ketishi) birinchidan 
mustahkamlikning ortishiga olib keladi, ikkinchidan esa kristallarning bir-biriga 
nisbatan sirg‘alishini yo‘qotadi va og‘irliq ostida siljish deformatsiyasini keskin 
kamaytiradi. 
P.A.Rebinder va E.E.Segalova bir guruh ilmiy xodimlar bilan olib borgan 
tadqiqotlari natijasida quymalarning mustahkamligi kristallarning katta-kichikligi 
bilan ular o‘rtasidagi tutashuv maydonlarining nisbatiga bog‘liqdir, shu nisbatni 
o‘zgartirish yo‘li bilan gipsning qayta kristallanish vaqtida uning mustahkamligini 
pasaytirish mumkin degan xulosaga keldilar. Bu tadqiqotchilarning fikricha, gipsning 
qotish tezligini kamaytirish orqali mustahkamlikni minimal darajagacha kamaytirsa 
bo‘ladi. 


37 
O.V.Kuznetsovich, 
Ya.L.Zabejinskiy, 
V.B.Ratinov 
va 
boshqalarning 
tadqiqotlarida geterogen sistemalarda fazoviy o‘zgarishlar haqidagi ma’lumotlar 
asosida qotishning kristallanish mexanizmi nazariyasi yanada rivojlantirildi. Masalan, 
V.B.Ratinov va boshqalar gidratning yangi hosilalarining kristallga aylanish jarayoni 
sifatida gidratatsiya kinetikasini miqdoriy tavsiyalashdi: Gidratlanish reaksiyasining 
davomliligi yarim molekula suvli gips suspeiziyalarida vujudga keladigan tuyinish 
miqdori bilan belgilanadi, turli qo‘shilmalarning qotish jarayoniga tezlatgich va 
sekinlatgich ta’siri yarim gidrat, shuningdek, ikki gidratning erish tezligiga bog‘liq. 
Bunda yarim gidratning hosil bo‘layotgan ikki gidratga nisbatan tuyinish 
darajasiga (C
r
/C
o
) bog‘liq ravishda kristallanish jarayonining tezlashishi yoki 
sekinlashishi mumkin. C
r
/C
o
ning ortishi kristallanishni tezlashtiradi va aksincha, C
r
/C
o
ning kamayishi bu jarayonni susaytiradi. Binobarin, erimaydigan angidritda 
bog‘lovchilik hossalarining deyarli butunlay yo‘qligini 

-va 

-
2
1
4

CaSO
H
2
0 ga 
nisbatan ancha to‘yingan eritmalar hosil qiladigan eruvchan angidrit hamda 
suvsizlantirilgan yarim gidratning qotish tezligi ikki gidratga nisbatan yuqori ekanini 
shu bilan izoxlash mumkin. 
A.V.Voljenskiyning fikricha, gidrat birikmalarining hosil bo‘lish mexanizmi 
dastlabki moddalarning xossalariga va ular bilan suv o‘rtasida reaksiya ketadigan 
sharoitlarga bog‘lik. Bunda bog‘lovchi moddalarning, ayniqsa polimineral mod-
dalarning o‘zaro ta’siri ikki yoqlama bo‘lishi mumkin: suv muhiti orqali ularning 
erishi bilan, ya’ni Le Shatele sxemasi bo‘yicha va suvning dastlabki materialga 
to‘g‘ridan-to‘g‘ri birikishi bilan, ya’ni Mixaelis hamda A.A.Baykov sxemasi 
bo‘yicha. 
Suv bilan o‘zaro ta’sirlashuvda bog‘lovchi moddalar reaksiyaga qanchalik 
moyil bo‘lsa va undagi zarrachalarning tashqi va ichki yuzalari qanchalik katta 
bo‘lsa, shuningdek, bog‘lovchi moddali qorishmada suv qanchalik kam va qorishma 
temperaturasi qancha yuqori bo‘lsa, suvning qattiq faza bilan to‘g‘ridan-to‘g‘ri biri-
kishi uchun imkoniyat shuncha qulay hisoblanadi. 


38 
A.V.Voljenskiyning fikricha, qotish jarayonini tekshirish faqat gidratatsiya 
mexanizmini aniqlashdangina iborat bo‘lmasligi kerak; suvning birikish jarayonining 
o‘zi emas, balki uning gidratatsiya mahsuloti xususiyatiga ta’siri, hosil bo‘ladigan 
gidrat zarrachalarining kogezion xossalariga, ularning dispersligi va shakllariga 
bog‘liq bo‘lgan gidratatsiya mahsulotlarining bog‘lovchilik xususiyati va texnikaviy 
xossalari katta ahamiyatga ega. Yangi hosil bo‘lgan hosilalarning zarrachalari 
qanchalik dispers bo‘lsa, olimlarning fikricha, ularning bog‘lovchilik qobiliyati shu 
qadar yuqori bo‘ladi . 
Shuni ta’kidlab o‘tish kerakki, gidratlarning hosil bo‘lish mexanizmiga 
qaraganda, qotgan tosh strukturasining shakllanish jarayoni haqidagi fikrlar bir-
biridan keskin farqqiladi. 
P.A.Rebinder, E.E.Segalova va boshqalar, shuningdek A.F.Polakning fikricha, 
ikki gidrat kristallga aylanishida struktura hosil bo‘lishi ikki bosqichda ketadi. 
Birinchi bosqichda kristallovchi struktura sinchlari щakllanib, yangi hosila 
kristallchalari bilan kristallarning ehtimoliy o‘sishi o‘rtasida birikuv (kontakt) yuzaga 
keladi. Ikkinchi bosqichda esa yangi kristallanish kontaktlari vujudga kelmaydi, balki 
mavjud sinchlarining atrofi qoplanaveradi, ya’ni uni tashkil etuvchi kristallchalarning 
o‘sishi kuzatiladi. Bunda, ham struktura mustahkamligi ortadi, ham kristallarning 
muayyan yo‘nalishda o‘sishi natijasida vujudga keladigan ichki cho‘zuvchi 
kuchlanishlar hosil bo‘lishi hisobiga struktura mustahkamligi kamayishi mumkin. 
Qotishning natijaviy mustahkamligi ko‘p jixatdan qotayotgan suspenziyaning suyuq 
fazasida tuyinish miqdori va kinetikasi bilan belgilanadi, bu esa birlamchi bog‘lovchi 
moddaning eruvchanligiga va uni erishining umumiy tezligiga bog‘liq. Kristallarning 
o‘sishi uchun qanchalik qulay sharoit yaratilsa (to‘yinish va reaksiya umumiy tezligi 
kam bo‘lsa), struktura mustahkamligini pasaytiruvchi kuchlanishlar shu qadar ko‘p 
bo‘ladi. Aksincha, kristallchalarning yangi mo‘rtaklari va ular o‘rtasidagi 
tutashuvning hosil bo‘lishi uchun qanchalik qulay sharoit vujudga kelsa (yuqori 
darajada tuyinish, erishning umumiy tezligi katta bo‘lishi), kuchlanish shu qadar 
pasayadi. Biroqqotish strukturasini tashkil etuvchi kristallchalarning juda maydaliligi 


39 
uning 
mustahkamligini 
susaytiradi. 
Mutaxassislarning 
fikricha, 
struktura 
mustahkamligining eng yuqori bo‘lishiga erishish uchun gidratatsiya jarayoni optimal 
sharoitlarda o‘tishi kerak. Bunday sharoitlar past kuchlanishlarda etarli kattalikdagi 
yangi hosila kristallchalari hosil bo‘lishini ta’minlaydi, ayni vaqtda kristallanish 
strukturasining shakllanishi va rivojlanishi ro’y beradi. E.Stoklos olib borgan 
tadqiqotlarning ko‘rsatishicha, qotish strukturalarining haqiqiy mustahkamligi, 
aytilganlardan tashqari, birikuv erlarida uzun kristalchalarning bog‘dagi bog‘liqligi 
bilan ham belgilanadiki, bu bog‘liqlik «shartli-koagulyasion» deb ataladi. Bu 
bog‘liqliklar koagulyasion bog‘liqliklarga nisbatan ancha mustahkam. Ular material 
quriganda namoyon bo‘ladi . Biroq material namlanganda ularning mustahkamligi 
koagulyasiya kontaktlarining mustahkamligi darajasiga qadar pasayadi, navbatdagi 
to‘liqqurishi natijasida mustahkamlik yana tiklanishi mumkin. 
Shunday qilib, strukturaning mustahkamligi to‘yingan eritmalardan iborat 
gidrat birikmalarining kristallanishi bilan ta’minlanadi. A. A. Baykovning fikricha 
yuqorida aytilganidek, qotayotgan sistema mustahkamligi yangi hosila zarralarining 
qayta kristallanishi hisobiga ortadi. Mayda kristallchalarning aynan kimyoviy va 
modifikatsiya tarkibiga ega bo‘lgan yirik kristallchalarga nisbatan yuqori darajada 
eruvchanligi qayta kristallanish imkonini beradi. Bu o‘rinda tarkibi bir xil bo‘lgan 
kristallar yiriklashadi, vaholanki, kristallanish kristallar kimyoviy tarkibining yoki 
strukturasining o‘zgarishiga bog‘liq. Qayta kristallanish termodinamik jixatdan 
muqarrar jarayondir, chunki mayda kristallchalar ortiqcha erkin sirt energiyasiga 
(shunga muvofiq tarzda katta eruvchanlikka) ega, kristallar yiriklasha borgan sari bu 
energiya ham kamayadi. Kayta kristallanish va kristallarning yiriklashuvi odatda 
(jumladan, A.A.Baykov taxmin qilganidek), material mustahkamligining ortishiga 
emas, balki kamayishiga olib keladi, mayda kristall strukturaning mustahkamligi esa 
yuqori. Shunga muvofiqholda A.V.Voljenskiy yangi hosilalar strukturasini betonning 
fizik va fizik-mexanik xossalariga ta’siri haqidagi gipotezasini yaratdi. Yangi 
hosilalar dispers zarrachalarning ahamiyati hamda ularning bog‘lovchi qobiliyatini 
belgilovchi sirt energiyasi potensiali haqidagi fikrlar shu gipotezaning asosini tashkil 


40 
etdi. Urinish nuqtalari soni ko‘p bo‘lganda bog‘lovchilik qobiliyati Vander-Vaals 
kuchlarining ishkalanishi, shuningdek, kimyoviy bog‘larning rivojlanishi tufayli 
yuzaga chiqadi. Shunday qilib, yangi hosilalar zarrachalarining maksimal solishtirma 
sirti sistemasiga erishilganda eng yuqori mustahkamlik ta’minlanadi. Biroq 
A.V.Voljenskiyning fikricha, yangi hosilalar zarrachalarining bog‘lovchi kobiliyatga 
ega bo‘lishiga faqat ularning dispersligi emas, balki kogeziya formasi hamda ular-
ning o‘ziga xos xossalari ta’sir ko‘rsatishi kerak. 
Gidrat yangi hosilalari zarralarining yuqori darajada dispersligi, ayniqsa yuqori 
dispers zarrachalarning suv adsorbsiyasiga ancha moyilligi tufayli, zarrachalarning
qotgan sistemalarning sirg‘anuvchanlik plastik deformatsiyasiga moyilligini oshiradi. 
Umuman A.V.Voljenskiy gipotezasiga ko‘ra, sementlovchi moddalarning hosil 
bo‘lish mexanizmida biror mustahkamlikka erishish kuyidagicha namoyon bo‘ladi. 
Bog‘lovchi modda qotishining boshlang‘ich bosqichida gellar xususiyatiga ega 
bo‘lgan yuqori darajada dispers holidagi zarralar tarzida gidrat birikmalari hosil 
bo‘ladi. Bunda sistema mustahkamligi birinchi navbatda yuqori dispers zarralar 
konsentratsiyasining ko‘payishi hisobiga ortadi. Shu bilan bir vaqtda, ilgari hosil 
bo‘lgan zarrachalarning yiriklashuv jarayoni, binobarin, ular solishtirma yuzasi va 
bog‘lash qobiliyatining kamayish jarayoni ham ketadi. Qotish xaqtida yangi hosilalar 
zarrachalarining umumiy yuzasi ma’lum darajagacha kattalashadi. Keyinchalik u 
barqarorlashish yoki ekran pardasi vujudga kelib, sistemada dastlabki tarkibiy 
qismlar miqdori kamayishi, shuningdek qulay sharoitda zarrachalarning yiriklashish 
jarayoni davom etishi sababli bog‘lovchi moddaning suv bilan ta’sirlashuvi to‘xtashi 
natijasida reaksiya ham susayib ketishi mumkin. Bu jarayon sistemaning 
mustahkamligiga salbiy ta’sir etishi lozim, sistema mustahkamligi qotishning so‘nggi 
bosqichida, yangi hosilalar zarrachalarining solishtirma yuzasi singari, eng yuqori 
darajadan o‘tishi kerak. Uning boshlanishi ham bog‘lovchi moddalarning hosilalari 
bilan, ham qotish sharoiti bilan belgilanadi. 
Yangi hosilalar solishtirma yuzasini gipsning qotish jarayoniga ta’sirini bir 
qancha olimlar tekshirganlar. Chunonchi, Shvitte va Knauf yangi hosilalar 


41 
solishtirma yuzasini BET (azot adsorbsiyasini o‘lchash) usulida yarim gidratning suv 
bilan ta’sirida o‘lchaganlar. Bunda gips bilan suv o‘rtasidagi oraliq reaksiya, metanol 
namunasida ishlov berilib, belgilangan vaqtda to‘xtatiladi. Ular olgan ma’lumotlarga 
ko‘ra, gips namunasi solishtirma yuzasining maksimal kattaligi (12...27 m
2
/g) 
qorilgandan so‘ng 3…8 minut vaqt o‘tgach qayd qilindi. Takriban 10 minutdan keyin 
namunalardan birida qariyb 7...7,5 m
2
/g darajada, boshqasida esa 6….7 m
2
/g 
darajada solishtirma yuza ko‘rsatkichlari barqaror holga keldi. Ushbu namunalarda 
birikkan gidrat suvi miqdorini aniqlash bo‘yicha parallel olib borilgan tajribalarda 
uning miqdori eng yuqori darajaga yotguncha biror keskin sakrashsiz 8...15 minut 
davomida tekis ko‘payib borganligi aniqlandi. 
Aniqlanishicha, yarim molekula suvli gips qotishi jarayonida hosilalar 
kristallari kattalashadi, bu esa ularning bog‘lovchilik qobiliyatiga salbiy ta’sir 
ko‘rsatadi. Lekin qo‘shimcha miqdorda yuqori dispers yangi hosilalar vujudga kelishi 
hisobiga mustahkamlik dastlab o‘sishda davom etadi. Ammo ma’lum vaqtda 
kristallar o‘sishining salbiy ta’siri gidratatsiya mahsulotining miqdoriy ko‘payishidan 
ustunlik qila boshlayd;i, shunda kontaktlar sonining kamayishi hamda sirt energiyasi 
potensialining pasayishi natijasida sistemaning mustahkamligi susayadi. 
Demak, boshqa barcha teng sharoitlarda qotgan gipsning mustahkamligi yangi 
hosilalarning dispersligiga bog‘liq ekan. 

Download 6,08 Mb.
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   ...   154




Download 6,08 Mb.
Pdf ko'rish

Bosh sahifa
Aloqalar

    Bosh sahifa



-§ Yarim molekula suvli gipsning qotishi

Download 6,08 Mb.
Pdf ko'rish