Suyuq fazali pishish bosqichida klinker hosil bo‘lishi

208 
xomashyo materiallarida doimiy ravishda MgO, R
2
O, SO
3
, P
2
O
5,
TiO
2
va boshqalar 
kabi oksidlarning mavjud bo‘lishi oqibatida kuydirish chog‘ida eritmaning hosil 
bo‘lish harorati sezilarli pasayadi. Sanoat xomashyo shixtalarining kuydirilishida 
klinkerli eritma 1250–1280 °C haroratda hosil bo‘ladi. Klinker sistemasining muhim 
tavsifi bo‘lib pishish jarayonlarining tugallanish bosqichida suyuq fazaning 
miqdoriga bog‘liq bo‘ladi. Evtevtika harorati sohasida eritmaning miqdori r ≥ 1,38 
sharti bilan quyidagi formula bo‘yicha aniqlanishi mumkin: 
Q1338 = 6,1Fe
2
O
3
+ R2O + Mg + SO
3
Agar r ≤ 1,38 bo‘lsa, u holda:
Q1338 = 8,2Al
2
O
3
– 5,22Fe
2
O
3
+R
2
O + MgO + SO
3
1400 °C haroratda alyuminiy va temir oksidlari to‘liq ravishda suyuq faza 
tarkibiga o‘tadi. Eritmaning miqdori 1400 °C haroratda quyidagi formula bo‘yicha 
aniqlanadi: 
Q1400 = 2,95A
l2
O
3
+ 2,20Fe
2
O
3 
+ R
2
O + MgO + SO
3
1450 °C haroratda esa quyidagi formula bo‘yicha: 
Q1450 = 3,00Al
2
O
3
+ 2,25Fe
2
O
3 
+ R
2
O + MgO + SO
3
Barcha holatlarda Al
2
O
3
, Fe
2
O
3
, MgO, R
2
O va SO
3 
klinkerdagi oksidlarning % 
miqdorini ifodalaydi. Suyuq fazada eruvchi MgO maksimal miqdori uni klinkerga 
hisoblanishida 2 % dan oshmaydi, shuning uchun MgO protsent miqdori suyuq 
fazaning hisobiy miqdorini aniqlashda ushbu qiymatdan oshmasligi lozim. MgO 
oksidining yanada yuqoriroq konsentratsiyasi eritma miqdorining ortishiga ta’sir 
etmaydi. Odatdagi kimyoviy tarkibli klinkerlar uchun suyuq fazaning miqdori 1450 
°C haroratda 20–25 % chegarasida yotadi. Klinkerning to‘liq erishi 1750–1870 °C 
haroratda sodir bo‘ladi. Asosiy klinker fazasi bo‘lmish – alitning hosil bo‘lishi va 
kristallanishi portlandsement klinkerining suyuq fazasi xususiyatlari– uning 
yopishqoqligi, sirt tortishishlar, ho‘llash qobiliyati, eritmadagi ionlarning 
harakatchanligi orqali aniqlanadi. Klinkerning tuzilishi va suyuq fazasining 
xususiyati undagi asosiy (CaO, SiO
2
, Al
2
O
3
va Fe
2
O
3
) oksidlar kabi, aralashma 
oksidlar va birikmalarning nisbiy miqdoriga bog‘liqdir. Alyuminatli va temirli 

209 
birikmalarning eritmaga to‘liq o‘tishidan so‘ng uning yopishqoqligi n va TK 
miqdorlariga bog‘liq bo‘ladi.
CaO, SiO
2
, Al
2
O
3
, Fe
2
O va boshqa oksidlar faqat bitta manfiy strukturaviy 
element kisloroddan tashkil topgan bo‘lib, u bilan o‘zaro ta’sirga kirishuvchi 
kationning xususiyatiga bog‘liq ravishda turli qutblanish darajasiga ega bo‘lishi 
mumkin. Klinker suyuqligining tarkibiga nafaqat asos (CaO) va kislota (SiO
2
) 
xususiyatlariga ega bo‘lgan oksidlar, balki amfoter oksidlar ham kiradi va ular 
eritmaning asosligiga bog‘liq ravishda eritmada Me
2
O
3
→ 2Me
3
+ → 3O o‘zini asos 
sifatida, hamda Me
2
O
3
+5O
2
– → 2MeO
4 
kislota sifatida tutadi. 
Klinker suyuqligi ionlarining kislota – asos xususiyatlari ularning kislorodga 
bo‘lgan tug‘ishganlik qiymati orqali tavsiflanishi mumkin. D.S. Korjinskiyning 
fikricha, kationlarning silikat eritmalaridagi asosliligi K + → Na+ → Ba
2
+ → Ca
2
+ 
→ Sr
2
+ → Vg
2
→ Fe
2 
→ Fe
3
→ Al
3
+ → Ti
4
+ → Si
4
+ → P
5
+ qatorida lasayib boradi. 
Yuqorida keltirilgan ketma-ketlik qatorida ion zaryadining radiusga bo‘lgan nisbatini 
ortishi bilan kationlarning asoslilik xususiyatlari pasaya borishini nazarda tutgan 
holda eritmada anionlarning kislotalik xususiyatlari ortadi.:
Eritmadagi amfoter ionlarning Al
+3
va Fe
+3
koordinatsion holati suyuq faza 
tarkibi orqali aniqlanadi. Klinkerning suyuq fazasida Al
+3
va Fe
+3
ionlarining 
oktaedrik koordinatsiyasi bilan kislorod bo‘yicha muvozanati mavjuddir. Ushbu 
muvozanatni quyidagi sxema bo‘yicha ifodalash mumkin: 
MeO
-5
↔Me
+3
+4O
-2
Ushbu muvozanatning surilish yo‘nalishi eritmadagi aralashma komponentlari 
ko‘rinishi orqali aniqlanadi: masalan, asosiy komponentlar konsentratsiyasining 
ortishi tetraedrik koordinatsiyadagi Al
+3
va Fe
+3
ionlarini ko‘paytiradi (ular kislotalik 
xususiyatini namoyon qilishda), Fe
2
O
-5
va AlO
- 5
– lardan ko‘ra nordonroq, masalan 
F–, Cl– anionlar mavjudligida esa muvozanat oktaedrik koordinatsiyadagi ionlar 
miqdorini ko‘payish tomoniga suriladi (asos xususiyatlarini namoyon qalishida). 
Qumtuproq klinkerning suyuq fazasida [SixOy]
-7
strukturaviy guruhlarning 
chegaraviy tarqoqlik darajasi holatida bo‘ladi. Modifikatsiyalovchi Ca
+2
, Al
+3
, Fe
+3

210 
ionlarining 
yuqori 
konsentratsiyada 
bo‘lishi oqibatida klinker eritmasida 
qumtuproqning asosiy miqdori [SiO
4
]
-4
turidagi oddiy kremnekislorodli anionlar 
ko‘rinishida mavjud bo‘ladi. (SiO
+3
)2-p kalta zanjirlar ham bo‘lishi mumkin, shuning 
(SiO
+3
) (2–p)+ O
-2
→ (SiO
4
)
-4
neytrallanish reaksiyasining eritmadagi qumtuproqning 
holatini o‘zgarishiga bo‘ladigan ta’siri nihoyatda sezilarsiz bo‘lib, suyuq fazaning 
anionli struktura hosil qiluvchisining o‘zgarishi asosan Fe
3+
va Al
3
ionlarining 
oktaedrik va tetraedrik pozitsiyalari orasida muvozanatni surilishi bilan izohlanadi. 
Eritmada fosfat ionlarining mavjudligi [PO
4
]
-3
tetraedrik komplekslarini hosil 
bo‘lishi sababli strukturaning barqarorlashuviga yordam beradi. K alsiy ftoridning 
miqdori 1 % bo‘lishida eritmaning qovushqoqligini pasaytiradi, konsentratsiyaning 
ko‘tarilishida esa uni ftorid bilan to‘yinishi oqibatida qattiq fazaning kristallanishi 
sababli eritmaning qovushqoqligi keskin ortadi. CaF
2
, Na
2
SiF
6
ftorli birikmalar, 
kalsiy xlorid va boshqa ba’zi tuzlar klinker eritmalarining qovushqoqligini 
kamaytirishi bilan birga pishish chog‘ida eritmalarning hosil bo‘lish haroratini 
sezilarli pasaytiradi va suyuq fazali jarayonlar bosqichida mineral hosil bo‘lish 
jarayonlarini jadallashtirgichlar rolini o‘ynaydi, ya’ni mineralizatorlar bo‘lib 
hisoblanadi. 
Qattiq holatdagi reaksiyalar natijasida hosil bo‘lgan CaO, C
2
S, CA, C
4
AF kabi 
barqaror va metabarqaror birikmalar va turli oraliq fazalar suyuq fazaning paydo 
bo‘lishi bilan bundan keyingi o‘zgarishlardan bo‘lmish – parchalanish, erish, qayta 
kristallanishlarni boshidan kechiradilar. Sistemaning sovushidasuyuq fazaning to‘liq 
yoki qisman kristalanishi sodir bo‘ladi. 
Pishgan massada hosil bo‘luvchi suyuq faza eng avval CaO, C
2
S va boshqa 
minerallarning g‘ovakli zarrachalarini o‘ziga singdiradi. Eritma plenkalar va 
tomchilar ko‘rinishida paydo bo‘ladi. U kapillyar kuchlar hisobiga o‘zi xo‘llagan 
zarrachalarni bir-biriga yaqinlashtirgan holda yopishtiradi. Eritma bilan ho‘llangan 
zarrachalarning tutashish joylarida CaO va C
2
S larning suyuq faza ichida jadal tarzda 
erishi va ushbu eritma ichida ularning o‘zaro ta’siriga kirishi sodir bo‘lib, quyidagi 
reaksiya orqali ifodalanadi 

211 
2CaO · SiO
2
+CaO → 3CaO · SiO
2
natijada uch kalsiyli silikat fazasi hosil bo‘ladi. Uch kalsiyli silikat suyuq faza ichida 
kam eriydi, shuning uchun ikki kalsiyli silikatning erishi va uning CaO ionlari bilan 
o‘zaro ta’siri suyuq fazaning o‘ta to‘yinishiga va undan C
3
S fazaning tez ravishda 
kristallanishiga olib keladi. 
Klinkerning 
evtektik 
klinker 
eritmasida 
ionlar 
diffuziyalanish 
koeffitsientlarining yuqori qiymatlari ularning chegara qavatidan suyuqlikning asosiy 
hajmi ichiga so‘rilishiga yordam beradi, bu esa jarayonning diffuzion nazoratga oid 
rolini istisno etadi. Klinker hosil bo‘lishining chegaraluvchi bosqichlari bo‘lib 
«eritma – CaO» va «eritma – C
2
S» faza chegaralaridagi reaksiyalar hisoblanadi. 
N.A.Toropov, P.F.Rumyanseva va V.N.Filipovichlarning fikricha CaO va C
2
S 
birikmalarning klinker eritmasi ichida erish jarayoni donachalarining kristall 
strukturasiga, ularning nuqsonlik darajasiga va eritmaning xususiyatiga bog‘liq. 
Ushbu mualliflar tomonidan aniqlanib o‘rnatilgan qonuniyatlar, erish eritmaga 
molekulyar qavatlarning sekin-asta o‘tish yo‘li bilan emas, balki qattiq jismdan katta 
bloklar – molekulalar guruhlarining ajralib chiqishi, ya’ni eruvchi fazalarning 
dispergatsiyalanish yo‘li orqali borishi to‘g‘risida dalolat beradi. Bunday blokning 
bittasidagi molekulalar soni 109–1012, o‘lchami esa 1 mkm teng bo‘ladi. 
Qattiq 
jismlarning 
dispergatsiyalanish 
sababi 
eruvchi 
zarrachalarning 
mikrotirqishlari va g‘ovaklari ichiga kirib boruvchi suyuqlikning yoruvchi ta’siri 
bo‘lishi mumkin. Shunday qilib, mineral hosil bo‘lish jarayoni suyuq fazali 
bosqichda sof diffuziya jarayoni emas ekan. CaO va C
2
S larning erishi bo‘yicha 
laboratoriya tajribalarnni o‘tkazish bo‘yicha V. V. Timashev va uning xodimlari 
tomonidan ma’lum ishlar amalga oshirilgan bo‘lib, bunda erish jarayonining 
faollanish energiyasining qiymatlari aniqlandi. Erish jarayonining faollanish 
energiyasi CaO uchun–63 kkal/mol; C
2
S uchun–100 kkal/mol miqdorlarni tashkil 
etdi. Olingan qiymatlar Ca+
2
kationlarining diffuziyalanishining faollanish 
energiyasidan E–39 kkal/mol va kremnekislorodli anionlari – [SiO4]
-4
––88 kkal/mol

212 
faollanish energiyasi qiymatlaridan bir muncha ortiq bo‘lib, bu ionlarni chegara 
qavatida eritma hajmiga nisbatan siqilgan holatdagi harakati bilan izohlanadi. 
Yu. M. Butt, V. V. Timashev, A. P. Osokin kabi mualliflarning fikrlaricha, 
ushbu holatda erish C
2
S engil eruvchi evtetikalarning yuza qavatida hosil bo‘lish 
mexanizmi bo‘yicha sodir bo‘ladi, ya’ni erish mexanizmi bo‘yicha sodir bo‘ladi, 
jarayonning kinetikasi esa eritma hajmidan C
2
S yuzasiga ishqorli ionlarni 
diffuziyalanish tezligi bo‘yicha aniqlanadi. CaO zich, qattiq zarrachalarining erish 
kinetikasi asosan eritmaning qovushqoqligiga ko‘ra aniqlanadi. Portlandsement 
xomashyo aralashmalari qoidaga ko‘ra tarkibi ishqoriy metallar oksidlariga kiruvchi 
birikmalardan tashkil topganligi uchun, klinker hosil bo‘lishining real sharoitlarida 
C
2
S ning erish kinetikasi kalsiy oksidining erish tezligidan 3–5 marta ortiq bo‘ladi. 
CaO donachalarining amalda to‘liq erishi zaruriyati va C
2
S ning faqat bir qisminigina 
erishini hisobga olgan holda, klinker hosil bo‘lishining umumiy vaqti kalsiy 
oksidining erish vaqti orqali aniqlanishi to‘g‘risida xulosa qilish mumkin. 
Uch kalsiyli silikatning shakllanishida suyuq fazaning muhim rol o‘ynashi 
bilan birga eritmaning mavjud bo‘lishi kuydirish chog‘ida katta texnologi 
ahamiyatiga egadir. Eritmaning paydo bo‘lishi aylanma pechlarning o‘tga chidamli 
qoplamasida himoya qavatini hosil qiladi, bu esa futerovkani yuqori harorat 
gradientlari, klinker donachalarining tinimsiz harakatlanishi tufayli yuzaga keluvchi 
kuchli erroziya emirilishi va o‘tga chidamli futerovka materialining kuydiriluvchi 
material bilan tutash zonasida kuchli kimyoviy korroziyaga uchrashi kabi juda qiyin 
sharoitlarda ham uzoq vaqt chidamliligini ta’minlaydi. Qattiq zarrachalarni eritma 
orqali etarli darajada xo‘llanishida zarrachalar oralarida egrilangan yuzaki suyuqlik-
menisk plenkalari hosil bo‘ladi, va ularga zarrachalarning bir- biriga 
yaqinlashtirishga harakat qiluvchi kapillyar kuchlar ta’sir qiladi. Bundan tashqari 
ho‘llanuvchi qattiq faza moddalarining qisman erishi sodir bo‘ladigan suyuq faza 
uning egrilanishini jadallashtiradi va bu pishish tezligini oshishiga olib keladi. 
Zichlanishning uch bosqichi mavjud: 1) zarrachalarning qayta guruhlanish yo‘li bilan 
amalga oshuvchi suyuqlikning qovushqoq tarzdagi oqishi, 2) erish-cho‘kish 3) qattiq 

213 
panjara hosil bo‘lishi bilan qattiq fazaning pishishi.. Birinchi bosqich juda tez sodir 
bo‘ladi va asosan kirishish va zichlashish darajasini aniqlaydi.
Kirishish jarayonlarining kechishiga harorat katta ta’sir ko‘rsatadi, chunki u 
suyuq fazadagi diffuziya koeffitsientining qiymatiga, qovushqoqlik va sirt tarangligi 
miqdoriga, qattiq moddaning suyuq fazada eruvchanligiga va sistemadagi eritmaning 
miqdoriga ta’sir etadi. V.S.Albatsning xodimlari bilan birga haroratni klinkerning 
kirishishiga va granulometriyasiga bo‘lgan ta’sirini tajriba tarzda o‘rganish 
natijalarining ma’lumotlari bo‘yicha, klinkerning asosini tashkil etuvchi donachalar 
o‘lchamini pishish zonasidagi gaz oqimi haroratiga bog‘liqligi aniq ifodalanuvchi 
ekstremumga egadir. Qoidaga ko‘ra bu ekstremum 10–20 mm o‘lchamdagi 
donachalarning ko‘p qismini tashkil etishi bilan bo‘lgan granulometriyaga muvofiq 
keladi. Haroratning haddan ziyoda ortib ketishi, yuqori haroratlarda izometrik tutib 
turishdagi kabi, texnologiya buzilishi bo‘lmish – changishga olib keladi. Klinker 
donachalarining 
yaxshi 
aglomeratsiyasi 
aylanma 
pechlarni 
boshqarishni 
engillashtiradi, klinkerni sovitish sharoitlarini normallashtirilishiga yordam beradi, 
changishni 
va 
halqa 
hosil 
bo‘lish ehtimolini kamaytiradi. Klinkerning 
granulyasiyalanish jarayonining buzilishi pishish jarayonini qiyinlashtiradi, klinker 
sifatini pasaytiradi, changish, halqa hosil qilish, sovitish qurilmalarini tiqilib 
qolishiga va klinkerni tashish kabi turli texnologiya og‘ishlariga olib keladi. 
Zarrachalarni agregatlanish xususiyati klinkerlarning g‘ovakli strukturasida o‘z aksini 
topadi. Kuydiruvchi materialning dastlabki donachalari 30–50 % g‘ovaklikka ega, 
avvaldan granulyatorda tayyorlab olingan xomashyo granulalarining g‘ovakliligi 30–
40 %. 
Tuproq minerallarining zarrachalari ichidan fizik va adsorbsiya bog‘langan 
namlikninig 
(20–200°C) 
yo‘qotilish 
bosqichida 
va 
ularning 
keyingi 
degidratatsiyalanishida 
(200–450°C) 
g‘ovaklik kamayadi, kristallokimyoviy 
bog‘langan suvni yo‘qotilishida esa qayta ko‘payadi. Dekarbonizatsiyalanish (800–
1050 °C) davrida 2 mkm radiusli yirik g‘ovaklar ulushi o‘sadi va 0,1 mkm dan kichik 
radiusli mayda g‘ovaklar miqdori ko‘payadi. 1000–1200°C haroratdan boshlab, qattiq 

214 
fazali jarayonlarning o‘zaro ta’sirining qupayishi oqibatida sistemalarning 
g‘ovakliligi kamayadi. Normal (me’yorida) kuydirilgan klinkerlarda jami 
g‘ovaklikning mikdori 15–30 % gacha tashkil etadi. 

Download 6,08 Mb.