-bob Portlandsementning kotishi, xossalari va ishlatilishi

236 
uning xar bir komponentining suv bilan reaksiyaga kirishishini ko‘rib chiqib, so‘ngra 
murakkab jarayon haqida to‘la tushunchaga ega bo‘lishimiz mumkin. 
Alit-klinkerda Al
2
O
3
va MgO qo‘shimchasi bilan birga uchraydigan C
3
S ning 
qattiq eritmasi bo‘lib, suv bilan reaksiyaga kirishganda atrof-muxitning 
temperaturasiga va kalsiy gidroksidning konsentratsiyasiga bog‘liq holda turli 
gidrosilikatlar hosil qiladi. 
Odatdagi temperatura va Ca(OH)
2
ning eritmadagi konsentratsiyasida CaO 
hisoblansa, uning miqdori 0,05…1,1 g/l gacha bo‘lganda ma’lumotlarga ko‘ra C
3
S 
ning gidratatsiyasi tufayli kam darajada kristallangan o‘zgaruvchan tarkibli CaO
0,8-
1,5
∙SiO
2
∙H
2
O
2,5-1
gidrosilikatlar hosil bo‘ladi. Eritmada Ca(OH)
2
ning konsentratsiyasi 
qancha kam bo‘lsa, hosil bo‘lgan gidrosilikatlarning asosligi shuncha past bo‘ladi. 
Bunday gidrosilikatlarni Bogg CSH(B) qo‘rinishidagi umumiy formula bilan yoki 
Teylor – CSH(1) bilan belgilangan. 
Eritmada Ca(OH)
2
ning konsentratsiyasi to‘yingan va o‘ta to‘yingan, Ca(OH)
2
ning eruvchanligi oshadigan (ayniqsa past temperaturada) darajaga etganda (masalan 
10
0
C da CaO ning miqdori 1,25 g/l) C
3
S metastabil tarkibli gidrosilikat CaO
1,5-
2
∙SiO
2
∙nH
2
O ga aylanadi. 
Bogga ko‘ra u C
2
SH
2
formulasi bilan, Teylorga ko‘ra C
2
SH(II) bilan 
belgilanadi. Biroq qotuvchi sement xamiri aralashmasining temperaturasi 30…50
0
C 
ga etganda, shuningdek Ca(OH)
2
ning eruvchanligini kamaytiruvchi eritmada 
ishkorlarining borligi asosan 3CaO∙2SiO
2
∙3H
2
O tarkibli gidrosilikatlarni hosil 
qilishga imkon beradi. Bu birikma CSH(B) gruppasiga taaluqlidir. SHuning uchun 
yaxshi kristallangan tobermorit C
5
S
6
H
5 
ham shu gruppaga kiradi. 
Agar sement xamirida asosan 3CaO∙2SiO
2
∙3H
2
O hosil bo‘ladi deb farz qilsak, 
u xolda C
3
S ning suv bilan reaksiyasi quyidagicha yoziladi 
2(3CaO∙SiO
2
)+6H
2
O=3CaO∙2SiO
2
∙3H
2
O+Ca(OH)
2
Ko‘rinib turibdiki, bu reaksiyada uch kalsiyli silikat gidrolitik parchalanish 
natijasida ko‘p miqdorda erkin kalsiyli gidroksid hosil bo‘ladi. Bu gidrat sementosh 

237 
strukturasini o‘zgartirish bilan birga uning suvda emirilishini tezlashtiradi. Bu 
holning oldini olish usuli kuyida bayon etilgan. 
CSH(B) gruppasidagi kalsiy gidrosilikatlar katlami kristallik strukturaga ega 
bo‘lib, turli miqdorda H
2
O molekulalarini (2; 5; 1; 0,5) qator orasida ushlab turadi. 
Bu suv esa kristall tekisliklari orasidagi bo‘shliqdan bug‘lanib ketishi va yana singib 
kirishi mumkin. Natijada kristallik tur kirishadi va suv singib kirganda shishadi. 
2…2,5 molekula suvli gidrosilikatlar odatdagi va bir oz temperatura ko‘tarilganida 
ham barqaror turadi. Temperatura 100
0
C atrofida bo‘lganda gidrat suvning miqdori 
bir molekulagacha kamayadi, temperatura 250
0
C gacha ortsa, suv molekulasi 0,5 
qoladi. 
450…500
0
C 
temperaturada 
gidrat 
strukturasi 
o‘zgarmasdan 
gidrosilikatlarning to‘la suvsizlanishi boshlanadi. 700…800
0
C da to‘r o‘zgarib 
anchagina kirishadi va natijada 

– vollastonit hosil bo‘ladi. 
CSH(B) va C
2
SH
2
gruppasidagi gidrosilikatlar qalinligi 20…30 Å ikki-uch 
molekula qatlam atrofida, kengligi 400…500 Å , o‘rtacha uzunligi 1 mkm ga yaqin 
juda yupka barg kabi hosil bo‘ladi. Yangi maxsulot zarrachalarining solishtirma satxi: 
ikki qatlamning qalinligi 376 m
2
/g, uch qatlamining qalinligi 252 m
2
/g. 
Ko‘p ma’lumotlarga ko‘ra yangi mahsulotlarning, ayniqsa yuqori asoslilarning 
tarkibi C/S nisbat (ko‘pi bilan 1,3) bilan ifodalansa, ichi bo‘sh tola kabi rulonga 
aylanishga moyil bo‘lib qoladi. Tolaning ichki va tashqi sathiga adsorbsiya kuchlari 
ta’sirida turli tezlik bilan ushlanib turgan suv molekulalari joylashadi. Vakuum yoki 
qizdirish vaqtida suv bu oraliq (bo‘shliq) lardan asta-sekin bug‘lana boshlaydi. 
Kristallar tarkibiga kiruvchi va to‘r qatlari orasiga joylashgan hamda oldindan 
qo‘shimcha valentliklar bilan birikkan suv molekulalari juda katta qiyinchilik bilan 
bartaraf etiladi. 
CSH(B) va C
2
SH
2
gidrosilikatlarni muntazam ravishda suv bilan ishlansa, 
Ca(OH)
2
erib yuvilishi hisobiga ular to‘la parchalanadi. Yuvilmay qolgan qattiq qism 
asosan g‘ovak holatdagi suvli qumtuproqdan iborat. 
C
3
S ning yuqori temperaturalardagi 50…100°C gidratatsiyasi yuqorida aytib 
o‘tilgan CSH(B) va qisman C
2
SH
2
tipdagi kalsiy gidrosilikatlarni hosil qiladi. Shu 

238 
gidrosilikatlarni eritmada Ca(OH)
2
ning konsentratsiyalari ma’lum miqdorga etganda 
belit ham hosil qiladi. Bu holda gelsimon CSH(B) va C
2
SH
2
bilan birga Ca(OH)
2 
ham 
hosil bo‘ladi, ammo uning miqdori C
3
S gidratatsiyalangandagiga nisbatan kam 
bo‘ladi. Bu reaksiya mahsuli tarkib jihatdan C
3
S gidrolizi natijasida hosil bo‘ladigan 
gidrosilikatlarga o‘xshash. 
Zamonaviy ma’lumotlarga ko‘ra, C
2
S ning 175…200
0
C temperaturadagi 
gidratatsiyasi Ca(OH)
2
; C
2
SH
2
; C
2
SH(A); [(1,8…2,4) CaO∙SiO
2
(1…1,25)∙H
2
O)] 
lardan iborat turli maxsulotlarni va uch kalsiyli gidrosilikat C
3
SH
1,5
ni hosil qiladi. 
Ko‘rsatib o‘tilgan gidrosilikatlarning qaysisi qo‘p hosil bo‘lishi temperatura, issiq-
nam sharoitda ishlov berishning vaqtiga va boshqa faktorlarga bog‘liq. 

-ikki kalsili silikat 160
0
C temperaturagacha gidratatsiya jarayonida C
2
SH
2
ni 
hosil qiladi. Bu birikma yana yuqoriroq temperaturalarda C
2
SH(A) ga, Teylor 
bo‘yicha esa ning

-gidratiga o‘tadi. 
C
3
S va C
2
S ning kvars qumi bilan 10:30 va 50:50 nisbatdagi aralashmasi 
175…200
0
C temperaturada 8…10 soat davomida issiq-nam sharoitda ishlov 
berilganda CSH(B) qum kam bo‘lganda CSH(B) bilan birgalikda C
2
SH(A) hosil 
bo‘ladi. 
CSH(B) 
tipdagi 
gidrosilikatlar 
150…200
0
C 
temperaturada 
10…20 
monomolekulalar qalinligidagi plastinkadan iborat bo‘ladi. Bu esa yangi 
maxsulotlarning oddiy temperaturada hosil bo‘lgandagiga nisbatan solishtirma sathini 
juda ham kamaytirib yuboradi. Kristallanish darajasi ancha ortadi. 
Uch kalsili alyuminat C
3
A odatdagi sharoitda gidratatsiyalanganda oldin 
metastabil geksagonal plastinkasimon birikma-3CaO∙Al
2
O
3
∙(10…12)H
2
O hosil 
bo‘ladi. Ammo bu modda ikki kalsiy va to‘rt kalsiy gidroalyuminatlarining 
ekvimolyar nisbatdagi aralashmasidan iborat deb taxmin qilinadi. Bu faza nisbatan 
past temperaturalarda va namlik kamroq bo‘lgan muxitda bir qism gidrat suvni 
yo‘qotadi (10…8 H
2
O gacha) 105
0
C temperaturada gidrat suvning miqdori 6…8H
2
O 
gacha kamayadi. Suv eritmasidan Ca(OH)
2
ning konsentratsiyasi ko‘pi bilan CaO 

239 
hisobida 1,08 g/l bo‘lsa, yuqorida ko‘rsatilgan faza asta-sekin 4CaOAl
2
O
3
∙13H
2
O ga 
aylana boshlaydi. 
To‘rt kalsili gidroalyuminat 19H
2
O holida ham hosil bo‘lishi mumkin. Biroq
nisbiy namligi 80% atrofida bo‘lgan muhitda gidrat suvining miqdori 13H
2
O gacha 
kamayadi, bu esa gidratning kirishuviga sababchi bo‘ladi. 
25
0
C temperaturadan yuqorida geksagonal plastinkasimon faza C
3
AH
12
, 1050C 
da barqaror kubsimon 3CaO∙Al
2
O
3
∙6H
2
O ga o‘tish qobiliyatiga ega bo‘ladi. 275
0
C va 
undan yuqori temperaturada bu birikma 3CaO∙Al
2
O
3
∙1,5H
2
O ga aylanadi. 
Eritmada CaO ning konsentratsiyasi kamida 0,25…0,35 g/l va temperaturali 
20
0
C ga yaqin bo‘lganda 3CaO∙Al
2
O
3
∙6H
2
O parchalanib Ca(OH)
3
va A1(OH)
3
— 
gibbsitlar hosil bo‘ladi. C
3
A avtoklavlarda issiq suv bilan ishlanganda 215
0
C gacha 
barqaror 3CaO∙Al
2
O
3
∙6H
2
O ga o‘tadi. 
C
3
A ning mayin qilib tuyilgan kvars qum bilan aralashmasiga (masalan 
og‘irligi bo‘yicha 1:1 nisbatda) avtoklavda (175…200
0
C) ishlov berilsa umumiy 
formulasi 3CaO∙A1
2
O
3
∙xSiO
2
∙(6—2x) H
2
O ko‘rinishidagi gidrogranat va tobermorit 
[CSH(B)] hosil bo‘ladi. Odatda x=0,3…0,5. Toza C
3
A shunday avtoklav ishlovidan 
so‘ng mustahkamlikka deyarli ega bulmaydi, uning qum bilan aralashmasi esa katta 
mustahkamlikka ega. 
C
3
A suv va gipsning turli modifikatsiyalari ishtirokida odatdagi temperaturada 
gidratlanib 
gidrosulfoalyuminat 
deb 
ataluvchi 
kompleks 
birikma 
3CaO∙Al
2
O
3
∙3CaSO
4
(30…32)H
2
O hosil qiladi. Bu birikma gidrosulfoalyuminatning 
yuqori sulfatli shakli deb xam ataladi. U odatda Ca(OH)
2
ning to‘yingan eritmasidan 
quyidagi reaksiya bo‘yicha hosil bo‘ladi: 
3CaO∙Al
2
O
3
+3CaSO
3
∙2H
2
O+25H
2
O=3CaO∙Al
2
O
3
∙3CaSO
4
∙31H
2
O 
Tabiatda uchraydigan bunday tarkibli mineral modda ettringit deb ataladi. 
Ca(OH)
2
va 
kalsiy 
sulfatning 
past 
konsentratsiyalarida 
asosan 
gidrosulfoalyuminatning bir sulfatli formasi hosil bo‘ladi. U ko‘pincha 
4CaO∙Al
2
O
3
∙13H
2
O bilan qattiq eritma hosil qiladi, uning formulasi quyidagicha:
3CaO∙Al
2
O
3
∙Ca(OH)
2
∙12H
2
O 

240 
Suvli eritmalarda kalsiy oksidning miqdori 0,027 g/l dan kam bo‘lsa uch 
sulfatli formadagi gidrosulfoalyuminat barkaror bo‘lmaydi. 
70…110
0 
C temperaturada uch sulfatli formadagi gidrosulfoalyuminat avvalgi 
suvning miqdori 8…10 H
2
O bo‘lguncha degidratlanadi, so‘ngra esa bir sulfatli 
formasi va gips hosil bo‘lguncha parchalanadi. Gidrosulfoalyuminatlarning ikkala 
formasi ham avtoklav ishlovida (175…200
0
C) C
3
AH
6
, yarim molekula suvli gips va 
angidrid hosil qilib parchalanib ketadi. Uch sulfatli forma magniy sulfat va ishqoriy 
karbonatlar ta’sirida parchalanadi, ammo natriy va kalsiy xlor tuzlarining eritmasida 
barqaror turadi. Uch sulfatli formaning zichligi 1730 kg/m
3
(25
0
C temperaturada), bir 
sulfatli formaning zichligi esa 1950 kg/m
3
(20
0
C temperaturada). Birinchisi ko‘pincha 
ninasimon ko‘rinishdagi kristallar, ikkinchisi geksagonal plastinkalar holida hosil 
bo‘ladi. 
Tarkibi va strukturasiga ko‘ra gidrosulfoalyuminatlarga o‘xshash boshqa sulfo-
, karbo-, xloralyuminat deb ataluvchi kompleks birikmalar ham bor, ular quyidagilar: 
3CaO∙Al
2
O
3
∙CaSO
3
∙12H
2
O; 3CaO∙Al
2
O
3
∙3CaSO
3
∙31H
2
O-gidrosulfoalyuminat, 
3CaOAl
2
O
3
∙CaCO
3
∙12H
2
O; 3CaO∙Al
2
O
3
∙3CaCO
3
∙31H
2
O-gidrokarboalyuminat, 
3CaO∙Al
2
O
3
∙CaCl
2
∙10H
2
O-gidroxloralyuminat kalsiy va boshqalar. 
Alyumoferrit fazasi suv bilan quyidagi reaksiyaga kirishadi: 
4CaO∙Al
2
O
3
∙Fe
2
O
3
+7H
2
O= 3CaO∙Al
2
O
3
∙6H
2
O+CaO∙Fe
2
O
3
∙H
2
O 
Ammo ko‘p miqdordagi suv tarkibida Ca(OH)
2
ning bo‘lishi bir kalsiy 
gidroferritning to‘rt kalsiy ferritli gidratga quyidagi reaksiya bo‘yicha aylantiradi. 
CaO∙Fe
2
O
3
∙H
2
O+3Ca(OH)
2
+10H
2
O=4CaOFe
2
O
3
∙13H
2
O 
Selit va ferritli sementlar tarkibida ikki kalsili ferrit bor. U gidratatsiyalanganda 
ikki kalsiy gidroferrit 2CaO∙Fe
2
O
3
∙H
2
O ni beradi. Bu birikma Ca(OH)
2
eritmalarida 
3CaO∙Fe
2
O
3
∙6H
2
O ga ayrim ma’lumotlarga binoan esa 4CaOFe
2
O
3
∙13H
2
O ga o‘tadi. 

241 
Shuni ham ta’kidlab o‘tish kerakki, C
4
AF suv bilan reaksiyaga kirishganda 
xossalari va tarkibi jihatdan gidratatsiyalanayotganda hosil bo‘ladigan C
3
A ga 
o‘xshash olti molekula suvli kalsiy gidroalyuminat hosil bo‘ladi. 
Kalsiy gidroferrit asosining bu kabi, bir kalsiy ferritdan uch va to‘rt ferritgacha 
ortishi, ya’ni CaO ning ko‘payishi kalsiy gidroalyuminatlarga ham xosdir. Mineral
asosi ortganda esa uning suv-nam sharoitlardagi barqarorligi ancha pasayishi 
mumkin. Shuning uchun muayyan sharoitlarda ishlatiladigan beton konstruksiyalarga 
mo‘ljallangan sementlar tanlanganda minerallar tarkibining ana shunday o‘zgarishini 
hisobga olish zarur. 
Klinker minerallarining suv bilan o‘zaro ta’sir etish jarayoni hamma vaqt bir 
xil tezlikda o‘taveradi. C
3
A suv bilan ancha tez ta’sir etishadi, C
4
AF esa bir muncha 
sekinroq, C
3
S undan xam sekin, C
2
S juda sust ta’sir etishadi. 
Uch va to‘rt kalsili gidroalyuminat va gidroferritlarning bir xil tarkiblisi bir 
vaqtning o‘zida hosil bo‘la boshlasa, umumiy formulasi 3CaO∙(Al
2
O
3
∙Fe
2
O
3
)∙6H
2
O 
va 4CaO∙(Al
2
O
3
∙Fe
2
O
3
)∙13H
2
O bo‘lgan qattiq eritmalar hosil bo‘ladi. 
Gidroferritlar gidroalyuminatlar singari gips va kalsiy xlor bilan kompleks 
birikmalar [3CaO∙Fe
2
O
3
∙3CaSO
4
∙(30-32)H
2
O va 3CaO∙Fe
2
O
3
∙CaSO
4
∙12H
2
O] hosil 
qiladi. Tuyilgan qum bilan 175…200
0
C temperaturada gidrogranatlarni
[3CaO∙(Al
2
O
3
∙Fe
2
O
3
)∙xSiO
2
∙(6-2x)∙H
2
O] 
va shuningdek CSH(B) tipdagi gidrosilikatlarni hosil qiladi. C
2
F xam avtoklavda 
issiq nam ishlovga uchratilsa, huddi shunday jarayon namoyon bo‘ladi. 
Sementning shisha fazasi suv bilan biriksa C
3
AH
6
va CFH
6
ning qattiq 
eritmalari va avtoklav sharoitida gidrogranatlar hosil bo‘ladi. Sementlar tarkibidagi 
erkin CaO va MgO suv bilan reaksiyaga sust kirishib gidratlanadi, ularni har birining 
miqdori 1% dan ortiq bo‘lsa, hajmi notekis o‘zgaradi. Bu esa qotib qolgan 
sementtosh ichida kuchli kuchlanishlar paydo bo‘lishiga sababchi bo‘ladi. 
Sement tarkibidagi alyuminat, alyumoferrit va shisha fazasidagi Na
2
O+K
2
O 
suv bilan reaksiyaga kirishganda unda erib NaOH va KON hosil bo‘ladi. CaSO
4

242 
ishtirokida ishqorlar u bilan reaksiyaga kirishib Na
2
SO
4
va K
2
SO
4
ni beradi. Natriy va 
kaliy ishqorlari suvda Ca(OH)
2
ning konsentratsiyasini pasaytirib, belvosita vujudga 
keladigan kalsiy gidrosilikatlarning tarkibiga ta’sir ko‘rsatadi. Odatda sement 
xamirining suvli eritmasida ishqorlarning umumiy miqdori 1% dan ortmaydi. 
Ikki molekula suvli gips portlandsementga sementning tishlashish muddatlarini 
uzaytirish maqsadida klinkerni tuyayotganda qo‘shiladi. Tuyish paytida tegirmonda 
materialning temperaturasi anchagacha ko‘tariladi, natijada ikki molekula suvli gips, 
yarim molekula suvli gips va eruvchan angidridga aylanadi. Bular suv ishtirokida 
tezlik bilan ikki molekula suvli gipsga aylanadi. Sement tarkibidagi gips bilan birga 
suvda qorilganda u klinker tarkibidagi alyuminat va alyumoferritlar bilan murakkab 
reaksiyalarga kirishib, yuqorida aytib o‘tilgan kompleks birikmalarni hosil qiladi. 
Portlandsementning suv bilan reaksiyaga kirishining, sement tarkibiga kiruvchi 
ayrim minerallarning va fazalarning gidratatsiyasi va gidrolizidan boshlanadi. 
Birinchi navbatda suv bilan C
3
A reaksiyaga kirishib, umumiy tarkibli 
gidroalyuminatlar aralashmasini (C
3
AH
10-12
) va so‘ngra, C
4
AF ning gidratini hosil 
qiladi. C
3
S bir muncha sust gidratlanadi va gidrolizlanadi. U suvni Ca(OH)
2
ga 
to‘yintirib boradi. Belit esa suv bilan o‘ta sust reaksiyaga kirishadi. Ayni bir vaqtda 
murakkab ikkilamchi reaksiyalar ham ketadi. Ulardan ayrimlari uch sulfatli 
formadagi 
gidrosulfoalyuminat 
va 
gidrosulfoferritlarni 
hosil 
qiladi. 
Bu 
birikmalarning qattiq eritma holda hosil bo‘lishi suyuq muhitda Ca(OH)
2
va CaSO
4
ning konsentratsiyasi yuqoriligini ko‘rsatadi. Umumiy tarkibli gidrosulfoalyuminatlar 
C
3
(AF)∙3CaSO
4
(30-32)∙H
2
O yomon eruvchanligi tufayli o‘ta mayda dispers 
zarrachali qattiq faza hosil qiladi. Bu zarrachalarni ba’zan mikroskop orqali ham 
ko‘rib bo‘lmaydi. Keyinchalik sistemada kalsiy sulfatning miqdori kamayib borishi 
tufayli, uch sulfatli faza asta-sekin bir sulfatli fazaga ayni shu vaqtning o‘zida tarkibi 
C
3
(AF)∙CaSO
4
∙12H
2
O va C
4
(AF)∙13H
2
O dan tashkil topgan murakkab qattiq eritmali 
birikmalarni hosil qiladi. Havodagi CO
2
ning ishtirokida qisman C
3
A

Download 6,08 Mb.