«Байланыстырғыш заттар» пәні бойынша практикалық(семинар) сабақтарға арналған

1. 
   Құрылыс гипсінің қолдану аймағы
   
2. 
   Жер ғимараттарын жергілікке бөлу.
   
3. 
   Құрылыс гипсінің механикалық қасиеттері
   

Осыдан басқа гипстің суға түрақтылығын арттыру үшін, оған сөнбеген әкті, цементті, шлакты - үнды, күлді және т.б. құра-мында белсенді аморфты кремнеземі бар ұнтақталған заттарды қосу арқылы гипстің суға төзімділігі арттырылады.

Жарты сулы кальций сульфатының негізіндегі гипсті түтқыр заттар (Са50₄- 0,5 Н₂0) қысқандағы беріктігі жағынан 12 маркаға бөлінеді - Г2-ден Г25 дейін (2-25 МПа). Мұндай жағдайда гипсті бүйымның майысқыштығы, беріктігі 1,2 ден 8,0 МПа дейін өзгереді. Гиспті түтқыр заттың үнтақтығы өскен сайын, оның беріктігі өседі.

Қүрылыс гапсі сапасы жағынан үш сортқа белінеді.

1. 
   Құрылыс гипсіне қойылатын талаптар
   
2. 
   Гипстің химиялық қасиеттері
   

Кальцийдің сулы тотығы бар ортадағы кальций сульфатының ерігіштігі төмендейді. Егер суға түз немесе азот қышқылын, сондай-ақ кейбір түзды ерітінділерді қосатын болсақ, онда гипстің ерігіштігі артады.

СаS0₄ • 0,5 Н₂0 +1,5 Н₂0= СаS0₄ • 2 Н₂0.

Көрсеткіштері	Сорты
	1	2	3
Үстасудың басталуы, мин, ерте емес	4	4	4
Үстасудың аяқталуы, мин, кеш емес	30	30	30
Майдалығы, №02 електегі қалдық,
(массасынан) 15	20	30		•
Үстасудан 1,5 сағаттан кейінгі үлгілердің
қысқаңдағы беріктігі, МПа	27	22	17
Үстасудан 1,5 сағаттан кейінгі үлгілердің
майысқаңдағы берікігі, МПа	35	45	35

Олар өз кезегінде біртіндеп кристалданады және екі молекулалы суы бар қиын еритін гипсті түзейді. Екісулы гипстің кристалдары тығыз байланысады. Коллоидты ерітіндінің пайда болуы мен кристалдану процесі жартысулы гипстің кристалды екігидратқа толығынан айналғанға дейін жалғаса береді.

Гипсті түтқырлы бүйымдарды кептіруде олардың беріктігі артады. Ол үшін гипсті бүйымдарды температурасы 70°С дейінгі арнайы кептіру камераларында кептіреді. Қүрылыс гипсінен бөлмеаралық қалқалағыш қабырғалық плиталарды, гипскар-тоңды табақтарды, қабырғалық блоктарды, қақпалы бүйымдар-ды өндіреді. Қүрылыс гипсін сондай-ақ, ғимараттағы қабырға-лардың ішкі бөлігін сылау мен әрлеуге, безендіретін заттар да-йындауға қолданады. Гипстің отқа жоғары төзімділігін ескере отырып одан желдеткіш қондырғыларының бөлшектерін, лифт кабиналарын қаптайтын табақтарды дайындайды.

Гипсті тасымалдау мен сақтау. Гипсті түтқырлар мен бүйымдарды тасымалдау мен сақтау кездерінде оларды ылғал әсерінен сақтайтын шараларды қолданған жөн. Ашық ауада гипсті түтқырды бір айдан көп емес уақытқа сақтауға болады, әйтпе-се түтқыр 20% дейін және онан да көп беріктігін жоғалтады.

Практикалық сабақ №10

Гипстің қатаюына қоспалардың әсері
Сабақтың мақсаты: Гипске қосылатын қоспаларды білу. Өндіру технологиясымен танысу.

Сабақ жоспары:

1. 
   Гипстің қатаю мерзімі
   
2. 
   Зертханада гипсті сынау
   

Тез қатаятын гипсті түтқырларға қүрылыстық, жоғарғы берікті, қалыптайтын және медициналық гипстерді жатқызуға болады; кәдімгі қалыпты және баяу қатаятын гипсті түтқырлар — ангидридті цементті және гипсті, жоғарғы температурада күйдірілген эстрих гипсті қамтиды.

Гипсті түтқырлардың үстасу уақыттары мен қатаюы шикізат қасиеттеріне, дайыңдау шартына, сақтау уақыты мен шартына, қоспа мен судың мөлшеріне (су мен гипс қатынасы — С/Т), судың температурасына, араластыру шартына байланысты. Жартысулы гипстің ерігіштігін өсіретін заттарды жылдамдытқ-ыштар (катализаторлар), ал ерігіштігін кемітетіндерді - баяу-латқыштар деп атайды. Роландтың көзқарасы бойынша, гипстің ішінде оның ерігіштігін баяулататын немесе жылдамдататын заттың болуы гидратация процесін қарқындатады.

Бұдан басқа, гипсті түтқырдың гидратациялану жылдамдығы ерігіш заттың концентрациясы мен табиғатына байла-нысты. Мысалғы, хлорлы натрий жарты гидратты гипстің : қатаюын жылдамдатады, сонымен қатар ангидридті цементтің қасиеттеріне әсер етеді. Хлорлы кальций (СаС1₂) жарты гидратты гипстің қасиеттеріне әсер етпейді, бірақ эстрих-гипс пен ангидридтің гидратациялану процесін баяулатады.

Хлорлы магний (МgСІ2), жарты гидратты гипстің гидратациялануын жылдамдатады және керісінше эстрих гипс пен ангидридтің гидратациясын бәсеңдетеді.

Үстасу процесін баяулату үшін гипсті түтқырларға арнайы қоспалар — баяулатқыштарды қосады. Баяулатқыштар ретінде сүйек желімін, казеинді, глицеринді, желатинаны, магний мен кальций түздары ж.б. пайдаланады. Осы мақсатқа 60°С дейін қыздырлыған суды да қолдануға болады.

Үстасу уақытына жылдамдатқыштар мен баяулатқыштарды қосқанда гипс бүйымдарының соңғы беріктігіне теріс әсер етеді. Бірақ кейбір бетті белсенді заттарды (ОД-0,%) қосу, пласти-фикациялық эффект пен су-гипс қатынасының төмендеуі сал-дарынан бүйым беріктігінің өсуіне мүмкіндік тудырады. Мүндай жағдайда кристалдардың адсорбциялық өзгеруінен екігидратты гипстің қасиеттері жақсарады. Бетті белсенді қоспалардың жәрдемімен су мен гипстің шығынын үлғайтпай-ақ гипс ерітінділерінің қозғалмалығын жақсартуға болады.

Б.Г. Скрамтаев пен Г.Г.Булычев ойластырған жоғарғы берікті гипсті өндірудің екінші әдісі су буының жоғарғы қысымдағы автоклавта гипс тасын жылумен өңдеуге негізделген. Гипс та-сын ауа кірмейтін жабық қазандыққа орнықтырады. Гипс та-сын жылумен өңдеу, қысымы 1,3 атм (125°С), қаныққан су буының әсерімен іске асады және алынған 2 — жартыгидратты үнтақ жағдайына дейін майдалайды. Жоғарғы берікті гипс қамы-рының қалыпты қоюлығы 40-50%, кәдімгі қүрылыс гипісіндегідей 60-70% емес, жеті тәуліктен кейінгі беріктігі 15-40 МПа жетеді.

Қүрылыста жорғарғы берікті гипсті еденнің қүйылмалы жа-былымдарын төсеу үшін, сондай-ақ металлургия өндірісінде калыптарды дайындауда қолданады.

Ангидридті цемент — табиғи гипс тасын температура 600— 700°С күйдіріп алынған сусыз гипсті үнтақтау арқылы алын-ған өнім. Ангидридті цементтің беріктігін арттыру үшін, оған катализатор есебінде әкті, күйдірілген доломитті, домналы шлакты, қатпар тасты, натрий мен кальцийдің сульфаты мен сулы сульфаттарын қосады. Осы цементті ойлап тапқан акаде-мик П.П. Будников. Ангидридті цемент баяу қатаятын түтқыр зат: үстасудың басталуы 1-1,5 сағат, үстасудың аяқталуы 24 сағатқа дейін болады. Ангидридті цементтің суға шыдамдылы-ғы қүрылыс гипсіне қарағанда жоғары. Қысқандағы беріктігі жағынан ангидридті цемент 50, 100, 150, 200 деген маркаларға бөлінеді. Нағыз тығыздығы 2,8-2,9 г/см³, тығыздалғаннан кейінгі төгілмелі тығыздығы - 1200-1500 кг/м³.

Қысқа уақыт аралығында күйдірілетін гипстік түтқырларға қарағанда, ангидридті цементтің қатаюы кезінде оның көлемі үлғаймайды. Қатайған ангидридті цементтің беріктігі су әсер еткен жағдайда кемиді. Керісінше, егер ангидридті цементке домналы шлак қосатын болсақ, оның суға шьгдамдылығы ар-тады. Ангидридті цементтен өндірілген бүйымдар алма-кезек мүздану мен ерудің 15 циклы әсер еткен жағдайдың өзіңде бүзылмайды.

Ангидридті цементтерді түрғын үйлердің едендерін жіксіз жабу, өр түрлі мәнерлі сылақты ертінділерді өндіру, органика-лық және анорганикалық толтырғыш негізіндегі жеңіл бетон-дарды алу, ауыр бетондарды қолдану, сонымен қатар жасанды гранитті өндіру жүмыстарында қолданады. Ангидридті цементті кірпіш қалауға керекті ерітінді қүрамында, жылудоғарғыш ма-териалдар өндірісінде қолданады. Ангидридты цементтен алын-ған қүрылыс бүйымдар пайдалану кезіндегі ауа ылғалдығы 60— 70% көп емес жерлерде қолдануға тағайындалған.

Әрлегіш гипс (цемент) — қүрамында ыластағыш қоспалары жоқ табиғи гипс тасы температурасы 550-700°С жағдайда күйдіріп алынған өнім. Күйдірілген гипсті үнтақтау процесінде оған көмір қышқыдды алюминийді қосады.

Әрлегіш гипстің түсі ақ, шығылыстыру коэффициенті 90% аса-ды (9.3.3-сурет). Үстасу уақытының басталуы 1 сағат, аяқталуы 12 сағатқа дейін. Ақ гипстің 100-400 маркалары шығарылады. Әрлегіш гипсты құрылыста жасанды мраморлы плиталарды, сәулеттік бұйымдар мен бөлшектерді дайындауда қолданады.

Жогаргы температурада күйдірілген гипс — табиғи гипс тасын немесе ангидридті 800-1100°Стемпературада күйдіріліп алынған түтқыр. Күйдіру кезінде гипс тасы суды толығынан жоғалтады, ал пайда болған сусыз гипстің біразы, белсенді әктің (СаО) пайда болуы арқылы ұщырайды 2СаS0₄ = 2СаО +1 + 2S0₂ + 0₂.

Жоғарғы температурада күйдірілген гипстің 100, 150 және 200 маркалары шығарылады. Оның нағыз тығыздығы 2,8-2,9 г/см³, төгілмелі тығыздығы 900—1100 кг/м³. Жоғарғы температурада күйдірілген гипсті баяу үстасатын тұтқырлар тобына жатқызады. Гипстердің басқа түрлеріне қарағанда, суға төзімділігі жоғары.

Қабырғаға кірпіш төсеуде, ішкі сылақ жүмыстарында, бетон бүйымдары мен жасанды мәрмәр плиталарын дайыңдауда қолданылады.

1. 
   Тұтқыр заттардың заманғы құрылыстағы рөлі.
   
2. 
   Дайындық және негізгі процесстер.
   
3. 
   Қалып міндеті мен түрлері, пайдалану аумағы.
   
4. 
   Әр түрлі конструкциялар үшін қалыпты құрылымдау.
   

Магний тотығы кәдімгі суда ерімейді. Магнезиалды түтқырдың дұрыс қатаюын қамтамасыз ету үшін, оны қатаюдың катализаторы ретінде әсер ететін хлорлы магний қосады. Мұндай жағдайда академик А.А. Байковтың теориясына орай өте қаныққан ертінділер пайда болады, ал осы реакцияның өнімдері коллоидты жағдайға ауысады, яғни гельге айналады. Коллоидты бөлшектердің бірте-бірте кристалдануынан гипс қамырының тығыздалу процесі басталады. Ең соңында масса қатайып, берік кристалды жағдайға ауысады.

Магнезиалды түтқырлар кебу жағдайда қатайып, тез бекиді. Үстасудың басталуы — 40 мин, аяқталуы 8 сағатқа дейін бола-ды. Магнезиалды түтқырлар мен қарағай үнтағынан алынған үлгілердің (10x10x10 см) қысқаңдағы беріктігі 40-60 МПа жетеді.

Доломитті (СаСОз, М§СОз) температурасы 800°С жететін қондырғыда күйдірсек, ондағы диссоциялық процестің ар-қасында магний тотығы мен көміртекті газ түзіледі. Осындай температурада күйдіргенде доломит жүйесіндегі қүм немесе қиыршық тас күйінде кездесетін кальцийдің карбонаты (СаСОз) іс жүзінде өзгеріссіз қалып қояды. Алын-ған өнім салқындаған соң үнтақталады, содан соң дайын түтқырды қаңылтырлы сыйымдылықтарға салып дайын бүйым қоймасына жіберіледі.

Доломитті түтқырлардың белсенділігі магнезитті түтқырлардың белсенділігінен төмен.

Магнезиалды түтқырларды көбіне ксилолитті жөне фибролитті әрлегіш плиталар өндірісінде арнайы сылақты ертінділерде, сәулетті бөлшектер мен көбікті бетон өндірісінде қолданады.

1. 
   Дайындық және негізгі процесстер.
   
2. 
   Қалып міндеті мен түрлері, пайдалану аумағы.
   
3. 
   Әр түрлі конструкциялар үшін қалыпты құрылымдау.
   
4. 
   Қалып майлау құрамдары.
   

Әкті-шлакты түтқырдың қатаю процесіңде шлак қүрамын-дағы алюминаттар мен силикаттар, кальций тотығымен әрекеттесіп, кальцийдің сулы алюминаітары мен сулы силикаттарын түзеді және бұйымның беріктігін қамтамасыз етеді. Үнтақтау процесі кезінде қосылған гипс түтқырдың қатаюы кезінде, алюминатты қүрастырушылармен химиялық реакция-ға түсіп, түтқырдьщ катаюын тездететін кальцийдің сулы суль-фоалюминатын түзейді.

Әкті-шлакты түтқырлардың үстасуы мен қатаюы баяу жүреді. Үстасудың басталуы 4—5 сағаттан соң, ал аяқталуы 10-12 сағат болады. Бірақ кебу және ыстық ауа райы жағдайында қатаю процесі жылдамдайды. Аталған түтқыр негізіңде алынған және қатайып үлгерген тас түщы суда бүзылмайды, бірақ аязға төзімділігі төмен болады. Түтқырдың маркасы 150-ден 300-ге дейін. Мүндай түтқырлар қүрылыста төменгі маркалы бетон-дарды алуда қолданылады.

Әкті-пуццоланды түтқырларды, күйдірілген әкті трепелмен, диатомитпен және басқа белсенді минералды қоспалармен үнтақтау арқылы өндіреді. Олардың кебу және ылғалды жағ-дайларда қатаю кезінде кальцийдің төменгі негізгі сулы суль-фоалюминаттары пайда болады. Түтқыр беріктігінің төмеңдеу болуына орай жауаптығы аз немесе жок объектілерді салуда қолданылады.

Сүйық шыны дегеніміз кебу ауалы жағдайда қатаятын натрий немесе калий силикаттарының судағы ерітінділері. Қүрылыста силикат кесектерінің судағы ерітіңдісі — сүйық шыны қолда-нылады. Силикат кесектерін еріту үшін оларды үнтақтайды, сумен араластырып, қысым шамасы 0,4—0,8 МПа жететін авто-клавта үстайды. Осының нәтижесінде коллоидты зат - сили-катты ертінді пайда болады.

Сүйық шынының қасиеттері оның модуль және тығызды-ғына байланысты. Сүйық шыны қүрамындағы кремнеземнің азаюынан оның модулі өседі, ал ерігіштігі мен беріктігі азаяды. Сүйық шынының силикатты және басқа цементтерге қараған-да желімдеу қасиеті 3—5 есе көп.

Сүйық шыныны жоғарғы (М=3,5-3,9), орташа (М=3,0-3,5) және төменгі модулді (М=2,0-3,0) түрде өндіреді.

Сүйық шынының қатаю процесін жылдамдату үшін оны қыз-дырады және оның қүрамына 12-15% (сүйық шыны массасы-ның) кремнийфторлы натрийді (Ка^ЗіҒб) қосады.

Қышқылға төзімді және жоғарғы берікті ертінді мен бетон-дар, силикатты бояулар өндірісінде, ағашты, силикатты және басқа материалдарды желімдеуде, іргетастарды бекіту үшін,ғимараттардың жер асты бөліктерін түзды су жөне басқа агрессивті орта әсерінен қорғауда сүйық шыны кеңінен қолданылуда.

Силикат кесектерін ашық ауада фаянсты немесе қаңыл-тырлы ыдыстарда сақтауға болады. Сүйық шыныны күн сәулесінің тікелей түсуінен, ал қыс мезгілдерінде тоңазудан сақтау керек.

Қышқылга төзімді цемвнт — сүйық шыны негізінде крем-нийфторлы натриймен үнтақталған кварцты қүмды қосу ар-қылы алынатын түтқыр зат. Үнтақталған кварцты қүмды анде-зитпен немесе басқа дисперсиялы толтырғыштармен ауысты-руға болады. Кремнийфторлы натрий сүйық шыны қатырғыш есебінде қосылады.
Практикалық сабақ №13

Портландцемент
Сабақтың мақсаты: Портландцемент өндірісі, қосылатын шикізаттар, өндіру технологиясы.

Сабақ жоспары:

1.Портландцемент өндірісіне қажетті шикізаттар

2. Портландцементтің құрылыстағы орны

Портлаңдцемент дегеніміз негізінен жоғарғы негізді кальций силикаттарынан түратын (75—80%) гидравли-калық түтқыр зат. Портландцементті алу үшін алдын ала шикізатты балқуға дейін күйдіріп алған портландцементті клинкерді, гипс және басқа белсенді қоспалармен бірге немесе оларсыз бірге үнтақтайды.

Портландцементтің қасиеттерін реттеу сонымен қатар өз қүндылығын төмендету кезінде белсенді (гидравликалық) және бейтарапты минералды қоспаларды араластыруға рүқсат етіледі. Бейтарапты қоспалардың мөлшері (әктас, доломит, кварцты қүм) 10%-дан аспауы керек, ал белсенді қоспаларды (трепел, диатомит, трасса, түйіршіктелген шлак) араластырғаңда 15% болады. 10178-85ГОСТы бойынша бейтарапты қоспаларды пор-тландцеменке қосу қарастырылған. Мөлшері 20% дейін гид-равликалық қоспаларды және түйіршіктелген домналы және электротермофосфорлы шлактарды қосуға рүқсат етілген. Клинкерді үнтақтау кезінде цементтің үстасу уақыттарын үзарту үшін, оған шамамен 3% гипсті (8О3 есептегенде) қосады.

Клинкер. Портландцементтің сапалы көрсеткіштері (беріктігі, түрақтығы, қатаю жылдамдығы) ең бастысы клинкер сапасына байланысты.

Портландцементті клинкер өлшемдері 10—20 мм ден 50—60 мм дейінгі майда және ірі түйіршіктерден түрады. Ішкі жүйе қүрылыстық түрғыдан, күйдірілген клинкер қатайған балқыма-ның шыны тәріздес массасымен біріктірілген, әр түрлі күрделі дәнді кристалдардан түрады. Клинкердің сапасы химиялық, минерологиялық қүрамымен, негізгі және қышқылды тотықтар-дың қатынасымен, әктің сіңімділік дәрежесімен анықталады. Портландцементті клинкерді өндіру үшін шикізат есебінде балшық (25-30%) пен әктасты (65-70%) бірге қолданады. Клинкердің химиялық қүрамы ең басты төрт тотықтан түрады: СаО, 8Ю2, А1203 және Ғе^Оз- Клинкерлі минералдармен бай-ланыспай клинкер қүрамында бос күйде қалып қойған тотық-тар (М§0, СаО ж.т.б.) цемент қасиеттерін нашарлатады, көлем өзгерудің біркелкі еместігі мен одан дайындалған бүйымдар-дың сызаттануына себепкер болады. Портландцементте сілтілі тотықтардың мол болуы бетон бетінде тұздақтардың пайда бо-луына соқтырады. Бос сілтілі тотықтардың теріс әсерлеріне орай, олардың цементтегі мөлшеріне, әсіресе, М§0 мен СаО шектеу қойылады.

Шикізаттық қоспаны күйдіру кезінде, портландцементті клинкерде жоғарғы негізді кальцийдің силикаты, алюминатты алюмоферриті пайда болады. Цемент клинкерінің шлифын микроскоп астында зерттегенде, оның негізінен кристалл жүйелі кальций силикаттарынан түратыны байқалған. Кальцийлі силикат кристалдарының арасында шыныға үқсас зат секілді алюминатты және алюмоферритті фазалар мен аморфты крис-талдар орныққан. Портландцементтің қасиеттері клинкерлік ми-нералды қүрамымен байланысқан. Портландцементті клинкердің басты минералдарына мыналар жатады:

- үшкальцийлі силикат (алит) ЗСаО' SiO2 немесе С38 -45-60%;

- екікальцийлі силикат (белит) 2СаО • SiO2 немесе С28 -15-37%;

- үшкальцийлі алюминат ЗСаО • А1203 немесе С3А - 7-15%;

- төрткальцийлі алюмоферрит (целит) 4СаО • А1203 • Ғе203 немесе С4Ағ - 10-18%.

Бос кальций тотығын сөндіру үшін цементті клинкерді ұнтақ-тағанға дейін қоймада біраз үстайды.

Минералогиялық қүрамы жағынан портландцементті клинкерді, үшкальцийлі силикатты 55% аз емес жөне С38 пен С28 қатынасы 4-тен артық, қүрамында белит пен целитті қүрас-тырушы минералдар жоғары төрт кальцийлі алюмоферриттің мөлшері 18% көп белитті деп бөлшектенеді. Үшкальцийлі алю-минаттың мөлшеріне орай цементтер аз (С3А 5% дейін), орташа (С3А 5-9%) жөне көп алюминатты (С3А - 9% көп) деп жіктеледі.

Қазіргі кездерде шығарылатындары мыналар:

- қүрамында 20% дейін гидравликалық қоспалары бар пор-тландцемент;

- 30—70% түйіршіктелген домналы және форфорлы шлак қосылған шлакты портландцемент;

- пуццоланды қоспалары 20-45% мөлшердегі пуццолаңды портландцемент;

— тез қатаятын портландцемент;

— пластифицирленген және гидратты портландцемент;

— сульфатқа шыдамды портландцемент пен клинкердегі С38 50% көп емес, ал С3А 5% жоғары емес шлакты портландцемент;

— ақ және түсті портландцемент;

— тампонажды портландцемент;

— кернеулі цементтер.