0. Сурет – Үшкомпонетті жүйе күйі диаграммасы

Есеп №20

20т пластификацияланған портландцемент алу үшін қанша пластификациялаушы гидрофильді қоспа қосуға болады. ССБ пластификациялаушы қоспасы 50% құрғақ заттан және 50% судан тұрады.

ССБ қоспасының мөлшері құрғақ затпен есептегенде, цемент массасының 0,2% құрайтындығы анықталған.

Есеп №21

10т гидрофобты портландцемент алу үшін 3 сорттағы мылонафт (гидрофобты қоспа), гипс, трепел және клинкердің қанша мөлшерін алу қажет.

Майдалау кезінде диірменге клинкер массасымен салыстырғанда 0,15% мылонафт, 5% екісулы гипс, 10% трепел қосу қажет екендігі анықталған.

Есеп №22

Құрамында 85% МgО бар магнезитті қатайту үшін қажетті магний хлоридінің мөлшері мен оның нағыз тығыздығын анықтаңдар. Магнезит негізіндегі қамырды алу үшін массасы бойынша 52% су қажет болады. Еркін магнезит кальций хлоридімен 3МgО * МgСl₂ *6Н₂О түзу арқылы толық әрекеттеседі деп есептеледі.

Магний хлоридінің орташа тығыздығы 1,60 г/см³.

Есеп №23

Белсенділігі бірдей тұтқыр зат алу үшін 1кг каустикалық магнезиттің орнына қанша каустикалық доломит алу қажет. Каустикалық доломиттің құрамында массасы бойынша 8% қоспалар болады.

Есеп №24

Натрий сұйық шынысының модулін және оның химиялық құрамы бойынша түрін (содалық, содалы-сульфитті, сульфитті) анықтаңдар. Бұл шыныны құрылыс материалдарына қышқылға төзімділік қасиет беру үшін қолдануға бола ма? Сұйық щынының химимялық құрамы: SiО₂ – 30,89%, Nа₂О – 11,96%, СаО – 0,35%, Ғе₂О₃ – 1,22%, Н₂О – 59%. Сұйық шыныының нағыз тығыздығы – 1,45 г/см³.

Модуль деп кремнеземнің г/моль санының натрий оксидінің г/моль санына қатнасын айтады.

Модуль 2,56 – 3 аралығында болуы тиіс және төмендегі формуламен анықталады:

М = SiО₂ * 1,032 / Nа₂О

Мұндағы 1,032 натрий оксиді молекулалық массасының кремнеземнің молекулалық массасына қатнасы.

Сұйық шынының химиялық құрамы, модулі және нағыз тығыздығына қойылатын талаптар қосымшада көрсетілген.

Есеп №25

10кг сұйық шыныны байланыстыру үшін қанша натрийдің кремнийфториді қажет болады. Сұйық шыныдағы мөлшері: Nа₂О – 12%, SiО₂ – 30,8%. Натрий шынысына қажетті Nа₂ SiҒ₆ мөлшерін (сұйық шыныға % алғанда) мына формуламен есептеуге болады:

х = 94,03 * b / 62 + 60,06

мұндағы b = Nа₂О + SiО₂ натрий оксиді мен кремнеземнің сұйық шыныдағы мөлшері %.

Практикалық сабақ 9 Тұтқыр заттың гидратациялану реакциясының механизмін зерттеу.

Практикалық сабақтың мақсаты: Портландцементті клинкердің минералдық құрамы, олардың тұтқыр зат қасиеттеріне әсері. Клинкерлік минералдардың диссоциациялануының механизмі мен цементтің суда еруіне әсер ететін негізгі факторлармен танысу.

Цементті клинкер, шикізаттық қоспаны күйдіру нәтижесінде, бірнеше табиғи минералдар жүйесі түрінде түзіледі. Белгілі бір табиғи минералдардан тұратын гранитпен салыстыру полиминералдық жүйе ретінде клинкер туралы жалпы түсінік бере алады. Бірақ гранитке қарағанда клинкердің жекелеген бөліктерін қарапайым көзбен ажырату мүмкін емес, өйткені клинкер өте майда түйіршікті кристалдық, сондай-ақ аморфтық фазалардан тұрады.

1-кестеде портландцементті клинкердің жуықтатылған минералогиялық құрамы көрсетілген.

1 кесте- Портландцементті клинкердің жуықтатылған минералогиялық құрамы

Минералдың аты	Формуласы	Қысқаша белгілері	Клинкердегі шамалы мөлшері, %
Үшкальцийлі силикат (алит)			40-65
Екікальцийлі силикат (белит)			15-40
Үшкальцийлі алюминат			5-15
Төрткальцийлі алюмоферрит			10-20

Алит, белит деген атаулар ежелгі гректің «литос» тас деген сөзінен және латын алфавитінің бастапқы әріптерінен шыққан.

Айта кету керек, алиттің құрамы таблицада келтірілген формулаға қарағанда анағұрлым күрделі, бірақ жеңілдету үшін алит пен үшкальцийлі силикат арасындағы бұл айырмашылық ескерілмейді.

Кестеде көрсетілген материалдар портландцементті клинкердің маңызды минералдары болып табылады. Олардың сандық мөлшері цементтің қасиетіне елеулі түрде әсер етеді. Алайда, клинкердің құрамында бұдан басқа аздаған көлемдегі алюминаттар мен кальций алюмоферриттері, соның ішінде болады. Клинкердің кристалдық фазасымен қатар кристалданбаған шыны түріндегі (1-3%) аморфты заттары да болады.

Клинкерде шағын мөлшерде (5%-тен аспайды) магний тотығы да болады. Бұл қажетсіз, бірақ қашанда құтылуға болмайтын қоспа, өйткені шикізаттық қоспа жасау кезінде қолданылатын әк шөгіндісінің құрамында кальций карбонатымен бірге аз мөлшерде көмірқышқылды магний де бар. Бұған дейін айтылғандай клинкерде бос күйіндегі кальций тотығы болмауы тиіс, бірақ кейде ол кездесіп қалады, бұл клинкердің толық күйдірілмегенін көрсетеді.

Клинкерде сондай-ақ, сілті металдар тотықтары және түзілген біраз қоспалар (1-2%-ке дейін) да болуы мүмкін. Бұл тотықтар клинкерге шикізаттық материалдар мен қатты отын күлінен өтеді.

Клинкерлік минералдардың қасиеті. Жекелеген клинкерлік минерал-дардың төменде баяндалған қасиеттерін біле отырып және олардың клин-кердегі мөлшерін анықтап, белгілі дәрежедегі жабдықпен осы клинкерден алынатын цементтің негізгі ерекшеліктерін сипаттауға болады.

Үшкальцийлі силикат ( ) сумен реакцияға түскенде химиялық жағынан өте белсенді. Мұны гидратациялану кезіндегі, әсіресе алғашқы үш тәулікте жылу бөліну мөлшері дәлелдейді (2-кесте). Үшкальцийлі силикат тез қатуға және беріктігін арттыруға қабілетті, сондықтан клинкерде -тің мол болуы қатудың жылдам жүруіне және цементтің беріктік көрсеткіштерінің артуына әсер етеді.

2 кесте

Минералдардың аттары	Бөлінген жылудың шамасы
	Толығымен гидратацияланғанда, Дж/г/ккал/г	Үш тәулік ішінде, % толық жылу бөлінуінен
Үшкальцийлі силикат	120 (500)	75-80
Екікальцийлі силикат	60 (250)	10 шамасында
Үшкальцийлі алюминат	200 (840)	10-нан аз емес
Төрткальцийлі алюмоферрит	100 (420)	20 шамасында

Үшкальцийлі силикатқа қарағанда қоскальцийлі силикаттың белсенділігі (С₂S) анағұрлым баяу, гидратациялану кезіндегі жылу эффектісінің төмендігі соған дәлел. Алғашқы аптада қатқан (С₂S) минералы басқаларымен салыстырғанда төмен беріктікке ие, дегенмен бірнеше жыл өткеннен соң, қатуға қолайлы жағдай жасалғанда (яғни ылғал мен жылу болса) беріктігі тоқтаусыз өседі.

Сөйтіп, алитті деп аталатын цементтер (құрамында мол) сумен реакцияға түскенде белитті цементтерге қарағанда (салыстырмалы түрде алғанда құрамында мол) анағұрлым белсенді.

Үшкальцийлі алюминат ( ) барынша тез гидратталатын клинкерлік минерал болып табылады. Оның жалпы шығаратын жылуы -тен екі еседей артық, ол үш тәулік ішінде гидратталу жылуының 80%-тін бөліп шығарады. жылдам қатады, цементті суға батырғаннан кейінгі алғашқы сағаттарда тіпті жылдам қатады. Егер цементтің құрамында ұстасуды баяулататын гипс болмаса, ерте қатып қалатындықтан қолданғанда бетон араласпасын жақсылап араластырып, қалыпқа құюға үлгермейтіндей цемент алынар еді. Катқан -дың беріктігі төмен.

Төрткальцийлі алюмоферрит ( ) сумен реакциясының жылу көлемі және қату жылдамдығы бойынша үш және қоскальцийлі силикаттардың ортасынан орын алады. Беріктігі гидратталу өнімінен төмен, ал -нен жоғары.

Клинкерлік минералдардың келтірілген қысқаша сипаттамалары, олардың клинкердегі сандық мөлшері, цементтің қасиетіне елеулі түрде әсер ететіндігін көрсетеді.

Клинкерлік минералдардың сумен әрекеттесуі. Судың үшкальцийлі силикатқа әсері кезінде оның гидролизінің өнімі гидратталады. Содан соң лайлы гидратты күрделі қосындыларында кешеннің қайта топтасуы жүреді де, осының нәтижесінде лайдан қиындықпен төртсулы қоскальцийлі силикат бөлінеді.

Бұл келтірілген реакция тендеуінен кальцийдің тетрагидросиликатымен бірге, бос күйіндегі кальций гидрототығы да түзілетінін көреміз.

Қоскальцийлі силикаттың құрамындағы кальций тотығы үшкальцийлі силикаттағыдан аз болады, яғни оған қарағанда негізділігі төмен, сондықтан қоскальцийлі силикаттың гидролизі іс жүзінде үшкальцийлі силикаттың гидролизіне қарағанда көп мөлшерде гидраттаудың сыртқы жағдайларына, мәселен, кальций гидрототығының лайдағы концентрациясына тәуелді. Бетондар мен құрылыс лайларын дайындаудың қалыпты температуралық жағдайында, қоскальцийлі силикат іс жүзінде гидролиз өнімін түзбейді, бар болғаны гидратталады:

Үшкальцийлі алюминатқа келсек, оның гидратталуының келесі реакциялық теңдеуі жалпы қабылданған:

Үшкальцийлі алюминаттың суға қарағанда үлкен реакциялық қабілеттілігі нәтижесінде, гипс қоспасынсыз цементтің өте жылдам қататындығын айтқан болатынбыз; түзілетін алтысулы үшкальцийлі алюминат цемент қамырына шамадан тыс ерте құрылым түзілісін туғызады. Бұл бетон лайын араластыру, орналастыру және тығыздау операцияларын қиындатады, кейде оған мүмкіндік бермейді.

Реакция гипсті енгізу арқылы баяулатылады:

Тапсырма: Лабораториялық жағдайда түрлі тұтқыр заттардың гидратациялану процесіне орта факторларының әсерін зерттеп, тиісті қорытынды жасаңдар. Ол үшін МемСТ 10178 талаптарына сәйкес цемент құм араласпасын дайындап, үлгілердің қатаю мен ұстасу жылдамдығына орта температурасының, материалдардың дисперсиялық дәрежесінің әсерін зерттеңдер және қорытынды жасаңдар.

Практикалық сабақтың қорытындысы бойынша есеп жазу үлгісі:

1. Кіріспе. Кіріспеде қоспаларды қолданудың өзектілігі, зерттеудің негізгі мақсаты мен міндеттері жазылады.

2. Қолданылған шикізаттық материалдардың негізгі сипаттамалары (М: бетон алу үшін Шымкент цемент зауытының М400 маркалы портландцементі, зертханада анықталған белсенділігі М300, нағыз тығыздығы 3,1г/см³, Бадам кенорнының құмы (ылғалдылығы, орташа және нағыз тығыздығы) мен шағалы (орташа және нағыз тығыздығы) қолданылды).

3. Қоспалы бетонның таңдалған құрамы (қоспасыз және қоспалы бетонның құрамын таңдау бойынша есептер жүйелі келтіріліп, құрамы алынатын бетон араласпасының көлеміне сәйкес нақты көрсетіледі).

4. Бақылау және қоспалы үлгілердің зертханада анықталған негізгі сипаттамаларының нәтижелері (нәтижелер кесте және графиктер түрінде көрсетіліп, қоспаның көрсететін эффектісі жайлы қорытынды келтірілуі қажет).

5. Қорытынды (қоспаны қолданудың техника-экономикалық тиімділігі жайлы қорытынды жасалуы қажет).