Бейорганикалық байланыстырғыш заттар

Кіріспе

Бейорганикалық байланыстырғыш заттар деп сумен араластырғанда жақсы иеленетін және бірте-бірте қатайып, тасқа айналатын минералдардан құралған, тау жыныстарынан күйдіру арқылы алатын ұнтақтарды атайды. Сондықтан олар бейорганикалық немесе байланыстырғыш заттар деп аталады.
Минералды байланыстырғыш заттар алдымен екі ірі топқа ауалық гидравликалық болып бөлінеді. Ауалық байланыстырғыш заттарды сумен араластырғанда алынатын қамыр тек ауада ғана қатаяды және қатаюдың салдарынан пайда болған беріктігін сақтайды. Бұл топқа гипс, әк магнизиялды заттар және сұйық шыны жатады.
Гидравликалық байланыстырғыштардан су қосып алынатын қамыр алдымен ауада аз уақыт қатайғаннан кейін барып су астында және басқа ылғалды жерде одан әрі беріктелініп қатая түседі. Бұл топқа портландцемент және оның түрлері. Глинозем цементі және оның негізінде алынатын цементтер гидравликалық әк жатады.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 18 бет
Таңдаулыға:

БЕЙОРГАНИКАЛЫҚ БАЙЛАНЫСТЫРҒЫШ ЗАТТАР

1 Негізгі түсініктер
Бейорганикалық байланыстырғыш заттар деп сумен араластырғанда жақсы
иеленетін және бірте-бірте қатайып, тасқа айналатын минералдардан
құралған, тау жыныстарынан күйдіру арқылы алатын ұнтақтарды атайды.
Сондықтан олар бейорганикалық немесе байланыстырғыш заттар деп аталады.
Минералды байланыстырғыш заттар алдымен екі ірі топқа ауалық
гидравликалық болып бөлінеді. Ауалық байланыстырғыш заттарды сумен
араластырғанда алынатын қамыр тек ауада ғана қатаяды және қатаюдың
салдарынан пайда болған беріктігін сақтайды. Бұл топқа гипс, әк
магнизиялды заттар және сұйық шыны жатады.
Гидравликалық байланыстырғыштардан су қосып алынатын қамыр алдымен
ауада аз уақыт қатайғаннан кейін барып су астында және басқа ылғалды жерде
одан әрі беріктелініп қатая түседі. Бұл топқа портландцемент және оның
түрлері. Глинозем цементі және оның негізінде алынатын цементтер
гидравликалық әк жатады.

2 Гипсты байланыстырғыш заттар
Гипс байланыстырғыш заттар төмен және жоғары температурада
күйдіріліп алынады. Төмен температурада гипстер екі сулы гипсті
130...1600С қыздыру арқылы немесе оны 123-130 градуста қысымы 1,3...1,5
атмосфера су буымен өңдей арқылы алынады. Бұл темпетурада 2 сулы
гипс 1,5 молекула суынан айырылып, жарты сулы гипске өтеді. Осы
гипс көрсетілген технологияларға сәйкес β – модификациялы жарты сулы гипс
және α – модификациялы жарты сулы гипс түрлерінде өндіріледі: олар
сәйкесінше құрылыс гипсі және беріктігі жоғары гипс деп аталынады.
Жоғары температурада гипсті байланыстырғыш зат екі сулы гипсті
көбінесе 900 градусқа дейін күйдіру немесе оны 2000С-та ұзақ уақыт
қыздыру арқылы алынады. Бұл жағдайларда екі сулы гипс сусыз түріне
– ангидритке ауысады.
Гипс байланыстырғыш заттарын өндіру үшін шикізат ретінде табиғи
гипс тасы, табиғи ангидрит, сол сияқты негізінен кальций сульфаттарынан
тұратын химия, металлургия, т.б. өнеркәсіптер қалдықтары пайдаланылады.
Құрылыс гипсі қазандарда, айналып тұратын барабандар немесе басқа
арнаулы құрылғыларда қыздыру арқылы алынады. Алдымен гипс тасы
өлшемі 3-4 см түйіршіктерге ұсатылады. Содан кейін шахталы немесе
аэробильді тиірменде бір уақытта келтіріледі, майдаланылады. Осылай
майдаланып кептірілген гипс тасы механикалық араластырғышпен жабдықталған
қазанға түседі. Гипсті қазанда қайнау уақыты 3-4 сағатқа созылады.
Гипсті барабандарда өндіру әдісі бойынша өлшемі 2 см ұсақ тасты
айнымалы барабанда күйдіреді. Бұл үшін пеш ошағынан барабанның бір
шетіне температурасы 600-7000С газ жіберіледі. Барабанның екінші
шетіне орнатылған тартқыш винтилятор күшімен газ, барабан ішіндегі
газ ағымына қарсы жылжып келе жатқан материалдарды жол жөнекей
қыздырғаннан соң, сыртқа шығарылады. Осылай күйдірілген гипс шарлы
тиірмендерде немесе кәдімгі үн тарататын тас тиірмендерде майдаланылады.
Құрылыс гипсі 3-ші әдіс бойынша шикізатты майдалау және оны
күйдіру процестерін бір кезде бір агрегатта жүргізу арқылы
өндіріледі.
Гипсті әр түрлі қондырғыларды қыздырғанда екі сулы гипстің бәрі бірдей
жарты сулы гипске ауыспайды. Оның біразы сол екі сулы күйінде қалып, ал
біразы сусыз ангидрит күйіне көшеді. Бұл екі өнім де құрылыс гипсінің
сапасына зиянды. Сондықтан гипс қыздыру құрылысынан шыққан күйде арнаулы
силосқа жіберіліп, онда біраз уақыт ұсталынады. Бұл жағдайда сусызданып
үлгірмеген екі сулы гипс жарты сулы күйіне көшеді де, ал сусыз ангидрит су
буын бойына тартып, жарты сулы гипске айналады. Осының нәтижесінен алынған
құрылыс гипсінің сапасы әжептәуір жақсарады.
Айта көтерілік бір жағдай, құрылыс гипсі қазанда қайнату жолымен
аклынғанда, қазанның және оған салынған ұнталған гипс тасының биіктігі
артқан сайын. қайнау процессі қатты жүреді және алынған өнімнің сапасы
жақсарады. Мұның себебі қазандағы гипстің төменгі қабаттарында орналасқан
бөлшектері өздерінің 1,5 молекула суын температурасы 123 градусқа жеткен
кезде ғана сұйық күйінде бөліп шығаруында, ал алынатын 0,5 сулы гипстін
кристалдарынын мүскіні а - формасына жақындауында. Гипстін төменгі
қабаттарынан бөлінген су буы жоғары қарай шыққан кезде, қазандағы гипс
ұнтағы кәдімгі су тәрізді бұрқылдап қайнайды. Қазандағы гипстің жоғарғы
қабатындағы бөлшектері өздерінің кристалдық суынан 70-80 градуста-ақ айрыла
бастайды. Сол себепті бұл 0,5 сулы гипстін кристалдары майдалау, ал
құрылысы кеуекті болып келеді. Мұндай кристалдар су сіңіргіш келеді де
сапасы төменірек құрылыс гипсінің құрамында көбірек кездеседі.
Тағы біp жағдай: ретінде қолданылатын табиғи гипс тасынын тығыздығы
артқан сайын, одан алынатын құрылыс гипсінін сапасы арта түседі. Мұның
себебі де сол бір жарым молекула кристалдық судын тығыздау кристалдардан
шегіне жатқан температурада ғана 123 градуста бөлініп шығатындығында.
Шикізатта екі сулы кальций көп болған сайын, одан алынатын өнімнің
сапасы жоғары болады. Құрылыс гипсін өндіруге қолданылатын табиғи гипс тасы
үш сортқа бөлінеді. Бірінші сорта таста екі суда кальций сульфаты 951 -тен
кем болмауы керек, 2-ші сортта – 75, ал 3-ші сортта 65-кем болмауы тиіс.

3. Құрылыс гипсінің ұнтақтық дәрежесі, ұстасу және қатар мерзімдері.

Құрылыс гипсінің ұнтақтылығы үш дәрежемен сипатталынады:оны елегенде
тесіктерінің өлшемі 0,2 мм елеуіште қалатын қалдақ 30% - тен көп болмаса,
ол 1-ші дәрежелі немесе ірі ұнтақты, егерде көрсетілген елеуште қалатын
қалдақ 15%-тен аспаса, ол ІІ-ші дәрежелі немесе орташа ұнтақты; ал 2%-тен
кем болса, ол ІІІ-ші дәрежелі немесе уақ ұнтақты деп аталынада.
Құрылыс гипсі тез ұстасып тез қатаятын материал. Ұстасу мерзімі
бойынша бұл гипс мына түрлерге бөлінеді тез қатаятын гипстер (А): олардың
ұстасу процесінің басталуы 2 минуттан ерте, ал аяқталуы 15 минуттан кем
болмауы қажет. Орташа қатаятын гипстер (Б); олардың ұстасу процесінің
басталуы 6 мин ерте емес болуы, ал аяқталуы 30 мин кем болмауы тиіс; баяу
қатаятындар (В) - ұстасуынын басталун 30 мин ерте болмауы керек (соны
нормаланбайды).
Кейде гипстін ұстасу жылдамдағын азайту үшін оған каратинды және әкті-
желімді баяулатқыштар, сол сияқты сульфиттік-спирт, сульфиттік-ашытқы
бардалары т.б. беттік әсерлігі бар заттар қосылада. Гипстің ұстасуын
баяулататын заттардың бәрі оның су 11-770 тұтынғыштығын азайтады, ал
бөріктігін арттырады.
Құрылыс гипсінің қатаюы үшін оған керекті мөлшерде су қосылады; бұл
судын мөлшері әдетте гипс салмағынын 30...70% - 1 аралығында. Гипстен
даяындалатын: қамырдың нормалы қоюлығы қамырда стандартты диаметрі 30мм
қуыс цилиндрде сынау арқылы анықталынады. Егер цилиндрге толтырылған қамыр
цилиндрді тігінен көтергенде диаметрі 180+5 мм-ге тең болып жайылса,
қамырдың қоюлығын нормалы дейді, яғни қамырдың қоюлығы гипс стандартынын
шартын қанағаттандырада. Егер қамыр диаметрі 180±5 мм-ден аз немесе көп
болып жайылса, онда гипс ұнтағына қосылатын судың мөлшері сәйкесінше
арртырылады я кемітіледі. Су шығыны азайған сайын гипс ұнтағынан алынатын
жасанды тастың беріктігі арта түседі.
Құрылыс гипсі өте тез қатаяда: оның маркалық беріктігі екі сағаттан
кейін-ақ анықталынада. Қатаю процесі кезінде гипстін жарта сулы түрінің
еріген молекулалары сумен химиялық реакцияға түсіп екі сулы гипс түзейді:

Жарты сулы гипстің (ерігіштігі 8 гл) қаныққан ертіндісі, екі суды
гипспен (ерігіштігі 2 гл) салыстырғанда, асыра қаныққан ерітінді
болғандықтан, екі сулы гипс ерітіндіден, тұнбаға дәлірек айтқанда, қатты
кристалдарға айналады; кристалдар өседі, өзара жалғасада, қатаяды.
Жоғарыдағы реакция бойынша жарты сулы гипстің екі сулы гипске ауысуы үшін
18,6% қана су қажет. Бірақ құрылыс гипсі ұнтағынан бұйымдар өндіру үшін
оған бұл мөлшерден әлде қайда көп (50... 70%, - ке дейін) су қосу керек.
Реакцияға қажетсіз артық су қатаю процесі кезінде ауаға ұшып, бұйымдарда
кеуектілендіреді, олардан беріктігін төмендетеді.
Жарты сулы гипстін β - модификациясының басқа бір түрі-қалыптық гипс.
Оның сапасы жоғары сапалы құрылыс гипстікіндей: ұнтақтық дәрежесі жоғары –
ІІІ-ші. яғни уақ ұнтақты (n 02 елеуіште қалатын қалдақ мөлшері 2%-тен
артпайтын) болып өндіріледі. Бұл гипс қалыптар жасау үшін керамика және
фарфор - фаянс бұйымдарын өндіруде қолданылады.
Берік жоғары гипс көбінесе табиғи екі сулы гипс тасын автоклавта
қысымы 1,3 атмосфераға тең қаныққан су буында 8... 10 сағат ұстап 140...
160°С-та кептіріп, онан соң майдалау арқылы өндіріледі. Бұл гипс негізінде
жарты сулы гипстің а – модификациясынан - іpі және тығыз кристалдан тұрады.
Сол себепті онын су тұтынғыштығы аз - 30...45%, ал беріктігі жоғары - бір
шаршы сантиметрге келетін сығу күшінің шегі 15... 25 МПа болада. Гшстердің
беріктігінін олардың су тұтынғыштығына (нормалы қоюлығына) байланыстылығы 1-
суретте көрсетілген.

1-сурет. Гипстердің беріктілігінің олардың су тұтынғыштығына (нормаль
қоюлығына) байланыстылығы.

Ангидритті гипс алу үшін табиғи екі сулы гипс тасы жоғарғы
температурада 600...9000С-та күйдіріледі, одан соң майдаланылада. Бұл
температура гипс аздап ыдырайда да, 3...5% әк пайда болада. Осы азғана әк
ангидритті гипс қамырларының қатаю процесінің катализаторы ролін атқарады.
Ангидритті гипс баяу ұстасып қатаяда, бірақ оның суға төзімділігі мен
беріктігі жоғары (сығуға бepіктік шегі 10...20 МПа). Сондықтан ол жіксіз,
еден құру сылақ және қалау жұмыстарына қажет құрылыс ерітінділерін
дайындау, сонмен қатар жасанды мәрмәр өндіру үшін қолданылада.
Ангидритті гипс алу үшін табиғи екі сулы гипс тасы жоғарғы
температурада – 600...900°С-та күйдіріледі, онан соң майдаланылада. Бұл
температура гипс аздап ыдырайда да. 3...5% әк пайда болада. Осы азғана әк
ангидритті гипс қамырларының қатаю процесінің катализаторы ролін атқарада.
Ангидритті гипс баяу ұстасып қатаяда. бірақ онын суға төзімділігі мен
беріктігі жоғары (сығуға беріктік шегі 10...20 МПа). Сондықтан ол жіксіз
еден құру, сылақ және қалау жұмнстарына қажет құрылыс ерітінділерін
дайындау, сонымен қатар жасанды мәрмәр-өндіру үшін қолданылады.
Гипстердің беріктігі, маркалар, қолданылу. Гипстердің беріктік
көрсеткіштерін олардың қоюлығы нормалы қамырынан жасалынған өлшемі 4 х 4 х
16 см стандартты үлгілерін 2 сағат өткеннен кейін сынап анықтайды. Июге
және сығуға кедергі жасайтын күштердің (R ию, R сығу) керсеткіштеріне
сәйкес гипсті бйланыстырғыштар Г-2... Г-25 аралығында болып 12 маркаға
бөлінді; Г әрпінен кейінгі цифр гипстін үлгілерінін сығу күшіне кедергі
жасайтын шегін МПа өлшемінде көрсетеді. Гипстердің ию күшіне кедергісі
көрсетілген маркалар үшін сәйкесінше 1,2...8 МПа кем болмауы керек.
Гипсті байланыстырғыштарды маркалау тәртібі олардың негізгі
қасиеттерінен белгілі бір мағлұматтар алуға мүмкіндік береді. Мысалы, гипс
Г-5-А-П болып белгіленсе, бұл таңба гипстің маркасы 5, тез қатайғыш,
ұнтақтылығы орташа дәрежелі екенін көрсетеді.
Маркалары Г-2...Г-7 гипсті байланыстырғыштар үйдің бөлмелері арасына
қабырға ретінде орнатылатын тақтайлар мен панельдер. Ішкі сылақ жұмыстарына
қажетті құрылыс ерітінді ретінде және гипсті-цементті-пуццоланды
байланыстырғыш (ГЦПВ) зат өндіру үшін қолданылады. Гипсті ерітінділердің
көлемі қатайғанда біраз (1% шамасында) ұлғаяды. Гипстің бұл қасиеті
шликерлік (кұю) әдіспен архитектуралық бұйымдар істеуде өте пайдалы,
өйткені гипс ерітіндісі мүсіннің формасында бар нәзік өрнектерді тегіс
қамти алады. Осылай гипстен жасалынған нұсқада (модельде) өндірілетін
архитек -туралық мүсін (бұйым) сапалы болып шығады.
Қалыптық гипс пен ангидритті гипстердің қолданылу орны жоғарыда
көрсетіледі. Маркалары жоғары басқа гипстер жұқа қабырғалы бұйындар, мысалы
вентиляциялық (ауа тазартқыш) қорап өндіруде пайдаланылады; Саратовта
арболит бұйымдары Куйбышевтің беріктігі жоғары гипсі негізінде өндіріледі.
Ауа әгі, өндіру технологиясы, түрлері, қасиеттері, қолданылу.
Ауа әгі деп карбонатты тау жыныстарын күйдіру жолымен алынатын өнімді
атайды. Ауа әгін өндіру үшін карбонаттардын құрамында балшықтардың мөлшері
6%-тең аспауы шарт. Шикізат ретінде негізінде кальций карбонаты
пайдаланыладн. Ол 900... 1200°С-та құрамынан көміртегі (ІV) оксиді (газ)
мына реакция бойынша толық шыққанша күйдіріледі: . Әктас көбінесе
шахталы (2-сурет) немесе айнымалы пештерде қатты сұйық я газ күйіндегі
отындарды колданып күйдіріледі.

2-сурет. Әк өндірілетін шахталы пеш; 1-шахта;
2-пешке әктас, қатты отын тиейтін механизм;
3-пештен газ (түтін) тартқыш; 4-пешке ауа бергіш;
5-пештен әкті шығаратын механизм.
Күйдірілген затты одан әpі өндіру әдісіне байланысты ауа әгінің
мынандай түрлері алынады, сөндірілмеген кесек және ұнталанған қайнама әктер
және сөндірілген ұлпа әк. Сөндірілмеген ауа әктері су тисе өте тез сөнеді
және көп жылу бөліп шығарада. Бұлардан алынатын әк қамырының иленгіштігі
өте жақсы болада. Бірақта әк aлy үшін қолданылатын шикізатта қоспалар
(балшық, кварц, көмір қышқылды, магний, т.б.) көбейген сайын өндірілген
өнімнің сапасы төмендей береді, әк баяу сөнеді, жылуда аз бөледі, қамыр
нашар иленеді.
Сөндірілген ұлпа әк aлy үшін күйдірілген әк тастан өндірілген әк оған
көп су қосып үздіксіз істейтін гидратор атты машинада (тиірменде)
сөндіріледі. Бұл жағдайда, әк өз көлемін 2...3,5 өсе өсіріп өте уақ кеуекті
ұнтаққа айналада. Алынған ұлпа әктік орташа тығыздығы 400...300 кгм3,
ұнтақ түйірлерінің мөлшері микронға( жуық, яғни кәдімгі цемент ұнтақтары
мөлшерінен кіші. Осының салдарынан сөндірілген әк татақтарынын беттік
ауданы өте үлкен су ұстағыш қасиеті және қамырының иленгіштігі жоғары
болада.
Әктің сапасы оның активтілігі сенуінің жылдамдылығы және әктегі
сөнбеген түйірлердін мөлшері арқылы сипатталынада. Кұрамындағы магний
оксидінің мөлшеріне байланыста әк кальцийлі (MgO ≤ 5%), магнезиялы
(MgO=20%) және жоғары магнезиялы я доломитті (MgO=20 ... 40%) болып
бөлінеді. Магний оксиді көбейген сайын әктін активтігі төмендейді. Сөну
жыдамдағына байланыста әк тез сөнетін (8 минутқа дейін), орташа сөнетін (25
мин-қа дөйін) және баяу сөнетін (25 мин-тан ұзақ уақатта) болып
сипатталынады.
Ауа, әгінен дайындалатын кұрылыс ерітінділерін беріктігі төмен. Мысалы
сөнген әктен дайындалған ерітінділердің 26 тәулік ауада қатайғаннан кейінгі
сығуға беріктігі 0,4,.. 1 МПа аралығында; ұнталған сөнбеген әктен
дайындалған ерітінділердің сығуға беріктігі 5 МПа-ға дейін (3-таблица).
Сондықтан ауа әгінің сорты әктің беріктігі арқылы емес, оның құрамының
сипаттамаларына байланысты бекітіледі (1-таблица). Бірінші сорт - әкте басы
бос (карбонатта немесе) кальций және магний оксидтері 90 проценттен 2-
сортта 80%-тен, ал 3-сортта 70%-тен кем болмауы шарт. Әктің бұл сорттарына
су қосқанда сөнбейтін, күюі жетпеген я аса күйіп кеткен түйірлердің мөлшері
сәйкесінше 7 11 және 14%-тен аспауы қажет.
1-табица.
Сөндірілмеген кесек және ұнталған ауа әгінің негізгі көрсеткіштері
Көрсеткіштері Сорты
бірінші екінші үшінші
Активті СаО мен MgO құрғақ күйіндегі 90 80 70
мөлшері, % -тен кем болмауы тиіс
Сөндірілмеген кесек әкте сөбейтін 7 11 14
түйірлердің мөлшері, %-тен артық болмауы
тиіс.

Әктің қамыры кепкенде (қатайғанда), орташа шөгу дәрежесі, үлкен
болғандықтан, жарылады (шытынайды). Осы себепті әк көбінесе құрылыс
ерітінділерінде, әктің 1 көлемі құмның 3... 3 көлемімен араластырылып
қолданылады. Әк және оның құрылыс ерітіндісі баяу қатаяды. Әк қатайғанда
мынандай реакциялар бірінен соң бірі жүреді.

Бірінші реакция бойынша қатайған әкте 32,1% қана су болуы тиіс. Бірақ та,
іс жүзінде әкті тек сөндіру үшін ғана оған су 2... 3 есе көп қосылады.
Артық су Са(ОН)2 кристалдарының арасынан баяу ұшады, кристалдар да бір-
бірінен баяу жақындап, қосылады, әк қатайды. Екінші реакция бойынша қатар
процесі кезінде Са(ОН)2, азда болса ауада бар көміртегі қышқылымен (СО2)
байланысып, кальцийдің карбонатын түзеді. Карбонизация процесі нәтижесінде
су бөлініп шығады. Сондықтан әдетте және (қазір) әктелген үй ішін ылғалдан
кептіреді. Кальций карбонаты портландит, яғни Са(ОН)2 кристалдарымен бірте
қосылып, ізбес құрылыс ерітінділерін беріктейді.
Ауа әгі құрылыстың түрлі салаларында қолданылада. Ерітінділерде
байланыстырғыш зат және су ұстағыштығы, ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.