Лекция Бейорганикалық байланыстырғыш заттар негізінде алынатын құрылыс материалдары
жүктеу/скачать 399,51 Kb.
|
| 2. Ауалық құрылыс әгі.
Ауалық құрылыс әгін кальцийлік немесе кальций-магнийлік карбонаттық тау жыныстарын (әк шөгінділерін, борды, доломиттелінген әк шөгінділерін), көмір қышқылдарын мүмкіндігінше толық шығарғанша күйдіру арқылы алады, сол кезде негізінен кальций тотығынан тұратын өнім түзіледі. Күйдіру әдетте шамамен 1050-12500С температурада жүргізіледі. Ауалық әк жыныстарында кальций карбонаты сан жағынан басым түседі. Аталмыш жыныстарда бұл құрамалармен түседі. Аталмыш жыныстарда бұл құрамалармен қатар аз-кем мөлшерде магний карбонаты , сондай-ақ карбонаттарымен тығыз табиғи қоспада болатын аздаған, әдетте 6%-тен аспайтын сазды қоспалар негізінен сулы алюмосиликаттар болды. Күйдіру кезінде жүретін аса маңызды реакция болып табылады. Сонымен бірге күйдірілген өнімнің құрамында әдетте магний карбонатының ыдырауы кезінде түзілген магний тотығының біраз мөлшері болады. Бірақ, сонымен қатар күйдірілген шикізаттың құрамында, атап көрсетілген әрдайым дерлік сазды қоспалар кездеседі. Олар күйдіру процесінде бейтарап болып қалмайды, пештің температурасы жоғары болғанда және магний тотықтарымен қатты жағдайда байланысқа түседі. Күйдіру пешінен шыққан материалдың түрі әдетте тасты кесектер сияқты болады, сондықтан да кесек әк деп аталады. Кесек әк жартылай өнім, оны көп жағдайда сумен араластыру арқылы жұмыс жағдайына келтіреді. Мұндай операция сөндіру деп аталады. Сөндіру процесі кейін қаралатын болады. Казір біз сөндіру кезінде көп көлемде жылу бөлінетіндігін, сондай-ақ судың бір бөлігі буға айналуы мүмкін болғандықтан, кесектегі әк қайнама деп те айтатындығын ескерте кеткеніміз жөн. «Көмірқышқыл» деген атпен бірге соған теңдес «көмірқышқыл газ» және «көміртегінің қостотығы» деген терминдер де қолданылады. Құрылыс материал тануында бұл термин кальций оксиді (немесе магний) деген атпен жиі қолданылады, сондай-ақ кальций гидроксиді емес гидрототық деген атау қабылданған. Егер кесек әк алуға шикізат ретінде барынша таза әк шөгіндісі қызмет етсе, кальций карбонатының теңдігінен белгілі болғандай жыныстың толық күйдірілген кесектерінің массасы екі есеге жуық төмендейді (молекулярлық масса , ал ). Бірақ күйдірілген кесектердін аумағы елеусіз түрде кішірейеді, бар болганы 10-12%-ке. Ендеше, кесек әктің құрылымы барынша борпылдақ. Бұл зат негізінен қатты жетілген ішкі микробосқуыстылығымен ерекшеленетін кальций тотығының микрокристалдарынан тұратын болғандықтан, ол ішкі энергияның үлкен қорына ие. Ол атап айтқанда, әкті сөндіру кезінде айқын түрде байқалады. Кесек әкті жұмыс жағдайна келтіру, оны диспергирлеумен жүзеге асырылады: сөндіру немесе уату. Ауалық әк, су әсері жағдайында, химиялық диспергирлеумен майда дисперсті жағдайға ауыстыруға болатын бірден бір тұтқыр зат. Сөндірілмеген әк кесектерімен араласқан су оған сіңіріледі, қуыстарына тартылып сонымен бір мезетте кальций тотығымен химиялық әрекетке түседі де, кальций тотығы гидратын түзеді және кДж (15,175 ккал) теңдігі бойынша белгілі жылу бөліп шығарады. Теңдік I моль=74 г түзілгенде кальций гидрототығы мен жылу – 60 кДж /15 ккал астам бөлінетіндігін (ал мұндай жылумен, мәселен, 15 кг суды 14,5-15,50С-ге дейін жылытуға болады) көрсетеді. Егер әкті шектеулі су мөлшерімен сөндіретін болса, онын кесектері суды сіңіре отырып, жарықтанады да гидрототықты әк, сөндірілген әк немесе мамық аталатын ұсақ ұнтаққа айналады. Бұл ұнтақтың негізгі құрамдас бөлігі кальций гидрототығы болып табылады. Реакцияның келтірілген теңдігінен стехиометриялық қатынаспен алғанда 32,1% су керек екендігі шығады, ал іс жүзінде 2-3 есе көп су құяды, өйткені судың елеулі бөлігі сумен әсерлесу негізінде бөлінетін жылу көмегімен буға айналады да ұшып кетеді. Дұрыс сөндірілсе құрамында қоспа аз таза кальцийлік әк аумағы жағынан 3-3,5 есе ұлғаяды. Егер кальций тотығының сумен әрекеттесу процесі жабық бөлмеде жүргізілсе, күшті механикалық қысым пайда болады. Ертеректе табиғи тас алу негізінде оны жару үшін осыны пайдаланған. Бұрғыланған тесіктерге кесек әк толтырылып, үстіне су құйғанда алып жыныстарда жарықшақтар пайда болған. Қазіргі материалдарда ішкі қысымның кальций тотығы түйірлерінің қоспалары сумен әрекеттесуде пайда болуы жағдайында кездесуде. Мәселен, егер кірпіш әк шөгіндісі қоспасымен былғанған саздан жасалса, сыртқы қабырғалары жауын әсерімен кірпіштің жарықтануы мен ісінуі басталады. Өйткені кірпіш бетіндегі, оны күйдіру кезінде түзілген СаО ылғал әсерімен гидрототыққа айналған. Сөйтіп, «ісіктер» пайда болады. Әкті мамық етіп қана емес, сондай-ақ қамыр ретінде де сөндіруге болады. Бұл жағдайда паста тәріздес, барыша каныққан су суспензиясын кальций гидрототығының судағы ұсақ бөлшектері алынады. Аумақтық массасы 1400 кг шамамен 700 кг кальций гидрототығында 700 кг су болады. Аумақтық салмағы 1300 кг/м3-тан төмен, сумен мол етіп араластырылған әк қамырының түрі сұйықтау болады және оны әк сүті деп атайды. Ендеше кесек әкті сөндіру (химиялық диспергирлеумен) арқылы оны құрғақ ұнтаққа гидратты әкке, сондай-ақ әк қамырына және ақ сүтіне айналдыруға болады. Бұл операциялардың бәрі арнайы аппараттарда жүргізіледі. Кесек әкті құрғақ уату арқылы жұмыс жағдайна келтіру әдісі де бар. Алынатын өнім ұсатылған қайнама әк деп аталады. Әкпен жұмыс кезінде арнайы техника қауіпсіздігі шаралары кажет, өйткені кальций гидрототығы - күшті негіз және оның сілтілік қасиеттері айқын байқалады. Ауалық әктің кәдімгі температура жағдайында қатуы негізінен оны қайта кристалдануымен көміртегі жұтуымен туындайды. Қайта кристалдану кейбір кристалдардың кірігіп өсуімен ілесіп отырады, ауадағы көмір-қышқылының әсері кальций карбонаты өскіндерінің түзілуін тудырады: Қоршаған ортаның аздаңан ылғалдылығы жағдайында ғана жүретін екі процесс жүйенін реттелуіне әкеледі. Алайда, олар кәдімгі жағдайда өте баяу жүреді. Әсіресе карбонаттану өте баяу өтеді, өйткені атмосфералық көмірқышқылы материал қабатына әлсіз сіңіседі. Қолдан карбонаттау жолымен бірнеше сағат ішінде беріктігі көп айлык карбонаттаудың, кейінгіден ондаған есе жоғары әкті бетон алуға болады. Құрғақ ортада әк іс жүзінде карбонатталмайды, өйткені бұл реакция иондық түрде ғана жүреді, сондықтан мәселен әкті бояу құрамын ыстықта, құрғақ ауа райы кезенінде қасбетті құрғақ бетке жағуға болмайды. Су көп болған жағдайда әк карбонатталмайды, өйткені су тепе-теңдігі оңға ауысуы үшін, оның реакция аймағынан аласталуы тиіс. Кальций гидрототығының қайта кристалдануы және карбонаттануымен бірге құрылыс лайларындағы әктің бекуін тудыратын процесте жүреді. Сулы ортадағы қалыпты жағдайда кальций гидрототығы мен құм құра-мындағы кремний қостотығының арасында баяу байланыс жүреді, сөйтіп кальций силикаты пайда болады. Алайда, олардың атмосфералық жағдайда түзілуі үшін әкті, құмды, лайдың беріктігін арттыруға іс жүзінде ықпал етуі үшін ондаған жылдар керек. 300-400 жыл бұрынғы құрылыстардағы бұл лайды сынау кезінде анықталған жоғары беріктікті, көп уақыт өткеннен соң кальций силикаты түзілуімен түсіндіруге болады. Кальций силикатының әк, кварц құмы жүйесінде түзілу процесін шұғыл, жылдамдатуға болады. Ол үшін әк пен құмның қалыпталған қоспасын автоклакта жылу-ылғалдық өндеуден өткізу керек (Х-тарау). Қаныққан су буы ортасында, І75-200°С жоғары температурада кальдий гидрототығы мен кремний қос тотығының өзара байланысы жылдамдатылады. Мұнда ауалық әк құрылыс әк, құмды лайдағыға қарағанда өзгеше елеулі түрде жоғары сапалы категориялық материалға айналады. Егер кәдімгі жағдайдағы қату-дың айлық мерзімінде ауалық әктің қысқандағы беріктігі бұған дейін айтылғандай, бар болғаны 0,4-0,8 МПа-ға /4-8 кгс/см2/ жетсе, 8 сағаттық автоклавтағы өндеуден соң әк-құмды бұйым 10-20 МПа 100-200 және одан жоғары беріктікті көрсетеді. Ауалық әкті құрылыс лайымен автоклавты силикаттық материалдар, соның ішінде силикат кірпіш пен ірі көлемді тығыз және ұялы силикатты-бұйымдар жасау үшін пайдаланылады. Әк сондай-ақ, бірқатар жергілікті тұткыр заттар өндіруде, арзан әрлік құрамдар алуда, тағы басқа мақсаттарға пайдаланылады. жүктеу/скачать 399,51 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|