Ақмалаев К.А.

Қ.И. Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық университеті

ГИПС ПЕН ЦЕМЕНТТІ БІРІКТІРУДІҢ МАҢЫЗЫ

Құрылыстағы материалдық қордың құрылымындағы негiзгi құрамды цементтi бар материалдар сақтап қалады және де 2005 жылдың бағдарламасында цемент байланыстырғышының өндiрiсiн ұлғайту қарастырылған.

Сонымен қатар, бұл негiзгi материалдың өндiрiсiн ұлғайтуы мен бiрдей, оны тиiмдi пайдалы пайдалану халық шаруашылығының басты техникалық шаралары болып қала бередi. Бұның бәрi де цемент өндiрiсiне қарағанда, құрылыс материалдарын құрылыста пайдаланудың артып отырғанын көрсетедi және де цемент зауытын салуға күрделi қаржы кетедi. Гипс байланыстырғышының өндiрiсiнiң дамуы Қазақстанда шикiзат қорының көп болуында, бұл байланыстырғыштың өндiрiсi мен одан дайындалынатын өнiмге кететiн отын мен энергияның аздылығына олардың технологияларының жайлылығына, пайдалану және эстетикалық қасиеттерiнiң жоғары болуына байланысты. Таза гипс байланыстырғышы мен судан дайындалған қоспадан қажеттi қасиеттi өнiм алу көп жағдайларда болмай қалады. Сондықтан, гипс материалының қасиетiн арттыру үшiн тәжiрибе жүзiнде әр түрлi тәсiлдер пайдаланылады.

Казiргi кездегi цемент өндiрiсiнде шығарылатын портландцементтiң орташа активтiлiгi 40 МПа, ал одан дайындалынатын құрылыс бұйымдарының берiктiлiгi 20 МПа, және де соңғы кезде ұсақ жеңiл өнiмдердi, тез қатаятын байланыстырғыштарды пайдалану артып келедi.

Республикамыздағы құрылыс өнеркәсiбiнiң дамуына байланысты жоғарыда айтылғандарды ескере отыра толық қамтамасыз ету үшiн күрделi қаржы шығыны мен энергия сыйымдылықтарын төмендету жолдары арқылы шешу тиiмдi, сонымен қатар төменгi маркалы өнiмдердi шығарғанда техникалық қолайлы және экономикалық пайдалы болғанды ескеру керек. Яғни, бұл байланыстырғыш өндiрiсiнiң техникалық деңгейiн тек қана орташа активтiлiгi арқылы бағаламауды бiлдiредi. Бұндай мәселеге диференциальды қарау керек, шығарылатын өнiмнiң активтiлiгiн және нақты пайдаланылатын орнын ескере отыра.

Көп компоненттi байланыстырғыш материалдарды жасау мынандай мақсаттарды көздеу арқылы жүргiзiледi [1]:

- байланыстырғыш композициясының құрамына кiретiн тапшы немесе қымбат тұратын материалдарды мөлшерiн азайту негiзiнде;

- арнаулы берiлген құрылыстық-техникалық сипаттамалы байланыстырғыш материалын алуға байланысты.

Көп компоненттi байланыстырғышының құрылымын жинақтаудың жолдарының бiрi оларға тиiмдi майда толықтырғыштарды пайдалану болып табылады. Мұндай тиiмдi заттарды пайдалану макроқұрылымды реттеуге және құрылыс материалдарының бұзылу кемшiлiктерiн жақсартуға жағдай жасайды.

Ал арнаулы тағайындауға арналған байланыстырғышты пайдалану әзiрше өте аз көлемде, оның критериясын тек қана экономикалық жағынан анықталмайды, берiлген техникалық мақсатқа жету мүмкiншiлiктерi бойынша белгiлейдi. Сондықтан көп компоненттi арнаулы тағайындалған байланыстырғыш материалдардың құрамында, қымбат тұратын заттар болады. Арнаулы тағайындалған көп компоненттi байланыстырғыш материалдардың көбiсiндегi маңызды жағдай, олардың құрамындағы сульфат кальцийiнiң әрқалай түрде болуында. Құрамында сульфаты бар заттар, сонымен қатар жалпы құрылыстық тағайындауларға арналған кейбiр көп компоненттi байланыстырғыш материалдардың құрамына кiредi, мысалы, гипстi-қожды және гипстi-цементтi пуццоланды байланыстырғыш материалдарының. Бұл сульфаты бар қоспаларды пайдаланудағы жаңа және энергия қорын үнемдейтiн байланыстырғыш материалдар жасаудағы ең қолайлы тенденция болатынының дәлелi болып табылады.

Осы айтылғандардан қорытындылайтынымыз, яғни цемент байланыстырғышының құрамын сульфат кальцийi бар қоспалармен бiрiктiру әр түрлi құрылыстық-техникалық сипаттамалары бар тиiмдi байланыстырғыш материалдарды алуды қамтамасыз етедi. Осыны негiздей отыра, мынандай тұжырым жасауға болады, осындай бiрiктестiрудiң ерекшелiктерi мен заңдылықтарын бiлiп тану өте ғылыми өзектi мәселе болып табылады, халық шаруашылығында маңызы зор, құрылыс өнеркәсiбiнiң қажеттiлiгiне керек техника-экономикалық сипаттағы байланыстырғыш материалмен қамтамасыз етiлетiн.

Бұндай цементтердегi гипс қоспасының мөлшерi жалпы цементтiң салмағынан алғанда 10-16 % аралығында болады. Цемент тасының кеңеюi 4-5 % дейiн жетуi мүмкiн және де оны кинетикалық пайда болумен эттрингиттiң пайда болу саны арқылы реттеуге болады. Бұны цемент компоненттерiн мөлшерлеу, ұнтақтау майдалығын өзгерту арқылы жүзеге асыруға болады, сонымен қатар байланыстырғыштың әр түрлi қатаю кезеңiндегi әк пен гипстiң сұйық фазадағы қанығу дәрежесiн реттеу жолы арқылы.

Цементтi сульфаттаудың ерекше айрықша тәсiлi, оның құрамына сульфат кальцийiн енгiзу емес, байланысқан түрде сульфат кальцийi бар заттарды, мысалы, мынадай түрдегiнi 3СаО^.3Аl₂O₃^.СаSO₄ енгiзген өте жақсы болады. Бұндай қоспа 1200-1300⁰С алынған сульфоалюминат клинкерi болып табылады. Цементтегi сульфоалюминат қоспасының болуы, тек қана цемент тасының ұлғаюын қамтамасыз етiп қоймайды, сонымен қатар тез қатаятын қасиет те бередi. Iшiнара айтқанда сульфоалюминатты белиттi цементтiң 2 сағаттан кейiнгi қатайғандағы берiктiлiгi 10-15 МПа, ал бiр тәулiктен кейiн 30 МПа жетедi. Бұлардың бәрiде сульфоалюминат цементтерiнiң барлық түрiне де ерекше құрылыстық-техникалық қасиет бередi және де олардың өндiрiсiне кететiн отын-энергетикалық шығынды азайтады.

Соңғы кездері суперпластификаторлардың синтезделген органикалық заттарына көп көңiл бөліп келеді, оларды қосқанда шөгу конусы 7,5 см тең немесе жайылу конусы DIN 1048 бойынша 28 … 44 см, бетон қоспасының қозғалысы 20 см дейiн, жайылуы 51 … 60 см дейiн артты.

24211-80 ("Добавки в бетон. Классификация") және ASTM C-494, F,B-түрлі мемлекеттiк стандарт бойынша бiрiншi категориялы пластификатор-суперпластификаторларға арнаулы синтезделген органикалық қосылыстарды жатқызады. Оларды тиiмдi мөлшерде пайдаланғанда шөгу конусы 2 … 4 см болатын аз қозғалыстағы бетон қоспасынан, шөгу конусы 20 см және одан да жоғары болатын жоғарғы қозғалыстағы (құйылатын) бетон қоспасын алуға болады және де сонымен қатар барлық қатаю уақыттарында берiктiлiктерiн, қоспасыз бетонның берiктiлiгiмен салыстырғанда сондай құрамдағы төмендетпейдi (1-кесте).

1 – кесте. Бетон қоспасына тиімді жұмсартқыш әсерлері бойынша топтары

Категориясы	Аттары	Тиiмдi жұмсартқыштардың әсерi (шөгу конусы 2 …4 см көтеру), см	Су мөлшерiн азайту, %
I	Суперпластифи-каторлар	20 және одан жоғары	20 аз емес
II	Пластификаторлар	14 … 19	10 аз емес
III	Пластификаторлар	9 … 13	5 аз емес
IV	Пластификаторлар	8 және одан төмен	5 аз

Суперпластификаторлардың көптiгi және қасиеттерiнiң әр түрлiлiгi кеңiнен пайдалануы, оларды топтастыру қажеттiлiгiн көрсеттi, бұл Ұлыбританияның бетонға қоспа ассоциациясы бойынша жасалынды. Британдық топтастыруға сәйкес химиялық құрамына байланысты келесi топтарға бөлiнедi.

Цементтi сульфаттандыруды қарастырылған тәсiлдердегi сульфоалюминатты қоспалардан басқаларындағы байланыстырғыштың сульфаттандыру қоспалары жеке байланыстырғыштық қасиет көрсетпейдi. Осыған байланысты техникалық жағынан да, әсiресе экономикалық тұжырымдау бойынша егерде цементтi сульфаттандыру тәсiлiн жарты сулы сульфат кальцийiмен жүргiзсе маңызды болып табылар едi, өзi қолайлы және арзан тез қатаятын байланыстырғыш материал болғандықтан.

Бұлардың бәрi де осылардан жасалынатын жасанды тастың қалыптасу процесi кезiнде гипс байланыстырғышы мен портландцементтiң үйлесуiн қамтамасыз етедi. Мұндай байланыстырғыш композициялар, егерде сапалық қасиеттерiн бiрiктiрген жағдайда және берiлген компоненттердiң терiс қасиеттерiн мүмкiншiлiгiнше жойғанда портландцементтi ауыстыратын, әсiресе төменгi маркалы өнiмдер жасау үшiн құнды материал болады. Көптеген жылғы тәжiрибенiң көрсетуi бойынша, мұндай байланыстырғыш материалдардан жасалынған құрылыс материалдарының сипаттамалары кейбiр цементтен жасалған құрылыс материалдарының сипаттамаларымен тең келедi.

Жүргiзiлген зерттеулер, экономикалық талдау және жасалынған гипстi-цементтi пуццолан композициялы материалын iс жүзiнде пайдалану нәтижелерi халық шаруашылығында оның маңызды екенiн растайды. Осы себептен осындай пайдалану жағдайында гипстi-цементтi композициялық материалдың қасиетi мен әсiресе ұзақтылығы ықтималды сипат алды.

ӘДЕБИЕТТЕР:

1. Композиционные строительные материалы с использованием отходов промышленности:. Тез. докл. рег. научно-техн. конференции, Пенза, ПДНТП, 1984, 96 с.