0‘quv materiallari (ma’ruza matni)

Сементли бетонлар турли сементлардан тайёрланади ва уларни аксарияти курилишда кенг фойдаланилади. Улар орасида асосий уринни портландтсементли бетонлар ва уларнинг турли хиллари егаллайди (умумий ишлаб чикаришнинг 65%га якини). Улар турли конструктсияларда ва фойдаланиш шароитларига караб кулланилади. Шлакопортландтсементли (умумий ишлаб чикаришнинг 20-25%) ва путстсолан сементли бетонлардан хам муваффакиятли фойдланилмокда.
Сементли бетон турларига куйидагилар киради: ок ва бошка рангли сементдан тайёрланган декоратив бетонлар; узи зурикувчан конструктсиялар учун кучланувчан сементдан тайёрланган бетонлар; сементнинг узига хос гилтупрок ва киришмайдиган турларидан махсус максадлар учун тайёрланган бетонлар ва х. к.
Силикат бетонлар охак асосида тайёрланади. Бундай усулда тайёрланадиган бетонларни котиришда автоклав усулидан фойдаланилади.
Гипс бетонлар, турли навли гипсдан, ички деворлар, осма шифт ва пардоз елементларини тайёрлашда фойдаланилади. Бу бетоннинг турли хиллари - гипстсемент - путстсоланли бетонлар сувга ута чидамлилиги учун куллаш кулами анча кенг (санузелларнинг хажмли блоклари, кам каватли уйлар конструктсиялари ва бошкалар).
Шлакишкррли бетонлар ендигина курилишда кулланила бошланди. Бундай бетонлардаги богловчи урнида майдаланган шлакларнинг ишкорли коришма билан аралашмасидан фойдаланилади.
Бетонполимерлар асоси смоладан ёки фурфуролатсетон мисолидаги махсус кушимчалар ёрдамида бетонда котадиган мономерлардан ташкил топган турли полимер богловчилардан (полиефирли, епоксидли, карбамидли) тайёрланади. Бундай бетонлар агрессив мухит ва ута уткир таъсирга ега булган (ишкаланиш, кавитатсия ва б. ) шароитларда куллаш жуда уринли. Бетонлар аралаш богловчилар, семент ва полимер моддалардан хам тайёрланади. Бундай бетонларни полимертсемент деб аталади. Полимер сифатида сувда ерийдиган смола ва латекслардан фойдаланилади. Ноорганик богловчилардан тайёрланган бетонлар хусусиятини говаклар ва капиллярда котувчи мономерларни шимдириш билан яхшилаш мумкин. Бу таркибдаги бетонлар бетонполимер деб аталади.
Махсус бетонлар алохида богловчи моддаларни куллаш билан тайёрланади. Масалан: ишкор таъсирига ва иссикка чидамли бетонлар учун кремнефтор натрийли суюк шиша, фосфат богловчи кулланилади. Баъзи бир бетонлар учун бетонга махсус хусусият берадиган махсус богловчи моддадан фойдаланилади. Саноат чикиндиларидан олинадиган бетонлар атроф-мухитни мухофазалаш ва семент иктисодида алохида ахамиятга егадир. Махсус богловчи сифатида уларда шиша ишкорли, нефелинли шлаклар ва бошка шу кабилардан фойдаланилади.
Йигма темир-бетон заводларида тайёрланган бетонлар турли хил конструктсиялар учун кулланилади. Бевосита конструктсияни курилаётган жойининг узида тайёрланадиган бетон - монолит бетон деб аталади (гидротехник, йул курилиш ва бошка турдаги курилишларда).
Бетонлар кулланишига кура фаркланади: темир-бетон конструктсиялари учун оддий бетон (фундамент, колонна, балка, девор, куприк ва бошка турдаги конструктсиялар); гидротехник бетонлар сув омборлари, тугон, шлюз, канал сиртларини коплаш, сув кувирлари водопровод-канализатсия иншоотлари ва бошкалар; тусувчи конструктсиялар (бино деворлари учун энгил бетон); пол, пиёдалар йулкаси, авто йул, аеродромда учиш полосалари учун мулжалланган бетонлар; махсус максадда кулланиладиган бетон (утга, кислотага чидамли, радиатсиядан химоя) ва бошкалар.
Белгиланган максадига караб бетонлар куйиладиган талабларга жавоб бериши керак. Оддий темир-бетон конструктсиялар учун мулжалланган бетонлар сикилганда керакли мустахкамликка ега булиши керак. Очик хаводаги конструктсиялар учун еса, мустахкамликдан ташкари совукка чидамли хам булиши керак. Гидротехник иншоотлар учун кулланиладиган бетонлар юкори зичликка, сув утказмайдиган, совукка чидамли, этарли даражада мустахкам, кам киришадиган, филътрланадиган сувнинг ишкорли таъсирига чидамли булиши керак. Иситиладиган биноларни девори учун ишлатиладиган бетон мустахкамлик билан бирга иссик утказмаслик, пол учун ишлатиладиган бетонлар эдирилмайдиган ва егилишда этарли мустахкамликка ега булиши, йул ва аеродромга ёткизиладиган бетонлар бу хусусиятлардан ташкари совукка чидамли хам булиши керак.
Махсус мулжалланган бетонларга еса талаб килинган хизматдаги вазифасини бажариш шарти куйилади. Бетон ва бетон коришмаларига куйиладиган талаблар куйидагича: бетон котгунга кадар осон куйиладиган, транспортга кулай ортиладиган, осон кортадиган, колипга бир текисда жойлашадиган, катламларга ажралиб колмайдиган, колипдан кучирилиши ва конструктсия ёки иншоотда ишлатилиши осон булиши учун маълум даражада котиш тезлиги керакли муддатда булиши, семент сарфи ва бетон нархи иложи борича камайтирилиши ва бошкалар.
Куйилган талабларнинг барчасига жавоб берадиган бетонни олиш учун бетон таркибини тугри лойихалаш, бетон коришмасини ёйиш ва зичлаштиришда тегишли тайёрлов ишларини тугри олиб бориш ва унинг бошлангич котиш даврида тугри тутиб туриш зарур булади.
Агар конструктсия тури ва хусусиятига боглик холда бетон тури ва хусусияти талаб етилса, бетон коришмага буладиган талаб тайёрланадиган конструктсия шароитига, технологик хусусиятига (арматуралашнинг зичлиги, колип шаклининг мураккаблиги) ва кулланадиган жихозларга караб аникланади.
Бетон ва темир-бетон ва конструктсиялар тайёрлашнинг узига хос хусусияти шундаки, олинадиган материалнинг сифатини олдиндан билиб булмайди. Бетонга куйилган талаблар асосидаги зарурий хусусиятларини конструктсияни куриш жараёнида намоён килади. Бунда, материални тугри танлаш, кабул килинган технология буйича конструктсиянинг тайёрланиши учун бетон таркиби лойихасини тугри ташкил етиш, технологик тартибга риоя килиш, жараёнлар буйича ишлаб чикаришни назорат килиш катта ахамиятга ега.
Бетонлар сунъий тош конгломерат (куп жинсли табиий тош) туркумига киради. Бу туркум композитсион материаллар турига мансуб булганлиги сабабли турли бетонлар учун тегишли булган хусусий конуниятлар билан бир каторда умумий конуниятларга хам буйсунади. Бетон сохасида олиб борилаётган замонавий технологик ва техник-иктисодий хисоблашлар бетоннинг таркиби ва тузилишини унинг хусусиятлари билан узаро богликлигига асосланади. Бу богликликлар бетоннинг физикавий-кимёвий табиатини, аксарият купрок тажрибавий усулда олинган табиатини хисобга олади. Улар албатта ишлаб чикариш шароитида синаб курилади ва зарурат булганда аник хисоб ишлари юритилади. Бетон мураккаб материал, маълум вакт утиши ва експлуататсия жараёнида унинг хусусияти сезиларли даражада узгариши мумкин. Факат бу материалнинг хусусиятлари ва тузилиши колиплашини бошкарувчи конуниятлар табиатини чукур урганиш уни турли максадлардаги курилиш конструктсияларидан самарали хамда унумли фойдаланишни таъминлаши мумкин.
Курилиш конструктсиялари бетонини тайёрлаш учун ноорганик богловчи моддалардан кенг фойдаланилади. Бу моддалар сув билан аралаштирилганда ички физик-кимёвий жараёнлар таъсирида юмшок хамир холатидан аста-секин котиб, мустахкамлиги оша боради ва тошдек каттик холатга айланади. Ноорганик богловчи моддалар сувда (тсементлар) ва хавода (охак, гипс ва б. ) котади.
Бетон ишлаб чикаришда енг куп кулланиладигани портландтсементдир.
Портландтсемент - гидравлик богловчи моддадир, сувда жуда яхши котади ёки хавода. Бу - кул рангдаги кукун булиб, клинкерни майин туйиб гипс кушиб олинади. Клинкерни еса аник микдорда олинган таркибида 75-78% Са СО₃ ва 22-25% (Си О2+Ад2 О₃+ Фе₂ О₃) булган хомашё аралашмасини бир текисда пишгунга кадар куйдириб, олинади.
Юкори сифатли семент олиш учун, унинг кимёвий таркиби, шунингдек хомашё араламасини таркиби баркарор булиши шарт. Семент клинкерини туйиш даврида 10-20% гранулланган домна печининг шлаки ёки актив минерал кушимчалар (кремнеземли) кушилади. 1200-1450⁰С хароратда куйдириш натижасида клинкер минераллари хосил булади: узгарувчан таркибли калътсий алюмоферритлар хСаОял₂О₃зФе₂О₃, уч калътсийли алюминат 3CаО•Ад₂О₃, икки калътсийли силикат 2СаОСиО₂ ва уч калътсийли силикат 3СаО- СиО₂. Бу турт бирикма семент клинкерининг асосий таркибий кисмидир, лекин икки охирги (калътсий силикатлар) унинг бутун хажмининг 70-80% ни ташкил етади.
Портландтсемент таркибидаги турли минералларнинг тахминий микдори куйидагини ташкил етади:
ЗСаО СиО₂ 37-60% (шартли белгиланиши С₃С);
2СаО СиО2 ёки С2С-15-37%;
ЗСаО Ал₂О₃ ёки С₃А-5-15% ;
4 Са О Ал₂О₃ Ф₂О₃ ёки С₄ АФ-10-18%
Семент сифатига уч калътсийли силикатнинг (алит деб номланади) юкори даражадаги микдори асосий таъсирни курсатади, у юкори мустахкамликдаги тезкотадиган гидравлик модда хусусиятига ега. Икки калътсийли силикат (белит) - уртача мустахкамликдаги секин котадиган гидравлик богловчи. Уч калътсийли алюминат тезрок котади, лекин мустахкамлиги пастрок. Сементнинг минерологик таркибини узгартириб, уни сифатини узгартириш мумкин. Юкори маркали ва тез котадиган сементни таркибида уч калътсий силикати микдорини (алитли сементлар) ошириш билан

• 
  24 - тайёрланади. Белит микдори юкори булган сементлар (белитли) - секин котади, аммо узок вакт утиши билан мустахкамлиги ошиб боради ва бир неча йилдан сунг катта кийматга еришиши мумкин.
  

Х,ар кандай сементнинг асосий хусусиятини характерловчи жихат - унинг мустахкамлиги(марка) хисобланади. Семент маркаси 4х4х16 см улчамли, 1:3 нисбатдаги волъск кумили коришмадан тайёрланган, 28 кун давомида 20±2^оС хароратли сувда котган ярим балкачаларнинг сикилишдаги мустахкамлигига мос келади (намуналар биринчи суткада колипдан чикарилгунга кадар нам хавода котади). Коришманинг силтовчи столдаги конус окувчанлиги 106-115 мм булиши керак. Аксарият сементларда сувтсемент нисбати 0, 4 булганда еришилади. Агар окувчанлик кам булса С/ТС нисбати орттирилади, акс холда С/ТС нисбати камайтирилади.
Сементнинг сикилишга мустахкамлиги 30-60 МПа га, мос холда балкачаларнинг егилишга мустахкамлиги 4, 5-6, 5 МПа ни ташкил етади.
Сементнинг хакикий мустахкамлигини унинг активлиги деб атайдилар. Масалан, синов намуналарининг мустахкамлиги 44 МПа булса, унинг активлиги 44 МПа, маркаси еса 400 булади. Бетон таркибини лойихалашда семент активлигидан келиб чиккан маъкул, чунки у семент микдорини иктисод килишда аник натижалар беради. Семент мустахкамлигини 1 МПа га ортиши семент сарфини 2-5 кг/м³ га камайтиради ва бу курсаткич юкори мустахкамликдаги бетонларда янада яккол намоён булади. Агарда берилган семент активлигини инобатга олиб, хисоблалашларда, унинг мустахкамлигини 2-4 Мпа га ортик маълумотларидан фойдаланилса, бу уз навбатида сементнинг
-5
5-20 кг/м³ бетон хисобидан иктисод килиш имконини беради.
Семент ишлаб чикариш саноати асосан 400-550 маркали, алохида буюртмалар буйича еса 600 маркали сементлар ишлаб чикаради. Паст маркали сементларга нисбатан юкори маркали сементларнинг мустахкамлиги жадаллок ортиб боради. Масалан, 500 маркали семент мустахкамлиги 3 - кунда 20-25 МПа ни ташкил килади. Шунинг учун юкори маркали сементлар нафакат юкори мустахкам, балки тез котувчи хамдир. Бундай сементларни куллаш иншоотларни тез колипдан чикаришни ва йигма темир-бетон конструктсиялари ишлаб чикариш муддатини кискартиришни таъминлайди.
Семент заводлари ва курилиш объеклари лабораторияларида сементларни синаш 3 ва 7 кундан сунг ва буглатилиб утказилади.
Олдиндан утказилган тажрибалардан мустахкамликнинг утиш коеффитсиентини аниклаб, киска муддатли тажрибалар натижаси билан семент маркасини тахминан аниклаш мумкин. Бунда, турли минералогик таркибдаги сементлар турлича тезликда котади ва хар бир семент учун уз коеффитсиентида фойдаланиш керак.
Семент мустахкамлигига булган талабдан ташкари, яна бошка талаблар, яъни нормал куюклиги, тишлашиш муддати хам ахамиятлидир.
Нормал куюклик деб маълум консистентсияда булган семент хамирини олиш учун сементга кушиладиган зарурий (%) сувнинг микдорига айтилади.
Портландтсементнинг нормал куюклиги 22-27%-ни, путстсоланли портландтсементда еса 30% ва ундан ортикрок булиши керак.
Нормал куюклик сементга майда туйилган кушимчалар (трепел, опок) кушилганда ортади камрок куюкликда нормал куюклик соф клинкерли сементларда булади.
Сементнинг нормал куюклиги маълум даражада семент хамирининг реологик хусусиятларини аниклайди ва бетон коришмасининг харакатчанлигига таъсир етади. Коршиманинг маълум зарурий харакатчанлигига (бикирлик) еришиш учун сементнинг нормал куюклиги канча паст булса, бетон коришманинг сувга ехтиёжи шунча паст булади.
Бетон таркибига боглик холда сементнинг уртача нормал куюклигини 1
-5
% га пасайтириш бетон коршимасини сувга булган талабганлигини 2-5 л/м камайтиради, шунингдек юкори мустахкам бетонларда сувга булган талабганликни жуда пасайтлиги кузатилади.
Сув сарфини пасайтириш уз вактида семент сарфини хам камайтиради. Бетонларда, нормал куюклиги паст булган сементларни ишлатиш максадга мувофик.
Сементнинг тишлашиш муддати махсус асбобда игнани семент х,амирига ботиш чукурлиги билан аникланиб, материални каттик жисмга айланишини бошланиш ва тугаш жараёнини характерлаб беради.
Стандарт буйича тишлашишни бошланиши сементни сув билан кориштирилгандан сунг 20⁰С харорат да 45 минутдан олдин бошланмаслиги ва тугаши 10 соатдан кеч булмаслиги талаб етилади.
Хакикатда семент коришмасининг тишлашишини бошланиши 1 -2 соатдан кейин, тугаши еса 5-8 соатдан кейин булади. Бу муддатлар бетон ишларини бажаришни таъминлайди, чунки бетон коришмасини тишлашиши бошлангунча уни транспортировка килиш ва жойлаштириш имконини беради.
Бетон коришмасига турли кимёвий кушимчалар кушиб сементни тишлашиш муддатларини бошкариш мумкин.
Масалан: калътсий хлористий семент, гидротатсияси, ва тишлашишни тезлаштиради, юза-актив моддалар, масалан сулъфат-спирт ачиткиси секинлатади.
Бетон харорати ошганда тишлашиш муддати кискаради, сув семент нисбати камаяди. Баъзи бир семент заводларида иссик семент клинкери туйилади, натижада бетон харорати 150 ⁰С дан юкорини ташкил етади. Бу еса гипснинг дегидрататсияси яъни яримгидрат гипс, шунингдек сувсизланган калътсий сулъфатини (ерувган холда ангидрат) хосил килади. Сементни сув билан кориштирилганда ярим сувли гипс ва ангидриднинг тез кечадиган гидротатсияланиши семент хамири ёки бетон коришмасининг барвакт куюклашишига сабаб булади, кейинчалик кориштириш даврида яна суюлиб кетади. Бу холат сементни ёлгон тишлашиши деб номланади. Юкори сифатли сементларда ёлгон тишлашиш булмайди. Агар бу сезилса, бу холатни нейтраллаш учун бетон коришмасига сулъфит-ачиткили бражкалар кушилади ва бетон коришмани кориштириш муддати оширилади.
Л
Портландтсемент, одатда майин туюган булади: 008 № ли елакдан (1см да 4900 га якин тешик булиб 0, 08*0, 08 мм улчамга ега) сементнинг умумий хажмининг 85% ни утиши керак. Семент заррачаларининг уртача улчами 15-20 мкм ни ташкил етади. Сементни туйиш майинлиги 1г сементдаги зарраларнинг солиштирма юзаси билан характерланади. Сементнинг солиштирма юзасини
махсус асбобда аникланади. Уртача сифатдаги сементнинг солиштирма юзаси

2. 
   2 2000-2500 см /г ни ташкил килади, юкори сифатли еса 3500 см /г ва ундан
   

юкори.
Портландтсемент хажми бир маромда узгариб туриши керак ва бу махсус синовлар билан назорат килиб турилади. Семент хажмининг нотекис узгариши коришма ва бетонда микродарз пайда булишига олиб келиши ва бетоннинг мустахкамлиги хамда узок муддатга чидамлигини пайсайтириши мумкин. Семент хажмининг нотекис узгариши сементни куйдириш технологик жараёнининг бузилиши натижасида, сементнинг таркибида еркин СаО ёки МгО

• 
  27 -
  

нинг куп булиши ва бу оксидларни сундириш учун зарур муддат давомида заводда ушлаб турилмагани натижасида кузатилади.
Семент хажмини нотекс узгариши кузатилса, бетон таркибига натрий хлор кушити ёки кушимча вакт давомида саклаш билан тузатиш мумкин.
Портландтсементнинг хакикий зичлиги кушимчасиз 3, 05-3, 15 г/см³ ни ташкил етади. Бетон таркиби хисобланганда портландтсементни
-5
зичлаштирилган холатдаги зичлиги шартли 1, 3 кг/м деб кабул килинади.
Сементнинг тилшашиши ва котиши етзотермик жараёнлардир. Бетонда 300 маркали 1 кг семент сув билан кориштириш, бошлангандан 7 кеча- кундуздан давомида 170 кДж дан кам булмаган микдорда, 400 маркали 1 кг семент еса 210 кДж дан кам булмаган микдорда иссиклик ажратади. Ажралиб чикадиган иссиклик микдори семент клинкерининг минералогик таркиби, киритилган кушимчалар тури ва сементни туйиш майинлигига боглик. Семент таркибига кирадиган клинкер минералларидан учкалътсийли алюминат, кейин учкалтсийли силикатда иссиклик ажралиши купрок, колган бирикмаларда еса сезиларли камрок даражада иссиклик ажралиб чикади. Асосий иссиклик микдори семент котгандан кейин биринчи 3-7 кеча-кундузда ажралиб чикади. Кишки мавсумда бетон ишлаб чикариш ишларида семент котишидаги ажратиб чикадиган иссиклик фойдали. Аммо, массив иншоотларни бетонлашда (тугон, калин девор ва б. ) ёзги мавсумда (нотекис кизиши сабабли) конструктив дарзларнинг пайдо булишидан сакланиш учун бетондан ажралиб чикадиган иссиклик микдорини камайтирадиган махсус чора курилади. Шундай максад учун иссикликни кам чикарадиган сементлар ишлатилади(таркибида С₃С ва С3А микдорлари камайтирилган, С2С микдори купайтирилган, кремнземли ва бошка кушимчалар), бетон совук сувда кориштирилади, бетонлаш алохида блокларда олиб борилади, бетонга сув сепилади, сунъий совутиш ташкил етилади.
Бетон котишини тезлатиш ва темир-бетон конструктсиялар тайёрлашнинг муддатини киксартириш учун сементни фаоллаштиришдан фойдаланилади, яъни сементни котишини тезлатадиган кимёвий кушимчалар кушилади ёки бетонни киздирилади.
Сементни бошка бир жойга ташиш ёки саклашда нам тортиб колишдан асраш, тукилиб исроф булишига йул куйилмаслик керак. Курилиш объектларида сементни махсус кузовли автомашина (тсемент ташувчи)ларда ва сементни тушириш учун винтли ёки пневматик курилмалардан фойдаланиш
- 28 - самаларидир. Сакланиш даврида хатто ёпик омборхоналарда хам сементнинг айникса майин туйилган активлиги пасаяди, чунки хаводаги нам ва углекислий газни узига тортиб, намикади. Тажрибаларнинг курсатишича, оддий семент нормал шароитда 3 ой саклангандан кейин мустахкамлигини 20% га, 6 ойдан кейин 30% гача, бир йилдан кейин 40% га йукотади. Ишлаб чикаришда узок сакланган сементдан фойдаланилганда бетон коришмани кориштириш муддати 2-4 мартага оширилади, котиришни тезлатадиган тезлатувчи кушимчалар кушилади ёки сементни фаоллаштириш кулланади.
Семент турлари: купчилик сементларнинг асосини портландтсемент клинкери ташкил етади.
Унинг минерологик таркибини нормаллаштириб ва минерал ёки органик кушимчалар кушиб, бир-биридан хусусияти жихатидан фаркланадиган ва курилишнинг турли кисмларида кулланиладиган хар хил сементлар олинади (2.
1-жадвал)