Shlak va shlakli sementlar. Reja

Kimyoviy tarkibi: domna shlaklarni kimyoviy tarkibi jinslarni tarkibiga bog‘liq va odatda: CaO, SiO₂, Al₂O₃, MgO, FeO oltingugurt birikmalar CaS, MnS tashkil etadi CaO, SiO₂, Al₂O₃, MgO miqdori 90 - 95% tashkil etadi. Kimyoviy tarkibi bo‘yicha domna shlaklari portlandsement klinkeridan faqat bir xil komponentlarni nisbatani bilan ajralib turadi.
Shlaklarni gidravlik faollik darajasi ikkita modul bilan ifodalanadi: asosli modul - asosiy oksidlarni nordon oksidlarga foiz hisobidagi nisbat:
SaO+MgO
As =
SiO2 + Al2O₃
Bu modulni sonli qiymati bo‘yicha shlaklar quyidagilarga farq qiladilar; asosli uning moduli > 1 dan ko‘p yoki teng, nordon AS < 1 birdan kam. Faollik moduli va shlakdagi giltuproqni kremnezemga foiz hisobidagi nisbati quyidagi formula orqali aniqlanadi:
Al2O3
Akmq
SiO3
Domna shlaklarni gidravlik faolligi asosiy va ayniqsa faollik moduli oshgan sari oshadi.
Granullargan shlaklarni gidravlik faollik sifat koeffitsiyenti bilan baholanishi kerak va u shlakdagi CaO, Al₂O₃ , MgO, SiO₂, TiO₂, foiz miqdoriga bog‘liq va quyidagi formula aniqlanadi:
CaOQAbOs +MgO
S.K =
SiO2+TiO2
Bu formulaga, agar MgO miqdori shlakda 10% gacha bo‘lsa ishlatiladi. Ko‘p bo‘lgan holda quyidagi formuladan foydalanadi:
CaOQAbO₃ + 10
S.K =
SiO2QTiO2 + (Mg O -10)
Sifat koeffitsiyenti qancha baland bo‘lsa, domna shlakini gidravlik faolligi shuncha baland bo‘ladi. Sekin sovutilgan shlaklarda CaO, SiO₂, Al₂O₃ bilan to‘liq bog‘langan bo‘lib - 2CaO, SiO₂, rankinit 3CaO, 2SiO₂, melilit - 2CaO, Al₂O₃, SiO₂, okermanit 2CaO, MgO₂, SiO₂ kabi birikmalar hosil qiladi. Agar CaO > 44-46% oshsa unda shlaklarni zarrachalari o‘z-o‘zidan kukun holatga o‘tadi. Shlakdagi MgO uning gidravlik faolligi yaxshi ta’sir ko‘rsatadi, ammo miqdori 15 - 20% dan oshmasligi kerak. Shlakdagi Al₂O₃ faolligini oshiradigan birikmalar hosil qiladilar.
Kremniy oksidi SiO₂ shlakdagi miqdori portlandsementga nisbatan ko‘proq, ular sovutilganda kristallanmaydi va shisha ko‘rinishida qotib qoladi. Fe₂O₃ - shlakda kam bo‘ladi va gidravlik xossasiga ta’sir ko‘rsatmaydi.
MnO ning miqdori 2 - 4% dan oshishi mumkin emas, chunki u shlakni (faolligini) pasaytiradi. Oddiy sharoitlarda suv bilan birikishida deyarli domna shlaklari faolligini ko‘rsatmaydilar va qotmaydilar. Ammo tadqiqotlar shuni qo‘rsatdki shlaklardagi kristal yoki shishasimon fazalaridagi moddalarga mexaniq, kimyoviy va issiqlik omillar ta’sir ettirsa ular suv bilan ta’sirlashadi va gidravlik qotishga qobiliyati oshadi.
Natijada yangi, suvda eriymadigan moddalar hosil qilinadi. Xususan, gelenit - 2aO, Al₂O₃, SiO_{2 -} oddiiy haroratda inert bo‘lib Sa(ON) ta’sirida suv bilan oddiy sharoitlarda qotuvchi mahsulotlar hosil qiladi.
Okermanit - 2CaO, MgO, 2SiO₂ oddiy sharoitda va neytral muhitda gidratatsiyaga qodir emas, ammo Sa(ON)₂ ta’sirida u S-S-N(II) hosil qilib gidratlanadi.
Odatda, ishqoriy faollashtiruvchilar sifatida ohak va portlandsement qo‘llashadi, ular suv bilan ta’sirlashuvida Sa(ON)₂ ni ajratadi.
Sulfat faollashtiruvchilar sifatida - gips yoki angidrid qo‘llanadi. Asosiy domna shlaklari 44 - 48% SaO, 35 - 38% SiO₂ 5 - 10% Al₂O₃ lardan iborat. Bo‘lar 5 - 10% ohak yoki portlandsement ta’sirida ishqorli faollashishga duch keladilar va past asosli gidrosilikatlar hosil qilishga olib keladi. Har xil tarkibli shlakli shishalarni gidravlik faolligi issiqlik ishlovida keskin oshadi.
Granullangan elektrotermofosfor shlaklari fosfatli mineral xom ashyolar - fosforitlar va apatitlarni - oddiy fosfor ajratib olish uchun ularga elektrotermik ishlov berishda hosil bo‘ladigan qo‘shimcha mahsulotlardir. 1t fosfordan - 10 - 12t shlaklar hosil bo‘ladi va ular quyidagilardan iborat SaO - MgO yig‘indisi 80 - 85%.
Elektrotermofosfor shlaklar shlakoportlandsement ishlab chiqarishda ishlatiladi. Bu shlaklarda quyidagilar bo‘lishi kerak:
SiO₂ - 38% dan kam emas
SaO Q MgO - 43% dan kam emas
R₂05 - 2,5% dan ko‘i emas
Ular kukunsimon toshko‘mirni 1500-1700⁰S da yoqishda hosil bo‘ladi. Ularning mineralli qismini o‘txonadan erigan shlak ko‘rinishida chiqarib olinadi va suvda granullanadi. Ular asosan shaffof kislotali ferroalyuminosilikat shishadan iborat bo‘ladi. Tarkibida 85-92% gacha SiO₂, Al₂O₃, F₂O mavjud. Bo‘lar bir xil kimyoviy va fazoviy tarkibga egadir.
Yonilg‘i granullargan shlaklardan tayyorlangan bog‘lovchilar avtoklavdi qotishda gidrogranat, murakkab tarkibli birikmalar hosil qilib qotadi. Bog‘lovchi moddalar uchun mo‘ljalangan shlaklar keskin suv; bug‘, havo bilan sovutilsa ularni faolligi oshadi. Zamonaviy metallurgiya zavodlarida granullashni ikkita usulini qo‘llashadi - xo‘l va quruq.
Xo‘l usulda qaynoq suyuq shlaklar suvli basseynga quyiladi. Basseynlar domna pechlarning yonida joylashgan bo‘lib, ularning sig‘imi 450 - 800m va to‘rt burchakli beton rezervuar ko‘rinishda bo‘ladi va xo‘l granullashda 1t shlakni sovutishga 2 - 2,5m suv sarflanadi. Ammo bu usulni kamchiliklari bor: olingan shlaklar yuqori namlikka 20-30% ega bo‘ladilar, quruq usulda granullash barabanli, eng ko‘p qo‘llaniladigan suv bilan zarb beruvchi asboblarda o‘tqaziladi. Bu holda suv sarfi 1 tonna shlaka 2-2,5 m sarflanadi, granullangan shlakning namligi 4-7% tashkil qiladi. Granullargan shlaklar bilan aralashtirilgan shlakli bog‘lovchi moddalar shlakoportlandsement ishlab chiqarishda ko‘llanadi.

2. 
   Shlakoportlandsement tarkibi, islab chiqarish va qo‘llash sohalari
   

Bu portlandsement klinkerni domna yoki elektrotermofosforli shlak va ikki suvli gips bilan birgalikda tuyib olinadigan gidravlik bog‘lovchi moddadir. Shlakoportlandsementga shlak massa bo‘yicha 21% dan kam va 60% dan ortiq bo‘lmagan miqdorda qo‘shiladi. 300 markali shlakoportlandsementga shlak massa bo‘yicha 60% dan ortiq, ammo 80% dan ko‘p bo‘lmagan miqdorda qo‘shiladi.
Gipsni bog‘lovchi moddalarning tutib qolishini tezlashtirish uchun kiritiladi. Uning narxi portlandsement narxidan 15 - 20% arzon bo‘ladi. Bugungi kunda ishlab chiqarilayotgan sementning 25% ini shlakoportlandsement tashkil qiladi.
Klinker olishda shlakldan gilli komponent sifatida foydalanish maqsadga muvofiqdir. Bunday klinker tayyorlashda shlak avval 600 - 700⁰S dan ortiq bo‘lmagan haroratda quritiladi, 1 - 2% namlik qolguncha, qolgan ishlab chiqarish jarayonlari esa portlandsement zavodlarida qo‘llaniladigan jarayonlar kabi kechadi.
Quritilgan shlak, portlandsement klinkeri va gips o‘lchab sharli tegirmonda tuyiladi.