Узбекистон республикаси олий ва урта махсус таълим вазирлиги карши мухандислик иктисодиет институти

МАВЗУ 10  ТАМПОНАЖ МАТЕРИАЛЛАРИ.

Тампонаж деб- кайсики материалларни сув билан аралашиш жараенида суспензия (одатда уларни эритмалар деб аталади) хосил килиб, кудук шароитида вакт утиши билан умуман утказмас мустахкам жинсли хосил килишга айтилади.

Тампонаж материаллари кудукни кувур орти бушлигини тулдириш ва барча утказувчан жинсларни бир-биридан изоляция килиш учун; кувур орти буйлаб бир катламдан бошка бир катламга суюклик (газ) окимини утишини олдини олиш еки бартараф этиш учун ; ювувчи суюклик ютилиши мумкин булган каверноларни, ерик ва бошка каналларни тулдириш учун; химоя тизмасини ташки кисмини катлам сувлари (газлари) коррозиясидан химоялаш учун химоя тизмасига катта мустахкамлик бера олиш учун ; доимий еки (вактинчалик туташувчи цемент куприги) кудук стволида турли максадларда барпо этиш учун.
Утказувчан катламларни ажратиш учун ишлатиладиган тампонаж материаллари куйидаги катор талабларга жавоб бериш лозим :

1. 
   Бундай материални суспензияси вакт оралигида енгил хайдалиши, яъни кудукни белгиланган оралигигача транспортировка килиниши, тинч холатда эса седиментацион мустахкам булиши керак.
   
2. 
   Кудукка сузпензияли транспортировка килиш тугаши захотиек, киска муддат ичида хатто атроф-мухитни харорати 0 с дан паст булса хам умуман утказмас каттик жисмга айланиб колиши керак .
   
3. 
   Суспензия хажми унча катталашмасдан еки муайян кудук шароитида хажмини йукотмасдан каттик жисмга айланиб колиши керак.
   
4. 
   Суспензиядан хосил булган каттик жисм юкори эластиклик, узок муддатли, катлам сувлари (газлар) билан алокада булган жараенда коррозияга карши чидамли булиши керак.ъ
   

5. 
   Бу каттик жисм кудукни ишлаш даврида руй бериши мумкин булган хароратни барча барча узгариши жараенида коррозияга карши мустахкамлигини ва утказмаслик хусусиятини, узини механик хоссаларини саклаб колиши керак.
   

6. 
   Химоя тизмаси ортида ва тизма оралигида, кудук деворларида хосил килинган жипслашиши ва мустахкамлиги кудукни ишлаш даврида хосил булган кучларга етарлича карши тура олиши керак.
   
7. 
   Тампонаж материаллари танкис булмаслиги ва киммат булмаслиги лозим, чунки уларни ишлатиш эхтиежи жуда юкори .
   
8. 
   Агар тампонаж материали кудукда куприк кушиш учун ишлатилса, уни суспензиясидан хосил булувчи тош юкори мустахкамликка ва каттикликка эга булиши лозим.
   

Тампонаж материаллари ГОСТ 25597 – 83 буйича, куйидаги куринишдаги гурухларга ажратилади : клинкер таркиби буйича ишлатилиш харорати, улардан тайерланадиган эритмани уртача зичлиги, тампонаж тошини агрессив мухитга чидамлилиги, котишда хажмий деформацияларга бардошлилиги ва хокозолар.
Бу материаллар клинкер таркибига боглик холда учта гурухга булинади :
- асосида портландцемент клинкери булган цементлар ;

• 
  асосида гилтупрок клинкери булган цементлар ;
  
• 
  клинкерсиз цементлар . (клинкер деб – махсус танлаб олинган айрим табиий материалларни юкори хароратда пиширишда хосил булган сунъий тошга айтилади ).
  

Хароратга боглик холда цементни ишлатилиши куйидагича фаркланади :

• 
  паст хароратли (15* дан - паст) ;
  
• 
  нормал хароратли (15*С дан – 50* С гача ) ;
  
• 
  урта хароратли (50* С дан – 100* С гача) ;
  
• 
  юкори хароратли (100* С дан – 150* С гача);
  
• 
  баланд хароратли (150* С дан – 250* С гача):
  
• 
  ута баланд хароратли (250* С дан юкори) ва
  
• 
  циклик узгарувчан хароратли цементлар .
  

Тампонаж цементларидан тайерланган цемент эритмасини уртача зичлигидан келиб чиккан холда уларни зичлиги куйидагича ;

• 
  енгил (1400 кг/м дан кичик) ;
  
• 
  енгиллаштирилган (1400 дан – 1650 кг/м гача);
  
• 
  нормал (1650 дан – 1950 кг/м гача);
  
• 
  огирлаштирилган (1950 дан – 2300 кг/м гача);
  
• 
  огир (2300 кг/м дан юкори).
  

Тампонаж портландцементлар ГОСТ 1581 – 85 га мувофик уч хил хароратга мулжаллаб чикарилади : паст ва нормал хароратли, урта хароратли ва юкори хароратли .

Портландцемент деб – минералогик таркиби аник булган кукунни, сувли суспензияси хавода хам, сувда хам котиш хусусиятига эга булишига айтилади. Портландцементни ишлаб чикариш учун куйидаги микдорли тог – жинси аралашмалари олинади : 60 – 75 % СаО, 17 – 25 % SiO, 3 – 10 % Al O ; 2 – 6 % Fe О ва унча куп микдорда булмаган бошка аралашмалар кушилади. Булар махсус печларда 1300 – 1400 * С хароратда куйдирилади, хосил булган тош, клинкер тегирмонда майдаланади. Майдаланган клинкерга оз микдорда гипс шунингдек инерт ёки актив кушимчалар портландцементни турига боглик холда кушилади.
Клинкерни минераллари булиб, белит, алит, целит хизмат килади.
Шлакли цементлар. Уларни асосини майдаланган гранулали металлургия шлаклари ташкил этади. Шлакли цементлар тоза холда кудукларни мустахкамлаш учун ишлатилмайди, базали цемент сифатида домна шлакларини гранула кукун холатида кварц куми ва портландцементи кукуни кушилади. Металлургия шлаклари катъий бир доимий булган таркибга эга эмас, аммо уларни таркибида клинкер таркибига кирувчи уша оксидлар булиб, факат микдорий нисбати билан фарк килади.
Масалан, асосий домна шлакларида оз микдорда кальций оксиди, мухим ковушкоклик компоненти булган – унча юкори булмаган хароратда кам фаолли кальций икки силикати ташкил килади.
Домна шлаки, кварц куми ва портландцемент клинкерини кушиб майдалаб олиш усулидан хосил булган тампонаж цементи – Ш П Ц С –120 шифри остида ишлаб чикарилади .
Бу томпонаж цементи харорти 80 * С дан 160* С гача булган кудукларни цементлашда ишлатилади. Тампонаж цементи таркибидаги портландцемент тампонаж кукунини сув билан узаро таъсир реакциясини тезлаштириш вазифасини бажаради.
Юкори хароратлар (160* - 250* С ) учун шлакли кумли – (шлак ва кумни биргаликдаги кукунини клинкер кушмасидан тайёрланган холда ишлатилади). Шлакокумли цементни зичлиги такрибан 2800 кг/м3 га тенг.
Белито – кремноземли цемент, кальций икки силикати ва солиштирма юзаси 200-300 м2/кг гача булган кварц куми материалларини янчиш йули оркали олинади; янчиш жараёнида 1 – 2 % бентонит кушилади. Бу цемент 150* дан 300*С гача хароратда ишлатилади .
Базали цементлар тоза холда зичлиги 1750 дан 1950 кг/м3 гача булган тампонаж эритмасини тайёрлаш учун, хамда бошка материаллар билан огирлаштирилган, енгиллаштирилган, кенгайувчи, юкори хароратли, юкори коррозияга чидамли, толали (волокнистых) ва бошка цементларни тайёрлашда фойдаланилади.
Глиноземли цементлар – кальций карбонат ва бокситни куйдириб пишириш йули билан олинган материални янчиб кукун килинганидир . Майдаланган шу кукун ва гипс икки оксиди 3 : 1 пишириш нисбати билан гипсли глиноземли цемент олинади. Бу цементларни ковушкоклик хоссасини асосий минерали булиб, CaO. Al O бир кальцийли алюминати хизмат килади ва бу минераллар 50% ни ташкил этади.
Бу цементлар харорати 25* С дан юкори булмаган кудуклар учун ишлатилиши мумкин . Уларни хусусиятлари : паст паст хароратли мухитда тез бирикувчи, тез котувчи ва айрим турдаги агрессив катлам сувларида юкори коррозион чидамлиликка эга.
Юкори хароратлар учун портландцементли аралашмалар.
Тампонаж портландцементларни иккита камчилиги мавжуд:
а) хароратни тахминан 60* С га кутарилиши натижасида вакт утиши билан цемент тошини максимал мустахкамлиги камаяди, утказувчанлиги ортади;
б) агрессив катлам сувлари билан алокада булган жараёнда коррозион чидамлилиги юкори эмас. Бу камчиликларни бартараф этиш учун клинкерни янчиш жараёнида ёки портландцементни узига 30-50% (цементни массасига нисбатан) кварц куми ёки домна шлаки кушиш зарур.
Бундай модификацияли портландцемент аралашмаси 160* С хароратгача ишлатилади.
Енгиллаштирилган цемент аралашмалари.
Базали цементдан тайёрланадиган эритмаларни зичлигини 1800 кг/м гача узгартириш мумкин. Енгиллаштирилган цемент аралашмалари зичлиги кичик булган тампонаж эритмаларини тайёрлаш учун белгиланган. Енгил аралашмаларини тайёрлашни бир нечта усуллари мавжуд:
а) янчиш жараёнида клинкер (шлак) га ёки тугридан – тугри базали цементга куп микдорда сувни боглаб туриш кобилиятига эга булган минерал моддаларни кушиш;
б) базали цементга зичлиги кичик булган (нефт кокоси, гильсонит, асфальтлар, битумлар ва хоказолар) майда фракцияли каттик моддаларни кушиш;
в) базали цементга газ билан тулдирилган (перлит, пламилон, кварцли микробаллонлар ва х.к.з. лар) ёпик говакли майда гранулалар кушиш;
г) махсус ковушкок синтезлар.
Хозирги кунда биринчи усул кенг таркалган клинкерга (шлакка) ёки базали цементга минерал кушимча сифатида гиллар (бентонит, полигоскит, гидрослюиллар ва бош.), кремноземли материаллар (диатомит, трепел, опоки, силикагель), вулкондан хосил булган материаллар (пемза, вулкон куллари, туфлар), карбонат материаллар (охактош, бур) кушилади. Бу материаллар унча катта булмаган мустахкамликка эга ва солиштирма юзаси (1000м /кг. гача ва ундан юкори) булган, тез янчиладиган хусусиятга эга. Энг катта солиштирма юзага ва энг юкори сувни бириктириш хусусиятига дастлаб гиллар, сунгра кремноземли кушимчалар эгадир.
Портландцемент аралашмаларини гилли материаллар билан аралаш-ганини одатда гельцементлар аташ кабул килинган. Гельцементлар аралашмаларини асосан харорати 80* С гача булган пудунларда ишлати-лади. Палигорскитли гиллар кушилган шлакли цементлар 60* С дан 250* С гача булган хароратли кудукларда ишлатиш мумкин.
Портландцемент аралашмасига кремноземли кушимча кушилган булса 50 дан 160 С гача,белитли кремноземли цемент кушилган булса 100 дан 300 С гача хароратда ишлатилади.
Юкорида курсатилган хароратли диапозонларда бир хил шароитларда, кремноземли кушимчали аралашмаларда гилли кушимчали аралашмаларга нисбатан тошни сунгги мустахкамлиги юкоридир.
Енгил аралашмаларни умумий камчилиги шундан иборатки,тампонаж эритмасининг зичлиги камайиши билан хосил булган тошни мустахкамлиги камаяди, утказувчанлиги ортади.
Газга туйинтирилган ёпик говакли гранулалар мухитни юкори босими таъсири натижасида кисман емирилиши, тампонаж эритмасини зичлигини камайтириш самарасига сезиларли даражаси тескари таъсир килади. Масалан, атмосфера босими таъсири остида цемент эритмасига 15% перлит кушилганда эритманинг зичлиги 1250 кг/м га етса, 7 МПа босим остида шу эритманинг зичлиги 1450 кг/м га кутарилади; цементни массасига нисбатан эритмада 8% ни хосил килувчи помилонли эритма атмосфера босими остида 1200 кг/м га етса, 60 МПа дан юкори босим остида шу эритмани зичлиги 1450 кг/м гача ортади.

Огирлаштирилган цемент аралашмалари.

Огирлаштирилган аралашма портландцемент клинкери билан ёки гранулаланган домна шлаклари билан зичлиги юкори булган (4000кг/м ва ундан юкори) минерал кушимчаларни биргаликда кушиб янчиш йули билан таёрланади. Бундай кушимчалар сифатида барит, темир ва айрим холларда кургошин маъданлари ишлатилади .
Толасимон цементлар. Бу аралашма базали цементга толасини узунлиги 2-4мм.ли булган асбестли чикиндиларни кушиш йули билан олинади.Бундай аралашмалар кудукда дарзли тог-жинсли мавжуд ораликларни цементлашда ишлатилади.
Емирилишга чидамли цементлар. Портланд цемент тоши катлам сувлари билан алокада булиши жараёнида эритмадаги энг куп эрийдиган компонентларни ишкорланишдан катионлар алмашинувидан емирилиши мумкин. Масалан, калций гидрооксид (ишкорий емирилиш), магний ионлари таъсири остида тартибда кимёвий узгаришлар юзага келади (магнезиал емирилиш), сулфат ионлари (сулфатли емирилиш), ва сулфидлар(сулфидли емирилиш) таъсири натижасида алмашиши руй беради. Емирилишга чидамлилик деб-бирор цемент, аралашма ёки тошни барча емирилишларга ёки емирилишни айрим турларига юкори чидамлилиги билан фарк килишга айтилади. Демак, нихоятда емирилишга чидамли цементлар булиб, глиноземли цементлар хисобланади. Ишкорий емирилишга юкори чидамликка эга булган цементларни ёки аралашмаларни тоши таркибида умуман кальций гидрооксиди мавжуд булмаслиги лозим. Магний хлориди, кальций ва натрийга туйинган катлам сувлари ва тог жинслари билан алокада булган жараёнларда шлакли ва шлакакумли цементлар емирилишга чидамли хисобланади.
Кенгаювчи аралашмалар. Бундай аралашмаларни котиш жараёнида хажмни ошириш учун тампонаж эритмаларини тайёрлашда ишлатилади. Шартли равишда кенгайтирувчи аралашмаларда иккита гурухга булиш мумкин. Биринчи гурух цементи ёки аралашмаси ишлатилганда кенгайиш жараёни цемент тоши шаклланган,етарли даражада катта мустахкамликка эга булган ва сезиларли даражада пластиклигини йукотган. Бундай материалларга гипсоглиноземли цемент ва 10-20% гипсоглинозем ёки 5-10% магнезит ёки 700-900*Сда куйдирилган доломит билан тампонаж портландцементи киради. Тампонаж тошини кенгайиш катталиги каттик холатда куринишидан 1-1,5% дан ошмастлиги керак; катта кенгайиш окибатида тошда ёрилиш – парчаланиш ва емирилиш руй беради. Иккинчи гурухда эритмани кенгайиши котиш муддатини сунгида яъни цемент тошида кристал панжара хосил булмасидан, тош етарли даражада мустахкамликка эга булмайди ва пластиклигини йукотмасдан кенгаяди.
Кенгайтирувчи кушимча сифатида маълум бир хароратли режимда хом ашёдан куйдириш йули билан олинган магний ва калций оксидлари ишлатилиши мумкин. Демак, 100*С хароратгача ишлатиладиган тампонаж цементига кушимча сифатида 1200*С хароратли жараёнида кальций карбонатдан куйдириш йули билан олинган сундирилмаган охак СаО кулланилади. Кудукни харорати 180*Сгача булганда цементларга ва кум-цементли аралашмаларга кушимча сифатида хромат шлакини 1200*-1300*Сда куйдириш йули билан олинган магний оксиди ишлатилади.
Ундан хам юкори хароратли кудуклар учун 1600*С хароратда куйдириш йули билан олинган магний оксиди кушимча сифатида ишлатилади.
Кам намланувчи цементлар. Цементлар юкори солиштирма юзага ва нихоятда намланувчан. Атмосферадан намни ва углекислотани узига ютиб, тезда хоссасини йукотади, каттик-катик тузилма хосил килади; натижада эритмани хам тошни хам хоссаси узгаради. Цементни хоссасини саклаб колишни усулларидан бири клинкерни янчиш жараёнида цемент кукунини юзасига гидрофоблик ёки намланишини камайтириш учун махсус кушимчалар кушилади. Кудукларни цементлаш учун триэтанолламин билан кайта ишланган кам намланган цемент ишлатилади. Бундай цементлар хам котади ва узок муддатга фаоллигини саклаб колади.