Қазақша рефераттар

Ауа әгі, өндіру технологиясы, түрлері, қасиеттері, қолданылуы.

Ауа әгі: өндірісі, түрлері және сапа көрсеткіштері

Ауа әгі — карбонатты тау жыныстарын күйдіру арқылы алынатын байланыстырғыш өнім. Ауа әгін өндіру үшін карбонаттар құрамындағы балшық мөлшері 6%-дан аспауы тиіс. Шикізат ретінде негізінен кальций карбонаты (әктас) қолданылады.

Негізгі реакция

CaCO3 → CaO + CO2

Әктас 900–1200°C аралығында толық ыдырағанға дейін күйдіріледі. Күйдіру көбіне шахталы пештерде, қатты, сұйық немесе газ тәрізді отын қолдану арқылы жүргізіледі.

Ауа әгінің түрлері

Күйдірілген өнімді әрі қарай өңдеу әдісіне байланысты ауа әгінің келесі түрлері алынады:

  • сөндірілмеген кесек әк;
  • ұнтақталған қайнама әк (сөндірілмеген);
  • сөндірілген ұлпа әк.

Сөндірілмеген ауа әгі

Су тигенде өте тез сөнеді және көп жылу бөледі. Одан алынатын әк қамырының иленгіштігі жоғары болады.

Қоспалардың әсері

Шикізаттағы балшық, кварц, магний қосылыстары және басқа қоспалар көбейген сайын өнім сапасы төмендейді: әк баяу сөнеді, жылуды аз бөледі, қамыр нашар иленеді.

Сөндірілген ұлпа әк қалай алынады?

Сөндірілген ұлпа әк алу үшін күйдірілген әкке көп мөлшерде су қосып, үздіксіз жұмыс істейтін гидратор машинасында сөндіреді. Бұл кезде әк көлемі 2–3,5 есе ұлғайып, өте ұсақ кеуекті ұнтаққа айналады.

Орташа тығыздық

400–500 кг/м³

Түйір өлшемі

микронға жуық

Нәтижесі

беткі ауданы үлкен, су ұстағыштығы жоғары

Ұлпа әктің бөлшектері цемент ұнтағынан да ұсақ болғандықтан, оның су ұстағыш қасиеті және қамырының иленгіштігі жоғары болады.

Әк сапасының негізгі көрсеткіштері

  • активтілігі;
  • сөну жылдамдығы;
  • сөнбеген түйірлер мөлшері.

MgO мөлшеріне қарай жіктелуі

Магний оксидінің мөлшеріне байланысты әк кальцийлі, магнезиялы және жоғары магнезиялы (доломитті) болып бөлінеді. MgO көбейген сайын әктің активтілігі төмендейді.

Сөну жылдамдығы бойынша

  • тез сөнетін — 8 минутқа дейін;
  • орташа сөнетін — 25 минутқа дейін;
  • баяу сөнетін — 25 минуттан ұзақ.

Ауа әгінен дайындалатын ерітінділердің беріктігі

Ауа әгінен дайындалатын құрылыс ерітінділерінің беріктігі салыстырмалы түрде төмен:

Сөнген әктен жасалған ерітінді

26 тәулік ауада қатайғаннан кейінгі сығуға беріктігі: 0,4–1 МПа.

Ұнтақталған сөнбеген әктен жасалған ерітінді

Сығуға беріктігі: 5 МПа-ға дейін.

Сондықтан ауа әктің сорты беріктігімен емес, негізінен оның құрамдық көрсеткіштерімен бекітіледі.

Сорт талаптары

I сорт

CaO + MgO: ≥ 90%
Сөнбеген түйір: ≤ 7%

II сорт

CaO + MgO: ≥ 80%
Сөнбеген түйір: ≤ 11%

III сорт

CaO + MgO: ≥ 70%
Сөнбеген түйір: ≤ 14%

Магнезиалды байланыстырғыш заттар

Магнезиалды байланыстырғыш заттарға каустикалық магнезит және каустикалық доломит жатады.

Каустикалық магнезит

Табиғи магнезитті 750–850°C температурада күйдіріп, кейін ұнтау арқылы алынады.

MgCO3 → MgO + CO2

Каустикалық доломит

Табиғи доломитті тек магний карбонаты ыдырайтын температураға дейін қыздырып, содан соң диірменде ұнтайды.

Қатайту ерекшелігі және беріктік

Магнезиалды байланыстырғыштардың маңызды ерекшелігі — оларды сумен емес, тұз ерітінділерімен (көбіне хлорлы магний немесе магний сульфаты ерітінділерімен) илеу. Мұндай жағдайда байланыстырғыш тез қатаяды және беріктігі артады: қатайған кезде Mg(OH)2-мен бірге магнийдің су хлоридті қосылыстары да түзіледі (мысалы, 3MgO·MgCl2·6H2O).

Беріктік көрсеткіші

Магнезиалды байланыстырғыштардың сығуға беріктігі: 60–100 МПа.

Олар ксилолит және фибролит сияқты материалдарды (ағаш үгіндісі мен жаңқалары, кенеп сабағы және басқа өсімдік талшықтары негізінде) өндіруде қолданылады: еден төсеуге арналған тақтайлар, еденнің жіксіз негізі, дыбыс және жылу өткізбейтін бұйымдар.

Активті магний тотығы көбейген сайын беріктік артады. Сондықтан каустикалық доломиттің беріктігі каустикалық магнезитпен салыстырғанда шамамен 2 есе төмен.

Сұйық шыны

Сұйық шыны — тығыздығы 1,3–1,5 г/см³ болатын натрий немесе калий силикаттарының сулы коллоидты ерітіндісі; су мөлшері әдетте 50–70%. Сұйық шыны ауада баяу қатады және көмірқышқыл газымен әрекеттеседі: кремний қышқылы коагуляцияланып, гель түзеді.

CO2 әсерінен қатаю

Na2O·SiO2·2H2O + CO2 → SiO2·2H2O + Na2CO3

Қатаюды жеделдету

Қатаю процесін жеделдету үшін қоспа ретінде көбіне кремний фторлы натрий (Na2SiF6) қолданылады. Ол сұйық шынымен реакцияға түсіп, кремний қышқылының гелін тез түзеді.

Жеделдеткішпен реакция

2Na2O·SiO2·6H2O + Na2SiF6 → 2SiO2·6H2O + 6NaF

Силикаттық модуль

Сұйық шынылар кремний тотығының сілті металл тотығына қатынасымен сипатталады. Бұл қатынас сұйық шыны модулі (силикаттық модуль) деп аталады және әдетте 2,6–4 аралығында болады. Құрылыста жиі қолданылатын натрийлі сұйық шыны үшін модуль 3–4.

Өндірудің қысқаша сұлбасы

  1. Кварц құмы мен содадан тұратын шихта 1300–1400°C-та балқытылады.
  2. Балқыған шыны тез суытылып, сынып силикат-глыба кесектеріне айналады.
  3. Силикат-глыба автоклавта 0,6–0,7 МПа қысымда және 150°C температурадағы су буымен ерітіледі.

Қолданылуы

Қышқылға төзімді цемент

Натрийлі сұйық шыны байланыстырғыш ретінде қышқылға төзімді цемент өндірісінде қолданылады. Толтырғыш ретінде кварц, кварцит, андезит, диабаз сияқты қышқылға төзімді материалдар пайдаланылады (мөлшері әдетте 25–30%-дан аспауы керек). Мұндай цементтің сығуға беріктігі 50–60 МПа-ға дейін жетеді.

Отқа төзімді цемент

Натрийлі сұйық шыны негізінде отқа төзімді цемент те алынады: микротолтырғыш ретінде шамот, динас және басқа отқа төзімді материалдардың ұнтақтары қолданылады. Мұндай цемент отқа төзімді бетондар үшін тиімді.

Гидравликалық әк

Гидравликалық әк — құрамында 6–20% балшық қоспасы бар мергельді әктасты 900–1100°C температурада күйдіргенде түзілетін байланыстырғыш зат. Бұл температурада қатты фазалық реакциялар нәтижесінде кальцийдің төмен негізді силикаттары, алюминаттары және ферриттері түзіледі.

Маңызды қасиет

Түзілген минералдар тек ауада ғана емес, су астында да қатайып, тасқа айнала алады.

Құрамында кальций тотығы және аталған минералдары бар гидравликалық әк алдымен 1 тәулік ауада, кейін 21 тәулік суда қатайғаннан соң сығуға беріктігі 1,7–3 МПа-дан кем емес мәнге жетеді.

Қолданылу аймағы

Гидравликалық әк сапасы жағынан портландцементтен төмен болғандықтан, қазіргі кезде кең таралмаған. Ол көбіне қалау және сылақ жұмыстарына арналған төмен маркалы ерітінділерде және кейбір бетон құрамдарында пайдаланылады.