1.2 Жалпы түсініктер

Тұтқыр заттар органикалық, анорганикалық (немесе минералды) және органоминералды (аралас) болып бөлінеді. Анорганикалық немесе минералды тұтқыр заттар ұнтақты күйінде келіп, майда, ірі толтырғыштар, сумен араластырылса, уақыт өтісімен қатайып, бетон деп аталатын жасанды тасқа айналатын ерітінді мен бетон қоспасын түзейді. Анорганикалық тұтқыр затгарға әкті, гипсті, магнезиялық ж.б. тек кебу жағдайда ғана қатаятьш тұтқырлар жатады. Гидравликалық тұтқырлар болса, олар тек ауа бар жағдайда ғана емес, сонымен қатар су ішінде қатаюға және беріктік алуға қабілетті. Оларға гидравликалық әк, портландцемент, саз балшықты цемент, пуццлонды портландцемент, шлакты портландцемент, ұлғайғыш цемент ж.б. жатады.

Тұтқырды сумен араластыра бастағаннан оның қатты жағдайға ауысуына дейінгі уақытты ұстасу кезеңі дейді. Артық қосылған су тұтқырдың қатаюын баяулатады, сондықтан ұстасу уақытын тұтқыр массасынан пайызбен анықталатын цемент қамырының қалыпты қоюлығы жағдайында айқындалады.

Тұтқыр зат сумен араласқан соң, гидратация мен гидролиздің физика-химиялық процестері салдарынан ұстаса бастайды — цемент қамырының қозғалмалығы кемиді. Мұның өзі ұсталу кезеңінің басталуына сай келеді. Цемент қамырының қозғалмалығы толығынан жойылып, оның қатты затқа айналуы — ұстасудың соңына сай келеді. Тұтқырлар ұстасу уақыты бойынша 3 топқа бөлінеді.

Тез ұстасатын — ұстасудың басталуы 3—10 минутта байқалады. Осындай қысқа кезеңде ерітінді мен бетонды дайындап және төсеп үлгеру іс жүзінде мүмкін емес, сондықтан тұтқырларға арнайы ұстасу мен заттың қатаюын бәсеңдететін баяулатқыштарды қосады.

Қалыпты ұстасатын — басталуы 45 минуттан ерте емес, ал аяқта- луы 10 сағаттан кем емес; осындай тұтқырларға әдетте бетондар мен ерітінділерді дайындауда қолданылатын цементтерді жатқызады.

Баяу ұстасатын ұстасуы 10—12 сағат өткен соң басталады. Қолайлы жайғасымдықтағы ерітіңді мен бетон қоспаларын дайындау үшін қосылатын су мөлшерін тұтқырмен химиялық қосылуға керекті шығыннан әлдеқайда молырақ алады. Химиялық реакцияға түспей, бос қалған су мөлшері біртіндеп буланады да, бетонның қуыстылығын өсіреді, оның нәтижесінде бетон беріктігі төмендейді, басқа қасиеттері нашарлайды. Теория бойынша цементтің толық гидрациялануы үшін 18—20% су жеткілікті. Бірақ осындай су мөлшерімен дайындалған ерітінді мен бетон қоспалары кебулеу және қолайлы жайғаспайды.

Тұтқыр заттар гидрация мен қатаю процесі кезінде жылу бөледі. Цемент қамырының қатаю жылдамдығы оның жылу бөлуіне тура пропорционалды. Мысалы, 7 күн бойы қатаюы кезінде Ікг портландцемент 65 ккал (272 КДж) дейін жылу бөледі. Тұтқыр заттардың осы қасиеттері, бетондар мен ерітінділердің салқын жағдайда қатаюында өте пайдалы, бірақ ірі шомбалды бетондық құрылыстар-да, мысалы, гидротехникалық бетонның ішкі бөлігінде температураның өсуі салдарынан (100°С дейін), ішкі және сыртқы қабаттар арасында температураның құлама айырмашылығы орын алады. Бетонның біркелкі салқындамауы деформацияның дамуы мен сызаттануға әкеп соқтырады. Сондықтан гидротехникалық құрылыстарында жылуды аз бөлетін тек арнаулы цементтерді ғана қолданады.

Тұтқыр заттардың құрамында химиялық бірігу барысын көрсететін тізбе 1-суретте көрсетілген.

Минерал тұтқыр заттардың гидратациялық-конденсациялық тұтқырлану барысында тұтқыр заттардың құрамындағы заттар химиялық берік байланыстарға айналып, нәтижеде ерімейтін және берік тас жыныс пайда болады. Осы қату процесі ауалық, гидравликалық және автоклавты тұтқыр заттарға тән болып келеді.

Бүтін конденсациялық тұтқырлану барысында микробөлшектер күйіндегі химиялық байланыстардың беті белсендіріледі, соңынан өзара химиялық құрамы өзгермеген қалпында тұтқырланады, аморфты немесе кристалл құрылымды зат пайда болады. Мұндай топқа гидратацияланған техникалық силикаттар мен алюмосиликаттардың қалдықтары негізінде алынған тұтқыр заттар кіреді (Конденсация — энергияның жинақталуы, яғни зат немесе су буының суға айналуы).

1-сурет. Құрылыста пайдаланылатын