)»乂 םבםב 乂«(
صديق الروح
يعتبر الاسمنت أول رابطة مائية هيدروليكية مستعملة في هذا العصر.يستعمل في صنع الخرسانة والملاط وكل مشاريع البنايات السكنية الاجتماعية ،والأشغال العمومية المائية والطرقات. تعتبر صناعة الاسمنت من الصناعات الإستراتجية.وهي مع ذلك صناعة بسيطة مقارنة بالصناعات الكبرى،وتعتمد على توفر المواد الخام اللازمة لذلك.
تعريف الاسمنت
لمحة تاريخية
تركيبة الاسمنت
الخليط الأساسي لصناعة الاسمنت يتكون من :
تعريف الاسمنت
هو عبارة عن مادة اصطناعية تتكون من مواد أولية ، تتحول تلك المواد تحت تأثيرالحرارة إلى مادة جديدة اصطناعية . والاسمنت هو تلك المادة الناعمة التي تملك خواص تماسكية وتلاصقية بوجود الماء مما يجعله قادرا على ربط مكونات الخرسانة بعضها ببعض.
لمحة تاريخية
أول من اخترع الاسمنت المصريون ،وطور من قبل حضارات أخرى حيث استعملوا الجبس ،حيث أضاف يونان إيطاليا رماد البراكين الموجود بمنطقة بوزلس ، ثم طوره الرومان وعمموه إلى نهاية العصر الحاضر.الاسمنت هو مزيج من الجير مثل القرميد والآجر المكسرة ،مضافة إلى الطين. la pouzzolane(هي أرض بركانية لمنطقة بوزون بناحية نابل بإيطاليا)،وهذا مستعمل كثيرا كمزيج ،الاسمنت لم يعرف كما هو موجود الآن ،حتى القرن 19، ثم قام العالم louis Vicat بكشف لغز الرطوبة في الجير في العام 1817والمتعلقة بالاسمنت التي كانوا يسمونها الجير المميه. والجير المحدود في 1840. البحوث التي أجريت في نهاية القرن 18للوصول إلى النتائج الحالية في صناعة الاسمنت الحديث في عام 1840،كانت تتعلق بالجير المقوى (غير مميه)لا يمتزج بالماء ،أما الجير المميه فيه كمية من الماء وهو مشبع بالطين،يتصلب ويجف بسرعة ولكن يتحلل إذا لم يشوى إلى درجة الذوبان. وفي العام 1976 اكتشف العالم james parker على جزيرة شايبي ببريطانيا العظمى ،الاسمنت السهل (وهو عبارة عن جير مميه أو اسمنت طبيعي ينصهر بسرعة عند درجة انضاجه عند 900°Cكسائر الجير الطبيعي العادي ).وأعطاه اسم الاسمنت الروماني ،حيث أخذ شهرة ما بين 1820- 1920تقريبا. وفي العام 1824العالم البريطاني joseph aspalin أودع براءة لصناعة الجير المميه وأطلق عليه الاسمنت البرتلاندي نسبة إلى أعالي شبه جزيرة بورتلاند الموجودة على ضفاف بحر المانش الذي يفصل بين فرنسا وبريطانيا. إن أول مصنع للاسمنت اخترع بواسطة dupont et demarlé في سنة 1846في منطقة boulogne-sur-mer ،ولقد تطورت بعد ظهور مواد جديدة (فرن حركي الدوران حول نفسه) مكسر لكريات الكلنكر ،تطورت وسائل صناعة الاسمنت دون توقف،وفي عام 1870كان إنتاج 1 طن من الكلنكر(المكون الرئيسي للاسمنت ) يستغرق 40 ساعة ،أما الآن فيستغرق 3 دقائق فقط.
تركيبة الاسمنت
الخليط الأساسي لصناعة الاسمنت يتكون من :
- الحجرالجيري (Calcaire)
- الصلصال (d’argiles)
والجير الطيني يملكان مواصفات تقارب 80٪ من الجير ،و20٪من الطين،ومواد علاجية : أكاسيد الحديد (fe2o3)،والبوكسيت (Al2O3)،الرملSiO2) ) وهذه المواد تضاف للوصول إلى التركيبة المرغوبة .
مبادئ أساسية في صناعة الاسمنت
طرق صناعة الاسمنت
الطريقة الرطبة
1 . تكسير وخلط المواد الخام
2 . الطحن
3 . الفرن والمبرد
4 . الطحن النهائي والتعبئة
الطريقة الجافة
تكسير وخلط المواد الخام
الطحن
الفرن والمبرد
الطحن النهائي والتعبئة
الطريقة شبه الجافة
كيمياء الاسمنت
مبادئ أساسية في صناعة الاسمنت
تحتوي الاسمنت على مادتين أساسيتين هما الكلس والطين هذاالأخير نضيف إليه مواد أساسية هي السليس ،والألمين وأكسيد الحديد.
مادتي الكلس والطين تسحقان في آلات السحق وتمزجان مع بعضهما البعض بنسب يحددها المخبر ويطحنان في آلات الطحن ثم نمررهما عبر الفرن الذي تبلغ درجة حرارته حوالي 1430°م. فنحصل حينئذ على مادة الكلنكر .نضيف لهذه المادة مواد أخرى .وندخلها في آلة الطحن من بعدها نحصل على مادة الاسمنت التي توضع باكياس ثم تعبأ.
مادتي الكلس والطين تسحقان في آلات السحق وتمزجان مع بعضهما البعض بنسب يحددها المخبر ويطحنان في آلات الطحن ثم نمررهما عبر الفرن الذي تبلغ درجة حرارته حوالي 1430°م. فنحصل حينئذ على مادة الكلنكر .نضيف لهذه المادة مواد أخرى .وندخلها في آلة الطحن من بعدها نحصل على مادة الاسمنت التي توضع باكياس ثم تعبأ.
طرق صناعة الاسمنت
هناك ثلاث طرق لإيجاد المركب الكيميائي الامثل للاسمنت.
الطريقة الرطبة
يتم اختيار المواد الخام وتمزج بالماء لتعطي ناتج معلق تصل درجة حرارة المواد الخام (1430-1650)°م،ويتشكل الكلنكر عند (1480 )°م تعتمد هذه العملية على:
1 . تكسير وخلط المواد الخام
تكسر المواد الخام من الحجر الجيري والسيليكات ،والطين والأتربة السطحية،بواسطة الكسارات،ثم تنحل وتنقل ،ليتم تخزينها على هيئة أكوام في مناطق مفتوحة أو مغطات .
2 . الطحن
تنقل المواد الخم في طواحين المعلقات،حيث تخلط بالمياه ويستمر طحن المعلق حتى يصل إلى درجة النعومة المطلوبة ،ينقل المعلق بعد ذلك إلى صوامع التخزين ،حيث يصبح متجانسا بعد الضبط النهائي لمكوناته،و تأخذ منه عينات بشكل دوري لضمان مطابقة تركيباته المواصفات،ثم ينقل المعلق إلى أحواض المعلقات ،حيث تقوم طواحين بتحويله إلى خليط متجانس.
3 . الفرن والمبرد
يسحب المعلق من قاع الأحواض إلى فتحة تغذية الفرن الدوار (الفرن الأسطواني الطويل )،مبطن من الداخل بطوب حراري ،ويدور ببطء يميل قليلا عن المستوى الأفقي.ويسمح هذا الميل بدفع محتويات الفرن أثناء الدوران إلى الأمام.وتتولد عند الطرف الأمامي (الأسفل)،من الفرن غازات احتراق عالية الحرارة تتدفق إلى الجزء الأعلى (الخلفي) من الفرن في التيار المعاكس لحركة محتويات الفرن المندفعة إلى الأسفل،ويتم تبريد الكلنكر بواسطة مبرد هوائي.
4 . الطحن النهائي والتعبئة
ينقل الكلنكر إلى طواحين كور،حيث يضاف إليه الجبس ويطحن ،ثم يعبأ في أكياس.
الطريقة الجافة
لقد أخذ استخدام العمليات الجافة لصناعة الاسمنت في الانتشار ليحل تدريجيا محل العمليات الرطبة، بسبب الوفرة في الطاقة التي تتميز بها العمليات الجافة،والدقة في عمليات التحكم وفي خلط المواد الخام،دون إضافة الماء. عمليات التشغيل الرئيسية في هذه الطريقة هي :
تكسير وخلط المواد الخام
تكسر المواد الخام من الحجر الجيري والسليكات ،والطين والأتربة السطحية بواسطة الكسارات ،ثم تنحل وتنقل، ليتم تخزينها على هيأة أكوام في مناطق مفتوحة أو مغطاة.
الطحن
يتم ادخال المواد الخام في مجفف دوار ،حيث تجفف بواسطة الهواء الساخن أو العادم الناتجة عن تشغيل الفرن،ثم تطحن المواد الخام في طواحين المواد الخام وتنقل إلى صوامع تخزين ما قبل الخلط،حيث تصبح متجانسة بواسطة الهواء المضغوط،بعد ذلك تنقل المواد الخام المتجانسة من صوامع التخزين ما قبل الخلط إلى صوامع التخزين.تتم عملية الخلط بنسبة 30٪طين،و70٪حجر جيري.
الفرن والمبرد
تسحب المواد الخام المتجانسة من قاع صوامع التخزين إلى فتحة التغذية برج التسخين الابتدائي ذي المراحل المتعددة ،وقد يصل ارتفاع البرج 120م. يستخدم الغاز الطبيعي أو المازوت كمصدر للطاقة الحرارية،كما يستخدم الهواء الساخن الناتج عن تبريد الكلنكر كمصدر اضافي للحرارة .يميل الفرن قليلا على المستوى الأفقي بحيث يسمح بحركة بطيئة للمواد الصلبة إلى الأسفل،فتقطع المسافة إلى فتحة التغذية الموجودة بأعلى الفرن إلى الطرف السفلي (جهة الاحتراق) حيث تتولد غازات الاحتراق عالية الحرارة في فترة زمنية تتراوح مابين( 1-3) ساعة ،بينما تتحرك غازات الاحتراق إلى الأعلى في التيار المعاكس لحركة المواد الصلبة.فتعمل غازات الاحتراق الساخنة على تسخين المواد الخام،عند فتحة تغذية الفرن وتوفر كربونات الكلسيوم.
الطحن النهائي والتعبئة
ينقل الكلنكر إلى طواحين كور حيث يضاف إليه الجبس ويعبأ في أكياس.
الطريقة شبه الجافة
الطريقة شبه الجافة هي حالة خاصة من العمليات الجافة ،حيث يستخدم الفرن(ليبول كيلن) أو الفرن المزود بعمود ،وفي الحالتين تشكل المواد الخام المطحونة في العمليات الجافة،على هيئة حبيبات تتراوح قطرها بين( 10-15)مم ،حيث يضاف إليها 13٪ من المياه .
كيمياء الاسمنت
للاشارة إلى مراحل نستعمل عادة اشارات مختصرة ،ونرمز لها ب
هذه هي: Fe2O3)F ، (Al2O3) A ، (Sio2) S ( chaux ) Cao C) المكونات التي نصادفها في صناعة الاسمنت،نذكرها.
هذه هي: Fe2O3)F ، (Al2O3) A ، (Sio2) S ( chaux ) Cao C) المكونات التي نصادفها في صناعة الاسمنت،نذكرها.
- أليت:.(C3S) : (CaO)3(SiO2)
- ألومنات: (C3A) : (CaO)3(Al2O3)
- بوليت:C2S): (CaO)2(SiO2)
- الكلس: (CaCO3)
- سليت: .Céliteزالت تسمية السليت C4AF .
- الجيرالحر: تكون شدتها عادة أقل من 2% من كتلة الكلنكر.CaO
- فوغيت:أحيانا تكون (C4AF ): (CaO)4(Al2O3)(Fe2O) الألمينوفوغيت أو بغونميليغيت
(CaO)2FeAlO3 )هذه نصف تركيبة.
- جيبس: ، (CaSO4).(H20) يسخن عند الدرجة(60-200)°م
- بيغيكلاس :MgO
- بوغتلونديت : يساهم في هدرجة الجير الحر.2(Ca(OH) هيدروكسيد الكلسيوم
- الرمل: السيليس(SiO2)
التركيبة الكيميائية للاسمنت (المواد المذكورة سابقا تساعد صلابة الاسمنت و تشده لشهور
أنواع الاسمنت
اقتصاد الاسمنت
تأثير مصنع الاسمنت
التأثير على صحة الانسان
مرض تشبع الرئة بالأمينت ASBSTOSE
طرق الوقاية
مرض تصون الرئة (silicose )
طرق الوقاية
مرض التهاب الجلد
طرق الوقاية
التأثير على حاسة السمع لدى الانسان
طرق الوقاية
التأثير على صحة الحيوانات
التأثير على النبات
شركات الاسمنت
شركات الانتاج
النوعية النهائية المقدرة بواسطة قيمات محسوبة انطلاقا من التركيبة.
أنواع الاسمنت
هناك 27 نوع للاسمنت
•إسمنت المداخين العالية
•اسمنت حليبي(رماد) أواسمنت مركب CEMV))
•الاسمنت الأبيض (يختلف في تركيبه )
•لاسمنت البورتلاندي العادي.
•الاسمنت البورتلاندي المركب
•الاسمنت البورتلاندي المتصلب في درجة الحرارة العالية و مقاوم للكبريتات
•الاسمنت سريع التصلب
•الاسمنت البورتلاندي منخفض الحرارة
•الاسمنت البوزولاني
•إسمنت المداخين العالية
•اسمنت حليبي(رماد) أواسمنت مركب CEMV))
•الاسمنت الأبيض (يختلف في تركيبه )
•لاسمنت البورتلاندي العادي.
•الاسمنت البورتلاندي المركب
•الاسمنت البورتلاندي المتصلب في درجة الحرارة العالية و مقاوم للكبريتات
•الاسمنت سريع التصلب
•الاسمنت البورتلاندي منخفض الحرارة
•الاسمنت البوزولاني
اقتصاد الاسمنت
تستهلك طاقة كبيرة ولا تحتاج إلى يد عاملة ، و عملية نقله و تسويقه عن طريق البر باهظة الثمن ، أما عن طريق المحيطات فهي سهلة .
تأثير مصنع الاسمنت
التأثير على صحة الانسان
الأمراض الناتجة من جراء صنع الاسمنت والتعامل مع مادة الأمينت ،التي هي بمثابة أمراض خطيرة تؤدي إلى الموت ومن بينها
مرض تشبع الرئة بالأمينت ASBSTOSE
هو عبارة عن تليف خطي يصيب الشعيبات التنفسية والرئة ،ينتج عن استنشاق غبار الأمينت وهذا باختلاف حجمه، إذ أن الجزيئات ذات الحجم المتوسط والكبير أكبر من (10ميكرو) هي أكثر سببا في حدوث عملية التليف .
طرق الوقاية
- يتم العمل في جو رطب أو في أجهزة مغطاة موضوعة في أماكن منخفضة . - يجب على العمال أخذ أقنعة مضادة للغبار . - يجب مراقبة الجو أو الهواء على الأقل مرة واحدة في الشهر . - لايمكن قبول أي عامل بدون شهادة الكفاءة من طرف طبيب العمال ، وهذه الشهادة يجب أن تجدد على الأقل مرة في السنة . - لا يتم قبول العمال الذين تقل أعمارهم عن 18 سنة ،والذين يعانون من عجز كلي أومن حالة صحية سيئة .
مرض تصون الرئة (silicose )
هذا المرض ناتج عن استنشاق غبار أكسيد السليسيوم أو السليس الحر((sio،وهذا الأخير هو الوحيد الذي يسبب مرض تصون الرئة، إذ أن الأعمال التي تعطي أغبرة تحتوي عليه ،وهو عبارة عن جزيئة قطرها أقل من (5ميكرو)، ويبدأ الخطر عندما تفوق عدد الجزيئات 3000-4000 جزيئة في (السنتميتر المكعب)،من الهواء.
طرق الوقاية
الوقاية من هذا المرض لايوجد أي علاج بإمكانه أن يوقف من عملية التليف الرئوي .إلا بابعاد العامل عن المغبرة .
مرض التهاب الجلد
هذا المرض هو أكثر الأمراض المهنية ويسبب الالتهابات الجلدية والأشخاص المعرضون لهذه الإصابات هم الذين يتعاملون مع الاسمنت والحاملين لها في مصنع الاسمنت . حيث تلاحظ هذه الالتهابات على مستوى الرقبة والكتفين للأشخاص الذين يقومون بنقل الاسمنت وخاصة في أيام الجو الحار.للاسمنت شدة قاعدية ph>10) ( لذلك لها دور حارق والتهابي على مستوى المسالك التنفسية مسببا التهاب مخاطية الأنف الذي يمكن أن يتطور إلى ثقب في حاجز الأنفي والتهاب التشعيبات الهوائية وان كان هذا التعرض للغبار شديد وطويل المدى يؤدي إلى التهابات الشعيبات الهوائية المزمنة (bronchite). - ومن الأعضاء الأكثر عرضة للالتهاب الجلد نجد : (الظهر،اليدين ،الأصابع،الأظافر،الأقدام ،الوجه)،وعلى مستوى العين يؤدي إلى التهابات حادة كالتهاب الأنسجة الضامة والجفون ،وتظهر في نوع من الحساسية (كالتهاب العين الحاد،الدموع ،ورم يلاحظ على حاجب العين).
طرق الوقاية
- يجب أن نقلل من اتصال الجلد بالاسمنت باستعمال قفازات و الكليمات الحامضية و الدهنية. - العناية الجسدية الجيدة مع غسل اليدين بماء نقي . - كل لطمة جلدية يجب أن تعالج بصورة جيدة . - يجب على العمال الجدد العاملين بالاسمنت أن يخضعوا لانتقاء طبي ، إذ أن الأشخاص الذين يملكون بشرة حساسة لا يمكن لهم أن يعملوا في هذه الأماكن . - يجب أن تتوفر في العمال صحة المسالك التنفسية التي يقوم على رعايتها الطبيب خلال عدة فحوصات دورية منتظمة .
التأثير على حاسة السمع لدى الانسان
الضجيج يشكل مشكل صحي لعمال المصنع و السكان المجاورين و يستطيع أن يشكل لهم أمراض كارتفاع ضغط الدم .
طرق الوقاية
- يجب التدخل على مستوى الآلة أو التجهيز بوضع مواد أو تغيير بعض القطع . - يجب عزل الآلات الأكثر ضجيج في أماكن خاصة . - يجب على العمال ارتداء أقنعة و غلاقات الأذن .
التأثير على صحة الحيوانات
لغبار الاسمنت تأثير كبير على صحة الحيوانات ، حيث يكون غذائها مزيج بين العشب و الاسمنت ، وبالتالي يقضي على دورتها الوراثية .
التأثير على النبات
ان من أخطر سلبيات صناعة الاسمنت هو التأثير السيء على البيئة وتهديد المجال المحيط به من خلال الافرازات التي تطرحها الوحدات الصناعية من فضلات غازية وسائلة التي لها تأثير سلبي على الغطاء النباتي كتراكم طبقة سميكة من غبار الاسمنت على اوراق الأشجار فيؤدي هذا إلى إنتاج رديء للخضر والفواكة، إضافة إلى خطر تسمم الإنسان عند تناولها، وكذلك الحيوان عند تناول الأعشاب.
شركات الاسمنت
شركات الانتاج
ترتيب شركات صناعة الاسمنت عالميا في نهاية 2005 كما يلي:
lafarge : فرنسا تحتل المرتبة الأولى عالميا
Holcim : سويسراتحتل المرتبة الثانية عالميا.
Cemeux :المكسيك تحتل المرتبة الثالثة عالميا.
Heidelberg Cement :ألمانيا تحتل المرتبة الرابعة عالميا.
Italcementi :إيطاليا تحتل المرتبة الخامسة عالميا.
lafarge : فرنسا تحتل المرتبة الأولى عالميا
Holcim : سويسراتحتل المرتبة الثانية عالميا.
Cemeux :المكسيك تحتل المرتبة الثالثة عالميا.
Heidelberg Cement :ألمانيا تحتل المرتبة الرابعة عالميا.
Italcementi :إيطاليا تحتل المرتبة الخامسة عالميا.
منقول عن موسوعة ويكيبيديا
تحياتي للجميع ,,
