إن المواد الاساسية لصناعة الأسمنت هي عبارة عن مزيج كيميائي مكون من الكالسيوم والألمنيوم والسيليكون والحديد ويشكل اللبنة الأساسية في مواد البناء، ولمعرفة المزيد حول مكونات الاسمنت سيقدم موقع تجارتنا في مقال اليوم شرح مفصل عن المواد الأساسية الداخلة في تركيب الاسمنت، ونسب خلطها وإشغالها للوصل الى المكون الأساسي في عمليات البناء والتشييد في عصرنا هذا.
تعريف الأسمنت
يعرف الأسمنت بأنه خليط مسحوق من مواد لازمة ومستخدمة في عمليات البناء، ويتميز الأسمنت بتحوله من مواد ناعمة مسحوقة الى صلبة بعد خلطه بالماء فينتج عنه بلورات مجهرية أو هلامية تتميز بمساحة سطها الكبير، وهو ما يطلق عليه اليوم الأسمنت الإنشائي الذي يأتي في المرتبة الثاني بعد الأسمنت البورتلاندي.
مكونات الأسمنت
يدخل في تركيب الاسمنت كل من المواد التالية:
- الحجر.
- الطين.
- رمل الطباشير.
- الصخر الزيتي.
- رمل السيليكا.
- خام الحديد.
وتخلط هذه المكونات في فرن دوار بدرجات حرارة عالية لتشكيل مادة صخرية يتم طحنها فيما بعد لتتحول الى مادة الاسمنت المستخدمة في مجالات البناء وتشييد المباني في الهندسة المدنية.
شاهد أيضاً: الحمص الأصفر الصغير وطلبه في الأسواق
الأسمنت البورتلاندي
يستمد هذا النوع من الاسمنت قوته من عملية الترطيب المعروفة بالتفاعل الكيميائي بين الاسمنت والماء، ويمكن شرح عملية الترطيب المعقدة من خلال الفهم الشامل لمكونات الاسمنت البوتلاندي وتركيبته الكيميائية.
مكونات الأسمنت البوتلاندي
يتم تصنيع الاسمنت البورتلاندي عن طريق سحق وطحن المواد التالية بنسب مدروسة وهي:
- الكالسيوم أو أكسيد الجير: وهي خلاصة طحن الحجر الجيري أو الطباشير أو الصخر الزيتي أو الصخور الجيرية ويعبر عنه كيميائياً بالرمز CaO.
- السيليكا: وهو خلاصة طحن الرمل أو الصخور الحجرية أو الزجاجات القديمة ويعبر عنه كيميائياً بالرمز SiO2.
- الألمنيوم: ويستخلص من الألمنيوم المعاد تدويره ويعبر عنه كيميائياً بالرمز Al2O3.
- الحديد: ويستخرج من الطين أو خام الحديد والخردة ورماد البراكين المتطاير ويعبر عنه كيميائياً بالرمز Fe2O3.
- الجبص: ويشكل جزء أساسي من مكونات الحجر الجيري ويعبر عنه كيميائياً بالرمز CaSO4.2H20.
شاهد أيضاً: كيف أبدأ مشروع مصنع سمن
المواد الأساسية لصناعة الأسمنت البورتلاندي
يتم نشر المواد سابقة الذكر وخلطها مع بعضها بنسب مدروسة بدون مكون الجبص CaSO4.2H20 للحصول على خليط كيميائي يتم طحنه وخلطه بإحدى العمليتين التاليتين:
- خلط جاف دون ماء.
- خلط رطب مع الماء.
- بعد الخلط يتم وضع الناتج الكيميائي في فرن بدرجة حرارة 2600 فهرنهايت.
- ينتج عن تسخين الفرن كريّات سوداء الى رمادية اللون تعرف بالكلنكر.
- خلال عملية الصهر تعمل مركبات الألمنيوم المتواجدة في خليط الاسمنت على خفض درجة حراراة انصهار عنصر السيلكا من 3000 الى 2600 درجة فهرنهايت.
- يبرَّد الكلنكر المنتج ويضاف له الجبص ويطحن الخليط الناتج بشكل جيد للحصول على الاسمنت البورتلاندي.
ويتم استخدام صيغة مختصرة للدلالة على المركبات الكيميائية للاسمنت كما في الجدول التالي:
بينما يتكون الكلنكر الناتج من عملية الصهر والسحق قبل إضافة الجبص من التركيب الكيمائي التالي:
وتساهم هذه المركبات الكيميائية في تشكيل خواص الاسمنت البورتلادني بطرق مختلفة وفق مايلي:
ألمنيوم ثلاثي الكالسيوم C3A:
يحرر هذا المركب الكثير من الحرارة خلال المرحلة الأولى من الترطيب ويبطئ الجبص من معدلات ترطيب C3A لذلك لا يضاف الجبص خلال مرحلة تشكيل الكلنكلر.
سيليكات ثلاثي الكالسيوم C3S:
يساعد هذا المركب في ترطيب وصلابة الناتج بسرعة كبيرة وهو المسؤول عن قوة وصلابة مكون الكلنكر في الاسمنت البورتلاندي.
سيليكات ثنائي الكالسيوم C2S:
يعتبر هذا المكون مسؤول بشكل مباشر عن زيادة قوة الاسمنت بعد اسبوع واحد من انتاجه بسبب خواص صلابته البطيئة.
الفريت C4AF:
يساهم الفريت في تخفيض درجة انصهار المواد الخام في فرن التسخين من 3000 درجة الى 2600 درجة فهرنهايت وعذره الأساسي في عدم مساهمته في قوة عجينه الاسمنت المشكّل.
من خلال خلط هذه المركبات بشكل ونسب مناسبة، يمكن للمصنعين إنتاج أنواع مختلفة من الأسمنت لتناسب العديد من بيئات البناء.
شاهد أيضاً: مشروع تربية السمان وبيعه
إستخدامات الأسمنت
يدخل الاسمنت في تركيب عدد كبير من المعدات والأدوات المعمارية وبسبب خواصة الفريدة يلعب دوراً هاماً في الجمع بين الوظائف التالية:
- يستخدم الاسمنت في عمليات التجصيص والبناء وما الى ذلك.
- يلعب الاسمنت دوراً بارزاً في إنشاء وصلات المصارف وأنانبيب الصرف الصحي.
- يستخدم الاسمنت في تشكيل الخرسانة للأرضيات والأسقف وبناء العتبات والعوارض والسلالم والأعمدة في البناء.
- ويستخدم الاسمنت لحماية الأسطح المكشوفة للوقاية من عوامل الطقس المدمرة.
- يستخدم الاسمنت في صنع الأنابيب مسبقة الصنع.
- يرتكز بناء الهياكل الهندسة الهامة كالجسور والقنوات والسدود والأنفاق والمنارات على الاسمنت بشكل أساسي.
- يستخدم الاسمنت في إعداد الأساسات والأرضيات المانعة لتسرب المياه وممرات المشاة.
- الاسمنت هو المكون الأساسي في بناء الآبار وخزانات المياه وملاعب التنس وأعمدة الإنارة وكبائن الهواتف والطرق وغيرها من الخدمات العامة في المدن.
وختاماً نكون قد شرحنا المواد الاساسية لصناعة الأسمنت بالتفصيل بالإضافة الى ذكر عناصر المكونات بالصيغة الكيميائية وآلية الخلط ومراحل انتاجه واستخداماته في الحياة الحقيقية.