معلومات عن الإسمنت الأبيض

بواسطة: - آخر تحديث: ١٩:٤٦ ، ٢٢ نوفمبر ٢٠١٩
معلومات عن الإسمنت الأبيض

الإسمنت

يعبر الإسمنت عن المواد اللاصقة أو المواد التي تستخدم كوسيط ورابط لمزيج من مواد أخرى، وفي نطاق أضيق فإنّ الإسمنت هو المادة الأساسية الرابطة في مجال أعمال البناء ومجال الهندسة المدنية، ويكون الإسمنت المستخدم في هذا المجال على شكل مسحوق ناعم الحبيبات، حيث تتصلب هذه الحبيبات عند مزجها بالماء وتشكل قوامًا أشبه بالهلام، وعملية التصلب والتكتل الحاصل للحبيبات هي نتاج وجود سائل في الخليط وتروية الحبيبات بالماء، الأمر الذي ينتج عنه بلورات كرستالية أو مادة هلامية القوام ذات مساحة سطحية عالية، ويعد هذا النوع من الإسمنت ممتازًا للاستخدام الإنشائي لطبيعته المحبة للماء والتي تتفاعل مع الماء بالتصلب وعدم السماح للماء من التسرب بين حبيبات الإسمنت، ويسمى هذا النوع بالإسمنت الهيدروليكي، و أوسع هذا النوع انتشارًا وأكثره استخدامًا هو الإسمنت البورتلاندي، وسيتم الحديث عن الإسمنت الأبيض في هذا المقال.[١].

تاريخ نشأة الإسمنت

إنّ بداية نشأة الإسمنت الهيدروليكي تعود إلى اليونان القديم وإيطاليا وروما بالتحديد، وقد كانت المواد المستخدمة سابقًا هي الجير والرماد البركاني بوجود الماء الذي يعمل كوسط تفاعل لتكوين مادة صلبة متماسكة، وهذه المادة هي ما استخدم عند الرومان في تشكيل الخرسانة لما يقارب الألفي سنة والتي تمثل الأعمال الإنشائية في غرب أوروبا، وفي عام 1824م حاز جوزيف آسبدن من إنجلترا على براءة اختراع لاكتشافه خليط صناعي مكون من الحجر الجيري والطين، حيث أسمى آسبدن هذا الخليط بالإسمنت البورتلاندي؛ لأنّ الناتج كان شبيهًا إلى حد ما بالحجر البورتلاندي الذي هو حجر جيري يستخدم كمادة بناء في إنجلترا، ولكن النموذج الذي يستعمل اليوم ظهر إثر عمل إسحاق تشارلز جونسون على تطوير خلطة الإسمنت البورتلاندي قرابة عام 1850م، وسرعان ما انتشر تصنيع الإسمنت البورتلاندي في جميع أنحاء أوروبا حتى وصل شمال أمريكا،وفي الوقت الحالي تتصدر الصين والهند قائمة بلدان العالم في تصنيع الإسمنت يليهما بالترتيب أمريكا، البرازيل، تركيا، وإيران[١].

في عام 1988 تم إنتاج حوالي 77.6 مليون طنًا متريًا من الإسمنت البورتلاندي الرمادي و274 ألف طنًا متريًا في ما مجموعه 198 فرنًا إسمنتيًا في 118 محطة مصنعية موزعة في الولايات المتحدة[٢].

الإسمنت الأبيض

عند الحديث عن الإسمنت الأبيض فإنّه يكون غالبًا عن الإسمنت البورتلاندي؛ إذ يتكون الإسمنت البورتلاندي بنوعيه الأبيض والرمادي بشكل أساسي من سيليكات الكالسيوم والألومينات والألمونيفريتات، ويدخل في تصنيع الإسمنت البورتلاندي أكثر من 30 مادة خام، ويمكن تقسيم هذه المواد لأربعة مجموعات مختلفة: الجيرية، السليكية، الطينية، والمجموعة المحتوية على عنصر الحديد، وتتعرض هذه المواد الخام مجتمعة لدرجات حرارة مرتفعة وكافية لتغيير خصائصها الكيميائية ومن ثم يتم معالجتها ميكانيكيًا لتشكل الإسمنت البورتلاندي الرمادي و الأبيض[٣].

تحدد درجة البياض للمساحيق بدرجة انعكاسية تتجاوز 85%، وكما ذُكر سابقًا فإنّ الاختلاف الفيزيائي الوحيد للإسمنت الأبيض عن الإسمنت التقليدي الرمادي هو اللون، أما من ناحية القوة للمادة وظروف تحملها؛ فهي تقريبًا واحدة للاثنين، باعتبار أنّ الخصاص تتبع لمقاييس عالمية مثل ASTM C 150 و EN 197، وعند التطبيق العملي، ولأنّ الاستخدام الشائع للإسمنت الأبيض هو بشكل عام في المنتجات الإسمنتية مسبقة الصب، فإنّها تدعم في مراحل التصنيع الأولى وتتبع خصائص التدعيم والقوة بهذه الحالة لمقاييس القوة كمقياس ASTM C 150، كما أنّ تجهيز الإسمنت في مراحل مبكرة يساعد في زيادة كفاءة الإنتاج المصنعي، ويساعد على تعويض النقص الحاصل نتيجة إضافة الملونات[٤].

استخدامات الإسمنت الأبيض

يتم استخدام الإسمنت الأبيض بخلطه مع خليط من المواد المبيّضة ليكوّن الخرسانة البيضاء المستخدمة في المشاريع الفاخرة ذات التكلفة العالية وأعمال الزينة، و لأن هذا الإسمنت لا يعد اقتصاديًا ليتم استعماله في أعمال البناء والإنشاءات، يكون تصنيعه على هيئة ألواح مسبقة الصب، ويستخدم الإسمنت الأبيض عند خلطه ببعض المواد غير العضوية لتصنيع الخرسانات والمونة بألوان زاهية، على عكس الإسمنت البورتلاندي التقليدي، فعند خلط الإسمنت الرمادي مع ملونات ينتج ألوانًا متنوعة، ولكن ليس بزهاء الخلطات التي أساسها الإسمنت الأبيض، حيث إنّ عملية تلوين الإسمنت تتم بإضافة الملونات لخلاطات الإسمنت، إنما لضمان الحصول على اللون نفسه في كل مرة فإنّ بعض الصناع يوفرون خلطة إسمنتية جاهزة بنسب الملونات يكون مكونها الأساسي الإسمنت الأبيض[٤].

تصنيع الإسمنت الأبيض

في بعض البلدان يتم إنتاج الكلنكر غير صافي البياض بقيمة انعاكسية لحبيباته فوق ال 70، وتكلفة مرتفعة نسبيًا مقارنة بالكلنكر الرمادي، من ثم تعالج هذه الكلنكرات بتعريضها لدرجات حرارة مرتفعة ومزجها مع خبث أفران الصهر لإنتاج إسمنت بقيمة انعكاسية فوق ال 80، وعلى الرغم من أنّ التكلفة الإنتاجية للإسمنت المخلوط أقل من تكلفة إنتاج الإسمنت التقليدي الرمادي؛ إلا أنّ الإسمنت المخلوط عادةً يكون في منافسة في خصائصه مع الإسمنت الأبيض[٤].

الإسمنت الرمادي هو الإسمنت المستخدم في الإنشاءات ويعد الأكثر تصنيعًا بين أنواع الإسمنت البورتلاندي، أما الإسمنت البورتلاندي الأبيض الذي يحتوي نسبًا أقل من الحديد و المنغنيز فإنّ استخدامه يكون لغايات أعمال الديكور والزينة، حيث إنّ المحتوى القليل من عنصري الحديد والمنغنيز يكسب هذا الإسمنت اللون الأبيض ويحول دون استخدامه لغايات الإنشاء بشكل منفصل، بل يجب خلطه مع عدة مواد لتأهيل خلطته للاستخدام الإنشائي[٣]، ويمكن القول أنّ الحصول على اللون الأبيض ليس بالأمر السهل فهو يتطلب عمليات خاصة ومعالجات أثناء التصنيع، مما يجعل الإسمنت الأبيض أغلى سعرًا من الإسمنت التقليدي الرمادي[٤].

المخاطر الصحية والبيئية للإسمنت الأبيض

يعد الإسمنت البورتلاندي بمختلف أنواعه -الرمادي والأبيض- مادة كاوية، بإمكانها التسبب بحروق كيميائية، كما أنّ التعرض المفرط لمسحوق الإسمنت له مضار كبيرة، تبدأ بالتهيج وقد تتفاقم لتتسبب بسرطان الرئة وذلك لوجود مواد خطرة مثل كريستالات السليكا والكروم، كما يسهم إنتاج الإسمنت البورتلاندي بنسبة 10% من انبعاث أحد أهم غازات الدفيئة في العالم ألا وهو غاز ثاني أكسيد الكربون؛ ذلك لأن المخاطر البيئية للإسمنت تبدأ منذ عملية الاستخراج وتستمر في الدورة الحياتية للإسمنت من خلال التصنيع والنقل وحتى عملية التخلص من الإسمنت، بالإضافة إلى كم الغازات المنبعثة التي تزيد من ظاهرة الاحتباس الحراري مثل غاز ثاني أكسيد الكربون، أكاسيد النيتروجين، وثاني أكسيد الكبريت، والغبار والدقائق المختلفة، وتتنبأ وكالة الطاقة العالمية بزيادة تقدر ما بين 12-23% في إنتاج الإسمنت لتغطية المتطلبات الناتجة عن الزيادة المستمرة في أعداد السكان على نطاق العالم أجمع قرابة عام 2050، وتوجد العديد من الأبحاث والدراسات المكثفة من أجل استحداث مواد إسمنتية بديلة وأقل ضررًا من الإسمنت البورتلاندي[٥].

المراجع[+]

  1. ^ أ ب "Cement building material", www.britannica.com, Retrieved 19-11-2019. Edited.
  2. "NOX Control Technologies for the Cement Industry FINAL REPORT", www.stanford.edu, Retrieved 22-11-2019. Edited.
  3. ^ أ ب "Portland Cement Manufacturing", www.stanford.edu, Retrieved 20-11-2019. Edited.
  4. ^ أ ب ت ث "White Portland Cement", www.wikiwand.com, Retrieved 20-11-2019.
  5. " Portland cement", www.wikiwand.com, Retrieved 22-11-2019. Edited.