الاسمنت وكيفية انتاجها

الاسمنت وكيفية انتاجها

تعتبر الخرسانة من العناصر الأساسية لعميلة البناء والتشيد وهي أساس المنشأت ، لذلك رأينا ضرورة التعريف السريع بمكوناتها حتى تكون فاتحة لمزيد من البحث ، ونبدأ هنا بالأسمنتالأسمنت / 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.
الاسمنت وكيفية انتاجها 7137

وقد كان تاريخ إختراعه كما يلي / 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.

المكونات الأساسية لمادة الأسمنت هي :
- 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 .
أساسيات 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.
طرق تصنيع الاسمنت:
يصنع الأسمنت بعدت طرق أهمها :
- 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:
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 .
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.
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.
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 ما بين( 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

منقول للأمانة