الإسمنت

الإسمنت عبارة عن مادةٍ رابطة ناعمة، تملك خواصاً تماسكيّة وتلاصقية شرط توفر الماء، مما يجعله قادراً على ربط مكونات الخرسانة ببعضها البعض. إنّ أهم الاستخدامات للإسمنت (الخرسانة والملاط)، حيث يقوم بربط المواد الطبيعية والصناعية لتشكيل مواد قوية تستخدم في البناء ومقاومة للتأثيرات البيئيّة العاديّة. هناك فرق بين الإسمنت والخرسانة، فالإسمنت يشير إلى مسحوقٍ جاف يُستخدم في ربط المواد المستخدمة في الخرسانة، وهناك نوعين من الإسمنت: الإسمنت المائي، والإسمنت غير المائي.

صناعة الإسمنت

تُعتبر صناعة الإسمنت من الصناعات الاستراتيجية، وتعتمد صناعته على توافر المواد الخام، ويحتوي في تركيبته على مادتين أساسيتين، هما الطين والكلس، حيث تُسحق هذه المواد في آلات السحق، ويتم مزجهما مع بعضهما بنسبٍ يحددها المَخبر، وتمرر بعد الطحن عبر فرنٍ تبلغ حرارته ما يقارب الـ 1430 درجة مئويّة، فينتج عن هذا مادة يطلق عليها اسم (الكلنكر)، يضاف إليها مواد أخرى، وتوضع مرةً جديدة في آلة الطحن حيث نحصل بعدها على الإسمنت، تعبأ من بعدها بأكياس خاصة.

تركيبة الإسمنت

يتكون الإسمنت كمادةٍ خام من مادتين رئيسيتين هما الطفلة والحجر الجيري، ومادتين أيضاً مضافتين جديدتين بحسب طبيعة كل منشأة أو مصنع، هما الرمل والحديد، ويتمّ تسمية هذه المواد في المخبر لتصحيح النسب المراد الوصول لها، ونجد أنّه في بعض الأحيان يأتي الحجر والطفلة بهما نسبةً عالية من الرمل، فلا حاجة بعدها لإضافة الرمل، هذا هو تركيب الإسمنت من ناحية المواد الخام، أما من الناحية الكيميائيّة، فإنّ الإسمنت يتكون من أكاسيد أربعة هي:SiO2, Al2O3, CaO, Fe2O3.

عند طحن المواد الخام لا يحدث بها أي تفاعلات كيميائيّة، ولكن تأتي عمليّة الطحن لزيادة مساحة سطح الحبيبات، بحيث تصبح جاهزة لدخولها في التفاعلات الكيميائيّة، وذلك لتعريض جميع الحبيبات لهذه التفاعلات. نسب المواد الخام في الطحن هي بحدود 75% حجر، 20% طفلة، 3% رمل، 2%حديد ، وتختلف هذه النسب تبعاً للتحاليل والنتائج، حيث يتم مراعاة ثلاثة عوامل في هذه النسب، هي: معامل السيلكا، معامل تشبع الجير، معامل الألومينا، ولكل عامل منهم دلالاته وأهميته من الناحية التشغيليّة، بالإضافة لجودة المنتج.

طريقة صناعة الإسمنت

عند خروج المادة الخام من الطاحونة، يتم إدخالها إلى صومعة للتخزين، وتتمثل أهميتها في التقليب.
تبدأ بعدها مرحلة التفاعل الكيميائي، ويتم هذا الأمر في مبنى ضخم يطلق عليه اسم البرج، وهو عبارة عن خزانين ضخمين، أحدهما به شعلة، ويكونان متصلين ببعضهما البعض.
يتم إدخال المواد الخام للفرن، وهذا الفرن عبارة عن إسطوانةٍ ضخمة مائلة بدرجةٍ بسيطة، تدور حول نفسها، وفي طرف هذه الأسطوانة شعلةً ضخمة، حيث تتحد الأكاسيد الأربعة داخل الفرن مكونةً ما يسمى بأطوار الكلينكر، وهي عبارة عن مواد أوليّة في صناعة الإسمنت، ويمكن تصدير الكلينكر أو إدخاله في المرحلة الثانية لتكوين الإسمنت.

تتم صناعة الإسمنت بثلاث طرق، حيث يتم بعدها إيجاد المركب الكيميائي الأفضل والأمثل للإسمنت، وهذه الطرق هي:

طريقة رطبة

يتم بها اختيار المواد الخام ومزجها بالماء، وتعتمد هذه الطريقة على تكسير وخلط المواد، وطحنها، وتسخينها ثم وضعها في المبرد، وبعدها يتم الطحن النهائي وتعبئتها بالأكياس.

طريقة جافة

بدأت هذه الطريقة بالإنتشار، لتحلّ محل الطريقة الرطبة بشكلٍ تدريجي، وذلك لما تتميز به من توفيرٍ للطاقة، ولدقتها في عمليّة التحكم وخلط للمواد الخام دون الحاجة لإضافة الماء، وتعتمد هذه الطريقة على تكسير للمواد الخام وخلطها ومن ثم طحنها ومن ثم يتم وضعها بالفرن، يليها الطحن النهائي وتعبئتها.

طريقة شبه جافة

هي حالة خاصة من العمليّة الجافة، يستخدم بها الفرن المزود بعمود، ويتم تشكيل المواد الخام المطحونة في العمليّة الجافة على شكل حبيبات، يتم إضافة المياه إليها بنسبة 13%.