دولت و ملت همدلی و هم زبانی انجمن صنفی کارفرمایان صنعت سیمان
 
آينده صنعت سيمان و بتن در چشم انداز توسعه پايدار
1397/03/29 مصرف بتن به عنوان پر كاربرد ترين ماده ساختماني روبه گسترش مي باشد. بتن مدرن مخلوطي از سيمان و آب و سنگندانه و همچنين تركيبات معدني، مواد افزودني شيميايي و الياف و ........ مي باشد. البته بازار عمومي بتن همان بازار عمده بتن خواهد ماند اما كاربردهاي بتن هاي هوشمند در حال افزايش مي باشد. نمي توان به جرات گفت سيمان هاي حاضر به مراتب برتر از سيمان هاي توليد شده 30 تا 40 سال پيش مي باشد. در نهايت سيمان و بتن مجبورند درون ملاحظات زيست محيطي با يك چشم انداز توسعه پايدار به يك تكاملي برسند كه اين به معني اين است كه تركيبات معدني بيشتري بايد با كلينكر مخلوط گردند و براي افزايش چرخه عمر ساختارهاي بتني نسبت آب به مواد چسباننده بتن كاهش يابد و همچنين تا حد امكان كاربرد افزودني هاي هيدروليكي و سنگندانه افزايش يابد. در اين تحقيق سعي شده است چالش هاي پيش روي صنعت سيمان و بتن براي توليد محصولي اقتصادي و سازگار با محيط زيست مورد بررسي قرار گيرد.

 


1-    مقدمه :

 

هنوز سيمان يك ماده اساسي در ساخت بتن محسوب مي گردد اما در بعضي بتن هاي مدرن ديگر به عنوان مهمترين ماده محسوب نمي گردد زيرا اين بتن ها مواد كمپوزيتي محسوب مي گردند. در يك ماده كمپوزيتي تعيين مهمترين ماده غير ممكن است زيرا يك ماده كمپوزيتي بوسيله طبيعتش داراي خواصي است كه اغلب بهتر از خواص فردي هر يك از اجزا تشكيل دهنده كمپوزيت مي باشد. مخلوط مدرن از سادگي يك مخلوط سيمان، آب و سنگدانه بيشتر مي باشد. بتن هاي مدرن اغلب شامل اجزاي معدني داراي خواص بسيار ويژه اي است كه به بتن خواص ويژه اي مي دهد و اغلب شامل افزودني هاي شيميايي كه اثرهاي ويژه بيشتري به بتن مي دهد نيز مي باشد. بتن مدرن يك ماده شيميايي پيچيده اي است كه محصولات معدني و آمورف و نه تنها كلينكر و گچ در هم در كنش با مولكول هاي آلي يا پليمرها مي باشند. اين مولكول هاي آلي به طور ويژه اي توسعه داده شده اند تا خواص ويژه اي از بتن را برجسته نمايند يا نقص مشخصي از سيمان هاي رايج را تصحيح نمايند زيرا سيمان هاي رايج مي توانند برخي نقايص در بعضي كاربردهايشان را نشان دهند. علم بتن به تازگي روبه توسعه بوده و انتظار مي رود كه در سال هاي پيش روي انواع جديدي از بتن كه نيازهاي مختلف اجتماعي و اقتصادي را برآورده مي نمايد در حال توسعه باشد.

اولين سوالي كه مي تواند مطرح شود اين است كه آيا صنعت سيمان در حال حاضر براي مواجه با اين روند آماده است. توسعه انواع مختلف بتن لزوما در يك افزايش تعداد انواع سيمان هاي توليد شده نيست، اما نياز است كه كيفيت سيمان خيلي بيشتر از امروزه پايدار باشد. در آينده سيمان ها مجبور خواهند بود تا مشخصات محدودتري را تامين نمايند.

همچنين توسعه انواع بتن هاي با تكنولوژي بالا لزوما منجر به افزايش مصرف كلي سيمان و يا مواد چسباننده (شامل افزودني هاي هيدروليكي و غير هيدروليكي) بكار برده شده در متر مكعب بتن نخواهد شد زيرا سيمان و مواد چسباننده بتن بطور موثرتر بكاربرده خواهند شد : در بهترين سناريوي ممكن در كشورهاي در حال توسعه با مقدار يكسان مواد چسباننده بتن، قادر خواهيم بود بتن بيشتري بسازيم. 

مواد چسباننده بتن آينده شامل كلينكر كمتري خواهد بود به طوري كه صنعت سيمان تبديل به يك صنعت توليد كننده افزودني هاي هيدروليكي خواهد شد. اين صنعت توليد كننده پودرهاي ريزي خواهد بود كه هنگامي كه با اب مخلوط مي شوند سخت مي گردند. اين افزايش قابل توجه كاربرد تركيبات معدني غير از كلينكر به صنعت سيمان در يك چشم انداز توسعه پايدار براي تحقق برخي اهدافش كمك خواهد نمود كه توسط دولت ها اعمال خواهند شد. بسيار مهم است كه امروزه، صنعت سيمان اين نقش جديد را برجسته نمايد[1].

ارزيابي چرخه حيات يك ارزيابي سيستماتيك اثرهاي زيست محيطي يك سيستم يا يك محصول از تولد تا مرگ مي باشد. اين ارزيابي شامل بررسي انرژي هاي مصرفي، كاربرد مواد اوليه خام و سوخت و توليد آلاينده ها در طول فرآيند مي باشد[2]. در اين مقاله سعي شده است چالش هاي پيش روي صنعت سيمان و بتن كشور براي توليد محصولي اقتصادي و سازگار با محيط زيست مورد بررسي قرار گيرد.

 

2-   بتن گسترده ترين ماده ساختماني بكاربرده شده در جهان

در سال 1900، توليد كلي سيمان جهان 10 ميليون تن برآورد گرديده است و در حال حاضر توليد كلي سيمان جهان بيشتر از 4 ميليارد تن مي باشد. اگر ما به طور متوسط 250 كيلوگرم سيمان براي توليد هر مترمكعب بتن در نظر بگيريم در سال 1900 تنها 40 ميليون مترمكعب بتن بكاربرده شده است در صورتي كه در حال حاضر ، مقدار بتن توليدي بيشتر از 16 ميليارد متر مكعب مي باشد. اين كمي بيشتر از دو متر مكعب بتن براي هر شخص در يك سال يا بيشتر از 5 تن بتن براي هر شخص در يك سال مي باشد. اين تنها جايي است كه اب تازه در مقادير بسيار بالا بكار برده مي شود و يكي از بيشترين دلايل هدر رفت آب مي باشد.

در كمتر از يك قرن بتن ها گسترده ترين ماده ساختماني بكاربرده شده در جهان شدند. از نيمه دوم قرن 20 مصرف سيمان با يك سرعت بسيار زياد شروع به افزايش نمود. البته اين مصرف بتن براي بازسازي اروپا و ژاپن پس از جنگ كه بويژه از نظر زيرساختارها ويرانگر بود لازم بود. اما در دوره صلح پس از اين جنگ، اين افزايش مصرف سيمان به علت يك شهرنشيني قوي در تعداد زيادي از كشورها و براي ارتقاي استاندارد زندگي توصيف مي گردد. مورخان و جامعه شناسان به ما مي آموزند كه يك جامعه غني تر مي شود و استاندارد زندگي افزايش مي يابد هنگامي كه به سمت شهرنشيني (مدنيت) مي رود. 

توسعه يك شهر اغلب در در افزايش قابل توجه در نيازهاي زيربنايي و در ادامه در يك مصرف افزايشي سيمان اتفاق مي افتد : يك خانه، يك مدرسه، بيمارستان، تاتر، رستوران، يك مركز ورزشي، شبكه آب و فاضلاب، طرح هاي تصفيه آب و فاضلاب، و اغلب با بكار بردن بتن ساخته مي شود. بنابراين كاملا طبيعي است كه اين افزايش شديد در توليد سيمان در طي نيمه دوم قرن 20 اتفاق افتاده است. ارتباط مستقيمي بين مصرف سيمان و توليد ناخالص ملي ساكنين وجود دارد. هنگامي كه استاندار زندگي به يك سطح مشخصي مي رسد مصرف سيمان افزايش نمي يابد. دلايل زيادي براي توقف مصرف سيمان مي تواند پيش روي گذاشته شود : روند شهرنشيني به اشباع رسيده است، اجزاي مهمي از زيرساخت ها ساخته شده است، پيشرفت هاي تكنولوژي منجر به كاربردهاي فني بهتر بتن گرديده است. در حال حاضر در كشورهاي صنعتي، هر ماده اي با يك بازار اشباع شده اي روبرو مي باشد و تنها نگهداري، جايگزيني و پيشرفت هاي طبيعي بازار، نيروهاي محركه براي استفاده آن ماده مي باشد.

تنها بازارهاي سيمان كه بايد گستردگي جذابي را در سال هاي پيش روي تجربه كنند كشورهاي در حال توسعه مي باشند[1] .

 

3- صنعت سيمان ديروز و امروز

در يك دهه اخير توليد سيمان در ايران بيش از دو برابر افزايش يافته و به همين ميزان انتشار گازهاي گلخانه اي و مصرف سوخت هاي فسيلي و انرژي الكتريكي افزون بر دوبرابر گشته است. سهم تمام شده انرژي براي توليد يك تن سيمان برابر 30-25% تخمين زده مي شود. صنعت سيمان حدود 4% از كل برق كشور، حدود 11 در صد از سهم صنعت و حدود % 3.4 از گاز كل كشور را مصرف مي نمايد. در افق چشم انداز 1404 توليد سيمان به حدود دو برابر مقدار كنوني افزايش خواهد يافت و نياز به بررسي مجدد بر روي مصارف انرژي و مواد اوليه صنايع سيمان دارد[3].

سيمان هاي ديروز خيلي نرم نبودند و محتوي C3S بالا مشابه سيمان هاي امروزي نداشتند اما اينها تنها اختلافشان نيست. ظاهراً از روي فشار پيمانكاران برخي از شركت هاي سيمان تصميم به افزايش نرمي و محتواي C3S سيمانشان گرفتند تا پيمانكاران با سرعت بيشتري قالب هايشان را از بتن باز كنند و منجر به رقابت پذيري بيشترشان گردد. اين حقيقت كه همه كمپاني هاي سيمان در حال پيشنهاد به پيمانكاران سيمان هستند كه سيماني با ميزان نرمي و C3S بالايي دارند و اين امر چگونه رقابت پذيري پيمانكاران را بهبود بخشيده است مطلبي غير قابل استدلال مي باشد. اين نگرش حتي يك اثر منفي بر روي صنعت سيمان دارد چون با اين سيمان جديد امكان دستيابي به مقاومت هاي 28 روزه بالاتر با بكارگيري سيمان كمتري وجود داشته اما اين مقاومت 28 روزه بالاتر از دوام طولاني مدت بتن هزينه مي نمايد. براي مثال در يك زمان مشخص ايالت كاليفرنيا مجبور شد به آنچه در كاليفرنيا " جنگ بلين " ناميده مي شد پايان دهد. توليد كنندگان سيمان بايد از خود سوال كنند افزايش ميزان نرمي و C3S سيمان چه فوايد و چه مضراتي براي بتن دارد. راه هاي كم خطر تر بسياري وجود دارد تا مقاومت اوليه يك بتن را افزايش دهيم.

البته در بعضي موارد اين افزايش ميزان نرمي و C3S سيمان توجيه پذير است براي مثال وقتي يك ساختار بتني در يك محيط ملايم مورد استفاده قرار مي گيرد. اما در بعضي موارد اين افزايش در ميزان نرمي و C3S نتايج فاجعه آميزي در بر خواهد داشت هنگامي كه بتن در شرايط سخت محيطي قرار گيرد.

در حقيقت هنگامي كه سيمان نرم تر غني از C3S بكار برده مي شود آن ممكن است به يك مقاومت فشاري 28 روزه بالاتر با يك نسبت آب به سيمان بالاتر برسد. در سال 1960 در انگليس يك بتن 35-30 مگاپاسكال با بكار بردن 350 كيلوگرم بر متر مكعب سيمان و نسبت آب به سيمان 0.45 ساخته شد. در سال 1985 بتن با ساختار مشابهي تنها با 250 كيلوگرم بر متر مكعب سيمان و نسبت اب به سيمان 0.60 ساخته شد. براي طراحي كه محاسبات ساختاري اين دو بتن را انجام مي دهد اين دو بتن مشابه هستند. بنابراين از يك نقطه نظر ميكرو ساختاري ، تخلخل و نفوذپذيري اين دو بتن كاملا متفاوت مي باشد. يك بتن داراي نسبت آب به سيمان 0.60 سريعتر از بتن داراي نسبت آب به سيمان 0.45كربناته خواهد شد و دوامش نسبت به آب دريا و انجماد و ذوب و نمك هاي ضد يخ مطلوب نخواهد بود. به محض اينكه بتن در معرض محيط شديد قرار مي گيرد فاكتور كليدي شرايط دوامي اش، نسبت آب به سيمان آن و نه مقاومت فشاري اش است. بايد اعتراف كرد كه در يك شرايط برابر محتواي نرمي و محتواي C3S، مقاومت فشاري 28 روزه بستگي به نسبت آب به سيمان دارد.

بنابراين سيمان هاي خوب قديمي كه درشت تر بودند و محتواي C3S كمتري داشتند و براي ساخت بتن هايي بكار برده مي شدند كه مقاومت فشاري شان در بعد از 28 روز گسترش پيدا مي كرد در حالي كه سيمان هاي كارآي مدرن امروزي همه مقاومتشان در 28 روز مي تواند حاصل شود. براي طراح و توليد كننده سيمان اين سيمان ها مشابه هستند، اما براي صاحباني كه دخيل در هزينه هاي تعمير و نگهداري چرخه حيات (سيكل زندگي) هستند، بتن هاي خوب قديمي در نهايت قوي تر و مقاوم تر از آنهايي هستند كه مقاومت 28 روزشان را زودتر نشان مي دهند[1].

 

4-   صنعت بتن در ديروز و امروز :

سال ها متمادي بتن هاي با مقاومت 25-15 مگا پاسكال در صنعت ساختمان مورد استفاده قرار مي گرفت. در سال هاي بعد بتن هاي با مقاومت هاي 35-25 مگا پاسكال براي كاربردهاي خاص استفاده شد. با توسعه جامعه شهري بتن هاي با مقاومت هاي بالاتر از 35 مگا پاسكال شروع به استفاده در ستون هاي ساختمان هاي بلند مرتبه گرديد. به مروز زمان بتن هاي با مقاومت اوليه بالا جاي خود را به بتن هاي با كارآيي بالا دادند زيرا يافته بودند كه اين بتن هاي داراي خواصي بيشتر از يك مقاومت بالا مي باشند. اين بتن ها شروع به مصرف در خارج از ساختمان در محيط هاي شديد از قبيل پلت فرم هاي دريايي، پل ها و جاده ها و .... گرديد. بتن هاي با كارآيي بالا همه انتظارات بتن را برآورده نمي سازند اما بتن هايي با دوام هستند كه به طراحان و معماران اجازه مي دهد كه در مسيري فراتر از محدوديت هاي حال حاضر گام بردارند. در حاضر همزمان با توسعه بتن هاي با دوام كارآ بتن هاي مدرن و با تكنولوژي بالا نيز روبه گسترش مي باشند.

طراحان و مهندسان همه محاسباتشان را بر اساس مقاومت فشاري 28 روزه بتن در نظر مي گيرند تا از امن بودن سازه مطمئن شوند اما بايد مطمئن شويم كه مقاومت مكانيكي بتن در طول عمر كلي بتن حفظ خواهد شد.

خيلي موارد را شاهد هستيم كه بتن مقاومت فشاري  28 روزه كافي را داراست اما بسياري از قابليت هاي خود را از دست داده اند چرا كه آنها با محيطي مواجه بودند كه براي آنها تصور نمي شد و يا اينكه به درستي عمل آوري نمي شدند. لازم نيست براي براي پيدا كردن دليل اين تصور ضعيفي از بتن كه نزد عموم است به فراتر از نمونه ها برويم: كافي است به ظاهر بسيار ضعيف بسياري از زيرساخت هاي حال حاضر يا كارهاي تعميراتي متعددي كه مصرف كننده زمان  و پول زياد است نگاهي بياندازيم.  اين افسوس به تخريب زيرساخت هاي بسياري است كه تنها به نيمي از چرخه زندگي در نظر گرفته شده خود بدون اشاره به هزينه هاي بسيار زياد اجتماعي و اقتصادي در ارتباط با اين تعميرات رسيده اند.

صنعت سيمان به جاي سودآوري بابت بودجه هاي نحيف شده ساخت زيرساخت هاي جديد سيمان بر بابت اين اشتباهات خيلي متضرر شده است. پيمانكاران خيلي مراقب نبودند چون به هر حال بابت همين كارهاي مشابه تعميراتي نيز مقداري پول دريافت مي كردند. زمان آن رسيده بود كه دوام بتن بيشتر از مقاومت بتن مد نظر قرار گيرد. در حال حاضر وقتي صحبت از عمر نگهداري 30-25 سالي يك سازه با يك چرخه عمر 100 ساله مي شود بي درنگ همه بتن با كارآيي بالاتر و دوام بيشتر را توصيه مي نمايند[1].

در حال حاضر نياز صنعت بتن به سيمان هاي با مقاومت بالاتر و نه لزوماً دوام بالاتر صنعت سيمان را با مشكلات جدي تر روبرو ساخته است. براي توليد سيمان هاي با مقاومت بالاتر نياز به افزايش  LSFو C3S كلينكر و در نتيجه مصرف آهك بالاتر در خوراك كوره مي باشد. كلسيناسيون آهك موجب بالا رفتن انتشار گازهاي گلخانه اي در محيط زيست مي گردد. از طرفي ديگر بالا بردن بلين سيمان براي افزايش مقاومت هاي سيمان، موجب بالا رفتن مصرف انرژي الكتريكي در آسياها مي گردد. مصرف سيمان هاي با LSFو C3S و بلين بالاتر در بتن، حمله سولفات ها و كربناتيزه شدن سريعتر بتن را موجب مي گردند. اين امر دوام بتن را با چالش جدي مواجه مي سازد[2].

 

5-   افزودني هاي هيدروليكي و غير هيدروليكي سيمان و بتن

مصرف افزودني هاي سيمان (سرباره، پوزولان، آهك و گچ و .....) در حدود % 8.23 در صنعت سيمان تخمين زده مي شود. در حاليكه هنوز سيمان هاي آميخته علي رغم مزاياي محسوسشان، هيچ سهم بسزايي در صنايع بتني كشور از جمله پروژه هاي ساختماني، سد سازي، راه سازي و عمراني و ..... نداشته اند و تا جايگزيني بخشي از سيمان با ساير افزودني هاي هيدروليكي در بتن راهي بس طولاني در پيش روي دارند.

سرباره كوره ذوب آهن يك افزودنى خوب به بتن محسوب مي شود. استفاده از سرباره به عنوان جايگزين بخشى از سيمان، روشى سودمند جهت ساخت بتن بهتر و سازگارتر است.

داده‌هاي آماري در ارتباط با مقدار واقعي توليد سربارة آهن و فولاد در جهان، در دسترس نيست؛ اما ميزان توليد اين ماده را مي‌توان حدود 25 تا 30 درصد توليد آهن خام و 10 تا 15 درصد توليد فولاد خام تخمين زد. با استفاده از اين تخمين مي‌توان آماري براي توليد سرباره در جهان، ايالات متحده و ايران ارايه نمود،

 

 

سرباره به‌دست آمده از توليد آهن خام (برحسب هزار تن)

ايران

آمريكا

جهان

 

660

11730

195900

بيشينه

550

9800

163200

كمينه

جدول 2- سرباره به‌دست آمده از توليد فولاد خام (برحسب هزار تن)

ايران

آمريكا

جهان

 

1290

13540

144400

بيشينه

790

9040

96300

كمينه

كل سربارة توليد شده از آهن و فولاد (برحسب هزار تن)

1860

24270

340300

بيشينه

1340

18840

259500

كمينه

 

به طور متوسط در هر سال حدود 1ميليون تن سرباره صنايع توليد فولاد و حدود 500 هزار تن سرباره كوره هاي ذوب آهن در كشور توليد مي شود كه پتانسيل هاي بالايي براي جايگزيني در مواد اوليه و كلينكر توليدي كارخانجات سيمان دارند. آمار دقيقي از ميزان دپوي اين سرباره ها در كارخانجات ذوب آهن و توليد فولاد موجود نيست ولي پيش بيني مي شود با توجه به انباشت اين سرباره طي ساليان متمادي و عدم مصرف آنها، ذخاير چند ميليون تني از اين سرباره ها در كارخانجات ذوب آهن و توليد فولاد وجود داشته باشد.

نقش افزودني ها در بتن به عنوان افزايش دهنده دوام بتن در مقايسه با ساير روش هاي افزايش دهنده دوام، يك روش كارآ و از لحاظ هزينه اي موثر مي باشد و يك ساختار بتني با مينمم هزينه هاي چرخه حيات فراهم مي سازد.

- افزودني هاي هيدروليكي از جمله سرباره هاي ذوب آهن با رنگ روشن تر نسبت به سيمان در بتن مي تواند در ساخت ساختمان هاي با كارايي بالاي انرژي بكار برده شود.

-كاربرد بتن سرباره اي موجب بهبود دوام بتن و موجب بالا رفتن عمر ساختارهاي بتني مي گردد. در نتيجه هزينه نگهداري و تعميرات ساختارهاي بتني كاهش مي يابد.

-كاربرد سرباره در بتن موجب روشن تر شدن محيط پيرامون منجمله پاركينگ ها، خيابان ها و پياده روها و موجب ايجاد محيطي با رنگ روشن تر و ايمني بيشتر مي گردد(در نتيجه بازتاب بيشتر نور).

- شهرهاي بزرگ با توجه به تجمع بالاتر ساختار و سطوحي كه گرما را جذب مي كنند لذا تمايل بيشتر به جذب گرما دارند، آنها در مقايسه با روستاها تمايل بيشتر به تجربه دماهاي بالاتر دارند. ساختمان ها و پياده رو ها با رنگ روشن تر در نتيحه استقاده از بتن سرباره اي، نور بيشتري را بازتاب مي كنند. اين فرايند اثر جزاير حرارتي را به حداقل رسانده و انرژي لازم براي سرد كنند كردن را كاهش مي دهد و موجب پايين آوردن لايه ازن مي گردد.

- با بكار بردن 50 درصد سرباره بجاي سيمان در بتن(سيمان سرباره اي 50%) ،% 46-42 كاهش در انتشار گازهاي گلخانه اي مشاهده شده است.

- رنگ روشن تر بتن سرباره اي اثر جزاير حرارتي در كلان شهرها را كاهش مي دهد.

- با بكار بردن 50 درصد سرباره بجاي سيمان (سيمان سرباره اي 50%) در بتن ،% 48-30 كاهش مصرف انرژي مشاهده شده است.

- با بكار بردن 50 درصد سرباره بجاي سيمان ( سيمان سرباره اي 50%) در بتن ،% 15-6 كاهش مصرف مواد اوليه مشاهده شده است[4].

- تخمين زده مي شود كه يك سيمان سرباره اي 40% عمر سرويس دهي يك پل را از 38 به 75 سال افزايش مي دهد. خوردگي بر روي عرشه پل براي سيمان پرتلند بعد از 13 سال اتفاق مي افتد. بواسطه كاربرد فولاد تقويت شده با پوشش هاي اپوكسي خوردگي را به 25 سال اضافي به تاخير مي اندازد(اولين خوردگي در 38 سالگي با فولاد ضد خوردگي) . تركيب سيمان سرباره اي 40% به همراه افزودني هاي ضد خوردگي، زمان اولين خوردگي را به 50 سال و زمان تعميرات عمده را به 75 سال افزايش مي دهد. با يك هزينه 15 هزار دلاري عمر پل 37 سال افزايش داده مي شود.

-بتن ساخته شده با سرباره تا 2/1(يك دوم) انتشار گازهاي گلخانه اي و تا 2/1 (يك دوم) مصارف انرژي و تا 7/1 (يك هفتم) مواد استخراجي را كاهش مي دهد. 

 

مقايسه منافع زيست محيطي سيمان سرباره اي

منافع زيست محيطي

سيمان سرباره اي 35%

سيمان سرباره اي 50%

بتن با 20% خاكستر بادي

ذخيره سازي انتشار دي اكسيد كربن

30%

43%

17%

ذخيره سازي انرژي

21%

30%

14%

كاهش مواد استخراجي

5%

7%

3%

 

3.5 ميليون تن سيمان سرباره اي در سال 2004 در ايالات متحده به كار برده شد كه منافع محيط زيستي زير را شامل مي شود :

-موجب كاهش انتشار 3 ميليون تن دي اكسيد كربن مي گردد (اين مساوي با كربن منتشر شده توسط 500.000 ماشين مي باشد).

احتناب از مصرف انرژي كه برابر با 15 تريليون BTUs و معادل مصرف خانگي 71000 خانه.

5.2 ميليون تن صرفه جويي در مواد اوليه كه معادل براي توليد سيمان پرتلند مصرفي در ساخت 2700 مايل خيابان بتني است[5].

 

 

 

6-     افزودني هاي شيميايي بتن

ايده اضافه كردن افزودني شيميايي به بتن جديد نيست. متون روميان به ما مي گويد كه سنگ تراشان سفيده تخم مرغ يا خون در بتن هايشان بكار مي بردند و اكنون ما مي توانيم توضيح دهيم كه چرا هموگلوبين پخش كننده عالي ذرات سيمان پرتلند مي باشد. كشف هاي اخير اثرهاي سودمند برخي مولكول هاي آلي بر روي خواص ويژه بتن كه اغلب كاملا اتفاقي بود و اما اكنون مي تواند به طور علمي توضيح داده شود. بايد تصديق شود كه اين پيشرفت هاي ديدني و جذاب در زمينه بتن اساساً به دليل پيشرفت در زمينه افزودني ها شيميايي به جاي پيشرفت حاصل شده در زمينه توليد سيمان به دست آمده است[1].

 

7-   آينده صنعت سيمان و بتن در چشم انداز توسعه پايدار

صنعت سيمان و بتن كشور هيچ انتخابي به جز حركت به سمت توسعه پايدار ندارند و بايد خود را براي تغييرات اساسي براي رسيدن به اين هدف آماده سازند. مطمئنا بتن در آينده با دوام تر خواهد بود و براي برآورد نمودن نيازهاي اجتماعي و اقتصادي با كمترين اثرات زيست محيطي توسعه خواهد يافت.

براي ارزيابي هزينه يك پروژه در آينده نه تنها مجبوريم هزينه هاي اقتصادي حاضري كه ما در محاسباتمان استفاده مي كنيم لحاظ كنيم بلكه هزينه اجتماعي و زيست محيطي اعم از استخراج مواد خام و بكارگيري شان و هزينه هاي چرخه حيات نيز بايد مد نظر قرار گيرد.

اغاز قرن 21 را بايد شروع راه جديدي براي كارخانه هاي سيمان دانست كه مواد چسباننده مورد استفاده در بتن(شامل سيمان و ساير افزودني هاي هيدروليكي و غير هيدروليكي بتن) متعددي را توسعه مي دهند كه از نقطه نظر توسعه پايدار بيشتر دوستدار محيط زيست باشند.

به همين دليل است كه استفاده از تركيبات معدني كه در طول 30 سال گذشته به شدت ترويج نشده است به طور جدي تر مورد استفاده قرار خواهد گرفت.  ديري نخواهد پاييد كه دوباره لازم خواهد شد به متون كهن ايران باستان رجوع نموده و در مورد  استفاده دوباره از پوزولان هاي طبيعي متقاعد شويم.

صنعت سيمان و بتن شروع به كنترل بازارهاي پوزولان هاي مصنوعي از قبيل سرباره و خاكستر بادي و خاكستر پوسته برنج و ........خواهد نمود.

در آينده اي نزديك مواد چسباننده مورد استفاده در بتن داراي كلينكر خرد شده كمتر و كمتري خواهند بود . اين كلينكرها لزوما دارراي محتواي C3S بالا نبود و با سوخت هاي جايگزيني توليد خواهند شد. 

سيمان ها در آينده مجبور به رعايت استاندارد هاي محدود تري خواهند بود و نياز به پايداري خيلي بيشتر و خيلي بيشتر در خواصشان دارند زيرا محتواي كلينكر در سيمان هاي آميخته كمتر و كمتر خواهد شد. مواد چسباننده بتن در آينده بيشتر و بيشتر با افزودني هاي شيميايي پيچيده سازگاري خواهند داست و و كاربردهايشان منجر به ساخت بتن با دوام بيشتر بجاي بتن هاي قوي تر خواهد گشت.

اين تنها شروع يك ليست از همه كيفيت هايي است كه مواد چسباننده بتن در آينده خواهند داشت با مشخص كردن اينكه بايد ارزان باشند. اين بزرگترين چالش صنعت سيمان در اينده مي باشد.

بتن آينده سبز سبز سبز خواهد بود. داراي يك نسبت آب به مواد چسباننده بتن پايين و با دوام بالاتر و خواص متعدد فراواني خواهد بود به طوري كه كاملا متفاوت براي استفاده در كاربردهاي مختلف خواهد بود.

پيمانكاران مجبور خواهند بود بفهمند كه چيزي كه مهم است هزينه يك متر مكعب بتن نيست بلكه هزينه هاي يك مگا پاسكال مقاومت و هزينه هاي يك سال از چرخه حيات سازه مهم تر مي باشد.

هنگامي كه صنعت سيمان و بتن و همچنين پيمانكاران و صاحبان متوجه شوند از آن پس، صنعت ساختمان يك گام بزرگ روبه به جلو برخواهد داشت.

توليد كنندگان بتن در آينده مجبور خواهند بود تا بدانند چطور با انواع مختلف بتن پيشنهادي بوسيله توليدكنندگان افزودني هاي شيميايي و سيمان بازي كنند تا بتني براي پيمانكاران فراهم كنند كه كه اقتصادي تر و با تكنولوژي بالاتر باشد و ارزش آن نه در هر مترمكعب آن و بلكه در كارآيي آن باشد[1].

 

8-    نتيجه گيري

سيمان محصولي است كه نهايتاً تبديل به بتن مي گردد و به تنهايي و بدون در نظر گرفتن بتن معنا و هويت مستقلي ندارد. مگر سيمان به جز ساخت بتن كاربرد مهمتر ديگري دارد. با تغييرات ايجاد شده بر روي فرآيند توليد و كيفيت سيمان بايد به اين سوال پاسخ داده شود كه نتيجه اين تغيير كيفيت سيمان بر روي كيفيت بتن ساخته شده با اين سيمان چه خواهد بود. با در نظر گرفتن اين كه دوام بتن پارامتري مهمتر از مقاومت فشاري آن مي باشد. اين مهمترين چالش صنعت سيمان و بتن در قرن 21 خواهد بود[1].

 

مولف : جناب آقاي محمد منعمي در سمينار سال 96 انجمن سيمان

مراجع :

[1]-Cements of yesterday and today: Concrete of tomorrow, Pierre-ClaudeAı̈tcin, Cement and Concrete Research,Volume 30, Issue 9, September 2000, Pages 1349-1359

[2]Sustainable cement production—present and future M.SchneideraM.RomerbM.Tschudinb H.Bolioc, Cement and Concrete Research,Volume 41, Issue 7, July 2011, Pages 642-650

[3]http://www.saba.org.ir/fa/masrafeenergy/industry2/process/cement/statistics

 [4]-LEED-NC™ 2.1 Guide:Using Slag Cement in Sustainable Construction, Slag Cement Association,6478 Putnam Ford Drive, Suite 219,Woodstock, GA 30189,678-494-8248

[5] -SLAG CEMENT AND THE ENVIRONMENT, Slag Cement Association,NO.22

آينده صنعت سيمان و بتن در چشم انداز توسعه پايدار
امتیازدهی
میانگین امتیازها:0 تعداد کل امتیازها:0
مشاهده نظرات (تعداد نظرات 0
ارسال نظرات
نام  
آدرس پست الکترونیکی شما    
توضیحات  
تغییر کد امنیتی  
کد امنیت  
 
كليه حقوق اين پرتال متعلق به انجمن صنفي كارفرمايان صنعت سيمان مي باشد.
Powered by DorsaPortal