أفضل الأسمنت المستخدم في البناء خلال عمليات التصنيع يتواجد ضمن العديد من الأنواع المختلفة من حيث التركيب والاستخدامات، حيث إن الأسمنت هو المادة الناعمة التي تربط بين أجزاء الخرسانة وبين الركام والمواد الخاصة بالتسليح في عمليات البناء والتشييد، ويتم الربط بينها من خلال تصلب الأسمنت حتى يصبح ممتلكًا للخواص التي تحقق التماسك والتلاصق عند وجود الماء، لذا نتعرف على أفضل الأسمنت المستخدم في البناء من خلال موقع صناع المال.
أفضل الأسمنت المستخدم في البناء
صُنّفت ماليزيا على أنها الدولة التي حققت التطوير وزادت الجودة في تصنيع مادة الأسمنت بالاعتماد على التطور التكنولوجي في عصرنا الحالي، بالتالي تعددت أنواع الأسمنت المستخدمة في عمليات البناء، وكان لبعضها الأفضلية في توفر العديد من الخواص والمزايا التي تساهم في عمليات التشييد والبناء.
الأسمنت هو عبارة عن خليط ناعم من الكلس مع السيليكات وأكسيد الأمونيوم، وكلما زادت نعومة مسحوق الأسمنت كلما زادت قابليته للتشكيل بالتالي زيادة استخدامات المتعددة، يتكون الخليط الأساسي للأسمنت من حجر جيري يستخرج به الكلس Calcite، ومن صلصال يستخرج به السيليكا والبوكسيت Bauxite، والبوكسيت هو الخام الطبيعي الذي يتم تصنيع غالبية معدن الألمونيوم من خلاله، ويتكوّن عند القيام بإذابة السيليكا والأيونات الأخرى، والجير الطيني يتشابه في مواصفاته بنسبة 20 بالمئة من الطين، ونسبة 80 بالمئة من الجير.
حتى يتمكن الشخص من عمل تركيبة الأسمنت التي يرغب بها فإن عليه إضافة المواد التالية بنسب معينة وهي: أكاسيد الحديد، الرمل، البوكسيت، وتتعدد أشكال الأسمنت المصري الذي يعد الأساس القوي الصلب في عمليات البناء، ويتمثل أفضل الأسمنت المستخدم في البناء فيها.
يمكنك أيضًا الاضطلاع على: وزن شيكارة الأسمنت وطن الأسمنت كام شيكارة
الأسمنت البورتلاندي
هو أسمنت Portland Cement المعروف باسم «OPC» يتم تصنيعه في جميع البلدان الموجودة في أرجاء العالم، وهو عبارة عن حجر من الجير لونه أبيض رمادي، ويتواجد في جزيرة بورتلاند بإنجلترا، ومن خلاله يتم إنجاز الكثير من الأعمال في عمليات التشييد والبناء، ومنها الخرسانة والجص.
يعد من أكثر الأنواع الشائعة المشهورة بشكل كبير، وأفضل الأسمنت المستخدم في البناء، وقد تمت تسميته ببورتلاند من قبل مُصنّع الأسمنت جوزيف أسبدين من بريطانيا، وتم إطلاق تلك التسمية عام 1824م بسبب التشابه الشديد بينه وبين حجر بورتلاند، كما قام جوزيف بتوثيق براءة الاختراع للنوع الأول الأسمنت البورتلاندي الاصطناعي.
لا يمكن الاستغناء عن الصخور الكربونية خلال عملية إنتاجه، ومنها: السيليكا، الألومينا، الطباشير، الحجر الجيري، ويتم تقسيمه على ثلاثة رتب وهي كالآتي:
- الرتبة الأولى 32.5 نيوتن / ملم٢: هي الرتبة المستخدمة في الأعمال الخاصة بالتشطيب.
- الرتبة الثانية 42.5 نيوتن / ملم٢:هي الرتبة المستخدمة في الأعمال الخاصة بالخرسانة العادية، أو الخرسانة التقليدية.
- الرتبة الثالثة 52.5 نيوتن / ملم٢:هي الرتبة المستخدمة في الأعمال الخاصة بالمنشآت العامة، أو المنشآت الخاصة.
مزايا وعيوب أسمنت OPC
تتمثل المزايا ونقاط القوة لدى الأسمنت البورتلاندي التي جعلته أفضل الأسمنت المستخدم في البناء؛ في مقاومته للبرودة الشديدة فلا تتسبب درجات الحرارة المنخفضة في إصابته بالتشوهات أو الشقوق، ويمكن استخدامه في بناء الأساس على التربة الصعبة، ويمكن أن يستخدم الشخص محلولًا لمقاومة الكبريتات، وبعد تركيبه فإنه لا ينكمش ولا يتشقق.
كما أن له القدرة على الوصول إلى القوة بسرعة، فهو يستغرق الوقت بشكل أقل، ويكون أنعم من الأسمنت البوزولاني، وتوجد لديه نقاط ضعف وعيوب قليلة مرتبطة بمواد أخرى قليلة الجودة، فعند حدوث التصلب الكامل قد تتشوه المواد ذات الجودة الرديئة، لذا يجب أخذ الاعتبار للمشكلات التي قد تحدث من خلال النظر إلى كافة طبقات التقلص.
يحتوي على العديد من المواد الكيميائية التي تبعده عن التصنيف في فئة المواد صديقة البيئة، وأثناء العمل عليه يجب أن يكون الشخص حريصًا حتى لا يتسبب في حدوث التهيجات والحروق الكيميائية من الاتصال الطويل به، والذي قد يتسبب أيضًا في الإصابة بسرطان الرئة .
الأسمنت البورتلاندي البوزولاني
الأسمنت البورتلاندي البوزولاني المعروف باسم « PPC» يعد أفضل أنواع الأسمنت لعملية الصبة وأفضل الأسمنت المستخدم في البناء، ولهذا يتم استخدامه في بناء الجسور والسدود، والأرصفة، والمنشآت البحرية، والأعمال الخاصة بالصرف الصحي، والأعمال الخرسانية الجماعية أو التي تكون تحت الماء.
يتشابه الأسمنت البوزولاني مع الأسمنت البورتلاندي مع اختلاف بعض الأمور والخصائص، حيث إنه يتميز بمقاومته الشديدة ضد اعتداءات المواد الكيميائية الداخلة خلال تصنيع الخرسانات، مثل الكبريتات، والكلوريدات، والقلويات، لذا يعد أفضل الأسمنت المستخدم في البناء.
تتم طريقة التحضير والإنتاج الخاصة بهذا النوع من الأسمنت تتم بواسطة طحنه مع الأسمنت البورتلاندي، أو من خلال طحنه مع كبريتات الكالسيوم، أو الجبس، أو تتم من خلال عملية المزج بين البوزولانا والأسمنت البورتلاندي الثقيل، أو بصيغة أخرى يتم طحن كلنكر الأسمنت البورتلاندي OPC مع الرماد المتطاير من البوزولانا الصناعي، ثم يتم إضافة كبريتات الكالسيوم أو الجبس إلى الخليط لينتج الأسمنت PPC.
يتكوّن الرماد المتطاير من غازات عوادم محطة الطاقة الحرارية التي تعمل بالفحم، فيتم إنتاج مادة الرماد الدقيقة واعتبارها مخالفات ترسبت بطريقة كهربائية أو ميكانيكية، ونسبة الرماد المتطاير المخلوطة من 15% إلى 25%، بينما نسبة كلنكر الأسمنت البورتلاندي من 65% إلى 75%، ونسبة الجبس 3% إلى 6%، ويتم طحن جميع نسب المواد معًا.
مزايا وعيوب أسمنت PPC
له العديد من المميزات والخصائص منها مقاومته الجيدة للمواد الكيميائية، وسهولة صبّه ومناسبته للأعمال البنائية البسيطة مثل أعمال التشطيب، بالإضافة أن ثمنه يعد أقل من ثمن الأسمنت البورتلاندي OPC، كما يمكن تصنيفه كأحد المصادر الطبيعية المفيدة.
تزيد المواد الموجودة في تكوينه من نعومته والتقليل من نسبة الماء فيه مما يوفر على الشخص تكاليف استخدام الإضافات، وهو يلائم الأعمال الخاصة بالمحارة، ويلائم جدران الطوب والمونة فلا يتسبب في حدوث الانكماش أو التشقق، يعمل على تحسين عمليات التشطيبات نظرًا لإطالته زمن الشك الخاص بالخرسانة، بالتالي تصبح الخرسانة سهلة الضخ، وقوية التماسك، ويظل الهيكل المصنوع منه متماسكًا لفترة طويلة لمتانته العالية.
له أيضًا العديد من العيوب منها صعوبة التعامل معه وتشكيله بسبب خاصية النعومة العالية لديه، كما أن أسمنت PPC يستغرق فترة معالجة أقل من أسمنت OPC من عشرة إلى أربعة عشر يومًا، يملك القوة الأولية التي تمنع الشخص من فك دعائمه وشداته مبكرًا، فيجب الحرص على التريث في هذا الأمر.
يمكنك أيضًا الاضطلاع على: كيفية حساب كمية الحديد في الأعمدة بالخطوات
الأسمنت سريع التصلب
الأسمنت سريع التصلب Rapid Hardening Cement المعروف باسم «RHC»، هو أسمنت يتصلب بسرعة كبيرة ويستغرق وقتًا قليلًا جدًا، حيث إنه يبدأ بالشك والتصلب فورًا بعد إتمام أعمال الخرسانة، وتلك أحد أهم خصائصه إلى جانب المتانة العالية.
برغم دوره في المحافظة على البيئة وتوفيره للوقت وتقليل الاستهلاك فإن لديه بعض السلبيات التي تجعله غير ملائم للعديد من مشاريع البناء، فلا يتم استخدامه في بناء السدود أو القنوت، أو البرك، أو محطات مياه، بسبب إطلاقه درجات حرارة عالية والتي تتسبب في حدوث التشققات وظهور المسامية، بالتالي تزيد قوة التسريب، ولا يسمح باستخدامه في الخرسان التي تبنى تحت الأرض.
مكوناته عبارة عن خليط من السيليكات، والطين، والكالسيت ومواد أخرى إضافية تحتوي على نوع معين يمكنه من التصلب بشكل مفاجئ بعد تثبيته، ويتكون تركيبه الكيميائي من سيليكات ثلاثي الكالسيوم بنسبة 40% إلى 60%، وألومينات ثلاثي الكالسيوم بنسبة 10%، و ألومينوفريت رباعي الكالسيوم بنسبة 8%، وتكوّن تلك النسب جزءًا من التركيب الكلي للأسمنت سريع التصلب، بينما الجزء الآخر يشتمل على المواد الإضافية.
يتميز الأسمنت سريع التصلب بقوته المبكرة الهائلة التي تجعل استخدامه مريحًا في بعض أعمال البناء التي تتمثل في الآتي:
- يستخدم في بناء الطرق السريعة حتى لا تتعطل أنظمة السير المرورية، فهو يتيح إمكانية الاستخدام بعد فترة قصيرة من البناء.
- يستخدم في جميع أغراض البناء والإنشاء الموجودة في بلدان باردة الطقس نظرًا للمعدل المرتفع من انبعاث الحرارة في الأسمنت سريع التصلب.
- يتيح إمكانية الإزالة المبكرة للقوالب والشدات، بالإضافة إلى أنه يقلل من تكلفتهم الاقتصادية.
- يستخدم في تصنيع هياكل سابقة الصب مثل الدعامات والأعمدة والبلاطات من أجل التطوير في الأعمال بفاعلية.
- يستخدم في المواقع التي تكثر بها هجمات الكبريتات نظرًا لمقاومته الجيدة للكبريتات، وسرعة تصلبه المفيدة التي توفّر للهيكل المبني متانة وقوة.
- يستخدم في إنجاز الأعمال الخاصة بإصلاح الطرق، والمصارف، والأبنية.
مزايا وعيوب أسمنت RHC
تتعدد المزايا التي تجعل هذا النوع أفضل الأسمنت المستخدم في البناء، فهو يعطي بنية غير منفذة بسبب محتوى الكلنكر فيه الذي تم طحنه بشكل جيد وناعم للغاية، وهذا يجعله مقاومًا لهجمات المصادر الكيميائية والمائية، كما تميزه قدرته على الشك في فترة زمنية قصيرة جدًا، وقدرته على التصلب فجأة بعد تثبيته مما يسمح باستخدامه في المنشآت العاجلة كالطرق السريعة.
يعد الأسمنت سريع التصلب أخف في الوزن من أسمنت OPC وأسمنت PPC، وهو يلائم عمليات المونة والمحارة وأغراضهما بشكل كبير، ويقوم بإطلاق درجة حرارة جيدة ناتجة من تفاعل الإماهة، لهذا يعد الأفضل للاستخدام في المناطق الباردة، بالإضافة إلى أنه لا يحتاج إلى وقتٍ طويل في المعالج وبالتالي تكون قوة تطوره سريعة جدًا.
توجد بعض العيوب الخاصة بالأسمنت سريع التصلب لا يمكن للمنشئ أن يتغاضى عنها أثناء إنجازه لأعمال البناء، ويجب أن يضع في اعتباره دائمًا مدى النجاح والخسارة، ويصنف الإيجابيات والسلبيات حتى يستطيع معرفة الأمور الخاصة بالأسمنت والتفريق بين أفضل الأسمنت المستخدم في البناء وغيره.
أحد العيوب الموجودة به هو أنه يعد نوعًا هيدروليكيًا، أي أنه يقوم بإطلاق دراجات حرارة معينة أثناء عملية الإماهة، وإذا ارتفعت درجة الحرارة قد يؤدي هذا إلى حدوث التشققات والانكماشات في الهيكل البنائي، وهذا الأمر يمنع المنشئ من استخدامه في المنشآت البحرية أو تحت الماء، مثل القنوات، والسدود وغيرها.
كما أن عملية تخزينه تعد صعبةً للغاية بسبب سرعة تصلبه حين توجد رطوبة قليلة، لذا يجب أن تتم عملية التخزين في وسط أو مكان جاف بشكل تام، ويعيب هذا النوع التكلفة العالية التي جعلت المهندسين والبنائين يقومون باقتراحه بشكل نادر، حيث إن التكلفة المرتفعة للأسمنت سريع التصلب تصل إلى نسبة عشرة بالمائة، ولا يتم استخدامه في بناء الهياكل الخرسانية الضخمة (الكتلية).
الأسمنت المضاد للكبريتات
هو نوع يتفرع من أنواع الأسمنت البورتلاندي مع الفرق في التكوين الخاص به، حيث إن نسبة ألومينات ثلاثي الكالسيوم تكون أقل من 5 بالمائة، بينما أكاسيد الكالسيوم والسيليكون ومعدن أخرى مختلفة تكون أقل من 25 بالمائة، بالتالي تقل عملية التكوين لأملاح الكبريتات مما يقلل فرص هجوم الكبريتات على الخرسانة.
يمكن القيام بعمل تقييم لمقاومة الأسمنت لكبريتات خرسانة عن طريق محاكاة عملية التحليل لتأثيرات الخلطات المعدنية مع نوع الأسمنت البوزولاني في كيفية المقاومة للكبريتات المهاجمة للخرسانة، ولكن تتعدد أوجه القصور في عملية المحاكاة لأن دراسة النمذجة في المحاكاة تقوم بالتركيز على نهج بديل من أجل تقييم معدل توسع الكبريتات.
النمذجة Modeling هي أحد الطرق التي يتم عملها من أجل دراسة بعض الظواهر الفيزيائية، وبعض الأنظمة الهندسية والتصاميم، ودراسة احتمالات التطوير والتنبؤ بالسلوك الخاص بها، ويتم من خلالها بناء النماذج الرياضية المتضمنة على خوارزميات الأعداد، أو خوارزميات المنطق، أو أن النمذجة هي عبارة عن بناء واقع تم افتراضه من أجل محاكاة بعض الظواهر الفيزيائية، أو محاكاة بعض التجارب المخبرية.
يحتاج الأسمنت المقاوم للكبريتات فترة طويلة في عملية المعالجة، ويقوم المنشئ باستخدام البرابخ أو العبارات المائية، والسحارات، وإنشاء القنوات المائية في التربة القلوية، ويتكون الأسمنت عالي المقاومة للكبريتات من خليط خبث محبب جيدًا بنسبة 80% إلى 85% مع كبريتات كالسيوم بنسبة 10% إلى 15%، ونسبة 1% إلى 2% من أسمنت OPC.
يوفر الأسمنت المضاد للكبريتات مقاومة عالية لأيونات الكلوريد مما يجعل خطر تآكل الفولاذ ينخفض بنسبة عالية، وتعمل على توفير سلامة هيكلية عالية في البيئات المعرضة للعدوانية الشديدة من قبل الأحماض والكبريتات، لذا يوفر هذا النوع حماية عالية ضد تكوّن الألومينات والكبريتات ويعمل على تحسين المقاومة ضد تآكل حديد التسليح، بالإضافة إلى أنه اقتصادي جدا، فهو يعد أفضل الأسمنت المستخدم في البناء.
مزايا وعيوب الأسمنت المقاوم للكبريتات
يعمل هذا النوع من الأسمنت على إنتاج درجة حرارة منخفضة أثناء عملية الإماهة لذا يعد مناسبًا لكافة أغراض الخرسانة الكتلية، ويتوسع عند الاستخدام تحت الماء بينما ينكمش خلال عملية المعالجة في الهواء.
من الأمور التي تميز الخرسانة هي المتانة الجيدة رغم تعرض هياكلها إلى تأثيرات ناتجة عن الطبقة الفرعية مثل الأحمال، وطول الزمن، والضغوط الميكانيكية، والأمواج العدوانية الشديدة، كما تؤثر المحاليل على الخرسانة بشكل كبير، وهي المحاليل المحتوية على الكبريتات الموجودة في المياه الجوفية الطبيعية، أو المياه الجوفية الملوثة.
التأثير الشديد على الخرسانة يجعلها تفقد قوتها وتتوسع، ثم تشد الطبقات السطحية ثم تتفكك الخرسانة، لذا فإن المتخصصين قاموا بصناعة خليط يساعد الخرسانة مقاومة الظروف الصعبة التي تواجهها، ويتمثل ذلك الخليط في نوع الخرسانة المقاوم للكبريتات وبعض الأنواع الأخرى.
كباقي الأنواع توجد بعض المساوئ في الأسمنت المضاد للكبريتات أهمها أنه غير مناسب لمقاومة هجمات الكلوريد والكبريتات معًا، بالتالي يتسبب في تآكل الحديد الخاص بالتسليح، وفي هذا الحالة يتم استخدام أسمنت OPC مع ألومينات فوسفات ثلاثي الكالسيوم بنسبة بين 5% إلى 8%، وتتم معالجة نوع الأسمنت المقاوم للبكتيريا بشكل صحيح وبعناية، وتستغرق عملية المعالجة المدة من ثمانية أيام حتى عشرة أيام، ولا يتم البدء في استخدامه في الهياكل البحرية.
يمكنك أيضًا الاضطلاع على: كيفية صنع الرخام الصناعي من الرمل والأسمنت
الأسمنت قليل الحرارة
يمتلك هذا النوع من الأسمنت قوة ضغط منخفضة ومقاومة عالية للكبريتات، ويستخدم في الأعمال الخاصة بالخرسانة الكتلية المقاومة للكبريتات، لكنه غير مناسب لاستخدامه في الأعمال العادية وتتأخر سرعة بناؤه، وتنخفض درجة الحرارة الخاصة بالخرسانة بسبب الترطيب، لذا يتم استخدامها في أعمال البناء الخرساني الشامل، والتي منها سدود الجاذبيّة.
يكون هذا بسبب الحرارة المنخفضة للماء والتي تحدّ من حدوث الشقوق أو الانكسارات في الخرسانة، لأن هذا يحدث بسبب الحرارة العالية، لكن هذا النوع فعاليته قليلة ويستغرق وقتًا كبيرًا في الإعداد أكثر من أسمنت OPC.
يتم تحضير مكونات الأسمنت قليل الحرارة من خلال المحافظة على مستوى النسب المئوية لكل من الألمونيوم والسيليكات، حيث إن النسبة المئوية لعنصر ألمونيوم التريكالسيوم تكون أقل من 6 بالمئة، بالإضافة إلى زيادة نسبة سيليكات الدّيلاكسيوم C2S.
مزايا وعيوب الأسمنت قليل الحرارة
تتمثل مميزات الأسمنت منخفض الحرارة في متانة الأداء ومقاومة تآكل مادة الكبريتات، كما يعمل على مقاومة حدوث التشققات والتمزقات، وبعد مرور وقت عليه يلاحظ المنشئ تحسنًا في قوة الخرسانة، ويساهم هذا النوع في التقليل من التكسير المحتمل حدوثه في أقسام الخرسانة السميكة بسبب ارتفاع درجات الحرارة.
يعد أفضل الأسمنت المستخدم في البناء لأنه يتميز أيضًا بالقابلية العالية للقدرة على الضخ والتشغيل، ويعمل على صب كميات مضاعفة من الخرسانة في الأعمال البحرية، ومجال الهندسة الهيدرولوكي المتفرع من الهندسة المدنية والذي يختص بعمليات نقل السوائل وتدفقها مثل المياه والصرف الصحي.
العيوب الخاصة بهذا النوع تتمثل في تكلفته العالية، وعدم القدرة على استخدامه في ظروف الطقس البارد، بالإضافة إلى القوة الأولية الخاصة بالأسمنت منخفض الحرارة أقل من القوة الأولية الخاصة بأسمنت OPC.
يمكنك أيضًا الاضطلاع على: اسعار الطوب الاحمر
هكذا نكون قد انتهينا من ذكر بعض الأنواع التي صُنّفت ضمن قائمة أفضل الأسمنت المستخدم في البناء، وقمنا بتقديم كافة الخصائص التي تميز كل نوع عن الآخر، كما قدمنا العيوب التي اشتملت عليها بالتفصيل الممل، ونتمنى لكم الحصول على الكم المعرفي والثقافي الهائل من خلال قراءتكم للموضوع.
شكرا