أسمنت بورتلاند

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 7 صور
الموسوعة الحرة

انظر إلى التعليق
أكياس من أسمنت بورتلاند مغلفة ومكدسة على منصة نقالة.
مصنع بلو سيركل ساوثرن للأسمنت بالقرب من بيرريما، نيو ساوث ويلز ، أستراليا

يُعدّ الإسمنت البورتلاندي أكثر أنواع الإسمنت شيوعًا في العالم، حيث يُستخدم كمكوّن أساسي في الخرسانة والملاط والجص ومواد الحشو غير المتخصصة . طُوّر هذا الإسمنت من أنواع أخرى من الجير الهيدروليكي في إنجلترا في أوائل القرن التاسع عشر على يد جوزيف أسبدين ، ويُصنع عادةً من الحجر الجيري . وهو عبارة عن مسحوق ناعم ، يُنتج بتسخين الحجر الجيري والمعادن الطينية في فرن لتكوين الكلنكر ، ثم طحن الكلنكر مع إضافة نسبة مئوية من الجبس (غالبًا حوالي 5%) . تتوفر أنواع عديدة من الإسمنت البورتلاندي، وأكثرها شيوعًا، والذي كان يُعرف تاريخيًا بالإسمنت البورتلاندي العادي (OPC)، هو الإسمنت الرمادي، ولكن يتوفر أيضًا الإسمنت البورتلاندي الأبيض.

أطلق جوزيف أسبدين هذا الاسم على الإسمنت، بعد حصوله على براءة اختراع له عام 1824، لأنه، بعد تصلبه، يشبه الحجر الجيري الناعم الشاحب المعروف باسم حجر بورتلاند ، والذي يُستخرج من منحدرات جزيرة بورتلاند في دورست . وقد حظي حجر بورتلاند بتقدير كبير لقرون في العمارة البريطانية، واستُخدم في مبانٍ شهيرة مثل كاتدرائية سانت بول والمتحف البريطاني .

يُعتبر ابنه ويليام أسبدين مخترع أسمنت بورتلاند "الحديث" بفضل تطويراته في أربعينيات القرن التاسع عشر. [ 1 ]

إن انخفاض تكلفة الحجر الجيري والطفل وغيرها من المواد الطبيعية المستخدمة في صناعة أسمنت بورتلاند، وتوافرها على نطاق واسع، يجعلها مادة بناء رخيصة نسبيًا. وبإنتاج بلغ 4.4 مليار طن (في عام 2023)، يحتل أسمنت بورتلاند المرتبة الثالثة في قائمة المواد المصنعة (من حيث الكتلة)، بعد الرمل والحصى فقط . وتُخلط هذه المواد الثلاث مع الماء لصنع الخرسانة ، وهي أكثر المواد المصنعة شيوعًا . وهذا هو الاستخدام الأكثر شيوعًا لأسمنت بورتلاند. [ 2 ]

تاريخ

طُوِّرَ إسمنت بورتلاند من أنواع الإسمنت الطبيعي المُصنَّعة في بريطانيا بدءًا من منتصف القرن الثامن عشر. واسمه مُشتق من تشابهه مع حجر بورتلاند ، وهو نوع من أحجار البناء يُستخرج من جزيرة بورتلاند في دورست ، إنجلترا. [ 3 ] بدأ تطوير إسمنت بورتلاند الحديث (الذي يُسمى أحيانًا إسمنت بورتلاند العادي) عام 1756، عندما جرّب جون سميتون تركيبات من أنواع مختلفة من الحجر الجيري ومواد مضافة، بما في ذلك التراس والبوزولانا ، بهدف بناء منارة، [ 4 ] تُعرف الآن باسم برج سميتون . في أواخر القرن الثامن عشر، طُوِّرَ الإسمنت الروماني وحصل على براءة اختراع عام 1796 على يد جيمس باركر . [ 5 ] سرعان ما انتشر الإسمنت الروماني، لكن حلَّ محله إلى حد كبير إسمنت بورتلاند في خمسينيات القرن التاسع عشر . [ 4 ] في عام 1811، أنتج جيمس فروست نوعًا من الإسمنت أطلق عليه اسم الإسمنت البريطاني. [ 5 ] يُذكر أن جيمس فروست قد أنشأ مصنعًا لإنتاج إسمنت صناعي عام 1826. [ 6 ] وفي عام 1811، حصل إدغار دوبس من ساوثوارك على براءة اختراع لإسمنت من النوع الذي اخترعه المهندس الفرنسي لويس فيكات بعد سبع سنوات . إسمنت فيكات هو جير هيدروليكي صناعي ، ويُعتبر "السلف الرئيسي" [ 4 ] لإسمنت بورتلاند.

انظر إلى التعليق
لوحة تذكارية في ليدز، إنجلترا، تخلد ذكرى جوزيف أسبدين

ورد اسم "أسمنت بورتلاند" في دليل نُشر عام 1823، حيث نُسب إلى ويليام لوكوود، وربما آخرين. [ 7 ] وفي براءة اختراعه للأسمنت عام 1824، أطلق جوزيف أسبدين على اختراعه اسم "أسمنت بورتلاند" لتشابهه مع حجر بورتلاند . [ 3 ] لم يكن أسمنت أسبدين شبيهًا بأسمنت بورتلاند الحديث، بل كان خطوة أولى في تطويره، ويُطلق عليه اسم "أسمنت بورتلاند الأولي". [ 4 ]

صورة فوتوغرافية بالأبيض والأسود لويليام أسبدين
يُعتبر ويليام أسبدين مخترع أسمنت بورتلاند "الحديث". [ 1 ]

ترك ويليام أسبدين شركة والده ليؤسس مصنعه الخاص للأسمنت. في أربعينيات القرن التاسع عشر، أنتج ويليام، على ما يبدو بالصدفة، سيليكات الكالسيوم التي تُعدّ خطوةً متوسطةً في تطوير أسمنت بورتلاند. في عام ١٨٤٣، أنشأ مصنعًا في روذرهيث ، جنوب شرق لندن، حيث سرعان ما بدأ بإنتاج أسمنتٍ أحدث ضجةً بين المستخدمين في لندن. [ ٨ ] في عام ١٨٤٨، واصل ويليام تحسين أسمنته. ثم انتقل في عام ١٨٥٣ إلى ألمانيا، حيث انخرط في صناعة الأسمنت. [ ٧ ] أنتج ويليام ما يُمكن تسميته "أسمنت بورتلاند المتوسط" (مزيج من أسمنت بورتلاند والجير الهيدروليكي). [ ٩ ] قام إسحاق تشارلز جونسون بتطوير إنتاج "أسمنت بورتلاند المتوسط" (المرحلة المتوسطة من التطوير)، وادّعى أنه الأب الحقيقي لأسمنت بورتلاند. [ ١٠ ]

في عام 1859، وضع جون غرانت، من مجلس الأشغال العامة في لندن، متطلبات الإسمنت المستخدم في مشروع مجاري لندن . وأصبحت هذه المتطلبات فيما بعد مواصفات إسمنت بورتلاند. تمثلت الخطوة التالية في صناعة إسمنت بورتلاند في إدخال الفرن الدوار ، الذي حصل فريدريك رانسوم على براءة اختراعه عام 1885 (المملكة المتحدة) وعام 1886 (الولايات المتحدة)؛ مما أتاح الحصول على خليط أقوى وأكثر تجانسًا وعملية تصنيع مستمرة. [ 4 ] تم اختبار فرن هوفمان "اللانهائي"، الذي قيل إنه يوفر "تحكمًا مثاليًا في الاحتراق"، عام 1860، وأظهر أنه ينتج نوعًا فائقًا من الإسمنت. صُنع هذا الإسمنت في مصنع بورتلاند للإسمنت "ستيرن" في شتيتين ، الذي كان أول من استخدم فرن هوفمان. [ 11 ] أصدرت رابطة مصنعي الإسمنت الألمان معيارًا لإسمنت بورتلاند عام 1878. [ 12 ]

كان يُستورد الإسمنت البورتلاندي إلى الولايات المتحدة من إنجلترا وألمانيا، [ 13 ] وفي سبعينيات وثمانينيات القرن التاسع عشر، كان يُنتج في مصنع إيجل للإسمنت البورتلاندي بالقرب من كالامازو، ميشيغان . وفي عام 1875، أُنتج أول إسمنت بورتلاندي في أفران شركة كوبلاي للإسمنت تحت إشراف ديفيد أو. سايلور في كوبلاي، بنسلفانيا ، الولايات المتحدة. [ 14 ] وبحلول أوائل القرن العشرين، حلّ الإسمنت البورتلاندي الأمريكي الصنع محل معظم الإسمنت البورتلاندي المستورد.

تعبير

يُعرّف معيار ASTM C219 [ 15 ] أسمنت بورتلاند على النحو التالي:

الأسمنت الهيدروليكي هو نوع من الأسمنت يتم إنتاجه عن طريق طحن الكلنكر، ويتكون أساسًا من سيليكات الكالسيوم الهيدروليكية البلورية، ويحتوي عادةً على واحد أو أكثر مما يلي: الماء، وكبريتات الكالسيوم، وما يصل إلى 5% من الحجر الجيري، ومواد مضافة للمعالجة.

يستخدم المعيار الأوروبي EN 197-1 التعريف التالي:

يُعدّ كلنكر أسمنت بورتلاند مادة هيدروليكية تتكون من ثلثيْها على الأقل من سيليكات الكالسيوم ( 3  CaO·SiO₂ و 2 CaO·SiO₂ ) ، أما  الباقي فيتكون من أطوار كلنكر تحتوي على الألومنيوم والحديد ومركبات أخرى. يجب ألا تقل نسبة CaO إلى SiO₂ عن 2.0 . كما يجب ألا يتجاوز محتوى أكسيد المغنيسيوم ( MgO ) 5.0% من الكتلة.

(تم تحديد الشرطين الأخيرين بالفعل في المعيار الألماني الصادر عام 1909).

تُشكّل الكلنكرات أكثر من 90% من الإسمنت، إلى جانب كمية محدودة من كبريتات الكالسيوم (CaSO₄ ، التي تتحكم في زمن التصلب)، وما يصل إلى 5% من المكونات الثانوية (الحشوات) وفقًا للمعايير المختلفة. الكلنكرات عبارة عن عُقيدات (قطرها من 5.1 إلى 25.4 مليمترًا ) من مادة مُلبّدة، تُنتَج عند تسخين خليط خام ذي تركيبة مُحدّدة مسبقًا إلى درجة حرارة عالية. يحدث التفاعل الكيميائي الرئيسي الذي يُميّز إسمنت بورتلاند عن أنواع الجير الهيدروليكي الأخرى عند هذه الدرجات الحرارة العالية (أكثر من 1300 درجة مئوية ) ، حيث يتحد البليت ( Ca₂SiO₄ ) مع أكسيد الكالسيوم ( CaO ) لتكوين الأليت ( Ca₃SiO₅ ) . [ 16 ]  

تصنيع

يتم صنع الكلنكر الإسمنتي البورتلاندي عن طريق تسخين خليط من المواد الخام في فرن إسمنت إلى درجة حرارة تكليس تزيد عن 600 درجة مئوية (1112 درجة فهرنهايت) ثم إلى درجة حرارة انصهار تبلغ حوالي 1450 درجة مئوية (2640 درجة فهرنهايت) للأسمنت الحديث، لتلبيد المواد وتحويلها إلى كلنكر .    

تتكون الكلنكر الأسمنتية من أربعة أطوار معدنية: الأليت (يُرمز له اختصارًا بـ C3S في تدوين كيميائيي الأسمنت ) ، والبيليت ( C2S ) ، وألومينات ثلاثي الكالسيوم ( C3A ) ، وألومينوفيريت رباعي الكالسيوم ( C4AF ) . تتواجد أكاسيد الألومنيوم والحديد والمغنيسيوم كعامل مساعد يسمح بتكوين سيليكات الكالسيوم عند درجة حرارة منخفضة، [17 ] ولا تُسهم إلا بشكل طفيف في قوة الأسمنت. بالنسبة لأنواع الأسمنت الخاصة، مثل الأسمنت المقاوم للحرارة المنخفضة (LH) والأسمنت المقاوم للكبريتات، من الضروري الحد من كمية ألومينات ثلاثي الكالسيوم ( C3A ) المتكونة.

المادة الخام الرئيسية لصناعة الكلنكر هي عادةً الحجر الجيري ( كربونات الكالسيوم ) ممزوجًا بمادة ثانوية تحتوي على الطين كمصدر للألومينوسيليكات. في العادة، يُستخدم حجر جيري غير نقي يحتوي على الطين أو ثاني أكسيد السيليكون. قد تصل نسبة كربونات الكالسيوم في هذه الأحجار الجيرية إلى 80%. تعتمد المواد الخام الثانوية (المواد الموجودة في الخليط الخام بخلاف الحجر الجيري) على نقاء الحجر الجيري. من بين المواد المستخدمة: الطين ، والصخر الزيتي ، والرمل ، وخام الحديد ، والبوكسيت ، والرماد المتطاير ، والخبث . عند تشغيل فرن الأسمنت بالفحم، يعمل رماد الفحم كمادة خام ثانوية.

طحن الأسمنت

مطحنة أسمنت بقدرة 10 ميغاواط، تنتج الأسمنت بمعدل 270 طن في الساعة.

لتحقيق خصائص التصلب المطلوبة في المنتج النهائي، تُضاف كمية (2-8%، ولكن عادةً 5%) من كبريتات الكالسيوم (عادةً الجبس أو الأنهيدريت ) إلى الكلنكر، ويُطحن الخليط طحنًا ناعمًا لتكوين مسحوق الأسمنت النهائي. ويتم ذلك في مطحنة الأسمنت . تُضبط عملية الطحن للحصول على مسحوق ذي نطاق واسع من أحجام الجسيمات ، حيث تتكون عادةً 15% من الكتلة من جسيمات  قطرها أقل من 5 ميكرومتر، و5% من جسيمات قطرها أكبر من 45  ميكرومتر. يُستخدم عادةً مقياس " المساحة السطحية النوعية " لقياس نعومة المسحوق، وهي المساحة السطحية الكلية لجسيمات وحدة كتلة من الأسمنت. يتناسب معدل التفاعل الأولي (حتى 24  ساعة) للأسمنت عند إضافة الماء تناسبًا طرديًا مع المساحة السطحية النوعية. تتراوح القيم النموذجية بين 320 و380  مترًا مربعًا لكل كيلوغرام من الإسمنت للأغراض العامة، وبين 450 و650  مترًا مربعًا لكل كيلوغرام من الإسمنت سريع التصلب. يُنقل الإسمنت بواسطة سير ناقل أو مضخة مسحوق إلى صومعة للتخزين. عادةً ما تمتلك مصانع الإسمنت مساحة كافية في الصوامع تكفي من أسبوع إلى 20  أسبوعًا من الإنتاج، وذلك حسب دورات الطلب المحلية. يُسلّم الإسمنت إلى المستخدمين النهائيين إما في أكياس أو كمسحوق سائب يُضخ من مركبة ضغط إلى صومعة العميل. في الدول الصناعية، يُسلّم 80% أو أكثر من الإسمنت سائبًا.

المكونات النموذجية لكلنكر بورتلاند بالإضافة إلى الجبس موضحة برمز كيميائي الأسمنت (CCN)
الكلنكرشبكة سي إن إنكتلة
سيليكات ثلاثي الكالسيوم (CaO) 3 · SiO 2C 3 S25-50%
سيليكات ثنائي الكالسيوم (CaO) 2 · SiO 2C 2 S20-45%
ألومينات ثلاثي الكالسيوم (CaO) 3 · Al 2 O 3ج 3 أ  5-12%
ألومينوفيريت رباعي الكالسيوم (CaO) 4 · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3C 4 AF  6-12%
الجبس CaSO 4 · 2 H 2 OCS̅H 2  2-10%
المكونات النموذجية لأسمنت بورتلاند موضحة برموز كيميائيي الأسمنت
أسمنتشبكة سي إن إنكتلة
أكسيد الكالسيوم، CaOج61-67%
ثاني أكسيد السيليكون، SiO 2S19-23%
أكسيد الألومنيوم، Al 2 O 3أ 2.5–6%
أكسيد الحديديك، Fe 2 O 3F    0-6%
أكسيد الكبريت (VI)، SO3S̅1.5–4.5%

التصلب والتجفيف

يتصلب الإسمنت عند مزجه بالماء عبر سلسلة معقدة من التفاعلات الكيميائية التي لا تزال غير مفهومة تمامًا. [ 18 ] وفيما يلي ملخص موجز:

تذوب مكونات الكلنكر - سيليكات الكالسيوم وألومينات الكالسيوم - في الماء المختلط بالأسمنت، مما ينتج عنه سائل يحتوي على تركيزات عالية نسبيًا من الأيونات الذائبة . يصل هذا السائل إلى حالة فوق التشبع بالنسبة لمكونات معدنية محددة: عادةً ما يكون الإترينجيت أولًا ، ثم هيدرات سيليكات الكالسيوم (CSH) التي تترسب على شكل مواد صلبة حديثة التكوين. يُعطي تداخل بلورات هيدرات سيليكات الكالسيوم (التي تتميز ببنية بلورية غير منتظمة، ويمكن أن تتخذ أشكالًا إبرية أو رقائقية مجعدة) مع بلورات الإترينجيت الأسمنت صلابته الأولية، محولًا السائل إلى مادة صلبة، ومدمجًا كيميائيًا جزءًا كبيرًا من الماء في هذه المكونات الجديدة. [ 19 ]

يُضاف الجبس إلى الأسمنت كمثبط لمنع التصلب السريع؛ ففي حال عدم وجوده، يتعذر تكوين الإترينجيت (ذي الشكل الإبري)، وبالتالي تتشكل بدلاً منه أطوار ألومينات الكالسيوم من مجموعة الهيدروكالوميت ("AFm") (ذات الشكل الصفيحي). ويؤدي التكوين المبكر لأطوار AFm إلى فقدان سريع للسيولة، وهو أمر غير مرغوب فيه عمومًا لأنه يُصعّب عملية صب الأسمنت أو الخرسانة. [ 20 ]

ثم تتصلب المادة الإسمنتية من خلال تكوين المزيد من سيليكات الكالسيوم المائية (CSH)، حيث تملأ هذه المادة الفراغات بين حبيبات الإسمنت (التي لا تزال تذوب) بأطوار صلبة متكونة حديثًا. كما يترسب البورتلانديت من محلول المسام ليشكل جزءًا من البنية المجهرية الصلبة. وقد يتحول جزء من الإترينجيت المتكون مبدئيًا إلى أطوار AFm، مُطلقًا جزءًا من الكبريتات من بنيته ليواصل التفاعل مع أي ألومينات ثلاثي الكالسيوم متبقية. [ 21 ]

انتشار الغاز ونفاذية الرادون

يمكن أن تعمل الخرسانة المصنوعة من الأسمنت البورتلاندي العادي (OPC) كحاجز للغازات مثل الرادون، وتعتمد فعاليتها على سمك الخرسانة وخصائص انتشارها. يُعدّ القياس المباشر لمعامل انتشار الرادون في الأسمنت عملية معقدة، ولكن يمكن تقديره من معامل انتشار الأكسجين، الذي يُمكن الحصول عليه تجريبيًا بسهولة أكبر. إن نفاذية الأسمنت البورتلاندي العادي المنخفضة نسبيًا للرادون تجعله مفيدًا في الإنشاءات التي تتطلب الحد من التعرض للرادون ، كما هو الحال في المباني السكنية أو تحت الأرض. [ 22 ]

تم تقييم السلامة الإشعاعية للأسمنت المخلوط المحتوي على نفايات صناعية قلوية مكربنة - بما في ذلك خبث الصلب الأبيض، ورماد الكتلة الحيوية ، ونفايات البناء والهدم - باستخدام مطيافية أشعة غاما . على الرغم من أن رماد الكتلة الحيوية قد يحتوي على تركيزات مرتفعة من الرصاص-210 والبوتاسيوم-40 (حوالي 5000 بيكريل/كغ)، فإن معدلات الجرعة الممتصة من الإشعاع الخارجي لمواد البناء الناتجة تظل أقل من مستوى الإشعاع الطبيعي الخلفي البالغ 84 نانوغراي/ساعة. علاوة على ذلك، فإن معدلات انبعاث الرادون-222 من معاجين الأسمنت التي تحتوي على 20% من هذه المواد الأسمنتية التكميلية المكربنة تعادل تلك الموجودة في أسمنت بورتلاند العادي، مما يؤكد سلامتها الإشعاعية للاستخدام في تطبيقات البناء. [ 23 ]

يستخدم

الاستخدام الزخرفي لألواح أسمنت بورتلاند في مجمع غروفينور السكني في لندن [ 24 ]

يُستخدم الإسمنت البورتلاندي بشكل شائع في إنتاج الخرسانة. [ 25 ] الخرسانة مادة مركبة تتكون من الركام ( الحصى والرمل ) والإسمنت والماء. وباعتبارها مادة بناء، يمكن صب الخرسانة بأي شكل تقريبًا، وبعد تصلبها، تُصبح عنصرًا إنشائيًا (حاملًا للأحمال). تُستخدم الخرسانة في بناء العناصر الإنشائية مثل الألواح والجسور وأثاث الشوارع ، أو يمكن صبها في الموقع لإنشاء هياكل علوية مثل الطرق والسدود. ويمكن تزويد هذه الهياكل بخرسانة مخلوطة في الموقع، أو بخرسانة جاهزة الصنع في مواقع خلط دائمة. كما يُستخدم الإسمنت البورتلاندي في الملاط (مع الرمل والماء فقط)، وفي الجص والتسوية ، وفي مواد الحقن (مخاليط الإسمنت والماء التي تُحقن في الفراغات لتدعيم الأساسات وقواعد الطرق، وما إلى ذلك).

عند خلط الماء مع الأسمنت البورتلاندي، يتصلب المنتج خلال ساعات قليلة ويصلب على مدى عدة أسابيع. تختلف هذه العمليات اختلافًا كبيرًا، اعتمادًا على الخلطة المستخدمة وظروف معالجة المنتج، [ 26 ] ولكن الخرسانة النموذجية تتصلب في غضون 6  ساعات تقريبًا وتصل مقاومتها للضغط إلى 8  ميجا باسكال خلال 24  ساعة. ترتفع المقاومة إلى 15  ميجا باسكال بعد 3  أيام، و23  ميجا باسكال بعد  أسبوع، و35  ميجا باسكال بعد 4  أسابيع، و41  ميجا باسكال بعد 3  أشهر. من حيث المبدأ، تستمر المقاومة في الارتفاع ببطء طالما توفر الماء لاستمرار التفاعل، ولكن عادةً ما تُترك الخرسانة لتجف بعد بضعة أسابيع، مما يؤدي إلى توقف نمو المقاومة.

الأنواع

عام

ASTM C150

توجد خمسة أنواع من أسمنت بورتلاند، مع اختلافات في الأنواع الثلاثة الأولى وفقًا لمعيار ASTM C150. [ 27 ] [ 28 ]

يُعرف إسمنت بورتلاند من النوع الأول بالإسمنت العادي أو متعدد الأغراض. ويُفترض استخدامه عمومًا ما لم يُحدد نوع آخر. ويُستخدم عادةً في أعمال البناء العامة، وخاصةً في صناعة الخرسانة مسبقة الصب والخرسانة مسبقة الصب مسبقة الإجهاد التي لا تُلامس التربة أو المياه الجوفية. وفيما يلي التركيبات النموذجية لهذا النوع:

55% (C 3 S)، 19% (C 2 S)، 10% (C 3 A)، 7% (C 4 AF)، 2.8% MgO، 2.9% (SO 3 )، 1.0% فقدان الاشتعال ، و1.0% CaO الحر (باستخدام تدوين كيميائي الأسمنت ).

أحد القيود المفروضة على التركيب هو ألا تتجاوز نسبة (C 3 A) 15٪.

يوفر النوع الثاني مقاومة متوسطة للكبريتات، وينتج حرارة أقل أثناء عملية التصلب. ويُقارب سعر هذا النوع من الأسمنت سعر النوع الأول. ويتكون عادةً من:

51% (C 3 S)، 24% (C 2 S)، 6% (C 3 A)، 11% (C 4 AF)، 2.9% MgO، 2.5% (SO 3 )، 0.8% فقدان الاشتعال، و 1.0% CaO الحر.

من القيود المفروضة على التركيب ألا تتجاوز نسبة (C3A ) 8%، مما يقلل من قابليته للتأثر بالكبريتات. يُستخدم هذا النوع في أعمال البناء العامة المعرضة لهجوم كبريتي متوسط. وهو مُصمم للاستخدام عندما يكون الخرسانة على اتصال بالتربة والمياه الجوفية، وخاصة في غرب الولايات المتحدة نظرًا لارتفاع نسبة الكبريت في التربة. ونظرًا لتشابه سعره مع سعر النوع الأول، يُستخدم النوع الثاني على نطاق واسع كإسمنت للأغراض العامة، وتتوافق غالبية أنواع إسمنت بورتلاند المُباعة في أمريكا الشمالية مع هذه المواصفات.

ملاحظة : أصبح الأسمنت الذي يفي (من بين أمور أخرى) بمواصفات النوعين الأول والثاني متوفراً بشكل شائع في السوق العالمية.

يتميز النوع الثالث بقوة مبكرة عالية نسبياً. ويتكون تركيبه النموذجي مما يلي:

57% (C 3 S)، 19% (C 2 S)، 10% (C 3 A)، 7% (C 4 AF)، 3.0% MgO، 3.1% (SO 3 )، 0.9% فقدان الاشتعال، و 1.3% CaO الحر.

يشبه هذا الإسمنت النوع الأول، ولكنه مطحون بشكل أنعم. ينتج بعض المصنّعين كلنكرًا منفصلاً بمحتوى أعلى من C3S و /أو C3A ، ولكن هذا نادر الحدوث، ويُستخدم عادةً الكلنكر العام، المطحون بنسبة سطحية أعلى تتراوح عادةً بين 50 و80%. كما يمكن زيادة مستوى الجبس بنسبة طفيفة. هذا يُعطي الخرسانة المُصنّعة بهذا النوع من الإسمنت مقاومة ضغط لمدة ثلاثة أيام تُعادل مقاومة الضغط لمدة سبعة أيام للنوعين الأول والثاني. كما أن مقاومة الضغط لمدة سبعة أيام تُعادل تقريبًا مقاومة الضغط لمدة 28 يومًا للنوعين الأول والثاني. العيب الوحيد هو أن مقاومة النوع الثالث لمدة ستة أشهر تُساوي أو تقل قليلاً عن مقاومة النوعين الأول والثاني. لذلك، تُضحّى بالمقاومة طويلة الأمد. يُستخدم عادةً في تصنيع الخرسانة مسبقة الصب، حيث تسمح المقاومة العالية في اليوم الأول بسرعة إنتاج القوالب. كما يُمكن استخدامه في أعمال الإنشاء والإصلاح الطارئة، وفي بناء قواعد الآلات وتركيبات البوابات.

يُعرف إسمنت بورتلاند من النوع الرابع عمومًا بانخفاض حرارة تفاعله مع الماء. ويتكون عادةً من:

28% (C 3 S)، 49% (C 2 S)، 4% (C 3 A)، 12% (C 4 AF)، 1.8% MgO، 1.9% (SO 3 )، 0.9% فقدان الاشتعال، و0.8% CaO الحر.

تتميز هذه الخرسانة بنسب عالية نسبيًا من (C₂S ) و( C₄AF ) ، ونسب منخفضة نسبيًا من ( C₃S ) و(C₃A ) . ومن عيوب هذا النوع أن الحد الأقصى لنسبة ( C₃A ) هو 7%، والحد الأقصى لنسبة (C₃S ) هو 35%. يؤدي ذلك إلى تباطؤ معدل توليد الحرارة الناتجة عن تفاعل الإماهة ، وبالتالي، تتطور مقاومة الخرسانة ببطء. بعد مرور عام أو عامين، تصبح المقاومة أعلى من مقاومة الأنواع الأخرى بعد التصلب الكامل. يُستخدم هذا النوع من الخرسانة في المنشآت الخرسانية الضخمة، كالسدود، التي تتميز بانخفاض نسبة مساحة السطح إلى الحجم. لا يُخزّن هذا النوع من الخرسانة عادةً لدى المصنّعين، ولكن قد ينظر البعض في طلبات خاصة بكميات كبيرة. لم يُصنع هذا النوع من الخرسانة منذ سنوات عديدة، لأن إضافة أسمنت بورتلاند البوزولاني وخبث الأفران العالية المحبب المطحون تُوفر بديلاً أرخص وأكثر موثوقية.

يُستخدم النوع الخامس حيث تكون مقاومة الكبريتات مهمة. تركيبه النموذجي هو:

38% (C 3 S)، 43% (C 2 S)، 4% (C 3 A)، 9% (C 4 AF)، 1.9% MgO، 1.8% (SO 3 )، 0.9% فقدان الاشتعال، و0.8% CaO الحر.

يتميز هذا الإسمنت بانخفاض نسبة (C3A ) فيه، مما يفسر مقاومته العالية للكبريتات. الحد الأقصى المسموح به لمحتوى (C3A) هو 5% في إسمنت بورتلاند من النوع الخامس. ومن القيود الأخرى ألا تتجاوز نسبة (C4AF ) + 2(C3A ) 20%. يُستخدم هذا النوع في الخرسانة المعرضة للتربة القلوية وكبريتات المياه الجوفية التي تتفاعل مع (C3A ) ، مما يُسبب تمددًا غير مرغوب فيه. وهو غير متوفر في كثير من المناطق، على الرغم من شيوع استخدامه في غرب الولايات المتحدة وكندا. وكما هو الحال مع النوع الرابع، فقد حل الإسمنت العادي المضاف إليه خبث أفران الصهر المطحون أو الإسمنت المخلوط الثلاثي الذي يحتوي على الخبث والرماد المتطاير محل إسمنت بورتلاند من النوع الخامس إلى حد كبير.

تتشابه الأنواع Ia و IIa و IIIa في تركيبها مع الأنواع I وII وIII. والفرق الوحيد هو إضافة عامل مُحسِّن للهواء إلى المزيج في الأنواع Ia وIIa وIIIa. يجب أن يستوفي هذا العامل الحد الأدنى والحد الأقصى للمواصفات الاختيارية الواردة في دليل ASTM. هذه الأنواع متوفرة فقط في شرق الولايات المتحدة وكندا، وبشكل محدود. وهي تُعدّ طريقة غير فعّالة لتحسين مقاومة التجمد في درجات الحرارة المنخفضة.

النوعان II(MH) و II(MH)a لهما تركيبة مشابهة للنوعين II و IIa، ولكن مع حرارة معتدلة.

المعيار الأوروبي 197

تحدد المواصفة الأوروبية EN 197-1 خمس فئات من الأسمنت الشائع الذي يتكون أساساً من أسمنت بورتلاند. وتختلف هذه الفئات عن فئات ASTM.

فصلوصفالمكونات
CEM Iأسمنت بورتلانديتكون من أسمنت بورتلاند وما يصل إلى 5٪ من مكونات إضافية ثانوية
CEM IIأسمنت بورتلاند المركبأسمنت بورتلاند وما يصل إلى 35% من المكونات الفردية الأخرى*
CEM IIIأسمنت أفران الصهرالأسمنت البورتلاندي ونسب أعلى من خبث الأفران العالية
CEM IVأسمنت بوزولانيالأسمنت البورتلاندي وما يصل إلى 55% من المكونات البوزولانية
CEM Vالأسمنت المركبالأسمنت البورتلاندي، خبث الأفران العالية أو الرماد المتطاير، والبوزولانا

* المكونات المسموح بها في أسمنت بورتلاند المركب هي البوزولان الاصطناعي (خبث الفرن العالي (مادة رابطة هيدروليكية كامنة)، ودخان السيليكا، والرماد المتطاير)، أو البوزولان الطبيعي (مواد سيليسية أو ألومينية سيليسية مثل زجاج الرماد البركاني والطين المكلس والصخر الزيتي).

CSA A3000-08

تصف المعايير الكندية ستة أنواع رئيسية من الأسمنت، ويمكن أيضًا توفير أربعة منها كمزيج يحتوي على الحجر الجيري المطحون (يشار إليه باللاحقة "L" في أسماء الفئات).

فصلوصف
GU، GUL (المعروف أيضًا باسم الأسمنت من النوع 10 (GU))أسمنت للاستخدام العام
آنسةأسمنت مقاوم للكبريتات بدرجة متوسطة
MH، MHLأسمنت ذو حرارة معتدلة
هو، هيلأسمنت عالي المقاومة المبكرة
LH، LHLأسمنت منخفض الحرارة
HSأسمنت عالي المقاومة للكبريتات (منخفض C3A ) ؛ يكتسب القوة بشكل عام بشكل أبطأ من الأنواع الأخرى.

أسمنت بورتلاند الأبيض

يُشبه الإسمنت البورتلاندي الأبيض، أو الإسمنت البورتلاندي الأبيض العادي (WOPC)، الإسمنت البورتلاندي الرمادي العادي في جميع النواحي، باستثناء درجة بياضه العالية. ويتطلب الحصول على هذا اللون استخدام مواد خام ذات محتوى منخفض من أكسيد الحديد الثلاثي (Fe₂O₃)، وإجراء بعض التعديلات على طريقة التصنيع، من بينها رفع درجة حرارة الفرن اللازمة لتلبيد الكلنكر في غياب أكاسيد الحديد الثلاثي التي تعمل كعامل مساعد في الكلنكر العادي. ولأن أكسيد الحديد الثلاثي ( Fe₂O₃ ) يُساهم في خفض درجة انصهار الكلنكر (عادةً 1450 درجة مئوية)، فإن الإسمنت الأبيض يتطلب درجة حرارة تلبيد أعلى (حوالي 1600 درجة مئوية). ونتيجةً لذلك، فهو أغلى قليلاً من المنتج الرمادي. ويتمثل الشرط الأساسي في انخفاض محتوى الحديد، بحيث يكون أقل من 0.5 % وزناً (معبراً عنه كـ Fe₂O₃ ) للإسمنت الأبيض، وأقل من 0.9 % وزناً للإسمنت الأبيض المائل للصفرة. يُفضّل أيضًا استخدام أكسيد الحديدوز (FeO) في صورة أكسيد الحديدوز ، والذي يُحضّر في ظروف اختزال طفيفة داخل الفرن، أي عند تشغيله بدون فائض من الأكسجين عند مخرج الفرن. يُضفي هذا على الكلنكر والأسمنت لونًا أخضرًا خفيفًا . كما أن وجود أكاسيد معدنية أخرى ، مثل Cr₂O₃ (أخضر)، و MnO ( وردي)، و TiO₂ ( أبيض)، بكميات ضئيلة، قد يُعطي لونًا خفيفًا، لذا يُفضّل استخدام أسمنت من دفعة واحدة في أي مشروع.    

قضايا السلامة

تُطبع تحذيرات السلامة والصحة على أكياس الأسمنت بشكل روتيني، لأن الأسمنت ليس فقط شديد القلوية ، بل إن عملية تصلبه طاردة للحرارة أيضًا . ونتيجة لذلك، يُعد الأسمنت الرطب مادة كاوية قوية ، ويمكن أن يُسبب بسهولة حروقًا جلدية شديدة إذا لم يُغسل بالماء فورًا. وبالمثل، فإن مسحوق الأسمنت الجاف عند ملامسته للأغشية المخاطية قد يُسبب تهيجًا شديدًا للعين أو الجهاز التنفسي. [ 29 ] [ 30 ] كما أن تفاعل غبار الأسمنت مع الرطوبة في الجيوب الأنفية والرئتين قد يُسبب حروقًا كيميائية، بالإضافة إلى الصداع والإرهاق، [ 31 ] وسرطان الرئة. [ 32 ]

يُعد إنتاج الأسمنت ذي القلوية المنخفضة نسبياً (الأس الهيدروجيني < 11) مجالاً للبحث المستمر. [ 33 ]

في الدول الاسكندنافية وفرنسا والمملكة المتحدة، لا يجوز أن يتجاوز مستوى الكروم (VI) ، الذي يعتبر سامًا ومهيجًا رئيسيًا للجلد، جزأين في المليون (ppm).

في الولايات المتحدة، حددت إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) الحد القانوني ( الحد المسموح به للتعرض ) لأسمنت بورتلاند في مكان العمل بـ 50 مليون جسيم لكل قدم مكعب خلال يوم عمل مدته 8 ساعات. وحدد المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) حدًا موصى به للتعرض (REL) بـ 10  ملغم/م³ للتعرض الكلي و5  ملغم/م³ للتعرض التنفسي خلال يوم عمل مدته 8 ساعات. وعند مستويات 5000  ملغم/م³ ، يُصبح أسمنت بورتلاند خطرًا مباشرًا على الحياة والصحة . [ 34 ]

التأثيرات البيئية

قد تُسبب صناعة الأسمنت البورتلاندي آثارًا بيئية في جميع مراحل العملية. وتشمل هذه الآثار انبعاثات الملوثات المحمولة جوًا على شكل غبار وغازات، والضوضاء والاهتزازات عند تشغيل الآلات وأثناء عمليات التفجير في المحاجر، واستهلاك كميات كبيرة من الوقود أثناء التصنيع، وانبعاث ثاني أكسيد الكربون.٢- من المواد الخام أثناء التصنيع، والأضرار التي تلحق بالريف جراء استخراج المحاجر. تُستخدم على نطاق واسع معدات الحد من انبعاثات الغبار أثناء استخراج المحاجر وصناعة الإسمنت، كما يزداد استخدام معدات احتجاز وفصل غازات العادم. تشمل حماية البيئة أيضًا إعادة دمج المحاجر في الريف بعد إغلاقها، وذلك بإعادتها إلى طبيعتها أو إعادة زراعتها.

يُعدّ الإسمنت البورتلاندي مادة كاوية ، لذا يُمكن أن يُسبب حروقًا كيميائية. [ 27 ] يُمكن أن يُسبب مسحوقه تهيجًا، أو سرطان الرئة في حالات التعرّض الشديد، وقد يحتوي على العديد من المكونات الخطرة، بما في ذلك السيليكا البلورية والكروم سداسي التكافؤ . وتتمثل المخاوف البيئية في استهلاك الطاقة العالي اللازم لاستخراج الإسمنت وتصنيعه ونقله، وما يترتب على ذلك من تلوث للهواء، بما في ذلك انبعاث غازات الدفيئة مثل ثاني أكسيد الكربون ، والديوكسين ، وأكاسيد النيتروجين ، وثاني أكسيد الكبريت ، والجسيمات الدقيقة . يُساهم إنتاج الإسمنت البورتلاندي بنحو 10% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية . [ 35 ] وقدّرت وكالة الطاقة الدولية أن إنتاج الإسمنت سيزداد بنسبة تتراوح بين 12 و23% بحلول عام 2050 لتلبية احتياجات سكان العالم المتزايدة. [ 36 ] وهناك العديد من الأبحاث الجارية التي تستهدف إيجاد بديل مناسب للإسمنت البورتلاندي بمواد إسمنتية تكميلية . [ 37 ]

جاء في تقرير "ملاحظات وتقارير وبائية حول التعرض لثاني أكسيد الكبريت في مصانع أسمنت بورتلاند" ، الصادر عن مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها:

ينبغي على العاملين في مصانع أسمنت بورتلاند، وخاصة أولئك الذين يحرقون وقودًا يحتوي على الكبريت، أن يكونوا على دراية بالآثار الحادة والمزمنة للتعرض لثاني أكسيد الكبريت.2 [ثاني أكسيد الكبريت]، وتركيزات الذروة والتحول الكامل لـSO2 ينبغي قياسها بشكل دوري. [ 38 ]

خلصت دراسة بحثية مستقلة أجرتها شركة AEA Technology لتحديد القضايا الحرجة التي تواجه صناعة الإسمنت اليوم، إلى أن أهم قضايا الأداء البيئي والصحي والسلامة التي تواجه صناعة الإسمنت هي الانبعاثات الجوية (بما في ذلك انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، والديوكسين، وأكاسيد النيتروجين ، وثاني أكسيد الكبريت).2 ، والجسيمات)، والحوادث، وتعرض العمال للغبار. [ 39 ]

شركة​2- يأتي ما يرتبط بصناعة أسمنت بورتلاند بشكل رئيسي من أربعة مصادر:

COالمصدر الثانيكمية
إزالة الكربونات من الحجر الجيريثابت إلى حد ما: الحد الأدنى حوالي 0.47  كجم (1.0  رطل) من ثاني أكسيد الكربون2 لكل كيلوغرام من الأسمنت، بحد أقصى 0.54، والقيمة النموذجية حوالي 0.50 في جميع أنحاء العالم.
احتراق وقود الفرنيختلف ذلك باختلاف كفاءة المصنع: مصنع التكليس المسبق الفعال 0.24  كجم (0.53  رطل) من ثاني أكسيد الكربون2 لكل كيلوغرام من الأسمنت، عملية رطبة منخفضة الكفاءة تصل إلى 0.65، الممارسات الحديثة النموذجية (مثل المملكة المتحدة) بمتوسط ​​حوالي 0.30.
يتم إنتاجها بواسطة المركبات في مصانع الأسمنت والتوزيعيكاد يكون غير ذي أهمية عند 0.002-0.005. إجمالي ثاني أكسيد الكربون النموذجي2 يساوي حوالي0.80 كجم (1.8 رطل)من ثاني أكسيد الكربون2 لكل كيلوغرام من الأسمنت الجاهز.
توليد الطاقة الكهربائيةيختلف ذلك باختلاف مصدر الطاقة المحلي. يبلغ متوسط ​​استهلاك الطاقة الكهربائية حوالي 90-150 كيلوواط ساعة لكل طن من الأسمنت، أي ما يعادل 0.09-0.15  كيلوغرام (0.20-0.33  رطل) من ثاني أكسيد الكربون.2 لكل كيلوغرام من الأسمنت الجاهز إذا تم توليد الكهرباء من الفحم.

بشكل عام، مع الطاقة النووية أو الكهرومائية، والتصنيع الفعال، ثاني أكسيد الكربونيمكن تقليل انبعاثات الجيل الثاني إلى 0.7 كجم (1.5 رطل)لكل كيلوغرام من الأسمنت، ولكن يمكن أن تصل إلى ضعف ذلك.وينصبّ تركيز الابتكار المستقبلي على تقليل انبعاثات المصدرين الأول والثاني من خلال تعديل التركيب الكيميائي للأسمنت، واستخدام النفايات، واعتماد عمليات أكثر كفاءة.على الرغم من أن صناعة الأسمنت تُعدّ مصدراً ضخماًثاني أكسيد الكربونيُعدّ الخرسانة (التي يشكل الإسمنت منها حوالي 15%) من أكثر المواد المُصدرة لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون، مقارنةً ببعض أنظمة البناء الحديثة الأخرى في هذا الصدد.وتُصدر المواد التقليدية، مثل الملاط الجيري، بالإضافة إلى الأخشاب وطرق البناء القائمة على الطين، كميات أقل بكثيرمن ثانيأكسيد الكربون. [ 40 ]

يتمثل أحد أساليب تقليل محتوى الكلنكر في تصنيع مواد ألومينوسيليكاتية في المختبر مصممة خصيصًا لتكون بمثابة مواد إسمنتية تكميلية، بدلاً من الاعتماد على المنتجات الثانوية الصناعية أو البوزولانات الطبيعية. يمكن إنتاج هذه المواد الاصطناعية بتركيب كيميائي وبنية مضبوطة بدقة، مما يسمح بتحسين تفاعليتها. عند استخدامها كمكون أساسي (أكثر من 67%) في الأسمنت الهجين المنشط قلويًا - المعروف باسم أسمنت منخفض محتوى الكلنكر للغاية (ULCC) - تُعطي هذه الألومينوسيليكات الاصطناعية مقاومة ضغط تزيد عن 50 ميجا باسكال بعد 28 يومًا من المعالجة، وهي مقاومة مماثلة للأسمنت الإنشائي التقليدي. الناتج الرئيسي للتفاعل المسؤول عن هذا الأداء الميكانيكي هو هلام من نوع (N)-CASH، مشابه للهلام المتكون في الأسمنت المنشط قلويًا. يوفر هذا الأسلوب مسارًا نحو إنتاج أسمنت بأقل محتوى من الكلنكر، مصنوع من مواد ذات تركيب مضبوط، بغض النظر عن توافر أنواع محددة من النفايات الصناعية. [ 41 ]

يتمثل أحد الأساليب الأخرى لتقليل البصمة الكربونية للأسمنت في المعالجة المسبقة للنفايات الصناعية القلوية من خلال الكربنة ، وذلك بتعريضها لثاني أكسيد الكربون قبل استخدامها كمواد إسمنتية تكميلية. وبدلاً من التعامل مع ثاني أكسيد الكربون كملوث فحسب، تستخدم هذه الاستراتيجية ثاني أكسيد الكربون لتثبيت النفايات كيميائياً ، مما يؤدي فعلياً إلى حبس الكربون داخل المنتج بدلاً من إطلاقه في الغلاف الجوي. وتُظهر الملاطات التي تحتوي على ما يصل إلى 20% من النفايات المكربنة كبديل للإسمنت أعماق كربنة طبيعية أقل من ملاطات إسمنت بورتلاند العادية، وتشير التوقعات لمدة 100 عام إلى أنها تستوفي معايير المتانة المطلوبة لحماية حديد التسليح من التآكل ، مما يؤكد جدواها للتطبيقات الإنشائية. [ 42 ]

يُعدّ البحث عن مواد إسمنتية تكميلية بديلة أمرًا بالغ الأهمية، لا سيما في البلدان النامية حيث تندر المنتجات الثانوية الصناعية التقليدية، مثل الرماد المتطاير أو خبث أفران الصهر، أو تكون غير متاحة اقتصاديًا. يحتوي الرماد الناتج عن التكليس المُتحكّم به لنبات القصب العملاق ( Phragmites sp.)، وهو نبات غازي ينتشر بكثرة في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى، على أكثر من 92% من السيليكا - وهو ما يُضاهي غبار السيليكا أو رماد قشور الأرز - ويُظهر نشاطًا بوزولانيًا عاليًا، حيث يُثبّت 94% من الجير المُتاح خلال 28 يومًا. تُلبّي ملاطات الإسمنت التي تحتوي على 10% و20% من رماد القصب المتطلبات الميكانيكية والريولوجية للمعيار الأوروبي EN 197-1، مع الحفاظ على فئة قوة الإسمنت المرجعي، وتُمثّل مسارًا لإنتاج إسمنت محلي منخفض الكربون في المناطق التي تفتقر إلى الإضافات المعدنية التقليدية. [ 43 ]

مصانع الأسمنت المستخدمة للتخلص من النفايات أو معالجتها

إطارات مستعملة تُغذى إلى زوج من أفران الأسمنت

نظراً لارتفاع درجات الحرارة داخل أفران الإسمنت ، بالإضافة إلى البيئة المؤكسدة (الغنية بالأكسجين) وفترات المعالجة الطويلة، تُستخدم هذه الأفران كخيار لمعالجة أنواع مختلفة من النفايات؛ فهي تُدمر بكفاءة العديد من المركبات العضوية الخطرة. كما تحتوي هذه النفايات غالباً على مواد قابلة للاحتراق، مما يسمح بالاستغناء عن جزء من الوقود الأحفوري المستخدم عادةً في هذه العملية.

المواد النفايات المستخدمة في أفران الأسمنت كمكمل للوقود: [ 44 ]

تتمتع صناعة أسمنت بورتلاند أيضًا بإمكانية الاستفادة من استخدام المنتجات الثانوية الصناعية من النفايات. [ 45 ] وتشمل هذه على وجه الخصوص:

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 كورلاند، روبرت (2011). كوكب خرساني: القصة الغريبة والرائعة لأكثر المواد المصنعة شيوعًا في العالم . أمهرست، نيويورك: بروميثيوس بوكس. ISBN 978-1-61614-481-4تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أغسطس 2015 .
  2. ↑ "إحصاءات ومعلومات عن الإسمنت" . USGS.gov . هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. مؤرشف من الأصل في 21 مارس 2025. تم الاطلاع عليه في 21 مارس 2025 .
  3. 1 2 جيلبرج، ب. فاجيرلوند، G.؛ جونسون، أ. تيلمان، AM. (1999). Betong och miljö [ الخرسانة والبيئة ] (باللغة السويدية). ستوكهولم، السويد: AB Svensk Byggtjenst. رقم ISBN 978-91-7332-906-4.
  4. 1 2 3 4 5 روبرت ج. بليزارد، "تاريخ الأسمنت الكلسي" في هيوليت، بيتر سي، محرر، كيمياء الأسمنت والخرسانة لليا، الطبعة الرابعة. أمستردام، هولندا: إلسيفير بتروورث-هاينمان، 2004، ص 1-24. مطبوع.
  5. 1 2 سايكيا، ميمي داس. بهارجاب موهان داس، مادان موهان داس. عناصر الهندسة المدنية . نيودلهي: دار نشر PHI Learning Private Limited. 2010. 30. مطبوع.
  6. ↑ ريد، هنري (1868). رسالة عملية في صناعة أسمنت بورتلاند . لندن: إي. وإف إن سبون.
  7. 1 2 فرانسيس، أ.ج. (1977). صناعة الأسمنت 1796-1914: تاريخ .
  8. ↑ جونسون، ألفريد سيدني (1911). "مئة عام من أسمنت بورتلاند" . النجار والبنّاء الأمريكي . 10 ( 5-6 ): 29-32 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 نوفمبر 2025 .
  9. ↑ رايمينت، د. ل. (1986). "تحليل المجهر الإلكتروني لأطوار سيليكات الكالسيوم المائية في عجينة أسمنت عمرها 136 عامًا". مجلة أبحاث الأسمنت والخرسانة . 16 (3): 341-344 . doi : 10.1016/0008-8846(86)90109-2 .
  10. ↑ هان، توماس ف.، وإيموري ليلاند كيمب. مصانع الإسمنت على طول نهر بوتوماك . مورغانتاون، فرجينيا الغربية: مطبعة جامعة فرجينيا الغربية، 1994. ص 16. مطبوع.
  11. ↑ ريد، هنري (1877). علم وفن صناعة أسمنت بورتلاند مع ملاحظات حول بعض تطبيقاته الإنشائية . لندن: إي آند إف إن سبون.
  12. ↑ "125 عامًا من البحث من أجل الجودة والتقدم" . رابطة مصانع الإسمنت الألمانية. مؤرشف من الأصل في 16 يناير 2015. تم الاطلاع عليه في 30 سبتمبر 2012 .
  13. ↑ "العالم الحديث يعتمد على الإسمنت المتواضع" . سميثسونيان . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 نوفمبر 2025. الإسمنت البورتلاندي، الذي طُوّر في الأصل في إنجلترا في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر... في ذلك الوقت، استورد الأمريكيون الإسمنت البورتلاندي من إنجلترا وألمانيا.
  14. ↑ ميد، ريتشارد كيدر. أسمنت بورتلاند: تركيبه، مواده الخام، تصنيعه، اختباره وتحليله . إيستون، بنسلفانيا: 1906. شركة النشر الكيميائي، الصفحات 4-14. مطبوع.
  15. ↑ "ASTM C219-25، المصطلحات القياسية المتعلقة بالأسمنت الهيدروليكي وغير العضوي" . ASTM International. 8 يناير 2025.
  16. ↑ مور، ديلان. "أفران الإسمنت: الكيمياء الحرارية للكلنكر" . cementkilns.co.uk . مؤرشف من الأصل في 6 مارس 2014.
  17. ↑ ماك آرثر، هيو، ودنكان سبالدينغ. علم المواد الهندسية: الخصائص، والاستخدامات، والتدهور، والمعالجة . تشيتشستر، المملكة المتحدة: دار هوروود للنشر، 2004. ص 217. مطبوع.
  18. ↑ سكريفنر، كارين؛ ماتشي، توماس؛ جورجيه، فابيان؛ جولاند، باتريك؛ محمد، أسلم كونهي (2023). "تطورات في ترطيب وديناميكا حرارة الأنظمة الأسمنتية" . مجلة أبحاث الأسمنت والخرسانة . 174 107332. doi : 10.1016/j.cemconres.2023.107332 . ISSN 0008-8846 . مؤرشف من الأصل في 15 أبريل 2024. تم الاطلاع عليه في 20 فبراير 2023 . 
  19. ↑ ميهتا، ب.ك.؛ مونتيرو، ب.ج.م. (2013). الخرسانة: البنية المجهرية، والخواص، والمواد . ماكجرو هيل. ISBN 978-0-07-179787-0.
  20. ↑ مونتيرو، بي جيه إم. "محاضرات - الأسمنت" . جامعة كاليفورنيا، بيركلي. مؤرشف من الأصل في 25 مايو 2025. تم الاطلاع عليه في 25 فبراير 2025 .
  21. ↑ لوثنباخ، باربرا؛ لو سوت، غوين؛ غالوتشي، إيمانويل؛ سكريفنر، كارين (2008). "تأثير الحجر الجيري على ترطيب أسمنت بورتلاند" . مجلة أبحاث الأسمنت والخرسانة . 38 (6): 848-860 . doi : 10.1016/j.cemconres.2008.01.002 . مؤرشف من الأصل في 8 يوليو 2022. تم الاطلاع عليه في 6 ديسمبر 2025 .
  22. ↑ ليناريس-أليمبارتي، ب.؛ سوتو-علاوي، م.؛ أندرادي-بيردريكس، س. (2025). "العلاقة بين معاملات انتشار الرادون والأكسجين في خرسانة الأسمنت البورتلاندي العادي". مواد البناء . 75 (358): e379. doi : 10.3989/mc.2025.394624 . hdl : 10261/398074 .
  23. ^ سواريز نافارو، خوسيه أنطونيو؛ مورينو رييس، آنا ماريا؛ إكسبوسيتو سواريز، فيكتور مانويل؛ غيريرو، آنا؛ فرياس، مويسيس؛ هيرنيز، غييرمو؛ بينافينتي، خوسيه فرانسيسكو (2026). "الجرعة الفعالة من الإشعاع الخارجي وزفير 222Rn لمواد البناء المصنعة من مواد النفايات القلوية الغازية" . بحوث العلوم البيئية والتلوث . 33 (15): 7004-7016 . دوى : 10.1007 / s11356-026-37752-6 . اتش دي ال : 10261/430346 . بمك 13156194 . بميد 42008089 .  
  24. ↑ "نماذج الإسكان: شارع بيج" . housingprototypes.org . مؤرشف من الأصل في 16 سبتمبر 2012. تم الاطلاع عليه في 19 يناير 2007 .
  25. ↑ هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، 2020، ملخصات السلع المعدنية ، 200 صفحة. doi : 10.3133/mcs2020
  26. ↑ "قوة أسمنت بورتلاند - رصف تفاعلي" . مؤرشف من الأصل في 7 يوليو 2024. تم الاطلاع عليه في 16 أغسطس 2024 .
  27. 1 2 "ASTM C185-15a، طريقة الاختبار القياسية لمحتوى الهواء في ملاط ​​الأسمنت الهيدروليكي" . ASTM International . ويست كونشوهوكن، بنسلفانيا: ASTM International . 2015. doi : 10.1520/C0185-15A . مؤرشف من الأصل في 1 يونيو 2018. تم الاطلاع عليه في 16 مايو 2017 .
  28. ↑ دليل المقاول لبناء الخرسانة عالية الجودة . الطبعة الثالثة، سانت لويس، ميزوري: الجمعية الأمريكية لمقاولي الخرسانة، 2005، ص 17. مطبوع.
  29. ↑ "صحيفة معلومات الصحة والسلامة المهنية: الأسمنت" (ملف PDF) . المملكة المتحدة: هيئة الصحة والسلامة المهنية . مؤرشفة (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 4 يونيو 2011. تم الاطلاع عليها بتاريخ 15 فبراير 2011 .
  30. ^ بولونيا، جان ل. جوزيف إل. جوريزو؛ رونالد ب. رابيني (2003). الأمراض الجلدية، المجلد 1 موسبي. رقم ISBN 978-0-323-02409-9.
  31. ↑ أوليرو، يو جي (1984). "وظائف الرئة وأعراضها لدى العمال النيجيريين المعرضين لغبار الإسمنت". بحوث البيئة . 33 (2): 379-385 . Bibcode : 1984ER.....33..379O . doi : 10.1016/0013-9351(84)90036-7 . PMID 6714189 . 
  32. ↑ رافنسون، ف؛ هـ. غونارسدوتير؛ م. كيلونين (1997). "خطر الإصابة بسرطان الرئة بين البنائين في أيسلندا" . طب العمل والبيئة . 54 (3): 184-188 . doi : 10.1136/oem.54.3.184 . PMC 1128681. PMID 9155779 .  
  33. ↑ كو-دي-كوم، سيلين؛ سيمون كورتوا؛ ديدييه نيكتو؛ ستيفاني لوكليرك؛ كزافييه بوربون (ديسمبر 2006). " صياغة خرسانة منخفضة القلوية، عالية المقاومة، ومنخفضة الحرارة لمستودعات النفايات المشعة" (ملف PDF) . مجلة أبحاث الأسمنت والخرسانة . 36 (12). دار النشر إلسيفير المحدودة: 2152-2163 . doi : 10.1016/j.cemconres.2006.10.005 . S2CID 96407505. مؤرشف (ملف PDF) من النسخة الأصلية في 9 أكتوبر 2022. 
  34. ↑ "دليل مركز السيطرة على الأمراض والوقاية منها - المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية المختصر للمخاطر الكيميائية - أسمنت بورتلاند" . www.cdc.gov . مؤرشف من الأصل بتاريخ 21 نوفمبر 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 نوفمبر 2015 .
  35. ↑ سكريفنر، كارين ل.؛ جون، فانديرلي م.؛ غارتنر، إليس م. (يونيو 2018). "الأسمنت الصديق للبيئة: حلول اقتصادية مجدية محتملة لصناعة مواد أسمنتية منخفضة الانبعاثات الكربونية" ( ملف PDF) . مجلة أبحاث الأسمنت والخرسانة . 114 : 2-26 . doi : 10.1016/j.cemconres.2018.03.015 . hdl : 10044/1/51016 . S2CID 139685537. مؤرشف (ملف PDF) من النسخة الأصلية في 9 أكتوبر 2022. 
  36. ↑ "خارطة طريق التكنولوجيا - التحول إلى صناعة إسمنت منخفضة الكربون: ملحق" . متجر وكالة الطاقة الدولية الإلكتروني . مؤرشف من الأصل في 1 فبراير 2021. تم الاطلاع عليه في 13 سبتمبر 2018 .
  37. ↑ لوثنباخ، باربرا؛ سكريفنر، كارين؛ هوتون، آر دي (ديسمبر 2011). "مواد إسمنتية تكميلية" . مجلة أبحاث الإسمنت والخرسانة . 41 (12): 1244-1256 . doi : 10.1016/j.cemconres.2010.12.001 .
  38. ↑ "ملاحظات وتقارير وبائية حول التعرض لثاني أكسيد الكبريت في مصانع أسمنت بورتلاند" . cdc.gov . مؤرشف من الأصل بتاريخ 25 يونيو 2017.
  39. ↑ "نحو صناعة أسمنت مستدامة: تحسين أداء البيئة والصحة والسلامة" (ملف PDF) . wbcsd.ch . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 28 سبتمبر 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 ديسمبر 2006 .
  40. ↑ كينت، دوغلاس (22 أكتوبر 2007). "رد: الجير خيار أكثر مراعاة للبيئة من الإسمنت، كما يقول دوغلاس كينت" . صحيفة الغارديان . تاريخ الاطلاع: 22 مارس 2022 .
  41. ^ مارتن رودريغيز، ب. جارسيا لوديرو، أنا؛ بالومو، أ.؛ فرنانديز-خيمينيز، أ. (2026). "مواد أسمنتية تكميلية اصطناعية مستدامة لإنتاج أسمنت الكلنكر منخفض للغاية" . مجلة هندسة البناء . 121 115690. دوى : 10.1016/j.jobe.2026.115690 . اتش دي ال : 10261/426273 .
  42. ↑ مورينو-رييس، أ.م.؛ باريديس، م.ف.؛ غيريرو، أ.؛ سانشيز، ج.؛ توريس، ج.؛ فيغاس، إ.؛ فرياس، م. (2026). "تقييم تأثيرات ثاني أكسيد الكربون على متانة الملاط الإسمنتي المخلوط الصديق للبيئة المحتوي على نفايات قلوية في ظل ظروف كربنة مختلفة" . مجلة هندسة البناء . 119 115244. doi : 10.1016/j.jobe.2026.115244 . hdl : 10261/419761 .
  43. ↑ مورينو-رييس، أ.م.؛ فرياس، م.؛ غيريرو، أ.؛ سافاستانو، هـ.؛ مانهيك، أ.ج.؛ سيتو، أ.إ.ج.؛ ماديفات، س. (2026). "خصائص ملاط ​​الأسمنت البيئي الثنائي المصنوع من رماد القصب من موزمبيق" . مجلة المواد المستدامة القائمة على الأسمنت : 1-12 . doi : 10.1080/21650373.2026.2666619 . hdl : 10261/432143 .
  44. ↑ بويد، كريس (ديسمبر 2001). "استعادة النفايات في أفران الإسمنت" (ملف PDF) . المجلس العالمي للأعمال من أجل التنمية المستدامة . مؤرشف من الأصل في 24 يونيو 2008. تم الاطلاع عليه في 25 سبتمبر 2008 .
  45. ↑ كوسماتكا، إس إتش؛ باناريس، دبليو سي (1988). تصميم ومراقبة الخلطات الخرسانية . سكوكاي، إلينوي : جمعية أسمنت بورتلاند . ص 15. ISBN  978-0-89312-087-0. بشكل عام، ربما يكون لدى 50٪ من جميع المنتجات الثانوية الصناعية إمكانات كمواد خام لتصنيع أسمنت بورتلاند.

للمزيد من القراءة