الإسمنت الأمينتي

اسمنت امينتي

Asbestos cement - Amiante-ciment

الإسمنت الأمينتي

الإسمنت الأمينتي aminate cement مادة مؤلفة من قطع مشكلة من خليط الإسمنت وألياف الأمينت بعد مزجهما بالماء. ويتصف الإسمنت الأمينتي الذي اخترعه لويس هاتشيك Louis Hatshek عام 1900م، بخواص مختلفة أبرزها مقاومته للشد والحني وعدم قابليته للفساد وللاشتعال، وكثافته وخفة وزنه.

وتراوح نسبة ألياف الأمينت في الإسمنت الأمينتي بين 10 و20%، وهو يعرض في الأسواق قطعاً مختلفة الأشكال أهمها ألواح أردوازية، وصفائح مستوية أو مموجة وقساطل tubes وأنابيب للمداخن والقنوات بأقطار مختلفة، وألواح مطلية بالميناء للأغطية الزخرفية، وأحواض خاصة للبناء وللزراعة، وعوازل مختلفة الأشكال والاستعمال في أرضيات المشاريع الإنشائية وجدرانها لمقاومة الحرارة والاحتراق، وصفائح «كرتونية» الشكل مختلفة الاستعمال.

ظهرت صناعة الإسمنت الأمينتي بصنع صفائح رقيقة منه لاستعمالها في البناء، ثم تطورت هذه الصناعة تطوراً سريعاً وشملت الكثير من المنتجات الضرورية في المنشآت المختلفة.

وتُتَّبع في صناعة الإسمنت الأمينتي الطريقة الرطبة (نسبة الماء المضاف 82-85%) والطريقة نصف الرطبة (نسبة الماء المضاف 60- 70%) والطريقة الجافة (نسبة الماء المضاف نحو 10%) وتفضل الطريقة الرطبة لتحقيق التجانس التام في الخليطة قبل سكبها وضغطها في القوالب.

المواد الأولية في الإسمنت الأمينتي

أما المواد الأولية المستعملة في الخليطة فهي الإسمنت البرتلندي وألياف الأمينت والماء وبعض المواد المساعدة. ويفضل أن يكون الإسمنت خالياً من أي إضافات ماعدا الجص أو مايقابله، وأن تكون نسبة الآليت C₃S  55-65% ونسبة البليت C₂S 20-30% ونسبة السيليت C₃A  5- 8%. وأما نسبة ألومينات حديدات رباعية الكلسيوم C₄AF فهي 12- 27%. ويزيد الآليت من متانة الإسمنت الأمينتي ويقلل من كمية الماء اللازمة للخليطة. أما البليت فيساعد على زيادة المتانة بعد أسبوعين من بداية التصلب. وأما السيليت فيساعد على التصلب في الأيام الثلاثة الأولى. ويساعد C₄AF على زيادة المتانة البدئية.

ويجب أن يكون الإسمنت خالياً من أكسيد الكلسيوم CaO والسيليس SiO₂ الحُرَّيْن. ويطحن الكلنكر مع الجص لكي يكون السطح النوعي لحبيبات المسحوق 2800-3200 سم2/ غرام. أما الأمينت فهو فلز ليفي يستخرج من الطبيعة بأشكال مختلفة. وأهم أشكاله المستعملة هي «الأمفيبول» amphibole و«الكريزوتيل» chrysotile، ويتألف الأمفيبول من سيليكات المغنزيوم والحديد المميهة، وقد يكون هنالك معدن آخر ثنائي القيمة غير الحديد. يعرف الكريزوتيل باسم «السربنتين» أو حجر الحية ويتألف من سيليكات المغنزيوم المميهة الليفية التركيب، الصفيحية البنية، ذات الصيغة الكيمياوية Mg₃Si₂O₅(OH)₄، ويوجد في الصخور على شكل عروق ليفية. ويستعمل الكريزوتيل في صناعة الإسمنت الأمينتي على نطاق واسع لمرونته العالية وقابليته للتعجين والتشكيل، وله مقاومة عالية للشد والحني، ويمكن القول إن فلزات الأمينت تتألف من خليط من ماءات المغنزيوم والكلسيوم والحديد والصوديوم والسيليسيوم. وتوجد نسب قليلة من مواد إضافية مثل أكسيد النيكل NiO، وأكسيد المنغنيز MnO، وأكسيد البوتاسيوم K₂O، وأكسيد التيتانيوم TiO₂، وأكسيد الألمنيوم Al₂O₃، والكلور Cl والفلور F والكبريت S وغيرها. وتؤدي هذه المواد دوراً مهماً في تلوين الأمينت المنتج.

تمتص ألياف الأمينت مركبات الإسمنت المميهة التي تتراكم على سطوحها وتكوّن معها نويات فعالة تنشط التفاعل بين فلزات الإسمنت والماء، وتتكون من منتجات التميّه شبكة بلورية قوية.

وليس الإسمنت الأمينتي بخليط بسيط ولكنه خليط معقد تسهم فيه مجموعة كبيرة من التفاعلات الكيمياوية والفيزيائية وفي مقدمتها عملية الامتصاص على سطوح ألياف الأمينت، مما يزيد من المقاومة النهائية للشد والحني والضغط، وتصل مقاومة الحني إلى 6000-8000كغ/سم2، مع العلم أن مقاومة الحديد تراوح بين 4000 و 20000كغ/سم².

وتتناسب المقاومات الأولية للإسمنت الأمينتي طرداً مع طول ألياف الأمينت وعكساً مع قطر أليافه، أي عندما يصغر قطر هذه الألياف تزداد المقاومة.

ويجب أن يكون الماء نقياً خالياً من العوالق الغضارية أو المواد العضوية: فالمواد الغضارية تعيق عملية ترشيح معلق الإسمنت الأمينتي، وتؤثر المواد العضوية تأثيراً قوياً في عملية إعادة تنظيف الماء. ولا ينصح باستعمال الماء العسير (المحتوي على أملاح) أو ماء البحر. ويفضل أن تكون درجة حرارة الماء بين 34 و37ْم.

أما المواد المساعدة فتستعمل لإنتاج أنواع محددة من الإسمنت الأمينتي إذ يمكن، لإنتاج الصفائح، استعمال مواد تضاف إلى الأمينت مثل ألياف الزجاج والبازلت وألياف النسج وخبث الأفران العالية. وتضاف هذه المواد بنسب تراوح بين 10 و15% من كمية الأمينت. وتضاف، لتلوين الصفائح، بعض المواد الملونة أو بعض الدهانات العضوية. وتضاف مواد شرهة للماء لزيادة ثبات الإسمنت الأمينتي، وتضاف مواد خاصة تمكّن الإسمنت الأمينتي من مقاومة الأوساط الطبيعية والصنعية. ويضاف في بعض الحالات آجر مشوي ناعم أو زجاج بركاني perlite لتحسين مقاومة الإسمنت الأمينتي للحرارة والحريق.

تقنية صناعة الإسمنت الأمينتي

لا بد، لإنتاج إسمنت أمينتي، من تحقيق سطح نوعي مرتفع، وامتصاص سطحي جيد، لكي يكون من المضمون وصول حبيبات الإسمنت إلى كامل سطوح ألياف الأمينت.

ويماثل صنع الإسمنت الأمينتي إلى حد كبير صنع الورق المقوى (الكرتون)، ويسبق خلط الأمينت بالإسمنت خلطاً جيداً تعجين الكريزوتيل الذي يخلّص قبل ذلك من الصخر في مكان استخراجه. وتمر الألياف، المتجمعة تجمعاً طبيعياً، في مِسْحقةٍ ذات أرحية تعمل على فصم عرى الحزم، ثم تمر بعد ذلك في مُفتّتة تستكمل عملية الفصم وتحوِّل هذه الحزم إلى ما يشبه القطن المندوف، ثم يمزج الأمينت في عجينة من الإسمنت شديدة الميوعة، ويخلط المزيج خلطاً شديداً داخل جبَّالة تشبه الآلات التي تستعمل في صناعة الورق والكرتون، وبعد ذلك تسكب العجينة، التي تستخرج من الجبالة، في حوض ثم تمدد بالماء تمديداً مناسباً وتُغذى منها آلة مكونة من صندوق معدني تدور فيه أسطوانة غربالية ضخمة، فترسُب العجينة على الغربال مكونة طبقة منتظمة سماكتها 0.3- 0.8مم، ثم تنقل طبقة العجينة إلى سير من لِبْد دقيق المسام (شبكة من لباد) تتلوه صفيحة معدنية رقيقة، يتلقى طبقات الغرابيل المختلفة الواحدة بعد الأخرى التي يلتحم بعضها ببعض، ويمر اللِّبْد على صناديق كبيرة لتفريغ الهواء تتيح تجفيفاً أول، ثم تساق طبقة العجينة بعد ذلك إلى الأسطوانة «المُقَوْلِبة» فتلتف حولها حتى الثخن المطلوب تحت شد معتدل فإذا ما قطعت الأسطوانة المكوَّنة وفقاً لمولِّدها ونشرت تصبح صفيحة مستوية. ويكون ثخن الصفيحة، التي تتألف من ست طبقات رقيقة  إلى تسع، من 4-6مم. وبعد تقطيع الصفائح، بحسب الأبعاد المطلوبة، يُنضَّد بعضها فوق بعض مع وضع ألواح فولاذية مزيتة بين طبقاتها، ثم تكبس بالمكبس المائي (مكبس هيدروليكي) بضغط مقداره 200 بار تقريباً فتفقد الطبقات المختلفة ثلاثة أرباع مائها وربع سماكتها، وتصبح كل طبقة منها كتلة متراصة واحدة.

وعندما تبلغ صفائح الإسمنت الأمينتي درجة كافية من المقاومة اللازمة للتداول والعمليات اللاحقة، بعد 48 ساعة تقريباً، ترفع عن الألواح الفولاذية ثم يتم التحقق من سلامتها وتصحيحها وتسوية حوافها، وقد تثقب إذا لزم الأمر، ثم تترك منضدة طوال شهر تقريباً في غرفة رطبة للتقسية، ويمكن أيضاً صنع قطع مشكلة، بتغيير شكل الصفائح قبل أن تجف. وتصنع الأنابيب بلف العجينة حول أسطوانة معدنية يساوي قطرها الخارجي قطر الأنابيب الداخلي. وتُخضَع العجينة عندها إلى ضغط عالٍ جداً، وتلف في طبقات رقيقة متعاقبة حتى بلوغ الثخن المطلوب الذي يراوح بين 6 و50مم، تبعاً لقطر الأنبوب واستعماله. وتراوح أقطار الأنابيب بين 50 و5000مم. وبعد بقاء الأنابيب في الماء بضعة أيام تحفظ في غرفة التقسية. ويمكن تَجنُّب زمن التقسية بمعالجة المواد، قبل جفافها، في الموصَدة autoclave بضع ساعات، وبدرجة حرارة مقدارها 170 درجة مئوية، وبضغط مقداره 8بار. وعندها تتعين الاستعاضة عن جزء من الإسمنت برملٍ كوارتزي، فيتسارع تفاعل التمّيه ويرافقه تفاعل سيليسي كلسي بين السيليس والكلس المتحرر في التميه.

ويلخص الشكل التالي المخطط التقني العام لصناعة الإسمنت الأمينتي.

خواص الإسمنت الأمينتي

للإسمنت الأمينتي ميزات كثيرة من أهمها مقاومته للتأثيرات الخارجية الطبيعية والصنعية، وعمره المديد، وتجانسه الذي يعتمد على نوعية مواده الأولية وتقنية صنعه. وتتحدد الخواص الميكانيكية للإسمنت الأمينتي بالقيمة الحدية للإجهادات الميكانيكية التي تتعرض لها الأنابيب والصفائح  عند الصنع، وتتعلق هذه القيمة بالضغط المطبق لإنتاج هذه المواد، وبنوعية الاستخدام، وبالوزن النوعي للإسمنت المنتج، وبنوعية الإسمنت المستعمل في صنع الإسمنت الأمينتي (برتلندي أو سيليسي). وتحدد إجهادات الشد في صنع الأنابيب لكي تراوح بين 200 و550كغ/ سم2، وفي صنع الصفائح لكي تراوح بين 200 و450كغ/ سم.2 وباستعمال الإسمنت السيليسي عوضاً عن البرتلندي تزداد مقاومة قطع الإسمنت الأمينتي بنحو 10-20%. وتزداد هذه المقاومة مع الزمن وتصل إلى 90ـ 95% من المقاومة الكلية بعد 28 يوماً من بدء التصلب.

وتتحدد مرونة الإسمنت الأمينتي بالنسبة بين قيمة الإجهادات التي تتعرض لها المواد ومقدار التشوه الذي يظهر بتأثير القوى الخارجية، ويعبر عن عامل المرونة بالعلاقة التالية

حيث E هو عامل المرونة وσ هو إجهاد المواد وε هو التشوه. ويزداد عامل المرونة بازدياد نسبة ألياف الأمينت في الخليطة.

ومن خواص الإسمنت الأمينتي الأخرى مقاومته أحمال الصدم (الطرق)، ويعبر عنها بالعمل الضروري تنفيذه لتحطيم المواد، وكذلك مقاومته لنفوذ الماء والغازات، وتعد هذه الناحية من الخواص المهمة فيما يتعلق بالأنابيب. ويكون نفوذ الماء من المسام، وتقل المسامية بالتدريج مع الزمن. والمسامية في الإسمنت الأمينتي قليلة على العموم بالموازنة بينه وبين الإسمنت البرتلندي.

أما انكماش منتجات الإسمنت الأمينتي عند التصلب فمردها إلى انخفاض الرطوبة التدريجي فيها عند تصلبها في الهواء، وعندما يتم تصلبها في الماء يقل مقدار الانكماش. كذلك قد تتأثر منتجات الإسمنت الأمينتي بالرطوبة تأثراً واضحاً فيصيبها التشوه، لذا يترك فراغ حر مقداره نحو 10مم عند تركيب الأنابيب للتشوه الطولي الذي ينتج من رطوبة الأرض.

والإسمنت الأمينتي مقاوم للصقيع، فانخفاض درجة حرارة الجو يؤثر تأثيراً ضعيفاً في خواص الإسمنت الأمينتي إذا كانت المسام فيه خالية من الماء، أما إذا كانت مملوءة بالماء فإن ضغط الماء المتجمد يؤثر في جدران هذه المسام ويحدث إجهادات شد قد تؤدي إلى التخريب. كذلك فإن الإسمنت الأمينتي مقاوم للحرارة نسبياً، فعندما يسخن الإسمنت الأمينتي يتبخر الماء الموجود في المسام، ويكون تبخره كلياً في درجة الحرارة 200ْم. وللحصول على إسمنت أمينتي مقاوم لدرجات الحرارة العالية، يستعمل نوع خاص من الإسمنت  يتألف من 60% من إسمنت برتلندي عالي المحتوى من الآليت ومنخفض المحتوى من السيليت ومن 40% من مسحوق ناعم من الرمل العالي المحتوى من السيليس.

أما الخواص الفيزيائية للإسمنت الأمينتي فأهمها الكثافة (غ/سم³)، والمسامية ويعبر عنها بنسبة مئوية، والوزن النوعي ويعبر عنه في درجة معينة من الحرارة بـ غ/سم³، وامتصاص الماء ويعبر عنه بنسبة مئوية.

وأما خواصه الكيمياوية ففي مقدمتها أن صفائح الإسمنت الأمينتي لا تتأثر بالمواد الكيمياوية إلا نادراً، في حين تتعرض أنابيب نقل المياه والنفط والغاز المعدنية أو الإسمنتية لذلك التأثير، ويفضل لهذه الغاية استعمال الإسمنت السيليسي في صنع الإسمنت الأمينتي لأنه أقل تأثراً بالمواد الكيمياوية من الإسمنت البرتلندي العادي.

ضبط الجودة في الإسمنت الأمينتي

أهم ما يجب أن يراقب لضبط جودة الإسمنت الأمينتي المواد الأولية التي يتألف منها وهي الأمينت والإسمنت والماء والمواد المضافة، وتحدد نوعية هذه المواد في المخبر في كل مرة. ويتم التأكد من مدى تطابق الأمينت، من حيث خصائصه، مع العملية الإنتاجية، ومن تطابق الإسمنت مع المواصفات الموضوعة من حيث التركيب والنعومة والأغراض التي يجب أن تتحقق في المنتج النهائي. ويراعى كذلك أن تتوافر جميع الشروط اللازمة عند تكوين عجينة الإسمنت الأمينتي في العمليات اللاحقة. وتحدد كل المقاييس والأبعاد والمواصفات اللازمة على أساس الشروط الموضوعة لإنتاج الصفائح والأنابيب.

تصنيف منتجات الإسمنت الأمينتي واستعمالاتها

يمكن تصنيف منتجات الإسمنت الأمينتي في: صفائح لتغطية السطوح، وصفائح لتغطية الجدران، وصفائح للعزل الكهربائي، ولوحات  للتزيين، وأنابيب مختلفة الأقطار.

ومن صفائح تغطية السطوح ما يكون للأبنية السكنية وهي صفائح مموّجة في الغالب، وميازيب للمياه، ومنها ما يكون للأبنية الصناعية بشكل صفائح مموجة كبيرة المقاييس، ومن الصفائح ما يكون لتغطية السطوح المعرضة للحرارة أو لتغطية السطوح غير المعرضة للحرارة.

وأما صفائح الجدران فقد تكون لتغطية جدران الأبنية السكنية، الخارجية أو الداخلية، أو للقواطع والحواجز، وقد تكون للأبنية الصناعية فتكون كبيرة المقاييس مموّجة أو غير مموجة وتكون مقاومة للحرارة والحريق.

وأما صفائح العزل الكهربائي فتطلى بأجسام عازلة كالقطران لأن الماء يملأ المسام ويفقد الصفائح قدرتها على العزل.

وأما لوحات التزيين فتكون ملونة وبأشكال متنوعة وتستعمل في الأبنية السكنية وفي الدوائر الحكومية وفي صالات الاجتماعات وغيرها.

وأما الأنابيب فتصنع بضغط أو بغير ضغط. وتستعمل الأنابيب المضغوطة لنقل المياه والسوائل النفطية والغازات. وتستعمل الأنابيب غير المضغوطة لتمديد كبلات الهاتف والكهرباء والبرق الأرضي والمداخن وغيرها.

عدنان عيتي، عبد الفتاح الخطيب

الإسمنت ـ الإسمنت الأبيض.

- Congres International de la chimie des ciments, Vol. II (Paris 1980).

- Congres International de la chimie des ciments (Moscova 1973).

-P.N.SOKOLOV, Technology of Amiante Cement (Moscova 1960).

-V.COSTOV & V.VOLKOV, Technology of Bonding Materials (Sofia 1969).

-C.M.ROAK and B.A.PESHER, Cements and Industrial Amiante Cement. INF/VNIIE CM (Moskova 1977).

التصنيف : الصناعة

المجلد: المجلد الثاني

رقم الصفحة ضمن المجلد : 420

آخر أخبار الهيئة :

معجم المصطلحات

الأطلس الجغرافي

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية