معلومات عن الإسمنت الأبيض

من هو مكتشف الإسمنت الأبيض؟

الإسمنت الأبيض (بالإنجليزية: White cement)، من المواد الأساسية في البناء التي تمّ استخدامها على مر العصور من قبل الميلاد، ويعود استخدام الإسمنت إلى العصور اليونانيّة والرومانيّة والمصريّة القديمة، حتى أنّ آثارهم ما زالت شاهدة على ذلك، أمّا عن الإسمنت الحديث أو ما يسمى بالإسمنت البورتلاندي (Portland cement)، فإن بدايته كانت في عام 1824 م ضمنالثورة الصناعية الأوروبيّة، على يدّ جوزيف أسبدين في تجربة عمل فيها على تسخين الحجر الجيري مع الطين حتى يتكلّس ثمّ طحنه ليصبح كالبودرة وخلطه بالماء، أمّا عن تسميته بالبورتلاندي فهي نسبة إلى حجر يستخدم في البناء أصله من جزيرة بورتلاند.^[١]

يعتبر الإسمنت من المواد التي تمّ اكتشافها منذ القِدم وما زالت تحافظ على أهميّتها في عالم البناء.

من ماذا يتكون الإسمنت الأبيض؟

يتغيّر نوع الإسمنت بتغيّر المواد الكيميائية ونسبها المكوّنة له ويظهر ذلك بعد عمليّة الترطيب التي تسمى (Hydration)، وكل نوع له استخدام محدد وغرض معين ^[٢]، يُعدّ الإسمنت الأبيض من أنواع الإسمنت البورتلاندي إلا أنّ نسب أكاسيد الحديد والسيليكا تكون قليلة جدّا.^[٣]

فما هي هذه الأنواع وما مكونات كل منها؟^[٤]

• الإسمنت البورتلاندي العادي:

الإسمنت البورتلاندي العادي (Ordinary Portland cement)، ويسمّى أيضًا بالنوع الأول (Type I) ويتكوّن من المكونات الآتية مع معدّلات كل منها:

• الإسمنت البورتلاندي المعدّل:

الإسمنت البورتلاندي المعدّل  (Modified Portland cement)، ويسمّى بالنوع الثاني (Type II) ويتكوّن من المكونات الآتية مع معدّلات كل منها:

• الإسمنت البورتلاندي سريع التصلّب:

الإسمنت البورتلاندي سريع التصلّب (Rapid hardening Portland cement)، ويسمّى أيضًا بالنوع الثالث (Type III) ويتكوّن من المكونات الآتية مع معدّلات كل منها:

• الإسمنت البورتلاندي منخفض الحرارة:

الإسمنت البورتلاندي منخفض الحرارة (Low-heat Portland cement)، ويسمّى بالنوع الرابع (Type IV)  ويتكوّن من المكونات الآتية مع معدّلات كل منها:

• الإسمنت البورتلاندي المقاوِم للكبريت:

الإسمنت البورتلاندي المقاوِم للكبريت (Sulfate-resisting)، ويسمّى بالنوع الخامس (Type V)  ويتكوّن من المكونات الآتية مع معدّلات كل منها:

كل نوع من أنواع الإسمنت الأبيض لها حدود دنيا وعليا من المكونات، يعمل ذلك على تغيير خصائصها وتغيّر استخداماتها.

كيف يتم تصنيع الإسمنت الأبيض؟

يتم تصنيع الإسمنت بالبورتلاندي بنوعيه الأبيض أو الرمادي بخطوات موحّدة وتكون كالآتي:

• تجميع المواد الخام المراد استخدامها: يتم في هذه المرحلة تجميع المواد الخام بنسب محددة للخلطات الإسمنتية، يستخدم الكالسيوم بنسبة عالية ويتم إضافة محتوى جيري وتتم أيضًا إضافة مواد مثل: السيليكون والألمنيوم والحديد وكبريتات الكالسيوم.^[٥]
• خلط المواد الخام: يتم خلط المواد الخام بشكل جاف أو مع إضافة بعض الماء.^[٦]
• تجهيز الفرن والخليط المكوّن من المواد الخام للبدء بمرحلة المعالجة الحرارية: يُسخّن الفرن الدوّار حتى يصل إلى درجة حرارة 1400 سيليسوس، إلى أن يتكوّن ما يسمّى بالكلنكر"Clinker".^[٦]
• التبريد والطحن الأخير: يبرّد الكلنكر ثمّ يعاد طحنه ليصبح خليط كالبودرة ثم يضاف الجبس للخليط فينتج الإسمنت البورتلاندي.^[٦]

مراحل تصنيع الإسمنت باختصار هي عبارة عن عمليات خلط وطحن وتبريد ثمّ طحن وإضافة جبس.

ما أبرز استخدامات الإسمنت الأبيض؟

الإسمنت من أهم مواد البناء المستخدمة بمختلف أنواعه، ومن أبرز استخدامات الإسمنت ما يلي:^[٧]

• يستخدم في واجهات المباني: يعطي اللون الأبيض مظهرًا جيّدًا للمباني ويتميز بعدم احتراقه.

• يستخدم الإسمنت الأبيض في الطرق: يتم استخدامه لبناء حواجز الوسطيّة Medians في الطرق، ويقع عليه الاختيار لكونه أبيض فيلفت انتباه السائقين ويكون غايةً في الوضوح حتى في الظلام والظروف الجوية الصعبة.

• يستخدم في مرحلة التشطيب: للإسمنت ميزات خاصة إذ أنه لا يحترق وسطحه ناعم الملمس فيستخدم في البناء والتشطيبات والزخارف وكمادة لاصقة.

• يستخدم في المسابح: يتم استخدام الإسمنت الأبيض في المسابح نظرًا لطول عمره الافتراضي وقلة حاجته للصيانة فضلًا عن انخفاض تكلفتها، ولون الإسمنت الفاتح يعدّ لونًا مناسبًا للاستخدام حفاظًا على السلامة العامّة.

• يستخدم في الأرضيات: بعض المباني والمرفقات كالمستودعات أو المخازن تُجهّز أرضياتها لتكون إسمنتية بيضاء وهذا يحسّن من الإضاءة ويقلل الظلال وهي أيضًا قوية وصلبة فتستخدم في المصانع.

استخدامات الإسمنت تدخل في البناء بتفاصيله الصغيرة كما يستخدم في مجالات أخرى كالطرق.

ما هي مزايا وعيوب الإسمنت الأبيض؟

لكل شيء إيجابيات وسلبيات ولدراسة شيء ما واختياره لا بدّ من الموازنة بين سلبياته وإيجابياته، فما هي مزايا وعيوب الإسمنت الأبيض؟

مزايا الإسمنت الأبيض

للإسمنت الأبيض العديد من المزايا، أهمها:

• يمتلك لونًا محايدًا: يفضّل استخدام الإسمنت الأبيض في التشطيب والديكور وذلك كونه يعتبر لون محايد إذ يكون قاعدة يمكن أن يتم تلوينها بأي لون آخر.^[٨]
• يقاوم الماء: الإسمنت مادة رابطة قويّة مقاوِمة للماء مهمّة جدًا في البناء.^[٩]
• يمتلك خاصية النعومة: الإسمنت مادة ناعمة يمكن استخدامها في أعمال القصارة ويمكن استخدامها في الفواصل بين الطوب والحجر.^[٩]
• لا يحترق بسهولة: الإسمنت مادة غير قابلة للاحتراق وهذا ما يميّزها ويجعلها جيّدة للاستخدام في البناء.^[٩]
• يتحمّل التعرض للماء: يوجد أنواع من الإسمنت تكون مضادة للماء مما يسمح باستخدامها في الأماكن الرطبة أو الملامسة للماء بشكل مباشر.^[٩]

عيوب الإسمنت الأبيض

للإسمنت الأبيض العديد من العيوب أيضًا، أهمها:

• التأثر بالعوامل الجوية: تؤثر كلًا من العوامل الجوية والعوامل الكيميائية على الإسمنت.^[١٠]
• إمكانية الانكماش: الإسمنت عرضة للانكماش عند فقدانه الماء فتحدث التشققات غير المرغوبة.^[١١]
• الحاجة لمعالجة خاصة: يحتاج الإسمنت إلى ظروف معالجة خاصة تتطلّب الحرص على الترطيب تمتدّ لأيام.^[١٢]
• الحاجة للمواد الأخرى: استخدام الإسمنت يحتاج لطاقة كبيرة ويستنزف المواد الطبيعية الخام بشكل كبير.^[١٣]
• المساهمة في تلوث البيئة: تؤدي عملية تصنيع الإسمنت إلى إنتاج كميّات هائلة من غازات الدفيئة.^[١٣]

ومن ذلك فإن الإسمنت لديه مميزات ساعدت في انتشاره حول العالم إلا أنه لا ريب من وجود بعض النقاط التي تعدّ عيوبًا قد تُلجِئ الإنسان إلى البحث عن بديل في سعيه الدائم للحصول على الأفضل.

لماذا يعدّ الإسمنت الأبيض أغلى من الرمادي؟

يبلغ سعر 40 كغ من الإسمنت الأبيض حوالي 10-20 دولار ^[١٤] أما الإسمنت البورتلاندي العادي فيبلغ سعره حوالي 116 دولارًا للطن أي بمعدل 5 دولارات تقريبًا لـ40 كغ،^[١٥] ويعدّ الإسمنت الأبيض أغلى من الإسمنت الرمادي بمقدار الضعف، وهذا ناتج عن كون الإسمنت الأبيض يتم تصنيعه بحيث يتم استخدامه بشكل ناعم لا يوجد فيه فراغات أو تكتّلات مما يستوجب العديد من إجراءات الحيطة أثناء عمليات طحن الكلنكر، وتكون المواد الخام التي صُنع منها مأخوذة من الطين الصيني وخالية من الشوائب.^[١٦]

الإسمنت الأبيض أغلى من الإسمنت الرمادي بمقدار الضعف، لأن عملية تصنيع الإسمنت الأبيض تستوجب العديد من إجراءات الحيطة أثناء عمليات طحن الكلنكر، وتكون المواد الخام التي صُنع منها مأخوذة من الطين الصيني وخالية من الشوائب.

ما الفرق بين الإسمنت الأبيض والجبس؟

عادة يستخدم الجبس في أعمال التشطيب الداخلية كالقصارة للجدران الداخلية للغرف ^[١٧] والإسمنت الأبيض في الخارجية فضلًا عن الداخلية^[١٨] ويعتبر تصلّب الإسمنت أفضل من الجبس لذلك يُفضل استخدامه في أعمال القصارة.^[١٩]

على وجه العموم فإن الجبس يستخدم في أعمال القصارة الداخلية ويستخدم الإسمنت الأبيض في الداخلية والخارجية.

هل يؤثر الإسمنت الأبيض على صحة الإنسان؟

أجريت عدة دراسات لمعاينة تأثير الإسمنت الأبيض على صحة الإنسان وكانت التأثيرات كالآتي:

• في دراسات أجريت من قبل المعهد الوطني للصحة في عام 2008 لعدد من العمّال المعرّضين لغبار الإسمنت في المصانع تمّت ملاحظة وجود خلل في وظائف الدم مقارنة بالعمال غير المعرضين للغبار الإسمنتي أما وظائف الكلى فلم يتم ملاحظة أي فروقات.^[٢٠]
• تم إجراء دراسة منقبل المعهد الوطني للصحة في عام 1991 م للتأكد من وجود علاقة بين سرطان الجهاز التنفسي والتعرض لغبار الإسمنت وكانت نتيجتها عدم التوصّل إلى وجود علاقة مباشرة بين احتمالية زيادة عدد الإصابات عند التعرض للغبار لسنوات عمل طويلة.^[٢١]
• تعتبر الخلطات الخرسانية أحد أهم أسباب الحروق الكيميائية فاحتمالية حروق البشرة أثناء تحضير الخلطات أمر وارد.^[٢٢]

تأثيرات الإسمنت على صحة الإنسان أمر غير مؤكد تمامًا إلا أنّ الدراسات تُجرى لضمان الحفاظ على صحة الناس ممن يتعرضون له بشكل خاص بحكم عملهم.

هل استُخدم الإسمنت الأبيض في الحضارات القديمة؟

تم استخدام الخرسانة (المكوّنة من الإسمنت بشكل رئيسي) في العديد من المباني القديمة التي ما زالت ماثلة حتى يومنا هذا مثل: الكولسيلوم، الباثيون وآيا صوفيا: ^[١]

• الكولسيلوم : تم استخدام الإسمنت من قِبل الرومان كمكوّن أساسي للخرسانة لبناء مدرّج الكولسيلوم عام 70-80 م فاستخدم في الأساسات والأدوار والأقواس.^[٢٣]
• البانتيون : تم استخدام الإسمنت في العصور الرومانية القديمة عام 27 قبل الميلاد في بناء البانتيون، ودخل في بناء الأعمدة والقبة المصنوعة بالكامل من الخرسانة.^[٢٣]
• آيا صوفيا : يقع هذا المسجد في تركيا، والمادة الأساسية المستخدمة في البناء كانت الخرسانة، تمّ الانتهاء من بنائه عام 537م.^[٢٤]

الإسمنت من المكوّنات الأساسية للبناء منذ أقدم العصور، وما زالت الأبنية التي استخدمته قائمة حتى يومنا هذا مع بعض أعمال الترميم بالطبع.

المراجع

1. ^ ^{أ ب} "History of Cement", worldcementassociation. Edited.
2. ↑ A M Neville, J J Brooks, concrete technology, Page 21. Edited.
3. ↑ "The Major Cements: Composition And Properties", britannica. Edited.
4. ↑ A M neville, J J brooks , concrete technology, Page 21-27. Edited.
5. ↑ "11.6 Portland Cement Manufacturing", swap.stanford. Edited.
6. ^ ^{أ ب ت} A M NEVILLE, J J BROOKS, concrete technology, Page 8. Edited.
7. ↑ "WHAT IS WHITE CEMENT? ", cement. Edited.
8. ↑ "White Cement", cement. Edited.
9. ^ ^{أ ب ت ث} "uses of cement", theconstructor. Edited.
10. ↑ "The Major Cements: Composition And Properties", britannica. Edited.
11. ↑ "Drying Shrinkage", engr.psu. Edited.
12. ↑ "Role of Concrete Curing", cement. Edited.
13. ^ ^{أ ب} "Cement Substitutes", nachi. Edited.
14. ↑ "White Cement", jamaldadachunawala. Edited.
15. ↑ "CEMENT", pubs.usgs. Edited.
16. ↑ A M Neville, J J Brooks, concrete technology, Page 30. Edited.
17. ↑ "25.2.3.3 Decorative elements", sciencedirect. Edited.
18. ↑ "WHAT IS WHITE CEMENT? ", cement. Edited.
19. ↑ "25.2.3.3 Decorative elements", sciencedirect. Edited.
20. ↑ "The effect of cement dust exposure on haematological and liver function parameters of cement factory workers in Sokoto, Nigeria", pubmed.ncbi.nlm.nih. Edited.
21. ↑ "Exposure to cement dust at a Portland cement factory and the risk of cancer.", ncbi.nlm.nih. Edited.
22. ↑ "What to know about chemical burns", medicalnewstoday. Edited.
23. ^ ^{أ ب} "Ancient Structures in Rome: The Colosseum & Pantheon", engineeringrome. Edited.
24. ↑ "Hagia Sophia", pbs. Edited.