:: صفحه‌ی اول     :: درباره‌ی ما     :: تماس با ما
شنبه، ۳ فروردين ۱۳۹۸
:: English Section
P گزارش
مهندسی معکوس، راه حل اصلاح مشکل سيمان

علی‌اصغر کیهانیسيمان بعنوان مهمترين فرآورده ساختمانی نقش مهمی در ساخت و سازهای کشور دارد.برای رسيدن به توسعه پايدار نيازمند فضاهای مختلف مسکونی، تجاری، اداری، صنعتی ، آموزشی و زير ساختارهای اساسی از قبيل سد، تونل، پل، راه و... هستيم که در ساخت همه آنها بتن نقش اساسی دارد. نکته مهم پايداری و دوام و مقاومت بخشهای سازه ای اين بناهاست که در صورت طراحی و اجرای دقيق در کنار مقاومت و ايستائی در برابر نيروهای وارده در زمان کاربری دوام لازم را در برابر پديده های جوی و يا شرايط اقليمی مختلف بدست می آورند.بنابراين مقاومت بتن در کنار دوام آن در مرحله طراحی و ساخت مدنظر قرار ميگيرد تا سازه ها از طول عمر بيشتری برخوردار باشند.


سيمان بعنوان ماده اصلی بتن در کنار قابليتها و توانمنديهائی که دارد، در مرحله توليد مسائل و مشکلات زيست محيطی شديدی به جامعه تحميل ميکند.در فرآيند توليد هر تن سيمان، يک تن گاز کربن دار وارد محيط زيست ميشود و بيش از 125 ليتر سوخت فسيلی (مازوت و يا گاز طبيعی) در کنار 110 کيلو وات ساعت برق مصرف ميشود وبرابر آمارهای ارائه شده بيش از 5/8% گازهای گلخانه ای جهان ناشی از توليد بيش از 1800 ميليون تن سيمان ميباشد.بنابراين ضرورت حداکثر بهره وری از اين عنصر در اولويت برنامه ريزی کشورهای توسعه يافته قرار دارد.همچنين با توجه به اينکه سوخت و ساير انرژی های مصرفی در کارخانجات سيمان در کشور ما با يارانه های دولتی توزيع ميشود.برنامه ريزی برای سيمان بايستی با اهداف تأمين منافع ملی و رعايت حقوق مصرف کنندگان انجام پذيرد.زيرا رقم ريالی يارانه های پرداختی به صنعت سيمان در قالب سوخت و انرژی تحويلی بالغ بر 680 ميليارد تومان ميباشد و اين در حاليست که هزينه های اجتماعی ناشی از توليد 32 ميليون تن گازهای آلاينده گلخانه ای ناشی از فرآيند توليد سيمان نيز، بيش از 150 ميليارد تومان ميباشد.نظر به اينکه سيمان ماده اوليه بسياری از فرآورده های ساختمانی ميباشد و نقش فرآوری و ساخت بتن در کيفيت محصول نهائی تأثير بسزائی دارد، لذا هر گونه تصميم گيری برای سيمان بايد مراحل توليد، توزيع و مصرف سيمان را ساماندهی کند.به بيان ديگر ساماندهی بازار سيمان بايستی با روش مهندسی معکوس، از تدوين فرآيندهای مرحله مصرف صحيح سيمان آغاز و سپس سياست های بخش توزيع و توليد سيمان را با هدف مصرف صحيح سيمان بدست آورد.
در دهه های اخير بخاطر بالا رفتن قيمت جهانی نفت در کنار آلودگيهای زيست محيطی ناشی از توليد سيمان حداکثر بهره وری از قابليت های سيمان در همه ابعاد در دستور کار کشورهای توسعه يافته قرار گرفته که نتايج با ارزشی نيز بدست آمده است.اين برنامه ها با محورهای زير پی گيری شده است :
1. ضرورت حداکثر صرفه جوئی در مصرف انرژی : با توجه به حجم بالای مصرف انرژی در فرآيند توليد سيمان موضوع کاهش ميزان سوخت مصرفی طی دهه های اخير اولويت نخست کارخانه سيمان بوده است.انرژی لازم برای توليد يک تن سيمان در تئوری و عمل اختلاف فاحش 50% دارد، ليکن همه اين انرژی تلف شده را نميتوان صرفه جوئی کرد، اما با اصلاح خطوط توليد و تعريف سيستم های جديد، بخش قابل توجهی از اين انرژی تلف شده را ميتوان کاهش داد.طی دو دهه گذشته کشورهای توسعه يافته بيش از 33% مصرف انرژی برای توليد سيمان را کاهش داده اند.همچنين موضوع جايگزينی سوختهای ضايعاتی نيز از ديگر دستاوردهای صنعت سيمان در کاهش هزينه های بخش انرژی توليد سيمان بوده است.
2. ارتقاء کيفيت سيمان و فرآورده های سيمانی : کيفيت سيمان توليد شده نقش اساسی در کاهش مصرف سيمان و کيفيت محصول نهائی دارد بر همين اساس توليد سيمانهای با مقاومت بالا برای کارهای سازه ای، توليد سيمانهای ويژه برای پروژه های خاص و توليد سيمان بنائی برای کارهای بنائی از جمله اقداماتی بوده که در کشورهای توسعه يافته مورد توجه قرار گرفته است.
2-1- سيمانهای با مقاومت بالا :
بخش قابل توجهی از سيمان بصورت بتن سازه ای مصرف ميشود.در صورت جايگزينی سيمانهای با مقاومت بالا (42/5 و 52/5 و 62/5) بجای سيمان پرتلند معمولی (32/5) در بخش مصارف
سازه ای، حداقل20% از ميزان سيمان مصرفی کاسته ميشود، زيرا نتايج تحقيقات صورت گرفته نشان ميدهد که برای رسيدن به يک سازه با ابعاد و مقاومت فشاری مورد نياز، با تغيير رده مقاومتی سيمان، حجم سيمان مصرفی نيز تغيير پيدا ميکند.چنانچه مصارف بخش سازه ای سيمان را 10 ميليون تن در نظر بگيريم با 10 ميليون تن سيمان 42/5 ميتوان به اندازه 5/12 ميليون تن سيمان 32/5 بتن با مقاومت فشاری معين توليد کرد.بنابراين در شرايطی که کشور ما در معرض خطرات زلزله قرار دارد و ارتقاء مقاومت بخش سازه ای مهم است توليد سيمانهای با رده مقاومتی بالاتر- که اکثر کارخانجات توليد سيمان توانمندی و امکانات آنرا دارند و فقط نيازمند دقت در مراحل توليد ميباشد، در کنار کاستن از حجم سيمان مصرفی ميتوان به ارتقاء ايمنی سازه ها نيز کمک کرد.با جايگزينی سيمانهای با مقاومت بالا (به ميزان 10 ميليون تن در سال)، بيش از 750/243 تن در مصرف سوخت (43 ميليون دلار) و بيش از 280 ميليون دلار در بخش سرمايه گذاری برای ايجاد کارخانجات سيمان صرفه جوئی ميشود و از انتشار بيش از 2 ميليون تن گاز گلخانه ای در محيط زيست نيز جلوگيری ميشود.موضوع ساخت و مصرف بتن های با مقاومت زياد از دهه 60 ميلادی در کشور آمريکا و همزمان در کشورهای اروپائی مورد توجه قرار گرفته به نحوی در سال 1982 در ساختمان تجاری شيکاگو از بتن با مقاومت Mpa 100 استفاده شد.امروزه در کشور آمريکا و بسياری از کشورهای توسعه يافته قيمت بتن بر اساس رده مقاومتی آن تعيين ميشود و اين در حاليست که همچنان در کشور ما قاعده حاکم بر قيمت بتن، عيار سيمان مصرفی است.به گفته پروفسور نويل- بتن بد ترکيبی است از سنگدانه، سيمان و آب و بتن خوب نيز ترکيبی است از سنگدانه، سيمان و آب و تنها تفاوت اين دو دانش فنی است که در ساخت بتن خوب بکار رفته، بنابراين عيار سيمان، بدون توجه به دانش فنی که اين بتن را ساخته- نمي تواند گويای تمام مشخصات بتن باشد، لذا حرکت به سمت بتنهای پر مقاومت- با توليد سيمانهای با مقاومت بالا هموار ميشود.
-2- سيمان بنائی :
دومين گروه مصارف سيمان، در بخش کارهای بنائی صورت ميگيرد که ديوارکشی، آجر چينی، نصب سنگ و آجرنما و موزائيک، کاشی کاری و اندود سيمان و ... را شامل ميشود.علی رغم تدوين استاندارد ملی سيمان بنائی به شماره 3516 توليد اين نوع سيمان به فراموشی سپرده شده است.در توليد سيمان بنائی مشخصه هائی از سيمان مورد نياز که با سيمانهای آميخته با ترکيب 60 تا 70% کلينکر و 30 تا 40% انواع پوزولان و روباره مشخصه های لازم برای ملات بنائی بدست می آيد، لذا توليد سيمان بنائی در کنار منافعی که برای کارخانجات سيمان دارد، بخاطر کم کردن ميزان کلينکر مصرفی منافعی نيز برای جامعه دارد، زيرا انرژی مصرفی برای توليد سيمان و آلودگيهای زيست محيطی ناشی از
آن در مرحله پخت کلينکر کاهش می يابد.توليد سيمان بنائی به ساماندهی شبکه توزيع و مصرف سيمان نيز کمک ميکند به نحوی که بخاطر قابليتهای پائين مصارف سازه ای اين نوع سيمانها، امکان جابجائی و يا ساخت بتن سازه ای بصورت دستی با اين سيمان به حداقل ميرسد و انگيزه های توليد بتن های دست ساز و غير استاندارد را به شدت پائين می آورد.توليد سيمان بنائی به ميزان 10 ميليون تن در سال، بيش از 365 هزار تن در مصرف سوخت صرفه جوئی به دنبال دارد.همچنين از انتشار 3 ميليون تن گازهای گلخانه ای جلوگيری ميشود و سرمايه گذاری برای کارخانجات جديد سيمان نيز بيش از 360 ميليون دلار کاهش می يابد.
2-3- سيمانهای ويژه :
با توجه به اينکه سازه ها و قطعات بتنی در شرايط کاربردی مختلف قرار می گيرند، لذا بمنظور حفظ فاکتورهای دوام، کارائی و يا پيش گيری از خطرات آسيب احتمالی سازه در مرحله ساخت و نگهداری نيازمند ايجاد تغييرات در ترکيبات شيميائی سيمان ميباشيم.محيط های قليائی و يا در معرض حمله سولفاتها و شرايط اقليمی غير متعارف، بتن ريزی های حجيم (سد سازی) و سازه های خاص صنعتی در معرض سايش از جمله مهمترين محلهائی هستند که برای ساخت بتن جهت کاربرد های مورد نياز در اين محلها نيازمند سيمانهای ويژه ميباشيم تا کارائی و دوام بتنهای ساخته شده در اين محيطها پايداری لازم را داشته باشند.
ب)مرحله توزيع سيمان:
شبکه های توزيع يکی از مهمترين نهادهای اقتصادی هر جامعه ميباشند که فاصله بين توليد و مصرف را تکميل می کنند.شبکه های توزيع مهمترين تأثير گذاری را در رشد و توسعه اقتصادی کشورهای توسعه يافته داشته اند.هر کالا بر اساس مشخصات و شرايط خاص حمل و نقل و نگهداری و ساختار مصرف، الگوی مشخصی برای سازمان و نظام توزيع خود انتخاب ميکند.هر الگوی توزيع دارای سه مرحله اساسی ميباشد :1- تحويل کالا از توليدکننده.2- انبارش و تقسيم.
3-تحويل به مصرف کننده.
سرعت، دقت و حفظ کيفيت از مرحله تحويل اوليه تا تحويل به مصرف کننده مهمترين الزامات مرحله توزيع ميباشد که هر سازمان توزيع بايد به تدوين استانداردها و آئين نامه های مربوطه برای تک تک اين مراحل و تعريف مکانيزمی برای رعايت صحيح اين آئين نامه ها اقدام نمايد.متأسفانه ساختار نظام توزيعی در کشور ما با کشورهای توسعه يافته تفاوت فاحشی دارد.نظام توزيع سيمان در کشورهای توسعه يافته با هدف پوشش مصرف صحيح سيمان تنظيم ميشود، اين در حاليست که در کشورما دقيقاً عکس اين رفتار حاکم است.سيمان توليدی در هر کشور بين 3 گروه اصلی تقسيم ميشود :
1-برای توليد بتن سازه ای و قطعات بتنی- در اختيار کارخانجات توليد بتن آماده و قطعات بتنی قرار ميگيرد.
2-برای استفاده در پروژه های عمرانی در اختيار شرکتهای عمرانی بزرگ قرار ميگيرد.
3-برای مصرف در بخش کارهای بنائی در اختيار کارخانجات توليد کننده ملات خشک بنائی و يا شبکه های توزيع مصالح فروشی قرار داده ميشود.
فراوانی نسبت توزيع سيمان بين اين گروهها بر اساس حجم سيمان مصرفی در هريک از بخشهای عمرانی مشخص ميشود.ليکن در کشور ما اين مسئله بدون هيچگونه پشتوانه مطالعاتی و فقط بر اساس يک عرف و سنت غلط شکل گرفته است.
فاصله بين سهم هر يک از بخشهای تحويل گيرنده سيمان نشان ميدهد که ساختار توزيع سيمان در کشور، منطبق بر ساختار مصرف نمی باشد بلکه شبکه خرده فروشی سيمان در اين ساختار حاکميت دارد.اين در حاليست که سيمان توزيع شده توسط بخش خرده فروشی، به بدترين شکل ممکن فرآوری ميشود، زيرا
سيمان دريافتی اين بخش يا جهت توليد بتنهای سازه ای غير استاندارد و دستی در پای کار مصرف ميشود و يا وارد شبکه دلالی شده و در موارد مشابه به مصرف ميرسد و بخش اندکی از اين حجم سيمان دريافتی جهت کارهای بنائی در اختيار سازندگان بنا قرار مي گيرد.ضرورت تغيير اساسی ساختار توزيع سيمان و انطباق آن با ساختار مصرف، مهمترين نکته پيش روی بحث سيمان ميباشد که نيازمند مطالعات مهندسی معکوس مراحل مصرف، توزيع و توليد سيمان ميباشد.
محاسبات مرحله مصرف سيمان در بخش مسکن:
برابر محاسبه و برآوردهای صورت گرفته از مصرف سيمان در ساختمانهای مختلف ميانگين مصرف سيمان در بخشهای مختلف برای ساختمانهای با اسکلت فلزی، اسکلت بتنی و ساختمانهای آجری به شرح جدول زير ميباشد:

با توجه به محاسبات صورت گرفته، حداکثر سيمان مصرفی در بخش ساختمان که به دو صورت مصارف سازه ای و مصارف غير سازه ای منظور ميگردد.برای 70 ميليون متر مربع ساختمان سازی در سال به شرح زير محاسبه ميشود:
برای بخش سازه تن 000/200/4 = 60 * 000/000/70

برای بخش کارهای بنائی تن 000/250/5 = 75 * 000/000/70
جمع کل : تن 000/450/9 = 115 * 000/000/70

همانطوريکه ملاحظه ميشود نياز سيمان بخش ساختمان در دو بخش سازه ای و غير سازه ای کمتر از 10 ميليون تن در سال ميباشد، اين در حاليست که از اين ميزان نيز، بيش از 2/4 ميليون تن در بخش سازه و
تنها 25/5 ميليون تن سيمان برای بخش کارهای بنائی مورد نياز است.ليکن در حال حاضر بيش از 65% از 32 ميليون تن توليدی کشور،(21 ميليون تن) در قالب سهميه های مردمی توسط مصالح فروشان توزيع
ميشود که علی رغم 400% افزايش سيمان دريافتی نسبت به محل مصرف، اين بازار همواره دچار بحران و آشفتگی ميباشد.علت اين امر جابجائی سيمان از بخش های مختلف در کنار مصرف غلط در همه بخشها ميباشد.برای ساماندهی بازار مصرف سيمان در بخش ساختمان سازی لازم است مراحل زير طی شود :
1-سيمان مورد نياز بخش سازه ای در قالب سيمان سازه ای با رده های مقاومتی42/5 و 52/5 در اختيار کارخانجات مجاز توليد کننده بتن آماده که دارای گواهينامه استاندارد برای توليد بتن ميباشند قرار داده شود.
2-سيمان مورد نياز بخش بنائی تحت استاندارد ملی سيمان بنائی به شماره 3516 توليد و از طريق شبکه خرده فروشی سيمان توزيع شود.هر چند فراهم کردن زمينه های شکل گيری کارخانجات توليد ملات بنائی آماده گام بعدی ساماندهی مصرف سيمان در اين بخش ميباشد.امروزه در اغلب کشورهای توسعه يافته به جای توزيع مستقيم سيمان برای مصارف بنائی ملات بنائی را طبق استانداردهای تدوين شده توليد و توزيع ميکنند.به نحوی که انجمن ملات بنائی آمريکا قدمتی بيش از 90 ساله دارد، ليکن در کشور ما هيچگونه نظارت و کنترلی برای بخش مصارف سيمان در کارهای بنائی صورت نمی گيرد.
3-سيمان توزيعی برای پروژه های عمرانی بزرگ و دستگاههای دولتی نيز بايستی منطبق بر ساختار مصرف طبقه بندی شود.برای پروژه هائی از قبيل سد سازی که حجم قابل توجهی از سيمان اين بخش را به خود اختصاص ميدهد، بايستی سيمانهای پوزولانی و ويژه و نيز برای ساير بخشهای عمرانی که بصورت قطعات بتنی مورد استفاده ميشود نيز از طريق کارخانجات توليد کننده قطعات بتنی توزيع شود.چنانچه موضوع مصرف صحيح سيمان بر کل بحثهای توليد و توزيع سيمان حاکم شود در کنار کاهش شديد حجم سيمان مصرفی به ارتقاء کيفيت و پايداری سازه ها و قطعات بتنی نيز منجر ميشود.بعنوان نمونه فقط در فرآيند توليد و نصب جداول بتنی در شهرداری های کشور برابر گزارش وزارت کشور و آمار ارائه شده از سوی شهرداری تهران همه ساله بيش از 100 ميليارد تومان بخاطر پائين بودن کيفيت جداول و تخريب ناشی از يخ زدگی به شهرداريها ضرر و زيان وارد ميشود.اين در حاليست که در صورت توليد ماشينی اين قطعات و رعايت استانداردهای مربوط به فاکتور دوام که در کارخانجات توليد جداول ماشينی امکان پذير است با ارتقاء طول عمر جداول به بيش از 50 سال همه ساله ميتوان 800 هزار تن در مصرف سيمان در بخش عمرانی و دولتی صرفه جوئی کرد.تکنولوژی توليد جداول بتنی با دوام بيش از 50 ساله در کشور موجود است و از20 سال پيش نيز چنين جداولی توليد و نصب شده است.بنابراين برای ورود به بحث سيمان ناگزير از انتخاب روش زير ميباشيم.
1-محاسبه سيمان مورد نياز هر يک از بخشهای سازه ای و غير سازه ای و پروژه های مختلف عمرانی.
2-انتخاب نوع سيمان و مشخصات فنی سيمان مورد نياز برای هر بخش که بر اساس کاربردها و الزامات استاندارد مرحله مصرف و بهره برداری فرآورده سيمانی معين ميشود.
3-تحويل سيمان مورد نياز هر بخش به سازمانهای مصرف که قادر به فرآوری و ساخت صحيح فرآورده های سيمانی ميباشند.
اين واحدها عبارتند از : 1- توليد کنندگان بتن آماده.2- توليد کنندگان قطعات بتنی .3- توليد کنندگان ملات بنائی آماده.
هر طرحی که برای سيمان تعريف ميشود چنانچه ساختار مصرف اين فرآورده ها را ناديده بگيرد نخواهد توانست به مشکلات جامعه پاسخی بدهد هر چند کارخانجات توليد سيمان در هنگام ورود به بحث سيمان دائماًٌ بحث کمبود سيمان و ظرفيت سازی جديد و افزايش قيمت و رسيدن تا مرز قيمت جهانی و حتی بالاتر از قيمت اين محصول در کشورهای مختلف را به زبان جاری ميکنند ليکن پرداخت يارانه های انرژی به اين صنعت و ايجاد انحصار برای کالاهائی غير جايگزين شرايطی را برای اين واحدها بوجود آورده که به قيمت بهره وری از تقاضای منطقه ای سيمان پروژه های داخلی و فعاليتهای عمرانی کشور را ناديده ميگيرند..بخاطر اتفاقات افغانستان و عراق بازار ناگهانی برای سيمان در منطقه بوجود آمده و کارخانجات سيمان که حتی در صورت حذف يارانه انرژی نيز، سودهای کلانی خواهند برد با استفاده از سوخت يارانه ای و با قيمتهای مصوب فعلی نيز از سودهای مناسبی برخوردارند، ليکن بخاطر حداکثر بهره مندی از ظرفيت بازار سيمان منطقه بدنبال بحران آفرينی در بازار سيمان با هدف افزايش قيمت اين کالا ميباشند.لازم به ذکر است که بدون برنامه ريزی برای مصرف صحيح سيمان هر طرحی تنها منافع عمده ای محدود بين سهامداران کارخانه سيمان و يا شبکه دلالی سيمان و يا هر دو را تأمين خواهد کرد و آنچه که در سالهای اخير در بحث سيمان مشاهده شد دعوای بين سهامداران کارخانجات سيمان و شبکه دلالی کشور برسر تصاحب سود ناشی از ساختار غلط توزيع بود که البته هر دو گروه در شکل گيری اين بازار دخالت دارند و آنچه که در اين بين به فراموشی سپرده شده حقوق مصرف کننده و حق عمومی جامعه مبنی بر توليد توزيع و مصرف صحيح سيمان ميباشد.

اين مقاله خلاصه يک طرح تحقيقاتی با عنوان،« بررسی ساختار توليد، توزيع و مصرف سيمان» که توسط گروه کارشناسی مرکز تحقيقات ايران فريمکو تهيه شده است.

P تبلیغات
دانشگاه آزاد اسلامی واحد امارات در رشته کارشناسی ارشد شهرسازی دانشجو می پذیرد
 مسترکلاس تخصصی ژورنالیسم در حوزه شهر و معماری