تقنية حديثة لتصنيع الاسمنت الفائق القوة من الرمال

Ultra High Strength Cement by the method  

of Mechano-activation technology

  ما هو الاسمنت المنشط الفائق القوة؟

اخترع الاسمنت البورتلاندي في القرن 18  وبعد ذلك بفترة متاخرة  الخرسانة المسلحة، وهذا ما سمح للإنسانية لتحويل وجه الكوكب الارضي  لبناء وتشييد الكثير من الطرق الحديثة والسدود وناطحات السحاب والملاعب والانفاق، وبالخرسانة الاسمنتية شيدت أكثر من 90 ٪ من المباني والمرافق في جميع أنحاء العالم، وحجم الإنتاج العالمي للاسمنت  أكثر من 5 مليار متر مكعب. م سنويا.

حاليا ، مصانع الاسمنت في مختلف أنحاء العالم تنتج ما يقرب من نفس المنتج والذي تحدد نوعيته بقوته، والذي يتضمن مجموعة من المتطلبات لخصائص تقنية البناء ، والخصائص الأساسية هي قوام عدة عينات من الخرسانة لاختبار قوة الضغط والانحناء مع تباينات مختلفة في .معدل القوة لمختلف الفترات الزمنية الى غاية 28 يوما والذي يعتبر كالزمن الكافي للتصلب

الفكرة المبسطة لتصنيع الاسمنت المقوى باضافة كميات كبيرة من الرمل لتصنيعه، وهي ان الاسمنت كما هو معروف مصنع من الكلنكر واضافة قليلة من الجبس ثم يطحن الى درجة معينة. لمعرفة اكثر حول تصنيع الاسمنت البورتلاندي العادي اضغط هنا لفتح الصفحة
صفحة تصنيع الكلينكر
 صفحة تصنيع الاسمنت
من المعروف اننا لو اضفنا كمية من الرمل الى الكلينكر وهذا ما لا يتقبله العقل اصلا ولا يستعمل ابدا،  لان الاسمنت سيكون رديئا وضعيفا جدا 
لكن بتقنيتنا الخاصة اذا اضفنا 65% من الرمل سنحصل على اسمنت احسن من الاسمنت البورتلاندي المعروف. 
في هذه الحالة ننتج اسمنت افضل وبتكلفة اقل لان سعر الرمل اقل بكثير من سعر الرمل بعدة اضعاف.

مواصفات الاسمنت المنشط الفائق القوة المستعمل بعد سنة من تاريخ تصنيعه وتغليفه في اكياس ورقية عادية

اختبار الاسمنت المنشط بمختبر مصنع اسمنت اليمامة بالسعودية
اسمنت منشط ومصنع في روسيا واسمنت منشط في روسيا مكون من رمل سعودي واسمنت مصنع الشمال بالسعودية

اضغط على الصفحة لفتحها

اختبار الاسمنت المنشط بمختبر مصنع ابوظبي لصناعة الاسمنت

ااضغط على الصفحة لفتحها

 

اختبار الاسمنت المنشط بمختبر مصنع ابوظبي لصناعة الخرسانة الجاهزة

اضغط على الصفحة لفتحها

اختبار الاسمنت المنشط برمل سعودي واسمنت سعودي ومنشط في روسيا بمختبر مصنع المنطقة الشمالية  لصناعة الاسمنت

ااضغط على الصفحة لفتحها

Chemical composition / mineralogy of samples№ 2 Nano cement.

-Figure 3.1 Compressive strength of Activated-cement and (OPC 42,5) cement measured according to the Brazilian standards

-

Consumption of materials for 1m3 of concrete mixture (Astringent / Cement = 0.375, Slump = 3)

Strength of Activated-cement concrete by MPa after 2 months of the production and packing date. The red numbers is after one year of the date of production and packing in paper bags

قوة الخرسانة من الاسمنت المنشط بالميغاباسكال بعد 2 أشهر وبالأرقام الحمراء بعد عام واحد معبأة  في أكياس من ورق

Concrete  characteristics

مواصفات الخرسانة

 

1 day

3 days

7 days

28 days

Density kg/m3

 

الكثافة

Frost resistance مقاومة الصقيع

 

Waterproof

 

مقاومة الماء     

Flex

str

Comp    str

Flex

str

Comp

str

Flex

str

Comp

str

Flex

str

Comp

str

AC 370 kg, included: Portland cement 148 kg, 

(Sand, slag, ash) 222 kg + Sand, 725kg. Gravel, 1225kg.  water 139 liters.

2,7

19,7

 

 

 

 

13,0

4,2

40,2

 

 

 

 

40,9

5,1

47,3

 

 

 

 

50,6

5,4

66,2

 

 

 

 

59,6

2455

 

 

 

 

2465

>300

W20

AC 353 kg, included: Portland cement 301,5kg

(Sand, slag, ash) 34, 5 kg + Sand, 735kg. Gravel, 1240kg.  Water 126 liters.

4,2

36,6

 

 

 

 

23,0

4,5

49,9

 

 

 

 

45,5

5,9

63,4

 

 

 

 

58,8

7,3

80,0

 

 

 

 

67,9

2475

 

 

 

 

2400

>300

W20

 

احدى السبل الفعالة لتقوية الاسمنت،  والمستعملة في جميع أنحاء العالم، هو خلط مكملات الاضافات المعدنية  كالرماد والخبث وغيرها مع مسحوق الكلنكر. وبالتالي ، فإن متوسط حجم الولايات المتحدة من المكملات والإضافات المعدنية حوالي 40 ٪ ، والصين - 35 ٪ وزنا من الاسمنت، وبالتالي يقلل تكلفة الوحدة من الوقود لكل طن من الاسمنت وبنسبة 30 - 40 كجم من مكافئ الفحم للطن الواحد من الاسمنت المنتج. ومحتوى الطاقة المماثلة من الاضافات المعدنية المستخدمة في مصانع الاسمنت في اليابان وتركيا والبلدان الأوروبية تضيف حوالي 300 كجم مواد اضافية لكل طن  من الاسمنت في نفس الوقت، وإدخال مكملات المعادن بشكل كبير ، وفقا لمتطلبات بروتوكول كيوتو لخفض كتلة اوكسيد الكاربون المنبعثة في البيئة والتي تسبب في الاحتباس الحراي.

يمكن للتكنولوجيا المقترحة  للاسمنت المنشط  ان يضاعف حجم انتاج الاسمنت والتقليل من الاستثمار الى مستوى 30-40 % للطن وفي زمن قصير ، حيث لسنا بالحاجة لبناء مصانع الاسمنت بالمعدات الكاملة والمتكاملة، وستسمح  لحل نقص الاسمنت إقليميا في المناطق النائية والبعيدة التي تستدعي نقل حمولات الاسمنت المكلفة الى أجزاء البلاد في المناطق التي يصعب الوصول إليها بسبب الحمولة الزائدة على الطرق السريعة.

حيث يمكننا نقل الكلينكر الذي لايحتاج الى حفظ خاص وليست له مدة منية عمرية محددة، وبمعالجته والتطبيق لتقنية التنشيط لنحصل على اسمنت اقل كلفة بضعفين من كلفة سعر الاسمنت التقليدي.

ان الكلنكر المطحون واضافة طن اخر من المكملات المعدنية، مثل الرمل  اوالبوزولان ، اوالخبث ، اوالرماد، سنحصل على طنين إثنين  من إسمنت منشط  عالي الجودة بما فوق القوة، وفقا للمخطط في الشكل التالي

الشكل 1. مخطط  تكنولوجية إنتاج إسمنت النانو الكلنكري  مع الإضافات المعدنية او الرمال

 الاسمنت المنشط يختلف جذريا عن الاسمنت التقليدي المعروف في عدد من المعايير الأساسية


الاسمنت المنشط ينشا من تركيبة من جزيئات الاسمنت المتشتة والمنشطة  ميكانيكيا، والتي تتكون من جسيمات  نووية من الاسمنت، وتتراوح في حجمها من  2 إلى3 ميكرو ومغلفة بأغشية رقيقة من الرمل (سمك في  من 10-100 نانومتر) تعديل المواد.

Capsules of Activited cement  are created by mechanical activation of cement dispersion formed as composites, which consist of nuclear particles of cement, ranging in size up to 2-3 mkm and coated with thin membranes (thickness is in the range of 10-100 nm) of modification material.

Constructional and  technical properties of mechanically activated cements  provide  the possibility to produce on their basis high-strength concretes of 500–800 brands and heavy-duty concretes of 1300–1500 brands, a wide range of concrete products without the use of steaming. They are fast hardening,  waterproof, etc. Nano-Encapsulation helps to produce high quality cements with no expiration date

Portugal, CIPOR Plant

2 Russian Activated cement sample studied in detail, the results of the study:

I enclose the results of Activated-cement (2nd sample - 1333E) performed on mortar and concrete (2 different compositions)

This sample of Activated-cement has a granulometric curve not unlike that of a Portland cement is composed of about 49% quartz and about 49.3% of a clinker with a majority alítica composition.

Cement received (2nd sample) had not hydrated as happened in the previous sample (1st sample 0691E) then maximum results from resistance to all ages, see Table 2.

 The Nano cement is very plastic and has resistance mortar after 28 days 68.5 MPa with a ratio w/c of 0.30 used instead of the usual 0.50 to EN 196-1 typically required to achieve a good plasticity. Presents a good growth of resistance with age. See table 1.

Table 3 shows the results obtained with two different concrete compositions with one of 280 kg/m3 and with another one of 340 kg/m3  (see Table 4).

Slumps are different because as I mentioned in E-mail sent to 26-3, we tested a relationship of w / c was 0.39 with the composition of 280 kg/m3 of Nano cement and the concrete was very dry, which prevented compaction, so we adding the water to obtain a good workability of the concrete, final value w/c = 0.50

With a composition of 340 kg/m3, was used w/c 0.33 we can got a compacted concrete slump of 50 mm.

With this 2nd composition the strengths have obtained better results (more cement and less w / c)

Table 1 - Assay Nano cement mortar 

عمر الاسمنت المنشط اطول بعدة مرات من عمر الاسمنت التقليدي

العمر الافتراضي للاسمنت المنشط ومعبا في اكياس ورقية عادية هو  12  سنة الى يومنا هذا

ظروف التخزين

storage conditions

أسمنت

Cement

Sy, kg \ m2 according to Blaine

 

وفقا لقانون بلين

نسبة الماء للاسمنت فى المحلول العاي (1

Water-cement ratio in a standard solution of 1)

سم, خلال    4 x4x16قوة الضغط للعينات

Compressive strength specimens 4x4x16 cm prisms, through

1) أكياس,

12 سنة

12 years

جديد

Fresh

470

0,32

52

76

88

93

مُخزًن

Been stored

465

 

0,32

50

75

85

91

2) السيلاجsilos,

9 سنوات

9 Years

جديد

Fresh

480

0,30

35

71

79

91

مُخزًن

fresh
Been stored

468

0,30

35

71

78

88

1) According to EN 197 and 165 - 2) without forming lumps and traffic jams in pipelines.

                 

 

Traditional Portland cement, and its varieties during curing at the air every 30 days. Storage reduced activity to 7-10% in the specific area surface of 2800-3400 cm2 / g. Featuring a relatively high dispersion (4500-5000 cm2 / g), low water demand binders, according to current concepts have aggregated more quickly and lose activity. However, as the practice of manufacturing, storage and testing of low water demand binding regardless of the content in their composition of mineral supplements for 6 months. and more practically do not lose the original activity.

من مؤشرات الاسمنت المنشط

التكنولوجيا المقترحة

التصنيع بطريقة التفعيل الميكانيكي للاسمنت ، هو البديل الذي يجعلنا نستغني عن استعمال إضافات من ميكرو السيليكا المتناهية الصغر التقليدية المعروفة (نفايات المصانع المعدنية) والاضافات الكيماوية المختلفة التي تخلط مع الخرسانة للحصول على مزيج الخرسانة العالية القوة

المواد المستهلكة في ١م٣ من الخرسانة

Raw materials for 1m3 of concrete

كثافة الخرسانةم 3كلغ

 

Density of the concrete kg/m3

هبوط الخرسة, سم

Slump, cm

 

نسبة الماء للاسمنت

Water-cement ratio

كثافة الخرسةم/كلغ 

بالميجاباسكال نسبة للعمر وقوة الانضغاط

Density of concrete kg/m3,

Compressive strength MPa according to the age of concrete

 

1 day.

3 days

kg/m3

MPa

kg/m3

MPa

الاسمنت المنشط -40 –370 kg

رمل –725 kg

الحصى –1225 kg

الماء –124 ل

2450

3

0,33

2420

2420

7,2

7,8

7,5

2430

2390

الاسمنت المنشط -90 –335 kg

رمل –735 kg

الحصى –1240 kg

الماء –112 ل

2460

3

0,33

2420

2420

18,1

19,1

18,6

2370

2430

 

 الاسمنت المنشط  يعمر اكثر من 12 سنة في الاكياس الورقية او في الصوامع المعدنية للاسمنت،  وتكلفة المصنع بقدرة 50 الف طن في الشهر ارخس بكثير من تكلفة المصنع التقليدي واصغر حجما واقل مساحة واقل استهلاكا للكهراء.