 |
| sulfur concrete |
اعزائنا الكرام متابعي وزائري موقع عالم الهندسة Engineering World نقدم لكم مقال عن الخرسانة الكبريتية Sulfur concrete الخرسانة الكبريتية هي مادة بناء حديثة تتكون من الكبريت والركام وتستخدم في العديد من التطبيقات الهندسية بسبب مزاياها المتعددة مثل المقاومة للحرارة والكيماويات والتآكل والضغط والسطح الأملس تم تطوير الخرسانة الكبريتية في الخمسينيات من القرن الماضي كما نذكر ان أحد أكثر التطبيقات شيوعا للخرسانة الكبريتية هو بناء صهاريج تخزين المواد الكيميائية حيث تجعلها مقاومتها الكيميائية العالية مادة مثالية لاحتواء المواد الخطرة أو المسببة للتآكل. كما أنها تستخدم في بناء الأرضيات الصناعية ، وكذلك في إصلاح الهياكل الخرسانية التي تضررت من التعرض للمواد الكيميائية ، وفي هذا الموضوع سوف نستعرض بعض المعلومات الأساسية عن الخرسانة الكبريتية بما في ذلك مكوناتها وخصائصها وطرق تصنيعها وسوف نناقش بعض التطبيقات الرئيسية لهذه المادة البنائية الحديثة ومع ذلك تجدر الإشارة إلى أن استخدام الخرسانة الكبريتية محدود بسبب قوتها المنخفضة وقابليتها للزحف تحت الأحمال المستمرة نتيجة لذلك يتم استخدامها عادة مع مواد أخرى مثل حديد التسليح لتعزيز قوته ومتانتها.
المكونات والخصائص الأساسية للخرسانة الكبريتية
تتكون الخرسانة الكبريتية من الكبريت والركام ويتم خلط المواد الخام معًا لإنتاج خليط يشبه الخرسانة التقليدية وتتميز الخرسانة الكبريتية بمزايا متعددة مثل المقاومة العالية للحرارة والكيماويات والتآكل والضغط والسطح الأملس مما يجعلها مادة بناء مثالية للعديد من التطبيقات الهندسية كما تتمتع بالنفاذية المنخفضة والاستقرار الحراري الممتاز.
تتميز الخرسانة الكبريتية بالخصائص التالية :
- المقاومة للحرارة: تتحمل الخرسانة الكبريتية درجات حرارة تصل إلى 150 درجة مئوية، مما يجعلها مادة بناء مثالية للمناطق التي تتعرض للحرارة العالية.
- المقاومة للكيماويات: تتحمل الخرسانة الكبريتية الكثير من المواد الكيماوية المختلفة، مما يجعلها مادة بناء مثالية للمناطق التي تتعرض للمواد الكيماوية القوية.
- المقاومة للتآكل: تتحمل الخرسانة الكبريتية التآكل بشكل جيد، مما يجعلها مادة بناء مثالية للمناطق التي تتعرض للتآكل الكيميائي أو الفيزيائي.
- المقاومة للضغط: تتحمل الخرسانة الكبريتية الضغط بشكل جيد، مما يجعلها مادة بناء مثالية للمناطق التي تحتاج إلى مقاومة عالية للضغط.
- السطح الأملس: تتميز الخرسانة الكبريتية بسطح أملس ومتين، مما يجعلها مادة بناء مثالية للمناطق التي تحتاج إلى سطح أملس ومتين.
طرق تصنيع الخرسانة الكبريتية
تصنع الخرسانة الكبريتية عادة عن طريق صهر عنصر الكبريت وخلطه مع الركام ، مثل الرمل أو الحصى وأي إضافات ضرورية يسكب الخليط الناتج في قوالب ويسمح له بالتبريد والتصلب ويتم تصنيع الخرسانة الكبريتية عن طريق خلط الكبريت المنصهر مع الركام الخام ويتم تسخين الكبريت إلى درجة حرارة تتراوح بين 120 و150 درجة مئوية لتصبح سائلة ويتم إضافة الركام الخام إلى الكبريت المنصهر وخلطهما معًا لإنتاج خليط يشبه الخرسانة التقليدية.
تستخدم الخرسانة الكبريتية في العديد من التطبيقات الهندسية ومن بين هذه التطبيقات:
- الخزانات وصهاريج تخزين المواد الكيميائية : حيث تجعلها مقاومتها الكيميائية العالية مادة مثالية لاحتواء المواد الخطرة أو المسببة للتآكل
- بناء الأرضيات الصناعية : حيث ان مقاومتها الكيميائية عالية جداً.
- إصلاح الهياكل الخرسانية : التي تضررت من التعرض للمواد الكيميائية او التأكل.
- الأسمنت : يمكن استخدام الخرسانة الكبريتية في صناعة الأسمنت كمادة تعزيزية.
- الحواجز الصوتية والعزل الصوتي : يمكن استخدام الخرسانة الكبريتية في بناء الحواجز الصوتية لعزل الصوت .
- الأعمال البحرية : يمكن استخدام الخرسانة الكبريتية في بناء الأعمال البحرية مثل الموانئ والأحواض الجافة.
المزايا والعيوب الرئيسية للاستخدام العملي للخرسانة الكبريتية
- المقاومة العالية للحرارة والكيماويات والتآكل .
- السطح الأملس والمقاوم للتآكل والإهتراء.
- سرعة العمل حيث يتم تسخين الكبريت للدرجة المناسبة ويمكن صب الخليط خلال وقت قصير.
- يمكن إعادة تدوير الخرسانة الكبريتية، وتحويلها إلى مادة أخرى.
- قوتها المنخفضة وقابليتها للزحف تحت الأحمال المستمرة .
- الرائحة الكريهة للكبريت عند التسخين، والتي تتطلب إجراءات السلامة اللازمة.
- نسبة الانكماش أعلى من الخرسانة التقليدية، مما يتطلب إجراءات تعويضية خاصة لتجنب التشققات.
- الخرسانة الكبريتية هشة في درجات الحرارة المنخفضة وتستحقب الرطوبة بشكل سريع.
- يتطلب الخليط الكبريتي شروطًا خاصة للتخزين والنقل والتعامل به، ويجب تجنب التعرض للهواء لفترات طويلة وذلك لتفادي التأكسد.
يجب مراعاة هذه المزايا والعيوب عند النظر في استخدام الخرسانة الكبريتية في المشاريع الهندسية واختيار المواد المناسبة للتطبيق.
- تطوير خواص الخرسانة الكبريتية من خلال إضافة مواد مضافة، مثل الألياف الزجاجية أو البوليمرات.
- دراسة تأثير درجة الحرارة والضغط على خواص الخرسانة الكبريتية.
- استخدام الخرسانة الكبريتية كمواد عازلة للحرارة والصوت.
- دراسة استخدام الخرسانة الكبريتية في مجالات مختلفة، مثل صناعة الأسفلت والأسمنت والجبس.
- تحليل تكلفة استخدام الخرسانة الكبريتية مقارنةً بالخرسانة التقليدية.
- تقييم مقاومة الخرسانة الكبريتية للعوامل البيئية، مثل التآكل والضغط والحرارة.
- دراسة تأثير إضافة مواد كيميائية مختلفة، مثل السيليكا والألومينا، على خواص الخرسانة الكبريتية.
- دراسة تأثير نسبة الكبريت المستخدمة في الخرسانة الكبريتية على خواصها.
- تحليل تأثير الخرسانة الكبريتية على البيئة ودراسة إمكانية إعادة تدويرها.
- دراسة مقاومة الخرسانة الكبريتية للزلازل وتحليل إمكانية استخدامها في المناطق الزلزالية.
المشاكل التي تواجه استخدام الخرسانة الكبريتية
- المقاومة : قوتها منخفضة وقابلة للزحف تحت الأحمال المستمرة .
- التكلفة : تكلفة الخرسانة الكبريتية أعلى من تكلفة الخرسانة التقليدية، وذلك بسبب تكلفة المواد الخام المستخدمة في تصنيعها وطريقة التصنيع المعقدة.
- القابلية للتشقق : تشكل الخرسانة الكبريتية بعض التحديات فيما يتعلق بالتشقق وخاصة في الأماكن الباردة وذلك بسبب انكماشها العالي عند التبريد.
- تأثير الرطوبة : تتأثر الخرسانة الكبريتية بشدة بالرطوبة، ويمكن أن تتحلل بسهولة في البيئات الرطبة، وهذا يعني أنها لا تعد مادة بناء مثالية للمناطق الرطبة.
- القدرة على الانكماش : تنكمش الخرسانة الكبريتية بشدة عند التبريد وهذا يمكن أن يؤثر على أدائها العام ويؤدي إلى تشققها.
- صعوبة التصنيع : يتطلب تصنيع الخرسانة الكبريتية معدات وتقنيات خاصة، وهذا يزيد من تكلفتها وصعوبة تصنيعها.
- الحدود في الاستخدام : تستخدم الخرسانة الكبريتية بشكل رئيسي في التطبيقات التي تتطلب مقاومة عالية للحرارة والكيماويات والتآكل والضغط ولذلك يمكن أن تكون غير مناسبة لبعض التطبيقات الأخرى.
بالإضافة إلى التحديات المذكورة أعلاه يحتاج استخدام الخرسانة الكبريتية إلى بعض الاهتمام والصيانة الدورية لضمان أدائها الجيد على المدى الطويل ومع ذلك، فإن الخرسانة الكبريتية لا تزال مادة بناء مثالية للعديد من التطبيقات الهندسية بسبب مزاياها المتعددة وفوائدها العديدة.
نسب الخلط في الخرسانة الكبريتية
- نسبة الكبريت : تتراوح نسبة الكبريت في الخرسانة الكبريتية بين 20-30% من كتلة الخليط الكلي.
- نسبة الركام : تتراوح نسبة الركام في الخرسانة الكبريتية بين 70-80% من كتلة الخليط الكلي.
- الماء : يتم إضافة الماء بحذر للخليط النهائي حتى يتم الحصول على قوام مناسب للخرسانة.
- المواد الإضافية : يمكن إضافة بعض المواد الإضافية إلى الخليط النهائي لتحسين الخصائص الميكانيكية والكيميائية للخرسانة، مثل الألياف الزجاجية أو البلاستيكية أو الفولاذية.
الخصائص الميكانيكية المميزة للخرسانة الكبريتية
- المقاومة للحرارة : تتحمل الخرسانة الكبريتية درجات الحرارة العالية بشكل جيد، وتبقى مستقرة في درجات حرارة تصل إلى 1000 درجة مئوية، وهذا يجعلها مادة بناء مثالية للتطبيقات الصناعية والحرارية.
- المقاومة للكيماويات : تتميز الخرسانة الكبريتية بمقاومتها للمواد الكيميائية المختلفة مما يجعلها مادة بناء مثالية للتطبيقات في المصانع والمرافق الكيميائية.
- المقاومة للتآكل : تتحمل الخرسانة الكبريتية التآكل بشكل جيد وهي مادة بناء مثالية للتطبيقات في الأماكن التي تتعرض للتآكل الميكانيكي والكيميائي.
- العزل الحراري : تتميز الخرسانة الكبريتية بقدرتها على العزل الحراري مما يساعد على توفير الطاقة وتخفيض تكاليف التدفئة والتبريد.
- العزل الصوتي : تتميز الخرسانة الكبريتية بقدرتها على العزل الصوتي مما يجعلها مادة بناء مثالية للتطبيقات في المناطق المزدحمة أو المصانع.
اضرار استخدام الخرسانة الكبريتية علي صحة الانسان والبيئة
- تلوث الهواء : يحدث تلوث الهواء بسبب الغبار الناتج عن عمليات التشغيل والصيانة للمنشآت المصنعة للخرسانة الكبريتية وهذا يمكن أن يؤثر سلباً على صحة الإنسان.
- تلوث المياه والتربة : يمكن أن يتسبب التصريف السطحي الناتج عن عمليات الصب والتشغيل للخرسانة الكبريتية في تلوث المياه الجوفية والتربة المجاورة وهذا يمكن أن يؤثر على البيئة والموارد الطبيعية.
- الصحة العامة : يمكن لتعرض العمال والموظفين والسكان المجاورين للمنشآت المصنعة للخرسانة الكبريتية لبعض المخاطر مثل التعرض للغبار والضجيج والمواد الكيميائية الضارة وهذا يمكن أن يؤثر على صحتهم.
- التأثير على البيئة : قد يتم إزالة أراضي طبيعية لإنشاء منشآت لإنتاج الخرسانة الكبريتية وهذا يمكن أن يؤثر على النظام الإيكولوجي والحياة البرية في المنطقة المجاورة.
تتطلب عمليات إنتاج واستخدام الخرسانة الكبريتية الحرص والتحكم الدقيق لتجنب الآثار السلبية على الصحة الإنسانية والبيئة. ويجب اتباع الإجراءات اللازمة للحد من التلوث والتأثير على البيئة والموارد الطبيعية ويجب أيضًا اتباع الإرشادات الصحيحة للسلامة والوقاية للعمال والموظفين والسكان المجاوين للمنشأة .
نصائح لتجنب اضرار الخرسانة الكبريتية علي صحة الانسان والبيئة
- اتباع الإرشادات الصحية والسلامة : يجب على العمال والموظفين العاملين في المنشآت المصنعة للخرسانة الكبريتية اتباع الإرشادات اللازمة للسلامة والصحة المهنية، والتي تشمل استخدام وسائل الوقاية الشخصية اللازمة، مثل الأقنعة والقفازات والنظارات الواقية.
- التحكم في درجة الحرارة والرطوبة : يجب تحكم درجة الحرارة والرطوبة خلال عمليات الصب والتشغيل للخرسانة الكبريتية، حيث يمكن أن يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى إصدار بخارات ضارة تؤثر على صحة الإنسان.
- التخلص الآمن من المواد النفايات : يجب التخلص الآمن من المواد النفايات المتبقية من عمليات الإنتاج والتشغيل للخرسانة الكبريتية وذلك باتباع الإرشادات الصحيحة للتخلص الآمن منها.
- الحفاظ على البيئة : يجب الحفاظ على البيئة المحيطة بالمنشآت المصنعة للخرسانة الكبريتية وذلك باتباع الإجراءات اللازمة للحفاظ على الهواء والمياه والتربة نظيفة وخالية من التلوث.
- استخدام مواد بديلة : يمكن استخدام مواد بديلة للخرسانة الكبريتية مثل المواد الحجرية الطبيعية أو المواد المركبة الأخرى والتي يمكن أن تكون أكثر صحة وأمانًا للإنسان والبيئة.
مراجع هامة للباحثين عن الخرسانة الكبريتية Sulfur concrete
- "Sulfur Concrete for the Construction Industry"، بقلم V. Ramakrishnan و S.S. Rehsi، وهي دراسة تم نشرها في مجلة "Construction and Building Materials" في عام 2000.
- "Sulfur Concrete - A Viable Construction Material"، بقلم B. Vijaya Rangan و T. S. Nagarajan، وهي دراسة تم نشرها في مجلة "Materials and Structures" في عام 1994.
- "Sulfur Concrete: A Review of Research and Development"، بقلم R. N. Swamy و B. Vijaya Rangan، وهي دراسة تم نشرها في مجلة "Cement and Concrete Research" في عام 1986.
- "Sulfur Concrete as a Construction Material- A Review"، بقلم M. F. Nuruddin و M. Shafiqur Rahman، وهي دراسة تم نشرها في مجلة "Journal of Materials in Civil Engineering" في عام 2013.
- "Sulfur-extended asphalt concrete: literature review"، بقلم A. S. M. Abdul Awal و M. R. Karim، وهي دراسة تم نشرها في مجلة "Journal of Materials in Civil Engineering" في عام 2012 وتناقش استخدام الخرسانة الكبريتية في صناعة الأسفلت.
- "Sulfur Concrete: A Sustainable and Environment-Friendly Material for Construction Industry"، بقلم Y. K. Bhardwaj و S. K. Kaushik، وهي دراسة تم نشرها في مجلة "International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering" في عام 2013.
- "Study on sulfur concrete for sustainable construction"، بقلم J. P. Singh و R. Bhattacharjee، وهي دراسة تم نشرها في مجلة "Journal of Cleaner Production" في عام 2018، وتناقش استخدام الخرسانة الكبريتية كمادة بناء مستدامة.
كلمات دلالية [ تكنولوجيا الخرسانة,أفضل أنواع الأسمنت في الخرسانة المسلحة,تكنولوجيا بطارية الليثيوم الكبريت,الكبريت مقابل الليثيوم أيون,أفضل أنواع الأسمنت في الخرسانة المسلحة والتشطيبات,بطارية السيارة الكهربائية ليثيوم الكبريت,تكنولوجيا خرسانة متقدمة,احياة البرية الفطرية,اللياسة الخارجية,بطارية ليثيوم كبريت,اللياسة الذكية,التربة الرملية,لياسة البرلايت,تربة الدفائن الرومانية,اللياسة الملونة,الخرسانة، ركام الخرسانة، الركام، تصنيف الركام، ركام البناء، الرمل والحصى,concrete,sulfur,sulfur capping for concrete cylinder test,sulphur concrete,sulfur mortar capping on concrete core,what is sulphur concrete,what is sulfur concrete,sulfur capping,uses of sulphur concrete,sulphur concrete strength,sulphur concrete durability,sulphur concrete environment,sulphur attack on concrete,sulphur infiltrated concrete in english,american concrete institute,sulphur,astm c617 - sulfur capping,concrete lawn,test concrete,concreto ]
يمكنك متابعتنا الان علي جوجل نيوز
