hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
ورق صناعة الورق
ظلت صناعة الورق في تطور وأخذت أهمية كبرى بخاصة بعد اختراع غوتنبرغ لأول مطبعة، وبدأ معها الاهتمام بأنواع الورق المختلفة. وبدأت التكنولوجيا الحديثة تقوم بدورها في تلك الصناعة، إلى أن أصبح الأمر الآن أكبر بكثير من مجرد أوراق للطباعة وأخرى للتغليف، وإنما أصبحت هناك أشكال وأنواع كل يؤدي دورا مختلفا على حسب المصدر الأول لاستخراجه.
فهناك الورق المأخوذ أساسًا من الأشجار الإبرية، والتي توجد عادة في المناطق الشمالية الباردة من أوروبا، وهناك أوراق تشبع بألياف السليلوز لكي تأخذ ملمس القماش ورونقه، أو لأنها تعطي مواصفات جيدة عند الطبع عليها واستخدام الأحبار المناسبة، ويكون مصدرها الأساسي القطن (ورق قطني) وأشجار الأرز ومصاص القصب.
ولم يقتصر الأمر على طرق وأنواع الورق، وإنما أصبحت هناك مواصفات أخرى أكثر دقة وتعقيدًا؛ حيث نجد أجهزة خاصة لقياس لمعان سطح الورق، وجهاز لقياس قوة ومتانة شد الورق الذي يستخدم في عمليات التغليف وأيضًا نسبة الحموضة والقلوية.
ورق صناعة الورق
يحضر الورق من ألياف السيليلوز التي توجد في جدران جميع الخلايا النباتية. عندما يرشح مزيج من الماء والألياف من خلال غربال أو منخل دقيق تتشابك ال ألياف بعضها مع بعض مكونةً صحيفةً رقيقة من الورق، وعندما تجفف الرقيقة المبتلة تنشأ روابط كيميائية بين الجزيئات في ألياف السيليلوز معطية رقيقة الورق قوتها.
يعتبر الخشب المصدر الرئيسي لألياف صناعة الورق والتغليف والتعبئة.
من أكثر المركبات العضوية انتشارا في الأرض، يكوّن الجدر الخلوية في النبات وله دور دعامي، يتكون السيليلوز من جزيئات بوليمرية تؤلف سلسلة غير متفرعة تتكون من تكاثف جزيئات سكر الجلوكوز التي ترتبط مع بعضها بروابط غلوكوزسيدية، وتنتظم جزيئاته في الجدار الخلوي للنبات على هيئة ألياف متوازية أحيانا ومترابطة عرضيا أحيانا أخرى مما يؤدي إلى إحداث دعامة قوية جدا، تحمي الخلية النباتية.
هناك طريقتان لصناعة العجينة الورقية: ميكانيكية وكيميائية.
يتحد الجير مع الدهون والمواد الغريبة الأخرى الموجودة في اللحاء ليكون صابونا غير قابل للذوبان، ويمكن التخلص من هذا الصابون فيما بعد، كما أن الجير يقلل أية صبغة ملونة موجودة في المركبات الملونة.
ورق صناعة الورق
يختلف الورق المصنوع بالآلات عن الورق اليدوي الصنع في عديد من الأوجه، ولكن انتظام الألياف هو أكثر هذه الأوجه لفتاً للنظر.
ففي الورق اليدوي الصنع، يتسبب غمر مناطق العفن في السائل المعلق المكون من الماء والألياف مع رجّ الماء وترشيحه باستخدام مصفاة، في تشابك الألياف عشوائياً مما يزيد من قوة الورق. وعلى عكس ذلك، يتم إنتاج الورق المصنوع باستخدام الآلات على أسطوانة دائمة الدوران، وتتسبب حركة دوران الآلة في محاذاة الألياف لبعضها البعض في اتجاه واحد، مما يجعل الورق أضعف بعض الشيء على طول اتجاه الألياف أو اتجاه الآلة.
ويوجد اتجاه الألياف هذا في المنتجات الورقية الأخرى، مثل الكرتون والحافظات.
يمكن أن يتجعد الورق الذي يُطوى عكس اتجاه الألياف مشكلاً ثنيات غير مستوية، كما أن الورق الذي يتم ترطيبه باستخدام مادة لاصقة يتمدد أكثر وأكثر على عرض اتجاه الألياف بأكثر مما يتمدد على طوله. ولتحديد اتجاه الألياف في التوريدات، يمكن تقويس الورق في كلا الاتجاهين، وسوف يُظهر اتجاه الألياف مقاومةً أقل.
وهنالك اختبار بسيط آخر يمكن إجراؤه عن طريق تمزيق الورق في كلا الاتجاهين، فسيتمزق الورق بسهولة أكبر على طول اتجاه الألياف.
ورق مواصفات الورق الجيد
•أن يكون ذا ألياف طويلة ومجهزا تجهيزا جيدا.
•و يحضر الورق الجيد غالبا بكبريتات الصوديوم وبحيث يكون به نسبة عالية من الأقمشة والخرق.
•ويستعمل للكتابة والطباعة الفاخرة مثل ورق الوثائق.
•وتضاف إلى العجينة (اللب *) بعض المواد المضافة لتحسين خواص الورق ولزيادة متانته ونصاعته وتحمله لزيادة الاستدامة.
ورق عملية الإضافة في صناعة الورق
• تتم عملية الإضافة للمواد الكيميائية بترتيب خاص لتكسب الورق صفات تتطلبها صناعة الورق.
• تتم الإضافة إما في السواقي في أثناء عملية التشغيل أو في أحواض للخلط أو في أحواض إضافية خاصة وأهم المواد التي تضاف للعجينة هي:
• مواد مالئة مثل بودرة التلك والصلصال الصيني (الكاولين).
• تضاف القلفونية إلى العجينة بعد عملية العجن لإكساب الورق مناعة ضد التشرب للمحاليل.
• تضاف القلفونية للعجينة على هيئة محلول صابوني يتم تحضيرها بطبخ القلفونية (حمض الأبياتيك Abiatic acid) مع الصودا الكاوية أو كربونات الصوديوم ثم تخفيفها بالماء لتكون محلول الرجينة.
• بإضافة الرجينة للعجينة يلاحظ زيادة حجم العجينة وذلك لأن الرجينة لها شحنة سالبة مثل الشحنة السالبة التي توجد على ألياف السليولوز.
• معنى ذلك أن الرجينة تتنافر مع الألياف وتحتاج إلى مادة مثبتة لتثبتها على الألياف ويقوم بعملية الربط هذه الشبه (كبريتات الألومنيوم) وتضاف إلى العجينة على هيئة محلول بعد إضافة الرجينة ومزجها بها جيداً.
ورق عملية الإضافة في صناعة الورق
• يمكن تفسير عملية التثبيت بأن شق الألومنيوم AL++ موجب التكهرب يجذب إليه كلاً من ألياف السيليلوز والرجينة ليحدث ربطاً بينهما.
• تضاف الرجينة مع وزن اللب الجاف بنسبة من نصف إلى 3%.
• أما الشبه فتضاف إلى العجينة بنسبة 2- 6% من وزن اللب الجاف.
• تضاف الألوان بعد إذابتها في الماء البارد أو الساخن حسب نوع المادة الملونة وقابليتها للذوبان.
• تصفى لفصل أي حبيبات لم تذوب لمنع حدوث البقع اللونية في الورق المنتج وتتم الإضافة للألوان مع ملاحظة التعليمات التالية:
• (ب) أن تضاف الألوان الأقل قابلية للسليولوز ثم الأكثر قابلية.
• (ج) لا يضاف لون ثاني إلا بعد امتزاج اللون الأول بالعجينة جيداً.
• بعد إضافة الألوان وخلطها جيداً بالعجينة تضاف الرجينة لأنها تعتبر مثبتاً للألوان في الورق.
• ثم تضاف الشبة التي تعمل أيضاً على تثبيت الألوان وترسيب الرجينة في ألياف سليولوز الورق.
• الالترامين وأزرق البروس وغيرها Prussian blue.
ورق عملية الإضافة في صناعة الورق
• كذلك الاسبداج والكاولين والجير وأبيض التيتانيوم وغيرها.
3- مواد أخرى تضاف إلى عجينة الورق:
•يجب ملاحظة أن ترتيب الإضافة وحموضة الوسط ونوع المضاف لهم أهمية كبيرة في إنتاج نوع الورق المطلوب كما يلي:
• (أ) المواد المالئة والطاردة للماء:-
•مثل الروزين (القلافونية) وتثبيتها بواسطة الشبة (كبريتات البوتاسيوم والألومنيوم).
•ومن المواد المالئة والرابطة أيضاً النشا والدكسترين والغراء وبعض الأصباغ لتحسين خواص الورق ليصبح ملائماً لأغراض الطباعة والكتابة كما تساعد على تثبيت الألوان.
•كما أن هذه المواد الطاردة مثل القلافونية والشبة تثبت الألوان أيضاً.
• هي مواد تزيد من ثقل الورق وتزيد من نعومة سطحه مثل الصلصال الصين China clay أو الطفلة وكذلك أكسيد الزنك وكبريتات الكالسيوم كما تزيد من بياض الورق.
•ويمكن إضافة هذه المواد أيضا بعد التصنيع وتسمى في هذه الحالة بالتجهيز السطحي مكونة طبقة ناعمة عازلة للماء.
•4- خامات العجينة الورقية Paper Pulp Ores  .
ورق عملية الإضافة في صناعة الورق
• الورق مادة عضوية من أصل نباتي Vegetable origin ذات تركيب بنائي Structural materials تكونت من جزيئات كبيرة أو بوليمرات،
•وهذه تكونت بواسطة الروابط الكيميائية للعديد من الوحدات المشابهة الصغيرة التي تسمى مونيمرات وترتبط هذه الجزيئات معا في سلسلة وتنسق مع بعضها لتكوين الألياف الدقيقة Microfberils التي ترتبط معا لتكون الألياف.
•والليفة جسم متجانس ميكروسكوبية مرنة لها نسبه عالية من الطول إلى العرض ومقطع عرضي صغير.
•وتعمتد صناعة الورق على الخواص المميزة للألياف السليلوزية الطبيعية.
وتقسم هذه الألياف طبقا للجزء النباتي الذي تم الحصول منه على هذه الألياف (أي حسب مصدرها) إلى:
1-ألياف البذور ذات الشعر Seed hairs ذلك مثل القطن Cotton وتكون الألياف بها ملتصقة ببذور القطن ويصنع منها الأقمشة البالية Rag.
paper. 2-ألياف سيقان النباتات أو لحائها Stem or baste fibers مثل الكتان Flax والقنب Hamp والجوت Jute.
ورق عملية الإضافة في صناعة الورق
3-ألياف ورقية Leaf fibers مثل أوراق الحلفا (الاسبارتو) Esparto والسيزال Sisal
4-ألياف الحشائش النباتية Grass fibers وهي نباتات عشبية تستعمل سيقانها وأوراقها معا في صناعة لب الورق مثل القش Straw ومصاصة القصب Bagasse وسيقان الذرة والبامبو Bamboo والغاب Reeds.
وتسمى الألياف التي يتم الحصول عليها من الألياف الخشبية بالألياف الصلبة Hard Fibers.
•وتتكون عجينة الورق أساسا من السليلوز والهيميسليلوز واللجنين.
•وعجينة الورق المثالية المكون الأساسي لها السليلوز وهو أحد مكونات جدر الخلية ويوجد بجميع تراكيب النبات.
• تختلف النسبة المئوية للسليلوز تبعا لنوع النبات أو ألياف النبات المسخدمة فنجدها عالية في المواد المصنعة من النباتات العشبية وذات الفلقتين بينما يقل في المواد المصنعة من خشب الصنوبريات فنجد أن نسبته:
• في القطن تصل إلى 95% والكتان إلى 82% والقنب إلى 77% والجوت 60%.
ورق أنواع الورق
وهو ورق خفيف، يتراوح وزن المتر المربع منه بين 44 و 120 غرام، ويستخدم في طباعة الأوفست (بالإنجليزية: Offset )‏ والدفاتر والكتب.
ورق التصوير (بالإنجليزية: photocopy paper)‏ هو ورق خفيف، أوزان الورق الشائعة منه 70 و75 و80 غرام لكل متر مربع، ويستخدم في آلات التصوير والطابعات الليزرية والمكتبية.
وهو ورق خفيف قليل المتانة قصير العمر شديد التشرب للسوائل.
وهو يشبه ورق الجرائد، إلا أنه يتميز عنه بلمعانه الواضح، ويصنع كلا النوعين من اللب المستخلص الكيماوية.
ويعالج اللب المستخدم في تصنيعه بمواد كيماوية مختلفة، ويطلى بطبقات من الشمع حيث يستخدم في تغليف المواد الغذائية.
ورق آثار صناعة الورق
بسبب انخفاض سعر الورق، أدى ذلك إلى وفرته التي أعطت درجة عالية من المعرفة وشجع هذا إلى تطور المدارس والجامعات، مما أدى إلى حصول طبقات جديدة ومتعددة من المجتمع على الكتابة.كما غير العملية الأساسية للتفكير حيث ظهرت إلى جانب الثقافة المنطوقة ثقافة مكتوبة ومطبوعة.
ظلت مهارات القراءة والكتابة مهارات محصورة ضمن الطبقات الغنية، حتى ظهرت صناعات الورق الذي يمكن نقله والورق الذي تنتجه الآلات، وتمخض عن هذه الصناعات الكثير من الوظائف وانخفضت تكاليف صناعة الأوراق إلى:
بسبب التحكم بالأفكار وضعت قوانين تمنع تصدير قطع القماش. واستخدمت الجرائد لنشر المعلومات السياسية، استخدمت ك «منبر لحشد الدعم»، حيث حثت القوانين في بداية القرن العشرين على صناعة الورق بتخفيضات ضريبة تمنح لتطوير الموارد وصناعات ومنح أسعار شحن ملائمة.
ورق آثار صناعة الورق
نتج عن صناعة الورق بعض المخلفات التي لها أثر سيئ علي البيئة. وتكمن المشكلة الرئيسية في أن قش الأرز يحتوي على نسبة عالية من السيليكا والتي تتراوح ما بين 12% و14% من وزن الخامة وهذه المادة تؤدي إلي إعاقة استرجاع الكيماويات المستخدمة في عملية طبخ الخامة لاستخلاص لب الورق. وينجم عن ذلك تخلف مادة سائلة تعرف باسم السائل الأسود (Black Liquid) مطلوب التخلص منها لعدم وجود أي استفادة بمصانع الورق.
وتتزايد مشكلة تلوث البيئة مع زيادة كمية المخلفات الناتجة عن صناعة الورق وتعتبر كميات المياه الملوثة الناتجة من صناعة لب الورق تمثل أخطر الملوثات فقد وجد أن كمية المياه المستخدمة تتوقف علي نوع تكنولوجيا صناعة لب الورق ويحتاج الطن من قش الأرز ما يقرب من 15-20م3 من الماء في أفضل طرق استخراج اللب بينما قد يرتفع معدل المياه المستخدمة إلي 100م3 في حالة عدم إعادة تدوير المياه خلال العملية الصناعية ويجب ملاحظة أن خطورة تخلف هذه الكميات من المياه لايكمن في كونها فاقد للثروة القومية فحسب ولكن في مقدار التلوث البيئي التي تسببه.
ورق الاستعمالات
استعمل الورق أولاً (منذ حوالي 2000 سنة) لحفظ الكتابة. لنجده الآن في المكاتب والمطابع كحامل ليس لكتابة فقط ولكن للصور والرسوم وغيرها. ويستعمل الدارسون والمختصون صنفاً خاصاً هو الورق الميليمتري لرسم مخططاتهم البيانية.
تنشر اليوم الصحف على ورق الصحف بملايين النسخ وذلك لثمنه الزهيد وخفة وزنه. وبالمقابل يستعمل ورق خاص لطباعة الصور يكون أملس وأثقل من ورق الصحف.
الورق الشفاف هو ذلك الورق الذي يسمح بمشاهدة جزء من ما خلفه لشفافيته العالية مقارنة بالورق العادي. والورق الكربوني يسمح بإعادة طبع ما يكتب عليه على ما يوضع خلفه.
اوريغامي هو فن طي الورق، نشأ في الصين ويحظى بشعبية كبيرة في اليابان. ويستخدم الأوريغامي الورق، بشكل مربع عموما (ولكن ليس هو دائماً)، والذي لا يقص عادة. النماذج الورقية تبدأ غالباً بنفس السلسلة من الطيات. ويتبع لاحقاً الرسم التخطيطي، رسم يفصل بسلسلة من الأوجه كل طي ينفذ لتحقيق النموذج النهائي. يمكن أن يصنع بالأوريغامي أشكالاً بسيطة مثل قبعة أو طائرة ورقية، أو معقدة مثل برج إيفل أو غزال أو وحيد القرن، والتي تتطلب أكثر من ساعة من العمل.
ورق الاستعمالات
هناك فنون أخرى تستغل الورق مثل kirigami، وهو فن قطع الورق. وقد أوجد الصينيون فن قص الورق منذ اختراع الورق في الصين أي منذ حوالي 2000 سنة. الأشكال الزخرفية والحيوانات والزهور وغيرها تقطع بالمقص أو السكين. الورق المقطعة الصيني تستخدم أساساً في زخرفة الأبواب والنوافذ وتدعي زهور النوافذ.
كما يستخدم الورق (أو المقوى منه) مقطعاً ومطوياً لصناعة النماذج الورقية بعد تلصيقه.
الورق موجود بكثرة في مجالات التصميم والديكور والاحتفالات. يتم استخدام ورق الجدران لتغطية وتزيين الجدران الداخلية للمنازل أو المباني. ويوجد بعض الأدوات الزخرفية الورقية تماماً.
ويستعمل الورق الرخيص كمادة تزيينية في الاحتفالات والمناسبات الفنية، فتصنع اللفائف الصغيرة والقصاصات من الورق الرقيق والملون عادة.
يمكن استخدامه للتغليف (ورق كرافت وورق اللف وتغليف الهدايا...) ولكن بدرجة أقل بسبب شدته المنخفضة. كما يستخدم الورق في العمارة اليابانية، لصناعة ألواح البيوت التقليدية اليابانية والكورية ما يسمى Shōji.
نجد الورق أيضاً بصور أقل وضوحاً في الأثاث المنزلي (وحدات المطبخ (الفورميكا أو الميلامين)، والأثاث القابل للتركيب وأسطح تنس الطاولة والأثاث (إشارات الزخرفية).
ورق ثبات الورق
احتوى الكثير من الورق القديم المصنوع من لب الخشب على كميات كبيرة من الشب: وهي مجموعة متنوعة من ملح كبريتات الألومنيوم الحمضية بدرجة كبيرة. وتمت إضافة الشب إلى الورق للمساعدة في تغيير الحجم  مما يجعله مقاومًا للماء إلى حد ما بحيث لا «تعمل» الأحبار أو تنتشر بشكل لا يمكن السيطرة عليه ولم يدرك صانعو الورق الأوائل أن الشبة التي أضافوها بشكل حر لمعالجة كل مشكلة تقريبًا في صنع منتجهم ستكون ضارة في النهاية ويتم تحلل ألياف السليلوز التي يتكون منها الورق بواسطة الحمض ويؤدي وجود الشب في النهاية إلى تحلل الألياف حتى يتفكك الورق في عملية تعرف باسم «النار البطيئة».
و نجد ان المستندات المكتوبة على ورق خرقة أكثر استقرارًا بشكل ملحوظ. وأصبح استخدام المضافات غير الحمضية في صناعة الورق أكثر انتشارًا ولا يمثل استقرار هذه الأوراق مشكلة.
ورق ثبات الورق
يحتوي الورق المصنوع من اللب الميكانيكي على كميات كبيرة من اللجنين: وهو مكون رئيسي في الخشب. في وجود الضوء والأكسجين يتفاعل اللجنين ليعطي مواد صفراء  وهذا هو سبب اصفرار ورق الصحف وغيره من الورق الميكانيكي مع تقدم العمر. لا يحتوي الورق المصنوع من ورق الكرافت المبيض أو عجينة الكبريتيت على كميات كبيرة من اللجنين وبالتالي فهو مناسب بشكل أفضل للكتب والوثائق والتطبيقات الأخرى التي يكون فيها بياض الورق ضروريًا.
الورق المصنوع من لب الخشب ليس بالضرورة أقل متانة من ورق خرقة. يتم تحديد سلوك تقادم الورق من خلال تصنيعه وليس المصدر الأصلي للألياف. وعلاوة على ذلك أثبتت الاختبارات التي رعتها مكتبة الكونجرس أن جميع الأوراق معرضة لخطر التحلل الحمضي وذلك لأن السليلوز نفسه ينتج أحماض فورميك وخليك ولاكتيك وأوكساليك.
ينتج استخلاص اللب الميكانيكي ما يقرب من طن من اللب لكل طن من الخشب الجاف المستخدم ولهذا السبب يشار إلى اللب الميكانيكي أحيانًا على أنه لباب «عالية الإنتاجية». مع ما يقرب من ضعف إنتاج اللب الكيميائي غالبًا ما يكون اللب الميكانيكي أرخص. تميل الكتب والصحف ذات الغلاف الورقي في السوق إلى استخدام الأوراق الميكانيكية. يميل ناشرو الكتب إلى استخدام الورق الخالي من الأحماض، المصنوع من عجينة كيميائية مبيضة بالكامل للكتب ذات الأغلفة الورقية والكتب ذات الأغلفة الورقية التجارية.
ورق مستقبل الورق
بدأت بعض الشركات المصنعة في استخدام بديل جديد أكثر ملاءمة للبيئة للتغليف البلاستيكي الموسع مصنوعة من الورق والمعروفة تجاريًا باسم ورق الفوم (PaperFoam) تتميز العبوة الجديدة بخصائص ميكانيكية مشابهة جدًا لتلك الموجودة في بعض العبوات البلاستيكية الممتدة ولكنها قابلة للتحلل البيولوجي ويمكن أيضًا إعادة تدويرها باستخدام الورق العادي.
مع تزايد المخاوف البيئية بشأن الطلاءات الاصطناعية (مثل PFOA) وارتفاع أسعار البتروكيماويات القائمة على الهيدروكربون هناك تركيز على الزين (بروتين الذرة) كطلاء للورق في تطبيقات عالية الشحوم مثل أكياس الفشار.
أيضًا قد تم إدخال المواد التركيبية مثل تايفك (Tyvek) وتسلين (Teslin) كوسائط طباعة كمواد أكثر متانة من الورق.
أسمنت
الأسمنت (ملاحظة 1) هو مادة رابطة ناعمة تتصلب وتقسي فتملك بذلك خواصاً تماسكية وتلاصقية بوجود الماء مما يجعله قادراً على ربط مكونات الخرسانة بعضها ببعض. وأهم استخدام للأسمنت هو الملاط والخرسانة حيث يربط المواد الاصطناعية أو الطبيعية لتشكل مواد بناء قوية مقاومة للتأثيرات البيئية العادية. يجب عدم الخلط بين الخرسانة والأسمنت، فالأسمنت يشير إلى المسحوق الجاف المستخدم في ربط المواد الكلية للخرسانة. وللأسمنت المستخدم في البناء نوعين هما الأسمنت المائي والأسمنت غير المائي.
تعتبر صناعة الأسمنت من الصناعات الإستراتجية. وهي مع ذلك صناعة بسيطة مقارنة بالصناعات الكبرى، وتعتمد على توفر المواد الخام اللازمة لذلك.
أسمنت لمحة تاريخية
استخدم القدماء في الماضي البعيد خليطا من الجير والطمي والرمل والماء في إقامة مبانيهم، فقد استخدمه قدماء المصريين بالفعل منذ 2600 عام، وأتقن الرومان صناعته خلال القرن الأول الميلادي حيث اكتشفوا أن إضافة التربة البركانية المأخوذة من منطقة بزولي، بالقرب من نابلس، تمكنهم من الحصول على خليط يصلح للتحكم في المياه الجوفية. وقد أصبحنا نعرف الآن أن تلك التربة المأخوذة من بزولي، التي استخدم اسمها بقدر من التحريف (بزولان) ليطلق على ذلك الصخر السليكوني البركاني، تحتوي على نسبة 60-90٪ من الرمل، و 10-40٪ من الجير، على حسب مصدرها. وتم بالفعل اكتشاف آثار قديمة في عدة مدن رومانية كبقايا الأسمنت الجاف تعود لتلك الحقبة التاريخية.
في الإمبراطورية الرومانية استعملوا الجبس، حيث أضاف يونان إيطاليا رماد البراكين الموجود بمنطقة بوزلس، ثم طوره الرومان وعمموه إلى نهاية العصر الحاضر.
أسمنت لمحة تاريخية
الأسمنت هو مزيج من الجير مثل القرميد والآجر المكسرة، مضافة إلى الطين. la pouzzolane(هي أرض بركانية لمنطقة بوزون بناحية نابولي بإيطاليا)، وهذا مستعمل كثيرا كمزيج، الاسمنت لم يعرف كما هو موجود الآن، حتى القرن 19، ثم قام العالم louis Vicat بكشف لغز الرطوبة في الجير في العام 1817 والمتعلقة بالاسمنت التي كانوا يسمونها الجير المميه. والجير المحدود في 1840.
أسمنت لمحة تاريخية
البحوث التي أجريت في نهاية القرن 18 للوصول إلى النتائج الحالية في صناعة الأسمنت الحديث في عام 1840، كانت تتعلق بالجير المقوى (غير مميه) لا يمتزج بالماء، أما الجير المميه فيه كمية من الماء وهو مشبع بالطين، يتصلب ويجف بسرعة ولكن يتحلل إذا لم يشو إلى درجة الذوبان. وفي العام 1796 اكتشف العالم james parker على جزيرة شايبي ببريطانيا العظمى، الأسمنت السهل (وهو عبارة عن جير مميه أو أسمنت طبيعي ينصهر بسرعة عند درجة انضاجه عند 900 °C كسائر الجير الطبيعي العادي). وأعطاه اسم الأسمنت الروماني، حيث أخذ شهرة ما بين 1820- 1920 تقريبا. وفي العام 1824 العالم البريطاني joseph aspalin أودع براءة لصناعة الجير المميه وأطلق عليه الأسمنت البورتلاندي نسبة إلى أعالي شبه جزيرة بورتلاند الموجودة على ضفاف بحر المانش الذي يفصل بين فرنسا وبريطانيا. إن أول مصنع للأسمنت اخترع بواسطة dupont et demarlé في سنة 1846 في منطقة boulogne-sur-mer، ولقد تطورت بعد ظهور مواد جديدة (فرن حركي الدوران حول نفسه) مكسر لكريات الكلنكر، تطورت وسائل صناعة الأسمنت دون توقف، وفي عام 1870 كان إنتاج الطن الواحد من الكلنكر (المكون الرئيسي للاسمنت) يستغرق 40 ساعة، أما الآن فيستغرق 3 دقائق فقط.
أسمنت تركيبة الأسمنت
والجير الطيني يملكان مواصفات تقارب 80٪ من الجير، و20٪ من الطين، ومواد علاجية:
أكاسيد الحديد (fe2o3)، والبوكسيت (Al2O3)، الرمل(SiO2) وهذه المواد تضاف للوصول إلى التركيبة المرغوبة.
أسمنت مبادئ أساسية في صناعة الاسمنت
يحتوي الإسمنت على مادتين أساسيتين هما الكلس والطين هذا الأخير نضيف إليه مواد أساسية هي السليس، والألمين وأكسيد الحديد.
مادتي الكلس والطين تُسحقان في آلات السحق وتمزجان مع بعضهما البعض بنسب يحددها المخبر ويطحنان في آلات الطحن ثم نمررهما عبر الفرن الذي تبلغ درجة حرارته حوالي 1430°م. فنحصل حينئذ على مادة الكلنكر. نضيف لهذه المادة مواد أخرى. وندخلها في آلة الطحن من بعدها نحصل على مادة الإسمنت التي توضع بأكياس ثم تعبأ.
الإسمنت يتكوّن كمواد خام من مادتين أساسيتين هما الحجر الجيرى lime stone والطفلة clay ومادتين إضافيتين يضافا حسب ظرف وطبيعة كل مصنع وهما الsand، iron ore الحديد والرمل ويسمّى الحديد والرمل corrective materials أي مواد لتصحيح النسب المراد الوصول إليها فأحيانا تأتي الطفلة والحجر بهما نسبه عالية من الرمل فلا تحتاج لإضافة رمل الحجر الجيري هو أساسا عبارة عن CaCo3 كالسيوم كربونات ولكن في الطبيعة يوجد به شوائب كثيرة مثل الSiO2 وAl2O3 وNa2O3 وFe2O3 وغيرها مثل البوتاسيوم والكلور وغيرها
أسمنت مبادئ أساسية في صناعة الاسمنت
الطفلة تتكون من 50 % SiO2 ومن 14 – 16 % Al2O3 والباقي عبارة عن CaO، وNa2O وFe2O3 وغيرها البوتاسيوم والكلور وغيرها
الرمل يتكوّن بشكل رئيسي من ال SiO2 في حدود 70 % والباقي عبارة عن Al2O3 وNa2O3 وFe2O3 وCaO وغيرها مثل البوتاسيوم والكلور وغيرها
أسمنت مبادئ أساسية في صناعة الاسمنت
الحديد يتكوّن بشكل أساسي من Fe2O3
تكلمنا عن تركيب الإسمنت من حيث المواد الخام
سنتكلم عن تركيب الإسمنت بشكل آخر من حيث التركيب الكيميائي ونربطه مع المواد الخام ولماذا اخترنا هذه المواد
يتكوّن الإسمنت من أربعة أكاسيد هي
الSiO2 وAl2O3 وCaO وFe2O3
المصدر الأساسي لل CaO هو الحجر الجيرى حيث يتحول CaCo3 إلى CaO في درجات الحرارة العالية كما سيتبيّن فيما بعد
المصدر الأساسي لل Al2O3 هو الطفلة
المصدر الأساسي لل SiO2 هو الرمل
المصدر الأساسي لل Fe2O3 هو الحديد
ولكن أود أن ألقت انتباهك إلى بعض النقاط
•	مع أن SiO2 50 % من الطفلة إلا أننا لم نضيف الطفلة لنحصل منها على ال SiO2 ولكننا أضفنا الطفلة لنحصل على ال Al2O3
•	ولكن لامانع من أننا فعليّا نستفيد من وجود ال SiO2 في الطفلة وكذلك بقية العناصر
•	يتم إضافة هذه المواد الخام بنسب معينه وتدخل طاحونة ضخمه لتطحن حتى تصل إلى درجة نعومه عالية وتسمى هذه الطاحونة بطاحونة الخام raw mill ولايحدث بالطاحونة أي تفاعلات كيميائية ولكن فقط طحن المواد الخام وفائدة هذا الطحن زيادة مساحة سطح الحبيبات تجهيزا لدخولها التفاعلات الكيميائية حتى تتعرض كل الجزيئات للتفاعلات
أسمنت مبادئ أساسية في صناعة الاسمنت
•	تكون النسب في المواد الخام تقريبا في حدود
75 % من الحجر و20 % من الطفلة و3% من الرمل و2% من الحديد وتختلف هذه النسب تبعا للنتائج والتحاليل ويراعى في هذه النسب ثلاثة معاملات هي
L S F معامل تشبع الجير وS.M وهو معامل السيليكا ومعامل الألومينا A.M ولكل من هذة المعاملات مدلولاته وأهميتة من الناحية التشغيلية علاوة على جودة المنتج
ثم تبدا أول مراحل التفاعلات الكيميائية في مبنى ضخم يسمى البرج أو ال preheater وهو عبارة عن خمسة cyclone,فوق بعض وcalciner وال cyclone عبارة عن مايشبه خزان ضخم وال وcalciner عبارة عن خزان ضخم ولكن به شعله وكلهم متصلين ببعضهم البعض
1- تسخين المادة الخام وتمهيدها لدخول الفرن
2- تحويل ال CaCo3 إلى CaO
لإننا قد ذكرنا أن الحجر يتكوّن من CaCo3 ونحن نحتاج في الصناعة ل CaO ويتم ذلك التحويل وفقا للمعادله التالية
CaCo3 CaO + Co2
وذلك عند درجة حراره 850 درجة مئوية
وبذلك تكون الأكاسيد الأربعة جاهزة للتفاعل في الفرن
أسمنت مبادئ أساسية في صناعة الاسمنت
•	تدخل المادة الخام الفرن وهو عبارة عن اسطوانة ضخمة مائلة بزاوية بسيطة أفقيٍا تدور حول نفسها وفي طرفها شعلة ضخمة
•	وبداخل الفرن تتحد الأكاسيد الأربعة مكوّناً مايسمى أطوار الكلينكر وهب
•	C3S, C2S, C3A، C4AF وهذه المواد الأربعة يكونوا مايسمى ب الكلينكر clinker وهو المواد الأولية في صناعة الإسمنت ويمكن أن يصدر الكلينكر أو يدخل في المرحلة التالية ليتكوّن الإسمنت
•	جدير بالذكر أن المركبات الأربع السابقة عبارة عن اختصار لما يلي
•	الC اختصار ل CaO
•	ال A اختصار ل Al2O3
•	ال S اختصار ل SiO2
•	ال F اختصار ل Fe2O3
•	أي ان ال C3S عبارة عن ثلاث جزيء من ال CaO متحده مع جزيء من ال SiO2 وهكذا وتصل درجات الحرارة إلى 1450 درجة عند نهاية الفرن منطقة الحريق عند الشعلة
•	بعد الفرن تدخل المادة المنتجة وتسمى الكلنكر إلى المبرد cooler للتبريد المفاجئ وفائدته تبريد الكلينكر ومنع التفاعل العكسي وتفكك أطوار الكلينكر الأربعة إلى الأكاسيد المكونة لها
•	بعد المبرد يخرج الكلينكر وهو المنتج الأولى في صناعه الإسمنت. •يُضاف بعد ذلك الجبس الخام وتركيبة كبريتات الكالسيومCaSO4.2H2O إلى الكلينكر ويدخلا معا طاحونة تُسمّى طاحونة إسمنت cement mill ويكون المنتج النهائي هو الإسمنت
•	يُضاف الجبس في حدود 5% وفائدته تنظيم زمن الشك للإسمنت
•	في أطوار الكلينكر ال C3A يشك لحظيا عند إضافة ماء ولكننا نضيف الجبس لتأخير زمن شكها
•	يتكون الجبس من CaSO4.2H2O وتتحد هذه المادة مع ال C3A مكونة مادة تسمى الاترنجيت تحيط بال C3A وتاخر من زمن وصول الماء إلى ال C3A وبالتالي تأخر من زمن الشك
أسمنت طرق صناعة الأسمنت
هناك ثلاث طرق لإيجاد المركب الكيميائي الأمثل للأسمنت.
يتم اختيار المواد الخام وتمزج بالماء لتعطي ناتج معلق، ويتشكل الكلنكر عند (1480)°م تعتمد هذه العملية على:
تكسر المواد الخام من الحجر الجيري والسيليكات، والطين والأتربة السطحية، بواسطة الكسارات، ثم تنحل وتنقل، ليتم تخزينها على هيئة أكوام في مناطق مفتوحة أو مغطات.
تنقل المواد الخام في طواحين المعلقات، حيث تخلط بالمياه ويستمر طحن المعلق حتى يصل إلى درجة النعومة المطلوبة، ينقل المعلق بعد ذلك إلى صوامع التخزين، حيث يصبح متجانساً بعد الضبط النهائي لمكوناته، وتأخذ منه عينات بشكل دوري لضمان مطابقة تركيباته المواصفات، ثم ينقل المعلق إلى أحواض المعلقات، حيث تقوم طواحين بتحويله إلى خليط متجانس.
أسمنت طرق صناعة الأسمنت
يسحب المعلق من قاع الأحواض إلى فتحة تغذية الفرن الدوار (الفرن الأسطواني الطويل)، مبطن من الداخل بطوب حراري، ويدور ببطء يميل قليلاً عن المستوى الأفقي. ويسمح هذا الميل بدفع محتويات الفرن أثناء الدوران إلى الأمام. وتتولد عند الطرف الأمامي (الأسفل)، من الفرن غازات احتراق عالية الحرارة تتدفق إلى الجزء الأعلى (الخلفي) من الفرن في التيار المعاكس لحركة محتويات الفرن المندفعة إلى الأسفل، ويتم تبريد الكلنكر بواسطة مبرد هوائي. يكون طول الأفران في الطريقة الرطبة أطول من الطريقة الجافة وذلك حتى يكتمل فيها عملية تجفيف المعجون الممزوج بواسطة سلاسل معدنية ضخمة موجودة داخل الفرن أما هذة العملية ففي الطريقة الجافة يتم الاستعاضة عنها بالسايكلونات التي وجودها يقلص من طول الفرن بحوالي 50%.
ينقل الكلنكر إلى طواحين كور، حيث يضاف إليه الجبس ويطحن، ثم يعبأ في أكياس.
أسمنت طرق صناعة الأسمنت
لقد أخذ استخدام العمليات الجافة لصناعة الأسمنت في الانتشار ليحل تدريجياً محل العمليات الرطبة، بسبب
الوفرة في الطاقة التي تتميز بها العمليات الجافة، والدقة في عمليات التحكم وفي خلط المواد الخام، دون إضافة الماء.
عمليات التشغيل الرئيسية في هذه الطريقة هي:
تكسر المواد الخام من الحجر الجيري والسليكات، والطين والأتربة السطحية بواسطة الكسارات، ثم تنحل وتنقل،
ليتم تخزينها على هيأة أكوام في مناطق مفتوحة أو مغطاة.
يتم إدخال المواد الخام في مجفف دوار (في حالة زيادة الرطوبة عن نسبة معينة)، حيث تجفف بواسطة الهواء الساخن أو العادم الناتجة عن تشغيل الفرن، ثم تطحن المواد الخام في طواحين المواد الخام وتنقل إلى صوامع تخزين ما قبل الخلط، حيث تصبح متجانسة من خلال عمليه الرص والسحب، بعد ذلك تنقل المواد الخام المتجانسة من صوامع التخزين أو الأنواع الأخرى من أماكن التخزين ما قبل الخلط إلى أماكن الخلط. تتم عملية الخلط بنسبة 30٪ طين، و70٪ حجر جيري.