سیمان و بتن؛ مشکلات و راهکارها
دکتر علیرضا رحمتی (عضو کمیته تدوین آییننامههای بتن و استانداردهای ملی و رئیس کمیته فنی کانون سراسری انجمنهای صنفی بتن آماده کشور)
{بانک مشاغل کابوک}
صنایع برای بقا خود همواره با مشکلات متعددی روبرو بودهاند، صنعت ساختمان نیز از این قاعده مستثنا نبوده است. یکی از مهمترین ملزومات این صنعت کالای سیمان است که در ساختمانها به اشکال مختلف استفاده میشود. بتن که ماده اصلی چسباننده داخل آن سیمان میباشد پرمصرفترین ماده توسط انسان بعد از آب است و سرانه مصرف سیمان و یا به عبارتی بتنی که با سیمان ساخته میشود میتواند از شاخصهای توسعه یک کشور باشد.
تأمین کالای بتن آماده باکیفیت برای یک پروژه همواره با چالشهای مختلفی همراه بوده است و مسائل صنعت سیمان خاکستری و صنعت بتن آماده (که حدود 60 تا 65 درصد کل سیمان خاکستری کشور در آن مصرف میشود) همواره به یکدیگر گره خورده که در ادامه به برخی از آنها اشاره میشود.
بحران کمبود سیمان در بهار 1404
هر دو صنعت فوق در مدت اخیر با مشکلات جدی مواجه بودهاند. همانطور که اینجانب در سالهای اخیر بارها وقوع این بحران را هشدار داده بودم بالاخره در بهار 1404 بحران کمبود سیمان خاکستری بهدلیل مشکل در تأمین حاملهای انرژی (برق و گاز طبیعی) و خاموششدن کورههای پخت تعداد قابلتوجهی از کارخانجات سیمان خاکستری به شکل گسترده در کشور اتفاق افتاد و صنعت سیمان دچار مشکلات متعددی گردید.
در نتیجه صنعت بتن آماده نیز با مشکل عدم امکان تأمین سیمان خاکستری مورد نیاز به شکل و قیمت مناسب روبرو شد که منجر به بروز مسائل مختلف در برنامهریزی و مدیریت این واحدها و پروژهها گردید. از جمله برخی کارخانجات بتن آماده برای مدتی تعطیل شدند و برخی تولیدشان بهشدت کم شد و برخی به دلیل پیشفروش با قیمتهای قبلی دچار بحران مالی شدند.
طبیعتاً پروژههای ساختمانی نیز امکان تأمین بتن آماده در زمان مقرر و مقدار و قیمت مناسب و پیشبینیشده را عمدتاً نداشتهاند. هرچند این تغییر در قیمت بتن آماده، تغییر بسیار اندکی در قیمت تمامشده یک مترمربع ساختمان دارد ولی به هر حال بسیاری از پروژهها به دلیل گرانشدن و خصوصاً عدم دسترسی به بتن مورد نیاز دچار مشکلات مختلف برنامههای زمانبندی اجرا و برنامهریزی مالی و مدیریتی و بعضاً فنی شدند.
حمل و نقل غیراصولی در شرایط بحران
در این دوره بر خلاف مفاهیم توسعه پایدار بعضاً سیمان خاکستری با قیمت زیاد مسافتی حدود 1000 کیلومتر در کشور حمل شد و به مصرفکننده تحویل شد که این کار با مصرف زیاد سوخت یارانهای در حملونقل و ایجاد آلودگی، ایجاد ترافیک تردد در جادههای کشور و دهها مسئله دیگر همراه بوده است.
در تمام دنیا قیمت یک کالا بر اساس عرضه و تقاضا تعیین میگردد، پس طبیعی است که با کمبود مقطعی سیمان خاکستری، افزایش قیمت آن هم اتفاق بیافتد. البته اگر صنعت بتن آماده به شکل کلی و یکپارچه از قبل مستقیماً از بورس خرید میکردند و از طرف دیگر اولویتدهی به صنایع سیمانبر و هماهنگی و برنامهریزیهای مناسبتری توسط بورس و سایر سازمانهای ذیربط از پیش صورت میگرفت در این مقطع به دلایل متعدد این مشکلات به شکل خاص و به این شکل شاید کمتر ایجاد میشد و آسیبهای ناشی از ناترازی حاملهای انرژی در کشور در این بخش بهتر مدیریت میشد.
مشکلات تامین انرژی در صنعت سیمان
در ادامه به برخی از مشکلاتی که صنعت بزرگ و پرتلاش سیمان کشور در بحث کمبود حاملهای انرژی با آن مواجه هست اشاره میشود. صنعت سیمان خاکستری از صنایع انرژیبر میباشد و به ازای هر تن محصول حدوداً بین 95 تا 110 کیلووات برق و همین حدود بر حسب مترمکعب گاز مصرف میشود که مقدار دقیق آن بستگی به تکنولوژی کارخانه سیمان خاکستری و ارتفاع از سطح دریا و کیفیت سوخت و سایر پارامترها دارد.
چالش های سوخت جایگزین (مازوت)
هنگامیکه گاز کارخانه سیمان خاکستری قطع میگردد و بهجای آن سوخت جایگزین مازوت به آنها تحویل میگردد، مصرف آن دغدغههای مختلفی ایجاد میکند. مانند گرانتر شدن سوخت مصرفی برای پخت کلینکر سیمان خاکستری ناشی از بهای بالای مازوت که بر قیمت تمامشده سیمان خاکستری اثر میگذارد.
از سوی دیگر بسیاری از کارخانجات سیمان خاکستری حجم مخازن ذخیره مازوت کافی متناسب با دورههای طولانی را نداشتند بنابراین عمدتاً اقدام به ساخت مخازن با هزینههای هنگفت کردند که این نیز بر قیمت تمامشده سیمان خاکستری اثراتی دارد.موضوع دیگر این است که مازوت تحویلی به کارخانجات سیمان خاکستری از نظر کیفیت و ارزش حرارتی هنگام سوختن در مشعل کورههای پخت کلینکر سیمان خاکستری گاهی مسائلی نیز دارد درحالیکه همین مازوت نیز به شکل پیوسته و دائمی گاهی به کارخانجات سیمان خاکستری ممکن است نرسد.
چالش های تامین برق
در موضوع برق مورد نیاز هم مشکلات متعددی وجود دارد و قطعشدن برق کارخانجات سیمان نیز بسیار مشکلآفرین است. تعدادی از کارخانجات سیمان طی چند سال اخیر با صرف هزینههای سنگین و مشکلات فراوان در زمینههای مختلف مانند واردات و غیره، اقدام به خریداری و تأسیس نیروگاههای برق دیزل نمودهاند که برخی آماده بهرهبرداری است و برخی همچنان در حال ساخت میباشد ولی مشکل تأمین سوخت گازوئیل برای این نیروگاهها بالقوه وجود دارد.
الزام وجود همزمانی برق و سوخت
موضوع بدیهی دیگر این است که در کارخانجات سیمان، سوخت و برق همزمان باید وجود داشته باشند و هنگامیکه به دلیل قطع شدن گاز یا عدم دسترسی به مازوت بهعنوان سوخت جایگزین یا قطعی برق تولید کلینکر در کارخانجات سیمان انجام نشود و یا با مقدار ظرفیت اسمی تولید نشود، ضرر عدمالنفع ناشی از عدم تولید و پخت کلینکر جدید روزانه، به خودی خود بهشدت قیمت تمامشده سیمان را بالا میبرد. این در حالی است که آسیبهای وارده به خطوط تولید سیمان و آجرهای نسوز کورههای پخت کلینکر ناشی از توقف و راهاندازی مجدد و مکرر این کورههای با دمای (در نقطه حداکثر) حدود متوسط 1400 درجه و سایر اجزای خط تولید نیز خسارات هنگفتی به کارخانجات سیمان تحمیل میکند.
تولید محدود با برق کم
یادآوری میگردد که بخشی از سیمان خاکستری تحویلی در این شرایط عمدتاً با استفاده از برق بسیار محدودی (بعضاً 20 درصد توان موردنیاز) که در ساعات خاصی از شبانهروز به کارخانجات سیمان خاکستری داده میشد و از محل آسیابکردن ذخایر استراتژیک کلینکر کارخانجات سیمان خاکستری بوده که قبلاً تولید شده بودند (در حالی که تعدادی از کارخانجات سیمان خاکستری تولید کلینکر جدید در مقاطع زمانی متعددی نداشتهاند) و از این محل اقدام به تأمین نیاز بخشی از بازار سیمان خاکستری کردهاند.
توانمندی های صنعت سیمان ایران
صنعت بزرگ و ارزشمند سیمان ایران و متخصصان شاغل در این صنعت همواره با مشکلات مختلفی روبرو بودهاند ولی این صنعت همیشه با تمام توان در حال تأمین سیمان کشور در حدی بیش از مقدورات متعارف خود بوده است تا جایی که بسیاری از کارخانجات سیمان بارها تولید بیش از ظرفیت اسمی خود نیز انجام دادهاند و یا بعضاً پروژههای ارتقا خط تولید و افزایش ظرفیت تولید را بهخوبی به انجام رسانیدهاند. داخلیسازی بسیاری از اجزای اروپایی خط تولید نیز از افتخارات این صنعت توانمند است در حالی که همواره با مشکلات تأمین و انتقال ارز برای واردات لوازم یدکی نیز روبرو بوده است.
راهکار توسعه سیمان های آمیخته
در این شرایط توجه ویژه به تولید و مصرف سیمانهای آمیخته یکی از راههای ضروری در راستای تأمین کمی و کیفی سیمان کشور است زیرا باعث افزایش ظرفیت تولید کارخانجات سیمان و کاهش سرانه مصرف انرژی در سیمان تحویلی و در عین حال تولید بتنهای با دوامتر میگردد.
تعریف سیمان آمیخته
به زبان ساده میتوان چنین گفت که سیمان آمیخته یا سیمان مرکب در واقع همان سیمان خاکستری به اصطلاح تیپ یک یا دو است که با مقداری مواد پودری با خاصیت سیمانیشدن صرفاً مخلوط شده است و نوع و مقدار این مواد با خاصیت سیمانیشدن که در کارخانه سیمان با سیمان خاکستری تیپ مخلوط میشود و همچنین خواص کلینکر (سیمان خاکستری) تیپ مورد استفاده در این فرآیند و تکنولوژی و روش آسیابکردن آنها و سایر موارد، نوع سیمان آمیخته و رفتار آن را در بتن و ملات مشخص میکند.
مزایای تولید سیمان آمیخته
بنابر این هنگام تولید سیمان آمیخته، به شکل سادهشده تقریباً متناسب با مقدار مواد با خاصیت سیمانی شدن که جایگزین بخشی از سیمان خاکستری تیپ میشود میتوان گفت مصرف انرژی (سوخت و برق) به ازای تولید هر یک تن سیمان آمیخته تحویلی به خریدار تا حدی کمتر میشود.
البته تهیه این مواد با خاصیت سیمانیشدن و حمل و انبارش و آسیابکردن جداگانه یا همزمان آن با سیمان خاکستری تیپ و استهلاک مربوطه و امثالهم نیز هزینههای خاص خودش را دارد. پس از نظر قیمت تمامشده تا حدی میتوان گفت اختلاف اندکی بین قیمت تمامشده سیمان خاکستری تیپ و نوع متداول سیمان آمیختهای که در ایران تولید میشود وجود دارد و بهای تمامشده این نوع سیمان آمیخته معمولاً از سیمان خاکستری تیپ اندکی کمتر است.
افزایش ظرفیت تولید با سیمان آمیخته
سیمان آمیخته میتواند کمک شایانی به افزایش تولید سیمان در کارخانجات مربوطه بشود. زیرا بهعنوان مثال اگر کارخانه سیمانی ظرفیت تولید روزانه 3500 تن سیمان خاکستری داشته باشد با اضافهکردن مثلاً 10 درصد مواد با خاصیت سیمانیشدن به سیمان تحویلی، اکنون میتواند حدوداً روزانه 3850 تن سیمان آمیخته تحویل بدهد. (اعداد صرفاً بهعنوان مثال ساده و برای مقایسه ذکر شدهاند).
سرمایه گذاری قابل توجه
لازم به ذکر است برای اینکه یک کارخانه سیمان خاکستری بتواند تولید سیمان آمیخته مناسب انجام دهد احتیاج به سرمایهگذاری قابلتوجهی در خط تولید دارد اعم از ساخت و نصب سیلوهای مواد خام و تجهیزات انتقال و اندازهگیری و آسیاب و اختلاط و غیره و نهایتاً سیلوهای عظیم حاوی سیمان آمیخته بهمنظور بارگیری به شکل فله یا پاکت که بسیاری از این کارخانجات این کار را در سالهای اخیر انجام دادهاند یا در حال انجام آن هستند.
جایگاه سیمان های آمیخته در صنعت ساختمان وشهرسازی
امروزه در اکثریت نقاط دنیا سیمانهای آمیخته تولید و مصرف میشوند زیرا این سیمانها باعث تولید بتنهایی با خواص روانی و پمپپذیری مناسبتر و دوام بالا در انواع شرایط متنوع مهاجم به بتن میشوند که قبلاً بارها در گفته شده است.
بنابراین با تولید سیمانهای آمیخته، همزمان با کاهش مصرف انرژی به بتنهای توانمند هم میتوانیم نزدیک شویم. همچنین بهدلیل محدودیتهای تولید کلینکر با توجه به کمبود حاملهای انرژی، نهایتاً کمیت مقدار سیمان تحویلی را میتوان افزایش داد یا تا حدی جبران کرد.
وضعیت صنعت بتن آماده کشور
صنعت بزرگ بتن آماده با داشتن حدود 1800 واحد تولیدی در کشور در دو دهه اخیر رشد زیرساختی و تجهیزاتی (اعم از پمپهای پیشرفته بتن و بچینگهای هوشمند و ناوگان حمل مناسبتر) و علمی و دانش فنی بسیار چشمگیری نسبت به گذشته داشته است. تولید بتنهای خاص و توانمند یا پرمقاومت و دوام محور در حدود معیارهای بینالمللی و تأسیس آزمایشگاههای کنترل کیفیت مجهز و تربیت و بهکارگیری مدیران کنترل کیفیت توانمند و متخصص که در شرایط کاری بسیار سخت بهعنوان موتور پیشرفت و توسعه این صنعت همواره عمل کردهاند از افتخارات این صنعت است ولی همچنان با مشکلات مختلفی در این زمینه در برخی نقاط مواجه است که به برخی بهاختصار اشاره میکنیم.
سخن پایانی
با درککردن وضعیت انرژی در کشور و همچنین شناخت مشکلات پیش روی صنعت سیمان کشور در تأمین انرژی و ترویج تولید و مصرف انواع سیمان آمیخته به خرید مستقیم از بورس و همکاریهای هر چه بیشتر این سازمان در رفع برخی اشکالات و تسهیل و اولویتدهی به امکان خرید سیمان توسط صنایع سیمانبر (واحدهای تولید بتن آماده و قطعات بتنی) و مدیریت هزینههای تولید و نظارت صحیح و بهتر، میتوان گامی به سمت حل مسائل گفتهشده و توسعه پایدار و ساخت سازههایی مقاومتر در برابر انواع خوردگیهای بتن و حوادث غیرطبیعی و طبیعی (سیل، زمینلرزه و...) در ایران عزیزمان برداشت.
مرجع: نشریه مهندسی کابوک نامه، ویژه نامه انجمن بتن آماده فارس، شیراز، اسفندماه ۱۴۰۴
جهت کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما در بانک مشاغل ساختمان کابوک در تماس باشید.
مهندس مهدی بناکار: 09173094258
نظر خود را بیان کنید
دیدگاه شما پس از بررسی و تأیید نمایش داده میشود.