مقاله اي كه مي خوانيد، خلاصه يک طرح تحقيقاتی است با عنوان،« بررسی ساختار توليد، توزيع و مصرف سيمان» که توسط گروه کارشناسی مرکز تحقيقات ايران فريمکو تهيه شده است.
سيمان به عنوان مهم ترين 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، دوام و مقاومت بخش های سازه ای اين بناهاست. در صورت طراحی و اجرای دقيق بنا در کنار مقاومت و ايستايی در برابر نيروهای وارده، در زمان کاربری دوام لازم را در برابر پديده های جوی يا شرايط اقليمی مختلف خواهد داشت. بنابراين مقاومت بتن در کنار دوام آن در مرحله طراحی و ساخت مدنظر قرار مي گيرد تا سازه ها از طول عمر بيشتری برخوردار باشند. سيمان به عنوان ماده اصلی بتن در کنار قابليت ها و توانمندي هايی که دارد، در مرحله توليد مسايل و مشکلات زيست محيطی شديدی به جامعه تحميل مي کند.
در فرآيند توليد هر تن سيمان، يک تن گاز کربن دار وارد محيط زيست مي شود و بيش از 125 ليتر سوخت فسيلی (مازوت و يا گاز طبيعی) در کنار 110 کيلو وات ساعت برق مصرف مي شود.
برابر آمارهای ارايه شده بيش از 5/8 درصد گازهای گلخانه ای جهان ناشی از توليد بيش از يك هزار و 800 ميليون تن سيمان است. 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 مي شود، برنامه ريزی برای توليد سيمان بايد با اهداف تامين 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 است. اين در حالي است که هزينه های اجتماعی ناشی از توليد 32 ميليون تن گازهای آلاينده گلخانه ای ناشی از توليد سيمان نيز، بيش از 150 ميليارد تومان است.
در دهه های اخير به خاطر بالا رفتن قيمت جهانی نفت در کنار آلودگي های زيست محيطی ناشی از توليد سيمان حداکثر بهره وری از قابليت های سيمان در همه ابعاد در دستور کار کشورهای توسعه يافته قرار گرفته و نتايج با ارزشی نيز به دست 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 درصد دارد، ليکن همه اين انرژی تلف شده را نمي توان صرفه جويی کرد، اما با اصلاح خطوط توليد و تعريف سيستم های جديد، بخش قابل توجهی از اين انرژی تلف شده را مي توان کاهش داد. طی دو دهه گذشته کشورهای توسعه يافته بيش از 33 درصد از مصرف انرژی برای توليد سيمان را کاهش داده اند. همچنين موضوع جايگزينی سوخت های 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 نهايی دارد بر همين اساس توليد سيمان های با مقاومت بالا برای کارهای سازه ای، توليد سيمان های ويژه برای پروژه های خاص و توليد سيمان بنايی برای کارهای بنايی از جمله اقداماتی بوده که در کشورهای توسعه يافته مورد توجه قرار گرفته است.
2-1- سيمان های با مقاومت بالا :
بخش قابل توجهی از سيمان به صورت بتن سازه ای مصرف مي شود. در صورت جايگزينی سيمان های با مقاومت بالا (42/5 و 52/5 و 62/5) به جای سيمان پرتلند معمولی (32/5) در بخش مصارف سازه ای، حداقل20 درصد از ميزان سيمان مصرفی کاسته مي شود. نتايج تحقيقات صورت گرفته نشان مي دهد که برای رسيدن به يک سازه با ابعاد و مقاومت فشاری مورد نياز، با تغيير رده مقاومتی سيمان، حجم سيمان مصرفی نيز تغيير پيدا مي کند. چنانچه مصارف بخش سازه ای سيمان را 10 ميليون تن در نظر بگيريم، با 10 ميليون تن سيمان 42/5 مي توان به اندازه 5/12 ميليون تن سيمان 32/5 ، بتن با مقاومت فشاری معين توليد کرد. با جايگزينی سيمان های با مقاومت بالا (به ميزان 10 ميليون تن در سال)، بيش از 243 هزار و 750 هزارم تن در مصرف سوخت (43 ميليون دلار) و بيش از 280 ميليون دلار در بخش سرمايه گذاری برای ايجاد کارخانجات سيمان صرفه جويی مي شود و از انتشار بيش از 2 ميليون تن گاز گلخانه ای در محيط زيست نيز جلوگيری مي شود. امروزه در کشور آمريکا و بسياری از کشورهای توسعه يافته قيمت بتن بر اساس رده مقاومتی آن تعيين مي شود 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. تنها تفاوت اين دو دانش فنی است که در ساخت بتن خوب به کار رفته است. بنابراين عيار سيمان، بدون توجه به دانش فنی که اين بتن را ساخته- نمي تواند گويای تمام مشخصات بتن باشد.
2-2- سيمان بنايی :
دومين گروه مصارف سيمان، در بخش کارهای بنايی صورت مي گيرد که ديوارکشی، آجر چينی، نصب سنگ و آجرنما و موزائيک، کاشی کاری و اندود سيمان و ... را شامل مي شود. با وجود تدوين استاندارد ملی سيمان بنايی به شماره 3 هزار و 516 (3516) توليد اين نوع سيمان به فراموشی سپرده شده است. در توليد سيمان بنايی مشخصه هايی از سيمان مورد نياز که با سيمان های آميخته با ترکيب 60 تا 70 درصد کلينکر و 30 تا 40 درصد انواع پوزولان و روباره مشخصه های لازم برای ملات بنايی به دست می آيد. بنابراين توليد سيمان بنايی در کنار منافعی که برای کارخانجات سيمان دارد، به خاطر کم کردن ميزان کلينکر مصرفی نيز برای جامعه مفيد است. توليد سيمان بنايی به ساماندهی شبکه توزيع و مصرف سيمان نيز کمک مي کند. به نحوی که به خاطر قابليت های پايين مصارف سازه ای اين نوع سيمان ها، امکان جابه جايی و يا ساخت بتن سازه ای به صورت دستی با اين سيمان به حداقل مي رسد و انگيزه های توليد بتن های دست ساز و غير استاندارد را به شدت پايين می آورد. توليد سيمان بنايی به ميزان 10 ميليون تن در سال، بيش از 365 هزار تن در مصرف سوخت صرفه جويی به دنبال دارد. همچنين از انتشار 3 ميليون تن گازهای گلخانه ای جلوگيری مي شود و سرمايه گذاری برای کارخانجات جديد سيمان نيز بيش از 360 ميليون دلار کاهش می يابد.
2-3- سيمان های ويژه :
با توجه به اينکه سازه ها و قطعات بتنی در شرايط کاربردی مختلف قرار می گيرند، به منظور حفظ فاکتورهای دوام، کارايی و پيش گيری از خطرهاي آسيب احتمالی سازه در مرحله ساخت و نگهداری نيازمند ايجاد تغييرات در ترکيبات شيميايی سيمان هستيم. محيط های قليايی يا در معرض حمله سولفات ها و شرايط اقليمی غير متعارف، بتن ريزی های حجيم (سد سازی) و سازه های خاص صنعتی در معرض سايش از جمله مهم ترين محل هايی هستند که به سيمان های ويژه براي ساخت بتن نياز دارند. سيمان هايي كه با عث شوند کارايی و دوام بتن های ساخته شده در اين محيط ها پايداری لازم را داشته باشد
ب) مرحله توزيع سيمان :
شبکه های توزيع يکی از مهم ترين نهادهای اقتصادی هر جامعه هستند که فاصله بين توليد و مصرف را تکميل می کنند. شبکه های توزيع مهم ترين تاثير 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 مي کند. هر الگوی توزيع دارای سه مرحله اساسی است: 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 مهم ترين الزامات طي اين مراحل است.
طراحی سازمان مناسب توزيع :
متاسفانه 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 مي شود. اين در حاليست که در کشورما عکس اين رفتار حاکم است.
سيمان توليدی در هر کشور بين 3 گروه اصلی تقسيم مي شود :
1- برای توليد بتن سازه ای و قطعات بتنی- در اختيار کارخانجات توليد بتن آماده و قطعات بتنی قرار مي گيرد.
2- برای استفاده در پروژه های عمرانی در اختيار شرکتهای عمرانی بزرگ قرار مي گيرد.
3- برای مصرف در بخش کارهای بنايی در اختيار کارخانجات توليد کننده ملات خشک بنايی و يا شبکه های توزيع مصالح فروشی قرار داده مي شود.
فراوانی نسبت توزيع سيمان بين اين گروه ها بر اساس حجم سيمان مصرفی در هريک از بخش های عمرانی مشخص مي شود. اما در کشور ما اين مساله بدون هيچگونه پشتوانه مطالعاتی و فقط بر اساس يک عرف و سنت غلط شکل گرفته است.
فاصله بين سهم هر يک از بخش های تحويل گيرنده سيمان نشان مي دهد که ساختار توزيع سيمان در کشور، منطبق بر ساختار مصرف نيست، 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 مي شود. زيرا سيمان دريافتی اين بخش يا براي توليد بتن های سازه ای غير استاندارد و دستی پای کار مصرف مي شود و يا وارد شبکه دلالی شده و در موارد مشابه به مصرف مي رسد و بخش اندکی از اين حجم سيمان دريافتی براي کارهای بنايی در اختيار سازندگان بنا قرار مي گيرد. ضرورت تغيير اساسی ساختار توزيع سيمان و انطباق آن با ساختار مصرف، مهم ترين نکته پيش دست اندركاران سيمان است. اين مهم به مطالعات مهندسی معکوس مراحل مصرف، توزيع و توليد سيمان نياز دارد.
محاسبات مرحله مصرف سيمان در بخش مسکن :
برابر محاسبه و برآوردهای صورت گرفته از مصرف سيمان در ساختمان های مختلف ميانگين مصرف سيمان در بخش های مختلف برای ساختمان های با اسکلت فلزی، اسکلت بتنی و ساختمان های آجری محاسبه مي شود.
نياز سيمان بخش ساختمان در دو بخش سازه ای و غير سازه ای کمتر از 10 ميليون تن در سال است، 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 بنايی مورد نياز است. اما در حال حاضر بيش از 65 درصد از 32 ميليون تن توليدی کشور،(21 ميليون تن) در قالب سهميه های مردمی توسط مصالح فروشان توزيع مي شود که با وجود 400 درصد افزايش سيمان دريافتی نسبت به محل مصرف، اين بازار همواره دچار بحران و آشفتگی است. علت اين امر جابه جايی سيمان از بخش های مختلف در کنار مصرف غلط در همه بخش ها است.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 هستند، قرار داده شود.
2- سيمان توزيعی برای پروژه های عمرانی بزرگ و دستگاه های دولتی نيز بايد منطبق بر ساختار مصرف طبقه بندی شود.برای پروژه هايی از قبيل سد سازی که حجم قابل توجهی از سيمان اين بخش را به خود اختصاص مي دهد، بايد سيمان های پوزولانی و ويژه و نيز برای ساير بخش های
عمرانی که به صورت قطعات بتنی مورد استفاده مي شود نيز از طريق کارخانجات توليد کننده قطعات بتنی توزيع شود.بنابراين برای ورود به بحث سيمان ناگزير از انتخاب روش زير هستيم.
1- محاسبه سيمان مورد نياز هر يک از بخش های 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 مي شود.
3- تحويل سيمان مورد نياز هر بخش به سازمان های مصرف که قادر به فرآوری و ساخت صحيح فرآورده های سيمانی هستند.