دراسة: استخدام تقنية النانو في تحسين جودة الإسمنت

كشفت دراسة أعدتها الدكتورة إيناس عبد السميع أحمد أستاذ الكيمياء غير العضوية المساعد بكلية العلوم و الآداب بفرع جامعة الملك خالد في تهامة رئيس قسم النظم والمعلومات، أنه سيتم تكنولوجيا المواد النانوميترية على نطاق واسع؛ حيث أنها تعد إحدى تكنولوجيات القرن الحادي والعشرين، وهي تقنية فريدة من نوعها، ومن المجالات التي تطبق بها تقنية النانو مجال إنتاج مواد البناء مثل الإسمنت، حيث أن استخدام المواد النانوية يحسن خواص الإسمنت ويخفض الطاقة المستهلكة في تصنيعه، ويسهم في إنتاج منخفض التكاليف.

وأكدت الدراسة أن إضافة المواد النانومترية تؤدي إلى زيادة التصلب وقوة التحمل الميكانيكية وذلك بسبب زيادة قوى التجاذب الإلكتروستاتيكية وزيادة مساحة السطح لهذه المواد، وتناولت الدراسة استخدام المواد النانوميترية في تحضير مواد البناء منخفضة الطاقة، وهدفت إلى تحضير بعض المواد النانومترية مثل السيليكا من سيليكات الصوديوم، أيضاً هيدروكسيد الألمونيوم من خبث الألمونيوم ونترات الكالسيوم المحضرة من كربونات الكالسيوم وحمض النيتريك وذلك لاستخدامها في تحضير بعض إضافات الإسمنت مثل (بيتا سيليكات ثنائي الكالسيوم، وسلفوالومينات الكالسيوم وكالسيوم ألومونيوم أحادي) وتم تجهيز المواد الخام وإعداد عينات ممثلة منها وتم تحليلها باستخدام الأشعة السينية وصور المجهر الإلكتروني النافذ.

وأوضحت الدراسة أن وحدة النانومتر تستخدم للتعبير عن أبعاد ذرات وجزيئات المواد، والنانو متر الواحد يساوي جزءا من ألف مليون جزء من المتر وبتعبير آخر فإن المتر الواحد يحتوي على مليار جزء من النانومتر، والمواد النانوية Nanomaterial هي تلك الفئة المتميزة من المواد المتقدمة التي يمكن إنتاجها بحيث تتراوح أبعاد حبيباتها الداخلية بين 1- 100 نانومتر، وقد أدى صغر أحجام تلك المواد إلى أن تسلك سلوكا مغايرا للمواد التقليدية كبيرة الحجم.

وأفادت الدراسة أن استبدال نسب من الإسمنت البورتلاندي بتلك الإضافات أدى إلى تحسين التركيب الدقيق لعجائن الإسمنت ونقص زمن الشك وزيادة قوة التحمل الميكانيكية في المراحل الزمنية الأولى والمتأخرة. كما أن استبدال الإسمنت بتلك الإضافات أدى إلى انخفاض الطاقة المستهلكة في إنتاجه، و خلق أنواع من الإسمنتات الجديدة الصديقة للبيئة حيث تقل نسبة غاز ثاني أكسيد الكربون المتكون عند تصنيعه والذى يعد من أكثر ملوثات البيئة.

وأوصت الدراسة، بتطبيق تقنية النانو في تصنيع الإسمنت لما له من تأثير كبير على تحسن التركيب الدقيق للعجائن وكذلك توفير المال والطاقة المستهلكة وحماية البيئة من التلوث.