أسمنت معدل طاقيًا

الأسمنت المُعدَّل طاقيًا (EMCs) هو نوع من الأسمنت يُصنع من البوزولان (مثل الرماد المتطاير ، والرماد البركاني ، والبوزولانا )، أو رمل السيليكا ، أو خبث أفران الصهر ، أو أسمنت بورتلاند (أو مزيج من هذه المكونات). [ 1 ] يُشتق مصطلح "مُعدَّل طاقيًا" من عملية الكيمياء الميكانيكية المُطبَّقة على المادة الخام، والتي تُصنَّف بدقة أكبر على أنها "طحن الكرات عالي الطاقة" (HEBM). ببساطة، يعني هذا أسلوب طحن يعتمد على حركية عالية من خلال تعريض "المساحيق لتأثير متكرر من اصطدام الكرات" مقارنةً (على سبيل المثال) بالحركية المنخفضة لطواحين الكرات الدوارة. [ 2 ] يُؤدي هذا، من بين أمور أخرى، إلى تحوُّل ديناميكي حراري في المادة لزيادة تفاعلها الكيميائي . [ 3 ] بالنسبة للأسمنت المُعدَّل طاقيًا، فإن عملية الطحن بالكرات عالي الطاقة المُستخدمة هي شكل فريد من الطحن الاهتزازي المُتخصِّص الذي تم اكتشافه في السويد ويُطبَّق فقط على المواد الأسمنتية، ويُطلق عليه هنا اسم "تنشيط الأسمنت المُعدَّل طاقيًا". [ 4 ]
بتحسين تفاعلية البوزولان، يزداد معدل تطور قوتها . وهذا يسمح بالامتثال لمتطلبات أداء المنتجات الحديثة (" المعايير الفنية ") للخرسانة والملاط . وبدوره، يسمح هذا باستبدال الأسمنت البورتلاندي في خلطات الخرسانة والملاط ، مما يُحسّن خصائصها على المدى الطويل. [ 3 ]
تتمتع الأسمنتات المعدلة طاقياً بمجموعة واسعة من الاستخدامات. على سبيل المثال، تم استخدام الأسمنتات المعدلة طاقياً في الخرسانة لمشاريع البنية التحتية الكبيرة في الولايات المتحدة، حيث استوفت معايير الخرسانة الأمريكية. [ 5 ]
التبرير

يشمل مصطلح "الأسمنت المُعدَّل طاقيًا" وصفًا ديناميكيًا حراريًا بسيطًا للإشارة إلى فئة من الأسمنت تُنتَج باستخدام عملية طحن متخصصة عالية الكثافة، اكتُشِفَت لأول مرة عام 1992 في جامعة لوليا للتكنولوجيا (LTU) في السويد . [ 6 ] [ 7 ] تبدأ عملية التحويل ميكانيكيًا بالكامل، على عكس تسخين المواد مباشرةً. [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] غالبًا ما تكون آليات التحولات الميكانيكية الكيميائية معقدة ومختلفة عن الآليات الحرارية أو الكيميائية الضوئية "التقليدية". [ 10 ] [ 11 ] يمكن لعملية الطحن عالية الكثافة (HEBM) أن تُحوِّل الخصائص الفيزيائية والديناميكية الحرارية، والتي على سبيل المثال، "يمكن أن تؤدي إلى تكوين الزجاج من مخاليط المساحيق العنصرية، وكذلك عن طريق تحويل مساحيق المركبات بين الفلزية إلى الحالة غير المتبلورة". [ 12 ] تُسبِّب تأثيرات تحويل HEBM تغييرًا ديناميكيًا حراريًا يكمن في نهاية المطاف في طاقة جيبس المُعدَّلة . [ 13 ] تزيد هذه العملية من قدرة الربط ومعدلات التفاعل الكيميائي للمواد المُحوَّلة. [ 4 ] [ 14 ]
يستمر العمل الأكاديمي والبحثي في جامعة لورانس للتكنولوجيا (LTU) فيما يتعلق بخصائص "الترميم الذاتي" للأسمنت المُعدَّل طاقيًا. [ 15 ] فعلى سبيل المثال، حصل هذا النوع من الأسمنت على جوائز من مؤسسة إلسا وسفين تيسيل لأبحاث هندسة الإنشاءات في السويد. [ 16 ] كما تم تقدير مساهمة الأسمنت المُعدَّل طاقيًا في مجال الكيمياء الميكانيكية نفسه. [ 17 ]
أصل الكلمة
استُخدم مصطلح "الأسمنت المُعدَّل طاقيًا" لأول مرة عام 1992 من قِبَل فلاديمير رونين، وقُدِّم في ورقة بحثية له وآخرين عام 1993، عُرضت في اجتماع رسمي لمجموعة أبحاث الخرسانة الإسكندنافية الأكاديمية. [ 18 ] وقد طُوِّرت هذه العملية على يد رونين وآخرين، بمن فيهم لينارت إلفغرين (الأستاذ الفخري الحالي في جامعة ليتوانيا التقنية، قسم الهندسة المدنية والبيئية وهندسة الموارد الطبيعية). [ 19 ] وفي عام 2023، منحت جامعة ليتوانيا التقنية إلفغرين "ميدالية نائب رئيس الجامعة للاستحقاق عن العمل المتميز والجدير بالثناء" تقديرًا لعمله "...لنشر المعرفة والفهم الجديدين، ولا سيما في مجال إنشاءات الخرسانة" . [ 20 ]
في المعرض العالمي الخامس والأربعين للاختراع والبحث والابتكار، الذي أقيم عام 1996 في بروكسل ، بلجيكا ، حصلت شركة EMC Activation على الميدالية الذهبية مع التنويه من قبل EUREKA ، وهي المنظمة الحكومية الدولية الأوروبية (للبحث والتطوير)، عن "التعديل الطاقي للأسمنت" . [ 21 ]
استُخدم مصطلح "مُعدَّل طاقيًا" في أماكن أخرى - على سبيل المثال في عام 2017 - على الرغم من أن هذا الاستخدام لا يدل على أن الطريقة المستخدمة كانت تنشيط التوافق الكهرومغناطيسي كما هو مُعرَّف هنا. [ 22 ]
ملخص
وتشمل الادعاءات المقدمة ما يلي: [ 5 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]
- مادة EMC عبارة عن مسحوق ناعم (نموذجي لجميع أنواع الأسمنت) يعتمد لونه على المادة المعالجة.
- يتم إنتاج المواد المركبة الكهروكيميائية باستخدام "جزء" فقط من الطاقة المستخدمة في إنتاج أسمنت بورتلاند (يزعم حوالي 100 كيلوواط ساعة/طن، أي أقل من 8% من أسمنت بورتلاند).
- لا ينتج عن هذه العملية أي انبعاثات لثاني أكسيد الكربون . إنها عملية " خالية من الانبعاثات ".
- يهدف استخدام مادة EMC إلى استبدال متطلبات الأسمنت البورتلاندي في الملاط أو الخرسانة المستخدمة. ويُزعم أن نسبة الاستبدال تتجاوز 70%.
- التنشيط الكهرومغناطيسي عملية جافة.
- لا تنبعث أي أبخرة ضارة.
- إن عملية التنشيط الكهرومغناطيسي هي عملية ذات درجة حرارة منخفضة، على الرغم من أن درجات الحرارة يمكن أن تكون "شديدة للغاية" على نطاقات "أقل من الميكرون".
- لا تتطلب المركبات الكهروكيميائية أي مواد كيميائية لتحولها الديناميكي الحراري.
- توجد عدة أنواع من المركبات الكهروكيميائية، وذلك تبعاً للمواد الخام التي يتم تحويلها.
- بحسب متطلبات المستخدم، قد تحتوي المنتجات الجافة التي يتم تسليمها أيضاً على نسبة ضئيلة من أسمنت بورتلاند "عالي الكلنكر".
- لكل نوع من أنواع الخرسانة المقواة بالألياف خصائص أداء مميزة، بما في ذلك تحمل الأحمال الميكانيكية وتطور القوة. وقد تتمتع الخرسانة المصبوبة من هذه الأنواع بقدرات "ترميم ذاتي" ملحوظة.
- تُصنع أكثر أنواع الخرسانة المُحسّنة استخداماً من الرماد المتطاير والبوزولان الطبيعي . وهذه مواد وفيرة نسبياً، ويمكن أن تتجاوز خصائص أدائها خصائص أسمنت بورتلاند.
- في عام 2009، تم إثبات أن رماد الفحم المتطاير يتجاوز معيار "الخَبَث من الدرجة 120" وفقًا لمعيار ASTM C989 - وهو الشكل الأكثر تفاعلية من خبث الأفران العالية الأسمنتي .
- يمكن أيضًا معالجة رمل السيليكا والجرانيت بهذه العملية لاستبدال أسمنت بورتلاند.
- تم اختبار منتجات EMC على نطاق واسع من قبل مختبرات مستقلة وحصلت على شهادة اعتماد للاستخدام من قبل العديد من إدارات النقل الأمريكية، بما في ذلك مشاريع إدارة الطرق السريعة الفيدرالية .
- تتوافق EMCs مع المعايير الفنية ذات الصلة، مثل ASTM C618-19 (الولايات المتحدة)؛ EN-197 و EN-206 و EN 450-1:2012 ( أقاليم CEN ، بما في ذلك المنطقة الاقتصادية الأوروبية )؛ BS 8615-1:2019 (المملكة المتحدة).
- بالمقارنة مع استخدام أسمنت بورتلاند، فإن خليط الخرسانة الناتج باستخدام EMC لا يتطلب "محتوى إجمالي أعلى من المواد الأسمنتية" لتلبية متطلبات تطوير القوة.
- أظهرت اختبارات أجرتها شركة BASF أن قوة الخرسانة بعد 28 يومًا من استبدال 55% من أسمنت بورتلاند بمادة بوزولانية طبيعية بلغت 14000 رطل لكل بوصة مربعة / 96.5 ميجا باسكال (أي > C95). وقد احتوى هذا المزيج الخرساني على "محتوى إجمالي من المواد الأسمنتية" قدره 335 كجم/م³ (564 رطل/ياردة مكعبة).
المواد المركبة الكهروكيميائية كإسمنت "منخفض الكربون"
على عكس أسمنت بورتلاند، لا ينتج عن إنتاج الأسمنت المُعدَّل بالكربون أي انبعاثات لثاني أكسيد الكربون على الإطلاق. وهذا ما يجعل الأسمنت المُعدَّل بالكربون " أسمنت منخفض الكربون ". [ 8 ]
ظهرت أولى الادعاءات المتعلقة بقدرات الأسمنت المُعدَّل طاقيًا على خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في عام 1999، عندما بلغ إنتاج الأسمنت البورتلاندي العالمي 1.6 مليار طن سنويًا. [ 23 ] [ 28 ] وخلال الفترة من 2011 إلى 2019، ارتفع إنتاج الأسمنت البورتلاندي العالمي من 3.6 إلى 4.1 مليار طن سنويًا. [ 29 ] [ ملاحظة 1 ] وقد حظي إسهام الأسمنت المُعدَّل طاقيًا في خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون عالميًا باعتراف خارجي منذ عام 2002، وما زال هذا الاعتراف مستمرًا. [ 6 ] [ 7 ] [ 9 ] ومن بين أوجه الاعتراف الحديثة تقرير لجنة تحولات الطاقة لعام 2019 ( اللورد أدير تيرنر واللورد ستيرن ) بعنوان "مهمة ممكنة: التركيز القطاعي: الأسمنت " (2019). [ 30 ] كما أشارت شركة ماكينزي وشركاه في تقريرها لعام 2020 بعنوان " وضع الأساس للأسمنت الخالي من الكربون" إلى إمكانية إنتاج أسمنت "خالٍ من الكربون" . [ 31 ] في عام 2023، تم الاعتراف بشكل أكبر بمساهمة المواد الكهروكيميائية في تحقيق مواد "منخفضة الكربون" ضمن المجال الأكاديمي للكيمياء الميكانيكية. [ 17 ]
الإنتاج والاستخدام الميداني

لا توجد انبعاثات ضارة أو مواد كيميائية سامة أثناء الإنتاج
تُعدّ عملية تنشيط المواد الكهرومغناطيسية عملية ميكانيكية بحتة. ولذلك، فهي لا تتضمن التسخين أو الحرق أو أي معالجات كيميائية. وهذا يعني عدم انبعاث أي أبخرة على الإطلاق أثناء تصنيع المواد الكهرومغناطيسية. [ 23 ]
تاريخ
تُنتَج الخرسانة المُعدّلة هندسيًا (EMCs) للاستخدام في المشاريع منذ عام 1992 لمجموعة واسعة من التطبيقات. [ 5 ] وبحلول عام 2010، بلغ حجم الخرسانة المصبوبة المحتوية على هذه الخرسانة حوالي 4,500,000 ياردة مكعبة (3,440,496 مترًا مكعبًا )، معظمها في مشاريع وزارة النقل الأمريكية. [ 5 ] ولتوضيح ذلك، فإن هذا الحجم يفوق حجم الخرسانة المستخدمة في بناء سد هوفر بالكامل ، بما في ذلك محطات توليد الطاقة والمنشآت الملحقة به، حيث صُبّ ما مجموعه 4,360,000 ياردة مكعبة (3,333,459 مترًا مكعبًا ) من الخرسانة، وهو ما يعادل حجم طريق سريع أمريكي قياسي يمتد من سان فرانسيسكو إلى مدينة نيويورك. [ 32 ]
الاستخدام المبكر في السويد
استخدم مشروع مبكر خرسانة تتكون من استبدال 50% من أسمنت بورتلاند باستخدام رمل السيليكا . وقد تم تطبيق هذه الخرسانة في بناء جسر طريق في كارونجي ، السويد، عام 1999، بالتعاون مع شركة الإنشاءات السويدية سكنسكا . وقد صمد جسر كارونجي أمام مناخ كارونجي شبه القطبي القاسي وتقلبات درجات الحرارة السنوية واليومية . [ 23 ]
الاستخدام في الولايات المتحدة
في الولايات المتحدة، تمت الموافقة على استخدام الأسمنت المعدل طاقيًا من قبل عدد من وكالات النقل الحكومية، بما في ذلك PennDOT و TxDOT و Caltrans . [ 25 ]
في الولايات المتحدة، شُيِّدت جسور الطرق السريعة ومئات الأميال من الطرق المعبدة باستخدام خرسانة مصنوعة من مواد مُعدَّلة طاقيًا (EMC) مُشتقة من الرماد المتطاير. [ 5 ] تشمل هذه المشاريع أجزاءً من الطريق السريع بين الولايات رقم 10. [ 5 ] في هذه المشاريع، استُبدل ما لا يقل عن 50% من أسمنت بورتلاند في الخرسانة المصبوبة بمادة EMC. [ 26 ] وهذا يزيد بنحو 2.5 مرة عن الكمية المعتادة من الرماد المتطاير في المشاريع التي لا تُستخدم فيها مواد مُعدَّلة طاقيًا. [ 33 ] أظهرت بيانات اختبار مستقلة تجاوز متطلبات تطور القوة خلال 28 يومًا في جميع المشاريع. في عام 2009، ثبت أن خرسانة EMC المصنوعة من الرماد المتطاير تتجاوز معيار "الخَبَث من الدرجة 120" وفقًا لمعيار ASTM C989. [ 26 ]
ومن المشاريع الأخرى توسيع محطات الركاب في ميناء هيوستن بولاية تكساس، حيث كانت قدرة الأسمنت المعدل طاقياً على إنتاج خرسانة ذات مقاومة عالية لنفاذية أيونات الكلوريد والكبريتات (أي زيادة المقاومة لمياه البحر ) عاملاً مهماً. [ 5 ]
التطورات في عام 2024
في فبراير 2024، أُعلن بشكل مشترك عن تطوير مصنع لإنتاج أسمنت EMC المصنوع من مواد بركانية، وذلك بالتعاون بين شركتي "EMC Cement" و HES International في ميناء أمستردام . كما أُعلن أن "المصنع الكهربائي بالكامل عديم الانبعاثات، والذي تبلغ طاقته الإنتاجية الأولية 1.2 مليون طن، سيخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمقدار مليون طن سنويًا، مستهلكًا أقل من 10% من الطاقة التي يستهلكها مصنع أسمنت بورتلاند التقليدي". [ 34 ]
خصائص الخرسانة والملاط المصنوع من مواد EMC

تصميم مخصص للاستخدام النهائي
يمكن تصميم أداء الملاط والخرسانة المصنوعة من الأسمنت المُعدَّل طاقيًا حسب الطلب. فعلى سبيل المثال، تتراوح استخدامات خرسانة الأسمنت المُعدَّل طاقيًا من الاستخدامات العامة (لتحقيق القوة والمتانة) إلى إنتاج خرسانة عالية القوة سريعة التصلب وفائقة السرعة (على سبيل المثال، أكثر من 70 ميجا باسكال / 10150 رطل لكل بوصة مربعة خلال 24 ساعة وأكثر من 200 ميجا باسكال / 29000 رطل لكل بوصة مربعة خلال 28 يومًا). [ 24 ] وهذا ما يسمح للأسمنت المُعدَّل طاقيًا بإنتاج خرسانة عالية الأداء . [ 24 ]
متانة الخرسانة والملاط EMC
من المرجح أن تتمتع أي مادة إسمنتية تخضع لتنشيط EMC بمتانة محسّنة، بما في ذلك إسمنت بورتلاند المعالج بتنشيط EMC. [ 24 ] أما بالنسبة لمركبات EMC البوزولانية، فإن الخرسانة المصنوعة منها أكثر متانة من الخرسانة المصنوعة من إسمنت بورتلاند. [ 36 ]
تؤدي معالجة أسمنت بورتلاند بتنشيط EMC إلى إنتاج خرسانة عالية الأداء (HPCs). تتميز هذه الخرسانة بقوة عالية ومتانة فائقة، وتُظهر تطورًا أكبر في القوة مقارنةً بالخرسانة عالية الأداء المصنوعة من أسمنت بورتلاند غير المعالج. [ 24 ] قد تزيد معالجة أسمنت بورتلاند بعملية تنشيط EMC من تطور القوة بنسبة تقارب 50%، كما تُحسّن المتانة بشكل ملحوظ، وفقًا للقياسات المتعارف عليها. [ 24 ] [ 35 ]
مقاومة معززة لتأثير المياه المالحة
تتميز الخرسانة المصنوعة من أسمنت بورتلاند العادي بدون إضافات بمقاومة ضعيفة نسبيًا للماء المالح. [ 35 ] في المقابل، تُظهر الخرسانة المُعدّلة (EMCs) مقاومة عالية لهجوم أيونات الكلوريد والكبريتات ، بالإضافة إلى انخفاض تفاعل السيليكا القلوي (ASR). [ 26 ] على سبيل المثال، أُجريت اختبارات المتانة وفقًا لـ "طريقة باش" (انظر الرسم التوضيحي). ثم اختُبرت عينات مصنوعة من الخرسانة عالية الأداء (HPC) ذات مقاومة ضغط تبلغ 180.3 و128.4 ميجا باسكال (26150 و18622 رطل لكل بوصة مربعة) بعد 28 يومًا من المعالجة، باستخدام طريقة باش. صُنعت العينات من (أ) الخرسانة المُعدّلة (EMC) (التي تتكون من أسمنت بورتلاند وغبار السيليكا، وكلاهما خضع لتنشيط EMC) و(ب) أسمنت بورتلاند. رُسم منحنى فقدان الكتلة الناتج لتحديد المتانة. وللمقارنة، أظهرت نتائج الاختبار ما يلي:
- بينما تعرض الخرسانة الإسمنتية البورتلاندية المرجعية "للتدمير الكامل بعد حوالي 16 دورة من طريقة باش، بما يتماشى مع ملاحظات باش نفسه للخرسانة عالية المقاومة"؛ [ 24 ] [ 35 ]
- أظهرت الخرسانة عالية الأداء من نوع EMC "متانة عالية المستوى وثابتة" طوال فترة الاختبار التي شملت 80 دورة باش، فعلى سبيل المثال، "لم يُلاحظ عمليًا أي تقشر للخرسانة". [ 24 ]
بمعنى آخر، قد تؤدي معالجة أسمنت بورتلاند بعملية التنشيط EMC إلى زيادة تطور القوة بنسبة تقارب 50%، كما أنها تحسن المتانة بشكل ملحوظ، وذلك وفقًا للطرق المقبولة عمومًا. [ 24 ]
انخفاض قابلية ترشيح خرسانة EMC
أجرت جامعة لورانس للتكنولوجيا (LTU) اختبارات قابلية الترشيح في عام 2001 في السويد، نيابةً عن شركة سويدية لإنتاج الطاقة، على خرسانة مصنوعة من مادة EMC مُصنّعة من الرماد المتطاير. وأكدت هذه الاختبارات أن الخرسانة المصبوبة "أظهرت قابلية ترشيح سطحية منخفضة" فيما يتعلق "بجميع المعادن ذات الأهمية البيئية". [ 37 ] [ 38 ]
المواد الكيميائية الكهروكيميائية التي تستخدم مواد بوزولانية مثل المواد البركانية

الصورة أ [ 39 ]
الصورة ب
خصائص التئام ذاتي للمواد المركبة الكهروكيميائية البوزولانية
يمكن أن تتسبب التفاعلات البوزولانية الطبيعية في "الترميم الذاتي" للملاط والخرسانة المحتوية على هذه المواد. [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] ويمكن لعملية التنشيط الكهروكيميائي أن تزيد من احتمالية حدوث هذه التفاعلات البوزولانية. [ 43 ] [ 44 ] وقد لوحظت هذه الظاهرة نفسها ودُرست في مختلف الهياكل الداعمة لآيا صوفيا التي بُنيت للإمبراطور البيزنطي جستنيان ( إسطنبول حاليًا ، تركيا ). [ 45 ] هناك، وكما هو الحال مع معظم أنواع الأسمنت الروماني، استُخدمت ملاط تحتوي على كميات كبيرة من البوزولانا - وذلك لإضفاء ما كان يُعتقد أنه مقاومة متزايدة لتأثيرات الإجهاد الناجمة عن الزلازل . [ 46 ]
تُظهر المواد المركبة الكهروكيميائية المصنوعة من مواد بوزولانية قدرات " محاكاة حيوية " للشفاء الذاتي، والتي يمكن تصويرها أثناء تطورها (انظر الصورة المرفقة). [ 39 ]
المواد الكيميائية البيئية باستخدام البوزولان الكاليفورني
أظهرت الخرسانة المصنعة باستبدال ما لا يقل عن 50% من أسمنت بورتلاند بمركبات الخرسانة المعدلة (EMCs) نتائج ميدانية متسقة في التطبيقات ذات الأحجام الكبيرة. [ 26 ] وينطبق هذا أيضًا على مركبات الخرسانة المعدلة المصنوعة من البوزولان الطبيعي (مثل الرماد البركاني). [ 47 ]
تم اختبار رواسب الرماد البركاني من جنوب كاليفورنيا بشكل مستقل؛ وعند استبدال 50% من أسمنت بورتلاند، تجاوزت الخرسانة الناتجة متطلبات المعيار الأمريكي ذي الصلة . [ 48 ] بعد 28 يومًا، بلغت مقاومة الضغط 4180 رطل /بوصة مربعة / 28.8 ميجا باسكال ( نيوتن /مم²). تجاوزت مقاومة الضغط بعد 56 يومًا متطلبات الخرسانة ذات مقاومة 4500 رطل/بوصة مربعة (31.1 ميجا باسكال)، حتى مع الأخذ في الاعتبار هامش الأمان الموصى به من قبل المعهد الأمريكي للخرسانة . [ 49 ] كانت الخرسانة المصنعة بهذه الطريقة قابلة للتشغيل وقوية بما يكفي، متجاوزة معيار 75% للنشاط البوزولاني بعد 7 أيام و28 يومًا. [ 48 ] كما زادت نعومة سطح البوزولان في الخرسانة. [ 48 ]
تأثيره على التفاعلات البوزولانية

تنشيط EMC هو عملية تزيد من ميل البوزولان الكيميائي للتفاعلات البوزولانية. [ 43 ] [ 44 ] يؤدي ذلك إلى تطور أسرع وأقوى للخرسانة الناتجة، بنسب استبدال أعلى، مقارنةً بالبوزولان غير المعالج. [ 26 ] [ 47 ] تُظهر هذه البوزولان المُحَوَّلة (التي أصبحت الآن شديدة التفاعل) فوائد إضافية باستخدام مسارات التفاعل البوزولاني المعروفة التي تهدف عادةً إلى إنتاج مجموعة من المنتجات المائية. خلصت دراسة الرنين المغناطيسي النووي (NMR) على EMC إلى أن تنشيط EMC تسبب في "تكوين طبقات رقيقة من SiO2 حول بلورات C3S " ، مما "يُسرِّع التفاعل البوزولاني ويُعزز نمو شبكات أكثر اتساعًا من المنتجات المائية". [ 50 ]
ببساطة، باستخدام البوزولان في الخرسانة، يمكن تحويل بورتلانديت المسامي (النشط) إلى مركبات صلبة وغير منفذة (غير نشطة نسبيًا)، بدلًا من كربونات الكالسيوم المسامية واللينة والنشطة نسبيًا التي تُنتج باستخدام الأسمنت العادي. [ 51 ] تتميز العديد من المنتجات النهائية للكيمياء البوزولانية بصلابة تزيد عن 7.0 على مقياس موس . كما قد تُسهم خصائص "الترميم الذاتي" في تعزيز متانة التطبيقات الميدانية في المناطق التي قد تتعرض لإجهادات ميكانيكية .
بتفصيلٍ أكبر، تبدأ فوائد الخرسانة البوزولانية بفهم أن الأسمنت البورتلاندي في الخرسانة (بما في ذلك الخرسانة المحتوية على مواد مُحسِّنة للخواص) يتحد مع الماء لإنتاج مادة شبيهة بالحجر من خلال سلسلة معقدة من التفاعلات الكيميائية، التي لا تزال آلياتها غير مفهومة تمامًا. تُسمى هذه العملية الكيميائية بالترطيب المعدني ، وتُشكِّل مركبين مُرتبطين في الخرسانة: هيدرات سيليكات الكالسيوم (CSH) وهيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH) ₂ ). يمكن ملاحظة هذا التفاعل بثلاث طرق، كما يلي: [ 52 ]
- الترميز القياسي:
- متوازن:
ينتج عن تفاعل الإماهة الأساسي منتجان:
- هيدرات سيليكات الكالسيوم (CSH)، التي تمنح الخرسانة قوتها وثبات أبعادها. لم يتم تحديد البنية البلورية لـ CSH في عجينة الأسمنت بشكل كامل بعد، ولا يزال هناك جدل قائم حول بنيتها النانوية . [ 53 ]
- هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH) ₂ )، المعروف في كيمياء الخرسانة باسم بورتلانديت . بالمقارنة مع هيدرات سيليكات الكالسيوم، يتميز البورتلانديت بمساميته ونفاذيته العالية وليونته (من 2 إلى 3 على مقياس موس ). [ 54 ] كما أنه قابل للانقسام ، حيث يتميز برقائق انقسام مرنة . [ 55 ] يذوب البورتلانديت في الماء، مما ينتج عنه محلول قلوي قد يضعف مقاومة الخرسانة للهجوم الحمضي. [ 36 ]
يشكل البورتلانديت حوالي 25% من الخرسانة المصنوعة من أسمنت بورتلاند بدون مواد أسمنتية بوزولانية. [ 51 ] في هذا النوع من الخرسانة، يُمتص ثاني أكسيد الكربون ببطء لتحويل البورتلانديت إلى كربونات الكالسيوم غير القابلة للذوبان (CaCO3 ) ، في عملية تسمى الكربنة : [ 51 ]
يُمكن أن يُظهر كربونات الكالسيوم، في حالته المعدنية، نطاقًا واسعًا من الصلابة تبعًا لطريقة تكوّنه. في أنعم حالاته، يتكوّن كربونات الكالسيوم في الخرسانة على شكل طباشير (صلابته 1.0 على مقياس موس ). ومثل البورتلانديت، قد يكون كربونات الكالسيوم في حالته المعدنية مساميًا ونفاذًا، وقليل المقاومة للتآكل الحمضي، مما يؤدي إلى إطلاقه لثاني أكسيد الكربون.
مع ذلك، تستمر الخرسانة البوزولانية، بما فيها الخرسانة المُحسّنة بالبوليمر، في استهلاك البورتلانديت الناعم والمسامي مع استمرار عملية التفاعل مع الماء، محولةً إياه إلى خرسانة مُتصلّبة إضافية على هيئة هيدرات سيليكات الكالسيوم (CSH) بدلاً من كربونات الكالسيوم. [ 51 ] ينتج عن ذلك خرسانة أكثر كثافة، وأقل نفاذية ، وأكثر متانة. [ 51 ] هذا التفاعل هو تفاعل حمضي-قاعدي بين البورتلانديت وحمض السيليسيك (H₄SiO₄ ) ، ويمكن تمثيله كما يلي: [ 56 ]
علاوة على ذلك، تحتوي العديد من المواد البوزولانية على الألومينات (Al(OH) 4 − ) التي تتفاعل مع البورتلانديت والماء لتكوين:
- هيدرات ألومينات الكالسيوم، مثل غارنيت ألومنيوم الكالسيوم ( هيدروجروسولار : C4AH13 أو C3AH6 في تدوين كيميائيي الأسمنت، صلابة من 7.0 إلى 7.5 على مقياس موس ) ؛ [ 57 ] أو
- بالاشتراك مع السيليكا، لتشكيل ستراتلينجيت (Ca 2 Al 2 SiO 7 · 8H 2 O أو C 2 ASH 8 في تدوين كيميائيي الأسمنت)، والذي يمكن أن يتشكل جيولوجيًا كزينوليثات في البازلت كحجر جيري متحول . [ 58 ]
تُعدّ كيمياء الأسمنت البوزولاني (إلى جانب كيمياء الأسمنت عالي الألومينات) معقدة، ولا تقتصر في حد ذاتها على المسارات المذكورة سابقًا. فعلى سبيل المثال، يمكن تكوين الستراتلينجيت بعدة طرق، بما في ذلك وفقًا للمعادلة التالية التي يمكن أن تزيد من قوة الخرسانة: [ 59 ] [ 60 ]
لم يُفهم دور البوزولان في التركيب الكيميائي للخرسانة فهمًا كاملًا. فعلى سبيل المثال، يُعد الستراتلينجيت مادةً غير مستقرة ، والتي قد تُنتج، في بيئة ذات درجة حرارة عالية ومحتوى مائي مرتفع (والتي قد تتولد خلال المراحل الأولى من معالجة الخرسانة)، غارنيت الكالسيوم والألومنيوم المستقر (انظر النقطة الأولى أعلاه). [ 63 ] ويمكن تمثيل ذلك بالمعادلة التالية:
بحسب النقطة الأولى، على الرغم من أن إضافة غارنيت الكالسيوم والألومنيوم بحد ذاتها ليست مشكلة، إلا أنه إذا تم إنتاجه عبر المسار المذكور سابقًا، فقد يحدث تشقق دقيق وفقدان في قوة الخرسانة. [ 65 ] ومع ذلك، فإن إضافة البوزولانات عالية التفاعل إلى خليط الخرسانة يمنع حدوث مثل هذا التفاعل التحويلي. [ 66 ] باختصار، في حين أن البوزولانات توفر عددًا من المسارات الكيميائية لتكوين مواد صلبة، فإن البوزولانات "عالية التفاعل" مثل خبث الأفران العالية (GGBFS) يمكنها أيضًا تثبيت مسارات معينة. في هذا السياق، ثبت أن الخرسانة المصنعة من الرماد المتطاير تنتج خرسانة تفي بنفس خصائص الخرسانة التي تحتوي على "120 خبث" (أي GGBFS) وفقًا للمعيار الأمريكي ASTM C989. [ 26 ] [ 67 ]
عند تعرض البورتلانديت لدرجات حرارة منخفضة ورطوبة عالية وتكثيف، فإنه يتفاعل مع أيونات الكبريتات مسبباً التزهير . في المقابل، تعمل الكيمياء البوزولانية على تقليل كمية البورتلانديت المتاحة للحد من انتشار التزهير. [ 68 ]
تفعيل التوافق الكهرومغناطيسي

يهدف تنشيط EMC إلى إحداث تدمير أساسي للبنية البلورية للمادة المعالجة، لجعلها غير متبلورة . [ 43 ] على الرغم من أن هذا التغيير يزيد من التفاعل الكيميائي للمادة المعالجة، إلا أنه لا يحدث أي تفاعل كيميائي أثناء عملية تنشيط EMC.
بأبسط تعريف، يمكن تعريف الكيمياء الميكانيكية بأنها "مجال يدرس التفاعلات الكيميائية التي تبدأ أو تتسارع بفعل الامتصاص المباشر للطاقة الميكانيكية". [ 17 ] وبشكل أكثر دقة، يمكن تعريفها بأنها فرع من فروع الكيمياء يهتم بـ"التحولات الكيميائية والفيزيائية الكيميائية للمواد في جميع حالات التجمع الناتجة عن تأثير الطاقة الميكانيكية". [ 70 ] لا يتبنى الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) تعريفًا موحدًا لمصطلح الكيمياء الميكانيكية ، بل يُعرّف " التفاعل الكيميائي الميكانيكي " بأنه تفاعل كيميائي "يحدث بفعل الامتصاص المباشر للطاقة الميكانيكية"، مع الإشارة إلى أن "القص والتمديد والطحن هي طرق نموذجية لتوليد المواقع التفاعلية ميكانيكيًا كيميائيًا". [ 71 ] [ 72 ]
بشكل أدق، عُرِّف مصطلح "التنشيط الميكانيكي" لأول مرة عام 1942 بأنه عملية "تتضمن زيادة في قدرة التفاعل لمادة ما دون تغيير كيميائي ". [ 73 ] وبشكل أدق، يُعدّ تنشيط EMC شكلاً متخصصاً من التنشيط الميكانيكي يقتصر على تطبيق الطحن الكروي عالي الطاقة (HEBM) على المواد الأسمنتية. وبشكل أدق أيضاً، يستخدم تنشيط EMC الطحن الاهتزازي، وحتى في هذه الحالة، فقط باستخدام وسائط الطحن الخاصة به . [ 43 ] وكما ورد في كتاب أكاديمي صدر عام 2023 متخصص في الكيمياء الميكانيكية، فقد أثبت تنشيط EMC "بشكل مثير للإعجاب" تأثيره في إحداث تغيير في تفاعلية مواد الأسمنت البديلة والخصائص الفيزيائية الناتجة للخرسانة المصبوبة. [ 17 ]
التبرير الديناميكي الحراري
وبشكلٍ أدق، يمكن وصف عملية التنشيط الكهروكيميائي عالي الطاقة (HEBM) بأنها زيادة في التفاعل الكيميائي للمادة عن طريق زيادة طاقتها الكامنة الكيميائية . في عملية التنشيط الكهروكيميائي، تُخزَّن الطاقة الميكانيكية المنقولة في المادة على شكل عيوب شبكية ناتجة عن تدمير بنيتها البلورية. وبالتالي، تُحوِّل هذه العملية المواد الصلبة إلى حالات غير مستقرة ديناميكيًا حراريًا وبنيويًا ، مما يُفسِّر زيادة التفاعل على أنها زيادة في طاقة جيبس: [ 74 ]
- حيث، بالنسبة لدرجة الحرارةالشروطوتمثل قيم جيبس الخاصة بالمواد المعالجة وغير المعالجة.
في أبسط صورها، تتسبب عملية الطحن عالي الطاقة (HEBM) في تدمير الروابط البلورية، مما يزيد من تفاعلية المادة. [ 75 ] من منظور الديناميكا الحرارية، يمكن لأي تفاعل كيميائي لاحق أن يقلل من مستوى الطاقة الزائدة في المادة المنشطة (أي كمتفاعل) لإنتاج مكونات جديدة ذات طاقة كيميائية أقل وبنية فيزيائية أكثر استقرارًا. في المقابل، ولجعل المادة المعالجة مسبقًا في حالة فيزيائية أكثر تفاعلية، يمكن تبرير عملية الاضطراب أثناء عملية الطحن عالي الطاقة (HEBM) على أنها مكافئة لعملية إزالة التبلور (وبالتالي زيادة في الإنتروبيا) التي تؤدي جزئيًا إلى زيادة في الحجم (انخفاض في الكثافة الكلية). يمكن أن تكون العملية العكسية، والتي تسمى أحيانًا "الاسترخاء"، فورية تقريبًا (من 10⁻⁷ إلى 10⁻³ ثانية ) أو تستغرق وقتًا أطول بكثير (مثل 10⁶ ثانية). [ 76 ] في النهاية، يمكن تبرير أي تأثير ديناميكي حراري إجمالي متبقٍ على أساس أن أي عملية عكسية من هذا القبيل غير قادرة على الوصول إلى حالة ديناميكية حرارية مثالية من تلقاء نفسها. ونتيجة لذلك، لا تستطيع عمليات "الاسترخاء" العكسية، أثناء التنشيط الميكانيكي للمعادن، أن تُقلل طاقة جيبس الحرة المتولدة بشكل كامل. وبالتالي، تبقى الطاقة في المادة، مُخزنةً في عيوب الشبكة البلورية المُتكونة. [ 77 ] [ 78 ]
التأثير الديناميكي الحراري الصافي لـ HEBM
بشكل عام، ينتج عن HEBM تأثير ديناميكي حراري صافٍ: [ 79 ] [ 80 ] [ 81 ]
- يؤدي الاضطراب البنيوي إلى زيادة كل من الإنتروبيا والإنثالبي، وبالتالي يحفز خصائص البلورة وفقًا للتعديلات الديناميكية الحرارية. ويمكن تفسير جزء صغير فقط (حوالي 10%) من الإنثالبي الزائد للمنتج المنشط على أنه زيادة في مساحة السطح.
- بدلاً من ذلك، يمكن إرجاع الجزء الرئيسي من المحتوى الحراري الزائد والخصائص المعدلة في الغالب إلى تطور حالات غير مستقرة ديناميكيًا حراريًا في شبكة المادة (وليس كانخفاض في حجم الجسيمات).
- بما أن النظام المُنشَّط غير مستقر، فإن عملية التنشيط قابلة للانعكاس، مما يؤدي إلى تعطيله، وإعادة تبلوره، وفقدان الإنتروبيا، وخروج الطاقة من النظام. تستمر عملية الانعكاس هذه ("الاسترخاء") حتى الوصول إلى حالة توازن ديناميكي حراري، ولكنها في النهاية لا يمكن أن تصل أبدًا إلى بنية مثالية (أي بنية خالية من العيوب).
- يتضمن الوصف الأكثر اكتمالاً لعملية "التنشيط" هذه أيضاً عوامل المحتوى الحراري، والتي يمكن من خلالها، وفقاً لمعادلة جيبس-هيلمهولتز ، تمثيل طاقة جيبس الحرة بين الحالة الصلبة المنشطة وغير المنشطة:
- أين ،التغير في المحتوى الحراري والتغير في الإنتروبيا.
الاضطراب البلوري الناتج
حيث يكون اضطراب البلورات منخفضًا،تكون صغيرة جدًا (إن لم تكن مهملة). في المقابل، في البلورات المشوهة وغير المنتظمة للغاية، تكون قيميمكن أن يكون لذلك تأثير كبير على طاقة جيبس الحرة المُستخرجة. وبغض النظر عن الحرارة المتولدة أثناء العملية بسبب الاحتكاك وغيره من العوامل التي تحدث أثناء عملية التنشيط، يمكن تبرير طاقة جيبس الحرة الزائدة المحتفظ بها في المادة المنشطة بأنها ناتجة عن تغييرين، وهما زيادة في () مساحة السطح النوعية؛ و () بنية العيوب. [ 82 ] [ 81 ] في عمليات HEBM الناجحة مثل تنشيط EMC: [ 83 ] [ 84 ]
- فيما يتعلق بـ ()، يمكن تفسير حوالي 10٪ فقط من الطاقة الزائدة لمثل هذا المنتج المنشط على أنها تغيير في مساحة السطح.
- فيما يتعلق بـ ()، يتم احتواء جميع الطاقة المنقولة تقريبًا في العيوب الهيكلية الفعلية في المادة المعالجة.
تقريب لتفعيل التوافق الكهرومغناطيسي
القيمة المنخفضة نسبياً لـ () مقابل القيمة العالية لـ (يُسهم هذا في تمييز الطحن عالي الطاقة عن الطحن العام أو "الطحن" (حيث يكون الهدف الوحيد هو زيادة مساحة سطح المواد المعالجة)، مما يُفسر التغير في الإنتروبيا.من المادة المُعالجة على شكل طاقة مرنة (مُخزنة في عيوب الشبكة البلورية التي قد تستغرق سنوات لتسترخي) والتي تُعد "مصدر طاقة جيبس الزائدة والمحتوى الحراري". [ 82 ] أما بالنسبة للمحتوى الحرارييمكن استخلاص أربعة مؤشرات لتقديم نظرة عامة على التغيير الكلي أثناء عملية التنشيط هذه: [ 83 ] [ 85 ] [ 86 ]
- أين :
- هو مقياس لكثافة الانخلاعات ؛
- هو مقياس للأطوار الجديدة (التحول متعدد الأشكال)؛
- هو مقياس لتكوين المادة غير المتبلورة؛
- هو مقياس لمساحة السطح النوعية.
- أين :
لأن غالبية العمل المنجز خلال عملية تفعيل التوافق الكهرومغناطيسي يذهب إلى الجانب () فوق، هذا أمرٌ بديهي. لذا فإن الدوال الرئيسية لتغير المحتوى الحراري تُقارب ما يلي:
في تفعيل التوافق الكهرومغناطيسي، المصطلحات المذكورة أعلاهوتُعتبر هذه التغيرات بارزة بشكل خاص نظرًا لطبيعة التغيرات الملحوظة في البنية الفيزيائية. [ 43 ] ومن ثم، فإن التغير في المحتوى الحرارييمكن تقريب ما يحدث أثناء تفعيل EMC إلى: [ 85 ] [ 86 ]
- أي،
- أين :
- ،،وتتوافق على التوالي مع الحجم المولي للمادة، ومتجه برجر ، ومعامل القص ، وكثافة الخلع ؛ [ 85 ] [ 86 ]
- ويمثلان على التوالي تركيز الطور غير المتبلور وطاقة التحول المولي إلى الطور غير المتبلور. [ 85 ] [ 86 ]
التفاعل في درجات الحرارة المنخفضة
انطلاقاً من البنية الديناميكية الحرارية المذكورة أعلاه، ينتج عن تنشيط EMC طور غير متبلور بدرجة عالية يمكن تبريره على أنه كبيروكذلك كبيرزيادة. [ 43 ] [ 85 ] [ 86 ] فوائد تفعيل التوافق الكهرومغناطيسي كبيرة فيهذا يعني أن تفاعل المادة الكهروكيميائية أقل اعتمادًا على درجة الحرارة. من حيث الدافع الديناميكي الحراري لأي تفاعل، فإن إجمالي طاقة المتفاعلليسمعتمد، بمعنى أن المادة التي خضعت لعملية HEBM مع ارتفاع مماثل لـيمكن أن يتفاعل عند درجة حرارة أقل (حيث يصبح المتفاعل "المنشط" أقل اعتمادًا على الوظيفة المعتمدة على درجة الحرارة).(لتقدمها المستمر). علاوة على ذلك، يمكن أن يُظهر تفاعل EMC آليات فيزيائية على نطاقات صغيرة للغاية "مع تكوين طبقات رقيقة من SiO2 " للمساعدة في مسار التفاعل - مع الإشارة إلى أن تنشيط EMC يزيد من نسبة مواقع التفاعل المواتية. [ 50 ] وقد حددت دراسات أخرى أن HEBM يمكن أن يخفض بشكل كبير درجة الحرارة المطلوبة لحدوث تفاعل لاحق (حتى انخفاض بمقدار ثلاثة أضعاف)، حيث يبدأ مكون رئيسي من ديناميكيات التفاعل الكلية عند "طور نانوي بلوري أو غير متبلور" لإظهار "قيم منخفضة بشكل غير عادي أو حتى سالبة لطاقة التنشيط الظاهرية" المطلوبة لحدوث تفاعل كيميائي. [ 87 ]
بشكل عام، من المرجح أن تكون المواد المركبة الكهروكيميائية أقل اعتمادًا على درجة الحرارة في تقدم المسار الكيميائي (انظر القسم أعلاه حول التفاعلات البوزولانية)، وهو ما قد يفسر سبب توفير هذه المواد لفوائد التئام ذاتي حتى في درجات الحرارة القطبية المنخفضة. [ 88 ] [ 89 ]
التبرير المادي (التحول إلى شكل غير منتظم)
تغييرات كبيرة فيوخاصة في القيم الناتجة عنوتُقدّم هذه الدراسة نظرةً ثاقبةً على فعالية تنشيط EMC. يُعدّ تحوّل المادة البلورية إلى الحالة غير المتبلورة تحت ظروف الضغط العالي "ظاهرةً غير مألوفة" لسببٍ بسيط، وهو أن "معظم المواد تشهد في الواقع تحوّلاً عكسياً من الحالة غير المتبلورة إلى الحالة البلورية تحت ظروف الضغط العالي". [ 90 ] يُمثّل التحوّل إلى الحالة غير المتبلورة "دورية" مُشوّهة للغاية لعناصر الشبكة البلورية للمادة، والتي تتضمّن طاقة جيبس الحرة عالية نسبيًا. [ 77 ] [ 79 ] في الواقع، يُمكن مُقارنة التحوّل إلى الحالة غير المتبلورة بحالة شبه منصهرة . [ 78 ] [ 80 ]
كتفسير محتمل لسبب كون السيليكا غير المتبلورة أكثر تفاعلية من نظيرتها المتبلورة، قد تُسهم المعالجات الديناميكية الحرارية في تقديم فهم أعمق، حتى وإن لم تتمكن هذه المقاربات من تفسير الظاهرة تفسيراً كاملاً. فعلى سبيل المثال، ترتفع ما يُسمى "درجة حرارة التحول الزجاجي" مع ازدياد معدل التبريد.(أي،يسمح ذلك بتراكم الطاقة كما لو كانت "متجمدة". [ 91 ] وبالتالي، من خلال زيادة معدل التبريد بشكل كبير، "يمكن الحصول على زجاج ذي خصائص ديناميكية حرارية تختلف اختلافًا كبيرًا عن خصائص السائل الأولي غير المستقر فائق التبريد". [ 92 ] عند معدلات تبريد عالية جدًا، يمكن أن تكون الإنثالبي المتجمدة في النظام الزجاجي الناتج مساوية (أو تتجاوز) إنثالبي الانصهار.حيث معدل التبريدتتراوح معدلات التبريد بين 10⁶ و10⁹ كلفن /ثانية وما فوق. [ 93 ] وبناءً على ذلك، وبافتراض صحة ديناميكيات الموجة الصدمية لعملية تنشيط EMC، بحيث تكون تقلبات درجة الحرارة البؤرية على المستوى النانوي عابرة للغاية (كما هو موضح بشكل عام في القسم التالي)، فإن معدلات التبريد أثناء عملية HEBM تكون على الأقل من نفس الرتبة، إن لم تكن أكبر. ومن ثم:
- (مع التذكير بأن)
نتيجة لارتفاعيزداد الجهد الكيميائي للنظام ويثبت، مما يؤدي إلى زيادة أي تفاعل لاحق. وبشكل عام، وكما هو الحال في عمليات التفجير عالية الطاقة الأخرى، يتسبب تنشيط EMC في تدمير البلورات بسبب عوامل عنيفة ومدمرة للغاية تحدث على المستوى النانوي للمادة المعالجة. [ 94 ] على الرغم من قصر مدة هذه العمليات وتركيزها الشديد، إلا أنها تتكرر بتردد عالٍ؛ ولذلك يُعتقد أن هذه العوامل تحاكي الضغوط ودرجات الحرارة الموجودة في أعماق الأرض لإحداث تغيير الطور المطلوب. [ 3 ] على سبيل المثال، طور بيتر ثيسن نموذج الصهارة والبلازما الذي يفترض إمكانية توليد درجات حرارة موضعية - أعلى من 10³ كلفن - عند نقاط الاصطدام المختلفة لتحفيز حالة بلازما مثارة مؤقتة في المادة، تتميز بانبعاث الإلكترونات والفوتونات مع تكوين شظايا مثارة (انظر الرسم البياني أعلاه) . [ 95 ] أكدت البيانات التجريبية التي تم جمعها من توليد الشقوق الموضعية، والتي تعد في حد ذاتها مكونًا مهمًا من مكونات تنشيط EMC، درجات الحرارة في هذه المنطقة منذ عام 1975. [ 96 ]
مطاحن الكرات الاهتزازية (VBMs)
في عملية التنشيط الكهروكيميائي، تُستخدم مطحنة الكرات الاهتزازية (VBM) لتنشيط المواد الكهروكيميائية. [ 43 ] تعتمد مطحنة الكرات الاهتزازية على آلية دفع رأسية لا مركزية لاهتزاز حجرة مغلقة بتردد يصل إلى مئات الدورات في الدقيقة. تُملأ الحجرة بالمادة المراد معالجتها مع مواد متخصصة تُسمى وسائط الطحن . في أبسط صورها، قد تكون هذه الوسائط عبارة عن كرات بسيطة مصنوعة من مواد خزفية متخصصة . عمليًا، تستخدم عملية التنشيط الكهروكيميائي مجموعة متنوعة من وسائط الطحن بأحجام وأشكال ومواد مركبة مختلفة لتحقيق التحول الميكانيكي الكيميائي المطلوب. [ 5 ]
وقد أشير إلى أن مطحنة VBM تطحن بمعدل يتراوح بين 20 و 30 ضعف معدل مطحنة الكرات الدوارة، مما يعكس أن آلية مطحنة VBM شرهة بشكل خاص. [ 97 ]
حركية VBM
ببساطة، قوة الضغطيمكن التعبير عن التفاعل بين كرتين متطابقتين متصادمتين في نموذج VBM على النحو التالي: [ 98 ]
- أين،
- أين،كتلة الكرتين معًا،نصف القطر،السرعة المطلقة للصدمة ومعامل يونغ لمادة الكرات. [ 98 ]
كما هو واضح، فإن زيادة سرعة الاصطدام تزيدكما يساهم حجم وكتلة وسائط الطحن في ذلك.مصطلح المقاميتضمنمما يعني أن طبيعة المادة المستخدمة في وسائط الطحن تُعد عاملاً مهماً ( يتم تربيعها في النهايةلذا فإن قيمتها السالبة لا تُؤثر). والأهم من ذلك، أنه نتيجةً للاهتزاز السريع، يكتسب وسط الطحن تسارعًا عاليًا، مما يؤدي إلى تأثيرات قصيرة وحادة ومتواصلة على الحمل، وبالتالي تقليل حجم الجسيمات بسرعة. [ 97 ] إضافةً إلى ذلك، تُسهّل الضغوط العالية وإجهادات القص الانتقال الطوري المطلوب إلى حالة غير متبلورة، سواءً عند نقطة الاصطدام أو أثناء انتقال موجات الصدمة التي قد تُولّد ضغوطًا أكبر من ضغط الاصطدام نفسه. [ 94 ]
على سبيل المثال، قد لا تتجاوز مدة تلامس كرتين 20 ميكروثانية، مما يُولّد ضغطًا يصل إلى 3.3 جيجا باسكال وما فوق، مصحوبًا بارتفاع في درجة الحرارة المحيطة بمقدار 20 كلفن . [ 94 ] ونظرًا لقصر مدة التصادم، يكون معدل تغير الزخم كبيرًا، مُولّدًا موجة صدمية مدتها من 1 إلى 100 ميكروثانية فقط، ولكن بضغط يصل إلى 10 جيجا باسكال وما فوق، ودرجة حرارة مركزة وموضعية للغاية (أي على المستوى النانوي) تصل إلى عدة آلاف من الكلفن. [ 94 ] ولتوضيح ذلك، فإن ضغط 10 جيجا باسكال يُعادل ضغط حوالي 1000 كيلومتر من مياه البحر. كمثال آخر، يُولّد اصطدام كرتين فولاذيتين متطابقتين، قطر كل منهما 2.5 سم، بسرعة 1 م/ث، كثافة طاقة تصادم تزيد عن 10⁹ جول /م² ، بينما تُولّد كرات الألومينا، بنفس القطر (2.5 سم) والسرعة (1 م/ث)، كثافة طاقة أكبر. [ 98 ] تحدث التصادمات في فترة زمنية قصيرة جدًا، وبالتالي "قد يكون معدل إطلاق الطاقة على مساحة التلامس الصغيرة نسبيًا مرتفعًا جدًا". [ 98 ]
انظر أيضاً
الخلفية العلمية لتفعيل التوافق الكهرومغناطيسي:
- ميكانيكا التلامس – دراسة تشوه الأجسام الصلبة المتلامسة
- التبلور - درجة الترتيب الهيكلي في المادة الصلبة
- البنية البلورية – ترتيب منتظم للذرات أو الأيونات أو الجزيئات في مادة بلورية
- الصلابة – مقياس لمقاومة المادة للتشوه البلاستيكي الموضعي
- ثابت الشبكة – الأبعاد الفيزيائية للخلايا الأولية في البلورة
- ميكانيكا المواد
- علم المواد – أبحاث المواد
- البنية المجهرية - بنية المادة على نطاق صغير جدًا
- بيتر أدولف ثيسن – كيميائي فيزيائي ألماني (1899–1990)
- هندسة الأسطح – تغيير خصائص الأسطح الصلبة
- قياسات الأسطح – قياس السمات الصغيرة على الأسطح
- علم الاحتكاك - علم الأسطح المتآكلة
أكاديمي:
- جامعة لوليا للتكنولوجيا – جامعة في السويد
ملحوظات
- ↑ جانبان: (أ) بلغ إنتاج الأسمنت البورتلاندي العالمي في عام 2011 حوالي 3.6 مليار طن وفقًا لبيانات هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (2013)، وهو تقدير دقيق نسبيًا، وليس مجرد تقدير نهائي. تجدر الإشارة أيضًا إلى أنه وفقًا للتقرير نفسه، قُدِّر أن إنتاج الأسمنت البورتلاندي العالمي سيرتفع إلى 3.7 مليار طن في عام 2012 (بزيادة قدرها 100 مليون طن سنويًا)، بينما بلغ الرقم الفعلي في عام 2012 3.8 مليار طن . (ب) تقدير إنتاج ثاني أكسيد الكربون العالمي الإجمالي لعام 2011 : 33.376 مليار طن (بدون النقل الدولي). المصدر: المفوضية الأوروبية، مركز الأبحاث المشترك / وكالة تقييم البيئة الهولندية (PBL). قاعدة بيانات الانبعاثات لأبحاث الغلاف الجوي العالمي (EDGAR)، الإصدار 4.2. تم تقدير اتجاهات الفترة 2009-2011 للقطاعات المرتبطة بالطاقة بناءً على استهلاك الوقود الأحفوري للفترة نفسها، وفقًا لتقرير بي بي عن الطاقة العالمية لعام 2011 (بي بي، 2012). أما بالنسبة لإنتاج الإسمنت، فقد تم الاعتماد على بيانات أولية من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (2012)، باستثناء الصين التي استُخدمت بياناتها من المكتب الوطني للإحصاء الصيني (2009، 2010، 2011).[حتى مايو 2013. انظر: EDGAR، قسم الروابط الخارجية].
- ↑ تحاكي "طريقة باش" لاختبار متانة الخرسانة التغيرات اليومية في درجة حرارة المحلول الملحي .يمكن استخدام الاختبار 1 أو الاختبار 2 ، أو إجراؤهما بالتتابع على مدار 48 ساعة. تُحدث هذه الطريقة تشبعًا بمحلول ملحي تركيزه 7.5% (أي بتركيز أعلى من مياه البحر )، يليه تجميد أو تسخين في دورة مدتها 24 ساعة لمحاكاة نطاقات درجات الحرارة اليومية العالية . تُكرر الدورة المختارة بشكل متكرر لتحديد فقدان الكتلة. ولذلك، تُعتبر طريقة باش عمومًا واحدة من أكثر إجراءات اختبار الخرسانة صرامةً كمؤشر على المتانة.
- ↑ تُظهر الصورة الكبيرة عارضة اختبار خرسانية مصنوعة من خرسانة مُعدّلة (EMC) تخضع لاختبار الانحناء ثلاثي النقاط وفقًا لمعيار RILEM في جامعة لوليا للتكنولوجيا في السويد (فبراير 2013). يُحدث هذا الاختبار تشققات للتحقق من قدرة الخرسانة على التئام نفسها ذاتيًا. استُخدمت خرسانة (إجمالي الأسمنت: 350 كجم/م³) تحتوي على 40% أسمنت بورتلاند و60% خرسانة مُعدّلة (EMC) مصنوعة من الرماد المتطاير. الصورة أ: ظهرت تشققات بمتوسط عرض 150-200 ميكرومتر بعد حوالي 3 أسابيع من المعالجة بالماء. الصورة ب: بدون أي تدخل، أظهرت الخرسانة البوزولانية عالية الحجم امتلاءً تدريجيًا للتشققات بهلام CSH المُصنّع حديثًا (ناتج عن التفاعل البوزولاني المستمر). وقد امتلأت هذه التشققات تمامًا بعد حوالي 4.5 أشهر. خلال فترة الملاحظة، سُجّل أيضًا تطور مستمر في قوة الخرسانة بفضل التفاعل البوزولاني المستمر. يُسهم هذا، إلى جانب خصائص "الترميم الذاتي" الملحوظة، في تعزيز متانة الخرسانة. جميع الصور من تصوير د. ف. رونين والاتحاد الإسكندنافي للخرسانة.
- ↑ ملاحظات إضافية حول كيمياء البوزولان: ( أ ) يمكن تغيير نسبة الكالسيوم إلى السيليكون (أو الكربون إلى الكبريت) وعدد جزيئات الماء لتغيير التركيب الكيميائي لمركب هيدرات الكالسيوم. ( ب ) غالبًا ما تتشكل الهيدرات البلورية، على سبيل المثال، عندما يتفاعل ألومينيات ثلاثي الكالسيوم مع كبريتات الكالسيوم المذابة لتكوين هيدرات بلورية (3CaO·(Al,Fe) ₂O₃ · CaSO₄· nH₂O ، الصيغة العامة المبسطة). يُطلق على هذا اسم طور AFm ("الألومينا، أكسيد الحديديك ،أحادي الكبريتات"). ( ج )طور AFm بحد ذاته ليس حصريًا. من جهة، بينما يمكن للكبريتات ، إلى جانب أنيونات أخرىمثل الكربونات أو الكلوريدات ، أن تُضاف إلى طور AFm ، فإنها قد تُسبب أيضًا طور AFt حيثيتكون الإترينجيت (6CaO · Al₂O₃ · 3SO₃ · 32H₂O أوC₆S₃H₃₂). ( د ) عمومًا، يُعد طور AFm مهمًا في عملية التميؤ اللاحقة، بينما قد يكون طور AFt سببًا في فشل الخرسانة المعروف باسم DEF. يُمكن أن يُمثل DEF مشكلة خاصة في الخرسانة غير البوزولانية (انظر، على سبيل المثال، Folliard , K., et al., Preventing ASR/DEF in New Concrete: Final Report , TXDOT & US FHWA:Doc. FHWA/TX-06/0-4085-5, Rev. 06/2006). ( هـ ) يُعتقد أن المسارات الكيميائية البوزولانية التي تستخدمأيونات Ca 2+ تتسبب في كبح مسار AFt نسبيًا.
مراجع
- ↑ مارك أنتوني بينفينوتو (24 فبراير 2015). الكيمياء الصناعية: للطلاب المتقدمين . دي جرويتر. ص 134 وما يليها. ISBN 978-3-11-035170-5.
- ↑ بنتيمالي، م؛ بيلوسكي، م؛ باديلا، ف (2015). "الطحن الكروي عالي الطاقة كأداة عامة لتخليق ومعالجة المواد النانوية". في عليوفخازراي، م (محرر). دليل التشكيل النانوي الميكانيكي . ص 663-679 . doi : 10.1002/9783527674947.ch28 . ISBN 978-3-527-33506-0.
- تول ، إيلدا ؛ هابرميل-كويرزن، كارين؛ كويرزن، أندريه (1 أغسطس 2019). " التنشيط الميكانيكي الكيميائي للمعادن الطينية الطبيعية: بديل لإنتاج مواد رابطة أسمنتية مستدامة - مراجعة" . علم المعادن وعلم الصخور . 113 (4). سبرينغر: 449-462 . Bibcode : 2019MinPe.113..449T . doi : 10.1007/s00710-019-00666-y .
- 1 2 جان بيير بورنازيل؛ إيف مالييه (1998). PRO 4: المؤتمر الدولي لـ RILEM حول الخرسانة: من المادة إلى الهيكل . منشورات RILEM. ص 101–. ISBN 978-2-912143-04-4.
- 1 2 3 4 5 6 7 8 رونين، ف. (2010). حلٌّ مُثبتٌ صناعيًا لأرصفة مستدامة من الخرسانة البوزولانية عالية الحجم - باستخدام الأسمنت المُعدَّل طاقيًا (EMC) (ملف PDF) . واشنطن العاصمة، الولايات المتحدة: مجلس أبحاث النقل التابع للأكاديميات الوطنية.
- 1 2 همفريز، ك.؛ ماهاسينان، م. (2002). نحو صناعة أسمنت مستدامة، دراسة فرعية 8: تغير المناخ . جنيف، سويسرا: المجلس العالمي للأعمال من أجل التنمية المستدامة (WBCSD).
- 1 2 3 هارفي، د. (2013). الطاقة والواقع الجديد 1 - كفاءة الطاقة والطلب على خدمات الطاقة . تايلور وفرانسيس. ISBN 9781136542718.
- 1 2 كومار، راكيش؛ كومار، سانجاي؛ ميهروترا، إس بي (ديسمبر 2007). "نحو حلول مستدامة للرماد المتطاير من خلال التنشيط الميكانيكي". الموارد، الحفظ وإعادة التدوير . 52 (2): 157-179 . Bibcode : 2007RCR....52..157K . doi : 10.1016/j.resconrec.2007.06.007 .
- 1 2 حسن بيجي، علي؛ برايس، لين؛ لين، إلينا (أكتوبر 2012). "التقنيات الناشئة لكفاءة الطاقة وخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في إنتاج الأسمنت والخرسانة: مراجعة فنية" . مجلة مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 16 (8): 6220-6238 . doi : 10.1016/j.rser.2012.07.019 . S2CID 108511643 .
- ↑ هيكنبوث، تشارلز ر.؛ مور، جيفري س.؛ وايت، سكوت ر.؛ سوتوس، نانسي ر.؛ بودري، جيروم؛ ويلسون، سكوت ر. (2007). "تحييز مسارات التفاعل بالقوة الميكانيكية". مجلة نيتشر . 446 (7134): 423-427 . Bibcode : 2007Natur.446..423H . doi : 10.1038 / nature05681 . PMID 17377579. S2CID 4427747 .
{{cite journal}}: CS1 maint: أسماء رقمية: قائمة المؤلفين ( رابط ) (الاشتراك مطلوب) - ↑ كارلييه، ليزلي؛ بارون، ميشيل؛ شامايو، آلان؛ كواراز، غي (مايو 2013). "صيدلة أكثر استدامة باستخدام التخليق الخالي من المذيبات: دراسة الآلية في حالة ديبنزوفينازين" (ملف PDF) . تكنولوجيا المساحيق . 240 : 41-47 . doi : 10.1016/j.powtec.2012.07.009 . S2CID 97605147 .
- ↑ بانيرجي، س؛ موخوبادياي، ب (2007). "التصلب، والتزجيج، والتبلور، وتكوين البنى شبه البلورية والنانوية". سلسلة بيرغامون للمواد . 12 : 122-255 . doi : 10.1016/S1470-1804(07)80056-3 . ISBN 978-0-08-042145-2ISSN 1470-1804
- ^ زيفانوفيتش، ديانا؛ أندريتش، ليوبيسا؛ سيكوليتش، زيفكو؛ ميلوسيفيتش، سينيسا (1999). “التنشيط الميكانيكي للميكا”. العلوم المتقدمة وتكنولوجيا التلبيد . ص 211 – 217. دوى : 10.1007 / 978-1-4419-8666-5_29 . رقم ISBN 978-1-4613-4661-6.
- ↑ داني هارفي (12 أغسطس 2010). الطاقة والواقع الجديد 1: كفاءة الطاقة والطلب على خدمات الطاقة . روتليدج. ص 385 وما بعدها. ISBN 978-1-136-54272-5.
- ↑ إفلغرين، لينارت (27 مارس 2013). "منتدى البنية التحتية المستقبلية: وجهات نظر إسكندنافية" (ملف PDF) . منتدى البنية التحتية المستقبلية، جامعة كامبريدج.
- ^ “Stipendieutdelning” (باللغة السويدية). جامعة لوليا التقنية. 30 أغسطس 2006 . تم الاسترجاع 24 مارس 2014 .
{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link ) - 1 2 3 4 كولاكينو، إيفيلينا؛ غارسيا، فيليبي (2023). الكيمياء الميكانيكية والتقنيات الناشئة للتصنيع الكيميائي المستدام (الطبعة الأولى ). روتليدج. ص 162. ISBN 9780367775018.
- ↑ رونين، ف.؛ جوناسون، ج. إي. "تقنية خرسانية جديدة باستخدام الأسمنت المُعدَّل طاقيًا (EMC)" . وقائع: اجتماع أبحاث الخرسانة النوردية: غوتنبرغ 1993. أوسلو، النرويج: الجمعية النرويجية لأبحاث الخرسانة: 53-55 . الرقم الدولي الموحد للدوريات 0800-6377 .
- ^ موقع LTU (27 يناير 2024). "البروفيسور لينارت إلفغرين" . ltu.se .
- ↑ موقع جامعة لورانس للتكنولوجيا. "منح وسام نائب رئيس الجامعة للاستحقاق إلى لينارت إلفغرين" . ltu.se. مؤرشف من الأصل بتاريخ 7 أكتوبر 2024. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 نوفمبر 2023 .
- ↑ يوريكا. "جائزة يوريكا الذهبية لأسمنت EMC" (ملف PDF) .
- ↑ كريشناراج، ل؛ ريدي، واي بي إس؛ مادهوسودان، ن؛ رافيشاندرا، بي تي (2017). "تأثير الرماد المتطاير المُعدَّل طاقيًا على خصائص متانة ملاط الأسمنت" . مجلة راسايان للكيمياء . 10 (2): 423-428 . doi : 10.7324/RJC.2017.1021682 .
- 1 2 3 4 هيدلوند، هـ؛ رونين، الخامس؛ جوناسون، جي. إلفغرين، إل (1999). "Grönare Betong" [ الأسمنت الأخضر ] . بيج وتيكنيك (باللغة السويدية). 91 (7). ستوكهولم، السويد: Förlags AB Bygg & teknik: 12– 13. ISSN 2002-8350 .
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 إلفغرين، ل؛ جوستنيس، هـ؛ رونين، ف (2004). الخرسانة عالية الأداء باستخدام الأسمنت المعدل طاقيًا (EMC) (ملف PDF) . كاسل، ألمانيا: مطبعة جامعة كاسل المحدودة. الصفحات 93-102 .
- 1 2 إدارة الطرق السريعة الفيدرالية الأمريكية (FHWA). "عرض تقديمي عن شركة EMC Cement بتاريخ 18 يناير 2011" . واشنطن العاصمة.
- ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ شركة إي إم سي للأسمنت. ملخص أداء سيمبوز® (الرماد المتطاير) في الخرسانة (ملف PDF) . شركة إي إم سي للأسمنت، ٢٠١٢.
- ↑ "الصفحة الرئيسية للأسمنت منخفض الكربون" . الموقع الرسمي لشركة EMC Cement . EMC Cement . تاريخ الوصول: 9 يونيو 2024 .
- ↑ "ورقة بيانات الأسمنت" (ملف PDF) . هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية . هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. 2001. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 أغسطس 2020 .
- ↑ "ورقة بيانات الأسمنت" (ملف PDF) . هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية . هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 أغسطس 2020 .
- ↑ لجنة تحولات الطاقة ؛ ستيرن، نيكولاس؛ تيرنر، أدير (2019). "التركيز القطاعي لمهمة ممكنة: الإسمنت" . لجنة تحولات الطاقة. ص 15. تم الاطلاع عليه في 1 يناير 2022 .
- ↑ تشيغلر، ت؛ رايتر، س؛ سومرز، ك (مايو 2020). "وضع الأساس للإسمنت الخالي من الكربون" . ماكينزي وشركاه . مؤرشف من الأصل في 16 سبتمبر 2020. تم الاطلاع عليه في 24 أغسطس 2020 .
{{cite web}}: CS1 maint: bot: حالة عنوان URL الأصلي غير معروفة ( رابط ) - ↑ مكتب استصلاح الأراضي الأمريكي. "الأسئلة والأجوبة الشائعة حول سد هوفر" . مكتب استصلاح الأراضي الأمريكي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 أغسطس 2020 .
- ↑ شنايدر، م.؛ رومر، م.؛ تشودين، م.؛ بوليو، س.؛ تشودين، م.؛ بوليو، هـ. (2011). "إنتاج الأسمنت المستدام - الحاضر والمستقبل". بحوث الأسمنت والخرسانة . 41 (7): 642-650 . doi : 10.1016/j.cemconres.2011.03.019 .
- ↑ شركة إي إم سي للأسمنت (26 فبراير 2024). "سيتم بناء مصنع رائد للأسمنت الخالي من الكربون في ميناء أمستردام" . مجلة الأسمنت منخفض الكربون . تاريخ الاطلاع: 29 فبراير 2024 .
- 1 2 3 4 باش، م (1983). "مواد أساسها الأسمنت المكثف/الجسيمات فائقة النعومة". وقائع المؤتمر الدولي الثاني حول الملدنات الفائقة في الخرسانة .
- 1 2 شابيكس، ت.؛ سكريفنر، ك. (2012). "تثبيت سيليكات الكالسيوم المائية في معاجين الأسمنت المخلوطة وعلاقته بتفاعل السيليكا القلوي" . بحوث الأسمنت والخرسانة . 42 (8): 1049-1054 . doi : 10.1016/j.cemconres.2012.03.010 .
- ↑ دراسة خاصة، جامعة لوليا للتكنولوجيا (2001) "Diffusionstest för cementstabiliserad flygaska"، LTU Rapport AT0134:01، 2001-09-03
- ^ رونين، ف. جوناسون، جي. هيدلوند، ح (1999). "المواد الرابطة القائمة على الأسمنت البورتلاندي ذات الأداء الفعال بيئياً"، إجراءات في ساندفيورد، النرويج، 20-24 يونيو 1999 . النرويج: نورسك بيتونجفورينينج. ص 1144 – 1153.
- رونين ، فلاديمير؛ إمبورغ، ماتس؛ إلفغرين، لينارت (2014). " أداء الترميم الذاتي وجوانب البنية المجهرية للخرسانة باستخدام أسمنت مُعدَّل طاقيًا مع نسبة عالية من البوزولان". أبحاث الخرسانة الشمالية . 51 : 131-144 . https://www.diva-portal.org/smash/record.jsf?dswid=-9911&pid=diva2%3A987595
- ↑ يانغ، يينغزي؛ ليبش، مايكل د.؛ يانغ، إن-هوا؛ لي، فيكتور س. (مايو 2009). "الترميم الذاتي للمركبات الأسمنتية المُهندسة في ظل دورات الترطيب والتجفيف". مجلة أبحاث الأسمنت والخرسانة . 39 (5): 382-390 . doi : 10.1016/j.cemconres.2009.01.013 .
- ↑ لي، فيكتور سي؛ هربرت، إميلي (28 يونيو 2012). "خرسانة متينة ذاتية الإصلاح للبنية التحتية المستدامة" . مجلة تكنولوجيا الخرسانة المتقدمة . 10 (6): 207-218 . doi : 10.3151/jact.10.207 . hdl : 2027.42/94191 .
- ↑ فان تيتلبوم، كيم؛ دي بيلي، نيلي (27 مايو 2013). "الترميم الذاتي في المواد الأسمنتية - مراجعة" . المواد . 6 ( 6): 2182-2217 . Bibcode : 2013Mate....6.2182V . doi : 10.3390/ma6062182 . PMC 5458958. PMID 28809268 .
- 1 2 3 4 5 6 7 جوستنيس، هارالد؛ إلفغرين، لينارت؛ رونين، فلاديمير (فبراير 2005). "آلية أداء الأسمنت المُعدَّل طاقيًا مقابل الأسمنت المخلوط المقابل". بحوث الأسمنت والخرسانة . 35 (2): 315-323 . doi : 10.1016/j.cemconres.2004.05.022 .
- 1 2 ملخص براءة الاختراع الممنوحة "عملية إنتاج الأسمنت المخلوط بانبعاثات ثاني أكسيد الكربون المنخفضة" (رقم النشر: WO/2004/041746؛ رقم الطلب الدولي: PCT/SE2003001009؛ تاريخ النشر: 21.05.2004؛ تاريخ الإيداع الدولي: 16.06.2003)
- ↑ موروبولو، أ.؛ جاكماك، أ.؛ لابروبولوس، ك.س.؛ فان غريكين، ر.؛ تورفس، ك. (يناير 2004). "التطور المتسارع للبنية المجهرية لطور هيدرات سيليكات الكالسيوم (CSH) في معاجين البوزولان باستخدام مصادر سيليسية دقيقة: مقارنة مع ملاط البوزولان التاريخي". مجلة أبحاث الأسمنت والخرسانة . 34 (1): 1-6 . doi : 10.1016/S0008-8846(03)00187-X .
- ↑ موروبولو، أ.؛ جاكماك، أ.س.؛ بيسكونتين، ج.؛ باكولاس، أ.؛ زيندري، إ. (ديسمبر 2002). "مركبات أسمنتية بيزنطية متطورة مقاومة لإجهادات الزلازل: ملاط الطوب المسحوق/الجير في آيا صوفيا لجستنيان". مواد البناء والتشييد . 16 (8): 543-552 . doi : 10.1016/S0950-0618(02)00005-3 .
- 1 2 شركة إي إم سي للأسمنت بي في. ملخص أداء سيمبوز® (البوزولان الطبيعي) في الخرسانة (ملف PDF) . شركة إي إم سي للأسمنت بي في، 2012.
- 1 2 3 شتاين، ب (2012). ملخص للتقييمات الفنية والدراسات التحليلية لمادة سيمبوز® المشتقة من البوزولان الطبيعي في كاليفورنيا (ملف PDF) . سان فرانسيسكو، الولايات المتحدة: شركة أبحاث تكنولوجيا مواد البناء، ذ.م.م.
- ↑ ACI 318 "متطلبات كود البناء للخرسانة الإنشائية والتعليقات"
- 1 2 يوهانسون، ك؛ لارسون، س؛ أنتزوتكين، أ؛ فورسلينغ، و؛ راو، ك.هـ؛ رونين، ف (1999). "حركية تفاعلات الإماهة في عجينة الأسمنت مع الأسمنت المُعدَّل ميكانيكيًا كيميائيًا: دراسة بالرنين المغناطيسي النووي ذي الدوران بزاوية سحرية للسيليكون-29" . مجلة أبحاث الأسمنت والخرسانة . 29 (10). بيرغامون: 1575-1581 . doi : 10.1016/S0008-8846(99)00135-0 . تاريخ الاسترجاع: 14 أغسطس 2020 .
- 1 2 3 4 5 باروجيل بوني، ف. (1996). بورنازيل، ج.ب.؛ مالير، ي. (محرران). خصائص الملمس والرطوبة للمواد الأسمنتية العادية وعالية الأداء (في PRO 4: الخرسانة: من المادة إلى الهيكل) . 144 إلى 156: RILEM. ص 360. ISBN 2-912143-04-7.
{{cite book}}: CS1 maint: location ( link ) - ↑ "ترطيب الأسمنت" . فهم الأسمنت.
- ↑ توماس، جيفري جيه؛ جينينغز، هاملين إم. (يناير 2006). "تفسير غرواني للشيخوخة الكيميائية لهلام سيليكات الكالسيوم المائي وتأثيراته على خواص عجينة الأسمنت". مجلة أبحاث الأسمنت والخرسانة . 36 (1): 30-38 . doi : 10.1016/j.cemconres.2004.10.022 .
- ↑ "بيانات معدنية عن معدن البورتلانديت" . www.webmineral.com .
- ↑ "دليل علم المعادن" (ملف PDF) . rruff.geo.arizona.edu .
- ↑ ميرتنز، ج.؛ سنيلينغز، ر.؛ فان بالين، ك.؛ بيسر-سيمسير، ب.؛ فيرلووي، ب.؛ إلسن، ج. (مارس 2009). "التفاعلات البوزولانية للزيوليتات الطبيعية الشائعة مع الجير والعوامل المؤثرة على تفاعليتها". مجلة أبحاث الأسمنت والخرسانة . 39 (3): 233-240 . doi : 10.1016/j.cemconres.2008.11.008 .
{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط ) - ↑ Ca 3 Al 2 (SiO 4 ) 3−x (OH) 4x ، مع استبدال الهيدروكسيد (OH) جزئيًا بالسيليكا (SiO 4 )
- ↑ موقع Webmineral.com. "بيانات معدن الستراتلينجيت" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 ديسمبر 2013 .انظر أيضًا: دينغ، جيان؛ فو، يان؛ بودوان، جيه جيه (أغسطس 1995). "تكوين الستراتلينجيت في أنظمة الأسمنت عالي الألومينا - غبار السيليكا: أهمية أيونات الصوديوم". مجلة أبحاث الأسمنت والخرسانة . 25 (6): 1311-1319 . doi : 10.1016/0008-8846(95)00124-U .
- ↑ ميدجلي، إتش جي؛ بهاسكارا راو، بي. (مارس 1978). "تكوين الستراتلينجيت، 2CaO.SiO2.Al2O3.8H2O، وعلاقته بترطيب الأسمنت عالي الألومينا". مجلة أبحاث الأسمنت والخرسانة . 8 (2): 169-172 . doi : 10.1016/0008-8846(78)90005-4 .
- ↑ ميدجلي، إتش جي (مارس 1976). "التحديد الكمي للأطوار في الكلنكر الأسمنتي عالي الألومينا بواسطة حيود الأشعة السينية". بحوث الأسمنت والخرسانة . 6 (2): 217-223 . doi : 10.1016/0008-8846(76)90119-8 .
- ↑ هيكل، م.؛ رضوان، م.م.؛ مرسي، م.س. (2004). "تأثير درجة حرارة المعالجة على الخصائص الفيزيائية والميكانيكية لأسمنت ألومينات الكالسيوم مع خبث مُبرد بالهواء أو خبث مُبرد بالماء" (ملف PDF) . السيراميك والسيليكات . 48 (4): 185-196 .
- ↑ عبد العزيز، ماجستير؛ عبد العليم، س؛ هيكل، محمد (يناير 2012). "الخصائص الفيزيائية والكيميائية والميكانيكية لعجائن وملاط الأسمنت البوزولاني المُرطَّب عند درجات حرارة معالجة مختلفة". مواد البناء والتشييد . 26 (1): 310-316 . doi : 10.1016/j.conbuildmat.2011.06.026 .
- ↑ مصطفى، ناصر ي.؛ زكي، ز. إ.؛ عبد القادر، عمر ح. (نوفمبر 2012). "التنشيط الكيميائي لمركبات أسمنت ألومينات الكالسيوم المعالجة في درجات حرارة مرتفعة". مركبات الأسمنت والخرسانة . 34 (10): 1187-1193 . doi : 10.1016/j.cemconcomp.2012.08.002 .
- ↑ تايلور، إتش إف دبليو، (1990) كيمياء الأسمنت، لندن: أكاديميك برس، ص 319-23.
- ↑ ماتوسينوفيتش، ت؛ شيبوسيتش، ي؛ فربوس، ن (نوفمبر 2003). "العلاقة بين المسامية والقوة في معاجين أسمنت ألومينات الكالسيوم". بحوث الأسمنت والخرسانة . 33 (11): 1801-1806 . doi : 10.1016/S0008-8846(03)00201-1 .
- ↑ ماجومدار، أ. ج.؛ سينغ، ب. (نوفمبر 1992). "خصائص بعض أنواع الأسمنت المخلوط عالي الألومينا". مجلة أبحاث الأسمنت والخرسانة . 22 (6): 1101-1114 . doi : 10.1016/0008-8846(92)90040-3 .
- ↑ ASTM International (2010). "ASTM C989: المواصفة القياسية لأسمنت الخبث المستخدم في الخرسانة والملاط" . كتاب المعايير ، المجلد 4 (2). doi : 10.1520/c0989-10 .
- ↑ نهار، هـ.؛ واتانابي، ت.؛ هاشيموتو، س.؛ وناغاو، س. (2007). تزهير منتجات الخرسانة المستخدمة في رصف الطرق المتشابكة (المؤتمر الدولي التاسع لـ CANMET/ACI حول التطورات الحديثة في تكنولوجيا الخرسانة: المحرر: مالهوترا، ف.، م.، الطبعة الأولى). فارمنجتون هيلز، ميشيغان: المعهد الأمريكي للخرسانة. الصفحات 19-34 . ISBN 9780870312359.
- ↑ بولديريف، ف. ف.؛ بافلوف، س. ف.؛ غولدبيرغ، إ. ل. (مارس 1996). "العلاقة المتبادلة بين الطحن الدقيق والتنشيط الميكانيكي". المجلة الدولية لمعالجة المعادن . 44-45 : 181-185 . Bibcode : 1996IJMP...44..181B . doi : 10.1016/0301-7516(95)00028-3 .
- ↑ هاينيك، ج.؛ هينينج، هـ.-ب.؛ لينكه، إ.؛ شتاينيك، يو.؛ ثيسن، ك.-ب.؛ ماير، ك. (1984). "الكيمياء الاحتكاكية: بالتعاون مع هـ.ب. هينينج وآخرون" [ مع مقدمة بقلم بيتر-أدولف ثيسن ] . أكتا بوليميريكا . 36 (7). برلين: أكاديمية-فيرلاغ: 400-401 . doi : 10.1002/actp.1985.010360721 .
- ↑ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " التفاعل الميكانيكي الكيميائي ". doi : 10.1351/goldbook.MT07141
- ^ بالاج، بيتر؛ أخيموفيتشوفا، مارسيلا؛ بالاز ماتيج. بيليك، بيتر؛ تشيركيزوفا-زيليفا، زارا؛ كريادو، خوسيه مانويل؛ ديلوغو، فرانشيسكو؛ دوتكوفا، إريكا؛ غافيت، اريك. جوتور، فرانسيسكو خوسيه. كومار، راكيش. ميتوف، إيفان؛ روجاك، تاديج؛ سينا، مامورو؛ ستريليتسكي، أندريه؛ Wieczorek-Ciurowa، كريستينا (2013). “السمات المميزة للكيمياء الميكانيكية: من الجسيمات النانوية إلى التكنولوجيا”. مراجعات المجتمع الكيميائي . 42 (18): 7571-8137 . دوى : 10.1039 / c3cs35468g . اتش دي ال : 10261/96958 . بميد 23558752 . S2CID 205853500 .
- ^ سميكال، أ. (أبريل 1942). "Ritzvorgang und molekulare Festigkeit". يموت Naturwissenschaften . 30 ( 14– 15): 224– 225. بيب كود : 1942NW .....30..224S . دوى : 10.1007/BF01481226 . S2CID 1036109 .
- ^ هوتيج ، جوستاف ف. (1943). "Zwischenzustände bei Reactionen im festen Zustand und ihre Bedeutung für die Katalyse". غير المتجانسة كاتاليس الثالث . ص 318 – 577. دوى : 10.1007 / 978-3-642-52046-4_9 . رقم ISBN 978-3-642-52028-0.
{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة ) - ↑ زيليكمان، أ.ن.؛ فولدمان، ج.م.؛ بيلياييفسكايا، ل.ف. (1975). نظرية العمليات الهيدروميتالورجية [ باللغة الروسية]. ميتالورجيا .
- ^ ماير، ك (1968). علم الكريستال الفيزيائي والكيميائي . VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie. ص. 337.آسين B0000BSNEK .
- 1 2 بورغاهرماني، ب؛ فورسبيرغ، إي (مارس 2007). "تأثيرات التنشيط الميكانيكي على سلوك اختزال مركز الهيماتيت". المجلة الدولية لمعالجة المعادن . 82 (2): 96-105 . Bibcode : 2007IJMP...82...96P . doi : 10.1016/J.MINPRO.2006.11.003 .
- 1 2 بورغاهرماني، ب؛ فورسبيرغ، إي (مارس 2007). "حركية اختزال مركز الهيماتيت المنشط ميكانيكيًا بغاز الهيدروجين باستخدام طرق غير متساوية الحرارة". مجلة Thermochimica Acta . 454 (2): 69-77 . Bibcode : 2007TcAc..454...69P . doi : 10.1016/j.tca.2006.12.023 .
- 1 2 بورغاهرماني، ب؛ فورسبيرغ، إي (مايو 2006). "دراسة مقارنة للخصائص الميكروية والطاقة المخزنة للهيماتيت المنشط ميكانيكيًا في بيئات طحن مختلفة". المجلة الدولية لمعالجة المعادن . 79 (2): 120-139 . Bibcode : 2006IJMP...79..120P . doi : 10.1016/j.minpro.2006.01.010 .
- 1 2 بورغاهرماني، ب؛ فورسبيرغ، إي (مايو 2006). "توصيف البنية المجهرية للهيماتيت المنشط ميكانيكيًا باستخدام اتساع خط حيود الأشعة السينية". المجلة الدولية لمعالجة المعادن . 79 (2): 106-119 . Bibcode : 2006IJMP...79..106P . doi : 10.1016/j.minpro.2006.02.001 .
- 1 2 بورغاهرماني، ب؛ فورسبيرغ، إي (سبتمبر 2007). "التغيرات في بنية الهيماتيت نتيجة الطحن الجاف المطول وعلاقتها بطاقة الإجهاد المفروضة". تكنولوجيا المساحيق . 178 (1): 30-39 . doi : 10.1016/j.powtec.2007.04.003 .
- 1 2 بورغاهراماني، ب (2007). التنشيط الميكانيكي للهيماتيت باستخدام طرق طحن مختلفة مع التركيز بشكل خاص على التغيرات الهيكلية والتفاعلية (ملف PDF) (أطروحة). ص 242.
- 1 2 تكاتشوفا، ك.؛ بالاز، ب. ميشورا، ب. فيجديرجوز، في. تشانتوريا، فيرجينيا (يوليو 1993). "الترشيح الانتقائي للزنك من تركيز Cu-Pb-Zn المركب المنشط ميكانيكياً". علم المعادن المائية . 33 (3): 291-300 . دوى : 10.1016 / 0304-386X(93)90068-O .
- ↑ بالاز، ب. (2000). استخلاص المعادن من المعادن المنشطة . أمستردام: إلسيفير ساينس بي في، ص 292. ISBN 9780080531533تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 أغسطس 2020 .
- 1 2 3 4 5 تكاتشوفا، ك. (1989). التنشيط الميكانيكي للمعادن . أمستردام: إلسفير. ص. 170. ردمك 978-0444988287.
- 1 2 3 4 5 ترومانس، د.؛ ميتش، ج. أ. (نوفمبر 2001). "تحسين ذوبان المعادن: الطاقة المخزنة، والتحول إلى الحالة غير المتبلورة، والتنشيط الميكانيكي". هندسة المعادن . 14 (11): 1359-1377 . Bibcode : 2001MiEng..14.1359T . doi : 10.1016/S0892-6875(01)00151-0 .
- ↑ نيبابوشيف، أ.أ.؛ كيراكوسيان، ك.ج.؛ موسكوفسكيخ، د.أ.؛ خاراتيان، س.ل.؛ روغاتشيف، أ.س.؛ موكاسيان، أ.س. (2015). "تأثير الطحن الكروي عالي الطاقة على حركية التفاعل في نظام النيكل-الألومنيوم: دراسة كهروحرارية". المجلة الدولية للتخليق الذاتي الانتشار عالي الحرارة . 24 (1): 21-28 . doi : 10.3103/S1061386215010082 . S2CID 136668210 .
- ↑ رونين، ف؛ جوناسون، ج. إي. (1994). دراسة فعالية صب الخرسانة الشتوية باستخدام الأسمنت المعدل طاقيًا (EMC) - جوانب علم المواد، التقرير 1994:03، 24 صفحة (باللغة السويدية). جامعة لوليا (LTU)، قسم الهندسة الإنشائية.
- ↑ رونين، ف؛ جوناسون، ج. إي. (1995). الخرسانة عالية المقاومة وعالية الأداء باستخدام تقوية EMC في ظروف المناخ البارد . وقائع المؤتمر الدولي للخرسانة في ظل الظروف القاسية، سابورو، اليابان، جامعة لوليا (LTU)، قسم الهندسة الإنشائية.
- ↑ هاندل، فيليب هـ.؛ لورتينغ، توماس (2015). "التحول غير المتبلور للجليد السداسي بفعل درجة الحرارة" . الكيمياء الفيزيائية والكيمياء الفيزيائية . 17 (7): 5403-5412 . Bibcode : 2015PCCP...17.5403H . doi : 10.1039/C4CP05587J . PMID 25613472. تاريخ الاسترجاع: 21 أغسطس 2020 .
- ↑ شي، فرانك ج. (1994-07-01). "الانتقال الزجاجي: معالجة موحدة" . مجلة أبحاث المواد . 9 (7): 1908-1916 . Bibcode : 1994JMatR...9.1908S . doi : 10.1557/JMR.1994.1908 . ISSN 2044-5326 . S2CID 137825323 .
- ↑ غوتزو، إيفان؛ تودوروفا، سنيجانا (2010-04-20). "الزجاج كنظم ذات قابلية ذوبان متزايدة، وتفاعل كيميائي عالٍ، وكمصادر للطاقة المتراكمة" . فيزياء وكيمياء الزجاج - المجلة الأوروبية لعلوم وتكنولوجيا الزجاج، الجزء ب . 51 (2): 83-99 .
- ↑ غوتزو، إيوان؛ شميلزر، ج. يورن؛ غوتزو، إيفان س. (2013). الحالة الزجاجية: الديناميكا الحرارية، والبنية، وعلم الريولوجيا، والتبلور ( الطبعة الثانية). برلين، نيويورك: سبرينغر. ISBN 978-3-642-34633-0.
- سوبوليف ، كونستانتين ( أغسطس 2005). "التعديل الميكانيكي الكيميائي للأسمنت بكميات كبيرة من خبث الأفران العالية". مركبات الأسمنت والخرسانة . 27 ( 7-8 ): 848-853 . doi : 10.1016/j.cemconcomp.2005.03.010 .
- ↑ ويشيرت، ر.؛ شونرت، ك. (1974). "حول ارتفاع درجة الحرارة عند طرف شق سريع الانتشار†". مجلة ميكانيكا وفيزياء المواد الصلبة . 22 (2): 127-133 . Bibcode : 1974JMPSo..22..127W . doi : 10.1016/0022-5096(74)90018-0 .
- ↑ فولر، ك.ن.ج.؛ فوكس، ب.ج.؛ فيلد، ج.إ. (1975). "ارتفاع درجة الحرارة عند طرف الشقوق سريعة الحركة في البوليمرات الزجاجية". وقائع الجمعية الملكية في لندن. السلسلة أ، العلوم الرياضية والفيزيائية . 341 (1627): 537-557 . Bibcode : 1975RSPSA.341..537F . doi : 10.1098 / rspa.1975.0007 . JSTOR 78609. S2CID 137104796 .
- 1 2 كرايسر، إيان؛ هيرسي، جون أ. (نوفمبر 1980). "دراسة مقارنة للطحن في مطاحن الكرات الدوارة والاهتزازية". تكنولوجيا المساحيق . 27 (2): 137-141 . doi : 10.1016/0032-5910(80)85015-7 .
- 1 2 3 4 فينكاتارامان، ك.س.؛ نارايانان، ك.س. (مايو 1998). "طاقة التصادم بين وسائط الطحن في مطاحن الكرات والتأثيرات الميكانيكية الكيميائية". تكنولوجيا المساحيق . 96 (3): 190-201 . doi : 10.1016/S0032-5910(97)03368-8 .
روابط خارجية
- الموقع الرسمي لشركة EMC Cement ، السويد–على الرابط lowcarboncement.com
- جامعة لوليا للتكنولوجيا ، السويد – على الموقع الإلكتروني LTU.se
- منتدى البنية التحتية المستقبلية ، جامعة كامبريدج، المملكة المتحدة – على الرابط Fif.construction.cam.ac.uk
- إحصاءات ومعلومات هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS) عن الأسمنت – على الموقع الإلكتروني Minerals.usgs.gov
- وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA)، معلومات حول قواعد صناعة أسمنت بورتلاند - على الموقع الإلكتروني EPA.gov
- معهد الخرسانة الأمريكي – على الموقع الإلكتروني Concrete.org
- قاعدة بيانات إدغار – قاعدة بيانات الانبعاثات لأبحاث الغلاف الجوي العالمي – على الموقع الإلكتروني Edgar.jrc.ec.europa.eu
- فيتروفيوس: الكتب العشرة في الهندسة المعمارية على الإنترنت: نص لاتيني مترابط وترجمة إنجليزية
- مبادرة الاستدامة في مجال الأسمنت التابعة للمجلس العالمي للأعمال من أجل التنمية المستدامة – على الموقع الإلكتروني Wbcsdcement.org
- أسمنت
- الاختراعات السويدية
- العلوم والتكنولوجيا في السويد
- التصميم البيئي
- مواد البناء
