علي اصغر كيهاني
سيمان بعنوان مهمترين فرآورده ساختماني نقش مهمي در ساخت و سازهاي كشور دارد. براي رسيدن به توسعه پايدار نيازمند فضاهاي مختلف مسكوني، تجاري، اداري، صنعتي ، آموزشي و زير ساختارهاي اساسي از قبيل سد، تونل، پل، راه و... هستيم كه در ساخت همه آنها بتن نقش اساسي دارد. نكته مهم، پايداري و دوام و مقاومت بخش هاي سازه اي اين بناهاست كه در صورت طراحي و اجراي دقيق در كنار مقاومت و ايستايي در برابر نيروهاي وارده در زمان كاربري دوام لازم را در برابر پديده هاي جوي و يا شرايط اقليمي مختلف بدست مي آورند. بنابراين مقاومت بتن در كنار دوام آن در مرحله طراحي و ساخت مدنظر قرار مي گيرد تا سازه ها از طول عمر بيشتري برخوردار باشند. سيمان بعنوان ماده اصلي بتن در كنار قابليت ها و توانمندي هايي كه دارد، در مرحله توليد مسائل و مشكلات زيست محيطي شديدي به جامعه تحميل مي كند. در فرآيند توليد هر تن سيمان، يك تن گاز كربن دار وارد محيط زيست مي شود و بيش از 125 ليتر سوخت فسيلي (مازوت و يا گاز طبيعي) در كنار 110 كيلو وات ساعت برق مصرف مي شود و برابر آمارهاي ارائه شده بيش از 5/8درصد گازهاي گلخانه اي جهان ناشي از توليد بيش از 1800 ميليون تن سيمان مي باشد. بنابراين ضرورت حداكثر بهره وري از اين عنصر در اولويت برنامه ريزي كشورهاي توسعه يافته قرار دارد. همچنين با توجه به اين كه سوخت و ساير انرژي هاي مصرفي در كارخانجات سيمان در كشور ما با يارانه هاي دولتي توزيع مي شود. برنامه ريزي براي سيمان بايستي با اهداف تأمين منافع ملي و رعايت حقوق مصرف كنندگان انجام پذيرد. زيرا رقم ريالي يارانه هاي پرداختي به صنعت سيمان در قالب سوخت و انرژي تحويلي بالغ بر 680 ميليارد تومان مي باشد و اين در حاليست كه هزينه هاي اجتماعي ناشي از توليد 32 ميليون تن گازهاي آلاينده گلخانه اي ناشي از فرآيند توليد سيمان نيز، بيش از 150 ميليارد تومان مي باشد. نظر به اين كه سيمان ماده اوليه بسياري از فرآورده هاي ساختماني مي باشد و نقش فرآوري و ساخت بتن در كيفيت محصول نهايي تأثير بسزايي دارد، لذا هر گونه تصميم گيري براي سيمان بايد مراحل توليد، توزيع و مصرف سيمان را ساماندهي كند. به بيان ديگر ساماندهي بازار سيمان بايستي با روش مهندسي معكوس، از تدوين فرآيندهاي مرحله مصرف صحيح سيمان آغاز و سپس سياست هاي بخش توزيع و توليد سيمان را با هدف مصرف صحيح سيمان بدست آورد.
در دهه هاي اخير بخاطر بالا رفتن قيمت جهاني نفت در كنار آلودگي هاي زيست محيطي ناشي از توليد سيمان حداكثر بهره وري از قابليت هاي سيمان در همه ابعاد در دستور كار كشورهاي توسعه يافته قرار گرفته كه نتايج با ارزشي نيز بدست آمده است. اين برنامه ها با محورهاي زير پيگيري شده است :
۱ - ضرورت حداكثر صرفه جويي در مصرف انرژي: با توجه به حجم بالاي مصرف انرژي در فرآيند توليد سيمان موضوع كاهش ميزان سوخت مصرفي طي دهه هاي اخير اولويت نخست كارخانه سيمان بوده است. انرژي لازم براي توليد يك تن سيمان در تئوري و عمل اختلاف فاحش 50درصد دارد، ليكن همه اين انرژي تلف شده را نمي توان صرفه جويي كرد، اما با اصلاح خطوط توليد و تعريف سيستم هاي جديد، بخش قابل توجهي از اين انرژي تلف شده را مي توان كاهش داد. طي دو دهه گذشته كشورهاي توسعه يافته بيش از 33درصد مصرف انرژي براي توليد سيمان را كاهش داده اند. همچنين موضوع جايگزيني سوخت هاي ضايعاتي نيز از ديگر دستاوردهاي صنعت سيمان در كاهش هزينه هاي بخش انرژي توليد سيمان بوده است.
۲ - ارتقاء كيفيت سيمان و فرآورده هاي سيماني:كيفيت سيمان توليد شده نقش اساسي در كاهش مصرف سيمان و كيفيت محصول نهايي دارد بر همين اساس توليد سيمان هاي با مقاومت بالا براي كارهاي سازه اي، توليد سيمان هاي ويژه براي پروژه هاي خاص و توليد سيمان بنايي براي كارهاي بنايي از جمله اقداماتي بوده كه در كشورهاي توسعه يافته مورد توجه قرار گرفته است.
۱-2- سيمان هاي با مقاومت بالا:
بخش قابل توجهي از سيمان بصورت بتن سازه اي مصرف مي شود. در صورت جايگزيني سيمان هاي با مقاومت بالا (5/42 و 52/5 و 62/5) به جاي سيمان پرتلند معمولي (5/32) در بخش مصارف سازه اي، حداقل۲۰درصد از ميزان سيمان مصرفي كاسته مي شود، زيرا نتايج تحقيقات صورت گرفته نشان مي دهد كه براي رسيدن به يك سازه با ابعاد و مقاومت فشاري مورد نياز، با تغيير رده مقاومتي سيمان، حجم سيمان مصرفي نيز تغيير پيدا مي كند. چنانچه مصارف بخش سازه اي سيمان را 10 ميليون تن در نظر بگيريم با 10 ميليون تن سيمان 42/5 مي توان به اندازه 12/5 ميليون تن سيمان 32/5 بتن با مقاومت فشاري معين توليد كرد. بنابراين در شرايطي كه كشور ما در معرض خطرات زلزله قرار دارد و ارتقاء مقاومت بخش سازه اي مهم است توليد سيمان هاي با رده مقاومتي بالاتر- كه اكثر كارخانجات توليد سيمان توانمندي و امكانات آنرا دارند و فقط نيازمند دقت در مراحل توليد مي باشد، در كنار كاستن از حجم سيمان مصرفي مي توان به ارتقاء ايمني سازه ها نيز كمك كرد. با جايگزيني سيمان هاي با مقاومت بالا (به ميزان 10 ميليون تن در سال)، بيش از 243/750 تن در مصرف سوخت (43 ميليون دلار) و بيش از 280 ميليون دلار در بخش سرمايه گذاري براي ايجاد كارخانجات سيمان صرفه جويي مي شود و از انتشار بيش از 2 ميليون تن گاز گلخانه اي در محيط زيست نيز جلوگيري مي شود. موضوع ساخت و مصرف بتن هاي با مقاومت زياد از دهه 60 ميلادي در كشور آمريكا و همزمان در كشورهاي اروپايي مورد توجه قرار گرفته به نحوي در سال 1982 در ساختمان تجاري شيكاگو از بتن با مقاومت Mpa 100 استفاده شد. امروزه در كشور آمريكا و بسياري از كشورهاي توسعه يافته قيمت بتن بر اساس رده مقاومتي آن تعيين مي شود و اين در حاليست كه همچنان در كشور ما قاعده حاكم بر قيمت بتن، عيار سيمان مصرفي است.به گفته پروفسور نويل، بتن بد تركيبي است از سنگدانه، سيمان و آب و بتن خوب نيز تركيبي است از سنگدانه، سيمان و آب و تنها تفاوت اين دو دانش فني است كه در ساخت بتن خوب بكار رفته، بنابراين عيار سيمان، بدون توجه به دانش فني كه اين بتن را ساخته، نمي تواند گوياي تمام مشخصات بتن باشد، لذا حركت به سمت بتن هاي پر مقاومت، با توليد سيمان هاي با مقاومت بالا هموار مي شود.
۲- 2- سيمان بنايي :
دومين گروه مصارف سيمان، در بخش كارهاي بنايي صورت مي گيرد كه ديواركشي، آجر چيني، نصب سنگ و آجرنما و موزائيك، كاشي كاري و اندود سيمان و... را شامل مي شود.علي رغم تدوين استاندارد ملي سيمان بنايي به شماره 3516 توليد اين نوع سيمان به فراموشي سپرده شده است.در توليد سيمان بنايي مشخصه هايي از سيمان مورد نياز كه با سيمان هاي آميخته با تركيب 60 تا 70درصد كلينكر و 30 تا 40درصد انواع پوزولان و روباره مشخصه هاي لازم براي ملات بنايي بدست مي آيد، لذا توليد سيمان بنايي در كنار منافعي كه براي كارخانجات سيمان دارد، بخاطر كم كردن ميزان كلينكر مصرفي منافعي نيز براي جامعه دارد، زيرا انرژي مصرفي براي توليد سيمان و آلودگي هاي زيست محيطي ناشي از آن در مرحله پخت كلينكر كاهش مي يابد. توليد سيمان بنايي به ساماندهي شبكه توزيع و مصرف سيمان نيز كمك مي كند به نحوي كه بخاطر قابليت هاي پائين مصارف سازه اي اين نوع سيمان ها، امكان جابجايي و يا ساخت بتن سازه اي بصورت دستي با اين سيمان به حداقل مي رسد و انگيزه هاي توليد بتن هاي دست ساز و غير استاندارد را به شدت پائين مي آورد. توليد سيمان بنايي به ميزان 10 ميليون تن در سال، بيش از 365 هزار تن در مصرف سوخت صرفه جويي به دنبال دارد. همچنين از انتشار 3 ميليون تن گازهاي گلخانه اي جلوگيري مي شود و سرمايه گذاري براي كارخانجات جديد سيمان نيز بيش از 360 ميليون دلار كاهش مي يابد.
۳-2- سيمان هاي ويژه:
با توجه به اين كه سازه ها و قطعات بتني در شرايط كاربردي مختلف قرار مي گيرند، لذا به منظور حفظ فاكتورهاي دوام، كارايي و يا پيشگيري از خطرات آسيب احتمالي سازه در مرحله ساخت و نگهداري نيازمند ايجاد تغييرات در تركيبات شيميايي سيمان مي باشيم. محيط هاي قليايي و يا در معرض حمله سولفاتها و شرايط اقليمي غير متعارف، بتن ريزي هاي حجيم (سد سازي) و سازه هاي خاص صنعتي در معرض سايش از جمله مهمترين محل هايي هستند كه براي ساخت بتن جهت كاربردهاي مورد نياز در اين محلها نيازمند سيمان هاي ويژه مي باشيم تا كارايي و دوام بتن هاي ساخته شده در اين محيط ها پايداري لازم را داشته باشند.(جدول شماره 1)
مرحله توزيع سيمان
شبكه هاي توزيع يكي از مهمترين نهادهاي اقتصادي هر جامعه مي باشند كه فاصله بين توليد و مصرف را تكميل مي كنند. شبكه هاي توزيع مهمترين تأثير گذاري را در رشد و توسعه اقتصادي كشورهاي توسعه يافته داشته اند.هر كالا بر اساس مشخصات و شرايط خاص حمل و نقل و نگهداري و ساختار مصرف، الگوي مشخصي براي سازمان و نظام توزيع خود انتخاب مي كند. هر الگوي توزيع داراي سه مرحله اساسي مي باشد :1- تحويل كالا از توليدكننده. 2- انبارش و تقسيم.3- تحويل به مصرف كننده.
سرعت، دقت و حفظ كيفيت از مرحله تحويل اوليه تا تحويل به مصرف كننده مهمترين الزامات مرحله توزيع مي باشد كه هر سازمان توزيع بايد به تدوين استانداردها و آئين نامه هاي مربوطه براي تك تك اين مراحل و تعريف مكانيزمي براي رعايت صحيح اين آئين نامه ها اقدام نمايد. متأسفانه ساختار نظام توزيعي در كشور ما با كشورهاي توسعه يافته تفاوت فاحشي دارد. نظام توزيع سيمان در كشورهاي توسعه يافته با هدف پوشش مصرف صحيح سيمان تنظيم مي شود، اين در حالي ا ست كه در كشورما دقيقاً عكس اين رفتار حاكم است. سيمان توليدي در هر كشور بين 3 گروه اصلي تقسيم مي شود :
۱ - براي توليد بتن سازه اي و قطعات بتني در اختيار كارخانجات توليد بتن آماده و قطعات بتني قرار مي گيرد.
۲ - براي استفاده در پروژه هاي عمراني در اختيار شركت هاي عمراني بزرگ قرار مي گيرد.
۳ - براي مصرف در بخش كارهاي بنايي در اختيار كارخانجات توليد كننده ملات خشك بنايي و يا شبكه هاي توزيع مصالح فروشي قرار داده مي شود.
فراواني نسبت توزيع سيمان بين اين گروهها بر اساس حجم سيمان مصرفي در هر يك از بخش هاي عمراني مشخص مي شود. ليكن در كشور ما اين مسئله بدون هيچگونه پشتوانه مطالعاتي و فقط بر اساس يك عرف و سنت غلط شكل گرفته است.(جدول شماره 2)
اين در حاليست كه در كشورهاي توسعه يافته اين تقسيم بندي بر اساس ساختار مصرف تعيين مي شود.اين نسبتها در چند كشور دنيا به شرح جدول شماره۳مي باشد.
فاصله بين سهم هر يك از بخش هاي تحويل گيرنده سيمان نشان مي دهد كه ساختار توزيع سيمان در كشور، منطبق بر ساختار مصرف نمي باشد بلكه شبكه خرده فروشي سيمان در اين ساختار حاكميت دارد. اين در حاليست كه سيمان توزيع شده توسط بخش خرده فروشي، به بدترين شكل ممكن فرآوري مي شود، زيرا سيمان دريافتي اين بخش يا جهت توليد بتن هاي سازه اي غير استاندارد و دستي در پاي كار مصرف مي شود و يا وارد شبكه دلالي شده و در موارد مشابه به مصرف مي رسد و بخش اندكي از اين حجم سيمان دريافتي جهت كارهاي بنايي در اختيار سازندگان بنا قرار مي گيرد. ضرورت تغيير اساسي ساختار توزيع سيمان و انطباق آن با ساختار مصرف، مهمترين نكته پيش روي بحث سيمان مي باشد كه نيازمند مطالعات مهندسي معكوس مراحل مصرف، توزيع و توليد سيمان مي باشد.
محاسبات مرحله مصرف سيمان در بخش مسكن:
برابر محاسبه و برآوردهاي صورت گرفته از مصرف سيمان در ساختمان هاي مختلف ميانگين مصرف سيمان در بخش هاي مختلف براي ساختمان هاي با اسكلت فلزي، اسكلت بتني و ساختمان هاي آجري به شرح جدول شماره 4 مي باشد.
با توجه به محاسبات صورت گرفته، حداكثر سيمان مصرفي در بخش ساختمان كه به دو صورت مصارف سازه اي و مصارف غير سازه اي منظور مي گردد. براي 70 ميليون متر مربع ساختمان سازي در سال به شرح زير محاسبه مي شود :
براي بخش سازه
60 * 000/000/70 =000/200/4 تن
براي بخش كارهاي بنايي۷۵* ۰۰۰/۰۰۰/۷۰ =000/250/5 تن
جمـــــع كل :
135 * 000/000/70
= 000/450/9 تن
همانطوري كه ملاحظه مي شود نياز سيمان بخش ساختمان در دو بخش سازه اي و غير سازه اي كمتر از 10 ميليون تن در سال مي باشد، اين در حاليست كه از اين ميزان نيز، بيش از 2/4 ميليون تن در بخش سازه و تنها 25/5 ميليون تن سيمان براي بخش كارهاي بنايي مورد نياز است. ليكن در حال حاضر بيش از 65درصد از 32 ميليون تن توليدي كشور، (21 ميليون تن) در قالب سهميه هاي مردمي توسط مصالح فروشان توزيع مي شود كه علي رغم 400درصد افزايش سيمان دريافتي نسبت به محل مصرف، اين بازار همواره دچار بحران و آشفتگي مي باشد. علت اين امر جابجايي سيمان از بخش هاي مختلف در كنار مصرف غلط در همه بخشها مي باشد. براي ساماندهي بازار مصرف سيمان در بخش ساختمان سازي لازم است مراحل زير طي شود :
۱ - سيمان مورد نياز بخش سازه اي در قالب سيمان سازه اي با رده هاي مقاومتي۴۲/۵ و 52/5 در اختيار كارخانجات مجاز توليد كننده بتن آماده كه داراي گواهينامه استاندارد براي توليد بتن مي باشند قرار داده شود.
۲ - سيمان مورد نياز بخش بنايي تحت استاندارد ملي سيمان بنايي به شماره 3516 توليد و از طريق شبكه خرده فروشي سيمان توزيع شود. هر چند فراهم كردن زمينه هاي شكل گيري كارخانجات توليد ملات بنايي آماده گام بعدي ساماندهي مصرف سيمان در اين بخش مي باشد. امروزه در اغلب كشورهاي توسعه يافته به جاي توزيع مستقيم سيمان براي مصارف بنايي ملات بنايي را طبق استانداردهاي تدوين شده توليد و توزيع مي كنند. به نحوي كه انجمن ملات بنايي آمريكا قدمتي بيش از 90 ساله دارد، ليكن در كشور ما هيچگونه نظارت و كنترلي براي بخش مصارف سيمان در كارهاي بنايي صورت نمي گيرد.
۳ - سيمان توزيعي براي پروژه هاي عمراني بزرگ و دستگاههاي دولتي نيز بايستي منطبق بر ساختار مصرف طبقه بندي شود. براي پروژ ه هايي از قبيل سد سازي كه حجم قابل توجهي از سيمان اين بخش را به خود اختصاص مي دهد، بايستي سيمانهاي پوزولاني و ويژه و نيز براي ساير بخشهاي عمراني كه بصورت قطعات بتني مورد استفاده مي شود نيز از طريق كارخانجات توليد كننده قطعات بتني توزيع شود. چنانچه موضوع مصرف صحيح سيمان بر كل بحث هاي توليد و توزيع سيمان حاكم شود در كنار كاهش شديد حجم سيمان مصرفي به ارتقاء كيفيت و پايداري سازه ها و قطعات بتني نيز منجر مي شود. بعنوان نمونه فقط در فرآيند توليد و نصب جداول بتني در شهرداري هاي كشور برابر گزارش وزارت كشور و آمار ارائه شده از سوي شهرداري تهران همه ساله بيش از 100 ميليارد تومان بخاطر پائين بودن كيفيت جداول و تخريب ناشي از يخ زدگي به شهرداريها ضرر و زيان وارد مي شود. اين در حاليست كه در صورت توليد ماشيني اين قطعات و رعايت استانداردهاي مربوط به فاكتور دوام كه در كارخانجات توليد جداول ماشيني امكان پذير است با ارتقاء طول عمر جداول به بيش از 50 سال همه ساله مي توان 800 هزار تن در مصرف سيمان در بخش عمراني و دولتي صرفه جوئي كرد. تكنولوژي توليد جداول بتني با دوام بيش از 50 ساله در كشور موجود است و از۲۰ سال پيش نيز چنين جداولي توليد و نصب شده است. بنابراين براي ورود به بحث سيمان ناگزير از انتخاب روش زير مي باشيم.
۱ - محاسبه سيمان مورد نياز هر يك از بخش هاي سازه اي و غير سازه اي و پروژه هاي مختلف عمراني.
۲ - انتخاب نوع سيمان و مشخصات فني سيمان مورد نياز براي هر بخش كه بر اساس كاربردها و الزامات استاندارد مرحله مصرف و بهره برداري فرآورده سيماني معين مي شود.
۳ - تحويل سيمان مورد نياز هر بخش به سازمانهاي مصرف كه قادر به فرآوري و ساخت صحيح فرآورده هاي سيماني مي باشند.
اين واحدها عبارتند از : 1- توليد كنندگان بتن آماده.2- توليد كنندگان قطعات بتني.3- توليد كنندگان ملات بنايي آماده.
هر طرحي كه براي سيمان تعريف مي شود چنانچه ساختار مصرف اين فرآورده ها را ناديده بگيرد، نخواهد توانست به مشكلات جامعه پاسخي بدهد هر چند كارخانجات توليد سيمان در هنگام ورود به بحث سيمان دائماًُ بحث كمبود سيمان و ظرفيت سازي جديد و افزايش قيمت و رسيدن تا مرز قيمت جهاني و حتي بالاتر از قيمت اين محصول در كشورهاي مختلف را به زبان جاري مي كنند ليكن پرداخت يارانه هاي انرژي به اين صنعت و ايجاد انحصار براي كالاهايي غير جايگزين شرايطي را براي اين واحدها بوجود آورده كه به قيمت بهره وري از تقاضاي منطقه اي سيمان پروژه هاي داخلي و فعاليتهاي عمراني كشور را ناديده مي گيرند. بخاطر اتفاقات افغانستان و عراق بازار ناگهاني براي سيمان در منطقه بوجود آمده و كارخانجات سيمان كه حتي در صورت حذف يارانه انرژي نيز، سودهاي كلاني خواهند برد با استفاده از سوخت يارانه اي و با قيمتهاي مصوب فعلي نيز از سودهاي مناسبي برخوردارند، ليكن بخاطر حداكثر بهره مندي از ظرفيت بازار سيمان منطقه، بدنبال بحران آفريني در بازار سيمان با هدف افزايش قيمت اين كالا مي باشند.لازم به ذكر است كه بدون برنامه ريزي براي مصرف صحيح سيمان هر طرحي تنها منافع عده اي محدود بين سهامداران كارخانه سيمان و يا شبكه دلالي سيمان و يا هر دو را تأمين خواهد كرد و آنچه كه در سالهاي اخير در بحث سيمان مشاهده شد دعواي بين سهامداران كارخانجات سيمان و شبكه دلالي كشور بر سر تصاحب سود ناشي از ساختار غلط توزيع بود كه البته هر دو گروه در شكل گيري اين بازار دخالت دارند و آنچه كه در اين بين به فراموشي سپرده شده حقوق مصرف كننده و حق عمومي جامعه مبني بر توليد توزيع و مصرف صحيح سيمان مي باشد.
اين مقاله خلاصه يك طرح تحقيقاتي با عنوان، بررسي ساختار توليد، توزيع و مصرف سيمان است كه توسط گروه كارشناسي مركز تحقيقات ايران فريمكو تهيه شده.
