السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

لماذا يجب علينا فوراً إستخدام مواد بناء محلية صديقة للبيئة؟

لماذا يجب علينا إستخدام الإسمنت الأخضر والبلوك والبلاط الأخضر؟

بمناسبة يوم الأرض العالمي ولتوفير مصادر ومكونات الأرض للأجيال القادمة وتوفير مياه الشرب ولتقليل التلوث والضوضاء وللمساهمة في تقليل الإحتباس الحراري العالمي ، فإني أقدم هذا البحث المتواضع لأعضاء المجلس السعودي للمباني الخضراء

مقدمة:

ثبت علمياً بأن إنتاج طن من الإسمنت البوتلاندي العادي أو المقاوم للكبريتات يصاحبه إنبعاث 1طن إلى 2طن تقريباً من غاز (Co₂) وأن 99.5% من هذا الغاز يتكون نتيجة تسخين الحجر الجيري (De-carbonation) و تسخين مادة الكلنكر الإسمنتي وحرق الوقود لتسخين هذه المواد ، وكلما زادت درجة حرارة التسخين للكلنكر الإسمنتي كلما قل إنتاج المصنع وزاد من إنبعاث غاز (Co₂) وغازات وأبخرة أخرى ضارة، مما يؤدي إلى زيادة ظاهرة الإحتباس الحراري  (Global Warming) وزادت الأضرار البيئية للمصنع وزادت نسبة أمراض الجهاز التنفسي مثل الربو والتحجر الرئوي وسرطان الرئة والفشل الكلوي وغيرها من الأمراض الخطير للعاملين بالمصنع والمجاورين له.

إن إنتاج مصانع الإسمنت في السعودية سنوياً من 17 مصنع إسمنت يصل إلى 35 مليون طن سنوياً ويصل في المستقبل إلى 76 مليون طن سنوياً بعد إكتمال إنتاج المصانع السبعة الجديدة وتوسعة المصانع العشرة القديمة ، وبناءً على أبحاث ودراسات من NRMCA  الأمريكية وECO-SMART  الكندية فإن مصانع الإسمنت في العالم مسئولة عن إنتاج 7 % من إنبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون وأن  مصانع الإسمنت وحدها تنتج 50% من إنبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون لجميع المصانع، وحسب دراسة بيئية عالمية فإن مصانع الإسمنت عالمياً هي ثاني مسبب للوفيات سرطان الرئة بعد الدخان .

 أهم الحلول هي إضافة المواد البوزلانية إلى الكلنكر الإسمنتي أثناء صناعة الإسمنت في السعودية:

ينتج من هذه الإضافات البوزلانية أنواع من الأسمنت الأخضر صديق البيئة (الأسمنت البورتلاندي البوزلاني )

(GREEN CEMENT) = (PORTLAND POZZOLANA

CEMENT) IP 595-08

1-  (Natural Pozzolana)

بوزلانا طبيعية ناتجة من رماد البراكين المحلية المنتشرة بغرب السعودية

2-(SLAG)

 بوزلانا صناعية ناتجة من خبث الحديد  وهو  عن مخلفات مصانع الحديد بالسعودية والخليج  

• إن إستخدام مادة البوزلانا الطبيعية أو الصناعية في صناعة مواد البناء وخاصة في الإسمنت والخرسانة والطوب والبلوك والبلاط والعزل الحراري يعطي المبنى نقاط خضراء كثيرة من حيث إستخدام مصادر متجددة للطاقة

(RENEWABLE RESOURSES)

 أو مخلفات مصانع (Waste Materials)

 وذلك لتوفير مواد البناء الخام للأجيال القادمة وتقليل الحرارة المجاورة للمبنى

 (Reduce heat island effect)

 وتوفير إستهلاك الطاقة الكهربائية 

 (ENERGY SAVING)

 مما يقلل في إنبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون  ويساهم في تقليل

الإحتباس الحراري للمباني.

(GLOBAL WARMING)

•  إن إضافة البوزلانا للكلنكر الإسمنتي يساعد في زيادة إنتاج المصنع ويوفر الطاقة والحرارة والكهرباء للمصنع ويقلل من إنبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون بنسبة 20% ويقلل من الإحتباس الحراري بنسبة 20 % . كما أن ذلك يساهم بتقليل التلوث البيئي والضوضاء وتقليل أمراض سرطان الرئة والتحجر الرئوي والربو والفشل الكلوي بنسبة 20 %

• لقد أرسلت لي منظمة إيكو سمارت الكندية العالمية خلاصة أبحاثها وجهودها المشكورة بدولة الإمارات العربية المتحدة لإقناع المسئولين والإستشاريين والمهندسين والمقاولين وأصحاب القرار بضرورة إضافة 50% من رماد الفحم (البوزلانا الصناعية ) إلى إنتاج مصانع الإسمنت الإمارتية بحيث يتم تخفيض 15 مليون طن من إنبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون سنوياً الناتج من مصانع الإسمنت ، وقياساً عليه فإن طاقة الإنتاج السنوية المتوقعة مستقبلاً  تصل إلى 50-76 مليون طن تؤدي إلى إنبعاث 80-120 مليون طن سنوياً غاز ثاني أكسيد الكربون، لذلك إذا أستطعنا إقناع مصانع الإسمنت السعودي ومصانع البلوك الإسمنتي بإضافة 50% من البوزلانا الطبيعية أو الصناعية المحلية إلى أنتاجها فإننا بإذن الله نستطيع أن نحقق خفضاً كبيراً في إنبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون يصل إلى 40-60 مليون طن سنوياً ، كما أننا أستطعنا توفير حرق كميات كبيرة من الوقود لحرق الكلنكر الإسمنتي ، ، كما نستطيع توفير ماء الخلط حيث أنه من الثابت علمياً وحسب دراستي في الدكتوراه والخلطات التجريبية الكثيرة في مصانع ومختبرات السعودية والإمارات أن إضافة البوزلانا الطبيعية أو الصناعية (رماد الفحم أو خبث الحديد ) يقلل من كمية ماء الخلط ويعطي خرسانة سهلة الدمك ذات ليونة وقابلية تشغيل عالية أثناء الصب ونعومة على سطح الخرسانة بعد الإنتهاء من الصب ، مع سهولة ضخ الخرسانة للموقع (SELF-Compacted and self-Consolidated concrete))، وهذا يوفر كثيراً من الجهد والوقت وتوفير الأيدي العاملة .

• وبناءً على خصائص البوزلانا فإننا نستطيع توفير حوالي 5-6 مليون طن سنوياً من ماء الخلط للخرسانة . ، كما أننا نستطيع توفير35 مليون طن سنوياً من مادة الكلنكر الإسمنتي لأبنائنا وأحفادنا وللأجيال القادمة

SAVE BUILDING MATERIALES FOR OUR GENERATION))

ونكون بذلك قد ساهمنا في تقليل التلوث البيئي والضوضاء ووصلنا إلى البيئات والمجتمعات المستدامة (SUTAINABLE COMMUNITIES)

• كلما زاد إستخدام إنتاج الإسمنت الأخضر الصديق للبيئة كلما إستحق المصنع نقاط خضراء بيئية من مجلس المباني الخضراء . وكلما قلت أضرار مصانع الإسمنت للبيئة والإنسان أصبح المصنع أخضراً وعاش البشر بسلام وأمان.

---------------------

* من أهم شروط المباني الخضراء أن تستخدم فيها أسمنت و مواد بناء محلية لا تبعد عن 500 ميل عن موقع المشروع ، لذلك للحصول على نقاط أكثر لصاحب المبنى ، لذلك يجب الحرص ماأمكن على أن يكون مصدر المواد وموقع المصنع لايبعد عن المبنى الأخضر أكثر من 500 ميل لتقليل خطوات غاز ثاني أكسيد الكربون ( REDUCE CARBON FOOT-PRINT) ،  حيث تقل المسافات التي تقطعها السفن والشاحنات والطائرات لنقل مواد البناء وبالتالي يقل إستخدام الوقود اللازم لتشغيل وسائل النقل.

من أهم وأخر صفات المباني الخضراء زيادة العمر الإفتراضي للمبنى وديمومة البناء (SUSTAINBLE BUILDING ) مثل ( المباني الرومانية واليونانية) التي إستخدم فيها مادة البوزلانا الطبيعية من رماد أو صخور البراكين بنسبة تصل إلى 70% مع حجر جيري بنسبة 30% ومازالت بعضها باقية إلى الآن مثل مبنى الضيافة الذي بنته الأميرة زبيدة قرب الطائف منذ 1200 سنة، وقلعة صلاح الدين الأيوبي بسوريا وقلعة جرش ومدينة البتراء بالأردن وقلعة طرابلس بلبنان ومبنى البناثون وقلعة كراكلا ومبنى الكولسيوم بإيطاليا ومبنى الكولسيوم بتونس وغيرها من المباني الذي بناها الرومان  في أسبانيا وفرنسا وتركيا وشمال أفريقيا وجزر البحر المتوسط منذ 2000 سنة ومازالت بحالة جيدة.

-------------------------------------------------------

وبناء على دراستي في الدكتوراه من بريطانيا عام 2003 م عن أنواع الإسمنت العادي والمقاوم والإسمنت البوزلاني الأخضر وإشارة إلى دراسات تقارير التربة والمياه الجوفية في المناطق الساحلية والتي يكثر فيها أملاح الكلور والكبريتات أو المناطق التي يوجد فيها نسبة عالية من أملاح الكلور أو الكبريتات ، وبعد دراسة التدهور المتسارع في الخرسانة المسلحة والعادية وحتى في البلوك الإسمنتي والبردورات والأرصفة فقد ثبت فشل الإسمنت العادي أو الإسمنت المقاوم للكبريتات في مقاومته للأملاح العالية الموجودة في السعودية ومنطقة الخليج العربي وزادت الخسائر الكبيرة في صيانة وإصلاح تآكل الخرسانة المسلحة في المنشآت الخرسانية ، وقد أكد ذلك الخبراء العالميين الذين ذكروا في تقاريرهم بأن العمر الحقيقي للمباني الخرسانية في السعودية أقل ثلاث مرات من مثيلاتها في دول الغرب المتقدمة حيث تضاف مواد بوزلانية بنسبة 20-70% على الإسمنت البورتلاندي العادي، وبناءً عليه فإن الإسمنت البديل المتوفر حالياً لمناطق المملكة الساحلية والحارة هو :

الأسمنت الأخضر صديق البيئة

 (GREEN CEMENT and ECO-FRINDLEY CEMENT)

الأسمنت البورتلاندي البوزلاني

 ( PORTLAND POZZOLANA CEMENT )

 إن خلط هذه المواد البوزلانية وإضافتها إلى الكلنكر الإسمنتي في مصنع الأسمنت أومصنع الخرسانة أومصنع البلوك الإسمنتي يؤدي إلى تحسين جودة الخرسانة وزيادة مقاومة الخرسانة لتفاعل ركام القلويات  (ALKALI-SILICA REACTION) بنسبة 75% وكذلك يقلل التشققات الحرارية كما يقلل من حرارة التفاعل بنسبة 40-50% وكذلك فأن مادة السيلكا (SiO2)الموجودة في البوزلانا الطبيعية أو الصناعية تتفاعل بإستمرار مع الجزيئات الحرة لهيدروكسيد الكالسيوم CaO)) حيث يزيد من تكوين الرابطة الإسمنتية ( C-S-H) مما يزيد من قوة تماسك جزيئات الخرسانة ويقلل من المسامية والنفاذية وبالتالي يزيد من مقاومة المبنى لإختراق الأملاح أو الأحماض بنسبة 80%.

-------------------

من أهم وأول المشاريع التي تمت بإسمنت أخضر (صديق البيئة) مشروع جسر الملك فهد الذي يربط البحرين بشرق المملكة والذي أنتهى إنشائه عام 1980 م ، والمشروع الثاني هو مبنى قصر الحكم في حي المربع بمدينة الرياض الذي بدأ تنفيذه في عام 1996م وقد إستعمل في هذه المشاريع أكبر كمية من الإسمنت الأخضر في تاريخ السعودية حيث تم إستعمال الإسمنت البورتلاندي العادي بنسبة 50% مع رماد مخلفات مصانع الحديد الأوروبية بنسبة 50%، وقد تم إختيار الإستشاريين لهذا النوع من الإسمنت المخلوط بالبوزلان الصناعي لأنه يمتاز بمقاومته العالية لأجوائنا الحارة  كما يمتاز بمقاومته لنسبة الأملاح العالية الموجودة بالمنطقة.

--------------------------

ويعتبر مشروع توسعة رصيف ميناء جدة أول مشروع في المملكة يستخدم فيه الإسمنت الأخضر المحلي في جميع أجزاء المشروع حسب توصيات الإستشاري البريطاني، وقد تم تخزين الإسمنت البورتلاندي البوزلاني المحلي في جميع خزانات الإسمنت السبعة بمصنع الخرسانة المتنقل بميناء جدة ، ويتكون هذا الإسمنت الأخضر عن طريق خلط 80% من الإسمنت البورتلاندي العادي (نوع 2) (الذي يمتاز بخشونته وقلة حرارة التفاعل ) مع 20% من رماد بركاني من حرة رهط جنوب المدينة المنورة . ومع أن هذا الإسمنت الأخضر المحلي موجود منذ 12 سنة إلى أن هذا المشروع كان أول مشروع تبنى هذا النوع في كامل المشروع.

وقد صبت الشركة إلى الآن 500 ألف طن من الخرسانة الخضراء البوزلانية بنجاح ، مما شجع بعض مصانع الخرسانة على صب الإسمنت البورتلاندي البوزلاني في مشاريع أخرى، وشجع نجاح هذا المشروع إستشاريي بعض المشاريع الكبيرة  الأخرى بالسعودية في إعادة النظر بقرارهم السابق بالإمتناع عن الإسمنت البوزلاني المحلي لصالح البوزلانا الصناعية المستوردة من الخارج بأسعار كبيرة مع وجود بعض السلبيات لها .

  وفي الختام أدعو الله أن يوفق بلادنا لتطبيق معايير البناء الأخضر الصديق للبيئة الذي يوفر من الماء ومواد البناء لأولادنا وأحفادنا.

--------------------

الإستشاري الدكتور المهندس : محمد تاج الدين الحاج حسين

عضو اللجنة التأسيسية للمجلس السعودي للمباني الخضراء

عضو المجلس الأمريكي والإماراتي للمباني الخضراء

عضو حماية البيئة وحماية الحياة البرية وجمعية السلام الأخضر بأمريكا

الإستشاري البيئي المعتمد الوحيد عالمياً خارج أمريكا من إتحاد مصانع الخرسانة الجاهزة بأمريكا الشمالية (NRMCA)  لإدارة حماية البيئة وتقليل التلوث والضوضاء لمصانع الخرسانة الجاهزة وترشيح المصنع البيئي المثالي صديق البيئة والمجتمع للنجمة الخضراء الأمريكية (GREEN-STAR)

عضو جمعية المهندسين الأمريكية (ASCE)

عضو جمعية التآكل لمهندسي الجيش الأمريكي SAME))

عضو المنظمة الأمريكية الكشف على المباني

عضو الجمعية الأمريكية الغطاءات والدهانات العازلة للمنشاءات ((SSPC.

عضو جمعية المواصفات والإختبارات الأمريكية(ASTM) .

عضو جمعية المهندسين المدنيين البريطانية (ICE)، وعضو جمعية مواد الإسمنت البريطانية (BCA).

عضو الهيئة السعودية للمهندسين

عضو الجمعية السعودية للهندسة المدنية.

 المؤهلات العلمية

دكتوراه في الهندسة المدنية من جامعة جيلدفورد ببريطانيا في تآكل وتحمل 4 أنواع من الإسمنت مع الخواص الفيزائية والكيمائية للخرسانة المسلحة وأثر نوع الإسمنت على تأكل الحديد– تشمل الدراسة الإسمنت البورتلاندي العادي   (OPC) والإسمنت البورتلاندي المقاوم للكبريتات (SRPC) والإسمنت الأخضر البوزلاني صديق للبيئة مثل إسمنت خبث الحديد (GGBFS) الناتج من خلط الإسمنت البورتلاندي العادي مع مخلفات مصانع الحديد أوإسمنت رماد الفحم المتطاير (PFA) الناتج من خلط الإسمنت البورتلاندي العادي مع مخلفات الفحم من وقود محطات الكهرباء.

بكالوريس في الهندسة المدنية من جامعة الملك عبد العزيز بجدة

معتمد لفحص التربة والخرسانة في المختبر والموقع والكشف على المختبرات من جمعية الخرسانة الأمريكية ACI)) وإدارة مهندسي النقل والطرق الأمريكية ((FDOT

معتمد لفحص وتآكل خرسانة مع معالجة بالحماية الكاثودية من جمعية مهندسي التآكل العالمية (NACE) ، أمريكا

الخبرات العملية

مدير مكتب الإستشاري الدكتور المهندس محمد تاج الدين الحاج حسين للإستشارات المدنية

مستشار سابق لوكيل أمين جدة للتعمير والمشاريع وشركة فلور العربية لجودة الخرسانة في مشروع مجرى السيل ومحطة معالجة ماء الصرف الصحي لبحيرة بريمان وغيرها من مشاريع أمانة جدة لإختيار نوع الإسمنت وتصميم الخلطة الخرسانية الخضراء الصديقة للبيئة من البوزلانا المحلية والمقاومة للأملاح والأحماض مع تحديد نوع وتقتية الحماية من التآكل في كل مشروع والمناسبة لأجوائنا ذات الحرارة والرطوبة العالية والتربة شديدة الملوحة.

مستشار سابق في هيئة الخرسانة التابعة لوكيل أمين جدة للتعمير والمشاريع (الكشف والتقييم من حيث الجودة والبيئة والتصنيف الدوري المستمر على جميع مصانع الخرسانة الجاهزة ومصانع البلوك والطوب والكسارات التابعة لأمانة مدينة جدة)

خبرة عملية (4 سنوات ) في مختبر المواد التابع لقسم الهندسة المدنية في جامعة ساري - بريطانيا.

خبرة  عملية (3سنوات) في التقارير الفنية للتشققات القطرية والإشراف على إختبارات التربة لمعرفة أسباب الهبوطات الأرضية مع الإشراف على تثبيت التربة وتقوية الأساسات في المباني السكنية الأيلة للسقوط في ولاية فلوريدا الأمريكية ومدينة جدة .

خبرة عملية (9 سنوات) في إدارة تخطيط البرامج ومتابعة المشاريع مع الإشراف على تنفيذ مشاريع الطرق و التأكد من فحص مواد الخرسانة والإسفلت المنفذة ومطابقتها للمواصفات في مختبرات معتمدة وذلك لمشاريع البلديات والمجمعات القروية التابعة لمديرية الشئون البلدية والقروية بالمنطقة الغربية.