بررسی روش استفاده از منیزیم کلرید

در مقالات قبل با نحوه اعمال کلرید منیزیم (MgCl₂) آشنا شدیم در این مقاله قصد داریم تا با بررسی نتایج استفاده از کلرور منیزیم آشنا شویم. پس در این مقاله همراه ما شوید.

 

روش تحقیق و فعالیت های میدانی برای استفاده آب کلر

روش پیشنهادی شامل مراحل زیر است:

• تجزیه و تحلیل کتابشناسی و تحقیق
• انتخاب بخش های آزمایشی
• ساختار اولیه بخش های تحت آزمایش
• اندازه گیری ناهمواری جاده و انتشار گرد و غبار در طول زمان
• تجزیه و تحلیل نتایج و مدل های عملکرد اقتصادی مقایسه بین بخش‌ها و نتیجه‌گیری

نتایج اصلی مرحله اول در مقالات قبل ذکر شده است؛ بخش‌های زیر توصیف کننده جنبه‌های اصلی مراحل بعدی هستند.

انتخاب بخش های جاده ای برای مطالعات میدانی

بعد از مطالعه دقیق انواع بخش‌هایی با سطوح غیر آسفالتی، یک جاده انتخاب می‌شود. این جاده باید از منظر زمین شناسی، شرایط زهکشی، سطح خاک ریزی، نوع بافلت منطقه و حجم ترافیک روزانه بررسی می‌شود. تمامی داده های مربوط به این موارد ثبت می‌شوند تا اثرات استفاده از تثبیت کننده بررسی شود.

ساختار اولیه بخش های تحت آزمایش

مرحله اول پس از انتخاب بخش مورد آزمایش، علامت گذاری آنهاست. این بخش ها با نیزه های فلزی مشخص می‌شوند.

بخش اول، مشخص کردن منطقه ایست که تحت اثر ماده ماده قرار میگیرد.

بخش دوم، مشخص کردن منطقه ای است که از منیزیم کلرید به عنوان کنترل کننده گرد و غبار استفاده می‌شود.

بخش سوم، مشخص کردن منطقه ای است که از کلرید منیزیم به عنوان تثبیت کننده استفاده می‌شود.

مرحله بعد اعمال کلرور منیزیم بر سطح طبق دستورالعمل هاست.

تصاویر بالا نشان دهنده موارد فوق است.

تفاوت کیفیت سطح بین بخش‌های مورد آزمایش قرار گرفته با منیزیم کلرید در شکل زیر واضح است که نمایی از هر بخش پس

از دوره ساخت و ساز را نشان می‌دهد.

اندازه‌گیری شاخص‌های عملکردی

برای ارزیابی عملکرد بیشوفیت در طول زمان، از دو شاخص اندازه گیری

1. ناهمواری یا زبری (با استفاده از شاخص بین المللی زبری (IRI) )
2. میزان انتشار گرد و غبار

استفاده شد.

اندازه گیری ناهمواری ها

ماشینی برای ارزیابی ناهمواری با استفاده از (MERLIN) ساخته شد و در این پروژه برای اندازه‌گیری ناهمواری جاده استفاده شد. داده‌های مربوط به بی‌نظمی سطح بر روی کاغذ ثبت شدند و سپس برای به دست آوردن هیستوگرام داده‌هایی که پهنای پایه آن برای تخمین IRI از طریق معادلات توسعه‌یافته استفاده شد، به صورت آماری پردازش شدند.

 

جدول 1 مقادیر میانگین IRI تخمین زده شده برای سه بخش در جاده بررسی شده را نشان می‌دهد. در مرحله اول، بخش‌هایی که تحت تاثیر بیشوفیت بوده اند را نشان می‌دهند که به طور واضح بهتر از بخش خاکی است، که در مقادیر پایینتر IRI منعکس می‌شود. تقریباً در ماه چهارم، مقادیر IRI برای همه  بسیار مشابه می‌شوند. پس از آن، بخش‌هایی که تحت اثر منیزیم کلرید بودند افزایش تدریجی در IRI را در  طول ماه‌ها را با یک روند افزایشی نسبتاً نامنظم اما پیوسته نشان می‌دهند، در ماه‌های اولیه پس از ساخت، کاهش مشاهده شده در IRI در بخش‌های تحت درمان می‌تواند به وسیله فشار و استحکام تدریجی لایه‌های بالایی تحت ترافیک توجیه شود. پس از آن مرحله اول، IRI شروع به افزایش می‌کند و در نهایت به مقداری بین 8 و 10 متر بر کیلومتر استحکام می‌یابد.

 

اندازه گیری انتشار گرد و غبار

دو دسته اصلی گرد و غبار( با توجه به اندازه ذرات) برای توصیف اثرات نامطلوب گرد و غبار موجود در  اتمسفر بر سلامت انسان وجود دارد که شامل موارد زیر است:

• گرد و غبار قابل استنشاق (PM10) : به بخش استنشاقی گرد و غبار که معمولاً در بینی، گلو، و راه‌های تنفسی فوقانی باقی می ماند را می‌گویند که ذرات قطر حدود 10 میکرومتر دارند.
• گرد و غبار قابل تنفس (5): به ذرات کوچکتر که  میانگین قطری در حدود  2.5 میکرومتر دارد گفته می‌شود. درست است که این ذرات در ریه ها باقی نمی‌مانند اما میتواند تا اعماق شش ها نفوذ کند. این ذرات خطرناک تر از گرد و غبار قابل استنشاق هستند و می توانند آسیب بیشتری به سلامت انسان وارد کند.

هر دو اندازه ذرات می توانند با دستگاه DustMate اندازه گیری شوند. این دستگاه به گونه ای تنظیم شد که در پشت یک خودرو نصب شد و سنسور آن در پشت لاستیک چپ عقب قرار گرفت و به طور مستقیم به گرد و غباری که توسط آن لاستیک تولید می‌شود متمرکز شود. اندازه گیری گرد و غبار برای هر دو نوع ذرات (PM10 و PM2.5) با سرعت ثابتی حدود 60 کیلومتر در ساعت در حالی که خودرو در حرکت است ثبت شد.

شکل زیر همچنین نمونه ای از یک ثبت گرافیکی این خوانش ها در طول آزمایش نشان می‌دهد. این شکل تفاوت‌های واضحی در انتشار گرد و غبار در  بخش هایی که با بیشوفیت در تماس اند نسبت به مقادیر گرد و غبار منتشر شده در بخش های خاکی بدون بیشوفیت را نشان می‌دهد و اثربخشی مواد به کار رفته به عنوان کاهنده های گرد و غبار را نشان می‌دهد.

ارزیابی اقتصادی مقایسه ای بخش ها

یک ارزیابی اقتصادی برای مقایسه راه‌های جایگزین برای جاده‌های بدون آسفالت که در پروژه مورد ارزیابی قرار گرفتند، باید انجام شود.

جدول 2 نمونه ای از ارزیابی اقتصادی یک پروژه را، کل هزینه های سالانه را در هر کیلومتر مربوط به فعالیت های ساخت و ساز و نگهداری برنامه ریزی شده برای هر جایگزین در یک دوره 3 ساله را نشان می‌دهد. اگر فقط هزینه‌های ساخت و ساز در نظر گرفته شود، جاده های ماسه ای بدون منیزیم کلرید ارزان تر هستند؛ هزینه های کنترل گرد وغبار 45% بیشتر و هزینه تثبیت سطح 75% بالاتر است.

با این حال، اگر هزینه های نگهداری در این دوره 3 ساله در نظر گرفته شود و هزینه های خالص حاضر با نرخ تخفیف سالیانه 12٪ محاسبه شود، استفاده از  بیشوفیت مقرون به صرفه تر هستند. به نظر می‌رسد که درمان تثبیت سطح کمترین هزینه را دارد. اما تفاوت بین استحکام بخشی و کنترل گرد وغبار زیاد نیست و انتخاب نهایی بین این دو گزینه باید مسائلی مانند در دسترس بودن ماشین آلات، نوع و مقدار ترافیک و تغییرات در سطوح ساخت و نگهداری برای هر مورد خاص را در نظر بگیرد.

تحلیل و بررسی

نتایج یک پروژه تحقیقاتی نکات زیر را باید پیشنهاد ‌دهد.

• وقتی کلرور منیزیم برای تعمیر و نگهداری جاده‌های آسفالت نشده استفاده می‌شود، کاهش قابل توجهی در گرد و غبار توسط خودروها، به میزان 90% تا 95% نسبت به گرد و غبار تولید شده در جاده‌های خاکی به دست می‌آید. در مناطق خشک، بیشوفیت به طور قابل توجهی مقدار آب مورد نیاز برای مرطوب کردن جاده‌های خاکی را برای کنترل گرد و غبار کاهش می‌دهد. در نتیجه، استفاده از آب به طرز قابل توجهی کاهش می‌یابد و آب می‌تواند برای اهداف مفیدتری یا مصراف انسانی استفاده شود.
• یک ارزیابی مقایسه‌ای از بخش‌های پوشیده و بدون پوشش با استفاده از مواد شیمیایی مانند کلرید منیزیم به جای نگهداری سنتی لایه‌های ماسه نشان داد که به وضوح راحتی استفاده از تثبیت کننده‌های شیمیایی مانند کلرید منیزیم نسبت به نگهداری سنتی لایه‌های ماسه را نشان می‌دهد. نه تنها هزینه‌های سازمان هنگام استفاده از درمان‌های بیشوفیت کاهش می‌یابد، بلکه کاهش قابل توجهی در هزینه‌های کاربران جاده نیز مشاهده می‌شود.
• این تحقیق مزایای مرتبط باکاهش گرد و غبار ساطع شده از وسایل نقلیه را که بیش از 90% در طول پروژه اندازه‌گیری شد، به صورت کمی نمی‌سنجد. با این حال، مزایای اضافی زیادی وجود دارد، مانند کاهش هزینه های سربار وسایل نقلیه، کاهش بیماری های تنفسی و بهبود بهداشت برای جمعیت ساکن در نزدیکی جاده های آسفالت نشده، و محصولات کشاورزی با کیفیت بالاتر جمع آوری شده در منطقه عاری از گرد و غبار. همه اینها مزایای ملموسی هستند، حتی اگر در ارزیابی‌های اقتصادی توسعه‌یافته تاکنون لحاظ نشده باشند. تحقیقات بیشتر باید این مزایا را در ارزیابی تطبیقی کمّی و گنجانده باشد.
• برای ساخت و نگهداری موفقیت آمیز بخش های تحت آزمایش، دستورالعمل های تعیین شده توسط تامین کنندگان باید با دقت دنبال شود و از همکاری بین همه سازمان های شرکت کننده اطمینان حاصل شود.

نتیجه گیری

در این مقاله با نحوه تحلیل نتایج استفاده از منیزیم کلرید آشنا شدیم. امیدواریم خواندن این مقاله برای شما مفید بوده باشد. در صوت نیاز به اطلاعات بیشتر در رابطه با منیزیم کلرید (magnesium chloride) با ما تماس بگیرید.

منبع

 

Bustos, M., Cordo, O., Girardi, P., & Pereyra, M. (2015). Evaluation of the use of magnesium chloride for surface stabilization and dust control on unpaved roads. Transportation Research Record, 2473(1), 13-22.