در مقالات قبل با ویژگی های منیزیم کلرید و ویژگی های آن آشنا شدیم در این مقاله سعی داریم تا با قابلیت تثبیت کنندگی گرد و غبار منیزیم کلرید آشنا شویم. پس با ما در این مقالات همراه باشید.
جادههای خاکی بخش مهمی از شبکه جاده‌ای هستند و نگهداری آنها نیازمند منابع اقتصادی و انسانی بسیار زیادی است. اخیراً استفاده از روش‌های جایگزین بر اساس استفاده از نمک‌های معدنی مانند کلرید منیزیم، که به بیشوفیت نیز معروف است، معرفی شده است. این روش‌ها برای کنترل گرد و غبار و استحکام سطح در جادههای خاکی استفاده می‌شوند.
در یک شبکه جاده‌ای منطقه‌ای، جادههای خاکی بخش مهمی را تشکیل می‌دهند که مناطق روستایی را به شهرهای اصلی متصل می‌کنند و به توسعه اقتصادی محلی و بهبود کیفیت زندگی جمعیت روستایی کمک می‌کنند. اما برای دستیابی به چنین مزایایی، این جاده‌ها نیاز به نگهداری مداوم دارند. سازمان‌های جاده‌ای معمولاً از روش‌های سنتی نگهداری مانند مرطوب کردن سطح به صورت دوره‌ای، تعمیر نقاط خاص، تسطیح و فشرده‌سازی و بازسازی سطح با خاک استفاده می‌کنند. انجام چنین وظایفی نیازمند هزینه‌های بزرگی در ماشین‌آلات، نیروی انسانی است.
مشکلات نگهداری جادههای ناهموار در سطح منطقه
دماهای بالا و کمبود باران باعث کاهش سطح رطوبت در لایه‌های بالایی جادههای خاکی می‌شود و اتصال بین ذرات ریز را ضعیف می‌کند. سایش تولید شده توسط وسایل نقلیه در نهایت این اتصال را شکست می‌دهد و ذرات کوچکتر به صورت گرد و غبار از لایه‌های سطحی خارج می‌شوند و در مناطق کناری جاده‌ها سقوط می‌کنند که تولیدات کشاورزی و افرادی که در مناطق اطراف زندگی می‌کنند را تحت تأثیر قرار می‌دهد. علاوه بر این، تغییر شکل در لایه های بالایی به تدریج افزایش می‌یابد، زیرا ذرات ریز از ساختار ناپدید می‌شود و در نتیجه افزایش شدید زبری و چاله ها میتواند مورد توجه قرار گیرد. انتشار گرد و غبار در جاده های آسفالت نشده تنها بیان قابل مشاهده تر از یک مشکل اساسی مهم است. این مشکل در واقع شکستگی و بدتر شدن سطح جاده است.
مشکلات اولیه و راهکارهای موقت
برای کاهش چنین مشکلاتی، آب به صورت دوره های زمان بندی شده بر روی سطوح خاکی پاشیده می‌شود، اما در تابستان آب فوراً تبخیر می‌شود. در جادههای خاکی در مناطق مسکونی، آبیاری روزانه انجام می‌شود، اما این مورد برای بقیه جادههای خاکی رعایت نمی‌شود. بنابراین، انتشار گرد و غبار و خرابی سطح در بیشتر جادههای خاکی منطقه در تابستان به طرز قابل توجهی افزایش می‌یابد و نیاز به ماشین‌آلات برای بهبود شرایط سطح این جاده‌ها افزایش می‌یابد. در این مناطق، در دسترس بودن ماشین‌آلات نگهداری جاده در تابستان بسیار حائز اهمیت است. همچنین در این منطقه، افزایش بهره وری در طول تابستان برای فعالیت های کشاورزی و معدنی وجود دارد. برای جاده های کوهستان‌های مرتفع، تابستان بهترین زمان است زیرا وقفه‌های مکرری که در زمستان رایج است، وجود ندارد. در نتیجه، ترافیک در جادههای آسفالت نشده نیز در طول تابستان افزایش می‌یابد، و عوارضی را به مشکلاتی که قبلاً توضیح داده شد اضافه می‌کند و گلوگاه بزرگی در وظایف تعمیر و نگهداری ایجاد می‌کند
استفاده از تثبیت کننده ها
کلراید منیزیم هیدراته، MgCl2.6H2O، با نام “بیشوفیت” به افتخار زمین‌شناس آلمانی گوستاو بیشوف شناخته می‌شود، اگرچه کارل کریستیان اوکسنیوس آن را کشف کرده است. این نمک سفید بلوری است، به دلیل محتوای رطوبت بالای خود زمانی که آنرا لمس میکنیم حالت چرب مانند دارد و به خاطر ویژگی های زیر در جاده ها استفاده می‌شوند.
- جاذب الرطوبه
بیشوفیت توانایی قابل توجهی برای جذب رطوبت از جو حتی در مناطق بسیار خشک دارد.
- خواص بایندر(چسبندگی)
بیشوفیت با اتصال ذرات ریز بهم دیگر باعث می‌شود لایه های سطحی آزاد را در کنار یکدیگر قرار بگیرد.
- مقاومت در برابر تبخیر
بیشوفیت فشار بخار پایینی دارد که رطوبت جذب شده را حفظ می کند.
- نقطه انجماد پایین
نقطه انجماد بیشوفیت -8/32 درجه سانتیگراد است.
- حلالیت بالا در آب
امکان تهیه سریع محلول از کلرور منیزیم وجود دارد.
نحوه اعمال برای کنترل گرد و غبار
برای اعمال بیشوفیت در جادههای خاکی باید از قبل آماده، مرطوب و فشرده شده باشد و شیب بندی آن رعایت شده باشد تا زهکشی کافی در طول باران وجود باشد.
سپس یک محلول از بیشوفیت در آب تهیه می‌شود. حداقل چهارمرتبه متوالی استفاده از محلول کلرید منیزیم بر روی سطح آسفالت نشده توصیه می‌شود. دوز استفاده شده می تواند بسته به هندسه جاده، ترافیک و سایر موارد متفاوت باشد. به این ترتیب سطح بادوامی به دست می آید و تقریباً به طور کامل انتشار گرد و غبار را کاهش می‌دهد و شرایط محیطی اطراف را بهبود می بخشد. این روش معمولاً بین 3 تا 6 ماه ماندگاری دارد. برای حفظ شرایط خوب سطح و جلوگیری از انتشار گرد و غبار به استفاده بیشتر از محلول بیشوفیت نیاز باشد.
نحوه اعمال به عنوان تثبیت کننده خاک
برای استفاده به عنوان تثبیت کننده سطح خاک، بخشی از آب را به طور مستقیم در مرحله آماده سازی برای ساخت محلول، به ماسه اضافه می‌شود. این یک مخلوط یکنواخت بین مواد دانه ای و آب کلر ایجاد می کند، و باعث ایجاد انسجام می‌شود و یک لایه بالایی فشرده و با دوام تر را به دست می آورد. ضخامت لایه باید بین 5 تا 15 سانتی متر باشد. برای کاهش هزینه های اولیه لایه ای که تحت اثر محلول قرار گرفته میتواند ضخامت کمتری داشته باشد، اما این لایه در آینده نیاز به نگهداری بیشتری خواهد داشت.
مواد گرانول شرایط خاصی را برای اندازه ذرات و ظرفیت تحمل برای اطمینان از عملکرد خوب ومقدار کم تغییر شکل سطح دارد. دوز بیشوفیت بسته به نوع درجه پلاستیسیته، بین 3 تا 5 درصد وزن شن خشک متغیر است. لایه بالایی با ماشین آلات آماده می‌شود و با در نظر گرفتن سهم آب نمک کلرید منیزیم مرطوب شده تا به رطوبت مطلوب خود برسد.
سپس به طور مناسب مخلوط، توزیع شده و با یک غلتک ارتعاشی فشرده می‌شود و با اسپری نهایی اب نمک کلرید منیزیم تصفیه می‌شود تا سطح را آب بندی کند. این روش گران تر از روش کترل گرد و غبار است، اما با دوام تر است.
نتیجه گیری
در این مقاله با نحوه عملکرد منیزیم کلرید (MgCl2) در جاده آشنا شدیم در مقالات بعد قصد داریم به بررسی عملکرد منیزیم کلرید بپردازیم. در صورت نیاز به اطلاعات بیشتر در این رابطه میتوانید با کارشناسان ما در تماس باشید.
منابع
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.