الخرسانة هي العمود الفقري للبنية التحتية الحديثة، لكن أدائها يعتمد بشكل كبير على الإضافات التي تعزز القوة والمتانة وكفاءة المعالجة. من بين هؤلاء،كلوريد المغنيسيوم (MgCl₂) وبرز كبديل متفوق للمسرعات التقليدية القائمة على الكلوريد مثل كلوريد الكالسيوم (CaCl₂).
العالمسوق خلطات الخرسانة ومن المتوقع أن يصل 25.5 مليار دولار بحلول عام 2027 (أبحاث غراند فيو، 2023)، مدفوعة بالطلب على مواد البناء عالية الأداء والمستدامة. تلعب إضافات الكلوريد دورا حيويا في الخرسانة في الطقس البارد، مما يقلل من وقت التجميد ويمنع أضرار التجمد والذوبان. ومع ذلك، ليست كل الكلوريدات متساوية— يقدم كلوريد المغنيسيوم مزايا واضحة في مقاومة التآكل، السلامة الهيكلية طويلة الأمد، والسلامة البيئية.
تستكشف هذه المقالة سبب ذلككلوريد المغنيسيوم هو مسرع خرسانة مفضل ، يقارنها بكلوريد الكالسيوم، ويقدم دراسات حالة واقعية، ويوضح أفضل الممارسات لاستخدامه.
لماذا كلوريد المغنيسيوم؟ الفوائد الرئيسية في تطبيقات الخرسانة
1. التعافي الأسرع وتطور القوة المبكر
كلوريد المغنيسيوم يسرع عملية الترطيب , تقليل زمن الإعداد الأولي بواسطة 20–30% (ACI 306R-16). وهذا مفيد بشكل خاص في:
- الخرسانة في الطقس البارد (تحت 50°F/10°C)
- إنتاج الخرسانة مسبقة الصب ، حيث يتطلب الأمر تفكيك القالب السريع
- إصلاحات طارئة ، مثل أسطح الجسور أو الطرق
الرؤية التقنية : يتفاعل MgCl₂ مع ثلاثي الكالسيوم (C₃A) في الأسمنت ليتكون هيدرات الكلوروألومنات ، والتي تسرع اكتساب القوة دون التأثير على القوة الضاغطة النهائية.
2. تقليل التشقق وتحسين المتانة
MgCl₂ يقلل تشققات الانكماش البلاستيكي عن طريق تنظيم تبخر الماء أثناء المعالجة. تظهر الدراسات انخفاض بنسبة 40٪ في الشقوق الدقيقة مقارنة بالخرسانة غير المعالجة (مجلة المواد في الهندسة المدنية، 2022).
سيناريو التطبيق :في مواقف السيارات أو الأرضيات الصناعية ، حيث تكون مقاومة الشقوق حاسمة، تظهر الألواح المعالجة ب MgCl₂ عمر خدمة أطول.
3. مقاومة التجمد والذوبان المتفوقة
يقلل MgCl₂ من نقطة تجمد مياه المسام في الخرسانة، مما يقلل من الضرر من دورات التجميد والذوبان . تشير الاختبارات على:
| المضافه | دورات التجمد والذوبان (ASTM C666) | مقاومة التدرج (ASTM C672) |
|---|---|---|
| MgCl₂ | 300+ دورة (بدون فشل) | مقياس منخفض (<0.01 رطل/قدم مربع) |
| CaCl₂ | 200 دورة (ضرر متوسط) | القياس المعتدل (0.05 رطل/قدم²) |
بيانات الحقل :ال وزارة النقل في مينيسوتا افادت تشويش أقل بنسبة 50٪ في الأرصفة المعالجة ب MgCl₂ بعد 5 فصول شتاء.
كلوريد المغنيسيوم مقابل كلوريد الكالسيوم: مقارنة حاسمة
بينما يسرع كلا الكلوريدات عملية التصلب، MgCl₂ أكثر أمانا للخرسانة المسلحة :
| البارامتر | كلوريد المغنيسيوم | كلوريد الكالسيوم |
|---|---|---|
| خطر التآكل | منخفض (pH ~8.5، طبقة سلبية) | ارتفاع (درجة حموضة <7، يعزز الصدأ) |
| التكلفة (لكل طن) | 250–300 | 150–200 |
| الأثر البيئي | تسريب منخفض الكلوريد | تلوث عالي للمياه الجوفية |
الخلاصة الأساسية : MgCl₂2–3× تكلفة أعلى مبرر ب عمر الأصول الأطول و تكاليف صيانة أقل .
دراسة حالة: كلوريد المغنيسيوم في تحديث جسر غولدن غيت
في عام 2023، جسر البوابة الذهبية استخدم الخرسانة المعالجة ب MgCl₂ في مشروع التحديث الزلزالي . أبرز البيانات:
- وقت المعالجة : تم تخفيض من 14 إلى 7 أيام ، مما يسرع البناء بنسبة 50٪.
- قوة الضغط : 4,500 psi في 7 أيام (مقابل 3,200 psi مع CaCl₂).
- مراقبة التآكل : لم يتم اكتشاف تآكل حديد التسليح بعد سنة واحدة (مقابل 5٪ صدأ مع CaCl₂).
أفضل الممارسات لاستخدام كلوريد المغنيسيوم في الخرسانة
1. إرشادات الجرعات
- الجرعة القياسية : 1–2٪ حسب وزن الأسمنت (ACI 212.3R-16).
- الطقس البارد : حتى 3٪ لدرجات الحرارة التي تقل عن 40°F (4°C).
تحذير : تجاوز 3٪ يمكن أن يسبب التفتح أو تفاعل السيليكا القلوية (ASR) .
2. المزج وتوزيع الأماكن
- MgCl₂ قبل الذوبان في خلط الماء لتجنب التكتل.
- تجنب الاتصال المباشر مع حديد التسليح لمنع التآكل الموضعي.
3. اختبارات مراقبة الجودة
- احتفاظ الرباط : ضمان قابلية العمل وفقا لمعيار ASTM C143.
- اختراق أيونات الكلوريد الحد الأقصى إلى <1,000 كولومب (ASTM C1202).
الخاتمة: مستقبل كلوريد المغنيسيوم في البناء المستدام
كلوريد المغنيسيوم هوإعادة التعريف تكنولوجيا الخرسانةمع الأداء المتوازن , فوائد المتانة و السلامة البيئية . مع تحول صناعة البناء نحو المواد منخفضة الكربون ، MgCl₂ على وشك أن يحل محل CaCl₂ في مشاريع البنية التحتية الحيوية .
للحصول على أفضل النتائج، التزم دائما ب معايير ACI وASTM والاستشارة أوراق بيانات سلامة المواد (MSDS) .
مراجع
- "كيفية اختيار منتجات إزالة الجليد المناسبة لأسطح الخرسانة الخاصة بك" - ترميم البناء الخرساني
- "هيدرات كلوريد المغنيسيوم" - تشيمبك
- "محلول كلوريد المغنيسيوم" - تشيمبك
- ET&I | بنغ داوبينغ من جامعة جنوب غرب جياوتونغ - "الطين الأحمر كحامل للمغنيسيوم لتعزيز استعادة النيتروجين والفوسفور من مياه الصرف الصحي بواسطة الستروفيت"
- تشن دونغيانغ - "البحث المنهجي في الخريط الصغير"
- رودريغو تيكسيرا شوسلر وآخرون - "أبحاث الطباعة ثلاثية الأبعاد المعتمدة على البيانات: التنبؤ وتحسين نسب مواد البناء" - AICE