تطوّر خصائص نقل الرطوبة في ملاط الأسمنت تحت تأثير رذاذ الملح البحري

لماذا يمكن لهواء البحر أن يضر المباني القديمة

تقع العديد من المدن التاريخية في العالم بجوار البحر، حيث يغمر الهواء المالح الحجر والطوب والجبس باستمرار. على مدى سنوات وعقود، يمكن لهذا الرذاذ غير المرئي أن يعيد تشكيل المسام الدقيقة داخل مواد البناء بهدوء، ويغيّر الطريقة التي تمتص بها الرطوبة وتخزنها وتطلقها. تدرس هذه الدراسة عن كثب مادة شائعة—ملاط الأسمنت—لاكتشاف كيف يغيّر الملح من رذاذ البحر حركة بخار الماء خلالها، وماذا يعني ذلك لصحة المباني التراثية الساحلية على المدى الطويل.

الملح في الهواء، الملح في الجدران

في المناطق الساحلية، ترفع الأمواج والرياح رذاذًا ناعمًا محملاً بالملح المذاب، ومعظمه ملح الطعام العادي. عندما يهبط هذا الرذاذ على الجدران ويجفّ، تبقى بلورات الملح. مع مرور الوقت، تدفع دورات البلل والجفاف المتكررة هذه البلورات إلى أعماق مسام المادة. كان يُعتقد طويلاً أن ملاط الأسمنت، المستخدم على نطاق واسع ككسوة وكمادة إصلاح في المباني القديمة، قوي بما يكفي لتحمّل ذلك. ومع ذلك، أظهرت الممارسات المحافظة أن الملح لا يزال قادرًا على سد المسام، وتغيير حركة الماء، والمساهمة في النهاية في التشقّق وتآكل السطح. أراد المؤلفون قياس هذه التأثيرات بطريقة مضبوطة تحاكي التعرض البحري الحقيقي.

تسريع عملية طبيعية بطيئة

لتحاكي سنوات من الطقس البحري في المختبر، وضعت الباحثون عينات الملاط في حجرة رشّتهم بضباب مالح محضّر من محلول ملحي بتركيز 5%، ثم جففّوها بالحرارة، مع تكرار هذه الدورة حتى 35 مرة. بعد أعداد مختارة من الدورات، ركّبوا العينات بعناية وقاسوا مدى سهولة عبور بخار الماء لكل عينة تحت حالتين مختلفتين: اختبار جاف حيث كان الهواء على جانب واحد أكثر جفافًا بكثير من الجانب الآخر، واختبار رطب حيث كان الهواء على جانب واحد شديد الرطوبة. في الوقت نفسه، درسوا البنية المسامية الداخلية باستخدام اختراق الزئبق، الذي يكشف حجم وكمية المسام، والمجهر الإلكتروني الماسح الذي يصوّر بلورات الملح النامية داخل وعلى سطح الملاط.

سلوكان متعاكسان في الهواء الجاف والرطب

أظهرت النتائج انقسامًا لافتًا للشخصية. في الظروف الجافة، سمح الملاط المحمّل بالملح بمرور بخار أقل: انخفضت نفاذية بخار الماء تدريجيًا مع زيادة دورات الرذاذ المالح. كشفت المجاهر عن السبب. تشكّلت بلورات الملح أساسًا في المسام متوسطة الحجم القريبة من السطح، مما قلّل إجمالي حجم المسام في نطاق حجم مهم بمعدل يصل تقريبًا إلى 40%. عمليًا، تصرفت هذه البلورات كقوابس صغيرة، مجبرة بخار الماء على اتخاذ مسارات أكثر التواءً أو أن يُحجب تمامًا. في الظروف الرطبة، انقلبت القصة. بمجرد أن أصبح الهواء المحيط رطبًا بما فيه الكفاية، امتصت نفس بلورات الملح الماء وتحولت إلى أفلام رقيقة من السائل المالح ربطت المسام المجاورة. هذه المسارات السائلة ساعدت فعليًا على نقل الرطوبة، فارتفعت نفاذية البخار المقاسة بشكل ملحوظ مع زيادة محتوى الملح.

قاعدة بسيطة للتنبؤ بتدفق الرطوبة

لتحويل هذه الملاحظات إلى أداة مفيدة للمصممين وأخصائيي الحفظ، بنى الفريق نموذجًا رياضيًا يربط سهولة حركة البخار عبر الملاط بعنصرين رئيسيين: كمية الملح المتراكمة ومقدار رطوبة الهواء. وبما أن المادة تتصرف بشكل مختلف أسفل وفوق الرطوبة التي يبدأ عندها الملح بالذوبان، يستخدم النموذج معادلتين منفصلتين، واحدة للحالة «البلورية» وأخرى لحالة «المحلول الملحي». بالاستناد فقط إلى خواص المادة النظيفة الأساسية وتقدير لمحتوى الملح، يمكن للنموذج تعديل البيانات القياسية للتنبؤ بكيفية استجابة الجدران الملوثة بالملح في ظروف مناخية مختلفة، دون الحاجة إلى إعادة إجراء مجموعة القياسات المعقدة كل مرة.

ماذا يعني هذا للتراث الساحلي

بالنسبة للقارئ العام، الرسالة الأساسية أن الملح في هواء البحر يفعل أكثر من ترك بقع بيضاء على الجدران. إنه يعيد تشكيل السباكة المجهرية داخل مواد البناء. عندما يكون الهواء جافًا، تسد البلورات المتجمعة المسام وتبطئ إطلاق الرطوبة، ما قد يحبس الرطوبة أعمق داخل الجدار. عندما يكون الهواء رطبًا، يمكن لتلك البلورات نفسها أن تذوب وتشكل مسارات سريعة لحركة الرطوبة. تقدم هذه الدراسة صورة أوضح لتلك الرقصة الخفية وتزوّد أدوات لتوقع كيف ستتصرف الجدران التاريخية مع تغير المناخ. يمكن أن تساعد هذه الرؤى المحافظين على تصميم إصلاحات أفضل، واختيار مواد متوافقة، وتخطيط استراتيجيات تهوية وعزل تحافظ على المباني الساحلية الثمينة لفترة أطول وبمفاجآت مكلفة أقل.

الاستشهاد: Li, B., Dai, X., He, S. et al. Evolution of moisture transport properties in cement mortar under marine salt spray environment. npj Herit. Sci. 14, 291 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02562-z

الكلمات المفتاحية: مباني التراث الساحلي, تآكل الملح, ملاط الأسمنت, نقل الرطوبة, رذاذ ملحي بحري