אבולוציית תכונות הובלת הלחות במלט צמנטי בסביבת התזת מלח ימית

מדוע אוויר הים עלול לפגוע בבניינים ישנים

עירוני עולם היסטוריים רבים שוכנים לצד הים, שם אוויר מלוח מקבע אבן, לבנים וטיח. במשך שנים ועשורים, התזה בלתי נראית זו יכולה לשנות בעדינות את הנימים הקטנים בתוך חומרי הבנייה, ולשנות את אופן קליטתם, אחסונם ושחרורם של נוזלים. מחקר זה בוחן מקרוב חומר נפוץ אחד — מלט צמנטי — כדי לגלות כיצד המלח מתזת הים משנה את תנועת אדי המים דרכו ומה משמעות הדבר לבריאות ארוכת־הטווח של מבני מורשת חופיים.

מלח באוויר, מלח בקירות

באזורי החוף, גלים ורוח מיצרים ערפל עדין טעון מלח מומס, בעיקר כלורי הנתרן שגרתי. כאשר תזת הים נוחתת על קירות ומייבשת, גבישים של מלח נשארים על פני השטח. עם הזמן, מעגלי רטיב וייבוש חוזרים דוחפים את הגבישים לעומק נימי החומר. מלט צמנטי, שמשמש רבות כטיח ותיקון במבנים ישנים, נחשב במשך זמן רב לעמיד דיו להתמודד עם תופעה זו. עם זאת, ניסיון שימור הראה שמלח עדיין עלול לסתום נימים, לשנות את תנועת המים ולתרום בסופו של דבר לסדיקה ולהדרדרות פני השטח. החוקרים ביקשו לכמת את ההשפעות הללו בצורה מבוקרת המדמה חשיפה ימית אמיתית.

האצה של תהליך טבעי איטי

כדי לדמות שנים של מזג־אוויר ימי במעבדה, הניחו החוקרים דגימות מלט בתא שהרסס עליהן ערפל מלחי הנוצר מתמיסה בריכוז 5%, ולאחר מכן ייבשו אותן בתנור, וחזרו על מחזור זה עד 35 פעמים. לאחר מספר מחזורים נבחר, קיבעו בזהירות את הדגימות ומדדו עד כמה בקלות אדי מים יכולים לעבור כל דגימה בתנאים שניים: בדיקה יבשה שבה האוויר בצד אחד יבש בהרבה מהצד השני, ובדיקה רטובה שבה האוויר בצד אחד רווי מאוד. במקביל חקרו את מבנה הנימים הפנימי באמצעות חדירת כספית, שמצביע על גודל וכמות הנימים, ומיקרוסקופ אלקטרונים סורק, שמדגים גבישי מלח הצומחים בתוך ועל פני המלט.

התנהגות הפוכה באוויר יבש ובאוויר לח

התוצאות הראו פילוג דרמטי בהתנהגות. בתנאים יבשים, מלט טעון מלח איפשר מעבר פחות של אדי מים: חדירות האדי מים ירדה בהתמדה ככל שהוחלו יותר מחזורי תזת מלח. המיקרוסקופיה הסבירה זאת. גבישי מלח נוצרו בעיקר בנימים בגודל בינוני הקרובים לפני השטח, והקטינו את נפח הנימים בטווח גודל מרכזי עד כ־40%. למעשה, הגבישים פעלו כמו פקקים זעירים, אילצו את אדי המים לנתיבים מסורבלים יותר או חסמו אותם לחלוטין. בתנאים לחים, לעומת זאת, התמונה התהפכה. ברגע שהאוויר הסביבתי הפך ללח מספיק, אותם גבישים ספגו מים והפכו לסרטים דקים של תמיסה מלוחה שקישרה בין נימים סמוכים. נתיבי הנוזל האלה סייעו למעשה בהובלת הלחות, כך שחדירות האדי מים המדודה עלתה משמעותית עם עליית תוכן המלח.

כלל פשוט לחיזוי זרימת לחות

כדי להפוך את התצפיות לכלי שימושי עבור מתכננים ושמרים, בנו החוקרים מודל מתמטי שמקשר בין קלות מעבר האדי במלט לשני רכיבים עיקריים: כמות המלח שנצברה ולחות האוויר. מאחר שהחומר מתנהג אחרת מתחת ומעל הלחות שבה המלח מתחיל להימס, משתמש המודל בשתי משוואות נפרדות — אחת למצב «גבישי» ואחת למצב «ברין» (תמיסת מלח). עם תכונות הבסיס של חומר נקי והערכה של תוכן המלח, המודל יכול לכוונן נתונים סטנדרטיים כדי לחזות כיצד קירות מזוהמים במלח יגיבו בתנאי אקלים שונים, מבלי לחזור על כל מערך המדידות המורכבות בכל פעם.

מה משמעות הדבר למורשת חופית

לקורא כללי, המסר המרכזי הוא שמלח באוויר הימי עושה הרבה יותר מאשר להשאיר כתמי לבן על קירות. הוא מעצב מחדש את עובדי הצנרת המיקרוסקופית בתוך חומרי הבנייה. כשהאוויר יבש, גבישים מצטברים וחוסמים נימים ומאטים את שחרור הלחות, מה שעלול ללכוד רטיבות בעומק הקיר. כשהאוויר לח, אותם גבישים יכולים להימס וליצור נתיבי זרימה מהירים ללחות. מחקר זה מציע תמונה ברורה יותר של הריקוד החבוי הזה ומספק כלים לחיזוי התנהגות קירות היסטוריים בהתמודדות עם שינויי אקלים. תובנה זו יכולה לעזור לשמרים לתכנן תיקונים מתאימים יותר, לבחור חומרים תואמים ולתכנן אסטרטגיות איוורור ובידוד שישמרו מבנים חופיים יקרי ערך זמן רב יותר עם פחות הפתעות יקרות.

ציטוט: 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

מילות מפתח: מבני מורשת חופיים, התדרדרות עקב מלח, מלט צמנטי, הובלת לחות, תזת מלח ימית