هل تعلم أن هذا الطريق سوف يسخن ويذيب الجليد والثلج؟

(هل تعلم أن هذا الطريق سوف يسخن ويذيب الجليد والثلج؟)

في معظم بلدان الشمال، من المحتمل أن يتسبب الطقس الممطر والثلجي في فصل الشتاء في تجميد الثلوج في منطقة الطريق، وبالتالي يتم تقليل التصاق إطارات السيارة بالأرض، كما يزداد خطر القيادة، ويتأثر سلاسة المرور بشكل كبير. وفقًا للإحصاءات، فإن 15% إلى 30% من حوادث المرور في فصل الشتاء مرتبطة بتجمد الثلوج في منطقة الطريق. من أجل حل مشاكل السلامة المرورية الشديدة الناجمة عن الطرق الثلجية، استكشف الناس بنشاط وجربوا العديد من الأساليب.

 

مع تطور العلوم والتكنولوجيا والاكتشاف المستمر للمواد الجديدة، تصور بعض العلماء بجرأة أنه إذا تم رصف الطريق بالخرسانة الموصلة، فعندما تتراكم الجليد والثلج، طالما أن الطريق مزود بالطاقة والتسخين، فيمكنه إذابة الجليد والثلج بسرعة وحل مشكلة انزلاق الطريق. الحفاظ على حركة المرور آمنة وسلسة.

 

في عام 1980، بدأت بعض الدول المتقدمة في استكشاف جدوى الخرسانة الموصلة ودراسة تكنولوجيا تحضيرها. في السبعينيات، قدمت الولايات المتحدة ودول الشمال الأوروبي أبحاث وتطبيق الخرسانة الموصلة من أجل حل مشكلة تآكل الخرسانة في الطرق والجسور الناجم عن ملح إزالة الجليد. في أواخر التسعينيات، بدأ تطبيق دراسة الخرسانة الموصلة تدريجيًا في الممارسة العملية. في عام 1970، حاولت الصين دمج الجرافيت في عجينة الأسمنت لصنع أرضيات التدفئة الداخلية، والتي كانت مرضية للغاية. في عام 1990، طبقت الولايات المتحدة الخرسانة الموصلة على سطح جسر روكا سبور، باستخدام تأثيرها الحراري الكهربائي لإزالة الجليد. تُظهر نتائج البحث هذه أن الخرسانة الموصلة لها آفاق قوية، ومن الممكن للغاية تطبيقها لإذابة الجليد والثلج.

 

الجرافيت هو مادة غير عضوية يسهل الحصول عليها نسبيًا ولا تتمتع فقط بموصلية كهربائية وحرارية جيدة ولكنها تتمتع أيضًا بخمول كيميائي ممتاز. أظهرت الدراسات أن المقاومة الكهربائية للخرسانة التجارية الموصلة يمكن أن تتراوح من 10-1 إلى 106 Ω·cm مع تغيير محتوى الجرافيت. ومع ذلك، من الضروري جعل الخرسانة التجارية تتمتع بموصلية جيدة عندما يكون المحتوى مرتفعًا، ومسحوق الجرافيت الطلب على الماء كبير، ومن الضروري زيادة استهلاك المياه لمزيج الخرسانة التجارية بشكل كبير، مما سيؤدي إلى انخفاض قوة الخرسانة التجارية مع زيادة كمية مسحوق الجرافيت بسرعة. عندما يتجاوز محتوى الجرافيت 12٪، فإن زيادة الموصلية الكهربائية غير واضحة، بينما تنخفض قوة الضغط بشكل حاد مع زيادة محتوى الجرافيت. عندما تكون كمية الجرافيت أكثر من 20٪، تكون قوة الضغط أقل من 10 ميجا باسكال، وتكون المقاومة أقل من 10 ميجا باسكال. أقل من 50 Ω·cm.

 

يؤدي إضافة مسحوق الجرافيت إلى تدهور قابلية تشغيل خليط الخرسانة، لكنه يمكن أن يلبي متطلبات البناء الهندسي. مع زيادة كمية مسحوق الجرافيت، تقل قوة الخرسانة الموصلة؛ حيث أن نعومة مسحوق الجرافيت لها تأثير ضئيل على قوة الخرسانة الموصلة. تنخفض المقاومة الكهربائية للخرسانة الموصلة مع زيادة نعومة وكمية مسحوق الجرافيت. بعد التنشيط المستمر، يكون لها تأثير حراري كهربائي ممتاز وتأثير توليد الطاقة. يمكن تحضير الخرسانة الموصلة ذات قابلية التشغيل والقوة والتوصيل الكهربائي الممتازة باستخدام مسحوق الجرافيت. يتم خلط الخرسانة الموصلة في الخرسانة العادية، ويتم تحويل الخرسانة إلى مادة مركبة جديدة ذات موصلية محددة. بعد تشغيل الطاقة، يتم تنشيط الخرسانة وتسخينها. مع ارتفاع درجة حرارة سطح الطريق، يذوب الثلج والجليد بالحرارة. الخرسانة الموصلة قادرة على إذابة الثلوج في الوقت المناسب وبطريقة فعالة، وضمان حركة مرور سلسة وسلامة، والحد من الخسائر الاقتصادية الوطنية الناجمة عن كوارث الجليد والثلوج، وتكون خضراء، وتلبي متطلبات التنمية المستدامة. كنوع جديد من الخرسانة الوظيفية المركبة، فهي لا تتمتع فقط بالقدرة الميكانيكية المتفوقة للخرسانة العادية، بل تتمتع أيضًا بموصلية كهربائية وحرارية جيدة؛ يمكنها تجنب مخاطر الحوادث المرورية الناجمة عن الثلوج والجليد في منطقة الطرق الشتوية بشكل فعال ويمكنها حل مشكلة إزالة الجليد. المشاكل الاقتصادية والبيئية الناتجة لها آفاق تطبيق جيدة.

(هل تعلم أن هذا الطريق سوف يسخن ويذيب الجليد والثلج؟)