Развернуть меню

Видео

новости

все новости

Изменение Deice

31.12.17

Засоленная Украина, или как за рубежом борются со снегом

11.02.16

Эффективность ПГМ

17.04.14

Эффективность ПГМ

Эффективность противогололедных реагентов зависит от многих факто­ров, основными из которых являются:

  • температура замерзания и кон­центрация растворов;
  • плавящая способность;
  • расход реагентов;
  • вязкость растворов;
  • коррозионная активность.

Температура замерзания раствора зависит от концентрации и может сни­жаться до достижения раствором точки эвтектики. Хлорид натрия достигает точки эвтектики при концентрации рас­твора 23,3% (-21,2°С) (табл. 1), хло­рид кальция - при 29,5% (-51°С), хло­рид магния - при 21% (-33,5°С), ацетат калия - при 50% (-60°С).

Разбавленные растворы имеют тем­пературу замерзания выше, чем кон­центрированные, и могут замерзнуть, вызывая дополнительную скользкость. Поэтому на практике используется по­казатель рабочей температуры.

Плавящая способность определяет основной показатель противогололедно­го реагента - способность эффективно плавить лед (рис. 1). Под ней понимают количество льда в граммах, которое мо­жет расплавить один грамм реагента.

Термодинамические характеристикпротивогололедных реагентов:

реагент Температура, °С Теплота pастворения, ккал/моль, при реакции
эвтектическая рабочая экзотермическая эндотермическая
Хлорид кальция -51 -34 -51,4  
Хлорид натрия -21,2 -9...-12 - 1,18
Хлорид калия -10 -4 - 4,28

Плавящая способность реагента зависит от скорости его растворения и количества теплоты, выделяемой или поглощаемой при этом (см. табл).

Хлорид натрия (концентрат минеральный галит) растворяется очень медленно и с поглощением теплоты. Сухой кристалл соли, помещенный на сухую поверхность, сначала накапливает тепловую энергию из окружающей сре­ды до момента, пока на поверхности кристалла не образуется жидкая пленка. Первоначальный раствор активизирует растворение оставшейся соли. Под действием собственного веса и при относительно малой скорости растворения отдельные частицы хлористого натрия проникают через слой льда на поверхность дорожного покрытия, что в результате ослабляет связь между дорожным полотном и слоем льда. После того как кристалл растворится, он продолжает накапливать тепловую энергию.

Хлорид кальция растворяется зна­чительно быстрее, чем хлорид натрия, поскольку он одновременно гигроскопичен и растворим в поглощенной из воздуха влаге (СаС12 при температуре воздуха от 0 до -9°С абсорбирует влагу уже при относительной влажности 42% и выше, в то время как NaCL начинает абсорбировать влагу только при относительной влажности 76% и выше). Таким образом, хлорид кальция в твердом состоянии абсорбирует влагу до тех пор, пока не растворится. При растворении хлорида кальция выделяется большое количество теплоты (при растворении 111 г хлорида кальция в 72000 г воды выделяется 17 990 кал теплоты, а при растворении хлорида натрия 2400 кал теплоты поглощается). Благодаря большой скорости растворения меньшее количество хлорида кальция затрачивается в период снегоуборочных работ. Хлористый кальций растворяется значительно быстрее других реагентов.

Вязкость растворов - важнейший физико-химический параметр водных растворов химических реагентов. Она имеет большое значение при использовании как жидких, так и твердых реагентов. Вязкость растворов напрямую связана со скользкостью, т.е. с коэффициентом сцепления колеса с дорогой (рис. 2, данные получены на кафедре строительства и эксплуатации дорог МАДИ при участии канд. техн. наук Н.В. Борисюка). Чем выше вязкость раствора, тем в меньшей степени колесо при контакте с влажной дорогой выдавливает пленку реагента, тем менее надежно сцепление колеса с дорогой. Коэффициент сцепления также зависит от шероховатости поверхности дороги. Чем меньше шероховатость, тем сильнее будет сказываться влияние вязкости применяемых ПГМ.

В порядке увеличения вязкости растворы можно расположить так: 23%-ный раствор хлорида натрия, 26%-ный раствор хлорида кальция, 32%-ный раствор хлорида кальция, 25%-ный раствор хлорида магния, 50%-ный раствор ацетата калия и 28%-ный раствор кальциево-магниевого ацетата.

Жидкие реагенты эффективны при использовании для предупредительной обработки. Применение для этих целей растворов с высокой вязкостью может вызвать на дороге эффект "смазки". Наиболее приемлемыми для предупредительной обработки являются растворы хлорида натрия и 26%-ный раствор хлорида кальция (ХКМ).

При обработке дороги с уже образовавшимся ледяным покрытием любыми жидкими реагентами на некоторое время резко возрастает вероятность аварийной ситуации. И только после того, как лед расплавится, создаются нормальные условия для движения автотранспорта.

Использование сухих противогололедных реагентов на основе хлоридов кальция и магния (бишофит) для предупредительной обработки дороги имеет также свои особенности. Вязкость растворов бишофита в 2 раза выше, чем хлорида кальция, при одинаковых концентрациях.

При предупредительной обработке сухими реагентами на основе хлоридов кальция и магния могут создаваться си­туации повышенной опасности, так как на дороге сухие реагенты превращаются в растворы с большой концентрацией и высокой вязкостью. Они могут быть рекомендованы к использованию во время снегопада при низких температурах на дорогах с большой интенсивностью движения.

Коррозионная активность является также одной из важных характеристик ПГМ.

Максимальной коррозионной активностью обладают растворы хлорида натрия, минимальной - растворы ацетатов. Использование ингибиторов в составе противогололедных химических реагентов позволяет уменьшить их коррозионное воздействие и надежно защитить емкости хранения и оборудование. Полной защиты от атмосферной коррозии ингибиторы не дают. На асфальтобетонные покрытия противогололедные реагенты практически не действуют.

На кафедре строительства и эксплуатации дорог МАДИ проведены исследования коррозионной активности различных ПГМ (с результатами можно ознакомиться в отчетах МАДИ).

Развернуть меню