Развернуть меню

Видео

новости

все новости

Засоленная Украина, или как за рубежом борются со снегом

11.02.16

Введен новый штраф за неуборку снега в Киеве

03.02.16

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