Справочная энциклопедия дорожника (том II) Ремонт и содержание автомобильных дорог. Под ред. А.П. Васильева

Подождите немного. Документ загружается.

применяется в виде порошка, гранул и чешуек белого цвета. Содержит хлора

меньше, чем остальные хлориды. Плавящая способность около 15 г/г.

Эвтектическая температура -33°С при эвтектической концентрации 21,6 %.

Реагент ХКНМ. Представляет собой сложную однородную по всему

объему смесь солей хлорида натрия (78-83 %) и хлорида кальция (17-21 %).

Гранулы белого цвета, неправильной формы, до 5 мм, средний диаметр

частиц 2,5-3,7 мм. Действие реагента предполагает поглощение влаги из

воздуха хлористым кальцием ввиду его высокой гигроскопичности. В

результате адсорбции влаги хлористым кальцием выделяется тепло. Наличие

влаги и тепла, в свою очередь, увеличивает скорость растворения хлористого

натрия. Рекомендуется применять до -20°С. Производство компании Глобал-

Каустик на заводе в г. Волгограде.

Мочевина (карбамид) CO(NH

)

. Белое кристаллическое вещество без

запаха, основное назначение - органическое удобрение. Гигроскопическая

точка 20°С при влажности 80 %, практически не слеживается. Как

противогололёдное средство в чистом виде применяется редко ввиду

высокой эвтектической температуры -11°С и невысокой плавящей

способности. Ввиду низкой коррозийной активности, малой токсичности,

минимального влияния на окружающую среду используется для

приготовления противогололёдных материалов на её основе.

НКММ. Состав: нитрат кальция Ca(NО

)

(20 %), нитрат магния Mg(NО

)

(18 %) мочевина Ca(NH

)

(60 %) и ПАВ. Твёрдое вещество светло-

коричневого цвета, без запаха. Выпускается в виде гранул 2-5 мм - 92,6 % и

1-2 мм 7 %. Практически не слёживается.

Эвтектическая температура - 15°С при 30 % концентрации. Плавящая

способность 7 г/г. Температура применения ограничена до -8°С на

магистралях с интенсивным движением транспорта, поскольку реагент

медленно плавит снег.

Рекомендуемая объёмная норма распределения на 1 мм стекловидного

льда при температуре 0...-2°С составляет 40-50 г/м2.

СМА - гранулированный кальциево-магниевый ацетат. Состоит из

кальция, магния, доломитовой извести и уксусной кислоты. Выпускается в

США в виде гранул неправильной формы (для снижения рассыпчатости) 90

% гранул до 4 мм. Коррозийная активность принимается равной воде. При

добавлении 20 % к NaCl коррозия уменьшается на 70-80 %. Используется как

антикоррозийная добавка в хлористый натрий в смеси 20 и 40 %. Жидкий

СМА применяется в виде 25 % раствора. Эвтектическая температура -18°С,

температура применения до -7°С.

Clear way 2s. Базируется на ацетате натрия, представляет собой белые

гранулы неправильной формы. Подвержен биоразложению. Эвтектическая

температура -18°С при 39 %-ной концентрации. Плавящая способность 4 г/г

(при -5°С).

Кроме перечисленных многие отечественные и зарубежные фирмы

поставляют различные противогололёдные реагенты.

Слёживаемость твёрдых хлоридов. Недостатком твердых хлоридов

является их слёживаемость. Свойство соли слёживаться объясняется тем, что

при определённых влажностно-температурных условиях она адсорбирует

(поглощает) своей поверхностью влагу из воздуха. Способность соли

впитывать воду называется гигроскопичностью. Увлажнение соли

происходит, когда влажность воздуха выше гигроскопического порога для

данной соли. Этот порог составляет для хлористого натрия 75 %

относительной влажности воздуха, а для хлористого кальция и ХКФ - 22 %.

Это означает, что СаС1, и ХКФ практически всегда впитывают воду из

воздуха. На поверхности каждой частицы образуются новые кристаллы соли,

которые служат как бы спайками между зернами соли, что приводит к её

омоноличиванию.

Слёживаемость солей можно снизить введением специальных добавок,

которые называют реогенами. Одним из реогенов является кровяная соль,

добавкой которой слёживаемость можно существенно снизить. Однако эти

добавки стоят очень дорого. Поэтому СаС1

и ХКФ можно перевозить только

в полиэтиленовых мешках и другой закрытой таре и хранить в закрытых

складах.

Жидкие хлориды. Кроме твёрдых хлоридов для борьбы с зимней

скользкостью применяют жидкие хлориды в виде естественных и

промышленных рассолов, а также искусственно приготавливаемых

растворов.

Жидкие хлориды пригодны только с концентрацией солей более 150 г/л, т.е.

с содержанием основного вещества более 15 %. Использовать растворы с

меньшим содержанием солей нельзя, поскольку при плавлении льда и снега

концентрация раствора будет уменьшаться. Слабоконцентрированный

раствор перестаёт расплавлять лёд и при небольшом понижении температуры

сам превратится в лёд.

Нельзя проводить работы по борьбе со скользкостью с применением

растворов при температуре воздуха ниже значения температуры замерзания

применяемого жидкого хлорида, которая составляет от -10 до -17°С для

рассолов различного вида и концентрации.

Достоинство применения жидких хлоридов состоит в простоте

приготовления и распределения. Недостаток в том, что при доставке раствора

к месту его распределения затрачивается лишняя энергия на перевозку воды,

количество составляет от 50 до 80 % от общей массы.

Жидкие искусственные противогололёдные материалы - это растворы

различных твёрдых химических реагентов в воде с концентрацией от 150 до

500 г/л, то есть это крепкие и очень крепкие растворы.

Растворы готовятся в специальных смесительных установках, в которых соль

растворяется в воде с перемешиванием лопастями мешалки или при

перекачивании воды насосами. Затем раствор закачивается в ёмкости для

хранения, откуда самотёком или с помощью насоса поступает в

распределители. Растворы могут быть однокомпонентными и

многокомпонентными. При приготовлении растворов в них, как правило,

вводятся антикоррозийные ингибиторы.

Антиснег-1 (АС-1). Жидкий противогололёдный реагент, представляет 30

%-ный водный раствор ацетата аммония (CH

COONH

). Прозрачный,

бесцветный с запахом уксуса и аммиака. Для снижения запаха в него

вводится отдушка в количестве 0,25 % по массе. Реагент не содержит хлора,

позитивно влияет на почву, не оказывает вредного воздействия на зеленые

насаждения. Эвтектическая температура -44°С при 30 %-ной концентрации.

Для удержания раствора на поверхности в него вводятся добавки

водорастворимых эфиров целлюлозы (карбоксиметилцеллюлозы) в

количестве 1, 3 и 5 % по массе. Плавящая способность реагента 4,8 г/г (при -

5°С).

Нордикс. Жидкий противогололёдный реагент, представляет собой 50 %-

ный раствор ацетата калия (CH

COOK). Прозрачный, бесцветный, со слабым

запахом уксуса. Реагент не содержит хлора, не оказывает вредного

воздействия на зелёные насаждения. Нордикс имеет в своем составе

присадку, которая не вызывает коррозию металлов, сплавов и материалов,

применяемых при автомобилестроении. Эвтектическая температура -60°С

при 50 %-ной концентрации.

Естественные рассолы широко распространены на многих территориях

России. Они залегают на глубине 800-1000 м в артезианских бассейнах

(пластовые вода), а также содержатся в солёных озёрах, лиманах.

Естественные рассолы многокомпонентны с преобладанием ионов кальция,

натрия, магния. Добычу рассолов производят по скважинам, которые могут

эксплуатировать сами дорожные организации. Содержание солей в

естественных рассолах может достигать 200-300 г/л и более.

Пластовые воды с высоким содержанием хлоридов часто получают на

нефтяных месторождениях как отходы при добыче нефти. Кроме того,

жидкие хлориды получают как отходы химического и других промышленных

производств.

Помимо перечисленных материалов для борьбы с зимней скользкостью

применяют многие природные материалы, а также твердые или жидкие

отходы промышленности, содержащие хлориды натрия, кальция и магния в

количестве не менее 25 %. На применение местных материалов нужно

получить разрешение санитарно-эпидемиологической службы.

Необходимо иметь в виду, что при применении химических реагентов для

плавления льда или снега на поверхности покрытия образуется пленка

раствора различной вязкости, что приводит к снижению коэффициента

сцепления колёс автомобиля с покрытием на период высыхания этой пленки.

Основные характеристики химических реагентов, применяемых для борьбы с

зимней скользкостью, приведены в табл. 15.11.

Таблица 15.11

Название реагента

Состояние

реагента

при

применении

Химическая

формула реагента

Внешний вид

Эвтектические:

температура,°

С /

концентрация,

Рекомендуема

я минимальная

температура

при

применении,

°С

Плавящая

способность,

г/г при -5°С

Показатель

коррозийности

, потеря массы

за 28 сут, %

Стандарт

Хлористый

натрий

Твёрдое NaCl Прозрачно-

матовые

кристаллы без

запаха,

гигроскопичны,

слеживаются, с

водой

реакция

эндотермическа

-21/23 -12 11,5 6,4 ГОСТ[1531

Хлористый

кальций

Твёрдое CaCl

2H

O Чешуйки или

гранулы белого

цвета, хорошо

растворяются в

воде, реакция с

водой

экзотермическая

-51/32 -32 10-12 3.32 ГОСТ [ 450-

Хлористый

кальций

модифицированн

ый

Жидкое CaCl

- 23-27 %

карбамид - 0,5 %

полибензол

пиридинийхлори

д 0,05 %

(антикоррозийна

я добавка)

Прозрачная

жидкость

светло-

коричневого

цвета без запаха

-15/27 -30 4.5 1,37 ТУ 2149-

026-

13164401-

Биомаг, ХММ Твёрдое,

жидкое

MgCl

6

O Порошок

чешуйки белого

цвета без запаха

-33/22 -14 15* 2,17 ТУ 2152-

001-

53561075-1

Нордикс (ацетат

калия)

Жидкое К(СН

СОО) Прозрачный,

бесцветный со

слабым запахом

уксуса

-60/50 -34 5,7 0,72 ТУ 2149-

004-

46827118-

Антиснег (ацетат

аммония)

Жидкое NH

(CH

COO) Прозрачный

бесцветный с

запахом уксуса

и аммиака

-44/30 -33 4,8 0,16 ТУ 2149-

001-

45052508-

* - для твёрдого

Ингибиторы - это химические вещества, которые вводят в состав солей

для снижения их корродирующего действия на металлические части

автомобилей, дорожных машин, металлических ограждений, опор знаков,

пролётных строений мостов и других элементов из металла. Ингибиторы

вводят во все применяемые соли и растворы, которые не содержат их в своём

составе.

Эффективными ингибиторами являются однозамещённый и

двухзамещённый фосфат натрия, простой и двойной суперфосфат (табл.

15.12).

Таблица 15.12

Название хлорида

Название ингибитора,

добавляемого в хлорид

Формула

Количество

ингибитора, %

Хлористый натрий в виде соли Однозамещённый фосфат натрия NaH

2H

O 2-3

Двухзамещённый фосфат натрия NaHPO

12H

O 5-7

Простой суперфосфат Ca(H

)

5-7

Двойной суперфосфат Са(Н

РО

)

+Р

Смесь хлористого натрия и

хлористого кальция

Однозамещённый фосфат натрия NaH

2H

O 2-3

Простой суперфосфат Са(Н

РО

)

5-7

Рассол хлористо-натриевый Однозамещённый фосфат натрия NaH

2H

O 0,5-1,0

Двухзамещённый фосфат натрия NaHPO

12H

O 2-3

Комбинированный химико-механический метод борьбы с зимней

скользкостью состоит в распределении по снежному накату твёрдых или

жидких хлоридов, которые расплавляют и ослабляют снежно-ледяной слой,

после чего рыхлую массу убирают плужным или плужно-щёточными

очистителями, а при их отсутствии - автогрейдерами.

Расход твёрдых хлоридов на 1 мм слоя замерзшей воды колеблется от 15

до 90 г/м

, а жидких хлоридов от 0,08 до 0,15 л/м

в зависимости от вида

хлорида и температуры воздуха. Для повышения эффективности и

уменьшения расхода хлоридов предварительно устраивают продольные

канавки в снежном накате глубиной до 2-5 см и шириной 2 см на расстоянии

одна от другой 6 см. Их устраивают автогрейдером, к ножу которого

приварены зубья. Распределенные твердые или жидкие хлориды в основном

собираются в канавках и быстро разрушают снежный накат, который затем

убирается плужно-щёточными машинами. Расход хлоридов сокращается на

30-40 %.

Нормы распределения противогололёдных материалов и условия их

применения. Химические противогололёдные материалы при образовании

снежного наката распределяют согласно установленным нормам (табл.

15.13). После разрыхления наката (вследствие частичного плавления и

воздействия автотранспорта) обычно в течение 2-3 ч рыхлую массу убирают

последовательными проходами плужно-щёточных снегоочистителей.

Таблица 15.13

Наименование материала

Концентрация,

Нормы распределения твёрдых (г/м

) и жидких хлоридов (л/

) при температуре воздуха, °С

при рыхлом снеге лёд

-4 -8 -12 -16 -20 -2 -4

Хлористый натрий в виде

поваренной соли и соли

сильвинитовых отвалов

90 15 30 45 55 - 40 75

80 20 35 50 60 - 45 85

Хлористый кальций

чешуированный и ХКФ

76 20 40 50 60 70 55 110

Бишофит чешуированный 47 30 45 60 70 80 75 140

Карбамид 25 60 - - - - 50 115

НКМ 25 50 75 90 - - 65 130

Хлористо-натриевый рассол 25 0,04 0,08 0,11 0,13 - 0,13 0,29

20 0,06 0,10 0,14 0,17 - 0,17 0,41

15 0,08 0,14 - - - 0,25 0,67

10 0,14 - - - - 0.45 -

Хлористо-кальциевый

рассол

35 0,03 0,05 0,07 0,08 0,09 0,10 0,21

30 0,04 0,07 0,09 0,10 0,11 0,12 0,26

20 0,06 0,10 0,14 0,16 - 0,21 0,52

10 0,12 - - - - 0,61 -

Хлористо-магниевый рассол 35 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,14

30 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,10 0,20

20 0,05 0,08 0,10 0,12 0,13 0,18 0,31

10 0,11 0,18 - - - 0,50 -

П р и м е ч а н и е . Приведённые нормы рассчитаны на полное расплавление стекловидного

льда толщиной 1-3 мм и на частичное расплавление уплотнённого или рыхлого снега,

достаточного для того, чтобы в нём образовалось 20 % влажности, снег стал рыхлым,

неуплотняемым и его можно легко удалить плужным или плужно-щёточным очистителем.

При толщине льда более 1-3 мм расход реагентов необходимо пропорционально

увеличивать.

При образовании на дорожном покрытии стекловидного льда (наиболее

опасного вида зимней скользкости) работы по его ликвидации состоят в

распределении повышенных норм противогололёдных материалов и

установке временных знаков, предупреждающих водителей транспортных

средств об опасности (знак 1.15 «Скользкая дорога» в соответствии с

действующими Правилами дорожного движения).

Не допускается использование химических материалов для борьбы с

зимней скользкостью при температурах ниже температуры замерзания

растворов солей, образующихся при плавлении льда или снега

применяемыми химическим материалами. В этом случае необходимо

применять пескосоляную смесь. Распределение пескосоляной смеси

производится в количестве 350 г/м

при соотношении компонентов песка и

соли соответственно 90:10 и 175 г/м

при соотношении 80:20.

На гравийных, щебеночных и грунтовых дорогах, а также на дорогах,

уровень содержания которых допускает образование снежного наката, в

качестве фрикционных материалов необходимо применять песок, каменные

высевки, щебень и шлак. Используемые материалы не должны содержать

примесей в виде глины и золы. Размер фрикционного материала не должен

превышать 5 мм.

С целью снижения коррозийного воздействия на транспортные средства на

дорогах, а также на элементах искусственных сооружений предпочтительнее

использовать химические вещества, не вызывающие коррозию (НКМ,

карбамид), или ингибированные материалы (ХКФ - хлористый кальций

фосфатированный).

Для борьбы с зимней скользкостью на цементобетонных покрытиях,

хлориды допускается применять не ранее чем через год после завершения

строительства, если эти покрытия построены из смеси с

воздухововлекающими добавками, и спустя три года, если без них.

Разработаны и реализуются следующие методы снижения расхода

хлоридов для борьбы с зимней скользкостью:

профилактический способ борьбы с зимней скользкостью;

распределение увлажнённой соли;

распределение хлоридов только по полосам наката.

Профилактический метод борьбы со скользкостью заключается в

распределении противогололёдных материалов до образования на проезжей

части дороги гололёда или наката. Он подразделяется на предупреждение

образования гололеда и предупреждение образования снежного наката. В

первом случае за 30-60 минут до начала образования гололёда на

поверхность покрытия распределяют твёрдые или жидкие хлориды с

расходом от 5 до 20 г/м

. Соединяясь с влагой из воздуха, хлориды образуют

соляной раствор, который препятствует образованию гололёда. Реализация

этого метода требует точного прогноза о возможном образовании гололёда за

1-2 часа до начала образования, чтобы успеть обработать поверхность

хлоридами. Для такого прогноза разработаны различные приборы и

сигнализаторы гололёда. Большинство этих приборов и датчиков служат

только для раннего обнаружения гололёда, но некоторые системы позволяют

получать прогноз наступления гололёда за 1-2 часа до момента его

появления, что намного важнее, чем обнаружение уже образовавшегося

гололеда. Как правило, системы раннего предупреждения и системы

прогнозирования гололёда имеют в своем составе автоматическую

метеорологическую станцию (АМС) и датчики, измеряющие температуру

покрытия и фиксирующие её состояние (рис. 15.32).

Рис. 15.32. Дорожная метеостанция с 6 датчиками:

1 - автоматическая метеостанция (АМС); 2 - датчики, фиксирующие показатели состояния

покрытия

В настоящее время системы ранней регистрации гололеда выпускают

фирмы: Enator (Швеция), Vaisala (Финляндия), Odin System (США), Boschung

Megatronic (Швейцария), Национальная индустриально-торговая палата

(Россия) и др.

Важным условием эффективного применения профилактического метода

борьбы с гололедом является наличие машин, способных распределять

хлориды очень малыми дозами порядка 5-10 г/м

. При таком малом расходе

хлориды не оказывают отрицательного влияния на окружающую природу,

дорогу и автомобили, но позволяют не допустить образования гололёда или

гололедицы на покрытии.

На принципе раннего обнаружения гололёда работают системы

автоматического разбрызгивания раствора хлоридов для предупреждения

образования гололёда на мостах (рис. 15.33). После получения сигнала об

образовании гололёда автоматически включаются насосы, которые под

большим давлением подают раствор к разбрызгивающим устройствам

(тарелкам), которые установлены на обочинах у кромки проезжей части.

Тарелки имеют отверстия, через которые струи раствора разбрызгиваются на

всю проезжую часть, колёсами автомобилей раствор разносится равномерно

по полосам движения. Это позволяет предупредить образование гололёда

или ликвидировать его на ранней стадии с небольшим расходом хлоридов.

Рис. 15.33. Система автоматического разбрызгивания противогололёдных реагентов

Автоматизированные системы распределения противогололёдных

материалов по данным сигнализаторов гололёда применяются на сложных

развязках, отдельных мостах и на опасных участках дорог.

Предупреждение (профилактика) образования снежного наката. В

этом случае задача состоит в том, чтобы не допустить уплотнения колесами

автомобилей снега на поверхности дороги во время снегопада или метели.

Такая технология применяется в городских условиях на улицах городов и

автомобильных магистралях с интенсивностью движения более 100-200

авт/час на полосу движения. Чтобы не допустить уплотнения рыхлого снега,

в него вводят небольшое количество химического реагента в виде

пескосоляной смеси, твёрдых хлоридов или растворов соли.

Технология работ состоит в следующем. Первый этап - это выдержка -

период от начала снегопада до начала работ по распределению хлоридов.

Продолжительность выдержки зависит от интенсивности снегопада и

колеблется от 15 до 40 минут. Второй этап - обработка химическими

реагентами. После накопления небольшого количества снега на поверхности

дороги распределяется реагент (хлорид) по норме от 15 до 25 г/м

в пересчёте

на твёрдое вещество при температуре снега от -6°С до -18°С.

Следующий этап - интервал, продолжительность которого колеблется от

0,25 до 3 ч в зависимости от интенсивности снегопада и температуры снега.

Чем выше интенсивность снегопада, тем меньше интервал. В этот период

распределенный хлорид колесами автомобилей перемешивается со снегом,

образуя рыхлую, сыпучую массу, которая не уплотняется. Это объясняется

тем, что химический реагент значительно уменьшает силы внутреннего

трения и сцепления между частицами снега. После этого мокрый снег

удаляют с поверхности покрытия или сгребают в валы при помощи плужно-

щёточных снегоочистителей, грузят в транспортные средства и вывозят на

заранее подготовленные снегосплавные или снегоплавильные пункты.

Распределение увлажнённой соли. Способ распределения увлажнённой

соли состоит в том, что хлорид натрия (NaCl) подается на

распределительную тарелку солеразбрасывателя в сухом виде и здесь

увлажняется раствором кальция (СаС1

). Увлажнённая соль, попадая на

поверхность гололёда или покрытия, приклеивается к поверхности, сразу

вступает в работу и не сметается с поверхности ветром и проходящими

машинами. Для солевого раствора обычно применяют хлорид кальция или

магния.

Обычно концентрация солевого раствора 20 %. При посыпке увлажненной

солью применяют соотношение сухой соли к солевому раствору как 7:3 (или

70 % : 30 %). В соответствии с 30 %-ной долей солевого раствора

увлажнённая соль в Германии, где её применяют, обозначают FS30 (рис.

15.34).

Рис. 15.34. Стандартный состав увлажнённой соли FS30

Солевой раствор готовят на базе в смесительной установке и хранят в

резервуарах. Для распределения применяют специальную машину, которая

имеет бункер для сухой соли, резервуар для солевого раствора, дозирующее

устройство и рассыпающую тарелку.

Норма расхода увлажнённой смеси составляет около 10 г/м

, то есть 7 г/м

сухой соли. Этого достаточно, чтобы ликвидировать гололёд, гололедицу и

иней при небольшой отрицательной температуре.

При более низких температурах расход соли соответственно

увеличивается, но все равно меньше на 20-40 %, чем при россыпи сухой

соли.

Распределение хлоридов только по полосам наката. На дорогах с

невысокой интенсивностью движения расход хлоридов можно существенно

уменьшить за счёт распределения их не на всю ширину проезжей части. Для

этого выпускают солеразбрасыватели с двумя тарелками, расположенными

низко над проезжей частью. Каждая тарелка разбрасывает хлорид на ширину

полос наката около 0,8-1,0 м. Соответственно уменьшается расход хлоридов.

Создание гололёдобезопасных (гидрофобных) покрытий. В состав

материала верхнего слоя покрытия или слоя износа вводится химический

реагент, состоящий из хлорида и ингибитора. Одним из первых таких