СМЕСОВОЙ СЫПУЧИЙ ПРОТИВОГОЛОЛЕДНЫЙ РЕАГЕНТ Российский патент 2014 года по МПК C09K3/18 

Изобретение относится к коммунальному хозяйству, вопросам содержания транспортных магистралей и пешеходных зон в зимний период.

Противогололедные или антигололедные реагенты (ПГР), предназначены для борьбы с зимней скользкостью - снижения скольжения пешеходов и транспортных средств при отрицательных температурах или при положительных, когда не происходит интенсивного таяния замерзшей воды в условиях высокогорья /1-6/.

ПГР возможно подразделить на:

- ПГР, основанные на компонентах, снижающих температуру замерзания воды (КСТ). Данные ПГР могут быть твердые или жидкие. В основе их действия лежит принцип раствора, температура замерзания которого понижается, по мере увеличения концентрации КСТ. К ним можно отнести ПГР на основе хлоридов и ацетатов, натрия, кальция, магния, калия, мочевины, одноатомных и многоатомных спиртов. Иногда данный тип ПГР называют СОЛЕВЫМИ ПГР, поскольку именно соли используются в качестве КСТ, наиболее широко.

- АБРАЗИВНЫЕ ПГР - продукты, вызывающие уменьшение скольжения, за счет увеличения коэффициента трения в результате механической модификации поверхности снега и льда. К ним можно отнести: песчаник (песок), отсев, гранитную крошку и даже иногда вулканический пепел.

- СМЕСОВЫЕ ПГР, представляющие собой смесь АБРАЗИВНОГО ПГР и КСТ. Из этой группы наиболее известным является пескосолевая смесь (смесь песчаника и технической поваренной соли - обычные соотношения от 80/20 до 60/40 - КСТ от 25 до 66% от массы песчаника), которая является эффективным ПГР при температурах ниже - 15-20°С, однако при более низких температурах смерзается и не может быть использована. СМЕСОВЫЕ ПГР наносятся в количествах обеспечивающих разрушение снеголедяного слоя и перемешивания абразива со снеголедяной «кашей», что является существенным недостатком, помимо имеющихся остальных. В качестве прототипа СМЕСОВОГО ПГР (СПГР) предлагается вариант (заявка 20111108062/05), отличающийся низким содержанием КСТ в смеси - не более 5% от массы песчаника, возможностью образования устойчивого абразивного покрытия по уплотненному снегу и льду без полного его разрушения за счет низкого содержания и распределения КСТ и его распределения в виде оболочки по поверхности частичек песчаника.

К недостаткам данного СПГР следует отнести технологические сложности в производстве (любое гранулирование требует значительных энергетических затрат и специального оборудования), а также возможность образования пыли за счет КСТ и мелких частиц песчаника.

Предлагаемый вариант СПГР с содержанием КСТ от 2 до 5% отличается отсутствием гранулирования и тем, что в составе присутствует вода в количестве от 3 до 15%, так, чтобы сохранилась сыпучесть продукта и технологическая возможность его применения. При таком варианте КСТ, покрывающее частички песчаника, полностью или частично представляет собой раствор. Поскольку применение СПГР по прототипу подразумевает первичное растворение оболочки КСТ за счет взаимодействия с замерзшей водой с образованием раствора, то предлагаемый вариант находится на одну стадию впереди и действует по механизму образования устойчивого абразивного покрытия даже быстрее, т.к. частицы уже находятся в насыщенном растворе КСТ и быстрее происходит снижение концентрации КСТ в растворе вокруг частиц песчаника. Одновременно присутствие воды снижает пыление при производстве и использовании.

Температура применения (смерзаемость) СПГР определяется температурой замерзания растворов КСТ. Так, в случае применения хлорида натрия эта температура не ниже -22°С, при использовании хлорида магния около -30°С, хлорида кальция до -40°С. СПГР с содержанием воды может быть получен путем смешения КСТ с влажным песчаником или путем добавления раствора КСТ к сухому песчанику. Совершенно аналогично прототипу в состав СПГР могут быть внесены активные (функциональные) добавки, в частности антикоррозионные. Полимерные добавки для укрепления оболочки не требуются. В связи с содержанием воды в системе эффективны добавки поверхностно-активных веществ (алкилглюкозиды, бетаины) в качестве смачивателей в следовых количествах от массы песчаника - не более 0,01%.

ПРИМЕРЫ

Пример 1.

СПГР на основе молотого песчаника, просеянного через сито 0,2 мм, содержит 2% сухого хлористого кальция и 3% воды, представляет собой слегка влажный на ощупь сыпучий материал. Температура смерзания составляет -37°С. При нанесении на ледяное покрытие в количестве 100 г/м² при температуре -7°С через 15 минут образует устойчивое абразивное покрытие, не счищаемое пластиковой метлой и скребком. Коэффициент трения для резины, определенный тензометрически увеличился с 0,06 для необработанной поверхности до 0,38 и 0,33 после 5-минутной расчистки метлой и 5-минутной пластиковым скребком. При нанесении СПГМ наличие пыли не наблюдалось.

Пример 2.

СПГР на основе природного песчаника, просеянного через сито 3 мм, содержит 5% сухого хлорида натрия и 15% воды, представляет собой влажный сыпучий материал, легко просеиваемый через сито с ячейками 5 мм. При нанесении на уплотненное снеговое покрытие в количестве 300 г/м² при -12°С через 30 минут образует устойчивое абразивное покрытие. Коэффициент трения для резины увеличился с 0,12 для необработанной поверхности, до 0,45 и 0,38 после 5-минутной расчистки пластиковой метлой.

Пример 3.

СПГР на основе природного песчаника, просеянного через сито 2,5 мм, содержит 10% водного раствора следующего состава (образец I):

вода 60%

ацетат калия 39%

метасиликат натрия 5 водный (ингибитор коррозии) 0,99%

алкилполиглюкозид (ПАВ) 0,01%

Путем высушивания образца в роторной сушилке под вакуумом был получен образец 2, т.е. проведено гранулирование песчаника КСТ с образованием оболочки на поверхности. При нанесении на снеголедяное покрытие путем просеивания через сито 4 мм в количестве 200 г/м² при температуре -26°С через 10 минут образец 1 образует абразивное покрытие с коэффициентами трения 0,33 и 0,28 после 5-минутной расчистки метлой, против 0,07 для необработанной поверхности. Образец 2 через 10 минут образует покрытие с коэффициентом трения 0,29 и 0,15 после 5-минутной расчистки и приходит к показателям, близким к образцу 1, только через 25 минут.

Список литературы

1. В.П.Подольский, Т.В.Самодурова, Ю.В.Федорова. Экологические аспекты зимнего содержания дорог. ВГАСА. - Воронеж, 2000. - 152 с.

2. Руководство по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах. - Введ. 2003-16-06. - М.: 2003. - 72 с.

3. А.П.Васильев, В.М.Сиденко Эксплуатация автомобильных дорог и организация дорожного движения. Транспорт. - М., 1990. - 304 с.

4. Зимнее содержание автомобильных магистралей: обзор. информ. М., 1985. - 65 с. - (ЦБНТИ МИНАВТОДОРа РСФСР; вып.4).

5. Попов В.А. Проблемы зимнего содержания автомобильных дорог. Автомобильные дороги. - 1991. - №9. - С.1-3.

6. Г.Л.Карабан, В.Б.Ратинов. Борьба со снежно-ледяными образованиями на дорогах с помощью химических реагентов. СТРОЙИЗДАТ. - М., 1976. - 80 с.

Изобретение относится к смесовым сыпучим антигололедным реагентам для обработки дорог. Противогололедный реагент (материал), представляет собой смесь природного, сеяного или молотого песчаника, функциональных добавок, солевых компонентов в количестве от 2 до 5% от массы песчаника и воды от 3 до 15%. Частицы песчаника поверхностно примерзают к уплотненному снегу и льду, образуя устойчивое абразивное покрытие, остающееся на поверхности после расчистки от выпавшего снега. Изобретение позволяет ускорить процесс образования абразивного покрытия, удешевить технологический процесс производства, уменьшить пыление при производстве и использовании. 1 з.п. ф-лы, 3 пр.

1. Смесовой сыпучий противогололедный реагент для обработки проезжих и пешеходных дорог, с целью создания устойчивого абразивного покрытия без полного разрушения уплотненного снеголедяного слоя, на основе природного, сеяного или молотого песчаника, солевых компонентов, снижающих температуру замерзания воды, в количествах от 2 до 5% от массы песчаника и возможных функциональных добавок, отличающийся тем, что в материале присутствует вода в количестве от 3 до 15% от массы песчаника.

2. Смесовой сыпучий противогололедный реагент по п.1, отличающийся тем, что солевой компонент и функциональные добавки находятся в водном растворе.