Многокомпонентные противогололедные реагенты
Исследования и более полувековой опыт показал, что смешение солей позволяет создавать более эффективные противогололедные реагенты. Так 3 части хлорида кальция и 1 часть хлорида натрия плавят лед эффективнее и быстрее, чем эти соли по отдельности. Кроме этого, хлорид натрия снижает вязкость хлорида кальция, что также повышает потребительские свойства реагентов.
Однако, у такой композиции остается достаточно высокая коррозионная активность к металлу (0,8-1мг/(см2*сутки)), крайне негативное воздействие на обувь и почвы.
При введении в композицию хлоридов натрия и кальция 5% формиата натрия, коррозионная активность многокомпонентного материала на сталь 3 снижается на 12,66%. При добавлении 10% она снижается на 24%.
При добавлении от 5 до 10% формиата идет самое эффективное снижение - на 0,017 мг на 1% формиата, а при добавлении его в количестве от 11,1% до 94% происходит снижение скорости коррозионной активности до 0,007 мг на каждый процент введенного формиата натрия.
Кроме того, как упоминалось выше, при добавлении даже 5% формиата натрия, плавящая способность композиции растет.
Опыты сельскохозяйственного института в Санкт-Петербурге показали, что присутствие солей муравьиной кислоты в почвах ускоряет процесс самоочищения и выведения хлоридов.
Таким образом, многокомпонентный противогололедный реагент с хлоридом натрия, кальция и формиатом натрия показывает лучшую плавящую способность при той же рабочей температуре, меньшую коррозионную активность (более чем в 2 раза), низкое воздействие на кожу обуви, мех и почвы. При этом стоимость такого реагента сопоставима со стоимостью хлористого кальция или хлористого кальция с натрием.
Одним из крупнейших производителей многокомпонентных реагентов с формиатом является Уральский завод противогололедных материалов (УЗПМ). Его продукт - “Бионорд” имеет разработанный научными институтами состав, который активизирует все позитивные свойства солей, минимизируя отрицательные. “Бионорд” относится к 4 классу опасности (малоопасные вещества), не вызывает аллергии, при попадании в почву быстро выводится из нее, не засаливая. Воздействие на металл в 2,5 раза ниже, чем у технической соли. Воздействие на кожу обуви сравнимо с водопроводной водой. При этом данный противогололедный реагент более чем в два раза дешевле формиата натрия в чистом виде.
Заключение
Практически у всех солей различных кислот, способных плавить лед, есть как достоинства, так и недостатки.
| Название реагента | Недостатки | Достоинства |
| хлорид натрия (техническая соль, галит) | высокая коррозия металла, негативное воздействие на обувь, засаливание почв, высокие расходы на рекультивацию земель и защиту объектов дорожного хозяйства, рабочая t -12оС, расход 150-200 гр/м2 | низкая стоимость - 3500 р за тонну |
| хлорид кальция | запрещен к применению в чистом виде, высокая коррозия металла, негативное воздействие на обувь, раздражает кожные покровы, эффект “масляной пленки”, цена от 15 000 р за тонну | рабочая t -34оС, расход 50-70 гр/м2 |
| хлорид магния | запрещен к применению в чистом виде. 2 класс опасности, высокое содержание примесей, высокая коррозионная активность и вязкость, негативное воздействие на растения, стоимость 20 000 р за тонну | рабочая t раствора -18оС |
| Нитраты | Только на ограниченных участках (мосты, тоннели), накапливаются в почвах, цена от 60 000 р за тонну | низкое коррозионное воздействие, рабочая t -30оС |
| Ацетаты | Запрещены в населенных пунктах, запах уксуса, цена 90 000 р за тонну | низкое коррозионное воздействие, рабочая t -50оС |
| Формиаты | цена от 30 000 р за тонну | малоопасное вещество 4 класса, низкое коррозионное воздействие на металл, обувь, мех, разлагается в почвах, высокая плавящая способность, рабочая t -19оС |
| Карбамид | рабочая t до -4оС, не рекомендован вблизи водоемов, цена 8 000 р за тонну | не влияет на обувь и мех, позитивен к растениям и почвам (является удобрением), малотоксичен |
| Многокомпонентные реагенты с формиатами (типа “Бионорд”) | цена от 15 000 р за тонну | рабочая t до -25оС, высокая плавящая способность, низкая коррозионная активность, малотоксичен, 4 класс опасности, не вызывает аллергии, разлагается в почвах, нормарасход 50-70 гр/м2 |
Таким образом можно сделать вывод, что наиболее подходящими для применения с точки зрения сочетания эффективности, экологичности и выгодной цены являются многокомпонентные противогололедные реагенты с формиатом натрия в составе.
Примером такого реагента является “Бионорд” производства Уральского завода противогололедных материалов. Это средство на основе нескольких хлоридных солей и формиатов. Использование многокомпонентных реагентов типа “Бионорд” в Москве на протяжении 4х лет позволило сократить травматизм пешеходов в 2,5 раза, число аварий из-за неудовлетворительного состояния дорог сократилось на 30%, несмотря на рост автопарка. Засоление почв снизилось в 2 раза. В настоящий момент составы такого типа считаются наиболее безопасными в России противогололедными материалами на основе хлоридов.
Список использованной литературы
1. Бергман А.Г., Нужная Н.П. Физико-химические основы изучения соляных месторождений хлорид-сульфатного типа. М.: Изд-во АН СССР. 1951. 232 с.
2. Данилов В.П., Фролова Е.А., Кондаков Д.Ф. и др. Поиск низкотемпературных противогололедных композиций в водно-солевой системе Ca(N03)2-Mg(NC>3)2-C0(NH2)2-H20 и исследование их свойств // Хим. технология, 2010. Т. 11. №4. С. 193-198.
3. Лопатовская О.Г, Сугаченко А.А Мелиорация почв. Засоленные почвы. Иркутск: Издательство Иркут. Гос. Уни-та, 2010
4. ГОСТ 12.1.007-76 "ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности".
5. ГОСТ 33181-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Требования к уровню зимнего содержания
6. ГОСТ Р 50597-93 Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения
7. Сравнительный анализ вязкости противогололедных материалов, Росдорнии, 2011г.
8. Евтюков С.А., Хролов С.А. Оценка влияния геометрических параметров и сцепных качеств автодороги на безопасность дорожного движения. Труды молодых ученых //Интеграция / СПб. гос. архит.-строит. ун-т. - СПб., 2000. - Ч. 2. - С. 98-100.
9. Евтюков С.А. Влияние факторов на сцепные качества покрытий автомобильных дорог // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 3.
10. Отчеты ГПБУ “Мосэкомониторинг” за 2009-2015 гг http://www.mosecom.ru/reports/