Преимущества применения новой антигололедной композиции над традиционной пескосоляной смесью на объектах дорожного хозяйства
Аннотация
Дата поступления статьи: 25.09.2013Статья посвящена сравнительному анализу применяемой традиционной пескосоляной смеси на базе хлористого натрия и песка и новой антигололедной композиции на основе природных минералов: хлористого магния (бишофит) и глауконита. Выявлены преимущества применения экокомпозиции на объектах дорожного хозяйства по экологическим, санитарно-эпидемиологическим и техническим показателям. Реагент на основе природных материалов повысит безопасность дорожного движения.
Ключевые слова: антигололедный реагент, пескосоляная смесь, объекты дорожного хозяйства, экологическая, техническая безопасность
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (по отраслям и сферам деятельности)
Согласно ОДН 218.2.027-2003 “Требования к противогололедным материалам” к антигололедным реагентам относятся твердые или жидкие дорожно-эксплуатационные материалы, применяемые для борьбы с зимней скользкостью на автомобильных дорогах и улицах. Классификация противогололедных материалов приведена на рис. 1. В зависимости от используемого сырья и его происхождения противогололедные материалы (ПГМ) делят на три группы: 1 - химические, 2 – фрикционные, 3 - комбинированные, которые выпускают в твердом или жидком виде.
Рис. 1. - Классификация противогололедных материалов [1]
*) ПСС - пескосоляная смесь.
**) ПГС - песчано-гравийная смесь.
Нами проведен сравнительный анализ комбинированных противогололедных реагентов:
- Традиционная пескосоляная смесь на основе NaCl (галит) и карьерного песка.
- Новая антигололедная композиция, основу которой составляют MgCl2*6H2O (бишофит) и глауконит.
В таблицах № 1 и № 2 представлен минералогический, химический состав солей и фрикционных материалов, используемых и рекомендованных к применению на проезжей части дорог, тротуаров.
Таблица № 1
Минералогический состав солей, применяемых и планируемых к внедрению на объектах дорожного хозяйства
NaCl, в % |
MgCl2*6H2O, в % (масс.) |
||
Хлористый натрий |
96,15 |
Бишофит |
88-99 |
Кальций-ион |
0,18 |
Карналлит |
0,1-55 |
Магний-ион |
0,10 |
Кизерит |
0,1-2,8 |
Сульфат-ион |
0,27 |
Бромистый магний |
0,45-0,98 |
Нерастворимый в воде остаток |
1,45 |
Ангидрит |
0,1-0,7 |
Влага |
2,85 |
Галит |
0,1-0,4 |
Массовая доля антислеживателя |
- |
В ископаемом состоянии бишофит встречается в виде соляной зернисто-кристаллической породы. В чистом виде кристаллы бишофита водянопрозрачные, но могут иметь белую, розовую и бурую окраску в зависимости от примесей. Бишофит имеет горьковато-соленый острый вкус, твердость его 1,5, удельный вес 1,59-1,61 г/см3, электропроводен, молекулярная масса 203,31; кристаллическая форма – моноклинная, температура кипения 150 0С. Растворимость в г на 100 г холодной воды (20 0С) – 306, горячей воды (100 0С) – весьма растворим [2].
Таблица № 2
Химический состав фрикционных материалов
/system/art_images/n3y2013/
Песок карьерный, в % |
Глауконитовый песок, в % |
||
SiO2 |
96-97 |
Al2O3 |
7,550,17 |
Na2O+K2O |
не более 0,18 |
CaO |
0,960,07 |
SO3 |
ниже 0,005 |
Fe2O3 |
17,170,23 |
FeO |
2,190,13 |
||
H2O+ |
5,580,17 |
||
H2O- |
2,520,13 |
||
K2O |
7,940,12 |
||
MgO |
4,460,12 |
||
MnO |
0,0080,002 |
||
Na2O |
0,040,01 |
||
P2O5 |
0,370,03 |
||
SiO2 |
50,90,3 |
||
P |
1600 (мкг) |
Физические и механические свойства песка карьерного.
Класс песка I-II. Модуль крупности – 1,5-1,74. Коэффициент крепости – 0,5. Влажность песка – 2,80-3,0 %. Содержание глинистых и пылевидных частиц не более 2 % размером 0,005 мм. Цвет – желтовато-светлый. Удельная эффективная активность естественных радионуклидов не более 14,76 Бк/кг.
Глауконитовый песок обычно встречается в виде микроагрегатных зерен размером от 0,01 до 0,8 мм. Глауконит обладает сорбционными свойствами, т. к. его емкость катионного обмена изменяется от 420 до 550 мг/экв на 1 грамм навески. Глауконит обладает удельным весом 1,7-1,9 г/см3, пористость 20-25 %, твердость 1,3-2,0, плотность 1,8-3,0. Область химической устойчивости pH = 1-10 [3, 4].
Комбинированные антигололедные реагенты должны выполнять одновременно функции фрикционных и химических ПГР.
Таблица № 3 посвящена анализу выполняемых антигололедных функций применяемым реагентом (NaCl+песок) [5, 6] и разработанной экокомпозицией (MgCl2*6H2O+глауконит).
Таблица № 3
Эффективность противогололедных материалов
№ п/п |
Функции |
NaCl+песок |
MgCl2*6H2O+глауконит |
||
1. |
Понижение температуры замерзания воды, 0С |
до – 21 |
до – 40 |
||
2. |
Ускорение плавления снежно-ледяных отложений на дорожных покрытиях |
Экокомпозиция за 10 минут растаивает вдвое больше льда, чем традиционная пескосоляная смесь, при вреде окружающей среде ниже более чем в 3 раза |
|||
3. |
Проникновение сквозь слои снега и льда, разрушая межкристаллические связи, и снижать силы их смерзания с дорожным покрытием, г/г |
- 20С |
27,6 |
27,5 |
|
- 50С |
12,1 |
12,5 |
|||
- 100С |
6,4 |
7,9 |
|||
-200С |
3,5 |
5,2 |
|||
4. |
Быть технологичными при хранении, транспортировке и применении |
Применяемый в экокомпозиции глауконитовый песок предотвращает слеживание ПГР |
|||
5. |
Не увеличивать экологическую нагрузку [7] на окружающую природную среду (зеленые насаждения) и не оказывать токсичного действия на человека и животных |
По химическому составу бишофит в 1,75 раз содержит меньше хлора, чем хлорид натрия и в 1,83 раз меньше, чем хлорид кальция, а поскольку максимальная температура замерзания раствора антиобледенителя на порядок ниже, то его расход на обработку 1 м будет меньше. |
|||
6. |
Не вызывать увеличения агрессивного воздействия на металл, бетон, кожу, резину |
Антигололедная экокомпозиция содержит двойной суперфосфат, являющийся ингибитором коррозии, что позволяет корродировать кузовную сталь в 1,5-2,0 раза меньше, чем пескосоляная смесь, и лишь на 25-30 % больше, чем водопроводная вода. |
|||
7. |
Обладать свойствами, препятствующими увеличению запыленности воздуха и загрязнения придорожной полосы |
Бактерицидные свойства бишофита и сорбционные свойства глауконита по отношению к тяжелым металлам, нефтепродуктам и др. веществам делают экокомпозицию экологически и санитарно-эпидемиологически безопасной [8]. |
Из таблицы № 3 следует, что применение разработанной и предлагаемой к внедрению экокомпозиции на объектах дорожного хозяйства является более целесообразным с точки зрения экологической, технической безопасности [9, 10].
Литература:
- Требования к противогололедным материалам [Текст] / ОДН 218.2.027-2003. – М., 2003.
- Салех Ахмед, И.Ш. Волгоградский бишофит. Возможности освоения, глубокой переработки и использование природного бишофита [Текст] / И.Ш. Салех Ахмед. – Волгоград: Перемена, 2010 - 432 с.
- Колодницкая, Н.В. Разработка и обоснование технологий обеспечения экологической безопасности городского хозяйства при рекультивации урбанизированных территорий [Текст]: дисс. канд. техн. наук: 05.23.19: защищена 24.02.2012: утв. 23.07.2012 / Колодницкая Наталья Владимировна – Волгоград, 2012. – 177 с. – Библиогр.: С. 159.
- Пат. 2442668 РФ, МПК B 09 C 1/10, A 01 N 25/32. Препарат для биологической очистки почвы, загрязнённой хлорорганическими веществами, свойственными выбросам химического предприятия / Г.К. Лобачева, Н.В. Колодницкая, В.М. Осипов, А.М. Салдаев; ГОУ ВПО "Волгогр. гос. ун-т". - 2012.
- Wilfrid, A. Nixon Sixth international symposium on snow removal and ice control technology / A. Nixon Wilfrid. – Washington: Doubletree Spokane City center Spokane, 2004. - 667 p.
- Stephen J. Drschel Salt brine blending to optimize deicing and anti-icing performance. Final report / J. Drschel Stephen. - Minnesota Department of Transportation Research Services, 2012.
- Гейдор, В.С., Чешев, А.С. Экономический механизм устойчивого развития городских территорий [Электронный ресурс] // “Инженерный вестник Дона”, 2013, № 2. - Режим доступа: http://ivdon.ru/magazine/archive/n1y2009/250 (доступ свободный) – Загл. с экрана. – Яз. рус.
- Лобачева, Г.К. Новая технология биологической очистки загрязнённой почвы – усиленное биовосстановление на месте (in situ) препаратом на основе природного сорбента [Текст] // Труды Кубанского государственного аграрного университета, 2010. - Вып. 6. - C. 190-194.
- Кирясов, А.С. Формирование эффективной транспортно-логистической системы регионального уровня на основе концепции устойчивого развития [Электронный ресурс] // “Инженерный вестник Дона”, 2013, № 1. - Режим доступа: http://ivdon.ru/magazine/archive/n1y2009/250 (доступ свободный) – Загл. с экрана. – Яз. рус.
- Власенко, Т.В. Оценка эффективности рациональной организации и использования городских территорий [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2012, № 4 (часть 1). – Режим доступа: http://ivdon.ru/magazine/archive/n4p1y2012/1070 (доступ свободный) – Загл. с экрана. – Яз. рус.