Противогололедные реагенты: состав, преимущества и недостатки
Власти Москвы закупят для уборки дорог предстоящей зимой новый реагент.
Ниже приводится информация о противогололедных реагентах.
Противогололедные реагенты (ПГР) – твердые (сыпучие) или жидкие (растворы) химические искусственные средства, распределяемые по поверхности дорожного покрытия для борьбы с зимней скользкостью и направленные на поддержание в допустимом состоянии элементов объектов дорожного хозяйства в процессе их эксплуатации в зимний период.
Согласно постановлению правительства Москвы от 10 апреля 2007 года «О порядке допуска к применению противогололедных реагентов для зимней уборки объектов дорожного хозяйства в городе Москве» на объектах дорожного хозяйства города Москвы допускается применение только тех реагентов, которые прошли предварительную оценку воздействия на жизнь и здоровье граждан, состояние компонентов окружающей среды, включая растения, почву, водные объекты, на состояние объектов дорожного хозяйства и связанных с ними гидротехнических и других коммуникаций.
Вещества (соли или растворы), использующиеся в качестве противогололедных реагентов имеют сложный химический состав, зависящий от технологии производства и сырьевой базы. По условиям водоотведения, в городе Москве номенклатура ПГР ограничивается только ее хлоридной группой.
Принцип использования противогололедных реагентов основан на том, что температура замерзания воды, с разведенными в ней хлоридами солей ниже, чем температура замерзания естественных осадков. По этому принципу работает большинство реагентов, в основе которых присутствуют солевые растворы химических элементов, в том или ином процентном соотношении, подобранные таким образом, чтобы воздействие на окружающую среду не причиняло вреда.
Средства против обледенения можно подразделить на естественные природные (обычный строительный песок, мелкий гранитный щебень, или как его еще называют – гранитная крошка) и искусственные (противогололедные реагенты, полученные химическим путем в лабораторных условиях хлорид кальция, хлорид натрия, хлорид магния и др.).
Противогололедные реагенты бывают жидким, твердыми и гранулированными и имеют различный состав и химические свойства, но все они имеют одно общее свойство – понижать точку плавления снега.
http://ogneypor.ru/protivogololednye-reagenty.html
В 1960 х годах основным противогололедным реагентом была пескосоляная смесь, состоящая из 92% песка и 8% технической соли. Это один из самых дешевых способов борьбы с гололедом. Однако весной скопившийся на дорогах песок основательно забивал водостоки. Он оставался на дорогах и тротуарах, загрязнял газоны, и весной коммунальным службам приходилось тратить значительные средства, чтобы очистить от него город и вывезти песок на свалку.
Начиная с 1995 года было принято решение в качестве противогололедного реагента использовать техническую соль (NaCI). Одним из главных преимуществ технической соли было то, что она моментально растапливала лед, образуя снежную кашу. Кроме того, техническая соль не замерзает от 0 до 16° С и действует постоянно.
В то же время техническая соль имела массу недостатков: соль разъедала кузова, колеса автомобилей, обувь прохожих; пары солей натрия разъедали вставки электропроводов. В результате засоления почв повсеместно стали погибать зеленые насаждения.
Начиная с зимы 2001 2002 годов власти Москвы приняли решение полностью отказаться от соли и перейти к использованию экологически благополучных ПГР. В качестве основных реагентов стали применяться твердые «Биомаг» и ХКФ (хлористый кальций, ингибированный фосфатами), а также жидкие ХКМ (хлористый кальций модифицированный) и «Нордекс». Эти препараты были признаны экологически безопасными и достаточно эффективными антиобледенителями.
Но в то же время данные реагенты обнаружили свойство создавать «масляную» пленку на дороге, в результате чего тормозной путь автомобиля увеличивался в несколько раз.
Начиная с зимы 2005 2006 годов московские власти отказались от применения хлористого магния («Биомаг») из за тенденций к накоплению аниона магния в почвах и природных водах.
В качестве основного противогололедного средства для обработки проезжей части стали использовать жидкий реагент – 28% раствор хлористого кальция модифицированного (ХКМ).
По сравнению с технической солью, ХКМ обладает несколькими существенными преимуществами: нормы расхода хлористого кальция в среднем на 30 40% ниже. При этом он весьма эффективен при низких температурах (до 35° С). ХКМ не позволяет образовываться гололеду и снежно ледяным накатам. Кроме того, как показали лабораторные исследования, эти реагенты не только расплавляют лед, но и улучшают состояние почвы. Кальций замещает натрий, который накопился в почве за время использования технической соли, и таким образом даже удобряет ее.
Несмотря на явные преимущества, хлористый кальций модифицированный обладает рядом недостатков. Одним из главных минусов ХКМ является короткий срок действия реагента – 3 часа. Это приводит к тому, что дороги в течение суток необходимо обрабатывать несколько раз. Ученые Московского автодорожного института (МАДИ) также выяснили, что после обработки дорожной наледи жидким хлористым кальцием модифицированным, коэффициент сцепления шин с дорогой снижается на 30% даже по сравнению с мокрым асфальтом. Когда применяли техническую соль, влага испарялась, и дороги оставались сухими, ХКМ, напротив, притягивает влагу. Если же на дорожном полотне есть пленка из машинного масла, бензина, а поры асфальта забиты резиновой крошкой, то ХКМ еще больше теряет в эффективности.
Также, по мнению экспертов, хлористый кальций вызывает аллергию у людей и разъедает металл автомобилей. По данным НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. Сытина, количество аллергий у москвичей с приходом зимы значительно увеличивается. Как и соль, ХКМ агрессивен по отношению к обуви из натуральных материалов: даже очень хорошо выделанная кожа под воздействием реагентов становится жесткой, а значит, может легко треснуть. К тому же, хлор, известный своими отбеливающими свойствами, изменяет цвет обуви.
Хлористый кальций небезопасен и для животных. По мнению ветеринаров, зимой отмечается увеличение количества жалоб от собаководов, чьи питомцы стали чаще попадать в ветлечебницы с химическими ожогами лап.
В некоторых районах Москвы в настоящее время в качестве эксперимента применяют новые виды отечественных реагентов: жидкий «ЭСБГ» и твердый – «Биодор». Жидкий реагент «ЭСБГ» изготовлен на основе композиции солей кальция и магния с добавлением биофильных элементов, а «Биодор» – это реагент формиатной группы, который после применения разлагается на природные составляющие. Благодаря своему химическому составу эти материалы не оказывают вредного воздействия на зеленые насаждения.
В качестве противогололедного реагента для тротуаров и пешеходных дорожек используется мраморная или гранитная крошка. У нее много достоинств: крошка не несет опасности для окружающей среды и является достаточно эффективным противогололедным средством. В то же время некоторые эксперты отмечают, что крошка, которую дорожники сыплют в течение нескольких лет, никуда не девается. Ее сносит ветром на дороги, и потом она откладывается на дорожном полотне, что приводит к дополнительному истиранию дороги. Сама гранитная крошка истирается в пыль, превращаясь в ту же грязь.
Согласно «Технологии зимней уборки проезжей части магистралей, улиц, проездов и площадей (объектов дорожного хозяйства г. Москвы) с применением противогололедных реагентов (на зимние периоды 2012 гг. и далее)» в Москве предусмотрено использование разных реагентов.
Жидких реагентов на основе хлористого кальция и натрия, в которых массовая доля растворимых солей должна быть в пределах 27 29%: хлористого кальция – в пределах 22 23%, хлористого натрия в пределах 5 6% (ХКН ж.).
Твердых ПГР:
— твердых многокомпонентных ПГР на основе композиции хлористого кальция с другими хлоридами (натрия и калия) и формиатом натрия: массовая доля хлористого кальция – не менее 20%, хлористого натрия — не более 75%; хлористого калия — не более 20%, формиата натрия не менее – 5% (МРК тв.).
— твердых многокомпонентных ПГР на основе композиции хлористого кальция и натрия: массовая доля хлористого кальция – не менее 20%; массовая доля хлористого натрия — не более 80% (ХКН тв.).
— твердого многокомпонентного ПГР на основе композиции хлористого кальция с другими хлоридами (натрия и калия) и формиатом натрия: массовая доля хлористого кальция – не менее 15%, хлористого натрия — не более 80%; хлористого калия — не более 10%, формиата натрия – не менее 5% (МРтв.).
— фрикционных материалов (вспомогательных): мелкий гранитный щебень фракций 2 5 миллиметра предусматривается в качестве ПГР для определенных погодных условий на проезжей части Москвы, а на тротуарах, остановках общественного транспорта разрешалось использование только комбинированных ПГР.
Комбинированных ПГР:
— твердый комбинированный ПГР на основе композиции карбоната кальция (мраморный щебень) и формиата натрия (соль муравьиной кислоты) массовая доля карбоната кальция – 50 80%, формиата натрия – 20 50% (КР1тв.).
— твердый комбинированный ПГР на основе композиции карбоната кальция (мраморный щебень), формиата натрия (соль муравьиной кислоты) и хлорида натрия (пищевая соль): массовая доля карбоната кальция – 20 50%, формиата натрия – 10 30%, массовая доля хлорида натрия не более 60% (КР2тв.).
— твердый комбинированный ПГР на основе композиции карбоната кальция (мраморный щебень), формиата натрия (соль муравьиной кислоты) и хлорида натрия (пищевая соль) с добавлением хлоридов (кальция и калия) массовая доля карбоната кальция – 20 50%, формиата натрия – 10 30%, массовая доля хлорида натрия – не более 50%, массовая доля хлоридов (кальция и калия) не более 20% (КР3тв.).
В 2012 году добавлен новый реагент — жидкий реагент на основе хлористого магния, где массовая доля хлористого магния в пределах 27 29%, либо на основе хлористого кальция и натрия, где массовая доля растворимых солей в пределах 27 29%, хлористого кальция — в пределах 22 23%, хлористого натри — в пределах 5 6% (ХКМж.).
Источник
Нескользкая дорожка: как работают дорожные реагенты
Что лучше — всю зиму отмывать прихожую от грязи и песка или сломать одну-две ноги, поскользнувшись на тротуаре?«Площадь Свободы» рассказывает, из чего делают смеси, которыми посыпают российские дороги зимой, и почему раствор соли замерзает медленнее, чем обычная вода. Без страшных слов не обойдется: вас ждет знакомство с эвтектической точкой.
Простите за капитанское вступление, оно здесь необходимо: в России две беды — низкоквалифицированные высокомотивированные люди и дороги. И если от дураков мы страдаем равномерно в течение всего календарного года (разве что весной и осенью мотивация некоторых из них усиливается), то дороги становятся особенно тяжелым испытанием примерно на пять месяцев в году — с наступлением зимы.
Их засыпает снегом, они обрастают льдом, становясь опасными и для водителей, и для пешеходов. Но человек — существо умное и изобретательное. Мы научились делать дороги условно комфортнее даже зимой: противогололёдные материалы мешают образованию льда или плотно спрессованного снежного слоя.
Фрикционные материалы: трение — сила
В России работу с противогололедными материалами определяет ГОСТ 33387-2015 . В нем говорится, что наши главные помощники в борьбе с зимой — фрикционные материалы, противогололедные реагенты и их комбинации.
Фрикционные материалы — это твёрдые вещества, измельченные в крошку: гравий, измельченный щебень, шлак. И, конечно, песок. Они не растворяются в воде и увеличивают сцепление между нашими подошвами или протекторами автомобиля и дорогой: не дают человеку или машине проскальзывать на уплотненном снеге или льду.
Фрикционные материалы недорогие и эффективные: с гарантией не дают буксовать на уже образовавшейся ледяной корке. Но ни предотвратить, ни замедлить формирование наледи ни песок, ни гравий не могут.
Противогололедные реагенты: как под нами тает лед
Образованию ледяной корки или уплотнению снега мешают противогололедные реагенты. К ним относят хлориды натрия, кальция и магния, ацетаты, производные мочевины и другие вещества, которые хорошо растворяются в воде.
Про них иногда говорят, что они способны «плавить снег или лёд». Но правильнее говорить, что они понижают температуру замерзания воды. Это происходит из-за того, что растворенные реагенты мешают молекулам воды собраться в регулярную кристаллическую решетку (перейти из жидкого состояния в твердое). В итоге она замерзает при минусовой температуре, а не при нуле градусов.
Насколько сильно понизится точка замерзания воды, в которой растворен реагент, зависит от природы вещества и от его концентрации. Чем она больше, тем ниже сдвигается температура замерзания.
Для каждого вещества существует эвтектическая точка — максимально низкая температура, при которой начинает замерзать его водный раствор. Для хлорида натрия (то есть, для поваренной соли) такая точка составляет –21,1°C: при этой температуре станет льдом вода, в которой 23,3% соли. Больше уже при таких низких температурах просто не растворится. Для хлорида магния это –33°C (и в растворе будет 21,6% MgCl2).
Хлориды и другие соли эффективно мешают образованию льда. Если зима не очень холодная и небогатая на снегопады, а коммунальщики исправно сыплют реагенты на дорогу, то ни снег, ни наледь на ней накапливаться не будут.
Дворники и коммунальщики ликуют, но есть в этой ситуации и серьезный минус. К сожалению, большинство дешевых противогололедных реагентов отличаются высокой коррозионной активностью. Это из-за них ржавеют открытые металлические детали машин и портится обувь.
Особенно ожесточенно нужно бороться с обледенением авиационным службам: наледь нужно снимать и со взлетно-посадочных полос, и с самих самолетов.
Неорганические соли вызывают коррозию материалов, из которых сделан корпус воздушного судна. Поэтому в авиации используют специальные противообледенительные жидкости: в их составе — в основном органические соединения. Чаще всего это многоатомные спирты этиленгликоль или пропиленгликоль, водные растворы которых замерзают при –50°C и –60°C соответственно. Они бережнее относятся к тому, на что попадают.
Но дороги и тротуары ими обрабатывать пока не получится: органические противообледенители слишком дорогие.
Комбинированные материалы: одно вещество хорошо, а два — лучше
Лучше всего работают те материалы, в которых есть и компонент, понижающий температуру замерзания воды, и минеральная крошка, обеспечивающая хорошее сцепление с дорогой.
В российских городах для спасения от гололеда чаще всего используют самый простой и дешевый материал: пескосоляную смесь. Она примерно на 70% состоит из песка и на 30% — из поваренной соли. В зависимости от температуры на улице, толщины наледи и влажности воздуха, процент хлорида натрия в реагенте увеличивают или уменьшают. Чем холоднее, тем больше соли в составе, и тем дороже получается смесь.
Рассыпать реагент лучше всего перед началом снегопада, чтобы на дороге не образовалась плотная ледяная корка. Но коммунальные службы чаще всего до последнего момента не верят, что зимой может идти снег (см. первую беду России). Поэтому разбрасывают смесь уже после того, как снегоуборочная техника расчистит проезжую часть.
Из-за этого приходится и увеличивать в реагенте отношение соли к песку, и рассыпать больше смеси. В итоге растет стоимость противогололедной обработки, и, конечно, ее суммарное влияние на окружающую среду, мрачный вид городов, наши машины, обувь и грязищу в прихожке.
По нормам, на один квадратный метр поверхности можно высыпать не больше 2 кг соли за сезон (за один раз квадратный метр можно подсаливать примерно 15–25 граммами соли).
В некоторых смесях вместо хлорида натрия используют другие соли — хлориды или ацетаты магния и кальция. Их точка замерзания ниже — значит, их можно использовать при сильных морозах. А еще они не так губительны для обуви и металла.
Что лучше: лед или грязь?
Самым безопасным компонентом комбинированного противогололедного материала можно считать песок. Он не вызывает коррозию, не растворяется в воде, нейтрален для окружающей среды. Казалось бы, самое неприятное, что связано с песком — это грязь в прихожей, которую нужно постоянно убирать.
Но страдают от песка еще и коммунальные службы. Если пескосоляной смеси на дороги высыпают много, то к весне он накапливается на обочинах, засоряет водостоки, загрязняет проезжую часть, тротуары и газоны. На то, чтобы очистить город, уходят очень много денег. Если они есть.
Возможно, именно поэтому в некоторых городах проводят эксперимент: используют только соли.
Чтобы ходить по зимним дорогам и не падать, приходится «плавить» снег и лед до самого асфальта. Для этого приходится высыпать все большие дозы противогололедных смесей. И хотя всё чаще вместо поваренной соли для борьбы с гололедом используют менее коррозионноактивные соли магния или кальция, абсолютно безопасных реагентов, позволяющих ходить по зимним дорогам, пока еще нет. Растворы солей впитываются в почву, разъедают нашу обувь и далее по списку.
Поэтому, выгуливая собаку или кошку, смотрите, чтобы питомец не пытался лизать проступивший из-под снега асфальт, не пил воду из лужиц на дороге. Чтобы обувь дольше служила, мойте её после прогулок (особенно подошвы и нижнюю часть).
Ну и самое главное — терпите. Зима все равно рано или поздно кончится. Без «этих ужасных реагентов» на наших улицах лёд, конечно же, был бы чище и красиво блестел. Но безопаснее бы такие дороги точно не стали. Поэтому пусть ровный и чистый лёд остаётся там, где ему должно быть — на катках и в хоккейных коробках, но не там, где ежесекундно движется транспорт и ходят люди.
Источник
