×

Вы используете устаревший браузер Internet Explorer. Некоторые функции сайта им не поддерживаются.

Рекомендуем установить один из следующих браузеров: Firefox, Opera или Chrome.

Контактная информация

+7-863-218-40-00 доб.200-80
ivdon3@bk.ru

Преимущества применения новой антигололедной композиции над традиционной пескосоляной смесью на объектах дорожного хозяйства

Аннотация

В.Ф. Желтобрюхов, Ю.Н. Ильинкова, Н.В. Колодницкая, В.М. Осипов

Дата поступления статьи: 25.09.2013

Статья 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:

  1. Традиционная пескосоляная смесь на основе NaCl (галит) и карьерного песка.
  2. 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.
С применением новой композиции уменьшается и количество хлора в окружающей среде более чем в 3,2 раза.

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:

  1. Требования к противогололедным материалам [Текст] /  ОДН 218.2.027-2003. – М., 2003.
  2. Салех Ахмед, И.Ш. Волгоградский бишофит. Возможности освоения, глубокой переработки и использование природного бишофита [Текст] / И.Ш. Салех Ахмед. – Волгоград: Перемена, 2010 - 432 с.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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.
  10. 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.