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

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

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:

Традиционная пескосоляная смесь на основе NaC_l (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

NaC_l, 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	-	Галит	0,1-0,4

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:

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.