PL238803B1 - Sposób otrzymywania kompozycji antypoślizgowej i odladzającej - Google Patents
Sposób otrzymywania kompozycji antypoślizgowej i odladzającej Download PDFInfo
- Publication number
- PL238803B1 PL238803B1 PL429759A PL42975919A PL238803B1 PL 238803 B1 PL238803 B1 PL 238803B1 PL 429759 A PL429759 A PL 429759A PL 42975919 A PL42975919 A PL 42975919A PL 238803 B1 PL238803 B1 PL 238803B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- aggregate
- diatomite
- ice
- solution
- icing
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 29
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 20
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 50
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Inorganic materials [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 42
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 42
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 24
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 22
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 19
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 19
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 18
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 18
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L magnesium chloride Substances [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 13
- 230000009471 action Effects 0.000 description 8
- 235000011147 magnesium chloride Nutrition 0.000 description 8
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 3
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 3
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 3
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 NaCl chlorides Chemical class 0.000 description 2
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000012925 reference material Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 108010053481 Antifreeze Proteins Proteins 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical class [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004280 Sodium formate Substances 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 235000010419 agar Nutrition 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 1
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920003064 carboxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- HLBBKKJFGFRGMU-UHFFFAOYSA-M sodium formate Chemical compound [Na+].[O-]C=O HLBBKKJFGFRGMU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000019254 sodium formate Nutrition 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania kompozycji antypoślizgowej i odladzającej, który charakteryzuje się tym, że skałę diatomitową poddaje się rozdrobnieniu, po czym uzyskane kruszywo diatomitowe po wysuszeniu przesiewa się do uzyskania uziarnienia w zakresie 2 - 5 mm. Następnie kruszywo suszy się do stałej masy, po czym nasyca się go 25 - 40% wodnym roztworem chlorku wapnia, a po odsączeniu nadmiaru roztworu, umieszcza się w szczelnie zapakowanych suchych opakowaniach. Inny sposób otrzymywania kompozycji antypoślizgowej i odladzającej polega na tym, że skałę diatomitową poddaje się rozdrobnieniu, po czym uzyskane kruszywo diatomitowe po wysuszeniu przesiewa się do uzyskania uziarnienia w zakresie 2 - 5 mm. Następnie kruszywo praży się w temperaturze 450 - 700°, po czym studzi się do temperatury pokojowej. Z kolei kruszywo suszy się do stałej masy, a potem nasyca się go 25 - 40% wodnym roztworem chlorku wapnia, a po odsączeniu nadmiaru roztworu, umieszcza się w szczelnie zapakowanych suchych opakowaniach.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania kompozycji antypoślizgowej i odladzającej przeznaczonej do zwalczania śliskości nawierzchni przeznaczonych dla ruchu pieszego i kołowego podczas zimowego utrzymywania ciągów komunikacyjnych.
Do zimowego utrzymywania nawierzchni przeznaczonych dla ruchu pieszego oraz kołowego stosowane są środki niechemiczne, nadające nawierzchni odpowiednią szorstkość, środki chemiczne przeznaczone do usuwania gołoledzi i oblodzenia oraz do zapobiegania powstawaniu oblodzenia i śliskości pośniegowej, a także mieszanki tych środków.
Jako środki niechemiczne wykorzystywane są kruszywa naturalne lub sztuczne, które, zgodnie z wytycznymi zawartymi w Załączniku do Zarządzenia Nr 18 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad z dnia 30 czerwca 2006 r. w sprawie wprowadzenia „Wytycznych zimowego utrzymania dróg”, powinny charakteryzować się następującymi parametrami:
- uziarnienie powinno być w miarę jednolite, wielkość ziaren powinna zasadniczo 1+4 mm i nie przekraczać 8 mm;
- zawartość ziaren drobnych (<0,075 mm) powinna być minimalna, (do 3%);
- ziarna muszą mieć kształt regularny i nie mogą być spłaszczone;
- ziarna powinny wykazywać dostateczną wytrzymałość na mechaniczne niszczenie przez r uch, nie mogą ulegać rozdrabnianiu;
- ziarna nie powinny zawierać zanieczyszczeń mogących zwiększać korozję pojazdów i konstrukcji stalowych;
- ziarna powinny zapewniać zakładany współczynnik tarcia na nawierzchni.
Jako kruszywa naturalne stosowane są piaski lub kruszywa łamane wapienne lub bazaltowe, a jako kruszywo sztuczne - keramzyt.
Jako środki chemiczne przeznaczone do łagodzenia skutków śliskości zimowej stosuje się:
- chlorek sodu NaCI - sól kamienną suchą;
- solankę - roztwór chlorku sodu NaCI lub chlorku wapnia CaCl2 o stężeniu 20-25%;
- sól zwilżoną - 30% solanki + 70% suchej soli NaCI;
- sól drogową - 97% NaCI + 2,5% CaCl2 + 0,2% K4Fe(CN>;
- techniczny chlorek wapnia o stężeniu 77-80% CaCl2;
- chlorek magnezu MgCl2;
- mieszaniny chlorków NaCI z CaCl2 lub z MgCl2
Zgodnie z wytycznymi zawartymi w powyższym Załączniku środki chemiczne powinny:
- skutecznie i szybko topić lód i zapobiegać gołoledzi;
- zachowywać trwałość działania przez zakładany okres czasu;
- nie być toksyczne i szkodliwe dla środowiska;
- nie wchodzić w reakcje i nie powodować dodatkowych uszkodzeń materiałów używanych do konstrukcji nawierzchni;
- dać się łatwo rozsypywać na nawierzchni;
- nie powodować korozji karoserii pojazdów i konstrukcji stalowych.
Stosowanie oddzielnie środków niechemicznych lub chemicznych skutkuje jedynie albo uszorstnieniem nawierzchni albo jej odlodzeniem. Dodatkowo w przypadku zastosowania soli należy odpowiednio do sytuacji dobrać jej granulację, gdyż ma ona wpływ na tempo rozpuszczania lodu i głębokość zachodzenia tej reakcji. Jest to kłopotliwe ze względu na zmienną sytuację na drogach i często skutkuje niewłaściwym doborem granulacji soli, a przez to jej działaniem niezgodnym z oczekiwaniami.
W przypadku, gdy do odladzania nawierzchni zastosowana zostanie sól drobnoziarnista o dużym udziale ziaren mniejszych niż 1 mm proces topienia lodu zachodzi szybciej, ale ograniczony jest on tylko do niewielkiej głębokości. Taka sól stosowana w postaci suchej jest łatwo wywiewana przez wiatr, co zmniejsza efekt jej działania i wpływa niekorzystnie na przyległe tereny. Z kolei, po zastosowaniu soli gruboziarnistej, zawierającej znaczny udział frakcji około 3 mm, proces topienia lodu jest wydłużony w czasie, ale zachodzi w grubszej warstwie lodu.
Równoczesne odladzanie i uszorstnienie nawierzchni jest częściowo realizowane przez stosowanie mieszanin kruszyw z ziarnami soli w stanie stałym. W przypadku zastosowania obu tych składników w ziarnach o podobnej grubej granulacji możliwy jest równomierny ich rozkład na nawierzchni. Jednak charakteryzują się one dłuższym czasem topienia lodu, a więc nie powinny być stosowane w sy
PL 238 803 B1 tuacji, gdy potrzebne jest szybkie roztopienie lodu. W sytuacji zastosowania mieszanek o niejednorodnym uziarnieniu np. grube kruszywo i drobne kryształy soli dochodzi do nierównomiernego ich rozrzutu w wyniku rozfrakcjonowania. Dodatkowym utrudnieniem w uzyskaniu jednorodnych mieszanek jest zbrylanie obu rodzajów składników i tworzenie większych okruchów, co negatywnie wpływa na skuteczność odladzania. Zastosowanie drobnoziarnistej mieszanki obu rodzajów składników może zapewnić szybkie odlodzenie nawierzchni, ale jedynie wówczas, gdy materiał ten nie zostanie wywiany przez wiatr. W przeciwnym razie efektywność działania odladzającego i uszorstniającego znacznie się obniża.
Zastosowanie soli lub kompozycji o dużej zawartości soli jest o tyle niekorzystne, że powoduje korodowanie pojazdów, niszczenie nawierzchni drogi, a ponadto zagraża środowisku w wyniku spływania z dróg wody zawierającej sól, która zanieczyszcza glebę i wodę w najbliższym otoczeniu.
W polskim opisie patentowym PL 191 856 B1 przedstawiono sposób otrzymywania środka do zwalczania śliskości zimowej, który otrzymuje się przez zatężanie techniką destylacji membranowej, wodnych roztworów zawierających chlorki i siarczany sodu, wapnia, magnezu i potasu, powstających podczas regeneracji złóż jonowowymiennych. Sposób zwalczania śliskości zimowej polega na polewaniu oblodzonych powierzchni uzyskanym roztworem.
Znana jest z polskiego opisu patentowego PL 204 586 B1 kompozycja przeciwoblodzeniowa do odladzania i zapobiegania oblodzeniu, która obejmuje roztwór wodny zawierający węglowodan o niskim ciężarze cząsteczkowym oraz co najmniej jedną substancję z grupy obejmującej chlorek sodu, chlorek magnezu i chlorek wapnia, jako substancję nieorganiczną obniżającą temperaturę krzepnięcia, przy czym składniki kompozycji są obecne w następujących ilościach: węglowodan - 3 do 60% wagowych, substancja nieorganiczna obniżająca temperaturę krzepnięcia 5 do 35% wagowych, woda - w uzupełnieniu do 100% wagowych, przy czym ciężar cząsteczkowy węglowodanu jest w zakresie 180-1500.
W polskim opisie patentowym PL 218 825 B1 ujawniono kompozycję usuwającą oblodzenia i zapobiegającą zamarzaniu, która składa się z organicznego absorbenta oraz łatwo rozpuszczalnych soli, przy czym materiał organicznych stanowi gruba frakcja rozdrobnionych orzechów kokosowych w ilości 20-40% wagowych, zaś łatwo rozpuszczalne sole to chlorek sodu w ilości 30-80% wagowych lub mieszanina chlorku sodu w ilości 40-60% wagowych i chlorku wapnia w ilości 10-30% wagowych lub mieszanina chlorku sodu w ilości 40-60% wagowych i chlorku magnezu w ilości 10-30% wagowych lub mieszanina chlorku sodu w ilości 40- 60% wagowych, chlorku wapnia w ilości 5-15% wagowych i chlorku magnezu w ilości 5-15% wagowych lub mieszanina chlorku wapnia w ilości 30-50% wagowych i chlorku magnezu w ilości 20-40% wagowych.
Ponadto znana jest z rosyjskiego zgłoszenia RU 2 283 335 C1 kompozycja do ochrony dróg przed oblodzeniem w zimie, która zawiera 5-12% wodny roztwór chlorku sodu oraz mrówczan sodu i glikol w łącznej ilości 12-21%.
Znany jest również ze zgłoszenia patentowego JPH 101662 A środek odladzający (topiący śnieg), zawierający materiały absorbujące wodę takie jak karboksymetyloceluloza, karboksyetyloceluloza, agar, żelatyna i skrobia, a także nieorganiczne materiały pochłaniające wodę, takie jak ziemia okrzemkowa (np. diatomit), zeolit, bentonit, krzemionka i krzemian wapnia, o średniej średnicy cząstek proszku lub granulatu 5-10 mm, które moczy się w nadmiarze wodnego roztworu chlorku wapnia o stężeniu 35% wag., a następnie nadmiar roztworu odsącza się.
Celem wynalazku jest opracowanie sposobu otrzymywania kompozycji wykazującej równocześnie właściwości antypoślizgowe i odladzające, która przeznaczona jest do zimowego utrzymywania obiektów, po których odbywa się ruch pojazdów mechanicznych i pieszy.
Sposób otrzymywania kompozycji antypoślizgowej i odladzającej, zawierającej kruszywo diatomitowe i chlorek wapnia, według wynalazku, polega na tym, że skałę diatomitową poddaje się rozdrobnieniu, po czym uzyskane kruszywo diatomitowe po wysuszeniu przesiewa się do uzyskania uziarnienia w zakresie 2-5 mm. Następnie kruszywo o uzyskanej frakcji praży się w temperaturze 450-700°C, po czym studzi się do temperatury pokojowej. Następnie kruszywo suszy się do stałej masy, a potem nasyca się go 25-40% wodnym roztworem chlorku wapnia, odsącza się nadmiar roztworu, a po odsączeniu nadmiaru roztworu przechowuje się w szczelnie zapakowanych suchych opakowaniach.
W wyniku takiego sposobu postępowania otrzymuje się kompozycję, która w wyniku obróbki termicznej i chemicznej uzyskuje specyficzne właściwości, dzięki którym może być stosowana do zimowego utrzymania ciągów komunikacyjnych jako materiał równocześnie odladzający i antypoślizgowy.
Nieoczekiwanie okazało się, że termiczna modyfikacja porowej struktury kruszywa diatomitowego zwiększa jego możliwości sorpcyjne, a nasycenie roztworem chlorku wapnia powoduje, że pod wpływem działania wody jest on stopniowo uwalniany z jego struktury.
PL 238 803 B1
Zaletą rozwiązania jest to, że otrzymana sposobem według wynalazku kompozycja cechuje się bardzo wysoką skutecznością topienia lodu oraz zdolnością do utrzymywania tej cechy w czasie, co spowodowane jest stopniową wymywalnością chlorku wapnia z ziaren kruszywa diatomitowego w trakcie przemywania go wodą. W odróżnieniu od zwykle stosowanego chlorku sodu, działającego w temperaturze tylko powyżej -7°C otrzymana kompozycja jest skuteczna w temperaturze nawet od - 40°C. Dodatkowo zastosowanie takiego kruszywa na powierzchni pokrytej warstwą lodu kilkukrotnie zwiększa jej współczynnik tarcia statycznego i dynamicznego w porównaniu do powszechnie stosowanej frakcji piaskowej, co lepiej zapobiega poślizgowi. Wpływają na to: krzemionkowy charakter kruszywa, zapewniający wystarczającą odporność na ścieranie, izometryczny kształt jego ziaren oraz brak wśród nich cząstek ilastych i pylastych. Jednocześnie w wyniku obróbki termicznej i chemicznej wykonanej w trakcie przygotowywania kruszywa, kompozycja nie posiada ostrych i twardych krawędzi, co nie powoduje uszkodzenia karoserii lub szyb pojazdów mechanicznych na skutek odpryśnięcia ziaren spod kół, co powszechnie stwierdza się w przypadku używania żwirów i ostrokrawędzistych kruszyw łamanych. Ponadto w odróżnieniu od obecnie stosowanych mieszanek kruszyw z grubymi ziarnami soli, kompozycja otrzymana sposobem według wynalazku zapewnia szybsze roztapianie lodu, co niejednokrotnie decyduje o bezpieczeństwie na drodze. Natomiast w odróżnieniu od mieszanek kruszyw z drobnymi ziarnami soli, opracowana kompozycja nie ulega zbryleniu, jest rozprowadzana na nawierzchni bardziej równomiernie i ma skuteczne działanie odladzające nie tylko krótkotrwałe, ale także w ciągu dłuższego czasu. Wymienione cechy sprawiają, że kompozycja jest bardziej uniwersalna od używanych dotychczas i może być stosowana w zmiennych warunkach pogodowych, zapewniając przez dłuższy czas uszorstnienie nawierzchni oraz jej odladzanie, co wpływa korzystnie na wzrost bezpieczeństwa użytkowników dróg. Rozwiązanie według wynalazku jest optymalne zwłaszcza w strefie klimatu umiarkowanego, ponieważ ze względu na częste wahania temperatury, balansującej na granicy zera, warstwa śniegu na przemian topnieje i zamarza, powodując gołoledź.
Wynalazek przedstawiony jest w przykładach wykonania, w których przedstawiono sposób otrzymywania kompozycji antypoślizgowej i odladzającej oraz ich właściwości, przy czym przykład 1 jest referencyjny i dotyczy kompozycji, w której kruszywo diatomitowe nie zostało poddane prażeniu. W tabelach poniżej przykładów zestawiono wyniki badań fizyczno-mechanicznych, które uzyskano podczas eksperymentów w warunkach odpowiadających działaniu niskiej temperatury.
Pomiary współczynnika tarcia (tabela 1 i 4) przeprowadzono przy wykorzystaniu zestawu zawierającego statyw pomiarowy i miernik siły ciągu z możliwością elektrycznego przesuwu próbki z prędkością 10-230 mm/min. Pomiary wykonano przesuwając poziomo po płycie lodu na odcinku 250 mm stalową kostkę sześcienną o objętości 64 cm3 i masie 480 g ze stałą prędkością wynoszącą 50 mm/min. Mierząc wartość siły tarcia podczas wprawiania kostki w ruch (Ts) oraz podczas jej ruchu jednostajnie prostoliniowego (Td), wyznaczono współczynnik tarcia statycznego ps ze wzoru: ps = gdzie Ts - wartość siły tarcia statycznego [N]
N - wartość siły nacisku [N] oraz współczynnik tarcia dynamicznego μα ze wzoru: μα = ^, gdzie Td - wartość siły tarcia dynamicznego [N]
- wartość siły nacisku [N]
Pomiary wykonano na płycie lodu, najpierw bez kompozycji, a następnie posypanej kompozycją wg wynalazku w ilości 238 g/m2. Pomiary wykonano bezpośrednio po posypaniu; po 1 godz. od posypania; po 2 godz. od posypania i po 4 godz. od posypania, przy czym w okresie pomiędzy pomiarami płytę lodu przechowywano w zamrażarce.
W celu określenia wymywalności chlorku wapna (tabela 2 i 5) kruszywo diatomitowe nasycone wodnym roztworem soli umieszczono w zamrażarce na okres 24 godzin, w temperaturze - 20°C, po czym po wyjęciu zalano go wodą destylowaną o temperaturze +20°C i pozostawiono w temperaturze otoczenia na 24 godziny. Następnie odsączono wodę i kompozycję włożono do zamrażarki na 24 godziny w temperaturze - 20°C. W odsączonej wodzie określono metodą argentometryczną ilość zawartej w niej soli i obliczono ilość soli pozostałej w kruszywie diatomitowym. Cykl zamrażanie - przemywanie - odsączanie wody wykonano siedmiokrotnie tj. do czasu, gdy z kruszywa w wyniku przemywania odprowadzono powyżej 99% wagowych soli.
Badanie skuteczności działania kompozycji (tabela 3 i 6) uzyskanej sposobem według wynalazku jako środka odladzającego określono zgodnie z wytycznymi zawartymi w Załączniku do Zarządzenia
PL 238 803 Β1
Nr 18 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad z dnia 30 czerwca 2006 r. w sprawie wprowadzenia „Wytycznych zimowego utrzymania dróg”. Polega ono na posypaniu płyty lodu kompozycją, a następnie po ustalonym czasie, określono ilość rozpuszczonego lodu. W tym celu do kuwety fotograficznej o wymiarach 15,5 cm x 21 cm wlano 1 litr wody destylowanej, a następnie wstawiono ją do zamrażarki w temperaturze - 10°C na okres 48 godzin, uzyskując prostokątną płytę lodu o powierzchni równej 0,033 m2 i grubości 35 mm. W tej samej temperaturze zamrożono także kompozycję zawierającą porcję 238 g CaCh na1 m2 lodu. Płytę lodu posypano równomiernie kompozycją i wstawiono do zamrażarki w temperaturze - 10°C na okres 60 minut. Po tym czasie płytę wyjęto i zlano do cylindra pomiarowego powstały roztwór, mierząc objętość roztworu, która jest miarą skuteczności topienia lodu przez kompozycję. Płytę włożono ponownie do zamrażarki i pomiaru objętości powstałego roztworu dokonano po 120 minutach, a następnie po zlaniu roztworu, pomiar powtórzono po 180 minutach. Dla porównania analogiczne badanie wykonano dla płyty lodu posypanej chlorkiem sodu NaCI. Badania wykonano na 5 próbkach każdego z badanych środków odladzających, a wynik końcowy uśredniono. Ocenę skuteczności topienia płyt lodu przez kompozycję dokonano porównując uzyskane wyniki z rezultatem działania chlorku sodu.
Przykład 1 (referencyjny)
Kruszywo diatomitowe grube, uzyskane przez rozdrobnienie skały diatomitowej w maszynie rozdrabniającej (kruszarce), suszono w suszarce elektrycznej w temperaturze 105°C przez okres 24 godzin, po czym przesiano go przez 10 minut w wytrząsarce z zestawem sit o kwadratowych oczkach o bokach: D = 5 mm i d = 2 mm. Uzyskane kruszywo diatomitowe o uziarnieniu 2-5 mm, charakteryzujące się następującymi fizyczno-mechanicznymi właściwościami: gęstość nasypowa: 1,1 g/cm3, nasiąkliwość wagowa: 24,8%, ścieralność w bębnie Devala: 15,8%, suszono do stałej masy, to znaczy do momentu, gdy różnica jego masy pomiędzy dwoma kolejnymi ważeniami jest mniejsza niż 0,1 g. Następnie odważono 300 g kruszywa diatomitowego i umieszczono go w plastikowym, sztywnym pojemniku, po czym zalano go 300 ml 32% wodnego roztworu chlorku wapnia w taki sposób, że powierzchnia roztworu znajdowała się około 2 cm powyżej górnej powierzchni warstwy kruszywa. Roztwór CaCh przygotowano przez rozpuszczenie 500 g wysuszonego w temperaturze 105°C czystego CaCh w 1 litrze wody destylowanej. Pojemnik z kruszywem zalanym roztworem soli przykryto szczelną pokrywą i pozostawiono na czas 24 godzin w celu całkowitego nasycenia kruszywa roztworem soli. Po tym czasie kompozycję wyjęto z pojemnika i intensywnie mieszając przez okres 10 minut odsączono z nadmiaru roztworu przez sito o kwadratowych oczkach równych 1 mm, po czym przełożono ją do suchego plastikowego worka i szczelnie zamknięto. Uzyskano produkt zawierający chlorek wapnia w ilości 11,73% wagowych, nadający się do bezpośredniego stosowania na powierzchnie ciągów komunikacyjnych o cechach użytkowych podanych w tabeli 1, 2 i 3.
Tabela 1
| Nazwa parametru | Warunki badania | |||||
| Kostka stalowa na płycie lodu bez kruszywa | Kostka stalowa na płycie lodu posypanej kruszywem w ilości 238 g/m2 | |||||
| Bezpośrednio po posypaniu | po 1 godz. od posypania | po 2 godz. od posypania | po 4 godz. od posypania | |||
| Współczynnik tarcia statycznego Ps | wartość współczynnika | 0,03 | 0,10 | 0,07 | 0,05 | 0,04 |
| przyrost wartości [%] | - | 233 | 133 | 67 | 33 | |
| Współczynnik tarcia dynamicznego μα | wartość współczynnika | 0,02 | 0,07 | 0,06 | 0,04 | 0,03 |
| przyrost wartości [%] | - | 250 | 200 | 100 | 50 |
PL 238 803 Β1
Tabela 2
| Udział CaCIj w kruszywie [% wag.] | Ilość CaCh wypłukanego z kruszywa [% wag] | |
| przed cyklami zamrażania i przemywania | 11,73 | - |
| po 1 cyklu zamrażania i przemywania | 7,71 | 4,02 |
| po 2 cyklu zamrażania i przemywania | 2,73 | 9,00 |
| po 3 cyklu zamrażania i przemywania | 0,87 | 10,86 |
| po 4 cyklu zamrażania i przemywania | 0,23 | 11,50 |
| po 5 cyklu zamrażania i przemywania | 0,07 | 11,66 |
| po 6 cyklu zamrażania i przemywania | 0,03 | 11,70 |
| po 7 cyklu zamrażania i przemywania | 0,01 | 11,72 |
Tabela 3
| Rodzaj materiału odladzającego | Nr pomiaru | Ilość stopionego lodu | |||||
| po 60 min. | po 120 min. | po 180 min. | |||||
| [ml] | [%] | [ml] | [%] | [ml] | [%] | ||
| Chlorek sodu stanowiący materiał porównawczy, do brze spełniający wymagania zimowego utrzymania dróg | próbka 1 | 27 | 2,7 | 8 | 0,8 | 3 | 0,3 |
| próbka 2 | 25 | 2,5 | 9 | 0,9 | 2 | 0,2 | |
| próbka 3 | 26 | 2,6 | 8 | 0,8 | 2 | 0,2 | |
| próbka 4 | 24 | 2,4 | 9 | 0,9 | 3 | 0,3 | |
| próbka 5 | 25 | 2,5 | 7 | 0,7 | 2 | 0,2 | |
| średnio | 25 | 2,5 | 8 | 0,8 | 2 | 0,2 | |
| Łączna ilość stopionego lodu [%] po działaniu chlorku sodu: 3,5 | |||||||
| Kruszywo diatomitowe nasycone chlorkiem wapnia | próbka 1 | 18 | 1,2 | 6 | 0,6 | 4 | 0,4 |
| próbka 2 | 16 | 1,4 | 7 | 0,6 | 5 | 0,5 | |
| próbka 3 | 17 | 1,2 | 6 | 0,6 | 4 | 0,4 | |
| próbka 4 | 18 | 1,2 | 7 | 0,7 | 5 | 0,5 | |
| próbka 5 | 15 | 1,3 | 9 | 0,7 | 5 | 0,5 | |
| średnio | 17 | 1,7 | 7 | 0,7 | 5 | 0,5 | |
| Łączna ilość stopionego lodu [%] po działaniu kruszywa: 2,9 | |||||||
| Ilość stopionego lodu po działaniu kruszywa w stosunku do ilości stopionego lodu po działaniu chlorku sodu [%]: 82,8 |
PL 238 803 Β1
Przykład 2
Kruszywo diatomitowe grube, uzyskane przez rozdrobnienie skały diatomitowej w maszynie rozdrabniającej (kruszarce), suszono w suszarce elektrycznej w temperaturze 105°C przez okres 6 godzin, po czym przesiano go przez 10 minut w wytrząsarce z zestawem sit o kwadratowych oczkach o bokach: D = 5 mm i d = 2 mm. Uzyskane kruszywo diatomitowe o uziarnieniu 2-5 mm umieszczono w piecu komorowym zwiększając temperaturę z prędkością 4°C/min do uzyskania temperatury 600°C. Następnie kruszywo prażono w tej temperaturze przez okres 24 godzin, po czym piec wyłączono i przez 36 godzin studzono go do osiągnięcia temperatury pokojowej. Uzyskane kruszywo charakteryzujące się następującymi fizyczno-mechanicznymi właściwościami: gęstość nasypowa: 0,85 g/cm3, nasiąkliwość wagowa: 34,9%, ścieralność w bębnie Devala: 6,4%, suszono do stałej masy, to znaczy do momentu, gdy różnica jego masy pomiędzy dwoma kolejnymi ważeniami jest mniejsza niż 0,1 g. Następnie odważono 300 g kruszywa diatomitowego i umieszczono go w plastikowym, sztywnym pojemniku, po czym zalano go 300 ml 32% wodnego roztworu chlorku wapnia w taki sposób, że powierzchnia roztworu znajdowała się około 2 cm powyżej górnej powierzchni warstwy kruszywa. Roztwór CaCl2 przygotowano przez rozpuszczenie 500 g wysuszonego w temperaturze 105°C czystego CaCl2 w 1 litrze wody destylowanej. Pojemnik z kruszywem zalanym roztworem soli przykryto szczelną pokrywą i pozostawiono na czas 24 godzin w celu całkowitego nasycenia kruszywa roztworem soli. Po tym czasie kompozycję wyjęto z pojemnika i intensywnie mieszając przez okres 10 minut odsączono z nadmiaru roztworu przez sito o kwadratowych oczkach równych 1 mm, po czym przełożono ją do suchego plastikowego worka i szczelnie zamknięto. Uzyskano produkt zawierający chlorek wapnia w ilości 15,65% wagowych, nadający się do bezpośredniego stosowania na powierzchnie ciągów komunikacyjnych o cechach użytkowych podanych w tabeli 4, 5 i 6.
Tabela 4
| Nazwa parametru | Warunki badania | |||||
| Kostka stalowa na płycie lodu bez kruszywa | Kostka stalowa na płycie lodu posypanej kruszywem w ilości 238 g/m2 | |||||
| Bezpośrednio po posypaniu | po 1 godz od posypania | po 2 godz. od posypania | po 4 godz. od posypania | |||
| współczynnik tarcia statycznego tfs | wartość współczynnika | 0,03 | 0,12 | 0,10 | 0,09 | 0,07 |
| przyrost wartości [%] | - | 300 | 233 | 200 | 133 | |
| współczynnik tarcia dynamicznego μα | wartość współczynnika | 0,02 | 0,08 | 0,09 | 0,07 | 0,05 |
| przyrost wartości [%] | - | 300 | 350 | 250 | 150 |
Tabela 5
| Udział CaCI? w kruszywie [% wag.] | Ilość CaCb wypłukanego z kruszywa [% wag] | |
| przed cyklami zamrażania i przemywania | 15,65 | |
| po 1 cyklu zamrażania i przemywania | 10,32 | 5,33 |
| po 2 cyklu zamrażania i przemywania | 6,59 | 9,06 |
| po 3 cyklu zamrażania i przemywania | 2,11 | 13,54 |
| po 4 cyklu zamrażania i przemywania | 0,74 | 14,91 |
| po 5 cyklu zamrażania i przemywania | 0,16 | 15,49 |
| po 6 cyklu zamrażania i przemywania | 0,02 | 15,63 |
| po 7 cyklu zamrażania i przemywania | 0,01 | 15,64 |
PL 238 803 Β1
Tabela 6
| Rodzaj materiału odladzającego | Nr pomiaru | Ilość stopionego lodu | |||||
| po 60 min. | po 120 min. | po 180 min. | |||||
| [ml] | [%] | [ml] | [%] | [ml] | [%] | ||
| Chlorek sodu stanowiący materiał porównawczy, do brze spełniający wymagania zimowego utrzymania dróg | próbka 1 | 27 | 2,7 | 8 | 0,8 | 3 | 0,3 |
| próbka 2 | 25 | 2,5 | 9 | 0,9 | 2 | 0,2 | |
| próbka 3 | 26 | 2,6 | 8 | 0,8 | 2 | 0,2 | |
| próbka 4 | 24 | 2,4 | 9 | 0,9 | 3 | 0,3 | |
| próbka 5 | 25 | 2,5 | 7 | 0,7 | 2 | 0,2 | |
| średnio | 25 | 2,5 | 8 | 0,8 | 2 | 0,2 | |
| Łączna ilość stopionego lodu [%] po działaniu chlorku sodu: 3,5 | |||||||
| Kruszywo diatomitowe nasycone chlorkiem wapnia | próbka 1 | 22 | 2,2 | 6 | 0,6 | 4 | 0,4 |
| próbka 2 | 20 | 2,0 | 9 | 0,9 | 3 | 0,3 | |
| próbka 3 | 21 | 2,1 | 8 | 0,8 | 4 | 0,4 | |
| próbka 4 | 21 | 2,1 | 7 | 0,7 | 3 | 0,3 | |
| próbka 5 | 22 | 2,2 | 9 | 0,9 | 5 | 0,5 | |
| średnio | 21 | 2,1 | 8 | 0,8 | 4 | 0,4 | |
| Łączna ilość stopionego lodu [%] po działaniu kruszywa: 3,3 | |||||||
| Ilość stopionego lodu po działaniu kruszywa w stosunku do ilości stopionego lodu po działaniu chlorku sodu [%]: 94,3 |
Zastrzeżenie patentowe
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentowe1. Sposób otrzymywania kompozycji antypoślizgowej i odladzającej, zawierającej kruszywo diatomitowe i chlorek wapnia, znamienny tym, że skałę diatomitową poddaje się rozdrobnieniu, po czym uzyskane kruszywo diatomitowe po wysuszeniu przesiewa się do uzyskania uziarnienia w zakresie 2-5 mm, a następnie kruszywo o uzyskanej frakcji praży się w temperaturze 450-700°C,p o czym studzi się do temperatury pokojowej, a następnie kruszywo suszy się do stałej masy, a potem nasyca się go 25-40% wodnym roztworem chlorku wapnia, odsącza się nadmiar roztworu, a po odsączeniu nadmiaru roztworu przechowuje się w szczelnie zapakowanych suchych opakowaniach.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL429759A PL238803B1 (pl) | 2019-04-26 | 2019-04-26 | Sposób otrzymywania kompozycji antypoślizgowej i odladzającej |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL429759A PL238803B1 (pl) | 2019-04-26 | 2019-04-26 | Sposób otrzymywania kompozycji antypoślizgowej i odladzającej |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL429759A1 PL429759A1 (pl) | 2020-11-02 |
| PL238803B1 true PL238803B1 (pl) | 2021-10-04 |
Family
ID=73025104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL429759A PL238803B1 (pl) | 2019-04-26 | 2019-04-26 | Sposób otrzymywania kompozycji antypoślizgowej i odladzającej |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL238803B1 (pl) |
-
2019
- 2019-04-26 PL PL429759A patent/PL238803B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL429759A1 (pl) | 2020-11-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2521381C2 (ru) | Антигололедная композиция | |
| KR101780347B1 (ko) | 결빙억제 효과가 향상된 도로포장용 아스팔트 콘크리트 첨가제 및 이의 제조방법, 그리고 이를 포함하는 아스팔트 콘크리트 혼합물 | |
| US20030146409A1 (en) | Snow and ice-melting granules and method for preparing same | |
| US5730895A (en) | Carboxylate coated chloride salt ice melters | |
| US20100102267A1 (en) | Snow removal agent and preparation method | |
| KR102701749B1 (ko) | 염화칼슘을 대체한 일체형 친환경 제설제 | |
| Ganjyal et al. | Freezing points and small-scale deicing tests for salts of levulinic acid made from grain sorghum | |
| KR102412528B1 (ko) | 융빙성능이 향상된 친환경 제설제 | |
| US5441760A (en) | Impregnable in situ deicing material | |
| ES2353440T3 (es) | Composición quitanieve antiderrapante. | |
| PL238803B1 (pl) | Sposób otrzymywania kompozycji antypoślizgowej i odladzającej | |
| US7556742B1 (en) | Deicing and anti-icing composition having anti-corrosion properties and method for making same | |
| US4781759A (en) | Limestone and clay traction aid | |
| CN109929512A (zh) | 一种产热防滑型环保融雪除冰剂 | |
| Luker et al. | Laboratory melting performance comparison: Rock salt with and without prewetting | |
| RU2044118C1 (ru) | Способ удаления снежно-ледяных покровов дорожных покрытий и противогололедный препарат "кама" | |
| RU2523470C2 (ru) | Антигололедная композиция (варианты) и способ ее изготовления | |
| JP5393714B2 (ja) | 凍結抑制剤 | |
| CA2851032A1 (en) | Deicer and method of use | |
| CN117801661A (zh) | 一种蓄盐抗凝冰涂层及其制备方法 | |
| RU2167118C2 (ru) | Битумоминеральная смесь | |
| US20080315150A1 (en) | Antifreeze Material for Outdoor Sites, Typically Roads | |
| RU2294352C1 (ru) | Твердый антигололедный состав и способ удаления льда с поверхности дорог | |
| CA2910999A1 (en) | Salt/clay mixtures and uses thereof | |
| CN109971424A (zh) | 非氯环保型融雪剂 |