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环保型融冰融雪盐

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环保型融冰融雪盐

发布日期:2022-01-26 作者:网络 点击:

寒冷的冬天,许多高速公路和城市道路经常遭受冰雪的危害。 雪后,在车辆载荷的作用下,积雪被压实,当中午温度升高后,积雪融化,傍晚,降温可再次结冰,从而导致路面附着性急剧下降,造成交通事故的产生。据统计,冬季发生的交通事故约有15%~30%与道路积雪有关。

目前,最常用的破冰方法如路面撒盐、人工和机械除冰等除冰方法,都是在下雪后的一段时间内进行,不能及时保证道路行车安全。而盐沥青路面具有自融雪作用,在下雪的过程中可以起到除冰作用,有利于雪后铲雪。盐,来自融雪沥青路面,即加盐得到融雪结构所具备的道路沥青。其除冰作用原理是在毛细压力和车辆侧倾作用下,逐渐析出路面内部的盐分,降低路面水的冰点,延缓路面积雪而结冰。方法是因降雪而结冰初期抑制结冰效果明显,且易于机械化施工,后期管理水平较低,与其他除冰方法综合使用,可达到更好的效果因此盐沥青的研究,成为目前道路融雪技术研究的一个新方向。但目前我国自主研发的盐很少,主要是日本前田株式会社的MAFILON等产品。采购生产,价格昂贵,约10000元/吨。

融雪剂


发明内容

本发明的目的在于,提供一种工艺简单、成本较低、对周围环境腐蚀性小的新型环保盐及其制备工艺和使用方法。

为达到本发明目的,采用如下技术方案:

一种环保型冰融雪盐,该盐的重量百分比组成为:融雪剂:40~60%,放热剂:2~5%,多孔矿物骨料10~40%,不发白稀释剂:10~20%,改性剂:5~20%,各组分重量百分比之和为100%

优选地,所述雪剂为醋酸镁和醋酸钙的混合物,在方孔筛孔1.18mm的通过率下醋酸镁和醋酸钙的粒径大于90%,且混合物中的重量比醋酸镁和醋酸钙的比例为1/3~1/2。在遇水条件下,雪剂从多孔矿物骨料中排出,在路面沥青混合料中,空间沉淀到路表中,降低路面冰点。另外,相比传统的维拉米特雪剂,醋酸钙和醋酸镁对周围环境的腐蚀性很小。

优选地,所述的放热剂采用氧化钙,其粒径在2.36mm方孔筛的通过率大于90%。 反应放热的水冰融化由氧化钙遇到,也放热冰-当生成氢氧化钙溶于水时熔化;并且在水分蒸发和降雪的工作循环中,氢氧化钙可以反复将水溶性放热冰融化。

优选地,所述多孔矿物骨料采用玄武岩,其粒径在方孔筛孔4.75mm的通过率大于95%。 玄武岩主要成分为二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁(也有少量氧化钾、氧化钠),其中含二氧化硅的二氧化硅最多,占45%~50%。 玄武岩作为贮雪剂和放热成分;多孔矿物骨料也可采用矿渣等多孔材料。

优选地,所述改性剂采用DL-411铝酸盐偶联剂。 铝酸盐偶联剂外观白色或微黄色蜡状固体,热分解温度为300°C,其作用是提高盐与沥青之间的粘结性,防止集料表面包裹在附加的沥青中并剥离。

所述的不发白稀释剂采用硅胶,硅胶的粒径为1.0~3.0mm。不溶于水和硅胶的任何溶剂,无毒无味,化学性质稳定,作用是延缓盐的潮解速度,有利于常备存储。

本发明给出了一种环保型融雪盐的制备方法,该方法包括以下步骤:

步骤一,按重量百分比取下列组分:

雪剂:40~60%,放热剂:2~5%,多孔矿物骨料10~40%,不发白稀释剂:10~20%,改性剂:5~20%,各组分重量百分比之和为100%;

[0020] 步骤2、将所取的雪剂、放热剂和不发白的稀释剂常温均匀搅拌5~10min;

步骤3、将步骤2后的产品研磨10~20min,再与改性剂均相混合,在120~140°C的条件下,恒温保持3h,得到混合物;

[0017] 步骤4、将研磨后的多孔矿物骨料与步骤3得到的多孔矿物骨料通过混合球磨15~20min,再通过混合球磨15~20min,得到粉粒状盐;

步骤5、将步骤4得到的粉粒状盐过筛,滤出粒径小于0.15mm的盐,为环保型融雪盐。

本发明制备的环保型融雪盐用于制备融雪沥青的应用。

所述的融雪沥青中沥青与矿物骨料的质量比的百分比为4.8%,所述的矿物骨料中微风量为1.5%,环保型冰融雪盐的量为4%,所述沥青采用SBS1-C改性沥青。

对于沥青路面,本发明给出了一种新的盐类化合物及制备方法,工艺简单,成本较低,融雪效果好。 一方面,盐类中雪剂主要是醋酸钙和醋酸镁,与MAFILON等盐类中使用的氯化钙、氯化钠等雪剂相比,对周围环境的腐蚀性极小,起到良好的环保作用;另一方面,该盐含有放热成分氧化钙,遇水放热反应放热冰融化,生成氢氧化钙溶于水时也放热冰融化。 并在水分蒸发和降雪的工作循环中,氢氧化钙可以水溶性放热反复冰融。另外,这种盐成本5000元/吨,约为MAFILON价格的1/2,大大节省了融雪沥青路面施工成本。

实施例

一种环保型冰融雪盐,该盐的重量百分比组成为:雪剂:40~60%,放热剂:2~5%,多孔矿物骨料10~40%,不发白稀释剂:10~20%,改性剂:5~20%,各组分重量百分比之和为100%。

所述雪剂为醋酸镁和醋酸钙的混合物,在方孔筛孔1.18mm的通过率下醋酸镁和醋酸钙的粒径大于90%,混合物中镁的重量比醋酸盐和醋酸钙为1/3~1/2。在遇水条件下,雪剂从多孔矿物骨料中排出,在路面沥青混合料中,空间沉淀到路面,降低路面冰点。 另外,比较传统的维拉米特雪剂,醋酸钙和醋酸镁对周围环境的腐蚀性很小。

所述放热剂采用氧化钙,其粒径在2.36mm方孔筛的通过率大于90%。当生成氢氧化钙为水溶性时;并且在水分蒸发和降雪的工作循环中,氢氧化钙可以反复将水溶性放热冰融化。

所述的多孔矿物骨料采用玄武岩,其粒径在4.75mm方孔筛的通过率大于95%。 玄武岩主要成分为二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁(也有少量氧化钾、氧化钠),其中含二氧化硅的二氧化硅最多,占45%~50%。 玄武岩作为贮雪剂和放热成分;多孔矿物骨料也可采用矿渣等多孔材料。

所述改性剂采用DL-411铝酸盐偶联剂。 铝酸盐偶联剂外观白色或微黄色蜡状固体,热分解温度为300℃,其作用是提高盐与沥青之间的粘结力,防止集料表面包裹在附加的间距和剥离。

所述的不发白稀释剂采用硅胶,硅胶的粒径为1.0~3.0mm。不溶于水和硅胶的任何溶剂,无毒无味,化学性质稳定,作用是延缓盐的潮解速度,有利于常备存储。

本发明给出了一种环保型融雪盐的制备方法,该方法包括以下步骤

步骤一,按重量百分比取下列组分:

雪剂:40~60%,放热剂:2~5%,多孔矿物骨料10~40%,不发白稀释剂:10~20%,改性剂:5~20%,各组分重量百分比之和是 100%;

[0020] 步骤2、将所取的雪剂、放热剂和不发白的稀释剂常温均匀搅拌5~10min;

步骤3、将步骤2后的产品研磨10~20min,再与改性剂均相混合,在120~140°C的条件下,恒温保持3h,得到混合物;

[0017] 步骤4、将研磨后的多孔矿物骨料与步骤3得到的多孔矿物骨料通过混合球磨15~20min,再通过混合球磨15~20min,得到粉粒状盐;

步骤5、将步骤4得到的粉粒状盐过筛,滤出粒径小于0.15mm的盐,即为本发明制备的环保型融雪盐。

本发明方法制备的环保型融雪盐常温(25℃)颜色为淡黄色,沸点>400℃,闪点>250℃,密度2.34~2.64g/cm 3 ,可部分易溶于水,pH值呈碱性,易潮解。

为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步说明本发明的内容,但本发明的内容不仅限于所描述的实施例。

实施例1:

一种环保型融雪盐的制备方法,包括以下步骤:

步骤一,按重量百分比取下列组分:

醋酸镁10g,醋酸钙30g,氧化钙5g,玄武岩30g,铝酸盐偶联剂15g,硅胶10g;

步骤2、将取出的醋酸镁、醋酸钙、氧化钙和硅胶放入搅拌釜中,常温(25°C)均匀搅拌5min;

步骤3、将步骤2搅拌后的产品滴入微风球压机研磨10min,然后与改性剂均相混合,混合后放入烘箱中,在120°C条件下,恒温保持3h,得到混合物;

步骤4、将玄武岩放入微风球压机研磨15min,再将研磨后的多孔矿物骨料与步骤3得到的混合物一起加入球磨机球磨15min,得到粉粒状盐;

步骤5、将步骤4得到的粉粒状盐过筛,滤出粒径小于0.15mm的盐,即为制备的环保融雪盐。

实施例2:

本实施例的制备方法如下:

步骤一,按重量百分比取下列组分:

醋酸镁15g,醋酸钙45g,氧化钙2g,玄武岩23g,铝酸盐偶联剂5g,硅胶10g。

步骤2、将取出的醋酸镁、醋酸钙、氧化钙和硅胶放入搅拌釜中,常温(25°C)均匀搅拌10min;

步骤3、将步骤2搅拌后的产物滴入微风球压机研磨20min,然后与改性剂均相混合,混合后放入烘箱,在140°C条件下,恒温保持3h,得到混合物;

步骤4、将玄武岩放入微风球压机研磨20min,再将研磨后的多孔矿物骨料与步骤3得到的混合物一起加入球磨机球磨20min,得到粉粒状盐;

步骤5、将步骤4得到的粉粒状盐过筛,滤出粒径小于0.15mm的盐,即为制备的环保融雪盐。

实施例3:

本实施例与实施例1的制备方法相同,不同的是步骤一中采取的各组分为:醋酸镁13.3g、醋酸钙31.7g、氧化钙5g、玄武岩10g、铝酸盐偶联剂20g、硅胶20g .

实施例4:

本实施例与实施例2的制备方法相同,不同之处在于步骤一中所取各组分为:醋酸镁10g、醋酸钙30g、氧化钙2g、玄武岩40g、铝酸盐偶联剂8g、硅胶10g。

实施例5:

本实施例与实施例2的制备方法相同,不同的是步骤一中所取各组分为:醋酸镁20g、醋酸钙40g、氧化钙5g、玄武岩15g、铝酸盐偶联剂10g、硅胶10g。

环保融雪盐的应用:

本发明制备的环保型融雪盐在制备融雪沥青中的应用。 所述融雪沥青采用AC-13型格栅,沥青和沥青的质量比的百分比(沥青骨料比)

矿物骨料为4.8%,所述矿物骨料中微风体积(质量)为1.5%,环保型冰融雪盐的体积为4%。

沥青采用SBS1-C改性沥青,矿料集合加入见下表1。

表1 矿物骨料级配

使用方法

1. 环保型融冰雪盐的计算。盐等量替代75%的微风,具体如式1所示。

M盐质量(g)盐掺合料

M 微风质量 (g) 微风

密度(ρ-微风3的克/厘米)。

ρ 盐密度(盐 3 的 g/cm)。

2.沥青拌和搅拌前,不需晒盐,用盐与微风混合拌匀,搅拌时间不少于50s,根据需要调整搅拌时间,达到搅拌均匀的要求.

盐融冰雪路面除冰实验研究

表2测试结果

注:(1)马歇尔稳定性、残余温度、劈裂强度比、车辙动态稳定性按《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)试验。

(2)内聚力用于评价在-7℃的情况下,路面与冰盖之间的冻结力,内聚力越小,说明盐冰融雪能力越强。

(3)表中的实施例1、实施例2和实施例3分别为根据上述实施例制备的冰融雪盐按照“沥青与矿物骨料的质量比的百分比(沥青骨料比)”制备的融雪沥青为4.8%;在所述矿物骨料中,微风量为1.5%;环保型融冰雪盐的量为4%”,参考例中不添加环保型融冰雪盐和复仇盐.

表2试验结果可得出,经本发明插补制得的融雪盐后,元帅片抗拉强度无明显变化,残余稳定性和劈裂强度之比下降,动稳定性下降,但均满足现行规范要求,说明加入该盐后,路面性能满足使用要求。表中冻力在-7℃的情况下,冰块表面结冰后,用黏聚力试验测量冰块表面和冰冻力的大小。外加剂熔盐经冷冻力试验描述,在路面与冰盖之间,冷冻力明显下降,说明该盐具有融冰作用。

内聚测试具体语法如下:

1.试验设计对象:首先是融雪路面上从机理上降低的路面和冰雪结合点的凝固点,内盐继续扩散最终达到融雪的对象。但难以拉冰试验过程中积雪与融雪路面黏聚力的变化,设计本试验以达到目测评价融雪融雪效果的目的。

2.测试原理:本测试利用夹层功率测试仪根据试样在低温下结冰形成的结合力进行测量。 由于低温下路面有水,所以水会进入空间在路面上,该空间内的水会冻结成路面上的水并融为一体,因此结合部位只是具有较大的拉拔力和剪切阻力,因此难以结冰与路面分离。表面加盐由于降低了冰点的作用,这种结合部位的剪切阻力会大大降低,通过测量相同低温条件下雪的结合部位拉力和剪切力来判断盐是否起到了融冰的作用。 .

3、测试设备:根据目标配比,分别制作了编组片、用融雪沥青封胶、夹层功率测试仪,可固定在夹层功率测试仪、量筒、烧杯、胶带、冰箱的工件夹具上。

4. 试验方法:用塑料密封块,高度超过试样4cm,也全部密封底部试样。然后将500ml水倒入密封块表面,放入7℃冰箱冷冻6h。取出试样置于控温层间功率测试仪固定夹具上,层间功率测试仪的牵引速度为5cm/min,直至冰从试样上完全脱落。保存数据。进行下一个试样。

液体融雪剂


腐蚀试验

本发明相对制备的环保型融冰盐和背景技术中提到的日本产的MAFILON对碳钢的侵蚀率进行了报复,说明该盐对碳钢的侵蚀率非常低。

周围环境的腐蚀性。

测试方法:试样为环形碳钢试样ρ=7.81~7.85g/cm 3,尺寸R=45mm,r=17mm,h=3mm。通过试样编码,测量和记录面积,浸泡在蚀刻剂中 用分析天平后的正确数量对应编号的溶液。经常组织实验,选择3个样品平行测试。

在一组实验中,在室温下,通过预期,负载加重钢盘悬挂将要浸入实施例1制备的环保型冰融雪盐中的质量分数为3%的溶液中16小时, 在一个大气中暴露8小时,重复进行7次,共7天。


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