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18785038861发布人:贵州除雪抗冻材料研发公司发布时间:2023-03-17 17:51:16浏览:80 次
目前,融雪剂应用主要集中在氯盐类和乙酸盐类两方面(按照主要成分划分),其中氯盐类为传统类型,适用于一般环境条件下。乙酸盐类属于相对环保型,成本较高,适用于机场、立交桥等特殊区域。但研究表明融雪剂在保障道路畅通、降低事故的同时也增加了路面病害发生的频率。据悉,北京市每年在立交桥和主干道上撒盐400~600t,西直门立交桥(使用仅19年)及其他一些桥,钢筋腐蚀破坏十分严重、混凝土盐冻破坏明显,在中国东北地区,哈大高速使用融雪剂不到两个冬季就出现了严重的盐剥蚀破坏。笔者进一步对路面状况调查发现病害区域出现了长期潮湿现象,通过室内分析得知路面残留融雪剂在空气中具有易吸水潮湿能力,导致路面长期处于潮湿状态,在车辆荷载作用下易出现病害。同时,北欧科研团队指出包含甲酸和醋酸乙烯酯基的融雪剂对路面具有更好的保湿性。结合融雪剂渗透能力测试结果显示固体氯盐类融雪剂的储存稳定性能受到温度、湿度的限制,相同条件下更容易潮解吸水,由此说明融雪剂的吸水保湿性能不仅对路面产生影响而且对其自身的融冰渗透能力也有一定的影响。然而,目前中国对融雪剂吸水保湿性能方面研究尚未涉及,融雪剂性能评价中也没用该项指标,故该文在结合文献研究基础上,提出模拟实际的操作方法,即融雪剂溶液与集料真空饱和蒸发试验,通过测试质量损失变化率、烘干保持时间和质量变化分析融雪剂的吸水保湿性能。融雪剂对环境的污染、道路及基础设施的破损等已被业内人士认可,其不同种类、浓度的影响程度也存在较大差异,研究分析融雪剂性能测试指标具有重要意义贵州环保型融雪剂批发。
试验方案
目前,融雪剂使用受到成本、环境污染两大方面限制,对于传统融雪剂进行复合改进升级或研发环保型融雪剂理念已经得到企业及科研工作者关注,根据调查显示,2012年冬季市场上供应融雪剂主要为氯盐复合型、乙酸盐型和甲酸盐型等,其复合型仍然作为主要应用对象,可能由于成本较低、相对环保的缘故。融雪剂吸水保湿性试验主要根据现场调查结论而提出,目前没有规范标准,其试验步骤和参数设定参考《公路工程集料试验规程》,目的是评价融雪剂使用后路面是否易于清洗、保持干燥状况,为评价融雪剂性能提供基础。笔者通过石灰岩、玄武岩集料对5种融雪剂进行试验测试。
该文选择了氯盐类和乙酸盐类融雪剂,即氯化钠、氯化钙、氯化镁、NW-056和KHF-1A,选择石灰岩和玄武岩集料进行真空饱和蒸发测试。详细试验步骤如下:
(1)选取烘干后粒径13.2mm集料1000g,浸入融雪剂溶液中保持12h,液面高于集料约5mm,浓度为0%、5%、10%、25%和35%。
(2)将试样置于真空干燥箱中,保持气压97.3~98.7kPa真空度下30min,恢复常压继续留放15min;最后,利用网篮取出试样,自然凉干至不滴水时(或微量滴水)称取质量m,随即置于60℃烘箱中,每隔一定时间测试质量mt,差值为时间差内蒸发量,时间间隔选取5、15、30、60、70、80和90min。
试验结果分析
融雪剂类型影响
根据现场调研状况可得知融雪剂吸水保湿性指标对融雪剂后期评价具有重要作用,通过采用该指标对不同类型融雪剂进行评价。
可知:
(1)集料经融雪剂浸泡真空饱和处理后其质量发生变化,说明融雪剂吸附残留在集料表面和孔隙中导致的。相同条件下,集料经水处理后容易达到稳定状态,且质量均衡不变,而经过融雪剂溶液浸泡后则出现不易烘干,表面孔隙积水、潮湿现象,这与融雪剂化学成分有关,如氯化钠、醋酸钾等密度比水大,且具有一定粘附性,在重力作用和真气压力作用下率先进入到集料表面孔隙内部,在烘干过程中水混溶液逐渐蒸发致使盐浓度增加留置在集料表面和孔隙中。同时,研究数据充分证实融雪剂(氯盐类和乙酸盐类)具备一定的吸水、潮解能力。
(2)质量变化率随蒸发时间增加而逐渐稳定,在0~60min内变化较大,60~90min内较平缓,但融雪剂之间差异性也较明显,氯盐类之间分辨度较好,而主要成分相同的乙酸盐类变化较一致。总体上看,集料经水处理后的质量变化率值最大,60min后质量基本不再变化,随后是NaCl、KHF-1A、NW-056、MgCl2和CaCl2。
(3)利用线性回归对质量变化率随时间分布状况进行拟合,其中直线斜率代表集料是否易烘干、蒸发量大小。根据该指标可知水对集料影响远小于融雪剂,KHF-1A和NW-056的影响低于氯盐类。同时,利用质量损失指标也可反映该状况,NaCl质量损失最大,MgCl2和MgCl2次之,KHF-1A和NW-056最小。因为NaCl易结晶,水分自然蒸发,但溶质直接残留在集料表面不随水分蒸发而带走,NaCl浸泡后集料表面有白色结晶,MgCl2和CaCl2浸泡后集料表面明显存在水分及残留液体,而经水处理后的集料表面处于干燥状态,没有水分残留。
溶液浓度影响
融雪剂应用于路面后经过雨、雪水冲刷稀释,其残留在表面及内部的融雪剂与路面状况有直接联系,如裂缝、集料剥离、坑槽和车辙等区域的残留量远高于其他部位,由于该区域易积水、易渗透路面内部,残留液体随时间延长逐渐作用于水泥、骨料和沥青等,进而加速路面破坏。研究浓度对融雪剂吸水保湿性的影响,可为冬季融雪剂应用后期清理提供参考,研究选取MgCl2和KHF-1A两种材料。
(1)融雪剂浓度对质量变化率具有较大影响,随浓度的增加而逐渐减小。说明浓度的增加降低了集料表面液体蒸发,混合溶液中水分蒸发占据了主要成分。随时间延长,不同浓度下质量变化率均趋于平衡,相同条件下,溶液浓度直接影响集料表面干湿状态,溶度浓度较大时质量变化率小,集料表面不易烘干,残留在表面的融雪剂随时间增加而对集料进行破坏,以3种氯盐类融雪剂为例,集料表面状态随浓度变化而变化,即35%浓度最为潮湿,集料表面覆盖融雪剂,由于NaCl易结晶,集料表面覆盖白色晶体。
(2)结合上述分析,可得到路面应用融雪剂后更易破坏。从宏观上看,路面使用融雪剂后势必会残留一部分,对于裂缝、车辙等区域可能更容易渗入路面内部,经过夏季高温促使溶液与集料、沥青发生作用降低粘结性及结构强度等,还可能使残留液体浓度持续增加,加速对结构破坏。因此,在冬季使用融雪剂后,有条件时,可采取专业的人工和维修养护机械对其进行清扫,采用注水冲刷方式可降低残留融雪剂浓度,降低对环境的破坏贵州固体颗粒融雪剂多少钱一吨。
集料岩性影响
众所周知,集料岩性对沥青结合料粘附性具有一定的影响,对于多雨地区大多数采用改性剂改善集料粘附性能。在中国,关于融雪剂对集料-沥青粘附性破坏现象已有相关文献研究,1999年由瑞典公路运输研究所研究指出骨料表面酸性物质能够溶解于融雪剂,导致沥青胶浆粘结性降低。融雪剂溶液表面张力较小,加上较大的密度,更容易促进液体渗入集料及沥青混合料内部,进一步导致沥青混合料破坏。而赫尔辛基理工大学研究指出融雪剂对骨料几乎没有影响,这与其他文献提出的理论相反。依据上述分析可知,融雪剂对集料的影响与集料岩性应存在某些关系,该文提出融雪剂对集料岩性具有选择性破坏假设现象。
可知:融雪剂溶液变化与集料岩性存在一定的关系,整体上看,相同条件下玄武岩集料质量变化率值大于石灰岩集料,说明集料在真空饱和浸泡时受到岩性影响导致蒸发测试数据不同,如密度、化学成分等。文中选用玄武岩集料密度远大于石灰岩,在真空饱和过程中,集料密度小质地不密实,内部含水量可能高于密实性好的集料,而对于集料化学成分如何影响需要进一步深入研究。
通过数据还可看出:并不是所有融雪剂对集料岩性都有选择性影响。对于NaCl处理后玄武岩和石灰岩二者质量变化率值差值较小,几乎一致,这可能与NaCl化学性质有关。对于其余4种均出现较大的差值幅度。另外,根据研究融雪剂密度重力作用破坏沥青-集料粘附性能结果,绘制质量变化率与溶液密度多项式关系曲线。可以看出:玄武岩集料与溶液密度之间关系较好,石灰岩则相反,但为何出现该现象原因并不得知,但从侧面反映了融雪剂密度重力作用对试验结果的影响,且集料类型占有重要作用。
结论
(1)融雪剂具有一定的吸水保湿性能,保持集料表面长期处于潮湿状态,不易干燥。提出了真空饱和蒸发试验能够较好地评价融雪剂吸水保湿性能的优劣,研究选取质量变化率和质量损失作为评价指标。
(2)质量变化率随蒸发时间增加而逐渐稳定,基本在60~90min之间稳定,但融雪剂之间差异性也较明显,乙酸盐类融雪剂吸水保湿效果低于氯盐类融雪剂;质量变化率随融雪剂浓度增加而逐渐降低,溶液浓度越大对集料影响越严重。建议冬季合理制定融雪剂的应用标准,融雪之后可采用有效措施降低溶液浓度,减少对路面及环境的破坏。
(3)不同岩性集料的质量变化率存在较大变化,集料的致密程度是影响融雪剂溶液进入表面空隙及内部的关键因素之一,玄武岩集料密度大,质地密实真空饱和内部吸水远小于石灰岩集料,相同条件下容易干燥,而集料化学成分与融雪剂是否存在一定的交互作用需要进一步研究。