Способ предотвращения скользкости дорожных покрытий, сырьевая смесь для получения противогололедного реагента для предотвращения скользкости дорожных покрытий и способ его получения

Способ предотвращения скользкости дорожных покрытий, сырьевая смесь для получения противогололедного реагента для предотвращения скользкости дорожных покрытий и способ его получения

Реферат

 

Изобретение относится к дорожно-эксплуатационному производству, в частности к способам борьбы с гололедом на автодорогах, мостах, путепроводах, а также аэродромах. Способ предотвращения скользкости дорожных покрытий заключается в нанесении на покрытие противогололедного реагента на основе соли уксусной кислоты. Противогололедный реагент наносят в виде сыпучего материала с размером частиц 0,1-12 мм. В качестве указанного противогололедного реагента используют реагент на основе кальциево-магниевой сли уксусной кислоты, полученный из сырьевой смеси, содержащей мас.ч.: доломит с содержанием кремниевых включений 0,2-16 мас.% или доломитизированный известняк с содержанием кремниевых включений 0,2-5 мас.% 180-200, уксусная кислота 50-150, водный раствор карбоната калия или 25%-ная аммиачная вода 0,5-2, полиэтиленгликоль или полипропиленгликоль или их производные с биоразлагаемостью не более 30 дней или поливиниловый спирт с биоразлагаемостью не более 60 дней 0-1. Уксусную кислоту используют ледяную или концентрированную. Способ получения противогололедного реагента заключается в приготовлении смеси из доломита или доломитизированного известняка с водой и уксусной кислотой, приготовленную смесь в тонком слое обрабатывают водным раствором карбоната калия при соотношении карбонат калия: вода 1:1-0,5:3 или 25%-ной аммиачной водой, или смесью водного раствора карбоната калия или 25%-ной аммиачной водой с полиэтиленгликолем или полипропиленгликолем или их производными с биоразлагаемостью не более 30 дней или поливиниловым спиртом с биоразлагаемостью не более 60 дней. Технический результат: высокая экологическая безопасность, практически полное отсутствие остаточной уксусной кислоты в реагенте, высокое противогололедное качество. 3 с. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к дорожно-эксплуатационному производству, в частности к способам борьбы с гололедом на автодорогах, мостах, путепроводах, а также аэродромах.

Известен способ предотвращения скользкости дорожных покрытий путем нанесения на поверхность покрытий хлористого натрия (см. Бялобжесский Г.В. и др. Борьба с зимней скользкостью на автомобильных дорогах. - М.: Транспорт, 1975, с.26).

Недостатком способа является ускорение разрушения дорожных покрытий и железобетонных конструкций, высокая коррозия металлических деталей автомашин, засоление придорожной почвы.

Наиболее близким к предложенному способу является способ предотвращения скользкости дорожных покрытий путем нанесения на покрытие химического вещества - противогололедного реагента - побочного продукта производства политетраметиленэфиргликоля на основе ацетата натрия. Это вещество используют как в твердом виде в смеси с песком, так и в жидком виде - с помощью поливомоечных машин. Расход твердой смеси составляет 300 кг на 1000 м² . Жидкая форма используется в количестве 0,2-0,3 л/м ² (см. RU 2178035 С1, МПК Е 01 С 11/24, опубл. 10.01.2002).

Известный способ недостаточно безопасен из-за наличия в составе реагента хлористого натрия, а также недостаточно технологичен из-за необходимости при использовании его в твердом виде смешивать с песком.

Известна сырьевая смесь для получения противогололедного реагента, включающая гидратированную доломитизированную известь, ледяную уксусную кислоту, воду и ацетат калия. Способ получения реагента заключается в предварительном смешивании доломитизированной извести, ледяной уксусной кислоты и воды с последующим введение в полученную смесь ацетата калия (см. пат. US 5219483, опубл. 15.06.1993).

Наиболее близкой к изобретению является сырьевая смесь для получения противогололедного реагента для предотвращения скользкости дорожных покрытий, включающая доломит или доломитизированный известняк, уксусную кислоту и воду. При этом содержание в доломите Mg CO₃ до 50%. Содержание суспензии доломита в воде и уксусной кислоты в смеси составляет 70 мол.% по СаСО₃ и 30 мол.% уксусной кислоты (см. патент US 5219483, опубл. 21.06.1993). Там же описан способ получения противогололедного реагента, включающий смешивание доломита или доломитизированного известняка с водой, а затем с уксусной кислотой. Непрореагировавшую уксусную кислоту отмывают водой. Этот способ является наиболее близким аналогом к способу по изобретению.

Недостатком известного реагента и способа его получения является наличие свободной уксусной кислоты, снижающей экологическую и коррозионную безопасность.

Задачей изобретения является повышение экологической безопасности способа и реагента, снижение содержания свободной уксусной кислоты, а также повышение технологичности использования реагента.

Поставленная задача решается тем, что в способе предотвращения скользкости дорожных покрытий путем нанесения на покрытие противогололедного реагента на основе соли уксусной кислоты в качестве противогололедного реагента используют реагент на основе кальциево-магниевой соли уксусной кислоты, полученный из сырьевой смеси, содержащей маc.ч.:

Доломит с содержанием

кремниевых включений

0,2-16 мас.% или доломи-

тизированный известняк

с содержанием кремниевых

включений 0,2-5 маc.% 180-200

Уксусная кислота 50-150

Водный раствор карбоната

калия или 25%-ная

аммиачная вода 0,5-2

Полиэтиленгликоль или

полипропиленгликоль или

их производные

с биоразлагаемостью

не более 30 дней или

поливиниловый спирт

с биоразлагаемостью

не более 60 дней 0-1

При этом уксусную кислоту используют ледяную или концентрированную. Также противогололедный реагент наносят в виде сыпучего материала с размером частиц 0,1-12 мм. Кроме того, противогололедный реагент наносят в жидком виде. Также поставленная задача решается тем, что сырьевая смесь для получения противогололедного реагента для предотвращения скользкости дорожных покрытий, включающая доломит или доломитизированный известняк, уксусную кислоту и воду, содержит доломит с содержанием кремниевых включений 0,2-16 мас.%, доломитизированный известняк с содержанием кремниевых включений 0,2-5 мас.% и дополнительно содержит водный раствор карбоната калия при соостношении карбонат калия : вода 1:1-0,5:3 или 25%-ную аммиачную воду, а также полиэтиленгликоль или полипропиленгликоль или их производные с биоразлагаемостью не более 30 дней или поливиниловый спирт с биоразлагаемостью не более 60 дней при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Доломит с содержанием

кремниевых включений

0,2-16 мас.% или доломи-

тизированный известняк

с содержанием кремниевых

включений 0,2-5 мас.% 180-200

Уксусная кислота 50-150

Водный раствор карбоната

калия или

25% -ная аммиачная вода 0,5-2

Полиэтиленгликоль или

полипропиленгликоль или их

производные

с биоразлагаемостью

не более 30 дней или

поливиниловый спирт

с биоразлагаемостью

не более 60 дней 0-1

При этом уксусную кислоту используют ледяную или концентрированную.

Кроме того, поставленная задача решается тем, что в способе получения противогололедного реагента для предотвращения скользкости дорожных покрытий, включающем приготовление смеси из доломита или доломитизированного известняка с водой и уксусной кислотой, для приготовления смеси используют доломит с содержанием кремниевых включений 0,2-16 мас.% или доломитизированный известняк с содержанием кремниевых включений 0,2-5 мас.%, приготовленную смесь в тонком слое обрабатывают водным раствором карбоната калия при соотношении карбонат калия : вода 1:1-0,5:3 или 25%-ной аммиачной водой, или смесью водного раствора карбоната калия или 25%-ной аммиачной водой с полиэтиленгликолемя или полипропиленгликолем или их производными с биоразлагаемостью не более 30 дней или поливиниловым спиртом с биоразлагаемостью не более 60 дней, при этом компоненты берут в следующем соотношении, мас.ч.:

Доломит с содержанием

кремниевых включений

0,2-16 мас.% или

доломитизированный известняк

с содержанием кремниевых

включений 0,2-5 мас.%

180-200

Уксусная кислота 50-150

Водный раствор карбоната

калия или 25% -ная

аммиачная вода 0,5-2

Полиэтиленгликоль или

полипропиленгликоль

или их производные

с биоразлагаемостью

не более 30 дней

или поливиниловый

спирт с биоразлагаемостью

не более 60 дней 0-1.

При этом уксусную кислоту используют ледяную или концентрированную.

Изобретение осуществляется следующим образом. Сначала готовят реагент. Для его приготовления используют следующие компоненты.

Доломит состава, мас.%:

СаО 30-42, MgO 15-23, SiO₂ 0,2-16, R₂ О₃ 0,003-0,7, Fe₂О₃ 0,005-0,65, H₂O не более 5, потери при прокаливании (п.п.п.) - остальное. Долмитизированный известняк состава, маc.%: СаО 34-35; MgO 14-18; SiO₂ 0,2-5; R₂O₃ 0,003-0,8; Fе₂О₃ 0,005-0,64; Н₂ О не более 8, п.п.п.- остальное.

Уксусная кислота, удовлетворяющая следующим требованиям по содержанию компонентов в мас.%:

уксусная кислота не менее 99,5, уксусный ангидрид не более 0,004, сульфаты не более 0,05, хлориды не более 0,0003,

тяжелые металлы, осаждаемые сероводородом, не более 0,0004, остаток после выпаривания 0,0004.

Карбонат калия в виде водного раствора при соотношении карбонат калия : вода 1:1-0,5:3. Аммиачная вода 25%-ной концентрации. В качестве производных полиэтиленгликоля или полипропиленгликоля с биоразлагаемостью не более 30 дней используют следующие соединения: этоксилированный кокоат полиэтиленгликоля, полипропиленгликоль, содержащий гиалуронат натрия, карбоксилированный полипропиленгликоль рапсового масла.

Поливиниловый спирт с биоразлагаемостью не более 60 дней, например, марки А.

Пример.

Способ получения реагента заключается в следующем. Молотый доломит с содержанием кремнистых включений 8 мас.% смешивают с водой, в полученную суспензию вводят концентрированную уксусную кислоту. Затем приготовленную смесь в тонком слое обрабатывают на ленте конвейера смесью водного раствора карбоната калия с поливиниловым спиртом и сушат при температуре 80°С.

Обработку приготовленной смеси можно также осуществлять во взвешенном слое.

Полученный реагент кальциево-магниевый ацетат представляет собой сыпучий неслеживающийся материал со 100% рассыпчатостью с размером частиц 0,1-12 мм, что позволяет перевозить его навалом.

Наличие в исходном доломите и доломитизированном известняке кремниевых включений обеспечивает абразивные свойства реагенту, что также способствует повышению противогололедных свойств и снижению скользкости дорожного покрытия. При этом отпадает необходимость при использовании сухого реагента смешивать его с песком. Готовили следующие смеси компонентов, приведенные в таблице 1.

В примерах 1, 2, 5 соотношение карбоната калия : вода 1:1, в примерах 3, 4, 6 соотношение карбоната калия : вода 0,5-3. При использовании других гликолей результаты получены аналогичные.

Полученные реагенты испытывали на содержание в них остаточной уксусной кислоты. Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Также проводились испытания на биоразлагаемость, на водную токсичность, коррозию металлов и долговечность асфальтобетонов. Долговечность асфальтобетона испытывали в режиме циклического замораживания в течение 3-4 часов при -20°С и оттаивании в 5%-ном водном растворе реагента. Результаты приведены в таблице 2.

Полученные данные свидетельствуют о высоком качестве реагента. Реагент разлагается при положительных температурах в течение 14 дней и не оказывает токсического эффекта на придорожную растительность, а наоборот, при разложении обеспечивает доступ кислорода к корням растений, выполняя роль рыхлителя почвы.

Реагент не загрязняет водоемы, т.к. не превышает ПДК (предельно допустимые концентрации).

Реагент не вызывает коррозию стали и магниевых сплавов, но заметно тормозит ее коррозию во времени. На чертеже показано влияние реагентов на коррозию кузовной стали. Как видно из приведенных данных, коррозия кузовной стали для 5%-ного раствора реагента по изобретению находится на уровне коррозии в питьевой воде.

Описываемый реагент использовали для предотвращения скользкости дорожного покрытия.

На дорожное полотно с ледяным образованием с помощью известных механизированных средств наносили сыпучий реагент - кальциево-магниевый ацетат с размером частиц 0,1-0,3 мм. Расход реагента составил 30 г/м².

Также можно наносить реагент в жидком виде - в водном растворе.

При нанесении составов по примерам 1-6 определяли температуру эффективного использования реагента. При использовании реагента по примеру 2 она составила -30°С, а по примерам 1, 3-6 увеличивается до -45°С, что обусловлено синергическим действием гликолей. Реагент также целесообразно использовать для предотвращения скользкости аэродромных покрытий, т.к. наряду с предотвращением льдообразования предотвращается и значительно снижается коррозия металлов, используемых в самолетостроении.

Формула изобретения

1. Способ предотвращения скользкости дорожных покрытий путем нанесения на покрытие противогололедного реагента на основе соли уксусной кислоты, отличающийся тем, что в качестве указанного противогололедного реагента используют реагент на основе кальциево-магниевой соли уксусной кислоты, полученный из сырьевой смеси содержащей, мас.ч.:

доломит с содержанием кремниевых включений 0,2-16 мас.% или доломитизированный известняк с содержанием кремниевых включений 0,2-5 мас.% 180-200

Уксусная кислота 50-150

Водный раствор карбоната калия или 25%-ная аммиачная вода 0,5-2

Полиэтиленгликоль, или полипропиленгликоль, или их производные с биоразлагаемостью не более 30 дней или поливиниловый спирт с биоразлагаемостью не более 60 дней 0-1

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что уксусную кислоту используют ледяную или концентрированную.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что противогололедный реагент наносят в виде сыпучего материала с размером частиц 0,1-12 мм.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что противогололедный реагент наносят в жидком виде.

5. Сырьевая смесь для получения противогололедного реагента для предотвращения скользкости дорожных покрытий, включающая доломит или доломитизированный известняк, уксусную кислоту и воду, отличающаяся тем, что используют доломит с содержанием кремниевых включений 0,2-16 мас.% или доломитизированный известняк с содержанием кремниевых включений 0,2-5 мас.% и дополнительно содержит водный раствор карбоната калия при соотношении карбонат калия:вода 1:1-0,5:3 или 25%-ную аммиачную воду, а также полиэтиленгликоль, или полипропиленгликоль, или их производные с биоразлагаемостью не более 30 дней или поливиниловый спирт с биоразлагаемостью не более 60 дней при следующем соотношении компонентов, маc.ч.:

Доломит с содержанием кремниевых включений 0,2-16 мас.% или доломитизированный известняк с содержанием кремниевых включений 0,2-5 мас.% 180-200

Уксусная кислота 50-150

Водный раствор карбоната калия или 25%-ная аммиачная вода 0,5-2

Полиэтиленгликоль, или полипропиленгликоль, или их производные с биоразлагаемостью не более 30 дней или поливиниловый спирт с биоразлагаемостью не более 60 дней 0-1

6. Сырьевая смесь по п.6, отличающаяся тем, что уксусную кислоту используют ледяную или концентрированную.

7. Способ получения противогололедного реагента для предотвращения скользкости дорожных покрытий, включающий приготовление смеси из доломита или доломитизированного известняка с водой и уксусной кислотой, отличающийся тем, что для приготовления смеси используют доломит с содержанием кремниевых включений 0,2-16 мас.%, доломитизированный известняк с содержанием кремниевых включений 0,2-5 мас.%, приготовленную смесь в тонком слое обрабатывают водным раствором карбоната калия при соотношении карбонат калия:вода 1:1-0,5:3, или 25%-ной аммиачной водой, или смесью водного раствора карбоната калия или 25%-ной аммиачной водой с полиэтиленгликолем, или полипропиленгликолем, или их производными с биоразлагаемостью не более 30 дней или поливиниловым спиртом с биоразлагаемостью не более 60 дней, при этом компоненты берут в следующем соотношении, маc.ч.:

Доломит с содержанием кремниевых включений 0,2-16 мас.% или доломитизированный известняк с содержанием кремниевых включений 0,2-5 мас.% 180-200

Уксусная кислота 50-150

Водный раствор карбоната калия или 25% -ная аммиачная вода 0,5-2

Полиэтиленгликоль, или полипропиленгликоль, или их производные с биоразлагаемостью не более 30 дней, или поливиниловый спирт с биоразлагаемостью не более 60 дней 0-1

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что уксусную кислоту используют ледяную или концентрированную.

РИСУНКИ