高效環(huán)保型融雪劑的研制.pdf

1、我國和世界上許多國家冬季降雪給人民生活帶來的不便及造成的經(jīng)濟(jì)損失，使得融雪劑應(yīng)運(yùn)而生。傳統(tǒng)融雪劑(氯化鈉)對金屬及混凝土腐蝕性強(qiáng)對環(huán)境危害較大，而非氯鹽型融雪劑價格昂貴且融雪能力差。 針對傳統(tǒng)氯鹽型和非氯鹽型融雪劑的不足，本研究以傳統(tǒng)氯鹽為突破口，以冰點(diǎn)降低理論、金屬防腐理論、植物傷害機(jī)理為依據(jù)，研究了不同氯鹽的加合增效、冰點(diǎn)降低規(guī)律，同時兼顧了其融冰化雪時的熱效應(yīng)。 主要開展了如下幾個方面的工作： 通過單純形重

2、心設(shè)計(jì)篩選出了三個適合于不同溫度、不同場合下的融雪劑主物料配方： 配方一(PSA1)：w(CaCl<,2>·2H<,2>O)=70﹪，w(MgCl<,2>·6H<,2>O)=20﹪，w(L)=10﹪； 配方二(PSA2)：w(CaCl<,2>·2H<,2>O)=50﹪，w(MgCl<,2>·6H<,2>O)=40﹪，w(L)=10﹪； 配方三(PSA3)：w(CaCl<,2>·2H<,2>O)=30﹪，w(MgC

3、l<,2>·6H<,2>O)=60﹪，w(L)=10﹪； 其中PSAl配方適合用在深寒(-30℃～-35℃)，防腐要求較高的機(jī)場、橋面、高速公路；PSA2配方適合用在中寒(-20℃～-25℃)，防腐要求一般的街道、停車場、庭院；而PSA3配方適合用在溫度不很底(-10℃～-15℃)，防腐要求不高的一般道路。該系列融雪劑打破了傳統(tǒng)融雪劑品種單一的局面，避免了融雪劑使用過程中的“浪費(fèi)”和“失效”問題。 為了減緩氯鹽對碳鋼及混

4、凝土的腐蝕，同時增加其對植物的營養(yǎng)。本研究以w(PSA1)=3﹪溶液為腐蝕液，通過三次正交實(shí)驗(yàn)篩選出了PSA系列融雪劑的高效緩蝕劑(記為H)，其組成成分分別為T、磷酸二氫鋅、硫脲，組成緩蝕劑H各物質(zhì)質(zhì)量關(guān)系為m(T)∶m(磷酸二氫鋅)∶m(硫脲)=6∶1∶2，在PSA系列溶液中，以H計(jì)，質(zhì)量濃度為450mg/L，即c(H)=450mg/L時有較好的緩蝕效果。該復(fù)合緩蝕劑用量少，原料廉價，對碳鋼的緩蝕率高，而且磷的含量也符合我國農(nóng)田灌溉水

5、質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB 5084-92。 進(jìn)行了融雪劑融冰速率測定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在-10℃下，PSA系列的融冰速率很高，是氯化鈉的2倍左右，是CMA的3倍左右；在-20℃下，PSA系列融冰速率已有稍微差距，氯化鈉此時幾乎“失效”；在-30℃下，PSA1還具有較好的融冰能力；初始階段PSA系列的融冰速率較大，是氯化鈉4～5倍，是CMA的10倍；從融冰速率和低溫下融冰效果上看，PSA系列均優(yōu)于氯化鈉和CMA，CMA在-10℃融冰速率非常小了，在低于

6、-15℃兩者均失去了融冰能力。進(jìn)行了碳鋼和混凝土腐蝕實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)氯化鈣對碳鋼的腐蝕最為嚴(yán)重是氯化鈉的1.5倍；氯化鈉對碳鋼坑蝕最為嚴(yán)重；CMA和添加緩蝕劑的PSA系列對碳鋼腐蝕都極小，均不到氯化鈉的50﹪，比純水的腐蝕性還低；與相同濃度的氯化鈉腐蝕性相比，PSA1、PSA2和PSA3對碳鋼的腐蝕率分別為氯化鈉的0.91﹪、1.71﹪和2.82﹪；PSA系列對混凝土基本無腐蝕。 進(jìn)行了融雪劑冰點(diǎn)下降測試、pH值測試和植物耐鹽實(shí)驗(yàn)

7、。結(jié)果發(fā)現(xiàn)PSA系列冰點(diǎn)均在．30℃以下，pH值均在6～9之間，耐鹽量均在150g/m<'2>以上，符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。 由冰點(diǎn)下降曲線和雪層的數(shù)學(xué)模型對融雪劑主物料和緩蝕劑用量進(jìn)行了探討。結(jié)果表明主物料用量與外界溫度及雪量有一定函數(shù)關(guān)系，而緩蝕劑用量只與雪量有關(guān)。即： 當(dāng)外界溫度t℃下，h厘米厚，每平方米的雪完全融化所需PSAl、PSA2、PSA3的克數(shù)分別為m1、m2、m3。所需緩蝕劑的量為m'克。 本課題研制的P