AT376693B - Verfahren zur herstellung von granuliertem streumaterial fuer die bekaempfung der schneeund/oder eisglaette von verkehrsflaechen - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von granuliertem Streumaterial für die Bekämpfung der Schnee- und/oder Eisglätte von Verkehrsflächen und setzt es sich zum Ziel, die nachfolgend geschilderten Mängel der bisherigen Streumittel zu beheben. 



   Auf dem Gebiete der Glatteisbekämpfung zur Erhöhung der Verkehrssicherheit unter besonderer Berücksichtigung des Umwelt- und Korrosionsschutzes war die Situation wie folgt :
Die Problematik der Schnee-, Eis- und Glatteisbekämpfung auf Asphalt und Beton sowie unbefestigten Geh- und Verkehrswegen ist sattsam bekannt. 



   Aus Sicherheitsgründen werden vereiste oder von Vereisung bedrohte Verkehrsflächen zweckmässig mit sogenanntem Splitt bestreut, um das Rutschen und Gleiten von vornehmlich mit Reifen ausgestatteten Fahrzeugen durch Herstellen einer erhöhten Griffigkeit, d. h. eine Erhöhung der Reibung, zu verhindern. Splittstreuungen sind ausserdem für Fussgängerwege, besonders Gehsteige, im städtischen Bereich üblich. 



   Der sogenannte Streusplitt muss eine kantige, sich also von Rundkorn unterscheidende Form besitzen und muss daher durch Brechen und Aussieben des Gesteines hergestellt werden. Die möglichst spitzkantige Form des Streusplittes ist notwendig und beabsichtigt, damit die einzelnen Körner sich möglichst in das Eis eindrücken, also haften, so dass eine möglichst gleichmässige Verteilung auch unter Verkehrsbelastung gegeben ist. 



   Der Streusplitt, der in verschiedenen Körnungen, d. i. in Korngrössen von   z. B.   2 bis 5,5 bis 8,8 bis 12 mm, hergestellt wird, ist ausserdem dadurch gekennzeichnet, dass er staub- und feinmaterialfrei ist, weil ansonsten nach Abtauen des Eises eine schmierige Verschmutzung verbleiben würde, die das Gegenteil der beabsichtigten Wirkung zur Folge hätte. 



   Die Haftung des Splittes und damit die Wirkung des Streusplittes, sowie die Kosten des Aufwandes hiefür, sind heute mehr umstritten als in früheren Jahren. Der Grund liegt in dem Umstand, dass die Fahrzeuge den Streusplitt aus der Fahrbahn schleudern, d. h. durch Wegspritzen verdrängen, so dass sich glatte Fahrspuren oder sogenannte Fahrrinnen ausbilden. Grund für die verschiedene Beurteilung des Wertes einer Splittstreuung ist mit Sicherheit die Zunahme der Verkehrsfrequenz innerhalb der letzten Jahre, so dass nur eine immer häufiger werdende Wiederholung der Splittstreuung der Verkehrssicherheit dienen kann. 



   Aus diesem Grund hat sich-wie allgemein bekannt - in den letztvergangenen Jahren die sogenannte Salzstreuung anfangs durchgesetzt. Mit der Salzstreuung soll den chemisch-physikalischen Gesetzen entsprechend das Eis oder der Schnee durch die Erniedrigung des Gefrierpunktes zum Schmelzen gebracht werden. Auch bei der Salzstreuung konnte nachgewiesen werden, dass eine rasche Lösung des Eises erst nach erfolgter Verkehrsbelastung eintritt bzw. von dieser abhängig ist. Die Situation der Salzstreuung ist in den letztvergangenen fünf Jahren jedoch durch Verbote, Einschränkungen und eine nur unter aussergewöhnlichen Umständen gewährte Zulassung gekennzeichnet. Die Ursachen dafür sind :
1. Bedeutende Schäden an Fahrzeugen, Maschinen und Geräten, vor allem aber auch an Stahlbetonkonstruktionen, wie   z.

   B.   Brücken, infolge einer progressiven Förderung der Korrosion, die nunmehr ein Ausmass erreicht hat, dass von einem gesamtwirtschaftlichen Schaden gesprochen werden muss. 



   2. Schäden an Strassenbelägen, sowohl bei Asphalt als auch bei Beton. Die Schädigung der Betonstrassendecken ist besonders gross, weil das Eindringen von Salz bzw. Salzwasser im Beton eine Schädigung verursacht, die andauernd ist und weit über den Zeitraum der Anwendung des Salzes hinausgeht. 



   3. Die Beschädigung des Pflanzenwuchses vornehmlich im städtischen Bereich. 



   4. Verätzungserscheinungen bei Tieren, insbesondere bei Haustieren, im städtischen Bereich. 



   Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass durch geeignete Behandlung des Granulates an der Oberfläche der Körner eine Salzbeschichtung erzielt werden kann, die diese Körner zu einer der Wirkung eines Taumittels gleichkommenden Wirkung befähigt. 



   Gemäss dem wesentlichsten Erfindungsmerkmal werden die Körner eines basischen Granulates, vorzugsweise eines Splittes,   z. B.   eines Calcium- oder Magnesiumcarbonates, wie Kalkstein, Magnesit- oder Dolomitgestein, durch Behandlung dieses Granulates mittels einer Säure mit einer salzhaltigen Oberflächenschicht versehen. 

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   Stärke und Gewicht dieser Schicht können im Rahmen der Erfindung durch eine zielbewusste Dosierung der dem Granulat hinzugefügten Menge der Säure sehr einfach geregelt und vorbestimmt werden. Bei einer Splittstreuung wird dadurch die Wirkung einer Salzstreuung erzielt, doch werden wesentlich geringere Mengen Salz aufgebracht. Die wichtigste Eigenschaft eines erfindungsgemäss hergestellten,   sogenannten"Tausplittes"ergeben   sich aus dem Umstand, dass dieser Splitt die Oberfläche des Eises in seiner Umgebung anlöst und schon nach geringer Verkehrsbelastung in die Eisfläche eindringt.

   Damit wird auf jeden Fall - wie nachgewiesen wurde-ein Herausschleudern des Splittes aus befahrenen Verkehrsflächen vermieden, was bedeutet, dass die Streuung von Tausplitt und deren Wirkung wesentlich länger anhält als bei Streusplitt, also wirtschaftlich gesehen, eine Kostenersparnis erbringt. 



   Das Prinzip des erfindungsgemässen Verfahrens beruht auf dem Einwirkenlassen verschiedener Säuren auf basisches Gestein. 



   Grösste Bedeutung kommt dem erfindungsgemässen Verfahren insofern zu, als die verschiedensten Säuren eingesetzt werden können. Es können auch Mischungen von Säuren Verwendung finden. Dies bedeutet, dass Säuren Verwendung finden können, die nicht wie Salzsäure zu den bekannten, oben beschriebenen, schädigenden Zuständen führen. 



   Es ist bekannt und steht fest, dass die vorstehend beschriebenen Schäden durch Natriumchlorid und Calciumchlorid, also Salzen der Salzsäure, verursacht werden. Wird nun beispielsweise für das erfindungsgemässe Verfahren Phosphorsäure eingesetzt, entsteht an der Oberfläche der Körner des Tausplittes ein Phosphatbelag und es ist bekannt, dass Phosphate selbst Korrosionsschutzmittel darstellen und auf Tiere und Pflanzen keine toxischen oder schädigenden Wirkungen ausüben. Eine Streuung mit reinem Phosphat würde zwar einer schädigungsfreien Salzstreuung gleichkommen, kann jedoch in der Praxis keine Anwendung finden, weil Calcium- oder Magnesiumphosphat infolge seines Preises an Stelle einer Salzstreuung wirtschaftlich nicht vertretbar wäre. 



  Das erfindungsgemässe Verfahren umfasst also auch eine wirtschaftlich vertretbare Phosphaterzeugung. 



   Ziel der Erfindung war es somit
1. einen kostensparenden Streusplitt zu erzeugen, wobei die Kostenersparnis dadurch gegeben ist, dass die Splittstreuung weniger häufig zur Aufrechterhaltung einer gleich grossen Verkehrssicherheit angewendet werden muss. 



   2. Bei einer allerdings eingeschränkten Salzwirkung im Vergleich mit Salzstreuungen sehr stark reduzierte Salzmengen auf die Verkehrsflächen aufbringen zu können. Salze werden nicht durch Vermischen des Splittes auf die Oberfläche der Körner aufgebracht, sondern sind mit dem Carbonatgefüge des Minerales nicht nur chemisch, sondern auch physikalisch verbunden. Die Abgabe des Salzes, d. h. seine Lösungsgeschwindigkeit hängt demnach von der vorhandenen Schnee-, Eis- oder Wassermenge ab, was bedeutet, dass eine   z. B.   vorbeugungsweise vorgenommene Streuung das Salz nicht vergeudet, sondern erst beim Einsetzen einer Notwendigkeit dessen Wirkung eintreten lässt. 



   3. Tausalze auf Splitt aufgezogen zur Verwendung zu bringen, die sich von den Chloriden wesentlich dadurch unterscheiden, dass sie keine Korrosionsschäden verursachen und hinsichtlich des Umweltschutzes unbedenklich angewendet werden können. 



   Die Wahl des Splittmateriales ist aus bekannten chemischen Gründen auf jene Mineralien einzuschränken, die als basisch bezeichnet werden können. Es kommen daher Kalkstein, Magnesit und dolomitische Gesteine in Betracht. Untersuchungen haben ergeben, dass unter diesen Gesteinen jedoch Unterschiede hinsichtlich ihrer Brauchbarkeit für das Verfahren bestehen. Der Grund hiefür liegt darin, dass eine möglichst gute Haftung bzw. eine chemisch-physikalische Bindung der entstehenden Säure an das Mineral bewirkt werden soll oder muss. Erfahrungsgemäss eignet sich rein kristallines Gestein nicht dazu, sondern es ist ein Mineral mit mehr oder weniger amorphem Aufbau vorzuziehen. Weiters sind Mineralien vorzuziehen, die auf Grund ihres Gefüges geeignet sind, Wasser - wenn auch nur in kleinen Mengen - aufzunehmen.

   Das Mineral muss schliesslich nach seinem Gehalt an Calciumcarbonat und Magnesiumcarbonat ausgesucht werden, weil manche Säuren mit Calcium schwer- oder unlösliche Verbindungen ergeben, wogegen die jeweilige Magnesiumverbindung eine gute Wasserlöslichkeit besitzt, beispielsweise ist ein Dolomit mit höherem 

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 Magnesiumgehalt dann vorzuziehen, wenn die Reaktion mit Phosphorsäure geführt werden soll. 



   Im Prinzip kann im Rahmen der Erfindung jede Säure verwendet werden, auch organische Säuren, die in ihrem Reaktionsvermögen Mineralsäuren gleichkommen. Die Wahl der Säure hängt vom beabsichtigten Verwendungszweck des behandelten Splittes ab, davon, ob das den Splitt beschichtende Salz umweltfreundlich sein muss oder ob beispielsweise das zu bildende Salz keine korrosionsfördernden Eigenschaften besitzen soll. Die Wahl der Säuremenge hängt ab von der beabsichtigten Schichtdicke des Salzes. Bei Durchführung der Reaktion kann die einzusetzende Säuremenge nicht nach den bekannten Gesetzen der chemischen Stöchiometrie vorgenommen werden, weil nicht die gesamte Basizität des Splittes verbraucht werden darf. Die Bestimmung der jeweils erforderlichen Säuremenge muss deshalb in einem Vorversuch erfolgen. 



   Aus den oben bereits erwähnten Gründen wird nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens zur Erzeugung einer gegen Korrosion schützenden Phosphatschicht das Granulat mit einer Phosphorsäure behandelt. 



   Im Rahmen der Erfindung kann die Behandlung des Granulates mit der Säure auf grundsätzlich beliebige Weise durchgeführt werden, so   z. B.   durch Besprühen, Bedampfen, Begasen usw., doch erfolgt die Behandlung erfindungsgemäss bevorzugt durch einfaches Vermengen des Granulates mit einer vorbestimmten Menge der Säure in einem Mischwerk oder während der Aufbringung des Streumateriales durch dosierte Zugabe des Granulates. 



   Um die Reaktion der Säure mit dem basischen Granulat in einfachen Eisen- oder Stahlbehältern, z. B. Mischmaschinen, durchführen zu können, sowie ausserdem zur Schonung jener Fahrzeuge, die die mit dem Granulat bestreuten Verkehrsflächen benutzen, ist insbesondere bei der Verwendung von Salz- oder Schwefelsäure, zumindest ein Korrosionsinhibitor dem Gemenge zuzusetzen. 



  Die Verwendung eines korrosionssicheren Materiales, z. B. Chromnickelstahl, für solche Behälter wäre unwirtschaftlich. 



   Im Zuge der Entwicklungsarbeiten wurden Inhibitoren eingesetzt, die sich nicht verbrauchen, und es konnte festgestellt werden, dass Tausplitt mit einem Chloridüberzug, der bekanntlich sehr korrosionsfördernd ist, keine korrosiven Eigenschaften mehr besass, wenn der Inhibitorgehalt hoch genug war. 



   Durch den Zusatz von Steinmehl in einer zur Bindung überschüssiger Restsäuremengen erforderlichen Menge kann das Gemisch abgetrocknet werden, um ein rieselfreudiges Endprodukt zu gewinnen. 



   Beispiel   1 : 1   t Dolomitsplitt mit relativ hohem Magnesiumgehalt und einer Körnung von 5 bis 8 mm wurde in einem 2 m3 fassenden Mischer vorgelegt und bei laufendem Mischwerk ein Gemisch, bestehend aus 70 kg technischer Salzsäure und 0, 8 kg Inhibitor (Fettsäureamin) langsam zulaufen gelassen. Die Zulaufzeit wurde so ausgedehnt, dass die Reaktionstemperatur   800C   nicht überschritt und dass der auftretende Schaum Zeit und Gelegenheit zu brechen hat. Danach wurde ein Gemisch, bestehend aus 30 kg technischer Schwefelsäure und 0, 45 kg Inhibitor ebenfalls langsam zulaufen gelassen. Nach Durchführung dieser Reaktion verblieb im Mischer eine Restwassermenge, die so wenig sauer war, dass sie mit dem Carbonat nicht mehr reagierte.

   Mit kleinen Mengen von pulverisiertem Steinmehl des ursprünglich eingesetzten Dolomits konnte die Restsäure verbraucht werden, wobei gleichzeitig eine Abtrocknung des Gemisches entsteht. Die zugegebene Steinmehlmenge wurde so dosiert, dass nach Abkühlen des Gemisches dieses wieder trocken und rieselfreudig war. 



   Beispiel 2 : Bausplitt wurde wie nach Beispiel 1 hergestellt, doch wurden an Stelle von 70 kg Salzsäure und   30 kg   Schwefelsäure 70kg Phosphorsäure ohne jeden Inhibitorzusatz genommen. 



   Die Streusplitte nach beiden Beispielen wurden auf vereiste Verkehrsflächen aufgebracht und mit ebenfalls aufgebrachtem normalem Dolomitsplitt verglichen. Für alle drei Flächen war eine gleichmässige Verkehrsbelastung gegeben und es konnte festgestellt werden, dass nach Verlauf von 22% der Testzeit der Normalsplitt von der Fahrbahn abgefahren war und dass sich splittfreie Fahrspuren bildeten. 



   Hingegen blieben die Körner des erfindungsgemäss behandelten Splittes im Eis eingedrückt. 



  Bei beiden Tausplitten war die Auftauwirkung auf das Eis gegeben und von der nicht vorhandenen Tauwirkung des Normalsplittes unterscheidbar. 

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   Beide Produkte bzw. konzentrierte wässerige Auslaugungen der Salze wurden labormässig untersucht,   u.   zw. 



   1. auf Korrosionswirkung. Für beide Extrakte konnte festgestellt werden, dass keine korrosionsfördernde Wirkung vorhanden war, das nach Beispiel 2 hergestellte Produkt besass eine ausgesprochen korrosionsschützende Wirkung. 



   2. Beide Produkte bzw. Extrakte wurden auf Betonkörper aufgebracht, wobei vorher auf der Oberfläche der beiden Betonkörper durch Anbringen eines Randes aus Epoxyharz eine Wanne hergestellt wurde, die imstande war, eine 1 cm hohe Flüssigkeitsschicht aufzunehmen. Entsprechend den genormten Untersuchungsmethoden wurden beide Körper zehnmal   auf-15 C   abgekühlt und zehnmal auf +20 C erwärmt. Mit dem nach Beispiel 1 hergestellten Produkt konnte die betonzersetzende Wirkung eindeutig nachgewiesen werden. Mit dem nach Beispiel 2 gefertigten Produkt konnte eindeutig demonstriert werden, dass keine Schädigung der Betonoberfläche eingetreten ist. 



   3. Beide Produkte bzw. die Auslaugungen dieser Produkte wurden dem üblichen Keimtest mit Kresse und Bohnensamen unterworfen. Die Keim- und vor allem Wurzelschädigung mit dem Produkt nach Beispiel 1 betrug 100%, die Keim- und Wurzelschädigung mit dem nach Beispiel 2 hergestellten Produkt hingegen 0%. 



   4.30 m2 eines Hundezwingers wurden dicklagig mit dem nach Beispiel 2 hergestellten Produkt bestreut. An sieben Hunden des Zwingers konnte nach 14 Tagen keine wie immer geartete Schädigung an den Pfoten und Schleimhäuten festgestellt werden. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Herstellung von granuliertem Streumaterial für die Bekämpfung der Schneeund/oder Eisglätte von Verkehrsflächen, dadurch gekennzeichnet, dass die Körner eines basischen Granulates, vorzugsweise Splittes,   z. B.   eines Calcium- oder Magnesiumcarbonates, wie Kalkstein, Magnesit- oder Dolomitgestein, durch Behandlung des Granulates mittels einer Säure mit einer salzhaltigen Oberflächenschicht versehen werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat zur Erzeugung einer gegen Korrosion schützenden Phosphatschicht mit Phosphorsäure behandelt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere bei der Verwendung von Salz-und/oder Schwefelsäure, zum Schutz der Gefässe für die Durchführung des Verfahrens bzw. für die das Streumaterial befahrenden Fahrzeuge zumindest ein Korrosionsinhibitor zugesetzt wird.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch den Zusatz von Steinmehl in einer zur Bindung überschüssiger Restsäuremengen erforderlichen und zur gleichzeitigen Abtrocknung des Gemisches geeigneten Menge.