CN107936922B - 一种环保型融雪剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环境友好型融雪剂，主要用于冬季飞机场、公路、城市道路、停车场、铁路、广场等起到融冰化雪及防冻作用。其主要组份为：氯化钙，碳酸氢钾，乙酸钾，磷酸二氢钾。所述融雪剂在降低冰雪融点，达到融雪目的的同时可以有效降低对金属碳钢和混凝土结构的腐蚀，并且生成产物CaCO₃对混凝土已有的冻融裂缝具一定的填补修复作用；所述融雪剂含有钾离子、磷酸根离子等作物营养元素的缓蚀添加剂，有利于植物生长，环保性能好，是一种环境友好型融雪剂。本发明还提供了一种环保型融雪剂的使用方法，将各种成分分开放置，使用时按顺序复合抛洒即可。此法避免了融雪剂在存储和运输工程中失效的问题。

Description

一种环保型融雪剂

技术领域

本发明涉及融雪剂，属于化学范畴，复合盐技术领域，具体涉及一种环保型融雪剂及其使用方法。

背景技术

北方冬季尤其是大雪过后，积雪严重影响了车辆行驶，造成交通拥堵，给人们的生活带来了极大的不便。2001年12月，北京市就因大雪后出现了道路“大堵车”的景象，哈尔滨市这种情况则更是时有发生，这使人们意识到了“今日之雪已非往日之雪”，“大雪”己经与“现代化”紧密联系起来。现代化的城市交通因下雪，小则影响到城市人民的生产生活，大则影响到国民经济的发展。因此，能够及时有效地清除道路上积雪，对于交通便利与安全来说显得尤为重要。

我国冬季除雪的方式主要在机械除雪的同时适当使用融雪剂，目前融雪剂种类繁多。以氯化钠为主的传统氯盐型融雪剂原料廉价易得，但对环境造成污染，对道路设施腐蚀严重，尤其；而以醋酸钙镁(CMA)为主的有机融雪剂虽具有无污染、环保的特点，但由于原料昂贵，对雪的融化能力不如氯化钠，融雪的极限温度为-12℃，撒布时形成粉尘及刺鼻的酸味等缺点，并没有广泛使用。

目前已有专利公布环保型融雪剂的成分组成，如申请号CN201410310767.4公布的“环保型融雪剂及其制备方法”中提出环保型融雪剂的组配及制造过程中，存在制备工艺繁琐、原材料成分过于复杂、最终产品为液体等问题，繁琐的制备工艺与复杂的原材料使得生产成本增加，最终产品为液体使得难以保存，且运输困难、不便于施工。

申请号为201610853026.X公布的“一种环保型融雪剂及利用氨基酸发酵液制备该融雪剂的方法”中提出的环保型融雪剂通过发酵法制造，存在生产工艺较为复杂，投入成本过高，难以工厂化生产等问题。

申请号为201510558961.9公布的“新型环保型融雪剂及其制备方法”中提出的制备新型环保型融雪剂，但该方法制得的融雪剂存在原材料成本较高，且存在大蒜气味容易使行人不适等问题。

申请号为201310278843.3中提出的“一种环保型融雪剂及其制备方法”中提出的制造方法中，含有较大比例的醋酸盐，存在有令人不适的酸性气味，且融雪剂组分中氯离子含量较高，虽然添加了缓蚀剂，但是仍对路面及建筑存在一定的腐蚀性。

鉴于环保型融雪剂的制备方法尚存在不足，本发明提出一种环保型融雪剂的组成及使用方法，此种融雪剂融雪效率高，且生成产物CaCO₃对混凝土裂缝具有修复作用。

发明内容

本发明提供一种环保型融雪剂及其使用方法。制备的融雪剂融雪效率高，运输方便，便于存储；按顺序抛洒与路面即可，施工简单；对金属碳钢、混凝土建筑腐蚀性小，且生成产物CaCO₃对混凝土已用的冻融裂缝具一定的填补修复作用；本发明工艺简单，适宜工厂化生产。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种环保型融雪剂，由以下质量百分数的原材料制备而成：氯化钙5％-30％，碳酸氢钾10％-50％，乙酸钾10％-50％，磷酸二氢钾5％-30％。

本发明所述的环保型融雪剂的制备方法，步骤如下：

按上述比例取氯化钙，乙酸钾，磷酸二氢钾充分混合均匀，封装成品，碳酸氢钾单独包装。

一种融雪方法，先抛洒氯化钙、乙酸钾和磷酸二氢钾的混合物，30-40min时再撒碳酸氢钾。

组成该融雪剂效果最佳时各物质质量关系为氯化钙、碳酸氢钾、乙酸钾和磷酸二氢钾的重量比为1：2：2.5：1，本发明的融雪剂融雪速率高，使用效果好，对钢铁的腐蚀程度低，可在相对较低的温度下使用，对混凝土的腐蚀性较低，对混凝土已有微裂缝具有一定的修复作用，所以可以作为高效融雪剂使用。

融雪剂对混凝土的修复作用原理为：

融雪剂中含有氯化钙与碳酸氢钾，可发生如下反应：

CaCl₂+2KHCO₃——Ca(HCO₃)₂+2KCl

生成物Ca(HCO₃)₂在常温下易分解：

Ca(HCO₃)₂——CaCO₃+H₂O+CO₂

生成的CaCO₃在一定程度上填补了混凝土因盐冻破坏而产生的裂缝，因此有利于提高混凝土的抗冻性。

具体实施案例

以下结合实例进一步说明本发明：

实施例1：

按照m(氯化钙)：m(碳酸氢钾)：m(乙酸钾)：m(磷酸二氢钾)＝1：2：2.5：1的比例配置融雪剂。

制备时，取氯化钙，乙酸钾，磷酸二氢钾充分混合均匀，封装成品，碳酸氢钾单独包装。

融雪时，先抛洒氯化钙、乙酸钾和磷酸二氢钾的混合物，30min后再撒碳酸氢钾。

对比例1

将实施例1组份中的氯化钙替换成等量的氯化钠，其他不变。

对比例2

组份及用量与实施例1相同，使用时，全部混合在一起同时使用。

实施例2：

按照m(氯化钙)：m(碳酸氢钾)：m(乙酸钾)：m(磷酸二氢钾)＝1:2:4:1的比例配置融雪剂。制备和使用方法与实施例1相同。

对比例3

将实施例2组份中的乙酸钾替换成等量的乙酸钠，其他成分不变。

对比例4

组份及用量与实施例2相同，使用时，先抛洒氯化钙、乙酸钾和磷酸二氢钾的混合物，10min时再撒碳酸氢钾。

实施例3：

按照m(氯化钙)：m(碳酸氢钾)：m(乙酸钾)：m(磷酸二氢钾)＝2：4：2.5：1的比例配置融雪剂。制备和使用方法与实施例1相同。

对比例5

将实施例3中磷酸二氢钾替换成等量的磷酸二氢钠，其他成分不变。

对比例6

将实施例3中磷酸二氢钾的用量提高至40％，此时各组分质量比为：按照m(氯化钙)：m(碳酸氢钾)：m(乙酸钾)：m(磷酸二氢钾)＝2：4：2.5：6.3。

实施例4：

按照m(氯化钙)：m(碳酸氢钾)：m(乙酸钾)：m(磷酸二氢钾)＝2：4：5：1的比例配置融雪剂。制备和使用方法与实施例1相同。

对比例7

将实施例4碳酸氢钾替换成等量的改成碳酸氢钠，其他组分不变。

对比例8

将实施例中碳酸氢钾的质量分数提高至60％，此时各组分质量比为：按照m(氯化钙)：m(碳酸氢钾)：m(乙酸钾)：m(磷酸二氢钾)＝2：12：5:1。

1、融雪剂融雪能力测试：

试验温度分别为-15℃、-25℃、-35℃的条件下测试融雪能力，雪体面积10m²，厚度5cm，抛洒等量的融雪剂与NaCl，测量融雪时间。

通过上述实施例可以看出，当温度降到-35℃以下时，此时NaCl已经失去融雪能力；在不同温度下融雪能力对比试验可以看出，环保型融雪剂的融雪能力均优于传统融雪剂NaCl。

2、混凝土冻融试验测试

将NaCl和实施案例1-4、对照例1-8制备的融雪剂配制为质量分数为5％的溶液，参照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GB/T 50082-2009)进行混凝土冻融试验，当混凝土质量损失≥5％或动弹性模量损失≥40％时，即停止试验。试验结果如下：

	冻融次数
		NaCl	125
实施例1制备所得融雪剂	225
		实施例2制备所得融雪剂	200
实施例3制备所得融雪剂	200
		实施例4制备所得融雪剂	175
对比例1制备所得融雪剂	125
		对比例2制备所得融雪剂	150
对比例3制备所得融雪剂	125
		对比例4制备所得融雪剂	150
对比例5制备所得融雪剂	175
		对比例6制备所得融雪剂	125
对比例7制备所得融雪剂	150
		对比例8制备所得融雪剂	125

3、金属碳钢腐蚀率测试

依据道路《道路除冰融雪剂》(GB/T 23851-2009)中规定的金属碳钢腐蚀速率试验，称取5g固体样品溶于100ml水中，按照《水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》(GB/T18175-2000)进行金属碳钢腐蚀率试验，试验结果如下表所示：

	对金属碳钢腐蚀率(mm/a)
		NaCl	0.462
实施例1制备所得融雪剂	0.033
		实施例2制备所得融雪剂	0.035
实施例3制备所得融雪剂	0.046
		实施例4制备所得融雪剂	0.044
对比例1制备所得融雪剂	0.152
		对比例2制备所得融雪剂	0.140
对比例3制备所得融雪剂	0.113
		对比例4制备所得融雪剂	0.107
对比例5制备所得融雪剂	0.086
		对比例6制备所得融雪剂	0.098
对比例7制备所得融雪剂	0.084
		对比例8制备所得融雪剂	0.126

试验表明，该融雪剂融雪效率较高，且对混凝土腐蚀性小，对金属碳钢腐蚀率较小，主要是由于与NaCl相比，氯离子浓度较低；而且生成产物中含有CaCO₃，若混凝土已有裂缝，可填补与混凝土裂缝中，对混凝土具有一定的修复作用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种环保型融雪剂，其特征在于，由氯化钙、碳酸氢钾、乙酸钾和磷酸二氢钾组成；

所述氯化钙、碳酸氢钾、乙酸钾和磷酸二氢钾的重量百分数为：氯化钙5％-30％、碳酸氢钾10％-50％、乙酸钾10％-50％以及磷酸二氢钾5％-30％。

2.根据权利要求1所述的融雪剂，其特征在于，所述氯化钙、碳酸氢钾、乙酸钾和磷酸二氢钾的重量比为：1:2:2.5:1。

3.一种权利要求1或2所述的融雪剂的制备方法，其特征在于，制备时，按比例取氯化钙，乙酸钾，磷酸二氢钾充分混合均匀，封装成品，碳酸氢钾单独包装。

4.一种融雪方法，其特征在于，先抛洒氯化钙、乙酸钾和磷酸二氢钾的混合物，30-40min时再撒碳酸氢钾；

所述氯化钙、碳酸氢钾、乙酸钾和磷酸二氢钾的重量百分数为：氯化钙5％-30％、碳酸氢钾10％-50％、乙酸钾10％-50％以及磷酸二氢钾5％-30％。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述氯化钙、碳酸氢钾、乙酸钾和磷酸二氢钾的重量比为：1:2:2.5:1。