CN1255498C

CN1255498C - 复合型融冰除雪剂

Info

Publication number: CN1255498C
Application number: CN 200410021283
Authority: CN
Inventors: 杨毅男
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-04-13
Filing date: 2004-04-13
Publication date: 2006-05-10
Anticipated expiration: 2024-04-13
Also published as: CN1563246A

Abstract

复合型融冰除雪剂属于化学范畴，为有机和无机复合盐技术领域。本发明能有效地解决国内目前使用的融雪剂对金属和水泥混凝土的腐蚀以及危害植物生长问题。其具有技术方案简便易行，融冰除雪速度快，环保性能好等特征。本发明所选用的化工原料及其配比(重量%)是：氯化钙(0-90%)、氯化镁(0-90%)、尿素(5-15%)、钼酸钠(0-6%)、偏硅酸钠(0-6%)、磷酸钠(0-6%)。本发明为0.5～8mm的不规则多边形自然晶体颗粒状，适合北方城市-33℃以上温度使用。主要用于各种道路、桥梁、广场、公园及街心绿地，特别是轨道交通的各类轨道等处的融冰除雪，适合于大规模机械化抛撒作业。

Description

复合型融冰除雪剂

复合型融冰除雪剂，融冰除雪效果显著，适用广泛，并具备新颖性、创造性和实用性的特点，同时符合环保要求，现将具体内容说明如下：

一、所属技术领域

属于表面化学范畴，为有机和无机复合盐技术领域

二、背景技术

1、对发明“复合型融冰除雪剂”的理解

(1)、复合型融冰除雪剂与目前所使用的融雪剂，无论是固态还是液态，都是为了降低水的冰点作用。其化雪机理属于表面化学范畴，为有机和无机复合盐技术领域。其利用复合型融冰除雪剂的吸水性及其融化时大量放热，使冰雪中的结构晶格错位，导致冰雪融化；冰雪融化时吸热，使周围温度下降，这时，溶液的蒸气压小于冰雪的蒸气压，为了达到新的平衡，促使冰雪不断融化而形成溶液，从而降低水的凝固点。在低温条件下，上述周而复始的复杂运动平衡过程就是融雪剂的融冰除雪剂共有的必要技术特征。

本发明复合型融冰除雪剂，在研制的过程中，不但注重融冰除雪的效果，而且还兼顾了社会效益和环境效益，并重点解决目前使用的融雪剂，对金属和混凝土的腐蚀问题，以及影响植物生长的不利因素。

(2)、能有效降低对金属和水泥混凝土的腐蚀

能有效降低对金属的腐蚀

根据金属腐蚀过程的不同特点，可以分为：化学腐蚀和电化学腐蚀两种。

化学腐蚀

单纯由化学作用而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。主要是由于金属在高温下容易被氧化，生成一层氧化皮(由FeO、Fe₂O₃和Fe₃O₄组成)，同时还会发生脱碳现象，这是由于钢铁中的渗碳体和气体介质作用所产生的结果，反应式为：

反应生成的气体产物离开金属表面，而碳便从临近的、尚未反应的金属内部逐渐扩散到这一反应区，于是金属层中的碳逐渐减少，形成了脱碳层，钢铁表面由于脱碳致使硬度减小和疲劳极限降低。

电化学腐蚀

由电化学作用而引起的腐蚀叫电化学腐蚀。它主要是由于形成了原电池而引起的。由于工业用的钢铁，除铁以外还含有石墨、渗碳体等，这些杂质能导电，而电极电位代数值较铁的大，难以失去电子，而铁相对就容易失去电子。此外，由于铁吸附的水膜中溶解了空气中的CO₂和SO₂气体反应式如下：

这样，Fe就在有H⁺、OH^-、HCO₃ ^-、HSO₃ ^-的溶液中形成了原电池，阳极的Fe失去了2e变成Fe²⁺，反应为：，阴极的2H⁺得到2e变成H₂，反应为：，Fe²⁺进入溶液中与OH^-生成Fe(OH)₂，Fe(OH)₂被氧气氧化成Fe(OH)₃，Fe(OH)₃脱水后的Fe₂O₃是红褐色铁锈的主要成分。反应式如下：

在一般情况下，如果铁表面吸附的水膜酸性很弱或是中性溶液，则在阳极上也是铁氧化成Fe²⁺离子，在阳极主要是溶解于水膜中的氧得电子，反应式为：

阳极：阴极：

总的反应式为：然后，Fe(OH)₂被氧化成Fe(OH)₃，并部分脱水为铁锈，这就是吸氧腐蚀，也是金属的主要腐蚀。

针对上述腐蚀原理的分析，复合型融冰除雪剂特地采用了目前国内防腐效果好的氯化钙、氯化镁、尿素、钼酸钠、偏硅酸钠、磷酸钠中的三种、四种或五种、六种，按其配比优化组合，使金属表面钝化，生成一层致密的Fe₃O₄氧化膜，来保护金属的表面，有效地降低了金属的腐蚀。

能有效地降低对水泥混凝土的腐蚀

水泥混凝土是一种建筑材料，它是由砾石、卵石、碎石、砂等在水泥或其他胶凝材料中的液浆体，可以说是一种人造石材。它主要是由多种氧化物组成，如CaO、SiO₂、AI₂O₃、MgO等不下几十种氧化物。水泥的腐蚀主要是水和水溶液的腐蚀。水的腐蚀叫溶解侵蚀，这是由水泥材料本身的孔隙率和渗透率所决定的，水泥的腐蚀主要是水溶液对其进行的化学腐蚀。自然环境中的某些化合物，对水泥中的某些成分发生了化学反应，这就是水泥混凝土的腐蚀。这种腐蚀主要有两类因素：一种是酸性软水对水泥的腐蚀，如水中的CO₂与水泥中的Ca(OH)₂和CaCO₃反应生成Ca(HCO₃)₂，反应方程式如下：

这里指出：如果是反应生成的CaCO₃的含量增高，而水中的CO₂含量较低，那么这样的腐蚀几乎很难进行。此外，可溶性硫酸盐与水泥中的水合产物发生了化学反应，导致混凝土体积膨胀或崩解。譬如：对Na₂SO₄水泥中的水合产物反应如下：

通过实验证明：碱金属硫酸盐不能腐蚀水合硅酸钙。但硫酸氨可腐蚀氢氧化钙Ca(OH)₂，反应式为：，腐蚀产物“NH₄OH”易溶，难挥发，使反应易于向右进行。下面表示水中硫酸盐浓度对普通水泥腐蚀性的影响：

SO₄ ^2-mg/L	腐蚀程度
SO₄ ^2-mg/L	腐蚀程度	＜300	低微
300-600	低	＜300	低微
300-600	低	600-1500	中等
1500-5000	严重	600-1500	中等
1500-5000	严重	＞5000	很严重

由表中可以看出：只有水中SO₄ ²的浓度小于300mg/L时，腐蚀性才较低。应该指出：硫酸盐腐蚀产物因溶解度小，它们生成的沉淀产物所导致的应力可加剧水泥混凝土的破坏。

上表中没有提到Cl^-离子对混凝土中的钢筋，由钝化状态转为活化状态，形成锈蚀产物而产生膨胀，使水泥混凝土开裂、剥落，从而丧失了力学性能而造成损害的介绍。但通过实验分析得知：Cl^-离子要使钢筋由钝化状态转为活化状态，是要达到一定的临界值才行。学术界认为：Cl^-/OH≥0.61，即相当于：0.3-0.6KgCl^-/m³的大小才行。在解决此类问题时，一是要控制融雪剂中C1^-离子的百分含量；二是要尽可能减少钢筋混凝土中硫酸盐的含量，只有同时达到这两项要求，水泥混凝土及钢筋的腐蚀问题才能有效解决。

(3)、能促进植物的生长，保护生态环境

由于纯卤化物融雪剂的使用，导致土壤中盐的含量增高，使植物吸收的水份和养分减少，并造成绿地的板结和树木、植被等处于病态生长，最终导致树木死亡。实验证明，当土壤的含盐量与土壤的重量之比小于0.15％时，植物正常生长；比值在0.15％-0.25％时，植物就轻度受害；在0.25％-0.4％时为重度受害；在0.4％-0.6％时为深度受害；而如果一旦大于0.6％时，植物将死亡。鉴于此，我们所发明的复合型融冰除雪剂中大量采用了氯化钙、氯化镁、尿素、钼酸钠、偏硅酸钠、磷酸钠作为主要原料，能有效地保护绿地和树木生长，对生态环境的保护具有积极作用。

(4)复合型融冰除雪剂适用范围广泛

本发明适用于各种道路、桥梁、广场、机场、庭院的融冰除雪，特别是轨道交通的各类铁轨、钢轨、立交桥、人行过街天桥、公园及街心绿地的融冰除雪。

(5)能快速融冰除雪且技术方案简便易行

复合型融冰除雪剂，融冰除雪速度快、效率高、环保性能好，其配方的主要材料是氯化钙、氯化镁、尿素、钼酸钠、偏硅酸钠、磷酸钠，其最低共溶点处在不同的低温状态下，适用于在-33℃以上的低温状态下使用。因此，根据不同的地区、不同的地理环境、不同的使用对象和不同的温度，采用不同的配方组合。其覆盖面较为广泛，成本低廉，原料供应充足，便于采购，技术方案简便易行。

三、发明内容

1、复合型融冰除雪剂，它是由氯化钙：CaCL₂、氯化镁：MgCL₂、尿素：NH₂-CO-NH₂、钼酸钠Na₂MoO₄、偏硅酸钠：Na₂SiO₃、磷酸钠：Na₃PO₄中的三种、四种或五种、六种化工原料，按各自属性组成复合型技术配方；其配比(重量％)如下：氯化钙：0-90％；氯化镁：0-90％；尿素：5-15％；钼酸钠：0-6％；偏硅酸钠：0-6％；磷酸钠：0-6％。

2、复合型融冰除雪剂的复合配方如下：

(1)CaCL₂+MgCL₂+NH₂-CO-NH₂+Na₃PO₄

(2)CaCL₂+MgCL₂+NH₂-CO-NH₂+Na₂MoO₄

(3)CaCL₂+MgCL₂+NH₂-CO-NH₂+Na₂SiO₃

(4)CaCL₂+MgCL₂+NH₂-CO-NH₂

(5)CaCL₂+MgCL₂+NH₂-CO-NH₂+Na₂SiO₃+Na₂MoO₄

(6)CaCL₂+MgCL₂+NH₂-CO-NH₂+Na₂SiO₃+Na₂MoO₄+Na₃PO₄

(7)CaCL₂+MgCL₂+NH₂-CO-NH₂+Na₃PO₄+Na₂SiO₃

(8)CaCL₂+MgCL₂+NH₂-CO-NH₂+Na₃PO₄+Na₂MoO₄

复合型融冰除雪剂为0.5-8mm的多边形自然晶体颗粒状。

3.、本发明与背景技术相比的有益效果

(1)、复合型融冰除雪剂，融冰除雪速度快、效果好；成本低廉，适用广泛，原料供应充足，易于采购，生产工艺、技术方案、简便易行。

(2)、环保性能好，能有效降低对金属和水泥混凝土的腐蚀，能改良土壤成分，可稳定土壤结构，促进植物生长。

(3)、本产品适合大规模、机械化抛撒作业，并且撒布较为均匀，在立交桥和轨道交通的轨道等方面能充分发挥其融冰效能。

四、具体实施方式

依据复合型融冰除雪剂的技术配方所确定的各种化工原料，按照国家或行业标准对原材料进行检测。经检测合格后，将各种化工原料置入搅拌机中进行充分搅拌，搅拌均匀后，将物料置入粉碎机中，粉碎成0.5-8mm的颗粒状，再置入搅拌机中充分搅拌均匀后，形成产品。按照“融雪剂”的国家或行业标准对产品进行检测，检测合格后采用包装袋包装待用。复合型融冰除雪剂产品，在料仓存放时要注意防潮，使用时将其装入融冰除雪剂撒布车中实施撒布作业或人工撒布均可，并检验其融冰除雪效果。

Claims

1、复合型融冰除雪剂，其特征是：它是由氯化钙：CaCL₂、氯化镁：MgCL₂、原素：NH₂-CO-NH₂、钼酸钠Na₂MoO₄、偏硅酸钠：Na₂SiO₃、磷酸钠：Na₃PO₄中的三种、四种、五种和六种化工原料，按各自属性组成复合型技术配方；其技术配比(重量％)如下：0＜氯化钙＜90％；0＜氯化镁＜90％；尿素：5-15％；钼酸钠：0-6％；偏硅酸钠：0-6％；磷酸钠：0-6％；其所有成分的和为100％；复合型融冰除雪剂的技术配方如下：