CN1268710C - 复合型融冰除雪液 - Google Patents
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Abstract
复合型融冰除雪液属于化学范畴，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是：水(100-200)、氯化钙(0-200)、氯化镁(0-200)、尿素(0-30)、偏硅酸钠(0-20)、钼酸钠(0-20)。本发明为浓度(20-80%)的液体，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
复合型融冰除雪液，融冰除雪效果显著，适用广泛，并具备新颖性、创造性和实作性的特点，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“复合型融冰除雪液”的理解
复合型融冰除雪液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液与冰雪接触时大量放热，使冰雪中的结构晶格错位，导致冰雪融化；冰雪融化时吸热，使周围的温度下降，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复合型融冰除雪液与现有技术共有的必要技术特征。
本发明复合型融冰除雪液在研制的过程中，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，对金属和水泥混凝土的腐蚀问题，以及影响植物生长的不利因素。
本发明环保性能好，能有效降低对金属和水泥混凝土的腐蚀。
(1)、能有效地降低对金属的腐蚀
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。其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Fe3C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气体反应如下：
这样，Fe就在含有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 ，阴级的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：
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，复合型融冰除雪液特地采用了目前国内防腐效果好的氯化钙、氯化镁、尿素、偏硅酸钠、钼酸钠中的二种、三种或四种、五种，按其技术配方优化组合，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。
(2)、能有效地降低对水泥混凝土的腐蚀
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，使反应易于继续向右进行。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 |
| ＜300 | 低微 |
| 300-600 | 低 |
| 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-(硫酸根离子)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，一是要控制融冰除雪液中Cl-离子的百分含量；二是要尽可能减少硫酸盐的含量，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，树木正常生长；比值在0.15％-0.25％时，为轻度受害；在0.25％-0.4％时，为重度受害；在0.4％-0.6％时，为深度受害；而一旦超过0.6％时，植物将死亡。鉴于此，本发明复合型融冰除雪液中采用了以水、氯化钙、氯化镁、尿素、偏硅酸钠、钼酸钠作为主要原料，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。
三、发明内容
1、发明“复合型融冰除雪液”的目的
(1)及时疏通道路，保障各种车辆正常行驶。
(2)减少雪后路滑，行人摔伤及各种交通事故的发生。
(3)减少大量的除运雪劳动，省时省力。
(4)维护市容环境整洁，树立城市良好形象。
(5)为市民营造温馨祥和、舒适的生活和工作环境。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案
本发明一种复合型融冰除雪液，它是由水：H2O、氯化钙：CaCl2、氯化镁：MgCl2、尿素：NH2-CO-NH2、偏硅酸钠：Na2SiO3、钼酸钠：Na2MoO4中的五种或六种组成，其配比按重量份组分：水：100～200、氯化钙：0～200、氯化镁：0～200、尿素：0～30、偏硅酸钠：0～20、钼酸钠：0～20，制成20～80％浓度的融冰除雪液，其中氯化钙、氯化镁、尿素的含量不为零，该复合型融冰除雪液的技术配方如下：
(1)、H2O+CaCl2+MgCl2+NH2-CO-NH2+Na2SiO3+Na2MoO4
(2)、H2O+CaCl2+MgCl2+NH2-CO-NH2+Na2SiO3
(3)、H2O+CaCl2+MgCl2+NH2-CO-NH2+Na2MoO4。
本发明复合型融冰除雪液，适合在-33℃以上的温度状态下使用，主要适用于道路、桥梁、机场、庭院的融冰除雪，特别是轨道交通的各类铁轨、钢轨和立交桥、人行过街天桥、公园及街心绿地的融冰除雪，适合大规模机械化喷洒作业。
3、复合型融冰除雪液与背景技术相比的有益效果
复合型融冰除雪液，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，适合于在(-33℃)以上的温度状态下使用。
(1)复合型融冰除雪液融冰除雪速度快，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，能有效降低金属和混凝土的腐蚀，能改良土壤成份，可稳定土壤结构，促进植物生长。
(3)本产品更适合大规模、机械化喷撒作业，并且撒布均匀，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液的技术配方所确定的各种化工原料，按各自的属性，组成最佳复合配方，放置在水中充分搅拌、溶解，制成20-80％浓度的溶液，经沉淀过滤后，既制成复合型融冰除雪液。
Claims (1)
1、一种复合型融冰除雪液，其特征是：它是由水：H2O、氯化钙：CaCl2、氯化镁：MgCl2、尿素：NH2-CO-NH2、偏硅酸钠：Na2SiO3、钼酸钠：Na2MoO4中的五种或六种组成，其配比按重量份组分：水：100～200、氯化钙：0～200、氯化镁：0～200、尿素：0～30、偏硅酸钠：0～20、钼酸钠：0～20，制成20～80％浓度的融冰除雪液，其中氯化钙、氯化镁、尿素的含量不为零，该复合型融冰除雪液的技术配方如下：
(1)、H2O+CaCl2+MgCl2+NH2-CO-NH2+Na2SiO3+Na2MoO4
(2)、H2O+CaCl2+MgCl2+NH2-CO-NH2+Na2SiO3
(3)、H2O+CaCl2+MgCl2+NH2-CO-NH2+Na2MoO4。
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