PL212595B1 - Srodek do zwalczania zimowych sliskosci na powierzchniach komunikacyjnych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy udoskonalonego środka do zwalczania zimowej śliskości na powierzchniach komunikacyjnych, który jest stosowany przy nakładaniu warstwy nawierzchni jezdni zawierającej środek do rozmrażania.

Z opisu patentowego DE-A 24 26 200 znany jest materiał poddawany mieszaniu do wytwarzania powłoki jezdni powstrzymującej tworzenie się lodu oraz powodującej topnienie śniegu, który to materiał zawiera asfaltowe ewentualnie bitumiczne części składowe, złożone z substancji powodującej rozmrażanie oraz zewnętrznej otoczki wodoodpornej. Przy zastosowaniu tego materiału poddanego zmieszaniu części te osadzone są w powłoce jezdni w całkowitej objętości powłoki. Są one uwalniane przez ścieranie, otoczka ulega zniszczeniu a substancja rozmrażająca swobodnie uwalnia się. Stosownie do tego substancja rozmrażająca uwalnia się i jest wymywana także w ciepłych porach roku. W powstających pustych przestrzeniach zbiera się woda, co prowadzi do nasilonego spękania nawierzchni jezdni w zimnym okresie. Materiał poddawany mieszaniu według tego wynalazku nie jest ani przyjazny dla środowiska naturalnego, ani też nie odpowiada wymaganiom trwałości, jakim powinna odpowiadać nawierzchnia jezdni.

Z opisów EP-A 153 269 i DE-A 41 29 621 znany jest sposób według którego do uziarnienia mieszaniny powłoki jezdni związanej bitumicznie dodaje się jedną lub więcej substancji obniżających temperaturę zamarzania wody oraz składniki hydrofobowe, takie jak poliuretan lub składniki hydrofobizujące, amorficzne dwutlenki krzemu i te mieszaniny powłoki jezdni nanoszone są jako uzupełniające cienkie warstwy ochronne na powierzchnie komunikacyjne.

Z wcześniejszego niemieckiego zgłoszenia patentowego (numer zgłoszenia 101 17 437.3) dokończone już powierzchnie komunikacyjne spryskuje się przed okresem mrozów emulsją bitumiczną zawierającą środek do rozmrażania, który po wyschnięciu emulsji w suchej masie bitumicznej pozostaje w niej i wskutek pojawienia się kruchości bitumu przy obniżających się temperaturach oraz powstawania mikroszczelin wspomagany przez ścieranie, uwalnia się w coraz większym stopniu.

Wadą wszystkich tych sposobów jest, że zarówno przy wykorzystaniu substancji hydrofobizujących jak i bitumów jest bardzo nieznacznie opóźnione działanie związane z uwalnianiem się środka do rozmrażania. Zastosowane środki do rozmrażania są wypłukiwane z powłoki już w ciągu kilku tygodni tak, że wyraźnie słabnie działanie zapobiegające tworzeniu się oblodzenia i często nie występuje ono już w okresach mrozu.

Dlatego też celem wynalazku jest opracowanie środka do zwalczania zimowej śliskości udoskonalającego sposób zapobiegania zimowej śliskości na powierzchniach komunikacyjnych, który jest prosty w zastosowaniu, podobnie jak znane sposoby, jednak według którego środki do rozmrażania uwalniane są bardzo powoli i możliwie tylko w razie potrzeby tak, aby pożądany efekt utrzymywał się możliwie długo.

Rozwiązaniem problemu jest zgodny z wynalazkiem środek do zwalczania zimowej śliskości.

Przedmiotem wynalazku jest środek do zwalczania zimowych śliskości na powierzchniach komunikacyjnych, zawierający środek do rozmrażania, który w połączeniu z lodem może tworzyć płynną mieszaninę oziębiającą, zamarzającą dopiero po osiągnięciu temperatury eutektycznej wynoszącej znacznie poniżej 0°C, który powoli uwalnia się przy zimowym obciążeniu ruchem, charakteryzujący się tym, że środek ten składa się ze spoiwa łączącego się z warstwą wierzchnią powierzchni komunikacyjnych, które zawiera powleczony usieciowioną żywicą fenolową środek do rozmrażania w formie rozpuszczalnych w wodzie soli i/lub polialkoholi i ewentualne dodatkowe wypełniacze i domieszki.

W środku według wynalazku korzystnym spoiwem łączącym się z warstwą wierzchnią powierzchni komunikacyjnych jest bitum.

Szczególnie korzystnym spoiwem łączącym się z warstwą wierzchnią powierzchni komunikacyjnych w środku według wynalazku jest bitum, który występuje w postaci emulsji bitumicznej i który dopiero przy stosowaniu na powierzchnię komunikacyjną zmieszany jest ze środkiem do rozmrażania powleczonym nieprzepuszczającą czasowo wody otoczką z substancji stałej.

W środku według wynalazku korzystnym spoiwem łączącym się z warstwą wierzchnią powierzchni komunikacyjnych jest również cement.

Korzystne jest, gdy żywica fenolowa w środku jest usieciowioną żywicą fenolową o niskiej masie cząsteczkowej.

PL 212 595 B1

Szczególnie korzystne jest, gdy żywica fenolowa stanowi żywicę fenolową wytworzoną w wyniku reakcji kondensacji kwasowej związku fenolowego z formaldehydem, przy czym proporcja molowa związku fenolowego do formaldehydu ma zakres od 1:0,2 do 1:0,4.

Korzystne jest, gdy maksymalne uziarnienie środka do rozmrażania wynosi 1 mm, a szczególnie korzystnie maksymalne uziarnienie środka do rozmrażania wynosi 0,3 mm.

W korzystnym wariancie środka, powleczony środek do rozmrażania dodatkowo obrobiony jest hydrofobowym lub hydrofobizacyjnym środkiem antyadhezyjnym.

Wynaleziono, że uwalnianie się środków do rozmrażania z cienkiej warstwy nawierzchni jezdni naniesionej na jezdnię następuje bardzo wolno i jest kontrolowane w szczególności zależnie od nasilenia ruchu, kiedy środek naniesiony na powierzchnie komunikacyjne zawiera środek do rozmrażania powleczony otoczką z substancji stałej, nieprzepuszczającej czasowo wody.

W korzystnym wykonaniu nieprzepuszczająca czasowo wody otoczka z substancji stałej jest zamknięta w sobie przy temperaturze powyżej 1°C, a nawet jest ona elastyczna do pewnego stopnia. Chroni to środek do rozmrażania przed deszczówką. Poza tym zmniejsza występującą podatność na ścieranie nieprzepuszczającej wody otoczki z substancji stałej i przez to wydłuża czas skuteczności środka według wynalazku. Przy obniżających się temperaturach pojawia się coraz większa kruchość nieprzepuszczającej wody otoczki z substancji stałej. Staje się ona popękana i łatwiej ulega zniszczeniu pod wpływem nacisku i ścierania. Powleczony środek do rozmrażania jest uwalniany powoli pod kontrolą w długim przedziale czasu, a zwłaszcza w zależności od nasilenia ruchu, względnie wysadzany jest przez działanie wilgoci i może być rozwinięte jego działanie obniżające temperaturę zamarzania, a tym samym zapobiega to zimowej śliskości na powierzchniach komunikacyjnych. Przez to, że bardzo powoli następuje uwalnianie środka do rozmrażania i jest ono kontrolowane zależnie od nasilenia ruchu na powierzchni komunikacyjnej, skuteczność zgodnego z wynalazkiem środka utrzymuje się przez długi okres, z reguły przez cały okres mrozów.

Przed okresem mrozów, jak również w razie potrzeby także w okresie mrozów, na czystą powierzchnię komunikacyjną nanosi się cienką warstwę środka, który składa się ze spoiwa łączącego się warstwą wierzchnią powierzchni komunikacyjnej, zawierającego środek do rozmrażania powleczony nieprzepuszczającą czasowo wody otoczką substancji stałej, a także w danym wypadku dodatkowe wypełniacze i domieszki. Nanoszony środek może stanowić gotową w pełni wymieszaną mieszaninę, która jako taka jest nanoszona na powierzchnię komunikacyjną. Może jednakże składać się również z większej ilości oddzielnych składników, które nanosi się równocześnie na powierzchnię komunikacyjną i które mieszają się finalnie dopiero na powierzchni komunikacyjnej.

Spoiwem łączącym się z powłoką powierzchni komunikacyjnych jest w najprostszym przypadku bitum i to zarówno bitum wysokotemperaturowy jak również emulsja bitumiczna. Może to być jednak również cement, który jest nanoszony w formie na krótko przedtem wytworzonego szlamu cementowego lub utwardzalna lub nieutwardzalna emulsja tworzywa sztucznego. Dopuszcza się także modyfikowane żywice syntetyczne, bitumy lub modyfikowane żywicą syntetyczną szlamy cementowe, a zwłaszcza szlam cementowy, zawierający zemulgowane mieszaniny żywica epoksydowa-utwardzacz, takie na przykład, które mogą być zastosowane również przy naprawianiu kolein.

Jeśli środek stanowi finalnie wymieszaną mieszaninę, to może on być w prosty sposób naniesiony na powierzchnie komunikacyjne za pomocą rakli lub przez malowanie. Korzystnym sposobem nanoszenia jest rozpylanie.

Jeżeli środek składa się z większej ilości oddzielnych składników, to są one równocześnie rozpylane na powierzchnie komunikacyjne z oddzielnych dysz tak, że przy tym ulegają one całkowitemu wymieszaniu.

Przykładem tego jest równoczesne lecz osobne rozpylanie emulsji bitumicznej z jednej strony i środka do rozmrażania powleczonego nieprzepuszczającą czasowo wody otoczką substancji stałej z drugiej strony, który może występować także w formie oddzielnej dyspersji. Jednak dopuszczalne jest także równoczesne lecz oddzielne rozpylanie szlamu cementowego, emulsji żywic epoksydowych i wyseparowanych z nich składników utwardzacza.

Środki do rozmrażania są substancjami rozpuszczalnymi w wodzie, które w połączeniu z lodem mogą tworzyć płynną mieszaninę oziębiającą, zamarzającą dopiero po osiągnięciu temperatury eutektycznej, wynoszącej znacznie poniżej 0°C.

Przykładem tego są rozpuszczalne w wodzie sole, a zwłaszcza sole litowców lub sole wapniowców, ale również polialkohole, a zwłaszcza glikol etylenowy lub gliceryna. Te środki do rozmrażania mogą być zastosowane oddzielnie lub w mieszaninie ze sobą oraz w mieszaninie z innymi wypełniaczami

PL 212 595 B1 i domieszkami. Preferowane środki do rozmrażania to chlorek sodowy lub chlorek wapniowy. Stałe środki do rozmrażania posiadają uziarnienie wynoszące maksymalnie 1 mm, korzystnie maksymalne występujące uziarnienie to 0,3 mm.

Środki do rozmrażania powleczone są nieprzepuszczającą czasowo wody otoczką z substancji stałej. Według wynalazku czasowo oznacza, że otoczka substancji stałej nie przepuszcza wody, jeżeli nie jest uszkodzona mechanicznie przez ścieranie i ma ona gęstość zależną od temperatury. Korzystnie temperatury dla nieprzepuszczalności wody wynoszą dla niej powyżej 1°C.

Przy temperaturach spadających poniżej tej wartości otoczka z substancji stałej staje się coraz bardziej krucha i spękana. Przy tym, a także po mechanicznym uszkodzeniu wilgoć może przenikać przez otoczkę z substancji stałej, która nie jest już zamknięta, a środek do rozmrażania wypłukuje się.

Właściwości te osiągane są kiedy nieprzepuszczająca czasowo wody otoczka substancji stałej składa się z kruchej w niskich temperaturach masy plastycznej, korzystnie kruchej w niskich temperaturach utwardzonej masy plastycznej z tworzywa utwardzalnego.

Przykładem tego rodzaju kruchej w niskich temperaturach masy plastycznej z tworzywa utwardzalnego jest właśnie żywica fenolowa. Otoczka czasowo nieprzepuszczająca wodę składa się z usieciowionej, korzystnie niskocząsteczkowej żywicy fenolowej, a zwłaszcza z usieciowionej żywicy fenolowej, która wytwarzana jest poprzez kondensację kwasową związku fenolowego z formaldehydem, przy czym molowa proporcja związku fenolowego do formaldehydu ma zakres od 1:0,2 do 1:0,4. Tego rodzaju żywice fenolowe przedstawione zostały w opisie wynalazku EP-B 0 248 980, według którego znajdują one zastosowanie przy wytwarzaniu tworzyw odpornych na wysokie temperatury. W temperaturze pokojowej są to produkty półstałe i stałe, które nadają się do powleczenia ciała stałego w umiarkowanej temperaturze bez użycia rozpuszczalników, które z jednej strony posiadają wysoką reaktywność, tj. łatwo usieciawiają się w nieprzepuszczającą wody warstwę i które jako materiał powłokowy na otoczkę środka do rozmrażania posiadają zależną od temperatury zwartość.

Do wytwarzania powleczonych środków do rozmrażania stosuje się stałe środki do rozmrażania, które ewentualnie mogą być zwilżane niewielką ilością płynnych środków do rozmrażania oraz, których wielkość ziarna wynosi maksymalnie 1 mm, korzystnie maksymalnie 0,3 mm, powleczone znanym sposobem przy około 2 do 10%, korzystnie od 2 do 5% swojej wagi przez kruche w niskich temperaturach masy plastyczne. Preferowane są środki do rozmrażania zmieszane z kruchymi w niskich temperaturach, utwardzalnymi masami plastycznymi, a przy tym ogrzewane w temperaturze topienia żywicy utwardzalnej. Środek do rozmrażania jest przy tym powlekany. Następnie dodawany jest utwardzacz żywicy utwardzalnej, a mieszanina ogrzewana jest do temperatury wyższej niż temperatura utwardzania żywicy utwardzalnej. Mieszanie trwa aż żywica utwardzalna zostanie utwardzona. Po schłodzeniu otrzymuje się powleczone środki do rozmrażania w postaci sproszkowanego produktu. Mogą one służyć do dalszej hydrofobizacji, a także do lepszego rozproszenia w środku według wynalazku dodatkowo hydrofobowego środka antyadhezyjnego w ilości z 0,5 do 5% wagi, jak kwasu oleinowego lub stearynowego, stearynianu lub amidu kwasu tłuszczowego. Szczególnie dobre wyniki w odniesieniu do opóźnienia przenikania wody osiąga się, kiedy powleczony środek do rozmrażania traktuje się hydrofobizacyjnym środkiem antyadhezyjnym, jak na przykład obrobiona stearynianem sól W wapniowców, a zwłaszcza obrobiony stearynianem magnezu tlenek wapniowy.

Środki według wynalazku otrzymuje się w najprostszy sposób przez zmieszanie spoiwa łączącego się z powłoką powierzchni komunikacyjnych z powleczonymi środkami do rozmrażania, a także ewentualnie z dodatkowymi wypełniaczami i domieszkami. Proporcja wagowa spoiwa do powleczonego środka do rozmrażania może być wybierana w zakresie od 200 do 50 do 100 do 200, przy czym osiąga się wzrost wytrzymałości środka wraz ze wzrostem udziału spoiwa.

Claims (9)

1. Środek do zwalczania zimowych śliskości na powierzchniach komunikacyjnych, zawierający środek do rozmrażania, który w połączeniu z lodem może tworzyć płynną mieszaninę oziębiającą, zamarzającą dopiero po osiągnięciu temperatury eutektycznej wynoszącej znacznie poniżej 0°C, który powoli uwalnia się przy zimowym obciążeniu ruchem, znamienny tym, że środek ten składa się ze spoiwa łączącego się z warstwą wierzchnią powierzchni komunikacyjnych, które zawiera powleczony usieciowioną żywicą fenolową środek do rozmrażania w formie rozpuszczalnych w wodzie soli i/lub polialkoholi i ewentualne dodatkowe wypełniacze i domieszki.

PL 212 595 B1

2. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że spoiwem łączącym się z warstwą wierzchnią powierzchni komunikacyjnych jest bitum.

3. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że spoiwem łączącym się z warstwą wierzchnią powierzchni komunikacyjnych jest bitum, który występuje w postaci emulsji bitumicznej i który dopiero przy stosowaniu na powierzchnię komunikacyjną zmieszany jest ze środkiem do rozmrażania powleczonym nieprzepuszczającą czasowo wody otoczką z substancji stałej.

4. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że spoiwem łączącym się z warstwą wierzchnią powierzchni komunikacyjnych jest cement.

5. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że żywica fenolowa jest usieciowioną żywicą fenolową o niskiej masie cząsteczkowej.

6. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że żywica fenolowa stanowi żywicę fenolową wytworzoną w wyniku reakcji kondensacji kwasowej związku fenolowego z formaldehydem, przy czym proporcja molowa związku fenolowego do formaldehydu ma zakres od 1:0,2 do 1:0,4.

7. Środek według jednego z zastrz. 1-6, znamienny tym, że maksymalne uziarnienie środka do rozmrażania wynosi 1 mm.

8. Środek według jednego z zastrz. 1-7, znamienny tym, że maksymalne uziarnienie środka do rozmrażania wynosi 0,3 mm.

9. Środek według jednego z zastrz. 1-8, znamienny tym, że powleczony środek do rozmrażania dodatkowo obrobiony jest hydrofobowym lub hydrofobizacyjnym środkiem antyadhezyjnym.