融雪剂及其对钢筋混凝土的腐蚀危害
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融雪剂对防腐能力的要求融雪剂是一种用于去除冰雪的化学物质,它可以有效地降低冰雪的结冰点,加速冰雪的溶解,使道路和其他交通区域保持畅通。
随着人们对道路清洁和安全的需求不断增加,对于融雪剂的性能和功能也提出了更高的要求。
其中一个重要的要求是融雪剂必须具有较高的防腐能力。
这是因为在冬季,道路上使用的融雪剂通常会与金属(如钢铁和铝)接触,容易导致金属部件的腐蚀。
防腐能力的要求是为了确保融雪剂的使用不会损害道路和交通设施的寿命,同时减少维修和更换的成本。
首先,融雪剂的化学成分应该对金属有较低的腐蚀性。
这可以通过选择和控制融雪剂中含有的化学物质来实现。
一般来说,融雪剂应该尽量避免使用含有氯化物和硫酸盐等有害物质的配方。
这些物质在与金属接触时会加速氧化反应,导致金属的腐蚀破损。
相反,融雪剂应该包含一些具有较低腐蚀性的盐类,如氯化钾或氯化钠。
其次,融雪剂的pH值应该在中性范围内。
具体来说,pH值应该在6-8之间。
如果融雪剂的pH值过低或过高,都会影响金属的腐蚀情况。
过低的pH值会导致酸蚀,而过高的pH值则会导致碱蚀。
因此,融雪剂生产商应该调整和控制配方,以确保融雪剂的pH值在合适的范围内。
此外,融雪剂还应该具有一定的防锈能力。
道路上的金属设施,在与融雪剂接触后,容易受到潮湿和湿润的环境影响,导致金属的生锈。
因此,融雪剂应该添加一些具有防锈性的添加剂,以保护金属不受腐蚀和生锈的影响。
另外,融雪剂还应该具有良好的附着性。
这是指融雪剂能够有效地附着在冰雪表面,形成一层保护性的液膜,防止冰雪重新结冰。
良好的附着性不仅可以提高融雪剂的效果,还可以减少融雪剂的使用量,降低成本。
总之,融雪剂的防腐能力是一项非常重要的要求。
为了保护道路和交通设施的寿命,减少维修和更换的成本,融雪剂需要具有较低的腐蚀性、适当的pH值、防锈能力和良好的附着性。
融雪剂生产商应该加强对融雪剂配方和性能的研究和开发,不断提高融雪剂的防腐能力,以满足人们对道路清洁和安全的需求。
氯盐类融雪剂对桥梁安全性的影响分析摘要:本文结合我国桥涵设计规范和两类桥梁用钢筋腐蚀后力学性能退化的实验数据,对氯盐类融雪剂引起的钢筋腐蚀对桥梁安全性的影响进行了分析,并根据试验数据得出钢筋质量腐蚀率与钢筋力学性能退化的数值关系,得到了钢筋质量腐蚀率与桥梁安全性的初步规律,并根据试验数据及现象,提出桥梁钢筋锈蚀问题的评价标准,为工程实践提供一定参考。
关键词:融雪剂;钢筋混凝土桥梁;腐蚀;耐久性;安全性;评价标准abstract: combining with china’s bridge design specification and the experimental data of mechanical properties degradation of two kinds of bridge steel after corrosion, this paper analyses the influences on the bridge safety of reinforcement corrosion caused by chlorine salts snowmelt agent. and based on the test data, this paper concludes the numerical relationships between corrosion rate of steel quality and mechanical performance degradation, and the preliminary law of the steel quality corrosion rate and bridge safety, and according to the test data and phenomenon, puts forward the evaluation standards of bridge steel corrosion, which providing reference for engineeringpractice.keywords: snowmelt agent; reinforced concrete bridge; corrosion; durability; safety; evaluation standards中图分类号:k928.78文献标识码:a 文章编号:0 引言2010年1月北京遭遇59年的最大暴雪,道路桥梁表面积雪结冰严重,为保证正常交通出行,北京市政部门共使用近3万吨融雪剂。
浅析融雪盐带来的危害和预防措施摘要:我国在2008年1月中旬经历的历史罕见的低温雨雪冰冻灾害,相信大家都还记忆犹新。
各地在开展应急抢险抗灾过程中,为及时清除积雪,确保交通、供电畅通,尽快恢复正常的生产生活秩序,在高速公路等主要交通干线和受灾城市的城区街道等地方大量使用了融雪剂,为实现“保交通、保供电、保民生”的总体要求,取得抢险抗灾工作阶段性胜利做出了贡献。
虽然雪化了,但由于使用了大量的融需剂后带来的后果确是非常严重的。
这里就融雪剂为什么能融雪,使用后带来哪些后果,引起这些危害的原因,如何防治的问题谈谈我的粗浅分析。
关键词:融雪剂;化雪的原理;危害机理;预防的方法中图分类号:tv121+.6文献标识码: a 文章编号:1融雪剂化雪的原理道路结冰后为了交通安全常在道路上撒化雪盐以促进冰雪的融化。
融雪剂为什么能融雪,原因是:水变成冰,是因为随着温度的降低,液体中分子移动的速度会逐渐减慢,分子之间的距离也会越来越靠近,当速度减慢到分子之间的作用力胜过由分子运动所产生的能量时,分子便堆积起来形成固体,于是水就变成了冰,这时的温度叫做冰点。
如果添加盐,盐的成分是氯化钠,雪的成分是水,氯化钠极溶于水,形成了含钠(钙)离子和氯离子溶液,这些离子会破坏水的结晶网状结构,使水不能结冰,由于盐分子挡了路,水分子便难以聚合形成雪,于是雪很快就化掉了。
2融雪剂使用后的危害机理当融化的雪水渗透到地下水、土壤或河流时,除工业盐中重金属离子对土壤、水体的影响外,还有na+、k+含量过大也会对土壤植物生长有影响。
另外硫酸根离子的变化,也是雪水存在酸性,直接影响公路以及车胎质量的因素。
2.1植物生长的影响受盐危害的植物春天萌动晚、发芽迟、叶片变小、叶缘和叶片有枯斑,呈棕色甚至叶片脱落;夏季可发几次新梢,一年开花两次以上,导致芽的干枯;早秋变色落叶、枯梢甚至整枝或整株死亡。
生长发育主要表现在以下几个方面: 1)土壤中可溶性盐类过多,由于渗透势增高而使土壤水势降低,土壤盐分愈多根吸水愈困难,甚至体内水分有外渗的危险。
一种新型的高效固体环保融雪剂随着国内环境意识的增强及北京申奥成功,无机氯盐类融雪剂融雪后对金属、混凝土及周围植物造成的危害越来越被人们所重视,大量使用含氯融雪剂不但导致植被的大量死亡,对公路和桥梁混凝土路面造成严重腐蚀破坏,而且掺有融雪剂的雪融化渗入地表后还会污染土壤、江河和地下水。
因此,许多高速公路雪后不使用无机氯盐类融雪剂融雪,而是采取封路的措施。
近年来,融雪剂在国内市场迅速升温,北京已明文规定不允许使用含氯化钠的融雪剂,太原、沈阳等北方城市也纷纷开始试用融雪剂, 2005年仅北京市场使用量就达11000多吨。
本实验室开发研究的醋酸钙镁系新型固体融雪剂是以醋酸钙镁盐为主要成分添加了某些抗滑剂、缓蚀剂复配的融雪剂,可以替代以氯化钠为主要成分的融雪剂,达到了环境保护的基本要求。
单独使用醋酸钙镁比食盐对钢筋的腐蚀性小很多, 而且在已经被食盐腐蚀了的钢筋上用醋酸钙镁也会减少钢筋的腐蚀。
以醋酸钙、醋酸镁为主要成分的道路融雪剂在国内鲜有报道, 该技术成果目前在国内属于领先水平。
本技术成果的开发应用充分响应了国家十一五科技计划体系中的技术创新引导工程和区域可持续发展促进活动的号召,符合国家产业发展政策和科学发展观要求,突出自主创新,有利于环境友好型社会的建设和资源的优化再利用,属于高效节能的先进适用技术。
融雪剂作用原理: (1)物质在溶解时要发生溶质分子的扩散,这一过程要吸收热量,扩散后的分子或离子与水形成水合分子或离子,因水合能的存在,这一过程将有热量产生,当吸热大于放热时,表现为吸热,反之,则表现为放热。
(2)根据拉乌尔定律,物质溶解后所形成的溶液的溶剂蒸气压将小于纯溶剂的蒸气压,因此,融雪剂使用后,放出的热量使冰、雪融化,同时形成的电解质溶液打破了使用融雪剂前冰、雪与其表面的水的蒸气压平衡,由于电解质溶液中的水有更低的蒸气压,因此,雪或冰中水分子不断地进入电解质溶液中,同时,由于电解质溶液拥有更低的凝固点,所以,冰、雪就不断地溶化且不再结冰。
混凝土中钢筋锈蚀的原因及危害和预防措施1.碳化:碳化是钢筋在碳酸盐离子的作用下发生的一种腐蚀现象。
当混凝土表面被碳酸气体侵蚀时,混凝土中的碳酸盐会与钢筋表面的氧化物反应生成可溶于水的碳酸亚铁,导致钢筋锈蚀。
2.氯离子侵入:氯离子是混凝土中最常见的腐蚀源之一、氯离子可通过氯化盐、海水等方式进入混凝土中,进而使混凝土中钢筋发生腐蚀。
氯化物进入混凝土后会与钢筋表面的氧化物反应生成可溶于水的氯化亚铁,引起钢筋锈蚀。
3.氧解作用:钢筋表面产生氧化膜可以保护钢筋不受腐蚀,但若混凝土内部存在大量的氧分子,容易进一步氧化钢筋表面,导致钢筋锈蚀。
因此,混凝土中氧分子含量的增加会加速钢筋的氧化过程。
1.强度减弱:钢筋锈蚀后物理性能下降,削弱了钢筋的受力能力,影响混凝土结构的整体强度和承载能力。
2.腐蚀膨胀:钢筋锈蚀会引起钢筋表面体积增大,产生较大的腐蚀膨胀力,导致混凝土产生开裂或脱落。
3.破坏结构:钢筋的锈蚀不仅可能损坏混凝土本身,还会导致结构失去稳定性,增加结构崩溃的风险。
4.影响美观:钢筋锈蚀会使混凝土表面出现锈迹,影响建筑物的美观度。
针对混凝土中钢筋锈蚀的危害,我们可以采取以下预防措施:1.控制混凝土材料质量:选择合适的水泥、骨料等混凝土材料,确保混凝土的密实性和均匀性,减少表面孔隙的形成,降低钢筋暴露和腐蚀的风险。
2.正确设计:在混凝土结构设计时,根据环境条件和使用要求,合理选择混凝土覆盖层的厚度,保证钢筋能够得到有效的保护。
3.防水措施:采取有效的防水措施,减少混凝土暴露在潮湿环境中的时间和程度,降低钢筋腐蚀的可能性。
4.防止氯离子侵入:加强混凝土中氯离子的阻隔,可以采用减少混凝土中的氯离子含量、加入阻隔氯化物的抗腐蚀剂或使用防腐蚀涂层等方法。
5.确保质量检测:对于混凝土的施工过程,进行质量检测,及时了解混凝土结构中的钢筋腐蚀情况,以便于及时采取措施修复和预防。
总之,混凝土中钢筋锈蚀会对建筑物的使用寿命和结构稳定性造成重大影响,因此,在混凝土的设计、施工和维护过程中应采取有效的预防措施,以延长建筑物的使用寿命和保障建筑结构的安全性。
植物性融雪剂一、产品概述植物性融雪剂是基于醋酸盐融雪剂(CMA等)深化开发的新型环保型融雪剂。
该产品以醋酸钾为主要原料,效果发挥迅速,融雪性能远优于普通融雪剂;溶液冰点显著降低,有效防止二次结冰。
植物性融雪剂可生物降解,对环境无害;且不含氯离子,避免了对水泥混凝土和金属制品的腐蚀。
本品已在日韩欧美等国家得到广泛应用,效果显著。
二、性能优势※融冰雪性能优异:通过等浓度融雪能力试验表明,植物性融雪剂的融冰雪能力是普通氯化物融雪剂的5倍,是醇类融雪剂的2倍。
※防二次结冰性能强:可实现防冻温度低至-65℃,路面融雪后雪水浓度至30%时冰点可达-23.70℃,浓度至20%时冰点可达-18.20℃。
※环保性能优异:植物性融雪剂的主要成分为醋酸钾,溶液呈现弱碱性,对动植物无明显危害;该产品流入自然后可生物降解,钾离子被植物吸收参与自然循环。
相对于氯化物融雪剂的低种子存活率和醇类融雪剂中对具有动物毒性的乙二醇,植物性融雪剂对自然环境无显著影响。
※对水泥混凝土侵蚀和金属腐蚀性弱:氯化物中的氯离子在水泥混凝土强度形成后会造成水泥混凝土内部的二次膨胀,并对钢筋等金属制品形成电化学腐蚀,降低其强度并进一步从内部膨胀,破坏钢筋混凝土及金属制品。
经电化学试验表明,植物性融雪剂对钢筋的腐蚀率是氯化钠的1/50,能有效减轻融雪剂对混凝土和钢筋的腐蚀作用。
※对路用性能影响小:氯化物融雪剂撒布后进入路面空隙中,通过盐涨作用对道路性能产生影响,导致路面抗水损能力下降和路面的破坏;而醇类融雪剂会导致路面抗滑性能衰减,10%溶度的醇类融雪剂可使路面产生8%的BPN衰减。
植物性融雪剂以溶解态实现融冰雪效果,浓度低,对路用性能无显著影响。
※经济效益优良:植物性融雪剂环保型融雪剂可有效减少路面破坏和附属设施损坏,降低道路运营成本,并减少冬季路面除冰雪费用。
三、使用方法及用量手动喷洒、自动碰洒装置或洒水车喷洒。
以50%原液浓度为例,需掺配至30%时,水与植物性融雪剂的质量比为2:3;需掺配至25%时,水与植物性融雪剂的质量比为1:1;需掺配至20%时,水与植物性融雪剂的质量比为3:2。
融雪剂范文融雪剂融雪剂是一种用于消除或减少道路、人行道或其他交通区域上的积雪和冰的化学物质。
它们是改善道路行驶条件和确保行人安全的重要工具。
本文将探讨融雪剂的种类、使用建议以及对环境的影响。
首先,融雪剂种类繁多,其中最常见的包括氯化钠、氯化钙、碳酸钙等。
氯化钠是最常见的融雪剂,被广泛用于清除道路积雪。
这是因为氯化钠价格低廉且易于获取。
然而,氯化钠对环境和道路设施造成的损害较大,因为它会侵蚀混凝土和金属结构,并对土壤和水体产生负面影响。
氯化钙是另一种常用的融雪剂,它具有较强的融雪能力。
与氯化钠相比,氯化钙对金属和混凝土的侵蚀更小,但仍然可能对植物和水体造成负面影响。
碳酸钙是一种相对环境友好的融雪剂,因为它由天然石灰石制成。
碳酸钙对金属、混凝土和土壤的侵蚀较小,并且在被释放到水体中时可以被中和。
其次,使用融雪剂时,有几个注意事项需要遵守。
首先,只使用必要的量。
过量使用融雪剂不仅浪费资源,还可能对环境造成不必要的污染。
其次,正确的时间和方式使用融雪剂,以最大限度地减少对环境和车辆的损害。
例如,在道路上撒融雪剂之前,先清除大部分的积雪,以减少融雪剂在土壤中的滞留时间。
此外,选择较为环保的融雪剂,如碳酸钙,可以最大程度地减少对环境的负面影响。
不可否认,融雪剂对环境存在一定的负面影响。
首先,融雪剂会流入水体,对其中的植物和动物生态系统产生危害。
水体受到融雪剂的污染,可能导致水生生物的死亡,破坏水生生态系统的平衡。
其次,融雪剂可能对土壤产生负面影响,使其酸化并破坏植物生长的环境。
此外,融雪剂还可能对车辆和道路设施造成腐蚀和损坏。
然而,我们可以通过采取一些措施来减少融雪剂对环境的负面影响。
首先,加强道路和城市规划,采用更环保的材料和设计,以减少对融雪剂的需求。
其次,研究和开发更环保的融雪剂,以减少对环境的污染。
最后,对使用融雪剂的人员进行培训,以确保他们正确使用和处理融雪剂。
综上所述,融雪剂在保障道路交通和行人安全方面起到了重要作用。
钢筋锈蚀的危害及防护一、钢筋锈蚀的危害钢筋锈蚀是混凝土结构中的常见病害,它会对混凝土结构的强度和耐久性造成严重影响。
下面列举了钢筋锈蚀的一些危害。
1. 减小混凝土结构的承载力钢筋的锈蚀会使其断面积减小,进而减小其承载能力。
锈蚀后的钢筋在受到荷载时容易出现局部软化,导致混凝土结构的破坏。
2. 影响混凝土结构的使用寿命钢筋的锈蚀会导致混凝土表面酸碱值发生变化,从而破坏混凝土中的水泥石体,加快混凝土的老化进程。
3. 对人身及财产安全造成威胁钢筋锈蚀严重时,钢筋的截面积会明显减小,导致混凝土结构的稳定性降低,对人身及财产安全造成威胁。
二、防止钢筋锈蚀的措施提高混凝土结构的耐久性是防止钢筋锈蚀的根本措施。
下面我们介绍几种常见的防止钢筋锈蚀的措施。
1. 破碎伤口钢筋处理破碎伤口钢筋处理是指对锈蚀较轻的钢筋表面进行清理处理,然后喷涂防锈涂料。
钢筋表面的锈蚀比较轻时,采用此种方法可以使钢筋表面得到很好的保护。
2. 端头钢筋处理采用光化学法处理端头钢筋是目前广泛采用的钢筋防锈措施,该方法使用化学药剂,在钢筋表面上形成一层保护膜。
这种处理方法能够有效地保护钢筋。
3. 预埋防锈钢筋在混凝土浇筑前,将钢筋浸泡在一种特殊的防锈液中,控制液中防锈剂的含量,使钢筋表面形成一层抗锈蚀的保护膜。
这种钢筋具有较好的抗锈蚀性能,可延长混凝土结构的使用寿命。
4. 混凝土保护层在混凝土浇筑时,在钢筋周围留有一定厚度的混凝土保护层。
该层混凝土中含有足够的水泥、细集料和粗集料,能够形成一层强硬的保护层。
保护层的厚度应不小于混凝土基底的直径。
三、钢筋锈蚀是混凝土结构中常见的病害,它严重影响着混凝土结构的使用寿命和安全性。
因此,我们应该采取有效的措施预防和治理钢筋锈蚀,比如破碎伤口钢筋处理、端头钢筋处理、预埋防锈钢筋,以及混凝土保护层等。
这些措施可以有效地降低钢筋锈蚀对混凝土结构的危害,延长混凝土结构的使用寿命。
混凝土危害与防护措施引言混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施领域的重要材料。
然而,长期以来,我们也意识到混凝土存在一些危害和损坏的问题。
本文将讨论混凝土的危害以及如何采取相应的防护措施来延长其使用寿命和保障工程质量。
一、混凝土的危害1. 钢筋锈蚀混凝土中的钢筋暴露在潮湿环境中会受到氧气和水分的侵蚀,加速锈蚀的过程。
钢筋锈蚀不仅会降低钢筋的强度,还会导致内部应力的增加,从而导致混凝土开裂和破坏。
2. 冻融损伤在寒冷地区,混凝土容易受到冻融循环的影响,即在低温下水分凝结成冰,冰膨胀会引起混凝土的开裂和脱落。
这种冻融损伤会导致混凝土结构的强度和稳定性下降。
3. 碱-骨料反应碱-骨料反应是一种发生在混凝土中的化学反应,主要是由于骨料中存在的某些矿物质与混凝土中的碱性成分反应形成胶体,导致混凝土膨胀、开裂和破坏。
这种反应是混凝土危害的常见原因之一。
4. 硫酸盐侵蚀在工业环境中,混凝土常常面临硫酸盐的侵蚀。
硫酸盐对混凝土的侵蚀主要是通过与水分发生反应形成硫酸,从而破坏混凝土的结构并降低其强度。
二、混凝土的防护措施1. 表面涂层涂层是一种常见的混凝土表面防护措施,通过在混凝土表面形成一层保护膜来阻止水分和有害物质的渗透。
常用的涂层材料包括聚合物涂料、硅酸盐涂料和硅酸钾涂料。
涂层的选择应根据具体工程需求和环境条件来确定。
2. 防水剂防水剂可以加入混凝土中,通过改善混凝土的孔隙结构,减少水分渗透。
常用的防水剂包括有机防水剂和无机防水剂。
防水剂的选择应根据混凝土的用途和环境条件来确定。
3. 补强和加固对于已经受损的混凝土结构,可以采取补强和加固的方法来延长其使用寿命。
常见的方法包括加固钢筋、加固碳纤维片和加固预应力等。
补强和加固应根据具体情况进行设计和施工。
4. 密封处理在混凝土施工完成后,进行密封处理可以有效防止水分渗透和有害物质的侵入。
常见的密封处理方法包括蜡涂层、硅酸盐封孔剂和聚合物封孔剂等。
密封处理的选择应根据混凝土的用途和环境条件来确定。
融雪剂的基本原理和危害融雪剂是一种在冬季用于融化积雪和冰的化学物质。
它可以帮助清除积雪,减少滑倒和交通事故的发生。
然而,融雪剂的使用也带来了一些问题和危害。
本文将就融雪剂的基本原理和危害展开讨论。
首先,让我们来了解一下融雪剂的基本原理。
融雪剂通常是由盐类、碳酸钙和尿素等化学物质组成的。
这些化学物质可以通过降低冰雪的冰点,使其融化。
当融雪剂撒在冰雪上时,它会与冰雪发生化学反应,释放出热量,从而加速冰雪的融化过程。
这种原理使得融雪剂成为了清除积雪的有效工具。
然而,融雪剂的使用也存在一些危害。
首先,融雪剂中的化学物质会对周围环境造成污染。
当融雪剂与冰雪融化后,其中的化学物质会被带入地表水和地下水中,造成水质污染。
此外,融雪剂还会对植物造成伤害,导致土壤中的盐分浓度升高,影响植物的正常生长。
另外,融雪剂中的化学物质还会对建筑物和交通工具等金属材料造成腐蚀,降低它们的使用寿命。
除了对环境和建筑物的影响外,融雪剂的使用还可能对人体健康造成危害。
融雪剂中的化学物质如果接触到人体皮肤,可能导致皮肤干燥、瘙痒甚至灼伤。
同时,融雪剂中的化学物质如果被误食,可能对人体的消化系统和呼吸系统造成伤害。
因此,在使用融雪剂时,需要注意避免直接接触,并且在使用后要及时清洗双手,以防止化学物质残留对人体造成伤害。
综上所述,融雪剂虽然可以帮助清除积雪,减少交通事故的发生,但其使用也会带来一些环境和健康上的危害。
因此,在使用融雪剂时,需要注意使用量的控制,尽量减少对环境和健康造成的影响。
同时,也需要寻找更加环保和安全的替代品,以减少融雪剂带来的负面影响。
希望通过大家的共同努力,能够更好地保护我们的环境和健康。
2010年第7期 (总第197期) 黑龙江交通科技
HE LLONGJIANG JIAOTONG KEJ No.7,2010
(Sum No.197)
融雪剂对高速公路的危害 刘海涛 (河北路桥集团)
摘要:冬季雪天造成交通困难,特别是危及人身安全,处理不当或不及时,可影响城市、地区乃至国家的经 济发展,同时影响人民的正常生活,甚至会造成局部“瘫痪和大面积“事故”的发生。因此,及时化冰融雪具 有重大社会经济和国防意义。但我国使用的多数融雪剂具有较强的腐蚀性,对混凝土桥涵和路面破坏严重, 减少公路的使用寿命和使用功能,对人民的经济和安全造成隐患。 关键词:融雪剂;高速公路;危害 中图分类号:U418.9 文献标识码:C 文章编号:1008—3383(2010)07—0198一O1
1我国公路情况简介 我国目前桥涵结构多数采用混凝土结构,桥面上采用沥 青面层或混凝土面层。路面多数为沥青路面和混凝土路面。 氯盐渗透到混凝土中,会促进混凝土的冻融。最主要的破坏 作用是对钢筋的腐蚀。当氯离子到达钢筋表面并超过一定 量(临界值)时,原来处于钝化状态的钢筋,就会活化、腐蚀。 锈蚀产物的体积会膨胀2~6倍,使混凝土保护层发生顺钢 筋开裂、脱落的状况,导致结构承载力下降或丧失。盐类对 水泥混凝土路面,尤其是沥青混凝土路面同样也存在危害, 盐类物质与沥青相互作用,大大减小沥青材料与沙石料的黏 合能力,造成沥青表面脱落,在行车荷载的作用下大面积路 面破损。 目前我国混凝土防腐主要考虑地下水和地表水中盐分 的腐蚀,对暴露地上的的结构采用的防腐处理还相对不足。 主要在混凝土中加入防腐剂或采用防腐水泥和石材进行处 理,但应用较少。并且针对由融雪剂造成的病害而采用的措 施较少,而近年由融雪剂造成的结构破坏情况较多。 2融雪剂原理 目前不论国外还是国内,高速公路除雪使用的融雪剂主 要是氯盐类融雪剂,包括氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾等, 通称作“化冰盐”。 融雪原理是通过降低水的冰点来达到融雪效果。比如, 向100 g冰或雪中加人33 g氯化钠可以使冰点降为低于 一21℃,也就是说,平时在0℃就开始结冰的水,现在在 一20℃的环境中也不会结冰。如果用氯化钙代替氯化钠, 降低冰点的效果更加显著。氯盐类融雪剂的除雪作用有两 点,除了盐类的溶解吸热以外,还有一个作用就是盐水的凝 固点较低,因此在雪水中溶解了盐之后就难以再形成冰块, 从而有利于排雪。雪融剂溶于水后,水中离子浓度上升,使 水的液相蒸气压下降,但冰的固态蒸气压不变.为达到冰水 混和物固液蒸气压等的状态,冰便溶化了。氯盐类融雪剂的 优点是便宜,价格仅相当于有机类融雪剂的1/10,但它对大 型公共基础设施的腐蚀是很严重的。 3融雪剂病害特征 3.1 洒除冰盐对混凝土的剥蚀破坏特征 从混凝土盐冻破坏试验来看,除冰盐导致混凝土表现剥 落破坏的特征主要表现如下几个方面。 (1)表面裂纹扩展迅速,破坏速度加快,一般情况下,耐 水冻破坏100次冻融循环的普通混凝土,耐盐冻不到20次, 且表面均成斑状剥落。 (2)破坏逐层发展,暴露骨料。经过10次左右冻融循 环的普通混凝土,开始从砂浆层剥落,露出骨料后逐步向内 收稿日期:2010—03—22 ・198・ 部发展,造成一层层疏松层,导致表面凸凹不平。 (3)剥蚀出现在表层,NaCI结晶聚集在混凝土底部,遇 湿或受潮后NaC1溶解再度进入混凝土,干燥后又重新结晶, 此产生的结晶压要远远大于混凝土中的骨料与水泥砂浆界 面层的粘结力,如此反复,即使停止使用除冰盐,盐冻剥蚀破 坏仍将产生,直至受盐污染的混凝土层破坏为止。这一点, 对北方的市政工程如立交桥、道路混凝土等是极为不利的。 3.2除冰盐对混凝土的破坏机理 (1)提高混凝土饱水度。众所周知,盐(NaCI或CaCI) 可以降低水冰点,可将水冻结时的冰膨胀率降低到9%以 下,但它却提高了混凝土饱水度,当混凝土饱水度达到或超 过临界饱水度(理论上为91%)时,混凝土就受到拉应力作 用,并因冻融循环增加而不断加剧,直到混凝土开裂和破坏。 同济大学杨全兵、朱蓓蓉、黄士元等学者,通过毛细管吸水试 验证明:试件中盐含量愈高,达到平衡时间愈短,饱水愈快, 并得出结论。当使用除冰盐时,由于盐吸湿性和保水性,含 盐混凝土中的初始饱水度明显比不加入除冰盐的高,因此, 当混凝土受冻时,混凝土中就会产生比无除冰盐中高出几倍 甚至几十倍的结冰压。 (2)产生高渗透压。由于除冰盐在洒落时是不均匀的, 2001—2003年哈尔滨市洒落的除冰盐为堆状、岛状,然后靠 车轮碾压与带走而摊开。这就导致在雪水中盐的浓度不均 匀而产生浓度差,受冻时混凝土中将产生更高的渗透压,以 及因分层结冰而产生更大的压力差,造成叠加破坏,此种破 坏的拉应力将是均匀冻胀中的几十倍,而加剧混凝土剥落。 3.3掺加氯盐对混凝土中钢筋锈蚀的影响 (1)氯盐是促锈剂。 混凝土中掺和氯盐容易引起钢筋锈蚀,尤其是当具备产 生锈蚀的基本条件时(充足的氧气和水份),锈蚀加剧。 (2)氯盐“促锈”的主要原因。 ①氯离子能破坏混凝土中的钢筋表面的保护性氧化膜。 氯离子与氧化膜发生了化学反应,原因是氯离子的活性 很大,它容易被覆盖着氧化膜的电极表面吸附,排挤并取代 了氧化膜(Fe 0,)中的氧离子,生成了氧化铁使钢筋表面出 现大小如谷粒状的锈蚀孔以及附着在钢筋表面的小气泡。 3CaCI2+Fe2O3+3H2O=2FeCI3+3Ca(OH)2 氧化铁是可溶性氧化物,这就在钢筋保护性氧化膜的阳 极区域形成了小孔。 ②掺和氯盐使混凝土的pH值降低氯化钙溶于水后离 解为Ca“、OH‘、H 、C1。离子,ca(OH)2是中强碱,HC1是强 酸,其结果是酸性增强,碱性减弱,混凝土的pH值减小。氯 (下转第200页) 总第197期 黑龙江交通科技 第7期 3招标方的倾向性 虽然2000年颁布的《中华人民共和国招标投标法》和 《评标委员会和评标方法暂行规定》中有明确规定。评标可 以采用“最低投标价法”和“综合评分法”两种方式,但真正 采用前一方式的,极为罕见。究其原因,无非是因前者的客 观性太强,使招标方难以操控投标结果,而后者有三分之一 以上的分数是主观评分,招标方可以操作的空间自然大许 多。当前,招标方违反“公平”原则的行为屡见不鲜。有的 招标方不按规定,全部专家小组成员均由自己认命;有的则 在招标文件中列明一些明显有利于个别单位的条款;还有的 则是在评标时由投资方的专家明确表示支持某一投标单位。 招标方的倾向性出自以下三个原因:首先是牺牲价格保 质量。在政策允许的范围内,招标方不愿意承担任何质量方 面的风险,导致工程的性价比扭曲。我国对工程质量采取终 身责任制,而相应地对工程造价的限制却不甚严格。“花钱 保质量”是建筑界最流行的一句口号,这看似有道理,其实 是极大的浪费,同时也为工程施工时的“权力寻租”大开方 便之门。钱花多少并不需要负责,且这钱又并非自己的,投 资方自然不怎么心疼;其次是招标方为行业内的施工企业作 考虑。前面提到过,在产业主管部门作为投资方的情况下, 其下属的施工企业凭借其与主管部门多年的良好关系,必然 对招标方的决策产生一定影响。也许这并非招标方的初衷, 但在实际中的确难以避免;最后就是“权力寻租”。因愈客 观的评价标准,愈难以进行“寻租”活动。如果仅以“最低标 价”作为评审标准,那么投资方左右投标结果的能力将会大 大降低,也就等于中标结果将完全由市场决定。投资方手中 的权力将大大削弱,“权钱交易”的成本将极大幅度地提高。 因而近年来国家虽然一再要求投资方应谈出具体的招标工 作,而投资方迟迟不愿交出手中权利的原因也就在此。 从上面的分析可以看出:我国目前的工程投标之所以无 法与国际接轨,其根本原因在于我国当前的投资结构不合 理。其实,私有化在20世纪9O年代已成为全球性风潮,一 些原来被经济学家认为不适宜私有化的部门和行业也纷纷 卷入其中。例如公路行业、电信行业、国家铁路等。在国家 垄断的行业内,是不存在完全的市场竞争的,因为政府作为 国有资产的代言人,必然会自觉或不自觉地干预市场,且其 行为的正义性不容置疑。20年的改革开放,使经济领域内 的大部分市场达到或接近达到了自由竞争的状态,而在一些 所谓的要害行业,如公路、电信、电力、铁路等,自由竞争远未 开始。 进入WTO后,对市场的开放程度要求愈来愈高,工程投 标如何与国际接轨已成为一个迫在眉睫的问题。要在短期 内解决面临的所有问题,显然不大可能,如改变投资产业结 构就非一朝一夕之功。就目前的工程投标来说,仍有不少可 以改进的地方:(1)加强立法,可以根据近年来投标工作中 出现的一些问题,制定相应的管理条例。例如详细规定投资 方不允许有任何偏袒性行为,不允许有任何形式的加分等。 (2)大力发展投标咨询机构,且其中立性必须得到保证,严 禁投资方以任何方式入股或成立投标咨询机构。(3)对投 标市场进行进一步细分,规模不同,适应的施工企业也不一 样。尽量减少邀请招标或议标等投标方式,防止“内部人操 作”,增加公开招标的比率。总的是要促使我国的工程招投 标工作迈上新的台阶。
第31卷第20期 V01.31 No.20 企业技术开发
TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT OF ENTERPRISE 2012年7月
Ju1.2012
寒区道路桥梁受融雪剂危害分析与防治措施 张田梅’,孙凯 (1.哈尔滨学院,黑龙江哈尔滨150080; 2.哈尔滨铁路局,黑龙江哈尔滨150006)
摘要:文章对寒区道路、桥梁等交通基础设施受融雪剂的危害进行分析,提出减少、防治融雪剂危害的具体措施。 为寒区道路桥梁工程设计、融雪剂合理使用提供参考。 关键词:融雪剂;道路桥梁;寒区 中图分类号:U418.41 文献标识码:A 文章编号:1006—8937(2012)20—0132—02
二十世纪以来,世界各国道路交通发展迅猛,道路在 各国交通运输体系中占的比重日益增大,保持交通畅行 变得十分重要。而在寒冷地区,冬季降雪是道路交通的 “大敌”,降雪后地面易积雪、结冰,严重影响汽车正常行 驶速度,导致交通堵塞,引发交通事故。据统计,降雪过后 冰雪路面交通事故的发生率较通常增加3 4倍,每年因 此造成的损失达数千万元。全世界每年因路面积雪结冰 所造成的直接经济损失达数亿元。 常见的道路清除冰雪方式主要有三种:人工清理、机 械清除、融雪剂除雪。其中人工除雪方式劳动强度高,除 雪虽彻底但效率较低,作业时影响车辆通行及交通安全。 机械除雪对除雪机械要求较高,设备价格昂贵,且因积雪 受车辆碾压致实,除雪效果不佳,同时易损坏路面,我国 应用较少。融雪剂除雪,具有操作简便、价格低廉、融雪效 果好等优点,在国内外广泛应用。但融雪剂易在融雪后引 起环境污染:导致绿化植被大量死亡,对动物生存产生不 利影响,易污染江河、地下水,破坏生态环境。同时会对道 路、桥梁混凝土路面造成严重腐蚀破坏,导致路面剥蚀、 桥梁钢筋锈蚀、混凝土开裂、结构失效等危害。 本文主要介绍了国内外常用融雪剂种类、使用情况, 分析其对道路、桥梁造成的危害原因,并进一步提出减少 融雪剂危害的防治措施,为寒区道路、桥梁工程设计、融 雪剂合理使用提供参考。 1融雪剂的种类及使用情况 目前国内外常用的融雪剂按成分主要分为氯盐类、 非氯盐类和复合类三类。 1.1氯盐类融雪剂 氯盐类融雪剂主要有氯化钠、氯化钙、氯化钾、氯化 镁等,国际上通称氯盐类融雪剂作“化冰盐”(Deicing Salt)。氯盐类融雪剂由于具有冰点低、资源丰富、价格便 宜(仅相当于有机类非氯盐融雪剂的1/lO)等优点,目前 多数国家仍主要使用此类融雪剂,尤其是氯化钠使 用历史最为悠久,融雪效率最高、价格低廉、用量最 大,短时间内难以被取代。但此类融雪剂破坏环境,危害 农田、绿化带;且造成钢筋腐蚀、混凝土损伤严重,降低了 道路、桥梁使用寿命。 1.2非氯盐类融雪剂 作者简介:张田梅,女,哈尔滨学院工学院讲师,在读博士。 非氯盐类融雪剂多为乙酸盐、醇类等有机融雪剂。如 美国DOT公司研究的无氯、无污染、对环境安全的CMA (钙镁乙酸盐),融雪性能稳定,对环境影响优于氯化钠和 氯化钙。美国专利发明者Terence E P发明的LMWBL融 雪剂,较适合在高寒地区使用。以及利用酯、糖、酒等副产 物生产的其他非氯盐融雪剂等。此类融雪剂环保性能较 好,对道路、环境、植物影响较小。但价格较高,一般用于 机场跑道等重要场所,公路及市政道路很少使用。 l-3复合类融雪剂 复合类融雪剂如氯盐类加非氯盐类融雪剂、氯盐阻 锈型融雪剂等。主要是通过在传统的氯盐类融雪剂中加 人非氯盐或阻锈剂,以减少其使用过程中钢筋的锈蚀。复 合类融雪剂是目前新型融雪剂发展方向。然而阻锈剂的 研制与选择一直是一项艰巨的任务,加入量过少几乎很 难起到阻锈的效果,而加入量过大又容易引起成本过高 和新的环境问题。人们至今仍在研究探讨其价格与环境 影响等问题。
混凝土的腐蚀与防护混凝土是现代建筑中最常用的材料之一,它具有强度高、耐久性好、成本低等优点。
然而,在长期的使用过程中,混凝土也会面临腐蚀的问题,这不仅会影响建筑物的外观和结构安全,还会缩短其使用寿命。
因此,了解混凝土的腐蚀原因并采取有效的防护措施至关重要。
一、混凝土腐蚀的原因1、化学腐蚀化学腐蚀是混凝土腐蚀的主要原因之一。
混凝土中的水泥在水化过程中会产生氢氧化钙等碱性物质,这些物质在与空气中的二氧化碳反应后,会生成碳酸钙,导致混凝土的碱度降低,从而破坏混凝土的结构。
此外,酸雨、海水、工业废水等中的化学物质也会与混凝土中的成分发生化学反应,导致混凝土的腐蚀。
2、物理腐蚀物理腐蚀主要包括冻融循环、干湿交替和磨损等。
在寒冷地区,混凝土中的水分在低温下会结冰膨胀,破坏混凝土的内部结构;在干湿交替的环境中,混凝土会因为水分的反复进出而产生裂缝;而在受到机械磨损的情况下,混凝土表面的保护层会逐渐被破坏,加速腐蚀的进程。
3、微生物腐蚀微生物腐蚀是一种比较特殊的腐蚀形式。
在一些潮湿的环境中,微生物如细菌、真菌等会在混凝土表面生长繁殖,它们产生的代谢产物会对混凝土产生腐蚀作用。
二、混凝土腐蚀的危害1、降低结构强度混凝土的腐蚀会导致其内部结构的破坏,使混凝土的强度降低。
这会影响建筑物的承载能力,严重时可能导致建筑物的倒塌。
2、影响外观腐蚀会使混凝土表面出现剥落、裂缝、变色等现象,影响建筑物的外观美观。
3、缩短使用寿命混凝土的腐蚀会加速其老化和损坏,从而缩短建筑物的使用寿命,增加维修和重建的成本。
三、混凝土腐蚀的防护措施1、选择合适的原材料在混凝土的制备过程中,选择质量好、耐腐蚀的原材料是非常重要的。
例如,使用低碱水泥、优质骨料和掺和料,可以提高混凝土的抗腐蚀性能。
2、优化混凝土配合比通过合理的配合比设计,控制水灰比、水泥用量和砂率等参数,可以使混凝土更加密实,减少孔隙率,从而提高其抗腐蚀能力。
3、表面防护对混凝土表面进行防护处理是一种常见的防护措施。
无声无息的敌人——腐蚀作者:暂无来源:《军事文摘·科学少年》 2018年第8期腐蚀的现象我们好像司空见惯。
但是,你知道吗?由于腐蚀引起的经济损失在各国每年的GDP中平均超过3%(中国约达5%)。
腐蚀不仅仅给国民经济造成巨大损失,还会对人们的安全、健康和生活质量造成重大影响。
腐蚀是什么?腐蚀是材料与周围环境发生作用所引起的破坏或变质,如金属在环境作用下发生锈蚀。
金属之所以会发生腐蚀是因为它们在工作环境下化学性质不稳定。
自然界中除了铜、金、银、铂等贵金属在常态下是金属态,从矿石中提炼出来的其他所有金属,在自然工作环境下都是非稳态的。
非金属材料也会发生腐蚀,如塑料和橡胶的膨胀、变形、开裂、老化等。
腐蚀引发的重大事故腐蚀造成的损失大于所有自然灾害的损失之和。
腐蚀导致工程装备、关键结构以及基础设施损坏,进而引发灾难性事故。
1981年我国台湾民航客机B-737空中失事,其原因是机身下部高强度铝合金结构件多处发生严重的晶间腐蚀和剥蚀,进而形成裂纹;2001年四川宜宾市南门大桥轰然断裂成三截,预计百年寿命实际仅仅使用了11年就发生断裂,事故原因是承重钢缆的应力腐蚀;2013年青岛管道爆炸,造成62人死、136人伤,经济损失达7.5亿,其原因是腐蚀导致泄漏而引起爆炸。
如何减少腐蚀为了减少腐蚀的发生,无论是在自然环境(大气、土壤、海水等)中,还是在工业环境(石油化工、核电、火电等)中,都需要开展系统研究,掌握材料的腐蚀损伤规律,研发各类低成本环保型腐蚀控制技术,实现降低腐蚀损失的目的。
腐蚀会影响身体健康腐蚀不仅造成经济损失,还会影响人类健康。
腐蚀产生的重金属离子会污染饮用水、土壤和农作物等,进而通过饮食摄入而影响人类身体健康。
美国、德国、日本、印度、中国等国家都有检测证据。
别让腐蚀“吃”了你的厨房厨房是非常容易发生腐蚀的地方,腐蚀不仅会让厨房显得破旧不堪,而且厨具一旦发生腐蚀,就会大大折损它们的使用寿命。
混凝土的腐蚀性原理混凝土是一种常用的建筑材料,由于其强度高、耐久性好的特点,被广泛应用于建筑物的结构构件中。
但是,混凝土也存在着一定的腐蚀性,长期受到外界的环境影响,会导致混凝土的质量下降,甚至出现结构破坏的情况。
混凝土的腐蚀性原理主要有以下几个方面。
1. 碳化反应混凝土中的水泥与气体中的二氧化碳反应会产生碳酸钙,这个过程称为碳化反应。
碳酸钙会导致混凝土表面的pH值下降,从而使得钢筋锈蚀的速度加快。
碳化反应的速度与混凝土中的水泥含量、水灰比、湿度、温度等因素有关。
2. 氯离子侵蚀混凝土中的氯离子来源有多个方面,如海水、含盐地下水、化肥、路面融雪剂等。
氯离子容易穿过混凝土的毛细孔和微裂缝,进入到混凝土内部,与钢筋发生反应,导致钢筋锈蚀。
氯离子侵蚀的速度与混凝土中氯离子浓度、环境温度、湿度等因素有关。
3. 硫酸盐侵蚀混凝土中的硫酸盐来源主要有地下水、污水等。
硫酸盐会反应生成硫酸,与混凝土中的钙离子反应,导致混凝土内部的钙石膏析出,从而形成微裂缝。
这些微裂缝会加速混凝土的腐蚀,使得混凝土的强度和耐久性下降。
4. 碳酸盐侵蚀混凝土中的碳酸盐来源有大气中的二氧化碳、土壤中的有机物等。
碳酸盐会与混凝土中的钙离子反应,形成碳酸钙,导致混凝土表面的pH 值下降,从而使得钢筋锈蚀的速度加快。
碳酸盐侵蚀的速度与混凝土中的碳酸盐浓度、环境温度、湿度等因素有关。
以上是混凝土的腐蚀性原理的主要方面,针对这些方面,可以采取以下措施来减缓混凝土的腐蚀速度:1. 选用高品质的水泥和骨料,控制水灰比和掺合料的使用量,以提高混凝土的耐久性。
2. 在混凝土表面施加防腐涂料或防腐剂,以防止外界物质侵蚀混凝土。
3. 控制混凝土的湿度和温度,以减缓碳化反应和氯离子侵蚀的速度。
4. 加强混凝土的维护和保养,及时检修和修复混凝土结构上的损伤,以延长混凝土的使用寿命。
通过以上措施的采取和实施,可以有效减缓混凝土的腐蚀速度,延长混凝土结构的使用寿命,保证建筑物的结构安全和稳定。
防撞护栏破损修复与防腐涂装方案混凝土桥梁与防撞墙的早期劣化总是大量出现,其破坏的主要原因是混凝土构件直接暴露于自然环境中,受酸、碱、特别是盐融雪剂。
常见的融雪剂是以“氯盐”为主要成分的无机融雪剂,如氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾等,通称作‘化冰盐’。
其优点是价格便宜,仅相当于有机类融雪剂的1/10,但它对大型公共基础设施的腐蚀是很严重的。
我们常见的融雪剂就属于这类,用的最多的是氯化钠(即工业盐)。
另一类则是以“醋酸钾”为主要成分的有机融雪剂,该类融雪剂融雪效果好,基本没有腐蚀损害,但它的价格太高,一般用于机场等重要场所。
融雪剂对混凝土防撞墙的侵蚀、腐蚀、中性化、冻融破坏,普遍存在的碱骨料反应,往往几年间就会发生裂纹、混凝土剥落露筋等病害,传统的使用水泥砂浆修复后,短时间内就出现剥落,影响防撞墙的使用寿命和外观环境,严重时造成防撞墙钢筋的严重锈蚀,会削弱防撞墙的安全性能,形成安全隐患。
常用融雪剂以盐类为主,路面上盐将冰融化后,随雪水流淌。
盐类物质进入地下以后,势必会对当地的地下水资源造成污染,食用被融雪剂污染的水会对人体健康产生严重危害。
由于工业盐没有使用标准,工业盐多含有亚硝酸盐,因此,融雪剂的负面损害不可小视。
现在市面上所说的环保融雪剂(氯化钙)并不环保。
只要是融雪剂,它或多或少会对环境造成影响。
从化学上讲氯化钠、氯化钙两种物质都是盐,对桥梁和混凝土都具有不同程度的伤害。
采用“防撞墙专用复合修补砂浆”,可以长久牢固修复,修复防撞墙体钢筋锈蚀和混凝土深度损坏,防撞墙表面修复,根据损坏的程度不同修复厚度不同,防撞墙底部30cm左右比较严重,严重时露筋,可达5-10cm深,上部一般比较轻,一般需要整体进行修复,保持颜色的一致性和防装墙体的耐久性。
采用“氟硅体系桥梁专用防腐涂料”综合了渗透型和成膜型混凝土防护材料的优点,并通过巧妙的分子设计使防护材料形成三道防护体系,能有效提高混凝土的使用寿命,并具有良好的装饰效果。
融雪剂对路面破坏及试验总结
目前我国正在进行大规模基础工程建设,尤其在长春地区修建大量沥青混凝土和桥梁,普及融雪剂对沥青混凝土破坏理论和在沥青混凝土配合比设计时采取防治盐冻破坏的技术措施是一项非常紧迫的工作。
融雪剂对混凝土路面剥蚀破坏机理
1融雪剂的主要成分NaCl是在道路工程中最常用的除冰盐成分之一,它原料易得、价格便宜,但它的融冰雪效果只能达到-15℃左右,只能适用于一般低温条件。
CaCl2具有很强的吸湿性,溶解度大,降低冰点效果好,它的融冰雪温度可以达到-31℃左右,虽然对道路表面有润滑作用,但易使路面抗滑性能下降,不便于施工,另外较氯化钠成本高。
因此为了取长补短常把NaCl和CaCl2混合使用,这样可以得到既经济、融雪效果又好的新型除冰盐。
2混凝土盐冻破坏的主要特征根据现场盐冻破坏的调研,结合试验室盐冻破坏试验的观察,可以归纳出盐冻破坏有别于其他破坏的主要特征:①破坏从表面开始,面层先剥落,然后逐步向内部发展,造成表面骨料暴露,凹凸不平,逐渐形成沥青面层脱落、坑槽、拥包,直至路面大面积破坏;②桥上部分使用融雪剂破坏发展远比其他种类的破坏严重,对桥面混凝土及钢筋锈蚀等构筑物出现裂缝,直至混凝土保护层剥落,截面承载力失效。
1、科学使用融雪剂:当降雪量不超过10mm/次时,施撒量不大于10g/m2,在中
到大雪时适当增加施撒量,保证路面不结冰。
结合市区实际情况尽量采用人工
和机械方式进行除雪。
2、规范融雪剂的安全使用:含融雪剂的积雪不得随意倾卸,特别是桥梁上的积雪,
一定要进行消运。
3、针对不同地段使用不同类型的融雪剂:在桥面上除雪采用醋酸钙镁代替氯盐作
为融雪剂,单独使用醋酸钙镁比氯化钠对钢筋的腐蚀性小很多。
目录1.融雪剂概述2 1.1 融雪剂的使用现状31.2 融雪剂的分类51.3 融雪剂的危害71.3.1融雪剂对建筑物的危害81.3.2 融雪剂对环境的危害91.4 融雪剂的融雪原理11融雪剂及其对钢筋混凝土设施的腐蚀危害1.融雪剂概述北方冬季雪后,及时有效地去除道路上的积雪对于保证交通的畅通和车辆的平安是十分重要的。
一些兴旺国家,比我国更早地遇到了去除道路冰雪的难题,曾经采用过许多策略和方法,其中最重要的方法之一,就是在雪前、雪后向道路、桥梁等撒融雪剂,又称“化冰剂〞。
其中氯盐型融雪剂是最常用的。
最初是以食盐即氯化钠为主,后来氯化钙、氯化镁、氯化钾等氯盐也用于融化冰雪。
这类氯盐融雪剂也被称作“化冰盐〞。
但氯盐类融雪剂是一把“双刃剑〞,一方面它能快速融化冰雪,另一方面,它具有强烈的腐蚀性和促进冻融破坏性,对根底设施如道路、桥梁建筑以及钢构造、地下管线等均能造成严重腐蚀破坏,带来巨大经济损失。
1.1 融雪剂的使用现状融雪剂可以说是时代开展的必然产物。
上世纪四五十年代,以美国为代表的兴旺国家的经济与交通取得长足开展,城市间的高速公路甚至逐步取代了铁路的功能而成为经济开展的主体命脉,于是保证城市高速公路交通畅达,成为现实而又特别重要的任务。
冬季下雪是公路、铁路交通的“大敌〞,长期以来世界各国去除道路积雪的方法主要有机械法和撒融雪剂的方法,机械除雪设备昂贵,且需较高的维护费用,撒融雪剂的方法除雪本钱低,毋须大量的人力物力且融雪速度快,不必运输和处理积雪,交通恢复快。
于是就有了采用融雪剂融冰化雪的方法。
因此融雪剂便应运而生。
据统计,自20世纪90年代末至今,全世界对融雪剂产品的需求量与日俱增,年需求量都在3000万吨以上。
2008年初,我国南方大局部地区和西北地区东部出现了罕见的持续大围低温、雨雪和冰冻的极端天气。
这一严重的气象灾害影响到正常的生产生活。
公路、桥梁、机场、高压电网等受到雨雪冰冻灾害。
在抗击灾害面积不同计量使用融雪剂,对疏通交通起到了很重要的作用,然而种类繁多的融雪剂,均不同程度具有一些负面影响。
融雪剂是由化冰盐(deicing salt)这个名词演变而来的。
用来降低冰雪冰点的盐就被称为化冰盐。
目前所用的融雪剂大致分为三类:一类是氯盐型,例如氯化钙、氯化镁、氯化钠等。
第二类是非氯盐型(有机或无机盐、胺、醇),例如钙镁乙酸盐(CMA)、乙酸钾等。
第三类是混合型:(1)氯盐+非氯盐。
(2)氯盐+非氯盐+阻锈剂。
目前为止,所使用的融雪剂主要以氯化钠为主要成分,在美国和俄罗斯,钙镁乙酸盐和乙酸钾有一定的应用。
氯化钠是一种降低冰点性能好、货源充足、价格低廉的材料,从技术资料查索,很难找到比氯化钠更适用的融雪剂。
尽管氯化钠有许多缺点,但一些交通兴旺国家至今仍在使用,而且多用干喷法。
但氯化钠型传统融雪剂对环境的危害至今仍是个让全世界头痛的问题。
喷洒工业盐水融化冰雪造成城市绿化植物枯死、路面及桥面破坏、金属受损坏、汽车轮胎的使用寿命缩短、地下水受污染等危害,这些都已经被人们所认识。
又黑又粘的残雪不仅污染环境,对行人、行车也构成威胁。
美国印第安纳州珀杜大学的科学家最新发现,城市喷洒工业盐水化雪会破坏臭氧层。
因为喷洒盐水使水滴中含有的溴和氯与雪混合,在气温升高积雪融化后,这两种物质以气体形式被释放出来,在大气中转变成自由基,它们的上升破坏了大气中较低的臭氧层。
正是由于以氯化钠为主的融雪剂的负面影响和所造成的巨大经济损失,促使人们开场努力寻找一种既能尽快地除雪,同时又不至于对环境及道路交通设施造成危害的环保型融雪剂作为食盐的替代品。
1.2 融雪剂的分类融雪剂的开展经历了单一的食盐型、氯化钙型到非氯化物型、复合防腐蚀型等。
目前使用的产品有:传统融雪材料如氯化钠、尿素;改进型融雪材料如氯化钙、氯化镁或它们与氯化钠的复合物:新开发的融雪材料如钙镁乙酸盐复合剂(CMA)、乙烯二醇、甲基葡萄糖甙与二乙二醇或三乙二醇的复合物、甲基葡萄糖甙、酒精糟或糟液、废纸浆等和天然矿粉混配物等。
在一些经济欠兴旺地区也有采用雪面黑化法,将土、灰、砂、烧稻壳的黑灰、煤烟灰、煤粉、液状色素、及炭黑等粉末均匀撒于农田或道路,利用黑色对太阳能的强吸收作用到达化雪目的。
融雪剂主要分为氯盐型、非氯盐型、混合型等种类。
如果按化学组成划分,还可以区分为无机、有机和混合型。
如图1所示。
图1 融雪剂的分类氯盐型融雪剂:这类融雪剂含有氯化钠、氯化钙、氯化镁等氯盐,在浓度较低时,氯化钠、氯化钙、氯化镁三者的冰点降低值差不多,但是当浓度高或气温低时,氯化镁和氯化钙均优于氯化钠,所以将三者混合在一起会使其冰点降低,现在由于它的价格相对来说比较低,而且用这样的融雪剂方法简单、快捷、高效,能满足雪后迅速缓解交通的要求,所以被国外广泛使用。
非含氯型融雪剂:这类融雪剂中包括有机或无机盐、胺、醇等,它们也可以使冰点降低,这也是人们在一直寻找的可以代替氯盐类的代替品,在美国或俄罗斯一些多雪且经济较兴旺的国家和地区曾使用过,但它的缺点是价格昂贵,因此并没有在世界围普遍使用。
混合型融雪剂:这类融雪剂是指氯盐型融雪剂与非氯盐型融雪剂相混合,或在此根底上参加缓蚀剂〔阻锈迹〕的融雪剂,由于氯盐型融雪剂价格廉价,但对环境危害较大,而非氯盐型融雪剂价格昂贵,所以将二者混合既可减轻盐害,又能使价格在可以承受的围。
亚硝酸钠降低冰点的能力仅次于氯盐,它又是很好的阻锈剂,所以将它与氯盐型或非氯盐型融雪剂混合既能到达降低冰点的目的,又可以防止钢筋生锈,这种类型正作为新型的融雪剂进展开发研制。
表1 各种融雪剂的性能比较【1】从表1可以看出,无论是哪种类型的融雪剂,就目前来看对环境都有一定的影响,并且由于价格方面的因素,在我国普遍使用的融雪剂仍然是氯盐型融雪剂,这也就自然地导致了因使用此类型融雪剂而给环境带来了诸多方面的问题。
1.3 融雪剂的危害只要是能除冰雪的化学物质,不管其化学组成如何,均会有一些不良影响,对道路、交通工具、建筑物、环境、植物会造成较大的危害。
尤其是氯盐类融雪剂,由于其具有冰点低、资源丰富、价格低廉的特点,所以被普遍采用;但它具有强烈的腐蚀性和促进冻融破坏性,对根底设施(道路、桥梁、建筑等)、金属(汽车、钢构造、地下管线等)均能造成严重腐蚀破坏, 并且带来巨大经济损失。
1.3.1融雪剂对建筑物的危害1.热冲击冰雪在撒盐后急剧融化,必然吸收大量的热,每千克冰雪融化为同温度的水需吸收335千焦耳的热。
由于空气是不良导体,在冰雪急剧融化时,从空气中只能吸收很少热量,大局部热量需要从接触冰雪的路面吸收。
例如,下雪时气温为零下5℃时,路面积雪仅相当于1mm 的降水量,那么撒盐数分钟后,可使路面温度降至-l4℃,这种突然降温的热冲击,使路面急剧收缩,从而在路外表产生很大的拉应力,对路面十分不利,严重时会导致路面开裂。
2.盐冻剥蚀破坏大多融雪剂和传统化冰盐一样,不管其化学组成如何,均会引起混凝土严重剥蚀破坏。
混凝土路面盐冻破坏的最主要特征是外表剥蚀,从而造成其外表凹凸不平,骨料暴露。
混凝土盐冻破坏严重程度与盐降低冰点和吸湿性有很大关系, 冰点降低愈多和吸湿性愈强,对混凝土破坏愈严重。
3.化学侵蚀。
融雪剂溶液从外表裂缝或气孔渗入混凝土中,就很难被排出,将不断富集, 因此即使在常温下也会产生盐结晶压破坏,即使停顿使用除冰盐,盐冻剥蚀破坏仍将产生,直至受盐污染的混凝土层破坏为止,这已由实践和室试验所证实。
4.加速钢材锈蚀。
融雪剂对路面和桥梁的腐蚀作用非常严重。
据统计,一条没做过防钠盐处理的公路,在经过钠盐融雪后,寿命可降低50 %以上;融雪剂形成的含盐水对钢筋混凝土路面、桥梁及下水管道会产生损害。
原因是当融雪剂中的氯离子到达钢筋外表并超过一定量(临界值)时,原处于钝化状态的钢筋,就会活化、腐蚀。
锈蚀产物的开展与体积膨胀(2~6倍) ,使混凝土保护层发生顺钢筋开裂、脱落,从而使大型工程处于危险状态。
据有关资料报道,XX市按50年使用年限标准建造的许多立交桥,建成仅10多年,由于冬季融雪盐水向下层渗入,导致一些梁头及帽梁混凝土构件出现裂缝、剥落、钢筋外露、锈蚀,同时还使局部桥梁线缆受到损坏。
盐水对路面损坏虽不像桥梁那样明显,但却加速了路面混凝土构件的老化,有一些建成缺乏5年的道路已出现大面积龟裂,严重影响了道路的使用寿命。
其根本破环原理是:融雪剂从路面裂缝渗入桥体钢筋混凝土构造中,氯离子在钢筋钝化膜薄弱处能促进阳极的半电池作用,使铁溶解在混凝土孔隙的溶液中,成为铁离子并释放出电子,而阴极半电池形成氯氧离子,导致生成氢氧化铁,即铁锈。
一般的钢筋锈蚀是一层一层由表及里向钢筋部锈蚀,但氯离子是在钝化膜薄弱处开场,逐步深入促进钢筋锈蚀的电化学作用,锈蚀在一点开展形成孔蚀,使钢筋局部断面减少,造成应力集中,对构造的危害是相当严重的。
实验证明,当NaC1含量在3%~5%(Cl-含量为1.8%~3%)的围时,钢筋腐蚀速率最高。
此外,融雪过程中路面盐水溅入汽车底部也能使车底部部件锈蚀。
1.3.2 融雪剂对环境的危害融雪剂对植物的影响也是严重的,它是名副其实的“绿色杀手〞。
据不完全统计,2003年春天,51处道路和绿地的37万株绿篱受害枯死,约占全市绿篱总数的5 %~10 %;草地受害超过3万平方米;还有几万颗灌木和乔木枯死。
究其原因,正是因为此前融雪剂使用到达创纪录的7000t。
有关部门对北四环路边的残雪及周边土壤进展的取样,发现含盐浓度比正常值高392倍。
专家认为,土壤有害指标的高数值是由于大量含有融雪剂的雪水集聚根部,以致盐遗留在土壤中造成的。
实际发现,含有氯化钠的融雪剂能够改变土壤的性质。
随着氯化钠的渗入,钠离子置换了土壤中的钙、钾、镁离子,使土壤的pM(金属离子浓度的负对数)值升高,造成土壤板结。
盐分过多的土壤环境中某些离子浓度过高因而毒害植物,高浓度盐分首先影响原生质膜,改变其通透性,形成生理干旱。
而植物对Cl-的吸收要快于Na+,因此Cl-积累就产生了毒害作用。
另外盐分过多对植物光合作用、呼吸作用和蛋白质代影响也很大,会使呼吸消耗增多,净光合速度降低,不利于植物的生长。
随着融雪剂处理浓度的增加, 融雪剂对农作物种子发芽的抑制效应呈显著上升趋势。
路面上撒布的融雪剂,与路面排水一起向河流或湖泊水域排放后,污染了水体,使鱼类和水生植物受到影响。
如果渗入地下也会对饮用水造成影响。
因为融雪剂中的盐类物质的大多是强电解质,当它们进入水体后必将破坏水中原有的电离平衡。
高盐度的饮水口感变差对人体安康有害,如诱发高血压等疾病。
融雪剂中的盐类物质附着在粉尘颗粒中,被人们吸入到呼吸道中,会对人体造成损伤。
美国交通研究协会的研究说明,在过去的30年中,美国东北部大量使用氯化钠融雪剂的地区都发生过有关饮用水中盐分增加的事例。