Zimowe utrzymanie dróg – sól drogowa, chlorek magnezu
„Sól drogowa” jest powszechnie stosowana na półkuli północnej do utrzymania czystych
dróg w miesiącach zimowych. Najpowszechniej stosuje się chlorek sodu (NaCl), chlorek
wapnia (CaCl 2 ) i chlorek magnezu (MgCl 2 ), przy czym NaCl stanowi 98% całkowitego zużycia.
Charakterystyka środków chemicznych stosowanych
do odladzania jezdni
Sól drogowa, głównie chlorek sodu (NaCl), jest środkiem powszechnie wykorzystywanym do usuwania śniegu i lodu na drogach [1, 2]. Zastosowanie soli do odladzania jezdni rozpoczęło się już w 1940 r. Od tego czasu chlorek sodu jest szeroko stosowany w północno-wschodniej Europie oraz Ameryce Północnej
Zimowe utrzymanie dróg obejmuje wiele działań mających na celu zmniejszenie zakłóceń ruchu drogowego wywołanych czynnikami atmosferycznymi. Do działań tych zalicza się usuwanie śliskości zimowej, która przyjmuje różne formy, np. gołoledzi, lodowicy, szronu, śliskości pośniegowej lub szadzi, przez zastosowanie odpowiednich środków chemicznych i niechemicznych. Środki takie
powinny:
− szybko, skutecznie oraz trwale likwidować śliskość zimową,
− być nieszkodliwe dla środowiska przyrodniczego,
− nie powodować korozji i uszkodzeń materiałów tworzących nawierzchnię.
Powszechnie stosuje się następujące środki przeciwoblodzeniowe:
1) niechemiczne:
− piasek – zwykle o średnicy cząstek od 0,1 do 1 mm,
− kruszywo naturalne lub sztuczne o wielkości ziaren do 4 mm.
2) chemiczne:
- a) w postaci stałej:
- chlorek sodu (NaCl) – istnieją szerokie możliwości pozyskania chlorku sodu
o różnej wielkości ziaren (sól kamienna, warzona i morska). Może być stosowany w postaci sypkiej, solanki (20÷25% roztwór NaCl) oraz soli zwilżonej. Charakteryzuje się szybkim oraz skutecznym topnieniem lodu i śniegu, obniżając przy tym temperaturę zamarzania roztworu wodnego, co
zapobiega powstawaniu gołoledzi. Wykazuje skuteczne działanie do temperatury ‒9°C sugerują, iż niewielki dodatek fosforanów do NaCl może zmniejszyć jego negatywne działanie;
- chlorek magnezu (MgCl 2 ) – wykazuje działanie przeciwoblodzeniowe. Pozyskuje się go w wyniku reakcji chemicznych lub bezpośrednio ze zbiorników
słonych. Nazywany jest „strażnikiem zamarzania”, ponieważ działa skutecznie do temperatury ‒15°C. Charakteryzuje się silną higroskopijnością.
W związku z tym należy przechowywać go w odpowiednich opakowaniach.
Działa skuteczniej niż chlorek sodu, ponieważ 1 kg chlorku magnezu zastępuje około 10 kg NaCl
- chlorek wapnia (CaCl 2 ) – jest najczęściej otrzymywany metodą Solvaya.
Chlorek wapnia jest wykorzystywany jako topnik, ponieważ ulega procesowi hydratacji (pochłanianie pary wodnej), w wyniku którego wydziela się ciepło (proces egzotermiczny) [6]. Jest związkiem higroskopijnym, działającym skutecznie w niskich temperaturach do ‒32°C [8]. Wadą stosowania tego środka jest utrudnione przechowywanie oraz transport (z uwagi na higroskopijność) oraz wysokie koszty zakupu, kilkakrotnie wyższe niż w przypadku chlorku sodu. Z tego też powodu jest niechętnie wykorzystywany przez służby odpowiedzialne za zimowe utrzymanie dróg. Natomiast jest stosowany jako dodatek do soli drogowej lub w postaci mieszaniny chlorku wapnia z chlorkiem sodu
- b) w postaci zwilżonej:
- chlorek sodu (NaCl) –30% solanki i 70% NaCl. Sól zwilżona powoduje
szybsze topnienie lodu i śniegu oraz nie jest znoszona przez wiatr,
- chlorek magnezu (MgCl 2 ),
- chlorek wapnia (CaCl 2 ).
3) mieszanki środków niechemicznych i chemicznych.
Badania przeprowadzone w Stanach Zjednoczonych, dowiodły, że stosowanie chlorku sodu jako środka przeciwoblodzeniowego
zmniejszyło ilość wypadków samochodowych o 88%
W 1975 r. na Międzynarodowym Kongresie Utrzymania Dróg w Salzburgu potwierdzono skuteczne działanie mieszanin chlorku sodu i chlorku wapnia oraz chlorku sodu i chlorku magnezu. Stwierdzono, że mieszaniny szybko i skutecznie likwidują śliskość zimową w niskich temperaturach. Powszechnie stosowane są mieszanki o następującym składzie:
− 4:1 – 80% NaCl i 20% CaCl 2 (MgCl 2 ),
− 3:1 – 75% NaCl i 25% CaCl 2 (MgCl 2 ),
− 3:1 – 67% NaCl i 33% CaCl 2 (MgCl 2 ).
Chlorek wapnia lub chlorek magnezu w wyniku reakcji hydratacji dostarcza ciepło, które jest konieczne do rozpoczęcia procesu topnienia śniegu. Zaletą stosowania mieszanin jest niski koszt, ponadto mieszanina w proporcji 19:1 chroni przed zbrylaniem soli.
W Polsce powszechnie stosowana jest sól drogowa, która jest mieszaniną chlorku sodu (97% NaCl), chlorku wapnia (2,5% CaCl 2 ) oraz heksacyjanożelazianu potasu (0,5% K 4 [Fe(CN) 6 ]). Dodatek heksacyjanożelazianu potasu jest stosowany w celu uniknięcia zbrylania się soli, które jest naturalnym zjawiskiem związanym z małą higroskopijnością NaCl. Sól drogowa charakteryzuje się różnym uziarnieniem i można wyróżnić:
− sól drobnoziarnistą – przeważają ziarna o średnicy mniejszej niż 1 mm,
− sól gruboziarnistą – przeważają ziarna o średnicy około 3 mm
Badania wskazują, że najbardziej skuteczny skład soli drogowej wynosi:
60÷80% ziaren o średnicy 3÷6 mm, maksymalnie 5% ziaren o średnicy 6 mm oraz 5% ziaren o średnicy mniejszej niż 0,18 mm
.