Противогололедные реагенты - механизм плавления льда
Современные растворимые противогололедные реагенты содержат в своем составе соли, которые выступают в качестве плавящих компонентов. Мы расскажем о том, как плавят лед хлорид натрия и хлорид кальция. Хлорид магния затрагивать не будем, поскольку данное вещество не рекомендуют применять из-за 2 класса опасности для человека (опасный реагент), и его использование, к примеру, в Москве запрещено.
Итак, начнем с хлорида натрия (другие названия - техническая соль, галит). В чистом виде он отрицательно влияет на экологию, агрессивен к металлам, обуви и одежде. Да и в деле борьбы с гололедом показатели вещества не особенно выдающиеся - оно работает лишь до -10-12°C. При попадании на лед хлорид натрия очень медленно вступает с ним в реакцию, плавя лишь поверхностный слой и образуя водяную пленку, из-за которой увеличивается тормозной путь автомобилей, а значит растет риск возникновения аварий. Кроме того, при растворении хлорид натрия поглощает тепло, то есть происходит эндотермическая реакция, вследствие чего соляной раствор может сам себя «заморозить». Результат - повторное обледенение поверхности.
Что касается хлорида кальция, то, на первый взгляд, у него есть преимущество - температура работы до -35°C. Процесс растворения хлорида кальция в воде проходит с бурным выделением тепла - возникает экзотермическая реакция. Благодаря этому хлорид кальция справляется с наледью быстрее, чем хлорид натрия. Он, как пуля, точечно прожигает лед до основания, образуя множественные каверны (углубления). Лед становится «ноздреватым», немного повышается коэффициент сцепления. Но для того, чтобы легко убрать наледь, нужна повышенная норма расхода - 100-150 гр/м2. К тому же хлористый кальций быстро теряет концентрацию, а когда рассол остывает, кальциевая соль соляной кислоты замерзает. Вот и «вторичный» гололед.
Также хлорид кальция обладает одним из самых высоких уровней коррозионной активности и повышенной вязкостью: при -15°C и -20°C, когда данный противогололедный материал в принципе есть смысл использовать из-за его низкой температуры кристаллизации, вязкость превышает разрешенные показатели в 2-4 раза. Соответственно, может возникнуть липкая скользкая пленка на дорогах, как это было в Петербурге в январе 2016.
Ученые установили, что повышенной эффективностью обладают многокомпонентные реагенты, представляющие собой смеси нескольких солей. Пример - «Бионорд - единая гранула». Сочетание хлористого натрия и хлористого кальция в оптимальной дозировке позволяет плавить лед быстрее, чем это делают отдельно взятые вещества. Гранула обладает двойным эффектом: она, как хлористый кальций, проникает вглубь наледи, а достигая дорожного покрытия, начинает плавить лед вширь, как хлористый натрий. Между асфальтом и наледью образуется водяная пленка, что позволяет убрать лед быстро и без усилий (он просто отслаивается).
В состав «Бионорда» входят еще биофильная добавка (она минимизирует влияние на экологию) и ингибитор коррозии (он защищает от воздействия смеси CaCl2+NaCl металлические и бетонные конструкции, одежду и обувь). Благодаря тому, что все действующие вещества включены в выверенных пропорциях в состав каждой из гранул, материал распределяется равномерно, плавит лед быстро и не исчезает с дороги под порывами ветра.
То есть можно сделать вывод, что с точки зрения эффективности и экологичности оптимальны противогололедные реагенты, состоящие из нескольких компонентов - солей, которые нейтрализуют негативные свойства и оптимизируют работу друг друга.