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  • 抗凝冰劑
    • 所屬分類:抗凝冰劑阻燃劑相變材料去味劑再生劑
    • 關(guān)鍵詞:抗凝冰劑 瀝青料抗凝冰改性劑
    • 價(jià)格:1.00
    • 發(fā)布日期:2020-04-27
    • 信息介紹

    抗凝冰劑/低冰點(diǎn)材料(摻瀝青混合料的4-7%)

    一、技術(shù)背景

    近年來,受全球氣候變化的影響,國(guó)內(nèi)冬季低溫冰雪凍害對(duì)交通運(yùn)輸?shù)挠绊懭找鎳?yán)重。如20081月的凍雨及雪災(zāi),五縱七橫干線9條近2萬公里封閉、7千公里中斷;68條國(guó)道21條共4萬公里遭到嚴(yán)重影響;22萬公里普通公路交通受阻。公路基礎(chǔ)設(shè)施大面積**,給人民群眾的生產(chǎn)生活造成了極大的影響,直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)100億以上。在除冰過程中需要通過大量的人力物力進(jìn)行作業(yè),而大量采用融雪鹽會(huì)對(duì)路面結(jié)構(gòu)物、自然環(huán)境和人類健康產(chǎn)生持續(xù)性損害;機(jī)械作業(yè)又存在難以**除冰、對(duì)路面損害較大等影響。因此采用主動(dòng)長(zhǎng)效、安全環(huán)保的除冰雪技術(shù)將成為重要的解決方案。

    二、抗凝冰材料簡(jiǎn)介

    抗凝冰材料是在國(guó)外相關(guān)技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)研發(fā)生產(chǎn)的新型主動(dòng)型融雪化冰瀝青混凝土添加材料,該材料具有與礦粉相似的粒級(jí)組成,可以置換瀝青混合料中部分或全部礦粉。摻入抗凝冰材料的瀝青混凝土能主動(dòng)融冰除雪,在積雪路段、低溫暗冰路段、長(zhǎng)大縱坡等特殊路段上發(fā)揮長(zhǎng)效作用。

    抗凝冰材料微觀結(jié)構(gòu)為多孔火成巖包裹鹽分結(jié)構(gòu),單粒徑約為0.075mm,與礦粉類似。該材料置換礦粉作為填料均勻分散在瀝青混合料中。降雪時(shí)抗凝冰材料的鹽分通過滲透壓作用和毛細(xì)管現(xiàn)象以及車輛的輕微摩擦效果,在拉烏爾定律蒸汽壓平衡的作用下冰雪開始融化,從而起到防止和延緩路面結(jié)冰的效果。

    三、抗凝冰材料的性質(zhì)與特征

    抗凝冰材料主要以代替礦粉的形式摻入瀝青混合料中,故其主要特征宜與礦粉相似。抗凝冰材料密度與礦粉相近,采用與礦粉粒度相似的級(jí)配組成。其特征指標(biāo)如表1所示。

    1 抗凝冰材料的性質(zhì)與特征

    性質(zhì)

    真密度

    2.25~2.35

    堆積密度

    0.93~0.99

    粒度級(jí)配

    篩孔

    通過質(zhì)量百分比(%

    150μm以下

    90以上

    75μm以下

    75~90

    pH

    8.0~8.5

    水分含量

    0.5%以下

    外觀

    粉末狀

    主要成分

    氯化鈉、碳酸鈣、三氧化二鐵等

    四、抗凝冰材料的緩釋作用機(jī)理及主要特點(diǎn)

    作用機(jī)理

    抗凝冰材料主要采用多孔結(jié)構(gòu)的火山巖包裹氯化物等具有使凝固點(diǎn)下降作用成分的粉末狀物質(zhì)??鼓牧涎心コ煞勰╊w粒和瀝青混合物中的礦粉置換,使鹽分充分分散在混合料中。通過滲透壓和毛細(xì)管現(xiàn)象,使抗凝冰材料中的鹽分從瀝青混合料內(nèi)部濃度較高的狹小空間,逐漸向鹽分濃度較低的路面表面析出,并迅速溶于水中,使水的液相蒸汽壓下降,但冰的固態(tài)蒸汽壓不變。為達(dá)到冰水混合物的固液蒸汽壓的平衡,冰雪開始融化,從而防止和延緩冬季路面的冰凍。作用原理圖如圖1所示。

    1 作用原理圖

    4主要特點(diǎn)

    1、替代礦粉摻入瀝青混凝土中,對(duì)瀝青混凝土性能影響小,不影響瀝青混凝土路面的路用性能;

    2、將路面凍結(jié)溫度降至-5℃~-20℃,提高路面露出率,降低交通事故發(fā)生率;

    3、提高路面和冰的剝離性,提高除雪效率,有效保護(hù)路面;

    4、雪后路面抗滑性能好,行車安全系數(shù)高;

    5、環(huán)保產(chǎn)品,鋼腐蝕率低,有效減少鹽害發(fā)生;

    6、長(zhǎng)效主動(dòng)除冰融雪,經(jīng)濟(jì)效益明顯。持續(xù)有效時(shí)間達(dá)到6~10年;

    7、可適用于瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面。

    五、抗凝冰材料的使用方法及用量

    使用方法

    抗凝冰材料是氯化物系的路面凍結(jié)抑制劑鋪裝用材料,當(dāng)在路面表層用瀝青混合物鋪設(shè)時(shí),可使用內(nèi)摻的方式部分或全部替換瀝青混合料中的礦粉成分。

    將抗凝冰材料向混合物中以4%~7%的質(zhì)量比添加、混合并鋪設(shè)后,可實(shí)現(xiàn)路面溫度降至-5℃~-20℃時(shí)不易結(jié)冰,并可長(zhǎng)效發(fā)揮較好的除冰雪效果。

    用量

    以瀝青混合物密度為2.44t/m3、路面表層厚度為0.04m、抗凝冰材料添加質(zhì)量比為5%為例,鋪裝面積為1㎡的路面表層,需要抗凝冰材料的質(zhì)量計(jì)算公式為:

    1㎡(面積)× 0.04m(厚度) × 2440kg/m3(瀝青混合物密度) × 0.05(抗凝冰材料添加質(zhì)量比) = 4.88kg

    添加1t的抗凝冰材料,按路面表層厚度為0.04m 、抗凝冰材料添加質(zhì)量比為5%為例,能進(jìn)行面積為205㎡的路面表層鋪裝。

    六、抗凝冰材料的使用性能

    抗凝冰材料瀝青混凝土性能

    *抗凝冰瀝青路面凍結(jié)抑制劑的碳鋼腐蝕率符合《融雪劑》(DB11/T 161-2012)的相關(guān)要求。

    *抗凝冰瀝青混合料的穩(wěn)定性、流值、車轍動(dòng)穩(wěn)定度、凍融劈裂殘留強(qiáng)度比、殘留穩(wěn)定度、低溫彎曲試驗(yàn)**應(yīng)變、滲水系數(shù)等指標(biāo),均符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)的相關(guān)要求。

    *抗凝冰瀝青混合料在﹣5℃時(shí)相對(duì)于普通瀝青混合料容易鏟除結(jié)冰。(在﹣10℃抗凝冰瀝青混合料仍然具有防冰效果,但比較﹣5℃時(shí)防冰效果稍差)

    *經(jīng)實(shí)際觀測(cè),抗凝冰瀝青混合料的抗凝冰有效時(shí)間可達(dá)510年。

    七、抗凝冰材料的工程案例

    自抗凝冰材料在國(guó)內(nèi)使用以來,已在北京、浙江、江蘇、黑龍江、山東、河北、湖南、山西、新疆、甘肅等全國(guó)十余個(gè)省市得以驗(yàn)證并使用。各地道路科研機(jī)構(gòu)和施工數(shù)據(jù)均反映良好,眾多的案例也表明了抗凝冰材料在國(guó)內(nèi)復(fù)雜環(huán)境中的良好適應(yīng)性。

    1、大廣高速項(xiàng)目

    該項(xiàng)目位于大廣高速黑龍江大慶至肇源段,工程項(xiàng)目地處嚴(yán)寒地區(qū),年高氣溫39.8℃,極端**氣溫-39.2℃,路面溫差大,路面的冰雪和極端溫度條件引起的損壞問題突出。該高速公路是國(guó)家高速公路“7918工程”規(guī)劃網(wǎng)中縱向的第五條線,其中大慶至肇源段為連接黑吉兩省的重要通道,交通量大。

    2 大廣高速項(xiàng)目

    項(xiàng)目試驗(yàn)路段為大廣高速的單幅路面中60米長(zhǎng)的一段,在右幅 K108+810K108+875(施工樁號(hào))。路面結(jié)構(gòu)為:上面層AC-16,5cm;中面層 AC-206cm;下面層AC-257cm。該段試驗(yàn)路于2010年鋪筑完成。 該路段為《極端氣候?qū)仿坊访娴挠绊懞蛯?duì)策研究 》的依托工程,交通部公路科學(xué)研究院在該項(xiàng)目完成后對(duì)該項(xiàng)目的融釋技術(shù)、**摻入比例都進(jìn)行了一系列研究,結(jié)果表明,抗凝冰材料能很好的代替礦粉,并持續(xù)發(fā)揮抗凝冰作用。

    2、青銀高速項(xiàng)目

    該項(xiàng)目位于青銀高速山東濟(jì)南至聊城段,工程項(xiàng)目位于團(tuán)結(jié)河大橋,是高速中修工程橋面銑铇重鋪上面層工程??鼓牧铣煞种泻刑厥獾匿摻罘冷P蝕劑,在鋼蝕試驗(yàn)中低于自來水腐蝕,能有效減少對(duì)橋梁的危害。該工程采用SMA-13改性混合料面層,將抗凝冰材料以瀝青混合料質(zhì)量的7.1%摻入生產(chǎn)。施工地點(diǎn)位于中心樁號(hào)為 K398+205 的團(tuán)結(jié)河大橋,試驗(yàn)段選在下行道(南幅)的超車道及行車道,寬度共8.5米,長(zhǎng)度180米,厚度0.04米。由山東高速路橋養(yǎng)護(hù)有限公司施工。

     3青銀高速項(xiàng)目

    工程完成后經(jīng)室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),熱拌瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)指標(biāo)、水穩(wěn)定性、車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度和滲水系數(shù)滿足相關(guān)規(guī)范中關(guān)于工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的要求。施工完成后對(duì)路面進(jìn)行硝酸銀滴定試驗(yàn),如圖7所示,路面滲出大量氯化鹽,表明該路面能有效抵抗冬季路面凍結(jié),提高道路行駛的安全性。

    3、浙江湖州項(xiàng)目

    該項(xiàng)目為同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院與當(dāng)?shù)毓房蒲袡C(jī)構(gòu)合作的橋面鋪裝項(xiàng)目,項(xiàng)目后續(xù)試驗(yàn)檢測(cè)均由同濟(jì)大學(xué)完成。

    浙江湖州的東泊橋(又名王家斗橋)項(xiàng)目位于湖鹽線和孚鎮(zhèn)路段上,平面位于圓曲線上,右偏角90度。左幅中心樁號(hào)K11+483,配跨13+3×10+13m,全長(zhǎng)56m,寬9.5m。根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)方案,東泊橋橋面鋪裝方案為: 4cm AC-13C瀝青砼+粘層+6cm AC-20C瀝青砼+下封層,橋面鋪裝總厚度10cm。

    4 浙江湖州項(xiàng)目

    該項(xiàng)目完成后,同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院的試驗(yàn)檢測(cè)表明:混合料中鹽化物的滴定試驗(yàn)表明摻抗凝冰材料后瀝青混合料后氯化鹽含量明顯提高;現(xiàn)場(chǎng)取樣的室內(nèi)路用性能試驗(yàn)表明此次東泊橋上面層鋪裝所用混合料高溫穩(wěn)定性與低溫抗裂性均能夠滿足技術(shù)要求,水穩(wěn)定性方面,凍融劈裂強(qiáng)度比指標(biāo)能夠滿足技術(shù)要求。室內(nèi)抑制凍結(jié)性能分析表明,抗凝冰材料能夠降低冰點(diǎn),起到抑制凍結(jié)的作用。

    2015年冬,湖州迎來**場(chǎng)雪,該橋面表面完全無積雪,與普通路段對(duì)比鮮明。抗凝冰材料在湖州的使用受到了當(dāng)?shù)孛癖姷囊恢路Q贊,并在湖州日?qǐng)?bào)和湖州晚報(bào)中得以報(bào)導(dǎo)。

    4、新疆市政項(xiàng)目

    該項(xiàng)目位于新疆烏魯木齊三屯碑,是市政道路二標(biāo)高架橋匝道工程。新疆烏魯木齊當(dāng)?shù)囟練夂驀?yán)寒,雪質(zhì)蓬松干燥;且大雪氣候比較常見,經(jīng)常發(fā)生風(fēng)吹雪等極端氣候現(xiàn)象。

    抗凝冰材料鋪裝段位于三屯碑二標(biāo)高架橋K1+190psw004~007,寬6m,長(zhǎng)56m。匝道鋪裝方案采用4cm SMA-13瀝青砼+6cm AC-20C瀝青砼+下封層,橋面鋪裝總厚度10cm。由于當(dāng)?shù)貫r青品種不同,加之抗凝冰材料須略微提高拌合溫度,瀝青拌合溫度調(diào)整至175℃180℃。

    5 新疆市政項(xiàng)目

    該項(xiàng)目完成后,經(jīng)新疆交建集團(tuán)進(jìn)行的檢測(cè)表明,該路段瀝青混合料完全滿足相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。201611月新疆迎來優(yōu)場(chǎng)大雪,抗凝冰材料試鋪路段表現(xiàn)亮眼,得到新疆當(dāng)?shù)囟嗉颐襟w的爭(zhēng)相報(bào)導(dǎo),抗凝冰材料的使用將使烏魯木齊市區(qū)繁重的冬季除雪任務(wù)得到很大的緩解。

    除此之外,我們的工程案例已遍布全國(guó)。

    抗凝冰材料產(chǎn)品應(yīng)用路段匯總(國(guó)內(nèi))

    序號(hào)

    鋪設(shè)地點(diǎn)

    位置

    類型

    1

    黑龍江—大慶

    大廣高速(大慶往肇源方向)K108起

    新建

    2

    北京—昌平區(qū)

    京藏高速山羊洼橋

    養(yǎng)護(hù)

    3

    河北—張家口

    張承高速(單幅,張家口往承德方向)K90起

    新建

    4

    江蘇—淮安

    寧宿徐高速

    養(yǎng)護(hù)

    5

    浙江—湖州

    和孚王家斗橋

    養(yǎng)護(hù)

    6

    山東—泰安

    泰山索道路段

    養(yǎng)護(hù)

    7

    山東—德州

    山東省高速(團(tuán)結(jié)河大橋路段)

    養(yǎng)護(hù)

    8

    山東—威海

    鴻遠(yuǎn)公路王家河立交橋

    新建

    9

    山東—萊蕪

    濱萊高速萊蕪段

    養(yǎng)護(hù)

    10

    新疆—烏魯木齊

    三屯碑2標(biāo)

    新建

    11

    北京—昌平區(qū)

    南雁路S219,21公里處,菩薩鹿村村口向北

    養(yǎng)護(hù)

    12

    山西—忻州

    五寨

    新建

    13

    湖南—吉優(yōu)

    茶吉高速

    養(yǎng)護(hù)

    14

    河北—保定

    保津高速

    養(yǎng)護(hù)


     


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