融雪剂及其对钢筋混凝土的腐蚀危害

目录

1.融雪剂概述------------------------------------------------------ 3 1.1 融雪剂的使用现状-------------------------------------------- 3 1.2 融雪剂的分类------------------------------------------------ 4 1.3 融雪剂的危害------------------------------------------------ 6

1.3.1融雪剂对建筑物的危害----------------------------------- 7

1.3.2 融雪剂对环境的危害------------------------------------- 8 1.4 融雪剂的融雪原理-------------------------------------------- 9

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，及时有效地清除道路上的积雪对于保证交通的畅通和车辆的安全是十分重要的。一些发达国家，比我国更早地遇到了清除道路冰雪的难题，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，对基础设施如道路、桥梁建筑以及钢结构、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发展的必然产物。上世纪四五十年代，以美国为代表的发达国家的经济与交通取得长足发展，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发展的主体命脉，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”,长期以来世界各国清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成本低,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,我国南方大部分地区和西北地区东部出现了罕见的持续大范围低温、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。在抗击灾害中大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，但一些交通发达国家至今仍在使用，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，促使人们开始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

融雪剂的发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。在一些经济欠发达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达到化雪目的。

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，所以被国内外广泛使用。

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发达的国家和地区曾使用过，但它的缺点是价格昂贵，因此并没有在世界范围内普遍使用。

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，或在此基础上加入缓蚀剂（阻锈迹）的融雪剂，由于氯盐型融雪剂价格便宜，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，又能使价格在可以接受的范围内。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达到降低冰点的目的，又可以防止钢筋生锈，这种类型正作为新型的融雪剂进行开发研制。