DE4129073C2

DE4129073C2 -

Info

Publication number: DE4129073C2
Application number: DE19914129073
Authority: DE
Inventors: Christian Kilchberg Ch Muggli
Original assignee: OSTERWALDER ZUERICH AG ZUERICH CH
Current assignee: OSTERWALDER ZUERICH AG ZUERICH CH
Priority date: 1991-09-02
Filing date: 1991-09-02
Publication date: 1993-09-16
Also published as: DE4129073A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftauen von Schnee oder/und Eis auf begehbaren oder befahrbaren Flächen durch Verteilen eines mindestens überwiegend aus wasserlöslichem anorganischem Salz bestehenden teilchenförmigen Feststoffes, d. h. einem Streugut bestehend aus Tausalz (z. B. Natrium- und/oder Calciumchlorid) mit oder ohne Sand oder anderen Feststoffen, zusammen mit einem wäßrigen Anfeuchtungsmedium auf den begehbaren oder befahrbaren Flächen.

Ein solches Verfahren ist aus der deutschen Auslegeschrift 12 99 013 bzw. den darin erwähnten Schriften (deutsche Aus legeschrift 11 88 639 und deutsches Gebrauchsmuster 19 69 632) bekannt und wird auch als Feuchtsalzverfahren bezeich net. Es beruht allgemein darauf, daß man anstelle von praktisch trockenem Streugut bzw. Salz ein mit Wasser oder Salzlösung angefeuchtetes Streugut auftragt. Das Feuchtsalz verfahren kann sowohl vorbeugend, d. h. vor einem Schneefall oder einer erwarteten Eisbildung auf Geh- oder Fahrbahnen, oder nachträglich zur Beseitigung oder Verminderung von Eis- und/oder Schneeschichten angewendet werden.

Allgemein kann die Wirkung bzw. der Wirkungsgrad der vor beugenden oder behandelnden Enteisung oder Vermeidung bzw. Verminderung oder Beseitigung von Schneebelag auf Geh- oder Fahrbahnen nach dem Feuchtsalzverfahren verbessert werden, d. h. ein gegebener Enteisungs- oder Schneeauftaueffekt läßt sich mit einer geringeren Menge an Streugut bzw. Tausalz erzielen. Wenn, wie häufig, das zum Verteilen des Feuchtsalzes verwendete Fahrzeug in relativ dichtem Verkehr eingesetzt wird, besteht aber die Gefahr, daß der nachfol gende Verkehr die gewünschte gleichmäßige Verteilung des frisch verteilten Streuguts nachteilig beeinflußt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Wirkung bzw. den Wirkungs grad der bekannten Feuchtsalzmethode und insbesondere die Haftung des frisch verteilten Streuguts zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das eingangs umschriebene Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der teilchenförmige Feststoff unmittelbar vor oder während des Verteilens oder das wäßrige Anfeuchtungsmedium mit einem flüssigen Zusatzmittel vermischt wird, das mindestens eine wasserlösliche Silikatverbindung und mindestens eine mit Wasser mischbare organische Verbindung enthält, wobei das Zusatzmittel in einem Anteil von unter 5 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der wasserfreien Anteile des Zusatzmittels und auf das Gewicht des anorganischen Salzes, verwendet wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird als wasser lösliche Silikatverbindung ein Natrium- und/oder Kaliumsili kat und als wasserlösliche organische Flüssigkeit mindestens eine Hydroxylverbindung, vorzugsweise ein Alkohol mit ein bis drei Hydroxylgruppen pro Molekül, verwendet.

Vorzugsweise enthält das verwendete Zusatzmittel eine wäßrige Lösung mindestens einer Base und gegebenenfalls mindestens eine weitere Komponente, zum Beispiel einen Korro sionsinhibitor.

Befriedigende Ergebnisse lassen sich mit dem erfindungs gemäßen Verfahren erzielen, wenn man das flüssige Zusatz mittel in einem Anteil von weniger als 3 Gew.%, vorzugsweise höchstens 1 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der wasserfreien Anteile des Zusatzmittels und auf das Gewicht des anorgani schen Salzes, verwendet.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zum Auftauen von Schnee und Eis auf befahrbaren oder begehbaren Flächen, wie Straßen, Auto- oder Rollbahnen, Parkplatzen, Gehwegen, Treppen, Rampen und dergleichen angewendet werden und es können die üblichen Tausalze verwendet und z. B. mit Hilfe von mechanischen Verteilungsvorrichtungen, die auf Fahrzeugen oder Anhängern angeordnet sind, auf der zu behandelnden Geh- oder Fahrbahn verteilt werden. Das verwendete Streugut kann außer dem Tausalz weitere feinteilige Feststoffe enthalten, wie Sand, Split oder Kieselgur und/oder Antikorrosionsmittel.

Die Verwendung von wasserlöslichen Silikaten in Gefrierschutz oder Eislösern ist an sich bekannt, z. B. aus der deutschen Offenlegungsschrift 40 34 217, ebenso diejenige von Korrosionsinhibitoren, z. B. aus der schweizerischen Patentschrift 5 13 294 bzw. der deutschen Auslegeschrift 21 61 522. Geeignete Vorrichtungen für das Feuchtsalzver fahren sind aus der oben genannten deutschen Auslegeschrift 12 99 013 und der österreichischen Patentschrift 3 60 070 bekannt.

Allgemein ist man aus ökologischen und wirtschaftlichen Gründen bemüht, möglichst wenig oder keine Zusatzstoffe zu verwenden, welche die Umweltverträglichkeit des entstehenden Tauwassers gefährden, und gleichzeitig sollen natürlich auch die Mengen an Tausalz pro Einheit der zu behandelnden Fläche möglichst gering gehalten, also dessen Tau-Effekt möglichst optimiert werden. Ob und wie weit eine sogenannte "Schwarz räumung" erwünscht bzw. möglich ist, hängt meist hauptsäch lich von der Außentemperatur und der pro Flächeneinheit aufgetragenen Menge an Tausalz ab, und obwohl eine generelle Schwarzräumung von Straßen in Siedlungsgebieten nicht mehr allgemein verlangt wird, kann Schwarzräumung - wie sie meist nur mit Hilfe von Tausalz erzielt werden kann - unumgänglich sein, z. B. aus Gründen der Haftung von privaten Eigentümern von öffentlich zugänglichen oder gegen Gebühren benutzbaren Flächen, Wegen, Treppen und dergleichen. Eine unter gegebenen Umstanden optimale, d. h. insbesondere rasche, sichere und nachhaltige Entfernung bzw. Vermeidung von Belägen aus Eis oder Schnee mit möglichst geringer Umweltbelastung sowohl bei der Herstellung als auch der Verwendung der Mittel ist ein nach wie vor wünschbares Ziel, das durch das erfindungsgemäße Verfahren in verbessertem Maße erreicht werden kann.

Allgemein kann man zur Durchführung des Verfahrens den als Streugut zu verwendenden teilchenförmige Feststoff (Tausalz oder Mischung aus Tausalz mit anderen Feststoffen) in an sich bekannter Weise vor dem Verstreuen mit z. B. etwa 10 bis 30 Gew.% der hier als Anfeuchtungsmedium bezeichneten wäßrigen Flüssigkeit anfeuchten, die gemäß Stand der Technik meist eine wäßrige Lösung des Tausalzes ist.

Das flüssige Zusatzmittel kann entweder dem teilchenförmigen Feststoff unmittelbar vor oder während dessen Vermischung mit dem Anfeuchtungsmedium oder aber dem Anfeuchtungsmedium selbst zugegeben werden.

Als Anfeuchtungsmedium wird vorzugsweise Wasser oder wäßrige Tausalzlösung verwendet werden, das bzw. die mit dem flüs sigen Zusatzmittel versetzt worden ist. Das resultierende Anfeuchtungsmedium sollte bei der Anwendungstemperatur flüssig, d. h. nicht gefroren sein, was entweder durch die Gefriertemperatur des verwendeten wäßrigen Mediums oder/und durch entsprechende Abfülltemperaturen, durch Isolation der entsprechenden Vorratsbehälter und/oder durch Beheizung der Behälter erzielt werden kann.

In jedem Fall wird eine nur geringe Menge des flüssigen Zusatzmittels, von jedenfalls unter 5 Gew.%, typisch unter 3 Gew.% oder sogar unter 1 Gew.% verwendet, stets bezogen auf den nicht-wäßrigen Anteil des Zusatzmittels (da dieses für die Feuchtsalztechnik nach Bedarf mit Wasser oder wäßriger Tausalzlösung verdünnt und in derart verdünnter Form angewendet werden kann) und auf das Gewicht des jeweils als Tausalz verwendeten anorganischen Salzes.

Vorzugsweise enthält das flüssige Zusatzmittel die wasser lösliche anorganische Silicatverbindung in gelöstem Zustand und mindestens eine mit Wasser mischbare organische Ver bindung, wie z. B. Ethylenglycol oder eine andere organische Hydroxylverbindung, die mit Wasser vorzugsweise beliebig, d. h. in jedem Anteilsverhältnis mischbar ist.

Natriumchlorid ist ein besonders bevorzugtes Tausalz; Calciumchlorid ist ebenfalls als Tausalz geeignet, wenn das Zusatzmittel dadurch nicht nachteilig verändert wird oder eine Komponente enthält, die solche nachteiligen Wirkungen, wie insbesondere Fällungserscheinungen bzw. Trübungen, aus schaltet oder minimalisiert.

Als wasserlösliches Silicat kann praktisch jedes technisch erhältliche Natrium- oder/und Kaliumsilicat verwendet werden, wie es z. B. durch gemeinsames Erhitzen von Natrium- oder/und Kaliumhydroxid mit Siliciumdioxid erhältlich ist, z. B. die auch als Natron-, Kali- oder Natron/Kaliwasserglas bezeichneten Produkte.

Als flüssige wasserlösliche organische Verbindung wird vorzugsweise mindestens ein- bis dreiwertiger Alkohol verwendet, z. B. Propanol, ein Glycol, wie Ethylenglycol oder 1,2-Propylenglycol, Glycerin, usw. Die Verwendung von höherwertigen Alkoholen, z. B. technischen Hydrolysaten von Stärke, allein oder in Mischung mit niederen Alkoholen ist technisch immer, wirtschaftlich aber meist nur ausnahmsweise zweckmäßig.

Ferner kann es aus Gründen der Stabilität zweckmäßig sein, dem flüssigen Zusatzmittel mindestens eine Base, z. B. Alkali- oder Erdalkalihydroxid oder -carbonat, Triethanolamin oder dergl. zuzusetzen, um einen Ph-Wert des flüssigen Zusatz mittels im Bereich von beispielsweise 10-13 zu erzielen und die Stabilität des Mittels zu sichern.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine mechanische Streuvorrichtung an sich bekannter Bauart verwendet werden, die dadurch modifiziert ist, daß sie einen Vorratsbehälter für das flüssige Zusatzmittel sowie mindestens eine mit dem Vorratsbehälter verbundene Leitung zur Vereinigung des flüssigen Zusatzmittels mit dem teil chenförmigen Feststoff besitzt. Die Leitung kann in einer Düse zum Beaufschlagen des teilchenförmigen Feststoffes mit dem erfindungsgemäßen flüssigen Zusatzmittel enden oder im Fall der Feuchtsalztechnik mit dem Vorratsraum bzw. Behälter für das Anfeuchtungsmedium verbunden sein. Das flüssige Zusatzmittel kann aber bereits vor dem Beladen des Feucht salzverteilers in den Behälter für das Anfeuchtungsmedium eingeführt und mit Wasser oder Tausalzlösung vermischt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen erläutert, in denen Teile und Prozent auf das Gewicht bezogen sind, wenn nicht anders angegeben.

Beispiel 1 Herstellung der Tausalzmischungen

(A) Zu Vergleichszwecken wurde eine bekannte feste Tausalzzubereitung labormäßig hergestellt aus:

100 Teilen Natriumchlorid
1,12 Teilen festem wasserfreiem Natriummetasilikat (Teilchengröße entsprechend Siebzahlen von 20 bis 65 US mesh, ASTM E11)
1,12 Teilen Kieselgur
0.11 Teilen Natriumferrocyanid
9 Teilen Harnstoff und
1,12 Teilen 1,2-Propylenglycol,

indem das Natriumchlorid zunächst mit dem Propylenglycol und danach mit dem Metasilikat vermischt wurde. Dann wurden das Kieselgur und danach die restlichen Anteile zugegeben und das ganze gründlich gemischt.

(B) Ebenfalls zu Vergleichszwecken wurde unter techni schen Produktionsbedingungen eine bekannte Tausalzmischung hergestellt, indem zunächst die folgenden Komponenten in einen Mischer eingegeben und einige Minuten durchmischt wurden:

1778 kg Natriumchlorid
160 kg Harnstoff
20 kg feinteiliges Natriummetasilikat
2 kg Natriumferrocyanid.

Dann wurden 20 kg 1,2-Propylenglycol, das zur Verteilungs kontrolle mit Rhodaminrot gefärbt worden war, und 20 kg Kieselgur eingegeben und bis zur gleichmäßigen Verteilung des roten Farbstoffes in der körnigen Maße durchmischt.

(C-1) Das Tausalz für eine erfindungsgemäße Verwendung bestand aus Natriumchlorid (Rheinsalinen), das in fester Form bzw. zusammen mit wässrigem Anfeuchtungsmedium bzw. Tausalzlösung eingesetzt wurde.

(C-2) 45 Teile eines flüssigen Natriumsilicates ("Wasserglas", Verhältnis SiO₂:Na₂0 = 3.22, Feststoffgehalt ca. 37.5%) wurden mit 37 Teilen wäßrigem Natriumhydroxid (Feststoffgehalt ca. 45%), 8 Teilen entionisiertem Wasser und 10 Teilen 1,2-Propylenglycol vermischt. Die Homogenität des flüssigen Zusatzmittels gemäß der Erfindung kann nötigen falls durch kurzes Erwärmen verbessert werden.

(C-3) Es wurde analog wie in Abschnitt C-2 gearbeitet, jedoch unter Verwendung von flüssigem Kaliumsilicat anstelle von Natriumsilicat.

(C-4) Es wurde analog wie in Abschnitt C-2 gearbeitet, jedoch unter Verwendung von Kaliumhydroxyd anstelle von Natriumhydroxid.

(C-5) Es wurde wie in Abschnitt C-2 gearbeitet, jedoch mit flüssigem Kaliumsilicat und mit Kaliumhydroxid anstelle der entsprechenden Natriumverbindungen.

(C-6) Es wurde ähnlich wie in Abschnitt C-2 gearbeitet, jedoch unter Verwendung von Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat oder Ethanolamin als Base.

Beispiel 2

Testflächen (2A, 2B) wurden bei Temperaturen von etwa - 15 Grad C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von etwa 75% mit den Tausalzmischungen A und B bestreut. Gleichgroße Testflächen (2C-trocken bzw. 2C-feucht) wurde ferner je mit reinem Tausalz bestreut, auf dem ein flüssiger Zusatz gemäß den Abschnitten C-2 bis C-6 in einem Anteil von etwa 1% verteilt worden war, bzw. das für die Testfläche 2C-feucht zusammen mit etwa 10% wässriger Tausalzlösung und 1% eines flüssigen Zusatzes gemäß C-1 bis C-6 verteilt wurde. Auf jede der Testflächen wurden jeweils praktisch gleiche Mengen Tausalz (NaCl absoluter Anteil) aufgebracht.

Die Taurate (Tauwasserzunahme pro Zeiteinheit, reflek tometrisch gemessen) war bei den Flächen 2-A und 2-B praktisch gleich, aber signifikant niedriger, als bei der Fläche 2C-trocken und wesentlich niedriger als bei der Fläche 2C-feucht; unter Berücksichtigung des Meßfehlers bei der Bestimmung der Tauwasserzunahme wird als "signifikant niedriger" eine Differenz von 5-20 Relativ % und als "erheb lich niedriger" eine solche von über 20 Relativ % betrachtet.

Es versteht sich, daß eine höhere Taurate eine bessere Wirkung einer gegebenen Tausalzmenge bedeutet, d. h. deren Effektivität als Auftaumittel erhöht bzw. eine Verminderung der pro Flächeneinheit verwendeten Tausalzmenge ermöglicht, also die Effizienz des Tauverfahrens verbessert. Überdies wurden mit den erfindungsgemäßen Zusatzmitteln auch Verbesserungen der Wirkungsdauer festgestellt, was auf eine bessere Haftung auf den behandelten Flächen deutet.

Zusammenfassend ergibt sich, daß die Verwendung von erfindungsgemäßem flüssigem Zusatzmittel eine deutliche Verbesserung von Effizienz und Effektivität der Bekämpfung oder Beseitigung von Schnee- und Eisbelägen mit Hilfe von Tausalzen bietet. Die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendbaren Zusatzmittel lassen sich einfach und wirt schaftlich herstellen und problemlos lagern.

Für den Fachmann ergeben sich verschiedene Änderungs möglichkeiten im Rahmen der Erfindung. Der Anteil des wasserlöslichen Silicates kann in weiten Grenzen verändert werden, typisch zwischen 10 und 90 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der wasserfreien Komponenten des flüssigen Zusatz mittels. Die mit Wasser mischbare organische Verbindung kann 5 bis 50 Gew.%, die fakultative Base ebenfalls bis zu 50 Gew.% des flüssigen Zusatzmittels ausmachen, wobei sich die Mengen auf 100% addieren. Wasser, vorzugsweise in entminera lisierter Form, ist als Komponente nicht kritisch, sofern das Zusatzmittel auch ohne Wasserzusatz bei Umgebungs- bzw. Anwendungstemperatur flüssig ist bzw. mit wäßrigem Medium auf die gewünschte Anwendungskonzentration gebracht wird. Es versteht sich ferner, daß die in dieser Technik üblichen Zusatzmittel, wie Farbstoffe zur Verteilungskontrolle, spezielle Antikorrosionsmittel und dergleichen Additive in den an sich üblichen Anteilen verwendet werden können.

Claims

1. Verfahren zum Auftauen von Schnee oder/und Eis auf begehbaren oder befahrbaren Flächen durch Verteilen eines mindestens überwiegend aus wasserlöslichem anorganischem Salz bestehenden teilchenförmigen Feststoffes zusammen mit einem wäßrigen Anfeuchtungsmedium auf den begehbaren oder befahrbaren Flächen, dadurch gekennzeichnet, daß der teilchenförmige Feststoff unmittelbar vor oder während des Verteilens oder das wäßrige Anfeuchtungsmedium mit einem flüssigen Zusatzmittel vermischt wird, das mindestens eine wasserlösliche Silikatverbindung und mindestens eine mit Wasser mischbare organische Verbindung enthält, wobei das Zusatzmittel in einem Anteil von unter 5 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der wasserfreien Anteile des Zusatzmittels und auf das Gewicht des anorganischen Salzes, verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als wasserlösliche Silikatverbindung ein Natrium- und/oder Kaliumsilikat und als wasserlösliche organische Flüssig keit mindestens eine Hydroxylverbindung, vorzugsweise ein Alkohol mit ein bis drei Hydroxylgruppen pro Molekül, verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das verwendete Zusatzmittel eine wäßrige Lösung mindestens einer Base enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Zusatzmittel mindestens eine weitere Komponente, zum Beispiel einen Korrosions inhibitor, enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Zusatzmittel in einem Anteil von weniger als 3 Gew.%, vorzugsweise höchstens 1 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der wasserfreien Anteile des Zusatzmittels und auf das Gewicht des anorganischen Salzes, verwendet wird.