江淮地区融雪剂性能试验及选用标准

缪广华 （马鞍山市和县农村公路管理局，安徽 马鞍山 238200）

1 概 述

我国大部分地区的道路和桥梁在冬季雨雪天气时都会结冰、积雪，使得路面或桥面湿滑，增加交通事故的发生概率，严重影响人们的出行、工作以及社会、经济正常运行。为保证冬季道路的畅通，洒布融雪剂这一便捷、高效的除雪手段已被道路管养部门普遍采用[6][7]。

当人们在享受着通过使用融雪剂带来的交通便利的同时，融雪剂的危害也逐渐显现出来，大量使用融雪剂会严重腐蚀桥梁和路面、污染植物和水源，粘附于汽车上的融雪剂还会腐蚀底盘，减少汽车使用寿命[5][8]。

市场上融雪剂的种类很多，大体可分为三类：非氯盐型、氯盐型、复合型。非氯盐型融雪剂的主要成分包括有机或无机盐、胺、醇等，这一类融雪剂比较环保，但价格普遍太高，甚至是氯盐类价格的10 倍左右，道路管养单位从成本考虑，相对采购较少， 一般只用于水源保护区等环保要求高或钢桥面等特殊路段。氯盐型融雪剂主要成分包含氯化钠、氯化钙、氯化镁等盐类化合物，腐蚀性较大，但由于价格便宜，仍被国内外普遍使用。复合型融雪剂性能介于非氯盐型和氯盐型之间[10]。

目前江淮地区大部分环保型融雪剂，主要是氯盐含量的多少，加之政府管理粗放，使得市场上融雪剂良莠不齐。因此如何简单、有效地检测融雪剂的质量、选用性价比较高的融雪剂，使它在充分发挥融雪化冰性能的同时能够最大限度地降低对周围环境和人类健康的危害，已成为冬季除雪工作中有待研究和进一步探索的课题。

2 性能试验

笔者根据道路管养部门融雪剂的使用情况，共选取了9 种融雪剂。其中融雪剂1#～4#均为不同氯盐的混合型，只是钠、镁、钙的含量不同，是使用较多的融雪剂类型；5#为非氯盐型融雪剂，主要成分为木醋酸钙；6#为尿素；7#为工业盐；8#和9#是为环保型融雪剂CMA，主要成分为醋酸钙镁盐。为了比较上述9种融雪剂融雪除冰的效果及对构造物、沿线植被的影响，分别进行溶解速度、融雪能力、金属碳钢腐蚀率、水泥混凝土腐蚀性和植物耐盐试验[1][3]，观察不同融雪剂在试验中的表现，以进一步选用合适的融雪剂。

2.1 溶解速度

溶解速度是指在某一溶剂中单位时间内溶解溶质的量。融雪剂的溶解速度越快，越有利于融雪除冰的效率。融雪剂的溶解速度试验方法是：首先称取40.0g±0.1g 试样放入烧杯中，将搅拌叶置于烧杯中间， 将搅拌器转速调至100r/min， 再加入200mL 温度为25℃±2℃蒸馏水， 立刻启动精密电动搅拌器，并开始计时。待其完全溶解后，记录所用时间为完全溶解时间。融雪剂溶解速度试验结果如图1 所示。

由试验结果可以看出，试验用的融雪剂溶解速度和其化学组成无明显规律，影响融雪剂溶解速度的因素更多的和材料的形态、尺寸等有关。

其中，1#和2#融雪剂溶解后温度明显降低，说明该融雪剂融化需吸收大量的热量， 这会导致周围冰雪的温度进一步降低，因此要求融雪剂需要具有更低的冰点或更大的撒布量才能将冰雪融化。7#氯化钠颗粒不易溶解，搅拌超过16min 才完全溶解。

试验过程发现，8#融雪剂白色部分很快溶解后，有一些黑色的颗粒完全不溶解，倾倒出溶液后发现，这些未溶解的是粒径相对均匀的石料，主要为融雪剂提供抗滑作用。8#和9#融雪剂均具有遇水自行发热的特点，尤其是9#融雪剂，室温下溶于水后溶液温度可升至40℃以上，这种特性可以加速雪的融化。

2.2 融雪能力

融雪能力主要是指融雪剂在一定温度下的融雪速度[2]。

试验方法为： 先称取200g±0.1g 融雪剂固体样品， 置于400mL 烧杯中， 加水溶解， 全部转移至1000mL 容量瓶中，摇匀。再取2 个150mL 相同直径和高度的瓷坩埚，加100mL 水，置于-10℃±1℃的低温恒温箱中至结冰。称取25mL 融雪剂溶液和25mL 氯化钠溶液，分别移入50mL 烧杯中，置于-10℃±1℃的低温恒温箱中，12h 后备用。从低温恒温箱中取出带有冰块的瓷坩埚，擦干外壁的水和冰，迅速称量，精确至0.1g。将制备的融雪剂溶液迅速倒入盛有冰块的瓷坩埚中，然后放回低温恒温箱内。0.5h 后取出该瓷坩埚，立即倾倒其液体，并迅速称量烧杯和剩余冰块的质量。试验结果见图2 所示。

试验结果表明，9#融雪剂的融雪能力最好。

试验过程发现，除尿素之外其他8 种材料的冰点均可达到-10℃甚至更低， 但将浓度均为200g/L 的融雪剂溶液放于-10℃的低温冻融箱中发现，只有1#、2#、7#、9#始终没有结冰。其他均出现不同程度的结冰，6#尿素在该试验中结冰最严重，溶液几乎全部结冰，融雪能力也最差。说明当天气温度较低时，不宜采用尿素作为融雪剂。

为了了解融雪剂的融雪能力和化学组成的关系，本研究进行了NaCl、CaCl2、MgCl2分析纯的融雪能力试验，其试验数据分别为：0.16g/min、0.19g/min、-0.07g/min。 从试验数据可以看出，NaCl、CaCl2的融雪能力相差不大，且均远远大于MgCl2的融雪能力。这个规律和图2 的结果基本是对应的。因此，从提高融雪剂化冰能力考虑，应减少MgCl2的使用比例。

2.3 融雪剂对金属碳钢的腐蚀

金属碳钢腐蚀试验目的是了解不同的融雪剂对金属碳钢的腐蚀影响程度[4]。 试验方法为采用浓度为35g/L 的融雪剂溶液进行碳钢腐蚀性检测，碳钢挂片试块尺寸为50mm×25mm×5.5mm，在40℃水浴放置48h 后，计算试验前后试块质量的变化，进而计算试块在溶液中的腐蚀速率。试验结果见图3 所示。

从图中可以看出，5#非氯盐类的融雪剂对碳钢的腐蚀最小，其次是环保型的8#、9#融雪剂，其中腐蚀最大的是7#工业盐。

2.4 融雪剂对水泥混凝土的腐蚀

水泥混凝土腐蚀试验目的是了解不同的融雪剂对水泥混凝土腐蚀的影响程度。试验方法是将养护好的标准立方体混凝土试块单面浸于浓度为3%的融雪剂溶液中，假设融雪剂白天融化8h，夜晚冰冻16h，共冻融循环28d。测量实验前后混凝土试块的质量变化，进而计算单位面积的质量损失，试验结果见图4 所示。

试验结果表明，5#非氯盐类的融雪剂对水泥混凝土的腐蚀最小，7#工业盐腐蚀是比较大的。

2.5 融雪剂对植物的影响

植物耐盐试验表征融雪剂对植物的影响程度，试验方法是采用盆栽植物绿萝作为试验对象，3 盆作为一组， 用不同融雪剂溶液喷洒植物，每种植物一次融雪剂剂量10g/m2，每周一次，直至出现受害症状。记录植物出现受害症状前的融雪剂最大累计喷洒量即耐盐量，以g/m2表示，作为对比，其中一组盆栽绿萝仅洒水处理，试验结果见图5 所示。

试验中，8#、9#和水三组的植物一直成活， 达到250g/m2后中止了试验。结果表明，尿素对植物影响较大，容易导致植物叶子变黄直至“烧死”。

3 融雪剂的选用

江淮地区位于从亚热带季风湿润气候向温带季风半湿润气候过渡,冬季最低气温一般不超过-10℃，普遍在-5℃左右。自北至南最低温度逐渐升高，降雪量一般逐渐增大。以2014 年初，连续多天降雪结冰（共9d）为例，亳州、合肥、安庆三地平均日最低气温（9d 平均）分别为-2.6℃、-1.5℃、-0.7℃；总降雪量（ 已 折 算 成 降 水 量） 分 别 为 34.4mm、68.4mm、61.0mm。2009～2014 年5 年内， 三地极端最低气温分别为-9.6℃（2010.1.13）、-7.8℃（2013.12.28）、-6.5℃（2013.12.28）。

根据上述试验结果和气候特点，并考虑到经济性，江淮地区选用的融雪剂应满足表1 的技术要求。

江淮地区选用融雪剂的技术要求 表1

4 结 语

融雪剂的选用应既能确保除冰融雪质量，提高行车安全，又能减小对构造物、周边环境的影响。即是融雪剂应具有良好的融雪速度和融雪能力；具有一定的环保性能，不能对钢结构、水泥混凝土结构以及沿线植被产生严重的影响；具有良好的经济性等。江淮地区道路除冰融雪选用融雪剂时应结合当地的气候特征，对其性能进行必要的测试，在合理成本的前提下，选择符合要求的融雪剂。

[1]DB21/T1558-2007，融雪剂质量与使用技术规程[S].

[2]刘恒权.公路用融雪剂检测、评价和应用技术[J].交通标准化，2010(8).

[3]任妍妍.高速公路融雪剂技术标准探讨[J].公路交通科技，2007(9).

[4]肖福星.融雪剂对城市桥梁的危害及预防[J].北方交通，2013(3).

[5]刘少伟，刘鹏冲.氯盐融雪剂腐蚀桥梁构件的机理分析及防治对策[J].内蒙古公路与运输，2012(6).

[6]陆季超.减少除雪作业中融雪剂用量的作业技术[J].养护施工与机械,2013(9).

[7]喻文兵,李双洋,冯文杰,易鑫.道路融雪除冰技术现状与发展趋势分析[J].冰川冻土，2011(4).

[8]洪乃丰.氯盐融雪剂是把双刃剑——浅议国外使用化冰盐的教训与经验[J]城市与减灾，2005(4).

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[10]陈建滨.环保型道路融雪剂的研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2006.