DE4129073A1 - Verfahren, mittel und vorrichtung zum auftauen von schnee und/oder eis - Google Patents

Description

Zum Auftauen von Schnee und Eis auf befahrbaren oder begehbaren Flächen, wie Straßen, Auto- oder Rollbahnen, Parkplätzen, Gehwegen, Treppen, Rampen und dergleichen ist es bekannt, auf solchen Flächen feinteilige Feststoffe zu verteilen, die ganz oder überwiegend aus wasserlöslichen anorganischen Salzen, wie typisch Natrium- oder Calcium­ chlorid (auch Tausalze genannt) bestehen, z. B. mit Hilfe von mechanischen Verteilungsvorrichtungen, die auf Fahr­ zeugen oder Anhängern angeordnet sind. Außer dem oder den Tausalz(en) kann der feinteilige Feststoff weitere wasser­ lösliche oder nicht-wasserlösliche Stoffe, wie Sand, Split oder Kieselgur und/oder Antikorrosionsmittel, wie fein­ teiliges festes Metasilikat enthalten, das z. B. mit Hilfe geringer Anteile flüssiger Haftmittel auf dem Salz verteilt gehalten wird, um ein Entmischen zu verhindern. Um die klebrige Konsistenz des so gebildeten Mittels zu vermeiden, müssen dann in der Regel noch weitere Zusätze, wie Kiesel­ gur, oder ein besonders feinteiliges Natriummetasilikat mit Teilchengrößen von unter 80 Mikrometer verwendet werden, was wiederum die Herstellung verteuert. Schließlich ist es bei solchen Streumitteln meist unerläßlich, auch Zusätze gegen das Zusammenbacken des feinteiligen Feststoffes, d. h. Antiklumpmittel, zu verwenden, z. B. Natriumferrocyanid.

Allgemein ist man aus ökologischen und wirt­ schaftlichen 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 "Schwarzräumung" erwünscht bzw. möglich ist, hängt meist hauptsächlich von der Außentemperatur und der pro Flächeneinheit aufgetragenen Menge an Tausalz ab, und obwohl eine generelle Schwarzräu­ mung 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 dergl.

Eine unter gegebenen Um­ ständen 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 Taumittel ist ein nach wie vor wünschbares weil höchstens unvollkommen erreichtes Ziel und es ist Aufgabe der Erfindung, diesem Ziel deutlich näher zu kommen, als gemäß Stand der Technik möglich.

Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe mit dem in Anspruch 1 umschriebenen Verfahren gelöst wird und dabei weitere Vorteile erzielt werden können. Bevorzugte Aus­ führungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens haben die in den Ansprüchen 2-4 beschriebenen Merkmale. Das flüssige Zusatzmittel gemäß der Erfindung hat die in Anspruch 5 genannten Merkmale, wobei bevorzugte Ausführungsformen des Ziele und weitere Vorteile erreicht werden, wenn gemäß des Zusatzmittels die in den Ansprüchen 6-7 genannten Merkmale haben. Schließlich umfaßt die Erfindung auch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 8 genannten Merkmalen; bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung haben die in den Ansprüchen 9 und 10 genannten Merkmale.

Gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der mindestens teilweise und vorzugsweise überwiegend oder vollständig aus dem wasser­ löslichen anorganischen Salz ("Tausalz") bestehende teil­ chenförmige Feststoff praktisch ohne wasserlösliche und/oder flüssige Zusatzstoffe (aber gewünschtenfalls zusätzlich Sand, Split oder dergleichen unlösliche Feststoffe enthal­ tend) hergestellt, gelagert und mit Hilfe der üblichen Streuvorrichtungen verteilt; praktisch unmittelbar vor oder während des Verstreuens kann das Tausalz dann mit dem flüssigen Zusatzmittel gemäß der Erfindung versetzt werden, und zwar in relativ geringen Anteilen, d. h. weniger als 5 Gew.%, vorzugsweise weniger als 3 Gew.% und typisch etwa 1 Gew.% an erfindungsgemäßem flüssigem Zusatzmittel, bezogen auf dessen wasserfreie Anteile und den Tausalz­ anteil des teilchenförmigen Feststoffes.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der teilchenförmige Feststoff bzw. das feste Tausalz in an sich bekannter Weise vor dem Verstreuen mit z. B. etwa 10 bis 30 Gew.% eines wäßrigen Mediums angefeuchtet, das dementsprechend auch als "Anfeuchtungsmedium" bezeichnet wird und gemäß Stand der Technik eine wäßrige Lösung des Tausalzes ist. Bei dieser Methode wird also zunächst unmittelbar vor dem Verstreuen ein als Feuchtsalz, Naß-Salz oder Haftsalz bezeichnetes Taumittel gebildet, das natürlich immer noch einen überwiegenden Anteil an festem Tausalz enthält aber meist eine raschere Wirkung desselben und/oder Haftung auf der zu behandelnden Fläche bietet.

Bei dieser Anwendungsform kann das erfindungsgemäße flüssige Zusatzmittel entweder vor oder nach der Vermischung des teilchenförmigen Feststoffes bzw. festen Tausalzes mit dem wäßrigen Anfeuchtungsmedium zugegeben bzw. dem Anfeuchtungsmedium direkt zugegeben werden. Erfindungsgemäß kann als Anfeuchtungsmedium auch Wasser verwendet werden, das mit erfindungsgemäßem Zusatzmittel versetzt ist. Das Anfeuchtungsmedium sollte bei der Anwendungstemperatur flüssig, d. h. nicht gefroren sein, was entweder durch die Gefriertemperatur des verwendeten wäßrigen Mediums oder/und durch entsprechende Abfüllungs­ temperaturen, durch Isolation der entsprechenden Vorrats­ behälter und/oder durch Beheizung der Behälter erzielt werden kann.

Auch bei der Feuchtsalz-Technik wird eine nur geringe Menge des erfindungsgemäßen flüssigen Zusatzmittels, von typisch unter 3 Gew.% oder sogar unter 1 Gew.% verwendet, d. h. wiederum bezogen auf den nicht-wäßrigen Anteil des Zusatzmittels, da dieses bei Anwendung der Feucht­ salztechnik nach Bedarf mit Wasser oder wäßriger Tausalzlösung verdünnt und in derart verdünnter Form angewendet werden kann.

Vorzugsweise enthält das erfindungsgemäße flüssige Zusatzmittel als wasserlösliche anorganische Silicatver­ bindung Natrium- und/oder Kaliumsilicat 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.

Das flüssige Zusatzmittel wird jedenfalls stets in einem Anteil von weniger als 5 Gew.%, vorzugsweise weniger als 3 Gew.% und insbesondere etwa 1 Gew.%, bezogen auf die nicht-wäßrigen Anteile des Mittels und berechnet auf das Gewicht des eigentlichen Tausalzes verwendet, gleichgültig, ob mit oder ohne wäßriges Anfeuchtungsmedium gearbeitet wird. Natriumchlorid ist ein besonders bevorzugtes Tausalz; Calciumchlorid ist ebenfalls als Tausalz geeignet, wenn das erfindungsgemäße flüssige Zusatzmittel Zusatz dadurch nicht nachteilig verändert wird oder eine Komponente enthält, die solche nachteiligen Wirkungen, wie insbesondere Fällungserscheinungen bzw. Trübungen, aus­ schaltet oder minimalisiert.

Das feste Tausalz kann dabei in an sich üblicher Weise maschinell von einem fahrbaren Verteiler auf der Fahrbahn, dem Parkplatz oder/und dem Gehweg, gegebenenfalls zusammen mit Anfeuchtungsmedium bzw. wäßriger Tausalzlösung, verteilt und das flüssige Zusatzmittel unmittelbar vor oder während des maschinellen Verteilens des teilchenförmigen Feststoffes mit dem festen Tausalz, dem Anfeuchtungsmedium oder mit dem angefeuchtetem festen Tausalz vereinigt werden, z. B. durch Aufsprühen oder Einmischen. Gegenüber den bekannten festen Zusatzmitteln bietet das erfindungs­ gemäße flüssige Mittel Vorteile bezüglich Dosierung und Vermischung.

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 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 ausnahms­ weise zweckmäßig.

Ferner kann es aus Gründen der Stabilität zweckmäßig sein, dem flüssigen Zusatzmittel gemäß der Erfindung mindestens eine Base, z. B. Alkali- oder Erdalkalihydroxid oder -carbonat, Triethanolamin oder dergl. zuzusetzen, um einen pH-Wert des flüssigen Zusatzmittels 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 teilchenförmigen Feststoff besitzt. Die Leitung kann in einer Düse zum Beaufschlagen des teilchenförmigen Feststoffes mit dem erfindungsgemäßen flüssigen Zusatz­ mittel 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 Feuchtsalzverteilers 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 Ver­ wendung 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 : Na₂O=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 nötigenfalls 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 Kaliumhydroxid 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 "erheblich 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 erfindungsgemäßen Zusatzmittel sind einfach und wirtschaftlich herzustellen und problemlos lagerfähig.

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 entmineralisierter Form, ist als Komponente nicht kritisch, sofern das Zusatzmittel auch ohne Wasserzusatz bei Umge­ bungs- 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 Ver­ teilungskontrolle, spezielle Antikorrosionsmittel und dergleichen Additive in den an sich üblichen Anteilen verwendet werden können.

Claims (10)

1. Verfahren zum Auftauen von Schnee oder/und Eis auf begehbaren oder befahrbaren Flächen durch Verteilen eines mindestens teilweise aus wasserlöslichem anorganischem Salz bestehenden teilchenförmigen Feststoffes auf der Fläche, dadurch gekennzeichnet, daß der teilchenförmige Feststoff im Zuge des Verteilens auf der Fläche in einem Anteil von unter 5 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des wasserlöslichen anorganischen Salzes, praktisch gleichmäßig mit einem bei Anwendungstemperatur flüssigen Zusatzmittel versehen wird, das mindestens eine wasserlösliche Silicatverbindung und mindestens eine mit Wasser mischbare organische Verbindung enthält.

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

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der teilchenförmige Feststoff maschinell von einem fahrbaren Verteiler auf der zu behandelnden Fläche verteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Zusatzmittel unmittelbar vor oder während des maschinellen Verteilens des teilchenförmigen Feststoffes mit diesem vereinigt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, bei welchem der teilchenförmige Feststoff im Zuge der Verteilung mit einem wäßrigen Anfeuchtungsmedium vereinigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Zusatzmittel in das wäßrige Anfeuchtungsmedium eingeführt oder getrennt von diesem auf den teilchenförmigen Feststoff aufgebracht wird.

5. Flüssiges Zusatzmittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es als wasserlösliche Silicatverbindung ein Natrium- und/oder Kaliumsilicat und als wasserlösliche organische Flüssigkeit mindestens eine Hydroxylverbindung, vorzugsweise einen Alkohol mit ein bis 3 Hydroxylgruppen pro Molekül, enthält.

6. Zusatzmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß es außerdem eine wäßrige Lösung mindestens einer Base enthält.

7. Zusatzmittel nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem mindestens eine weitere Komponente, z. B. einen Korrosionsinhibitor, enthält.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-4 mit einer mechanischen Streuvor­ richtung, die auf einem Fahrzeug oder Fahrzeuganhänger angeordnet ist, gekennzeichnet durch mindestens einen Vorratsbehälter für das flüssige Zusatzmittel sowie mindestens eine mit dem Vorratsbehälter verbundene Leitung zum Aufbringen des flüssigen Zusatzmittels auf den teilchenförmigen Feststoff oder zum Einbringen in ein zum Anfeuchten des teilchenförmigen Feststoffes bestimmtes wäßriges Medium.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Verteilungseinrichtung zum Beauf­ schlagen des teilchenförmigen Feststoffes derart angeordnet ist, daß das flüssige Zusatzmittel auf den Feststoff praktisch während der mechanischen Verteilung desselben aufgebracht, z. B. aufgesprüht wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein motorisch betriebenes Fahrzeug ist, das einen ersten Vorratsraum für den teilchenförmigen Feststoff sowie mindestens einen weiteren Vorratsraum für ein wäßriges Medium zum Anfeuchten des teilchenförmigen Feststoffes besitzt, wobei der mindestens eine weitere Vorratsraum ein solcher zur Aufnahme des flüssigen Zusatz­ mittels, gegebenenfalls zusammen mit wäßrigem Verdünnungs­ medium, ist.