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xçuEtaumittel und Verfahren zum Enteisen von Verkehrswegen Zur Freihaltung
der Verkehrswege von Eis und Schnee werden in immer größerem Umfang chemische Auftaumittel
herangezogen.
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Neben relativ kleinen Mengen von flüssigen Auftaumitteln werden hauptsächlich
salzartige Streumittel verwendet, von denen viederum dem Natriumchlorid die dominierende
Rolle zukommt.
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Der Nachteil der salzartigen Streumittel liegt in ihrer korrosions£Ordernden
Wirkung auf Metalle, insbesondere Eisen und Aluminium und in ihrer schädlichen Wirkung
auf
die Natur (Pflanzen , Tiere, Wasserverunreinigung), sodaß in
manchen Ländern die Anwendung von Auftausalzen Bedenken hervorgerufen und zum Verbot
der Verwendung dieser schon geführt hat.
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Um die Korrosionswirkung der Streisalze zu vermindern, wurde schon
vorgeschlagen, den Salzen Inhibitoren beizufügen (siehe dazu die deutsche ratentschrift
Nr. 480.484 und die österreichische PatentschriPt Nr. 191.383).
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Abgesehen von der preislichen Belastung des Auftaumitteis hat z.B.
der Zusatz von ,^lkalichromc!ten eine pflanzenschädigende Wirkung, während Alkaliphosphate
zu einem unerwünschten Algenwuchs in den Gewässern führen, in die die Abwässer der
Straßen gelangen.
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Es wurde auch schon vorgeschlagen, Harnstoff als Enteisungsmittel,
vor allem auf Flugplätzen, zu verwenden.
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Obwohl die korrosive 1irkung des Harnstoffes auf Aluminium im Vergleich
mit Natriumchlorid gering ist, steht sie beim Eisen dem Natriumchlorid kaum nach.
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Um diese rorrosionswirkung zu mindern, wurde gemäß österrreichisches
Pat. Nr. 191.383 vorgeschlagen, dem Harnstoff ein wasserlösliches oder wasserlöslich
gemachtes polvmeres Phosphat, z.B. glasiges Natriummetaphosphat zusammen mit löslichen
Salzen eines zweiwertigen Metalles, z.B. Zinksulfat oder Calciumacetat zuzusetzen,
wobei die beiden Zusätze 2 Gew.% der Mischung ausmachen. Auch Gemische von Harnstoff
mit Sulfaten und Nitraten unter Zusatz von Inhibitoren sind bekannt.
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In der Praxis haben sich jedoch bisher die Auftaumittel auf Harnstoffbasis
nicht durchgesetzt. Einerseits haben die bekannten Inhibitoren die korrosive Wirkung
des Auftaumittels nicht auf das erwartete Maß zurückdrängen können, andererseits
mußte erheblich mehr Harnstoff verwendet werden, als man Natriumchlorid für die
selbe t.irkung bendtiqte.
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In praktischen Versuchen, bei denen Harnstoff in Prillform oder in
anderer grobkörniger Beschaffenheit verwendet wurde, war er den anorganischen Salzen
weit unterlegen.
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Da auch auf Grund des Raoult'schen Gesetzes die Lehre von der etwa
doppelt so hohen Auftauvirkung des Natriumchlorids gegenüber dem Harnstoff seine
theoretische Begründung Pindet, war es bisher unbestrittene, herrschende Heinung,
daß eine Anwendung von Harnstoff schon aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten unzweckE§ßig
ist.
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So würde bisher von den Fachleuten die Meinung vertreten, daß Harnstoff
dem Natriumchlorid als Enteisungsmittel unterlegen ist, da erheblich größere Mengen
davon benötigt werden. So gilt z.B. die Meinung, daß bei -1° C die 1,4-fache Menge
bei -40 C die 1,5-fache Menge bei -7° C die 1,7-fache Menge und bei -100C die 2,0-fache
Menge an Harnstoff im Vergleich zu Natriumchlorid benötigt wird, wenn dieselbe Wirkung
erzielt werden soll.
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Da die toten von Harnstoff in der Regel wesentlich höher sind, als
die der gängigen anorganischen Enteisungsmittel, wie Natriumchlorid, Magnesiumchlorid
und Calciumchlorid würde eine Aufwandmenge, die höher ist als die bei den anorganischen
Salzen erforderliche, die kosten nochmals um 50 bis 100 % ansteigen lassen.
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Diese Lehre kann jedoch nur mit der Einschränkung aufrechterhalten
werden, wenn man die Auftauwirkung dieser beiden Mittel nach einer Wirkungszeit,
die etwa 2 Stunden anhält,
vergleicht. In der praktischen Anwendung
spielt aber die Enteisungsgeschwindigkeit eine eher noch wesentlichere Rolle, sodaß
auf diese Wirkung des Auftaumittels noch Bedacht zu nehmen ist.
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So konnte gefunden werden, daß Harnstoff überraschenderweise in praktischer
Anwendung eine gute Wirkung zeigte und, was die Auftauzeit anbelangt, dem Kochsalz
weit überlegen ist, wenn Harnstoff in einer korngröße bis 0,5 mm verwendet wird.
Es ist sehr wesentlich, daß die Auftauwirkung einsetzt, bevor das Streumittel von
der Straße durch die Fahrzeuge weggeschleudert wird.
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Sogar eine Anwendung von Harnstoff bis zu einer torngröße von 1 mm
gibt noch Vorteile gegenüber üblichem Streusalz, wenn es einen Anteil von mindestens
80 °% eine torngröße unter 0,5 mm enthält.
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So konnte beispielsweise bei Temperaturen von -2° C und auch bei 80
C festgestellt werden, daß der Wasseranfall nach dem Bestreuen einer EisPläche mit
Harnstoff in einer torngröße bis 0,5 mm wesentlich hoher ist, als wenn eine gleichgroße
Eisfläche mit derselben Menge Natriumchlorid gleicher torngröße bestreut wird.
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Versuchsweise wurden auch Gisplatten von 1 m2 Fläche mit 30 g Harnstoff
unter 0.5 mm torngröße und mit 30 g Natriumchlorid bei -70 C bestreut.
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Nach mehreren gleichartigen Versuchen stellte sich heraus, daß der
Wasseranfall bei der mit Harnstoff bestreuten Platte nach 5 Minuten 80 bis 100 ml/m2
beträgt, während die mit Natriumchlorid bestreute Platte einen Wasseranfall von
nur 40 bis 20 ml/m2 aufwies.
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ES konnte auch gefunden werden, daß bei einer Wirkung dauer von 30
Minuten 60 Gewichtsteile Harnstoff mit einer korngröße unter 0,5 mm dieselbe Wirkung
wie 100 Gew.Teile Streusalz aus Natriumchlorid zeigen.
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Dieses Ergebnis konnte sowohl im Technikum als auch in Groaversuchen
auf Fahrbahnen unter Verkehrsbedingungen erzielt werden.
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Dieser scheinbare Widerspruch mit der herrschenden Meinung (den Literaturangaben)
findet in folgenden Umständen seine Erklärung: Wird Harnstoff und Natriumchlorid
auf Eisplatten gestreut, wobei in beiden Fällen torngrdßen unter 0,5 mm verwendet
werden, so beginnt jedes P;iSrnchen das Eis in Wasser umzuwandeln. Die Natriumchloridkörnchen
sinken infolge ihres höheren Gewichtes in das Eis unter Bildung von trichterförmigen
Vertiefungen ein. Das Schüttgewicht des üblichen Natriumchloridstreusalzes ist etwa
doppelt so groß wie das des Harnstoffes gleicher körnung. Die zwischen den Vertiefungen
sich befindlichen Eisflächen werden nur langsam abgebaut, sodaß trotz Streuung das
Eis nur teilweise schmilzt. Dies ist mit ein Grund,daß trotz Streuung mit Natriumchlorid
das Glatteis auf Straßen nur langsam beseitigt werden kann.
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Ganz anders wirkt Harnstoff im erfindungsgemäßen torngrößenbereich.
Da dieser ein geringeres spezifisches Gevicht hat, nehmen seine Partikel eine größere
Oberfläche ein. Die Auftauwirkung setzt sofort ein, ohne daß es zu Trichterbildungen
kommt. In wenigen Sekunden ist die ganze Eisoberfläche mit der Harnstofflösung gleichmäßig
bedeckt. In kürzester Zeit wird die Eisschicht nun gleichmäßig abgebaut. In extrem
kleinen
Korngrößenbereichen (unter 0,2 mm) besitzt zwar auch noch
salze eine bessere Auftauwirkung, doch ist dieser torngrdßenbereich in der Praxis
nicht verwendbar, da'das Aufstreuen auf die Fahrbahn problematisch wird. In dem
praktisch einsetzbaren Korngrößenbereichen etwa ab 0,2 mm ist das kochsalz bereits
dem Harnstoff unterlegen, soferne beim Harnstoff die erfindungsgernäße Obergrenze
des orngr5ßenbereiches nicht überschritten wird.
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Der Gegenstand der Erfindung ist somit ein streubares Auftaumittel
für bis und Schnee mit sehr rasch eintretender Wirkung mit Harnstoff als wirksamen
Bestandteil neben antikorrosiv wirkenden Zusätzen, das dadurch gekennzeichnet ist,
das es Harnstoff in einer Korngröße unter 1 mm mit mindestens 80 % eines Korngrößenanteils
unter 0,5 mm enthält. Vorzugsweise wird Harnstoff in einer Korngröße von 0.1 - 0,5
mm verwendet, da die Auftauwirkung hier besonders günstig rist.
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Um die Straßen wirksam zu enteisen, genügt eine Streumenge von 10
bis 100 g/m2, obei vorzugsweise eine Korngröße zwischen 0,1 und 0,5 verwendet wird.
Um die korrosive Wirkung des Harnstoffes zu beseitigen, kann dem Harnstoff ein Inhibitor,
vorzugsweise Diammonphosphat, zugesetzt werden. Diese Wirkung kann durch die Zugabe
eines oberflächenaktiven Mittels noch verstärkt werden, da durch die bessere Benetzungswirkung
des Eiswassers auch schwerbenetzbare, z.B. ölige Flächen mit erfaßt werden.
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Besondere Vorteile bietet das erfindungsgenße Auftaumittel wegen der
äußerst raschen und gleichmäßigenAuftauwirkung bei der Bekämpfung von Glatteis auf
Verkehrswegen.
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Da das Mittel gegenüber Fahrzeugen, Pflanzen und Tieren unschädlich
ist, bestehen in dieser Sicht keine Bedenken für eine Anwendung in jeder notwendigen
Menge.
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Beispiel 1: Das folgende Beispiel zeigt die Abhängigkeit der Wirksamkeit
von der korngröße des vervendeten Harnstoffes, Streumenge 30 g/m2 Harnstoff bei
-6,5 bis -70 C korngröße mm Wasserenfall ml/m2 nach 5 Minuten Streusalz Harnstoff
(N triumchlori(1) 0 - 0,16 128,0 86,8 0,16 - 0,2 96,0 84,0 0,2 - 0,25 68,0 81,2
0,25 - 0,315 40,0 57,2 0,315 - 0,4 18,0 56,0 0,4 - 0,5 10,0 44,0 0,5 - 0,63 6,0
38,0 0,63 - 0,80 4,0 34,0 0,8 - 1,00 ~ 3,2 32,0 Wie die Versuche erkennen lassen,
hat das Natriumchlorid bei extrem kleinen Korngrößen z'rar eine bessere Auftauwirkung
als Harnstoff, diese geht aber mit zunehmender Korngröße sehr rasch zurück, sodaß
in Korngrößenbereichen, die technisch brauchbar sind, weil sie beim Aufstreuen nicht
mehr weggeveht werden, bereits eine vesentliche Uberlegenheit des Harnstoffes sichtbar
wird. Diese trifPt besonders für die Korngrößenbereiche zwischen 0,2 und 0,5 mm
zu.
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Im Gegensatz dazu beträgt der WasseranPall 30 Minuten nach Streuen
einer Menge von 100 g/m2 Harnstoffprills einer torngröße von 1 - 2,5 mm bei -70
C 36 ml.
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Beispiel 2: Es wurde bei -100 C eine Eisfläche von 1 m2 mit 30 g Harnstoff
in einer Korngröße von 0,1 bis 0,5 mm bestreut. Zum Vergleich wurde ebenfalls eine
Eisfläche von 1 m² mit 30 g üblichem Natriumchlorid Straßenstreusalz bestreut. Nach
20 Minuten ergab die mit Harnstoff bestreute Eisfläche einen Wasseranfall von 90
ml, während bei der mit Natriumchlorid bestreuten nur 40 ml gemessen wurden.