DE3423354A1

DE3423354A1 - Verfahren und streumaterial zur erhoehung der griffigkeit von eisflaechen

Info

Publication number: DE3423354A1
Application number: DE19843423354
Authority: DE
Inventors: Zbigniew Dr. 6078 Neu Isenburg Boguslawski; Klaus Prof. Dr.rer.nat. 4430 Steinfurt Mangold; Helmut Dipl.-Ing. 4430 Steinfurt Schweers; Wolfgang Dr. 6050 Offenbach Taetzner
Original assignee: INTU INST fur NEUE TECHNOLOGI
Current assignee: INTU INST fur NEUE TECHNOLOGI
Priority date: 1984-06-25
Filing date: 1984-06-25
Publication date: 1986-06-05

Description

Verfahren und Streumaterial zur
Erhöhung der Griffigkeit von Eisflächen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein granulatförmiges Streumaterial zur Erhöhung der Griffigkeit von Eisflächen unter Verwendung eines körnigen Streumittels, beispielsweise Sand, Schmelzkammerschlacke oder dgl.
Die mit der Winter streuung der Verkehrswege im Zusamenhang stehenden Probleme erscheinen nach wie vor ungelöst. Das heute für diesen Zweck im allgemeinen eingesetzte Streusalz ist bekanntlich Ursache einerseits für erhebliche Vegetationsschäden im unmittelbaren und - aufgrund von Verwehungen und anderweitigen Verschleppungen - auch weiteren Umfeld der Verkehswege, andererseits für unübersehbare Korrosionsschäden an den Fahrzeugen und schließlich Frostaufbruchschäden an den Straßen selbst. Hinzu kommt, daß durch die Salzstreuung auch nur eine sehr kurzfristige Wirkung erzielt wird, da die mittels Streusalz aufgetaute Eisschicht je nach aufgebrachter Salzkonzentration relativ kurzfristig wieder gefriert.
Es besteht demgemäß das Bestreben, im Rahmen der Winterstreuung wieder verstärkt die üblichen Streumittel bzw. ihre Substitute einzusetzen, nämlich Sand, Schmelzkammerschlacken, Hochofenschlackensande oder aufbereiteten Naturstein (Splitt), die als mineralische Materialien nicht die mit der Salzstreuung verbundenen Umweltschäden verursachen. Sie haben jedoch den Nachteil, daß sie einerseits - verstärkt mit zunehmender Korn- größe - durch Verschleuderung - im Fahrbetrieb unmittelbar mechanische Schäden bis hin zu Verkehrsgefährdungen durch Zerstörung der Windschutzscheibe eines nachfahrenden Fahrzeuges verursachen, wobei das Streumittel durch die Verschleuderung bereits nach relativ kurzer Zeit von der Straße abgetragen wird und damit seine Wirksamkeit verliert. Dies ist die Ursache dafür, daß das Streumittel bei der üblichen trockenen Verstreuung zur Erzielung einer längerfristigen Wirksamkeit in einer Menge verstreut werden muß, die Glatteisstreuung übersteigenden Menge verstreut werden muß, die über der für den eigentlichen Zweck erforderlichen Menge liegt.
Dies wiederum hat außer hohen Materialkosten einerseits wegen der Notwendigkeit häufigen Nachladens der Streufahrzeuge hohe Ausbringkosten und andererseits wegen der häufigen Verstopfung der Straßenabflüsse bzw. Versandung oder Versplittung der Straßenrandbereiche erhebliche Nachsorgekosten zur Folge.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und eines granulierten Streumaterials unter Verwendung eines körnigen Streumittels, durch die bei geringer Einsatzmenge eine längerfristige Wirksamkeit bei der Erhöhung der Griffigkeit der Eisfläche gewährleistet werden kann. Die Erfindung besteht darin, daß das körnige Streumittel unter gleichzeitiger Zuführung von Wärme zur Eisschicht in einer Menge aufgebracht wird, daß die Eisfläche oberflächig in einer unterhalb der mittleren Korngröße des Streumittels liegenden Dicke antaut.
Durch die Erfindung ist ein Verfahren geschaffen, mit dessen Hilfe körniges Streumittel fest in die Oberfläche eingefroren wird dadurch, daß es teilweise - etwa hälftig - in die durch das Antauen gebildete Wasserschicht einsinkt und anschließen fest in die unter der Wirkung der Umgebungskälte wieder gefrierende Eisschicht einfriert. Das bei Verwendung körniger Streumittel übliche Verschleudern der Streumittelkörner in die Umgebungsflächen der Verkehrswege findet nicht statt, so daß die Einsatzmenge von 1/10 bis zu 1/15 der bisher üblicherweise eingesetzten Streumittelmenge verringert werden kann. Es wird somit bei Verbesserung der Wirksamkeit eine wesentliche Verringerung der Material-, Ausbring- und Nachsorgekosten erzielt.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann das Streumittel vorgewärmt und im vorgewärmten Zustand auf die Eisfläche aufgestreut werden, welche Ausführungsform in den Fällen mit besonderem Erfolg eingesetzt werden kann, in denen im näheren Umgebungsbereich Abfallwärme etwa aus Kraftwerks- oder anderweitigen Industrieanlagen zur Verfügung steht.
In einer anderen, insbesondere in Fällen, in denen ein ausreichendes Abfallwärmeangebot nict zur Verfügung steht, einsetzbaren Ausführungsform wird zweckmäßig das Streumittel zusammen mit einer mit Feuchtigkeit in exothermer Reaktion reagierenden Substanz aufgebracht, wobei je nach äußeren Umständen oder Einsatzmaterial zweckmäßig die Eisfläche vor dem Aufstreuen oder gleichzeitig mit dem Aufstreuen angefeuchtet wird. Hierbei kann die Feuchtigkeit gesondert durch vorgängiges Besprühen oder aber durch Zumischen zum Streumittel eingebracht werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann als die mit Feuchtigkeit exotherm reagierende Substanz feingemahlenes Caliumcarbid in einer Menge zwischen 1 und 10 Gew.-%, vorteilhaft zwischen 4 und 6 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an trockenem Streumittel eingesetzt werden, in welchem Falle es zur Erzielung der erwünschten Wirkung in den Fällen, in denen die Erhöhung der Griffigkeit von durch trockene Kälte entstandenen Eisflächen in Rede steht, zur Einleitung der Reaktion äußere Fremdfeuchtigkeit zugeführt werden muß. Es kann jedoch als die mit Feuchtigkeit exotherm reagierende Substanz auch gemahlener Branntkalk (CaO) in einer Menge zwischen 1 und 10 Gew.-%, vorteilhaft zwischen 2 und 4 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Streumittel, eingesetzt werden, in welchem Falle es in der Regel der Zugabe von Fremdfeuchtigkeit nicht bedarf. Bei Einsatz dieser Materialien tritt weiterhin der besondere Vorteil auf, daß aufgrund der exothermen Reaktion basische Reaktionsprodukte - Kalkmilch bezw. durch Umsetzung mit atmosphärischem Kohlendioxid Calciumcarbonat - entstehen, die nicht nur als natürliche mineralische Produkte keine Umweltbelastung darstellen sondern im Gegenteil der als Ursache der auftretenden Umweltschäden angesehenen Übersäuerung der Böden entgegenwirken.
Das granulatförmige Streumaterial kann als Gemisch aus dem körnigen Streumittel und dem mit Feuchtigkeit exotherm reagieren den Zuschlagmaterial eingesetzt werden. Es kann jedoch auch in Form von die Zuschlagstoffe sowie ein Bindemittel enthaltenden Pellets einer Korngröße zwischen 0,5 und 1,5 mm Einsatz finden. Hierbei findet als Bindemittel vorteilhaft Kaolin in einer Menge zwischen 1 und 3 Gew.-% oder Kalkhydrat in einer Menge zwischen 5 und 15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an trockenem Streumittel Verwendung.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Beispiele erläutert.
Beispiel 1: Die Masse des Eises beträgt je mm Schichtdicke und ml 917g. Es kann angenommen werden, daß eine effektive Bedeckung der Eisfläche von 5% zur Erzielung einer den Anforderungen genügenden Griffigkeit ausreicht. Da ein Anbauen der Eisfläche im unmittelbaren Umgebungsbereich des Sandkornes zur Erreichung des angestrebten Zweckes genügt, d.h. ein sich über die gesamte Fläche erstreckendes Antauen der Eisfläche nicht erforderlich ist, werden je 1000 m2 zu streuender Straßenfläche jeweils etwa 2,5 kg Calciumcarbid und 90 kg Sand - nach Anfeuchtung - nacheinander auf die Straße aufgebracht. Aufgrund der mit dem Sand eingebrachten Feuchigkeit wird die exotherme Reaktion ausgelöst, durch die auf der Eisfläche Wasserflecken gebildet werden, in denen die Sandkörner teilweise versinken.
Nach Beendigung der exothermen Reaktion erfolgt Gefrieren der Wasserflecken, wobei die Sandkörnchen in die Fläche einfrieren. Es entsteht eine rauhe griffige Oberfläche mit herausragenden, fest in die Eisschicht eingebundenen Sandkörnern.
Beispiel 2: Es werden 90 kg Sand je 1000 m2 zu streuender Fläche mittels heißer Verbrennungsgase auf ca 90" C erwärmt und anschließend verstreut. Der erhitzte Sand taut aufgrund seines Streudruckes die Eisoberfläche unter Bildung einzelner Wasserflecken auf. Nach Gefrieren der Wasserflecken resultiert eine rauhe griffige Oberfläche mit festeingebundenen, über die Eisfläche hinausragenden Sandkörnchen.
Beispiel 3: Es werden etwa 90 kg Sand mit 2,8 kg fein gemahlenem Kalk innig vermischt und auf dem Pelletisierteller zu Granulat einer mittleren Korngröße von 1 mm granuliert. Durch die gemeinsame Pelletisierung ist aufrund der exothermen Reaktion des Kalkes mit der im Eis enthaltenen Feuchtigkeit ein fleckenförmiges Antauen der Eis fläche jeweils im unmittelbaren Umgebungsbereich der Sandlörner gewährleistet. Es entsteht ebenfalls trotz der geringen Einsatzmenge an mineralischem Streumittel eine rauhe Oberfläche mit großer Griffigkeit.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Erhöhung der Griffigkeit von Eisflächen unter Verwendung eines körnigen Streumittels, dadurch gekennzeichnet, daß das Streumittel unter gleichzeitiger Zuführung von Wärme zur Eisschicht in einer Menge aufgebracht wird, daß die Eisfläche oberflächig in einer unterhalb der mittleren Korngröße des Streumittels liegenden Dicke antaut.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Streumittel vorgewärmt und im vorgewärmten Zustand auf die Eisfläche aufgestreut wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Streumittel zusammen mit einer mit Feuchtigkeit in exothermer Reaktion reagierenden Substanz aufgebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisfläche vor dem Aufstreuen oder gleichzeitig mit dem Auf streuen angefeuchtet wird.
5. Granulatförmiges Streumaterial zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einer mit Feuchtigkeit exotherm reagierenden Substanz.
6. Granulatförmiges Streumaterial nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Gehalt an feingemahlenem Caliumcarbid in einer Menge zwischen 1 und 10 Gew.-%, vorteilhaft zwischen 4 und 6 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an trockenem Streumittel.
7. Granulatförmiges Streumaterial nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Gehalt an gemahlenem Branntkalk (CaO) in einer Menge zwischen 1 und 10 Gew.-%, vorteilhaft zwischen 2 und 4 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Stretrmittel.
8. Granulatförmiges Streumaterial nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Streumittel die Form von die Zuschlagstoffe sowie ein Bindemittel enthaltenden Pellets einer Korngröße zwischen 0,5 und 1,5 mm aufweist.
9. Granulatförmiges Streumaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets als Bindemittel Kaolin in einer Menge zwischen 1 und 3 Gew.-% oder Kalkhydrat in einer Menge zwischen 5 und 15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an trockenem Streumittel enthalten.