Akzo Nobel Industrial Chemicals B.V. Vision om vedligeholdelse af vinterveje AkzoNobel Industrial Chemicals sbu Salt 1
Generelle kommentarer: Megen dokumentation om glatførebekæmpelse beskriver erfaringer og/eller måleresultater i forbindelse med koncentrerede salt løsninger, som nogle gange indeholder additiver, der giver drastisk nedsatte frysepunkter. AkzoNobel koncentrerer sig hovedsageligt om afisningsprocesser, der faktisk sker på den behandlede vejoverflade og som faktisk altid resulterer i kraftigt fortyndede salt løsninger. Tydeligvis er nedsættelsen af frysepunktet mindre for fortyndede salt løsninger end, når det drejer sig om koncentrerede opløsninger. Udspredningsmaterialer De udspredningsmaterialer, der bruges, kan inddeles i antiskrid- og afisnings-kemikalier. Indtil 1960 blev der som supplement til traditionel snerydning kun brugt antiskrid-materialer, såsom sand, grus og knuste sten til at holde vejene farbare. Disse materialer er ikke afisningsmaterialer; de giver kun vejoverfladen friktion, så den ikke er glat. I områder med hårde vintre (bl.a. Skandinavien og de alpinske områder) bruges der stadig antiskrid-materialer. Efter 1960 er der i Vesteuropa blevet brugt større og større mængder af afisningskemikalier, der bekæmper isdannelse eller smelter is og sne. Det mest populære afisningskemikalie var natriumklorid (NaCl) og dette er stadig det mest anvendte. Fordele ved brug af natriumklorid er: tilgængeligt i næsten ubegrænsede mængder billigt god nedsættelse af vands frysepunkt til is sikkert at bruge mindre korrosivt end andre kloridholdige afisningskemikalier. Natriumklorid-salt i fast form Natriumklorid (NaCl) er stadig og har i umindelige tider været det mest anvendte kemikalie til glatførebekæmpelse i verden. Det natriumklorid-salt, der normalt anvendes som afisningskemikalie, kan inddeles i: vakuumsalt stensalt havsalt. Vakuumsalt Vakuumsalt udvindes ved minedrift fra saltdepoter i undergrunden. Saltlag i undergrunden opløses i vand og pumpes op til overfladen som saltlage. Denne saltlage filtreres i forskellige trin, hvorefter vandet fordampes i kedler delvist under vakuum og krystalliseres til renset salt. Denne produktionsmetode sikrer, at saltet har en meget høj renhed og en lille kornstørrelse med en jævn kornfordeling. Desuden har utørret vakuumsalt et fugtindhold på ca. 2,8 %, som giver en god adhæsion imod vejoverfladen. Tabel 1 angiver de relevante egenskaber af vakuumsalt ved anvendelse som afisningskemikalie, og Figur 1 viser kornstørrelsesfordelingen. Stensalt Stensalt udvindes ved hjælp af traditionel minedrift. Derved udgraves saltet i undergrunden og sigtes, men renses ikke. Derfor indeholder stensalt forureninger som f.eks. sand, tungmetaller og andre opløselige salte, såsom sulfater. Resultatet er, at indholdet af natriumklorid er lavere og, på trods af sigtningen, at den gennemsnitlige kornstørrelse er grovere og mindre regelmæssig end det er tilfældet for vakuumsalt. Tabel 1 angiver relevante egenskaber af stensalt ved anvendelse som afisningskemikalie, og Figur 1 viser kornstørrelsesfordelingen. 2
Havsalt Havsalt produceres i varme sydlige lande ved at lade solen fordampe vandet. Det salt, der bliver tilbage, kan bedst sammenlignes med stensalt med hensyn til indholdet af forurening og kornstørrelsesfordeling. Tabel 1 angiver de relevante egenskaber af havsalt ved anvendelse som afisningskemikalie. Tabel 1: Egenskaber af vakuumsalt, stensalt og havsalt som afisningskemikalier Vakuumsalt Stensalt Havsalt NaCl-indhold (%) som tørstof 99,9% 95-98% 95-99% Kornstørrelse (80%) (mm) 0,20-0,45 1-3 1-3 Kornstørrelse (X 50 ) (mm) 0,38 1,8 1,8 Kornstørrelse (mm) (maks.) <0,16 mm : 5% <0,16 mm: 2,5% <0,16 mm: 2,5% Kornstørrelse (mm) (maks.) > 1 mm : 1% > 5 mm: 1% > 5 mm: 1% Antiklumpningsmiddel (mg/kg) 0-100 0-100 0-100 Tungmetaller (mg/kg) <0,2 1-3 1-2 Uopløselig (%) < 0,01 1-3 1-3 Andre opløselige stoffer end NaCl < 0,01 1-2 1-2 (%) Sulfater (g/kg) 0,3 0,3-1.5-8 Fugtindhold (%) < 3 < 1 1-5 Bemærk: Andelen af antiklumpningsmiddel udtrykkes som ferrocyanid; dette tilsættes for at modvirke klumpning. Figur 1: Typisk kornstørrelsesfordeling for vakuumsalt og stensalt Kornstørrelsesfordeling af vakuumsalt i forhold til stensalt 60 50 40 Procent (%) 30 20 10 Stensalt Vakuumsalt 0-10 0 2 4 6 8 Kornstørrelse (mm) 3
Vakuumsalt, stensalt og havsalt som afisningskemikalier Som vist i tabel 1 er der kvalitetsforskelle mellem de forskellige typer af salt. Disse forskelle har en betydelig indvirkning på optøningseffekten. Følgende egenskaber er meget vigtige: Renhed: Procentdelen af effektiv substans. Tørt vakuumsalt indeholder 99,9% effektiv substans. Denne procentdel er lavere for stensalt og havsalt, da disse indeholder forureninger såsom tungmetaller, sand og vandopløselige komponenter og ikke kun salt. Homogen kornstørrelsesfordeling: Det er målet at opnå et perfekt spredningsmønster under spredningen uden saltspild og med en ensartet fordeling på vejoverfladen. Det er meget vigtigt, at kornstørrelsen af afisningskemikaliet er ensartet eller inden for et meget smalt interval, så det er muligt at vælge den optimale spredningsindstilling ved spredning af kemikaliet. Kornstørrelsen af vakuumsalt er næsten ensartet (80% mellem 0,20 og 0,45 mm). Vakuumsalt indeholder ingen store korn, der springer op under spredning. Takket være den lille kornfordeling i vakuumsalt er den aktive overflade ca. 6 gange større end i groft salt (stensalt, havsalt). Dette betyder, at optøningseffekten på is og sne også er meget hurtigere. Kornstørrelsen af stensalt og havsalt varierer noget (80% mellem 1,0-3,0 mm), hvilket betyder, at det altid er nødvendigt med et kompromis med hensyn til den optimale spredningsindstilling. Desuden indeholder stensalt og havsalt også et betydeligt antal store korn (3-5 mm), som let kan springe op og ud til siden af vejen under spredningen. Den valgte spredningsindstilling skal forebygge dette så meget som muligt, hvorved de fine dele af stensaltet ikke kan spredes ordentligt. Dette kan ses på billederne (billede 1-4), som er taget under spredning af stensalt og vakuumsalt under identiske betingelser. 4
Billede 1: Våd-spredning af stensalt; 10 gram/m², 30 km/t Billede 2: Våd-spredning af vakuumsalt; 10 gram/m², 30 km/t 5
Billede 3: Våd-spredning af stensalt; 10 gram/m², 30 km/t Billede 4: Våd-spredning af vakuumsalt; 10 gram/m², 30 km/t 6
Alternative afisningskemikalier Udover natriumklorid kan følgende afisningskemikalier anvendes: kalciumklorid, magnesiumklorid, ethylenglycol, urea, natriumformiat, kalium- eller natriumacetat og kalcium-magnesiumacetat. Kalcium- og magnesiumklorid er mest som natriumklorid, men som faste stoffer er de meget hygroskopiske og vanskelige/usikre at forarbejde. Hygroskopiske materialer suger fugt meget kraftigt og forårsager derfor brændemærker på huden. Disse afisningskemikalier er også mere korrosive end natriumklorid på grund af det høje kloridindhold. Alle de andre nævnte afisningskemikalier indeholder organiske komponenter og er reelt ikke-korrosive, men er meget dyrere. Disse typer afisningskemikalier anvendes mest på områder, hvor der ikke tillades korrosion, såsom lufthavne og broer. Den organiske del af disse afisningskemikalier forårsager et forøget biokemisk iltforbrug (BOD = Biogradable Oxygen Demand), som er skadeligt for miljøet. Det biokemiske iltforbrug indikerer, hvor megen ilt der skal optages fra omgivelserne (vand/luft) for at nedbryde afisningskemikaliet. Miljø Enhver spredning af afisningskemikalier for at bekæmpe isdannelsen har en bivirkning på miljøet som resultat af den mængde salt, der ender i vejsiden og/eller afløbssystemet. Udover det omkostningsmæssige aspekt gøres der også anstrengelser for at holde miljøpåvirkningen så lille som muligt ved at sprede så effektivt som muligt med så lidt salt som muligt. Det er også meget vigtigt, at det salt der spredes, ikke indeholder nogen miljøskadelige dele, såsom tungmetaller eller uopløselige komponenter. Tungmetaller er miljøskadelige. Maksimalt tilladt koncentration (Maximum Permissible Concentrations (MPC)) og Ubetydelige koncentrationer (Negligible Concentrations (NC)) er anvendelige vurderingssystemer til vurdering af effekten af uundgåelige tilførsler af miljøskadelige substanser til jord og grundvand. Den ubetydelige koncentration (NC) sættes til en hundrededel af MPC og anses for kun at forårsage en ubetydelig risiko. Selvom valget "100" er vilkårligt, er det almindeligt anvendt og baseret på sikkerhedsovervejelser. Tabel 2: Ubetydelig koncentration (NC) og maksimalt tilladt koncentration (MPC) af tungmetaller+ Arsenik med hensyn til miljøforurening (Værdier baseret på den hollandske situation) Komponent NC-værdi MPC-værdi (mg/kg) (mg/kg) Arsenik 0,43 43 Barium 0,86 86 Cadmium 0,03,3 Chrom 0,36 36 Cobalt 0,3 3 Kobber 0,31 31 Kviksølv 0,065 6,5 Bly 3,1 310 Molybdæn 64 6400 Nikkel 0,25 25 Zink 1,5 1500 Da vakuumsalt er rent, er alle koncentrationer af ovennævnte komponenter godt under NC-værdien. Dette er ikke tilfældet for stensalt og havsalt og afhænger oprindelsen. Det er normalt tilfældet, at koncentrationerne i stensalt og havsalt er under MPC-værdien, men at nogle af komponenterne er over NC-værdien.
Glatførebekæmpelse: Glatførebekæmpelse med salt kan udføres på to måder, nemlig: forebyggende eller behandlende. Oprindeligt var saltspredning altid behandlende ved brug af tørt salt: såkaldt "tørsaltning". Fra 190 blev forebyggende saltspredning udført under visse betingelser ved brug af vådt salt: såkaldt "vådsaltning". 1. Forebyggende: afisningskemikaliet spredes på vejoverfladen inden, der er sket nogen frysning eller inden der er faldet eventuel nedbør, som forårsager isdannelse (frysende regn eller sne): den nødvendige mængde afisningskemikalie er normalt 10 g/m². 2. Behandlende: hvis der allerede er dannet is, spredes salt til behandling af denne tilstand: den nødvendige mængde afisningskemikalie er normalt 10 20 g/m². Forebyggende saltspredning betyder, at vejoverfladen forhindres i at fryse og, hvis det sner, at det sammenpressede snelag er lettere at fjerne, fordi det ikke klæber fast på vejoverfladen. I øjeblikket udføres forebyggende saltspredning så meget som muligt i Vesteuropa. Saltet kan spredes på vejoverfladen i enten tør eller våd tilstand, selvom tørsaltning ikke anvendes så meget, fordi saltet spredes til vejsiderne. Glatførebekæmpelse i Holland udføres mest som forebyggende saltspredning med vådt salt. Ved at gøre saltet vådt opnår man, at det spredes mindre (hovedsageligt i tilfælde af tørt vakuumsalt og tørt stensalt) og at der havner mindre mængde salt i vejsiden på grund af, at store saltkrystaller springer op og ud til siden (stensalt og havsalt). Når der spredes vådt salt, blandes fast salt og saltlage på saltsprederens spredetallerken i forholdet 0% fast salt og 30% saltlage. Den normale dosis i tilfælde af forebyggende saltspredning er 10 g/m² af (vådt) vejsalt. Til slut vil der ligge 5,3, gram NaCl/m² på vejoverfladen, hvis der anvendes NaCl-saltlage til fugtning. Tabel 3: Almindelige doser af vejsalt for forskellige typer iskulde: (kilde: Publikation 20 CROW) (Værdier baseret på den hollandske situation) Type af iskulde Frysning af våde dele af vejen Forebyggende, vådsaltning Behandlende, vådsaltning Behandlende, tørsaltning Kondenserende og/eller frysende tåge Forebyggende, vådsaltning Behandlende, vådsaltning Behandlende, tørsaltning Sne Forebyggende, vådsaltning (forebyggelse af adhæsion) Behandlende, tørsaltning (efter snerydning) Frysende regn Forebyggende, vådsaltning Behandlende, våd- eller tørsaltning Ikke-porøse vejoverflader (g/m²) 15 20 10 10 15 20 15 20 15 20 (våd) 20 40 (tør) Porøse vejoverflader (g/m²) 2 x eller 1 x 14 Anvendes normalt ikke Anvendes normalt ikke 15 20 15 20 15 20 15 20 (våd) 15 20 (tør) Saltlage til vådsaltning 8
Følgende saltlagetyper bruges normalt til fugtning af vejsaltet: 20-22% NaCl 16% CaCl 2 15% MgCl 2 o I Holland bruges hovedsageligt NaCl-saltlage og i mindre omfang 16% CaCl 2 - saltlage; procentangivelserne er baseret på vægt. Natriumklorid-saltlage (NaCl) kan erhverves ved at: 1. købe færdig saltlage direkte fra leverandøren, f.eks. AkzoNobel, så det ikke er nødvendigt at købe opløsningsmiddel Saltlage fra AkzoNobel indeholder ikke antiklumpningsmiddel (ferrocyanid) i modsætning til opløsning af fast salt, hvor antilklumpningsmidlet opløses saltlagen 2. opløse NaCl i et opløsningsmiddel. Kalciumklorid-saltlage (CaCl 2.2H 2 O) kan erhverves ved at: 1. købe færdig saltlage direkte fra leverandøren 2. købe 33% saltlage fra leverandøren og fortynde den 1-til-1 med vand til en 16% saltlage 3. opløse CaCl 2 i et opløsningsmiddel, hvilket danner CaCl 2.2H 2 O-saltlage Magnesiumklorid-saltlage (MgCl 2.2H 2 O) kan erhverves ved at: 1. købe færdig saltlage direkte fra leverandøren 2. købe 30% saltlage fra leverandøren og fortynde den 1-til-1 med vand til en 15% saltlage 3. opløse KgCl 2 i et opløsningsmiddel, hvilket danner MgCl 2.2H 2 O-saltlage Opløsning af vejsalt til fremstilling af saltlage Når stensalt og havsalt opløses, bliver ca. 2% ikke opløst i saltlagen og resterer i opløsningen som en uopløselig del. Omkring 50 % af de tungmetaller, der findes i stensalt, opløses i vand, og de resterende 50% findes i de uopløselige dele. I 1.000 kg stensalt kan der være en resterende mængde på op til 2,5 gram tungmetaller i 1 kg uopløselige dele (kemisk affald?). Dette er ikke tilfældet ved opløsning af vakuumsalt, da det opløses fuldstændigt og ikke indeholder tungmetaller. Vakuumsalt opløses også mærkbart hurtigere på grund af den lille kornstørrelse. Effektiviteten af natriumklorid og kalciumklorid Effektiviteten af et afisningskemikalie bestemmes af: 1. dets evne til at smelte is og sne 2. dets nedsættelse af vands frysepunkt. Som regel anvendes hovedsageligt NaCl-salt og -saltlage og (i mindre udstrækning) CaCl 2 -saltlage som afisningskemikalier. I det følgende vil vi mere detaljeret gennemgå optøningsegenskaberne for disse to afisningskemikalier. Evne til at smelte is og sne Smeltningsevne udtrykkes som den mængde is, der smelter ved brug af 1 kg salt som afisningskemikalie ved en temperatur på -5 C. Natriumklorid og kalciumklorid har følgende smeltningsevner. 9
Smeltningsevne ved -5 C salt kg smeltet is 1 kg NaCl 11.5 1 kg CaCl 2 8.0 Figur 2: Smeltningsevne af NaCl og CaCl 2 Smeltningsevne er en funktion af temperatur 50 CaCl2.2H2O 40 NaCl Smeltningservne (kg is/kg salt) 30 20 10 0 0,0-1,0-2,0-3,0-4,0-5,0-6,0 -,0 Temperatur ( C) -8,0-9,0-10,0-11,0 Det er kun ved opløsning af CaCl 2 som fast stof, at der opstår en eksoterm reaktion, som afgiver varme og omdanner CaCl 2 til CaCl 2.2H 2 O (kalciumklorid-saltlage). Fortynding/behandling af kalciumkloridsaltlagen skaber ikke en eksoterm reaktion. Derfor danner anvendelse af kalciumklorid-saltlage som glatførebekæmpelsesmateriale ingen varme. Det er ikke behageligt at håndtere kalciumklorid i fast form, da det er meget hygroskopisk og derfor irriterer huden, øjnene og lungerne. Disse egenskaber er de samme for magnesiumklorid. Natriumklorid har ikke disse negative egenskaber og er derfor lette og behagelige at håndtere. Natriumklorid danner ikke nogen eksoterm reaktion, når det opløses. Nedsættelse af vands frysepunkt til is 10
En nedsættelse af frysepunktet betyder, at den temperatur, ved hvilken en væske bliver fast, reduceres når andre stoffer opløses i væsken. Når det gælder glatførebekæmpelse sikrer det afisningskemikalie, der opløses i isvandet, at isvandet fryser ved en lavere temperatur end 0 C. Størrelsen af nedsættelsen af frysepunktet afhænger af den anvendte type opløste stof (afisningskemikalie) og typen af opløsningsmiddel (vand). Antallet af partikler i afisningskemikaliet, der opløses og molekylvægten er også vigtig. Jo flere partikler der opløses, desto mere nedsættes vandets frysepunkt. Dette bliver dog ofte ophævet af en højere molekylvægt. En nedsættelse af frysepunktet er grundlaget for glatførebekæmpelse ved hjælp af enhver type salt og/eller saltlage. Maksimal nedsættelse af frysepunktet med koncentrerede saltlage løsninger Den maksimalt opnåelige nedsættelse af frysepunktet med forskellige saltlage løsninger er: -21 C for NaCl-saltlage (23% w/w) -54 C for CaCl 2 -saltlage (30% w/w) I tilfælde af højere koncentrationer omdannes NaCl til hydratform (NaCl.2H 2 O) og CaCl 2.2H 2 O til CaCl 2.6H 2 O. Begge komponenter udfældes som faste stoffer (som kan resultere i iskulde). 22% NaClsaltlage fryser ved -19 C. Det samme frysepunkt opnås med 20,6% CaCl 2 -saltlage. Figur 3 viser iskurverne for NaCl-saltlage, CaCl 2 -saltlage og MgCl 2 -saltlage. Nedsættelse af frysepunktet med fortyndede saltlage løsninger De nedsættelser af frysepunktet, der opnås med fortyndet NaCl, CaCl 2 - og MgCl 2 -saltlage er reelt de samme som en koncentration på 13,%, som svarer til en nedsættelse af frysepunktet til -10 C. Figur 3 viser, at den nedsættelse af frysepunktet til en temperatur på -10 C, der opnås ved brug af NaClsaltlage, er en smule bedre end nedsættelsen af frysepunktet ved brug af CaCl 2 - og MgCl 2 -saltlage med samme koncentration. Figur 3 Iskurver og opløsninger af NaCl, NaCl.2H 2 O, MgCl 2, CaCl 2.2 H 2 O and CaCl 2.6H 2 O 40 30 20 Arbejdsområde i praksis NaCl Temperatur ( o C) 10 0-10 -20-30 CaCl 2 Is 13.% NaCl MgCl 2 NaCl.2H 2 O CaCl 2.6H 2 O -40-50 Is -60 0 10 20 30 40 50 Saltkoncentration (w% NaCl, w% MgCl 2, w% CaCl 2) Bemærk: Temperaturer lavere end -10 C er ualmindelige i Holland. Ved disse lave temperaturer er luftfugtigheden også lav og der er lidt eller intet nedbør. Dette betyder, at der reelt ikke er brug for glatførebekæmpelse. 11
Koncentration af den fremstillede saltlage efter saltspredning I tilfælde af forebyggende vådsaltning spredes der ca. 10 gram (vådt) salt pr. m² på vejoverfladen. Den fortyndede saltlage, der er resultatet af dette, skaber en nedsættelse af frysepunktet på kun ca. 0,5 til 2 C. Imidlertid fremmes optøningseffekten af trykket fra trafikken, der kører på vejen. Teoretisk gennemgang af nedsættelse af frysepunkt Når der spredes (vådt) salt, fordeles en bestemt mængde salt på vejoverfladen. Hvis der er et lag af is eller sne på vejoverfladen, opløses saltet og fortyndes af det opståede isvand. Hvis der er 0,5 mm is eller 5 mm sne på 1 m² vejoverflade, svarer dette til en optøet mængde på 0,5 liter isvand. Under forudsætning af anvendelse af 10 g/m² afisningskemikalie i overensstemmelse med vådsaltningsproceduren (=, g NaCl pr. m²), dannes der en fortyndet saltlage med en koncentration på 15,4 gram NaCl pr. liter eller 1,54%. Nedsættelse af frysepunktet (RFP) af fortyndede saltlage løsninger kan beregnes ved anvendelse af van t Hoff ligningen. RFP ( C) = K * n * koncentration af afisningskemikalie i vand (g/kg) molekylvægt af afisningskemikalie (g/mol) K = konstant = 1,86 for vand n = antallet af ioner, der produceres når 1 molekyle af afisningskemikalie opløses (i vand). Under forudsætning af forebyggende saltspredning i overensstemmelse med vådsaltningsproceduren med en dosis på 10 g/m² på et 0,2 mm lag is eller et 2 mm lag sne, begge svarende til 0,2 liter isvand pr. m², kan nedsættelsen af frysepunktet beregnes for forskellige saltlage løsninger. Tabel 4: Vådsaltning: 10 g afisningskemikalie/m² ( g fast salt + 3 g saltlage) på 0,2 mm is eller 2 mm sne NaCl + saltopl. til vådsaltning Vægt Volumen Dækning af Fast Molekylvægt VPD konc. konc. vejoverflade salt % g/l g/m² g/mol g/m² C NaCl (fast) 58.5 2.23 + NaCl-saltopl. 22 256.1 0.66 58.5.66 2.44 + CaCl 2 -saltopl. 16 182.2 0.48 111.1.48 2.35 + MgCl 2 -saltopl. 15 168.8 0.45 95.2.48 2.36 Hvis der kun spredes saltlage som forebyggelse, vil frysepunktet blive nedsat som angivet i tabel 5. Der anvendes generelt en mængde på 20 ml/m² til forebyggende spredning. Hvis man imidlertid ønsker at opnå den samme nedsættelse af frysepunktet med CaCl 2 - og/eller MgCl 2 -saltlage, skal der bruges en større mængde af begge salttyper. 12
Tabel 5: Spredning af saltlage: 20 ml/m² på 0,2 mm is eller 2 mm sne Afisningskemikalie Vægt konc. Volumen konc. Dækning af vejoverflade Molekylvæ gt Nedsættelse af frysepunkt % g/l g/m² g/mol C NaCl 22 256.1 5.12 58.5 1.63 CaCl 2 16 182.2 3.64 111.1 0.92 MgCl 2 15 168.8 3.38 95.2 0.99 Nødvendigt for en nedsættelse af frysepunktet på 0,65 C ml/m² C NaCl 22 20 1.63 CaCl 2 16 36 1.63 MgCl 2 15 33 1.63 Resultaterne i tabel 5 viser tydeligt, at der kræves betydeligt mere CaCl 2 - og/eller MgCl 2 -saltlage for at opnå den samme nedsættelse af frysepunktet end med NaCl-saltlage. Glatførebekæmpelse med spredning af NaCl-saltlage Iskulde forårsaget af let snefald eller et tyndt lag is på vejen kan behandles vellykket ved udspredning af saltlage. Fordelen ved spredning af saltlage sammenlignet med vådsaltning er, at vejoverfladen dækkes fuldstændigt og at optøningseffekten indtræffer øjeblikkeligt. Især på veje med lav trafikintensitet, såsom gangstier og cykelstier, og på dage med mindre trafik, som f.eks. weekender og helligdage, er saltlage hurtigt mere effektiv end fast salt, fordi saltet ikke fordeles så godt ved mindre trafik. På grund af den gode dækning af hele vejen kan mængden af NaCl/m² også reduceres meget mere end ved spredning af fast salt. Ved (våd-)saltning anvendes minimum g/m². Tabel 6 giver flere eksempler på nedsættelse af frysepunktet med forskellige mængder af saltlage med 0,2 mm is eller 2 mm sne på vejoverfladen. Tabel 6: Nedsættelse af frysepunktet med forskellige mængder af 22% NaCl-saltlage, brugt som afisningskemikalie Dosis Dækning af vejoverflade med NaCl Nedsættelse af frysepunkt ml/m² g/m² C 10 2.56 0.81 20 5.12 1.63 30.68 2.44 Hvis der spredes 30 ml/m² af NaCl (22%), opnås der samme nedsættelse af frysepunktet som ved forebyggende saltning med 10 g/m² af vådt salt (se tabel 4). Ved spredning af 30 ml (22%) NaCl-saltlage kan 4,1 km vejoverflade i 8 meters bredde blive behandlet med samme effekt med 1.000 liter saltlage som ved forebyggende vådsalting med 10 g/m². En specifik fordel ved AkzoNobel's metode til glatførebekæmpelse med saltlage er, at den ikke indeholder antiklumpningsmiddel (Fe(CN) 6 ) og er meget holdbar. Hvis fast salt opløses for at fremstille saltlage, bliver antiklumpningsmiddel opløst i saltlagen. 13
Tilsætning af additiver til vejsalt for at nedsætte frysepunktet yderligere Et effektivt afisningskemikalie skaber en betydelig nedsættelse af frysepunktet for isvandet. Selvom natriumklorid i sig selv er et effektivt afisningskemikalie, tilsættes der nogle gange additiver for at nedsætte frysepunktet af isvand endnu mere (f.eks. til -19 C). Imidlertid tager disse additiver ofte form af melasser. Melasser er et affaldsprodukt fra sukkerproduktion. Imidlertid, hvis nedsættelsen af frysepunktet beregnes for melasser (sukker) ved hjælp af van t Hoff ligningen, er den ekstra nedsættelse af frysepunktet, der opnås på grund af tilsættelse af melasser til vejsaltet, reelt nul. Denne påstand underbygges af udførte tests, hvor frysepunkter bestemmes i forskellige "isvandsprøver", hvortil der enten er eller ikke er tilsat melasser. Effekten af tilsætning af melasser kunne ikke kvantificeres i forhold til vejsalt uden tilsætning. Tabel : Isvandsprøver med forskellige mængder vejsalt med eller uden melasser Saltspredning med natriumklorid, med eller uden melasser, med Sammensætning (koncentration i 1 liter isvand) Teoretisk nedsættelse af frysepunkt Målt nedsættelse af frysepunkt 1 mm is eller 10 mm sne på vejoverfladen ( C) ( C) 10 gram NaCl/m² 10 g NaCl/l 0. 0.4 10 gram NaCl + 3% melasser/m² 9, g NaCl + 0,3 g melasser/l 0. 0.4 100 gram NaCl/m² 100 g NaCl/l 6.2 100 gram NaCl + 3 % melasser/m² 9 g NaCl + 3 g melasser/l 6.2 Melasser blandet i NaCl-saltlage Sammensætning Afisnings-saltlage til vådsaltning 22% NaCl 19.2 18. Afisnings-saltlage til vådsaltning + 10% melasser 22% NaCl + 10% NaCl 1.2 18.0 Bemærkninger: 1. Den målte nedsættelse af frysepunktet bestemmes ved termisk analyse. 2. Analysen af 10 g NaCl/m² med eller uden melasser falder inden for udstyrets nøjagtighed (+/- 1 C), men det tydeligt at der ikke kan måles nogen forskel. 3. Beregnede VPD'er for 22% NaCl-saltlage er en tilnærmelse til den faktiske værdi, da van t Hoff ligningen kun gælder for fortyndede opløsninger; også her er der ingen væsentlig effekt af melasser. Dataene i tabel viser, at tilsætning af melasser til salt ikke har nogen ekstra effekt med hensyn til nedsættelse af frysepunkt. Selv hvis der spredes 100 gram salt + 3% melasser, er der ingen væsentlig nedsættelse af frysepunktet pr. m² sammenlignet med, hvis der udelukkende spredes salt. 14
Tabel 8 viser teoretisk beregnede nedsættelser af frysepunktet for forskellige afisningskemikalier. Tabel 8: Nedsættelse af frysepunktet beregnet i overensstemmelse med van t Hoff ligningen for forskellige afisningskemikalier ved en koncentration på 100 g/kg i (is)vand K(vand) = 1,86 Nedsættelse af frysepunktet med 100 gram/kg for forskellige afisningskemikalier Antal partikler i Nedsættelse af Molekylvægt opløsningen frysepunkt (g/mol) (n) ( C) NaCl (natriumklorid) 58.5 2 6.4 CaCl 2 (kalciumklorid) 111 3 5.0 MgCl 2 (magnesiumklorid) 95.2 3 5.9 Sakkarose (sukker) 342 1 0.5 Ethylenglycol 62.1 1 2.9 CMA (kalcium-magnesiumacetat) 300.6 4 2.5 Natriumformiat 68.0 2 5.5 Urea 60.1 1 3.1 Kaliumacetat 98.2 2 3.8 Natriumacetat 82.0 2 4.5 Bemærk: Den største nedsættelse af frysepunktet i is/sne opnås ved brug af NaCl. Spredningsegenskaber for vakuumsalt og stensalt Spredningstest Der blev gennemført en sammenlignende spredningstest med vakuumsalt og stensalt for at vise spredningsegenskaberne for forskellige salttyper. Til dette formål blev en længde på 6-8 meter asfaltvej inddelt i områder på 1m² over hele vejens bredde. De forskellige typer vejsalt blev spredt på den inddelte strækning ved samme hastighed (30 km/t) ved hjælp af vådsaltningsmetoden. Derefter blev saltet inden for hvert område suget op ved hjælp af våd-sugning og mængden af salt i hvert område blev beregnet via en analysemetode. Dette viste, at 10-15% stensaltet gik tabt sammenlignet med vakuumsaltet, fordi de grove korn springer ud til vejsiden. Alternativt antiklumpningsmiddel Der tilsættes et antiklumpningsmiddel til vejsalt for at forhindre sammenklumpning af saltet. Det anvendte middel er kaliumferrocyanid: K 4 Fe(CN) 6 eller natriumferrocyanid: Na 4 Fe(CN) 6, hvor ferrocyanid er den aktive komponent og tilsættes til vejsalt i en koncentration af 0-100 mg/kg. I øjeblikket er AkzoNobel langt fremme med udviklingen af et antiklumpningsmiddel, der ikke indeholder cyanider, er miljøvenligt og tillige biologisk nedbrydeligt. 15