Mezi rozmrazovací látky, které se na evropském území používají při zimní údržbě silnic, a to buď všeobecně, příležitostně, nebo při různých pokusných zkouškách a testech, patří zejména chlorid sodný, dále chlorid vápenatý, chlorid hořečnatý, močovina, alkoholy, glykoly a CMA. V současné zimní údržbě komunikací se ze všech jmenovaných materiálů díky jejich vlastnostem ale běžně používají jen chlorid sodný a v menší míře chlorid vápenatý.
Chlorid sodný (NaCl)
Je to naprosto nejrozšířeněji používaný výrobek, těžený v solných dolech, nebo i získávaný odpařováním z mořské vody. Chlorid sodný (NaCl) je aktivní i pod -10 °C (eutektický bod má -21,2 °C). V zimní údržbě se používá v pevném stavu, nebo jako solankový roztok.
Relativní velikost zrna má nesmírný vliv na účinnost chloridu sodného - například jemné částečky (< 1 mm) prodlužují dobu setrvání soli na povrchu silnice. Rovněž například také posypová šířka, na jakou může dávkovací rozmetadlo efektivně sypat sůl, závisí na relativní velikosti zrn. Doporučovaná optimální křivka zrnitosti se většinou pohybuje v rozmezí 0,16 - 5 mm.
Produkt se dodává převážně volně ložený a při převzetí musí být zkontrolováno, zda nejsou přítomny cizí látky a zda materiál není nějak znečištěný. Zpomalovač ztvrdnutí, nebo-li tzv. protispékací přípravek, je v posypových solích běžně používán téměř ve všech zemích a obvykle to bývá v malém množství přidávaný ferrokyanid draselný nebo ferrokyanid sodný.
Pro účely zimní údržby komunikací účinkuje chlorid sodný optimálně do teploty zhruba -5 °C až maximálně -7 °C. Pod touto teplotou se již značně zpomaluje jeho tavící schopnost a při teplotách pod -11 °C se v podstatě stává pro zimní posyp už neúčinným. Proto se v některých zemích chlorid sodný při poklesu teploty pod -7 °C běžně používá ve spojení s chloridem vápenatým. Cenový rozdíl mezi oběma výrobky (chlorid vápenatý je až šestkrát dražší než chlorid sodný) je ale také poměrně dosti určujícím faktorem při rozhodování o vhodnosti aplikačního použití daného druhu.
Na závěr je třeba zdůraznit, že chlorid sodný je endotermický, tzn. že vždy potřebuje také určitou externí tepelnou energii k tomu, aby mohl vytvářet komplexní účinek. Proto také začíná jeho působení zpočátku pomaleji. Tato energie je v praxi dodávaná například dopravním provozem, nebo přímo i ze slunečního záření. Různé ovlivňující faktory, jako je třeba vítr (způsobující vypařování), nebo snížení dopravní intenzity, pokles teploty, mohou rovněž značně časově zpomalit rozmrazovací schopnosti této soli.
Chlorid vápenatý (CaCl2)
Tato substance je v podstatě vedlejším produktem výroby sody. Chlorid vápenatý je hygroskopický již od cca 40 % relativní vlhkosti vzduchu a je velmi účinný i při nízkých teplotách až do -35 °C (eutektický bod má až -50 °C). Větší hygroskopičnost materiálu doplňkově povzbuzuje rychlejší počátek rozpouštění. Používá se v pevném stavu, nebo jako solanka s koncentracemi pohybujícími se v rozmezí zhruba mezi 15% až 32%. Nejběžněji používanou solankou je roztok s koncentrací 26%. Jak již bylo uvedeno, chlorid vápenatý se v konkrétním praktickém použití v zimní údržbě dost často používá rovněž ve směsi s chloridem sodným.
Materiál se dodává ve formě vloček, nebo šupin, prakticky čistého hydroxidu vápenatého v tloušťce přibližně 1,25 mm a o průměrné velikosti 3- 3,5 mm. Obsah vlastního chloridu vápenatého se přitom pohybuje v rozmezí cca 77-80%. Vzhledem k jeho značné hygroskopicitě se materiál dodává v dobře utěsněných 50 kg pytlích, aby se vyloučily problémy s jeho skladováním. V případě poškození pytle se totiž vytvoří hexachlorid vápenatý, který výrobek pro potřeby zimní údržby naprosto znehodnocuje. Proto je zapotřebí s tímto výrobkem opatrně manipulovat a důsledně zabránit poškození obalu.
V protikladu k chloridu sodnému, je chlorid vápenatý exotermický. To znamená, že tepelnou energii naopak vydává. Také jeho velká hygroskopicita mu umožňuje dříve získávat vlhkost ze vzduchu nebo ledu a tím také rychleji rozeběhnout vlastní tavící proces.
Chlorid hořečnatý (MgCl2)
Látka je vedlejším produktem při výrobě potaše a používá se ve formě roztoku. Je velmi hygroskopická (ještě více než CaCl2) a v zásadě se v zimní údržbě používá pouze při likvidačním posypu. Jeho použití v preventivním posypu se nedoporučuje, protože může určitým způsobem dokonce snížit přilnavost pneumatik k vozovce, tzn. snížit součinitel tření a tak v podstatě dokonce bezpečnost dopravy zhoršit. Používá se při teplotách nižších než -9 °C (eutektický bod při koncentraci 21 % má -33 °C). Výrobek se převážně přepravuje přímo z výrobny ve formě solného roztoku.
Zdroj: Freepik
Močovina (CO (NH2)2)
Je to krystalická substance dodávaná v zrnité formě o průměrné velikosti zrn cca 1-2 mm. Substance není žíravá, je však velmi lehká a proto snadno odvanutelná větrem. Z tohoto důvodu pro účinnou aplikaci musí být používaná ve směsi s vodou, nebo v některých případech ve směsi s pískem.
Nejnižší bod praktického užití materiálu je o něco vyšší než u NaCl, ale jeho rozmrazovací schopnosti pod teplotou -7 °C velice příkře klesají. Velkou předností je nízký korozivní účinek na materiály. Mimo vysokou pořizovací cenu je zásadním nedostatkem jeho schopnost "nadměrného hnojení", které způsobuje růst bujné vegetace na přilehlých pozemcích a i vodních plochách.
Cena tohoto materiálu je velmi vysoká, až osmkrát vyšší než soli NaCl. I z tohoto důvodu je jeho konkrétní aplikování v zimní údržbě komunikací omezeno pouze pro určité specifické případy, jako jsou například letištní plochy.
V současné době se u některých SÚS v ČR provádí s tímto druhem rozmrazovacího materiálu (pod obchodním označením AQUA gelo) aplikační testy.
Alkoholy a glykoly
Vzhledem k jejich antikorozivním vlastnostem jsou tyto chemikálie používány hlavně na letištních plochách. Při používání těchto produktů dochází k velmi intenzivnímu "vypařování" a jejich bod vzplanutí je nízký. Izopropylalkohol navíc snižuje povrchové napětí rozpouštěné vody, která se pak snadněji dostává do jemných trhlinek povrchu vozovky. Po odpaření alkoholu vlivem zamrznutí vody dochází k destrukci povrchu.
Účinek rozmrazovací tekutiny působí zpočátku optimálněji než NaCl. Proces tání ledu však potřebuje mnohem více času a daleko větší množství rozmrazovacích chemikálií. Alkoholy a glykoly smíšené s vodou také spotřebovávají značné množství kyslíku, proto nesmí ani zředěné roztoky uniknout do povrchových vod.
Vysoká pořizovací cena, slabá účinnost a především negativní účinky těchto chemikálií na životní prostředí zabraňují širšímu uplatnění. Prakticky nikde se nepoužívají při zimní údržbě silnic.
CMA (Calcium Magnesium Acetate)
Již mnoho let zahraniční výzkumní inženýři hledali nějaké nové chemické výrobky schopné nahradit běžně užívané chloridy, které svým účinkem při zimní posypu přece jen mají určitý negativní vliv na silniční povrchy, kovy a životní prostředí. Výzkum byl nakonec korunován v USA objevením výrobku, zkráceně označovaném "CMA". V posledních letech byly s tímto materiálem v několika dalších zemích provedeny rozsáhlé zkoušky, při nichž se došlo k následujícím poznatkům a závěrům:
- Výrobek má nízkou hustotu a je velmi jemný, což způsobuje určité problémy při běžné manipulaci a také při vlastním posypu vozovek (hromadění prachu).
- Někteří pracovníci po jeho aplikaci při zimním posypu trpí dýchacími problémy a kožními vyrážkami zejména na rukou. Operátoři proto při práci s tímto materiálem musí nosit rukavice a ochranné masky na nos a ústa.
- CMA má malou vlastní trvanlivost - stálost a po rozpadu nemá téměř (v porovnání s NaCl a CaCl2) žádný negativní vliv na půdu a vegetaci. Octany ale snižují množství kyslíku vázaného ve vodě. CMA se proto nemá používat v oblastech "citlivých" na podzemní vody, protože octany by mohly proniknout vrstvou zeminy dříve než se biologicky rozloží.
- CMA by tedy měl být méně škodlivý než běžně používané posypové soli. Testy ve velkém měřítku stále ale ještě probíhají.
- CMA nerozpouští led a sníh tak rychle jako posypová sůl. Například abychom získali porovnatelnou fyzikální úroveň tavící účinnosti, bylo by za každé kilo soli zapotřebí použít 2-3 kg materiálu CMA. Efektivní účinnost CMA může být zlepšena jeho smícháním s pískem v poměru 2:1, tzn. že po posypu je nejdříve využita zdrsňující schopnost písku a později tavící schopnost CMA.
- Cena materiálu je ale až neúměrně vysoká a výrobek by proto měl být hospodárně použit pouze na citlivých, naprosto výjimečných lokalitách, které nesnesou použití obyčejných chloridů.
Ze všech těchto poznatků vyplývá, že v nějaké krátké době nemůže být se širším používání CMA uvažováno ve všeobecné rovině. V komplexním pohledu jsou výhody chloridů značně větší a komplexnější.
Všeobecné hodnocení jednotlivých druhů rozmrazovacích materiálů
Nejen z výše uvedeného rozboru jednoznačně vyplývá, že v evropských zemích je pro zimní údržbu komunikací nejvíce rozšířený a doporučovaný jako rozmrazovací materiál obyčejný chlorid sodný NaCl a chlorid vápenatý CaCl2 (pozor - chlorid vápenatý ale má negativní účinky na beton). Močovina, alkoholy a glykoly, vzhledem k jejich neúměrným cenám, mohou být použity jen za zcela limitovaných okolností. CMA je materiál doposud užívaný v experimentálním stádiu a zejména také jeho vysoká pořizovací cena nedovoluje jeho plošnější nasazení v praxi.
Probíhá načítání polohy ...