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Report (Bericht) zugänglich unter
URL: http://bast.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2011/136/


Optimierung der Anfeuchtung von Tausalzen

Optimisation of moistening of de-icing salts

Badelt, Horst ; Seliger, Reinhold ; Moritz, Karl ; Scheurl, Simon ; Häusler, Gerd

Bundesanstalt für Straßenwesen

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Auftaumittel , Ausrüstung , Deutschland , Forschungsbericht , Lösung (chem) , Natriumchlorid , Verfahren , Verminderung , Verteilung (mater) , Wassergehalt
Freie Schlagwörter (Englisch): Decrease , Deicing , Equipment , Germany , Method , Noisture content , Research report , Sodium chloride , Solution (chem) , Spreading
Collection: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 26 Entwässerung, Frost, Auftauen
Institut: Abteilung Straßenverkehrstechnik
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften
Dokumentart: Report (Bericht)
Schriftenreihe: Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe V: Verkehrstechnik
Bandnummer: 156
ISBN: 978-3-86509-687-6
Sprache: Deutsch
Erstellungsjahr: 2007
Publikationsdatum: 03.08.2011
Kurzfassung auf Deutsch: Tauleistungsmessungen im Labor widersprechen der häufig geäußerten Annahme, dass Feuchtsalz aufgrund der Anfeuchtung deutlich schneller reagiert als getrocknetes Natriumchlorid. Auf Eisplatten aufgetragenes trockenes Natriumchlorid beginnt praktisch sofort mit einer Tauwirkung. Die bessere Wirkung des Feuchtsalzes im Vergleich zu trocken ausgebrachten Tausalz in der Praxis entsteht nur durch wesentlich geringeren Verwehverluste während und nach dem Ausbringen. Ausgehend von dieser Erkenntnis entstand die Überlegung, inwieweit durch eine Verringerung des Lösungsanteils bei der Anfeuchtung des Trockenanteils (Anfeuchtungsgrad) im gleichen Umfang eine Verwehung verhindert werden kann. Eine Verringerung der Lösungsanteile soll Kosten für die Lösungen senken, die heute erforderliche, im Vergleich zum Trockensalz lange Ladezeit senken und gegebenenfalls die mögliche Lademenge von tauwirksamen Trockenstoffen für eine längere Streustrecke erhöhen. Zunächst fanden Tauleistungsmessungen im Labor mit Natriumchlorid und unterschiedlichen Anfeuchtungsgraden statt, anhand deren Ergebnissen sich keine Senkung der Tauleistung infolge der Reduzierung der Lösungsmenge bei gleichbleibendem Trockenstoffanteil ableiten ließ. Die Messergebnisse führten allerdings zu teilweise unterschiedlichen Aussagen, die vorrangig auf die Genauigkeit des Messverfahrens zurückgeführt werden. Durchgeführte Praxisversuche zeigten, dass eine reduzierte Anfeuchtung nicht zu höheren Verwehverlusten führen muss. Die Streubilder wurden dabei visuell beim Ausbringen durch eine Hinterherfahrt beurteilt. Ein geänderter Anfeuchtungsgrad führt nach den durchgeführten Beobachtungen zu einem geänderten Flugverhalten der Tausalze vom Streuteller. Dieses führte wiederum zu ungleichmäßigeren Verteilungen der Tausalze auf der Fahrbahn. Eine Korrektur dieses geänderten Wurfverhaltens war an den eingesetzten Streumaschinentypen nicht möglich. Anhand der Versuche waren auch sehr deutliche Unterschiede zwischen den eingesetzten Streumaschinentypen erkennbar. Während ein Maschinentyp eine Absenkung des Anfeuchtungsgrades unter 30 ohne wesentlich höhere Verwehverluste zulässt, hatte ein anderer Maschinentyp Schwierigkeiten, bei dem Anfeuchtungsgrad 30 eine vollständige Anfeuchtung zu erreichen. Eine verringerte Lösungsmenge ohne Erhöhung der Verwehverluste setzt nach den Beurteilungen eine optimale Anfeuchtungstechnik voraus, die bei einem eingesetzten Typ nach einer Korrektur des Wurfverhaltens auch erreichbar scheint. Diese Korrektur war aber an der eingesetzten Streumaschine nicht möglich. Ein weiteres wesentliches Ergebnis der Versuche war der Einfluss der Tausalze auf die Streubilder. Bei der Streudichte konnten bei gleichen Einstellungen Differenzen über 25 % infolge unterschiedlicher Salzqualitäten (Korngrößen, Feuchtigkeitsgehalt) erkannt werden. Ebenso ergab sich ein sehr unterschiedliches Wurfverhalten bei den unterschiedlichen Tausalzqualitäten. Diese Erkenntnisse zeigen den sehr hohen Einstellbedarf für die Streumaschinen in Bezug zu den eingesetzten Tausalzen. Da die genutzten Streumaschinen sich bei einem verringerten Anfeuchtungsgrad nicht so einstellen ließen, dass ein optimales Streubild erreicht wird, wurden die Untersuchungen eingestellt. Zwischenzeitlich erkannte Mängel an weiteren Streumaschinen aus dem laufenden Betrieb verschiedener Straßenbauverwaltungen mit dem FS30-Verfahren weisen auf einen erhöhten Prüf- und Justierbedarf hin. Diese Probleme müssen zunächst geklärt werden, bevor an eine weitere Optimierung der Tausalzausbringung gearbeitet wird. Technische Weiterentwicklungen der Streumaschinen für eine verringerte Anfeuchtung im Sinne des ursprünglich geplanten Projektzieles laufen ebenfalls. Die müssen dann gegebenenfalls in ihrer Wirkung geprüft werden.
Kurzfassung auf Englisch: Thawing measurements in the laboratory contradict the frequently made assumption that moist salt reacts much faster than dry sodium chloride due to moistening. Dry sodium chloride applied to ice slabs starts thawing almost immediately. The improved effect of the moist salt compared to de-icing salt applied in a dry condition in practice is only formed through considerably less loss when blown over and after application. Based on this finding, we looked into what extent, blowing over can be prevented by moistening the dry part (degree of moistening) at the same level by reducing the soluble part. A reduction in the soluble parts will decrease costs for the solutions as well as the long loading period compared to dry salt nowadays and if necessary the possible loading quantity of dry substances effective in thawing for a longer scattering route. Initially, thawing measurements took place in the laboratory with sodium chloride and different degrees of moistening, based on whose results no decrease in thawing performance as a consequence of the reduction of the soluble amount at a proportion of dry substance that remained the same, could be deduced. However, the measurement results led to partly differing statements which were mainly based on the accuracy of the measurement process. Practical tests conducted showed that a reduced moistening does not have to lead to higher losses in the degree of blowing over. The scattering images were assessed visually during application by driving on it afterwards. A changed degree of moistening after the conducted observations leads to a changed scattering behaviour of the de-icing salts when being applied from the scattering plate. This again leads to a more uneven distribution of the de-icing salts on the road. A correction of this changed throwing behaviour was not possible on the types of scattering machines used. Very clear differences between the scattering machine types used could be seen based on the tests. Whereas one machine type permits a reduction in the degree of moistening less than 30 without any considerably large losses when blown over, it was difficult to reach a complete degree of moistening with another machine type at 30. A reduced quantity of solution without an increase in the losses during blowing over requires an optimal moistening method according to assessments, which seems possible to achieve with one of the types used after a correction in the throwing behaviour. However, this correction was not possible in the case of the scattering machine used. Another important result of the tests was the influence of the de-icing salts on the scattering images. Differences of over 25% could be found at that scattering density with the same ad-justments as a consequence of different salt qualities (grain sizes, moisture content). There was also a very different throwing behaviour with the different qualities of de-icing salts. These findings show the very high requirement for adjustment in the scattering machines as far as the de-icing salts used are concerned. The investigations were discontinued since the scattering machines used could not be adjusted at a reduced degree of moistening so that an optimal scattering image was reached. Defects found meanwhile on other scattering machines from running operations at various road construction authorities with the FS30 procedure, indicate an increased requirement for testing and adjustment. These problems must first be clarified before working on a further optimisation in the application of de-icing salts. Continued technical developments on the scattering machines for a reduced moistening as per the originally planned objective of the project are also underway. These have to be tested for effectiveness, if necessary.