Takaisin blogiin

CaCl₂ teiden pölyntorjunnassa ja stabiloinnissa

Kirjoittanut Suren Mishra, Ph.D | 21. tammikuuta 2021

21. tammikuuta, 2021

Johdanto

Maailmanlaajuisesti suurin osa tavaroista, materiaaleista ja elintarvikkeista siirretään lähtöpaikasta määränpäähän tavanomaisia maanteitä pitkin, sillä junien kapasiteetti ja ulottuvuus ovat rajalliset. Yhdysvalloissa on noin neljä miljoonaa kilometriä tiestöä, johon kuuluu päällystettyjä valtateitä, moottoriteitä, maksullisia teitä, kaupunkien ja esikaupunkien katuja sekä lukemattomia maaseututeitä, joista monet ovat päällystämättömiä. Itse asiassa noin 35 prosenttia Yhdysvaltojen teistä on päällystämättömiä, ja liikenne näillä teillä voi levittää valtavia pölymääriä. Vanhenevat tiet vaativat säännöllistä kunnossapitoa ja jopa suuria korjauksia, olivatpa ne sitten päällystettyjä tai päällystämättömiä.

Pölyntorjunta ja päällystämättömien teiden stabilointi

Pölyn leviäminen on suuri ongelma päällystämättömillä teillä, sillä se peittää selkeän näkymän ajoradalle ja liikenteeseen, vahingoittaa tienvarren kasvillisuutta ja läheisiä viljelyksiä sekä aiheuttaa terveysriskejä. Ratkaisu on kuitenkin yksinkertainen ja edullinen: TETRA ROADMASTER™ liuosmainen kalsiumkloridi CaCl₂ :ta on käytetty jo vuosikymmeniä turvallisena ja edullisena pölynhallinta- ja stabilointikeinona päällystämättömillä teillä ja muilla pinnoilla, kuten sorapintaisilla pysäköintialueilla ja varastopihoilla. CaCl₂ :n  hygroskooppiset ja kostuttavat ominaisuudet pitävät käsitellyn pinnan kosteana laajalla lämpötila- ja kosteusalueella, mikä estää pölyn muodostumisen.

TAULUKKO 1 - Minimilämpötilat ja vastaavat suhteelliset kosteudet, joissa CaCl₂ imee kosteutta ilmakehästä.

Kuten taulukosta 1 käy ilmi, jopa silloin, kun tienpinnan lämpötila nousee 37,7 °C:een (100 °F) tai ylittää sen 20 prosentin suhteellisen kosteuden vallitessa - mikä on yleistä Yhdysvaltain aurinkovyöhykkeen osavaltioissa ja muilla subtrooppisilla ja trooppisilla alueilla - _CaCl2 pystyy edelleen imemään kosteutta ilmakehästä. Samoin alhaisemmissa lämpötiloissa ja korkeammissa suhteellisissa kosteuksissa  CaCl₂ imee edelleen ilmakehän kosteutta ja sitoo sitä, mikä estää pölyämistä.

Pölynsidontaan ja stabilointiin tarvittava ROADMASTER CaCl₂ -määrä riippuu käsiteltävän tien kiviaineksen raekokojakaumasta sekä tien ja alueen ympäristöolosuhteista. Tyypillinen käyttö tarkoittaa noin 35 % :sta CaCl₂  liuosta, jota levitetään valmistellulle pinnalle noin 0,35 gallonaa neliömetriä kohti, ja tien säännöllistä kunnossapitoa noin 0,20 gallonaa neliömetriä kohti liikennemäärästä riippuen. Suuri liikennemäärä ja ankarat ilmasto-olosuhteet voivat edellyttää CaCl₂  liuoksen täydellistä uudelleenlevittämistä vuosittain tai kausittain.

Tiepohjan rakentaminen ja uusiminen

TETRA ROADMASTER TETRA ROADMASTER CaCl₂ :n ominaisuuksista hyötyvät myös uudet ja kokonaan uusittavat tiet. Tien alla olevan kiviaineksen asianmukainen tiheys ja siten sen vakaus riippuu suuresti optimaalisen kosteuden ylläpitämisestä. Kiviaines, jonka kosteuspitoisuus on optimaalisen alueen ulkopuolella - joko liian kuiva haihtumisen vuoksi tai liian märkä runsaiden sateiden ja kosteuden pidättymisen vuoksi - menettää vakauttaan, erityisesti liikenteen rasituksessa.

Tien pohjamateriaalin käsittely TETRA ROADMASTER CaCl₂ :lla auttaa kuitenkin pitämään kosteuden optimaalisella tasolla. Tuotteen ominaisuudet, erityisesti sen hygroskooppisuus ja kyky alentaa veden höyrynpainetta, estävät haihtumista ja auttavat siten ylläpitämään käsitellyn tienpohjan vakautta ja pitkäikäisyyttä. Lisäksi  CaCl₂ , jossa on sopiva osuus hienoja ja erittäin hienoja hiukkasia, helpottaa kiviaineksen tiivistymistä, mikä puolestaan estää sateiden aiheuttaman ylikyllästymisen.

Kuten taulukosta 2 käy ilmi, CaCl₂ maksaa myös vähemmän kuin muut tien pohjamateriaalin stabilointiin käytettävät materiaalit, lähes puolet vähemmän kuin yleisesti käytetty lentotuhkan ja kalkin (tai sementin) seos. 

TAULUKKO 2 - Kustannusvertailu materiaaleista, joita käytetään yleisesti kiviainespohjina teiden stabiloinnissa.

Tien kunnostaminen

TETRA ROADMASTER CaCl₂ soveltuu myös erinomaisesti käytettäväksi täyssyvässä kunnostuksessa (tai kierrätyksessä), joka on yleistyvä tien kunnostustekniikka. FDR on prosessi, jossa olemassa oleva tienpohja jauhetaan, kostutetaan ja tiivistetään, jotta tienpinnan vakaus voidaan palauttaa uudelle pinnalle, joka koostuu lastutiivisteestä, asfaltista tai betonista. Prosessi on kustannustehokas ja aikaa säästävä, koska sen ansiosta vanhaa materiaalia ei tarvitse kuljettaa pois hävitettäväksi ja tuoda ja levittää uutta kiviainesta tien pohjalle.

CaCl₂ :n FDR-projekteissa yleistyy Yhdysvalloissa edullisena vaihtoehtona toistuville vesikäsittelyille tai lisäaineiden, kuten lignosulfonaatin, petroleumi- tai asfaltisemulsioliuosten, käytölle, jotka lisäävät korjauksen kustannuksia ja kestoa. Esimerkiksi veden käyttö vaatii usein toistuvia käsittelyjä haihtumisen korjaamiseksi, mutta se voi samalla huuhtoa pois stabiliteetin kannalta olennaisia hienoja hiukkasia, mikä heikentää tien kantavuutta. Tahmeiden hartsien tai emulsioiden käyttö lisää työtä huomattavasti, koska ne tarttuvat kuorma-autojen lavoihin ja rakennuskoneisiin ja vaikeuttavat levittämistä, varsinkin korkeissa lämpötiloissa.

Yleensä FDR-sovellukset edellyttävät, että kiviaineksen ylimmät 6-8 tuumaa käsitellään noin 2,4 gallonalla CaCl₂ liuosta neliömetriä kohti ennen murskausta. Tämän jälkeen tehdään kevyempi käsittely, kun tie on muotoiltu lopulliseen muotoonsa ennen tiivistystä.

Tieteelliset havainnot CaCl2 :sta

Texasin A&M-yliopiston alaisuudessa tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että CaCl₂ parantaa rakeisten materiaalien, kuten maaperän, lentotuhkan, sementin ja kalkin, koheesiosidosta, mikä lisää stabiliteettia ja estää pölyn muodostumista. Tällaisen koheesion mahdollistavia ominaisuuksia ovat kemikaalin hygroskooppisuus ja haihtuminen laajalla lämpötila- ja kosteusalueella sekä sen kyky lisätä nesteiden pintajännitystä hiukkasten välisissä tyhjiöissä. Jälkimmäinen vaikutus parantaa hiukkasten välistä koheesiosidettä, jolloin tienpohjiin saadaan vahvempi ja vakaampi materiaali. Tärkeimpiä tieteellisiä havaintoja ovat muun muassa seuraavat:

• CaCl₂ yhdistettynä riittäviin määriin hienoja ja ultrapieniä hiukkasia lisää tiivistettyjen maa-ainesten ja muiden hiukkasmaisten materiaalien tiheyttä ja lujuutta.
• CaCl₂ lisää hiukkasmaiseen matriisiin pidättyneen kosteuden pintajännitystä, mikä puolestaan lisää hiukkasten välistä koheesiosidosta ja saa aikaan vahvemman ja vakaamman alustan.
• CaCl₂:llä käsittely riittävän hienoilla ja ultrapienillä hiukkasilla varustetuilla tienpohjilla voi saavuttaa jopa 233 tonnin kantavuuden neliömetriä kohti, mikä ylittää Yhdysvalloissa toissijaisille teille asetetut vaatimukset.

Tiimimme vastaa mielellään kysymyksiisi ja antaa yksityiskohtaisia tietoja. Laita meille sähköpostia täältä.

Loppuviite ¹ Katso D. Saylak, C.K. Estakhri, S. Mishra, D. Sinn (2003), "Base Stabilization and Dust Control Using Calcium Chloride and Fly Ash". 2003 International Ash Utilization Symposium, Center for Applied Energy Research, University of Kentucky, asiakirja nro 19.