精细化工技术在防灾减灾中的应用初探
高连连,张会平,鄢瑛,郎雪梅,
(华南理工大学化工与能源学院,广州 510640)
摘要:道路、桥梁、沿海码头等基础设施与人类生产生活息息相关,它们能否保持良好的安全状况直接影响着国民经济生活的方方面面。本文针对道路、桥梁、沿海基础设施等存在的问题以及造成的灾害,分别从道路养护、道路除雪、沿海基础设施防腐三个方面,就精细化工技术的具体应用进行了综述。关键词:道路养护;除雪;融雪剂;防腐;中图分类号:U418.5, U445.7 文献标识码:A 文章编号:Application of Fine Chemical industry in Disaster
Prevention and Mitigation
GAO Lianlian, ZHANG Huiping, YAN Ying ,LANG Xuemei,(The school of Chemical and Energy Engineering, South China University of technology, Guangzhou, 510640)
Abstract: Roads,bridges and coastal basic establishments are closely linked to people’s daily life. Whether they are in a safe state has a direct effect on national economy and people’s life. Based onthe problems and the existing disasters, the detailed applications of fine chemical industry in road maintenance、removing snow and ice、corrosion protection of coastal establishment are introducedrespectively.Key words: road maintenance; remove snow and ice; deicing agent; corrosion protection引言[1]精细化工技术在国民经济生活中扮演着一个极其重要的角色。道路、桥梁、沿海码头等基础设施与人类生产生活息息相关。近些年来随着国民经济的发展,我国的公路与沿海港口建设飞速发展,道路交通客货运输与港口运输迅速增长, 公路桥梁码头等基础设施在我国交通运输中占有越来越重要的地位,它们能否保持良好的安全状况将直接影响着国民经济生活的方方面面。精细化工技术在这些基础设施的建设和维护中,起了很大的作用,有些技术还有着极为广阔的发展前景。1. 精细化工业与路面养护公路最敏感的部位是路面。畅通的交通对于维持正常的生活、经济运转等具有重要的意义。近年来,随着汽车数量逐年增多,轴载增大,超载现象普遍,加之路面经常遭受热、冻、紫外线辐射等较恶劣自然条件的影响,路面经常在较短时间内就遭到破坏。道路一旦遭到破坏,轻者造成一定的行车不便,重者可能需要封锁道路,从而造成较大的经济损失。以广东为例,作为一个经济强省,如果某条主干道出现大修而被迫关闭,其造成的连串影响和后果将不堪设想。而道路养护正是希望在一定程度上预防、减轻、弥补道路出现的破坏。在众多的养护机械和养护材料中,很多都有赖于精细化工技术和产品。截至2003年底,全国公路总里程达到了180.98万公里,公路养护产品的需求也会随之形成一个巨大的市场,这也将为精细化工提供一个更为广阔的发展空间。1.1 旧沥青再生近几年,再生技术已经成为养护技术的一个热点。我国道路沥青每年需求量在400万吨以上,而高等级公路的使用寿命一般在10年左右,如能对旧沥青路面进行再生利用,将具有经济可持续、环境可持续等行业发展战略意义。研制和使用性能良好的再生剂是路面真正“再生”的关键,使用路面再生材料后,路面会呈均匀黝黑色覆盖,并形成一个密封层,抵御水、紫外线、化学品对沥青路面的侵蚀,另外还能恢复老化沥青活性,从而使路面恢复延度和柔韧性,降低硬化程度和脆性,使路面不再剥落、龟裂或者脱层,从而极大改善路面情况、延长道路使用寿命。用作再生剂的一般有抽出油、废油,树脂油分合成,抽提组分合成类等[1]。常用作再生剂的是一些低粘度油料,如:润滑油、机油、减压油及其废料等。工程上为了降低造价常用各种油料的废料入废机油、废润滑油等。有些植物油也可以做再生剂。我国20 世纪80 年代初期所使用的再生剂就是石油工业生产出来的轻质油或者它们的混合物,国外的再生剂主要采用石油工业生产的低粘度油分和树脂的混合物[2]。再生技术在我国还是刚刚起步,与国外还有很大差距。再生剂作为一种精细化工产品,将在提高旧沥青混合料的再生利用、降低道路建设维修费用、提高道路维修质量、保护生态环境、节约社会资源等多方面为社会造福。1.2 改性沥青现代交通的发展对沥青路面的综合性能提出了更高的要求,常规的沥青已经不能满足沥青路面的高强、安全、稳定、耐久等使用性能的要求,所以各国纷纷开始研究和使用改性沥青。改性沥青通过在沥青中添加改性剂来提高其性能,是一种性能非常好的优质沥青。改性剂一般可以分为热塑性弹性体、橡胶类、树脂类三类[2],可以极大改善沥青性能,使沥青针入度、软化点、延度、黏度、脆点等均发生一定变化,使沥青路面的感温性、耐久性、抗变形能力、抗滑性、防水性等都有明显提高,从而降低道路病害出现频率,延长道路使用寿命,同时还能降低行车噪音,提高行车舒适性等。改性剂直接决定着改性沥青的性能,是制备改性沥青的关键。近些年来,国内外普遍使用的道路改性沥青主要是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)弹性体改性沥青、丁苯橡胶(SBR)改性沥青以及乙烯-醋酸-乙烯共聚物(EVA)和聚乙烯(PE)树脂类改性沥青[3]。改性沥青不仅具有优异性能, 还包括改性沥青的用量只是普通沥青的40 %~60 %。在石油资源日益匮乏的今天, 开发新型的复合沥青材料、延长沥青路面的使用寿命, 从长远来看是一项收益显著的工作。但是改性沥青在我国还刚刚起步, 目前主要是依靠进口或依靠国外技术在国内生产,其在我国还有很大的发展空间。2 精细化工与道路除雪北方地区的道路养护中很重要的一项工作就在于冰雪的移除。北方冬季降雪频繁,有些地区降雪量较多,路面积雪和结冰问题,严重影响路况,影响正常的交通秩序并造成巨大的安全隐患。因此雪后的除雪化冰工作成了一个十分重要的问题。在众多的除雪方式中,化学除雪方式—喷洒融雪剂,因其较高的除雪效率、较低的人力物力消耗得到了极大的应用。目前,很多国家使用的融雪剂以碱金属或者碱土金属氯盐类融雪剂为主,特别是氯化钠化冰盐,由于其低廉的价格、充足的来源以及高效的解冻性,在世界范围内广泛使用。但是人们逐渐发现,氯化钠化冰盐在给人们带来便利的同时,也带来了巨大的灾害。它们会对城市道路路面、路基和车辆产生腐蚀作用,使钢筋生锈,混凝土剥落,缩短基础设施使用寿命,还会对生态环境造成影响,污染地下水源、污染土壤、使道路两旁的树木枯萎、死亡等[4-5]。在开发和生产经济、环保型的新型融雪剂方面国内外在都进行了一定的探索,但是并没有大规模投入使用的产品被研制出来。目前研究较多的是一些有机酸盐醋酸钾、醋酸钙镁等,利用酿酒、农作物加工过程生产的废液开发的有机环保型融雪剂以及复合型的融雪剂等,还有一些针对飞机和飞机跑道的专用融雪剂。基于我国的国情,我们不可能在融雪剂使用量这么大的情况下购买每吨上百或上千美金的环保型融雪剂。所以研究环保、经济的新型融雪剂就给我国的研究者们提出了一个更高的要求。 另外,我们知道对于沥青路面,它们的性能也一定程度上影响着冰雪的融化速度。新建的道路路面颜色深,吸热多,化雪速度必定比较快,而使用比较较久的路面,会随着日晒、紫外线辐射等原因,逐渐老化,从而使颜色变浅,影响热量的吸收。所以使用良好的沥青或养护材料,保证良好的路面状况对于道路除雪、减少融雪剂使用量从而减轻对路基钢筋的腐蚀也具有一定的意义。第一作者:高连连(1983-),女,硕士研究生 020-22236913(O),
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