Winterdienst: Gibt es eine sinnvolle Alternative zu technischem Salz (am Beispiel von Norwegen und den GUS-Staaten)?

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Eis- und Schneeverstopfungen sind drängende Probleme der Wintersaison, die ein hohes Verletzungsrisiko und große materielle Verluste mit sich bringen. Jeder kennt kilometerlange Staus, Zusammenstöße von Autos, die auf glatten Straßen unkontrollierbar sind, Fußgänger, die auf vereisten Straßen stürzen.

Es gibt viele Möglichkeiten, Eis und Schnee zu bekämpfen. Aber wie wirksam und sicher sind sie für die Umwelt, die Autos und die Straßen selbst? Es ist ein Mythos, dass im Westeuropa im Namen des Gesundheits- und Umweltschutzes überhaupt keine Enteisungsmittel verwendet werden. Die Statistiken zeigen jedoch eindeutig das Gegenteil. Schauen wir uns alle Aspekte des Einsatzes von Enteisungsmitteln, ihre Wirksamkeit und die möglichen Schäden für Gesundheit und Umwelt genauer an.

Erfahrungen mit dem Straßenwinterdienst in Norwegen

Die klimatischen Verhältnisse in Norwegen ähneln denen in den GUS-Ländern. Das Land ist in mehrere Zonen unterteilt.

Die norwegische Straßenverwaltung, die dem Verkehrsministerium untersteht, regelt den Zustand der Straßenbeläge in jeder Kategorie. Die Maßnahmen zur Aufrechterhaltung des erforderlichen Straßenzustands werden von Vertragsorganisationen durchgeführt, die unabhängig voneinander Materialien und Technologien zur Erreichung des Ziels auswählen.

In Großstädten und auf Landstraßen mit hohem Verkehrsaufkommen (mehr als 5000 Fahrzeuge pro Tag) wird die Oberfläche zu „schwarzem Asphalt“ gereinigt. Sekundäre Autobahnen, die Städte mit einem Verkehrsaufkommen von 1500-5000 Fahrzeugen pro Tag verbinden, dürfen unter einer verdichteten Schneedecke instand gehalten werden.

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Tabelle der Straßenwinterdienstklassen in Norwegen

Winterdienstklasse	Allgemeine Anforderungen an den zulässigen Straßenzustand
VmA	Nasse oder trockene, saubere Oberfläche
VmB	Nasse oder trockene, saubere Oberfläche, Eis oder Schnee darf für eine begrenzte Zeit zwischen den Radspuren vorhanden sein.
VmC	Nasse oder trockene saubere Oberfläche bei günstigen Temperaturen, verdichteter Schnee oder Eis bei Minustemperaturen.
VmD	Verdichteter Schnee oder Eis auf der Straßenoberfläche
VmE	Verdichteter Schnee oder Eis auf der Fahrbahnoberfläche. Zulässiger Traktionskoeffizient 0,20

 

Für die Reinigung der Straße zu „schwarzem Asphalt“ auf Straßen der Klassen VmA und VmB wird ausschließlich eine chemische Oberflächenbehandlung, d. h. Chemikalien, verwendet. Sie werden vor Beginn des Schneefalls auf die Straße gestreut und der Schnee wird alle anderthalb Stunden weggefegt.

Bei starkem und lang anhaltendem Schneefall wird das Reagens erneut aufgetragen, damit sich der Schnee nicht verdichtet und leicht von der Fahrbahnoberfläche entfernt werden kann. 2-4 Stunden nach Beendigung des Schneefalls sollte die Autobahn den normativen Anforderungen genügen.

Technisches Salz

Das in Norwegen hauptsächlich verwendete Reagens ist Natriumchlorid (technisches Salz, Mineralkonzentrat Halit). Während des Winters werden etwa 320.000 Tonnen Salz verwendet, um die Straßen betriebsbereit zu halten. Natriumchlorid hat mehrere Nachteile. Die wichtigsten sind die negative Auswirkung auf die Qualität des Bodens, die Temperaturbeschränkungen bei der Anwendung (mindestens -17°C).

Formiate

Um die negativen Faktoren zu neutralisieren, werden auf der Basis von technischem Salz Mehrkomponenten-Auftaumittel hergestellt. Einer der nützlichen Zusatzstoffe sind Formiate. PGR auf der Basis von Natriumchlorid mit Formiat-Zusätzen werden in Norwegen auf den wichtigsten Objekten eingesetzt.

Sand und Schotter sollten nicht auf Stadtstraßen und stark befahrenen Autobahnen verwendet werden. Sand, Kies und Splitt werden nur auf wenig befahrenen Straßen verwendet, wo die Oberfläche mit Eis oder verdichtetem Schnee bedeckt sein darf.

Sand

Während in den GUS-Ländern Sand immer noch weit verbreitet ist, um die Haftung der Fahrzeugräder auf glatten Straßen zu verbessern, wird er in Norwegen nur sehr begrenzt eingesetzt. Fachleute der größten norwegischen Straßenbauorganisation NCC sind der Meinung, dass trockener Sand, der in die Luft aufsteigt, für die menschliche Gesundheit schädlich ist.

Winterdienst in den GUS-Ländern

Aber seine Anwendung wurde zum Grund für die Ansammlung von Schüttgut und die Verschmutzung von Abflüssen und Rasenflächen. Der Ersatz von Sand durch Granitsplitt führte nicht zu positiven Ergebnissen. Die auf der Fahrbahn verbleibenden Granitkrümel führten zu deren frühzeitigem Abrieb.

Sand-Salz-Gemisch

Das Sand-Salz-Gemisch wird heute nur noch auf Straßen verwendet, an deren Qualität keine hohen Anforderungen gestellt werden. Manchmal wird es zur vorbeugenden Behandlung der Straßenoberfläche verwendet, um Glätte zu vermeiden, häufiger wird es zur Beseitigung von Glätte bei Temperaturen von bis zu -15°C eingesetzt.

Sand erhöht die Haftung der Reifen auf dem Belag, bevor Schnee und Eis von der Straße entfernt werden.

In Großstädten und auf Autobahnen ist der Einsatz vom Sand-Salz-Gemisch aus folgenden Gründen verboten:

• hohe Transportkosten für die Beförderung von SAR, die 5-10 mal höher sind als die Kosten für die Verwendung von technischem Salz;
• die Unmöglichkeit, die genaue Menge des benötigten Schmelzmaterials zu bestimmen, da sie von der Temperatur abhängt, und die Menge des Reibmaterials (Sand) sollte immer konstant sein – 150-200 g/m2.
• Sand löst das Problem der Vereisung nicht. Der Haftungskoeffizient der Räder auf der Fahrbahn ist selbst nach dem Sandstreuen 2-mal niedriger als der normative Wert. Das Risiko von Unfällen und Verletzungen für die Bürger bleibt sehr hoch;
• hoher Verbrauch von Sand. Nur 80 % des losen Materials wird von den Straßen entfernt. Und der am Straßenrand zurückgelassene Sand verschmutzt die Umwelt;
• Umweltgefährdung durch eine Mischung aus auf der Straße zurückgelassenem Sand, Reifencord, Öl, Benzin und Dieselkraftstoff. Der zu Staub zerkleinerte Sand enthält viele schädliche Stoffe. Wenn er in die menschlichen Atemwege gelangt, kann er Krebs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie Störungen des Immunsystems hervorrufen.

Natriumchlorid

Seit 1995 wurden die meisten öffentlichen Versorgungsunternehmen angewiesen, zur Bekämpfung von Glatteis technisches Salz NaCl – ein billiges und wirksames Reagenz – zu verwenden. Der Hauptindikator für Taumittel ist ihre Fähigkeit, Eis zu schmelzen. Diese Eigenschaft wird durch die in Gramm angegebene Eismenge bestimmt, die 1 g Salz zum Schmelzen bringt.

Temperatur, °C	Verbrauch von Natriumchlorid zum Schmelzen von 1 g Eis, g
-2	0,04
-5	0,08
-10	0,16
-20	0,285

 

Das Prinzip der NaCl-Wirkung beruht auf der Tatsache, dass der Gefrierpunkt einer Salzlösung deutlich niedriger ist als der Gefrierpunkt von Wasser.

Die Vorteile der Verwendung von Salz als Streumittel gegen Glatteis:

• Brand- und Explosionssicherheit;
• Möglichkeit des Einsatzes bis zu -17°C;
• reichliche Salzvorräte, Möglichkeit der Beschaffung in jeder erforderlichen Menge.

Die Verwendung von Natriumchlorid zur Bekämpfung vom Glatteis hat jedoch eine Reihe von Nachteilen:

• Die Wirksamkeit von Natriumchlorid nimmt bei Temperaturen unter -17 °C ab; bei niedrigeren Temperaturen wird ein Warnschild „Glatte Straße“ auf der Straße aufgestellt;
• das Eindringen des Salzes in den Boden führt zu einer Verdichtung des Bodens, wodurch seine Wasserdurchlässigkeit verringert und das Nährstoffgleichgewicht gestört wird;
• die Notwendigkeit, den Verbrauch zu begrenzen, um negative Auswirkungen auf die Umwelt zu vermeiden, was es nicht immer erlaubt, die Straße in einem normalen Zustand zu erhalten.

Technische Salzalternativen

Die Nachteile von Natriumchlorid, das als Enteisungsmittel verwendet wird, waren der Grund für die Suche nach neuen, wirksameren und umweltfreundlicheren Mitteln. Heute werden Straßenbauern flüssige und trockene Salzgemische auf der Basis von mineralischem Galit-Konzentrat und ohne dessen Beteiligung angeboten.

Reagenzien auf der Basis von Natriumchlorid

Es wurden Forschungen zur Bekämpfung der Winterglätte mit Hilfe der vielversprechenden Mehrkomponenten Reagenzien auf Natriumchloridbasis mit Zusätzen von Natriumformiat (Natriumameisensäure) durchgeführt. Der Nachteil dieser Option sind die hohen Kosten für Natriumformiat, die 4-6 Mal höher sind als der Preis für mineralisches Galit-Konzentrat.

Eine der Aufgaben der Wissenschaftler besteht darin, den vernünftigen prozentualen Anteil von Formiat im Salzgemisch zu bestimmen, bei dem der Zusatzstoff die negativen Auswirkungen von technischem Salz auf die Umwelt verringert, ohne die Kosten für Auftaumaterial zu sehr zu erhöhen.

Neben dem hohen Preis haben Formiate noch einen weiteren Nachteil – die Notwendigkeit strenger Lagerungsvorschriften für die Formiate selbst und die auf ihrer Basis hergestellten Produkte. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich Natriumformiat schnell zersetzt, wenn es nass wird. Dieser Prozess wird durch hohe Temperaturen stark beschleunigt. Eine Beschädigung der Verpackung oder deren Erhitzung führt zu einer erheblichen Verkürzung der Haltbarkeitsdauer des Produkts.

Vorteile der Verwendung von Natriumformiat in der Zusammensetzung in Reagenzien auf der Basis von NaCl:

• Verbesserung des Schmelzverhaltens des Materials;
• Verringerung der korrosiven Wirkung von NaCl auf Metall und Zementbeton;
• Verringerung der negativen Auswirkungen auf die Eigenschaften des Bodens und anderer Umweltelemente.

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Auf der Grundlage der von ausländischen und inländischen Wissenschaftlern durchgeführten analytischen Arbeiten wurden die folgenden Schlussfolgerungen gezogen:

• Natriumformiat kann zur Verlangsamung der Metallkorrosion in einer Menge von 8-12% der Gesamtmenge der Chloridsalze empfohlen werden. In diesem Fall ist die Korrosionsaktivität von Multikomponenten-Reagenzien 2-mal geringer als die von reinem Salz;
• Natriumformiat ist im Vergleich zu Natriumchlorid weniger aktiv gegenüber Zementbeton. Daher wird Natriumformiat bei kritischen Anlagen – Brücken, Überführungen, Überflüge, Flugplatzbeläge – dem technischen Salz in erheblichen Konzentrationen zugesetzt;
• Natriumameisensäure ist ein umweltverträgliches Produkt. In der Natur zersetzt es sich leicht in Kohlenmonoxid und Wasser. Daher werden Reagenzien mit dem Zusatz von Natriumameisensäure für die Verwendung in Räumen, Gebieten von medizinischen, Kinder- und Bildungseinrichtungen empfohlen.

Chemische Reagenzien ohne die Verwendung von Natriumchlorid

Das gebräuchlichste chemische Reagenz, das kein Natriumchlorid enthält, ist eine 28%ige Lösung von modifiziertem Calciumchlorid.

Im Vergleich zum mineralischen Konzentrat Galit weist dieses Reagenz eine Reihe von Vorteilen auf, darunter:

• geringerer Verbrauch
• Wirksamkeit bei niedrigen Temperaturen (bis zu -35°C)
• positive Wirkung auf den Boden

Trotz einer Reihe von sichtbaren Vorteilen schränken erhebliche Nachteile von Calciumchlorid seine Anwendung erheblich ein:

• kurze Wirkungsdauer – nur drei Stunden, was mehrere Straßenbehandlungen während des Tages erfordert;
• Verringerung des Haftungskoeffizienten der Reifen auf der Straße. Nach dem Auftragen von Calciumchlorid auf die Straßenoberfläche ist der Haftungskoeffizient um 30 % niedriger als der von nassem Asphalt;
• hohe korrosive Wirkung. Der Kontakt von Calciumchlorid mit dem Motor und den Auspuffrohren führt zu deren schneller korrosiver Zerstörung;
• Anziehung von Feuchtigkeit. Bei der Verwendung von mineralischem Galit-Konzentrat verdunstet die Feuchtigkeit von der Straßenoberfläche, während CCM im Gegensatz dazu die Feuchtigkeit anzieht;
• Unwirksamkeit von CCM auf der Straße, die eine Oberflächenschicht aus Maschinenöl, Erdölprodukten und Gummikrümeln aufweist.

Zusätzlich zu den oben genannten Nachteilen kann Calciumchlorid nach Ansicht von Experten allergische Reaktionen hervorrufen und stellt auch eine Gefahr für Tiere dar, da es chemische Verbrennungen an den Pfoten verursacht.

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Halit – Vorteile nutzen, Nachteile neutralisieren

Die oben dargestellten Informationen zeigen, dass es das ideale Enteisungsmittel noch nicht gibt. Als man begann, anstelle des üblichen technischen Salzes andere chemische Reagenzien zu verwenden, häuften sich die Beschwerden von Patienten, die über Atembeschwerden, Erstickungsanfälle, Hautjucken und Tränenbildung klagten.

Vor dem Hintergrund der neuen Reagenzien bleibt das technische Salz die praktischste und universellste Option, da es kostengünstig und einfach zu lagern ist und seine Eigenschaften durch zusätzliche Komponenten verbessert werden können. Das Ergebnis dieser Vorteile: 95% aller weltweit nachgefragten Auftaumittel sind technisches Salz.

Mit dem richtigen Ansatz ist der Einsatz vom technischen Salz wirksam und sicher. Der wichtigste Punkt dabei ist die genaue Dosierung des Materials in Übereinstimmung mit den klimatischen Bedingungen der Region, wodurch eine „Übersalzung“ von Straßen und Gehwegen vermieden werden kann.

Die optimale Salzmenge sollte nur 15 Prozent der Schneedecke schmelzen. Die restliche Schneemasse wird in einen Zustand versetzt, der es ermöglicht, sie von der Straßenoberfläche zu entfernen und mit Spezialgeräten zu beseitigen.

Die Bestimmung der erforderlichen Menge wird durch meteorologische Unterstützungssysteme erleichtert, die sich in den GUS-Ländern noch im Anfangsstadium befinden und unbedingt weiterentwickelt werden müssen. Die Genauigkeit der Dosierung, die durch moderne Straßengeräte gewährleistet werden kann, ermöglicht es, den Verbrauch von Auftaumaterial um das 1,5-2fache zu reduzieren.

An Orten, an denen technisches Salz Schäden am Boden, an anderen Umweltelementen und am Straßenbelag verursachen kann, sollte es mit Komponenten kombiniert werden, die die negativen Auswirkungen von NaCl verringern, zum Beispiel mit Natriumformiat.

Regeln für die Verwendung von technischem Salz

Die wichtigsten Etappen einer wissenschaftlich fundierten Anwendung des Mineralkonzentrats Halit als Auftaumittel:

• Eingang der Informationen von den lokalen Wetterstationen im Rechenzentrum;
• Bestimmung der erforderlichen Menge des Auftaumittels zur Vorbeugung und zur Beseitigung der bereits entstandenen Glätte je 1m2 Straßenoberfläche;
• Vorbeugende Behandlung von Straßen, für die die Verwendung von angefeuchtetem Enteisungsmaterial empfohlen wird. Durch die Vorbeugung der Entstehung von Winterglätte wird die erforderliche Menge an PGR um 20-30% reduziert. Für ihre Anwendung sind erforderlich: Lagerhäuser für feste Reagenzien, Anlagen, in denen die Reagenzien angefeuchtet werden, Straßengeräte, mit denen das Schmelzmaterial dosiert und gleichmäßig auf der Straßenoberfläche verteilt werden kann;
• Ausbringung von trockenen Materialien nach dem Ende des Schneefalls oder anderer Niederschläge. Um die Wirksamkeit zu erhöhen, wird empfohlen, die Straßenoberflächen von flüssigen und halbflüssigen Substanzen vorzureinigen.

Die Wirksamkeit des Auftragens von Enteisungsmitteln wird durch die Glätte der Straßenoberfläche bestimmt. In diesem Fall werden zwei Koeffizienten verwendet – der Längstraktionskoeffizient und der Glättekoeffizient.

Schlussfolgerungen

Das mineralische Konzentrat Halit (technisches Salz) ist ein seit Jahren bewährtes, kostengünstiges und einfach zu handhabendes Enteisungsmittel. Es ist wirksam und sicher, sofern die genaue Dosierung und andere Anwendungsregeln beachtet werden. Es eignet sich zur vorbeugenden Behandlung von Straßenoberflächen und zur Bekämpfung von bereits entstandener Winterglätte. Es kann in Kombination mit anderen Reagenzien verwendet werden, die die negativen Auswirkungen von technischem Salz auf Umweltelemente, Straßenbeläge und Metallteile von Fahrzeugen verringern.