一种检测融雪剂融雪化冰能力的试验装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于城市道路、机场道路和公路等融雪除冰技术领域，具体涉及到一种新 型、高效的检测融雪剂融雪化冰能力的试验装置，同时涉及其检测方法。
【背景技术】
[0002] 我国大部分地区的公路、城市道路和机场道路等在冬季都会受到冰雪影响。道路 的积雪结冰不仅导致交通中断，还容易引发交通事故，带来严重的经济和生命财产损失。目 前，全世界范围内采用最多的融雪除冰方式就是撒布融雪剂，据不完全统计，全球每年大约 使用3000万吨融雪剂，而融雪剂用量还呈现逐渐增加的趋势。融雪剂的大量使用提高了融 雪除冰效率的同时，也给工程构造物与周边环境造成严重破坏，该问题越来越多的引起了 世界各国的重视。因此，迫切需要在保证融雪除冰效果的同时，降低使用量，即提高融雪剂 融雪化冰能力。另一方面，现阶段国内使用的融雪剂种类较多，差异较大，也急需能够准确 评价融雪剂融雪化冰能力的试验装置与试验方法。准确的测定或评价融雪剂的融雪化冰能 力既可以在众多产品中优选出融雪效果突出的融雪剂，又可以根据实际的降雪量确定合理 的融雪剂用量，避免过多撒布融雪剂对工程构造物与周边环境造成过度影响。
[0003] 现行融雪剂融雪化冰能力的测试方法见《道路除冰融雪剂》（GB/T23851-2009)， 具体试验步骤为：（1)配置标准浓度的氯化钠溶液与待测定的融雪剂溶液；（2)在150ml容 积的相同直径和高度的两个瓷坩埚中分别加入l〇〇ml水，置于一 10°C土1°C的恒温箱中至 结冰，并称重；（3)将一 10°C±1°C的氯化钠溶液和融雪剂溶液分别倒入瓷坩埚中，在恒温 箱中放置〇. 5h; (4)倒出瓷坩埚中的液体，称量瓷坩埚和剩余冰块的质量；（5)整理计算得 到融雪剂相对于标准浓度氯化钠溶液的融雪化冰能力，数值以％表示。分析上述试验方法 存在以下缺陷：（1)在瓷坩埚中冻制的冰形状不统一、不规则，倒入25ml融雪剂之后，与冰 块不能完全接触，而且不同冰块形状下，接触面积也不同，会直接影响该试验的精度，在实 际操作中，相同融雪剂平行试验结果差值较大。（2)倒出瓷坩埚中的液体以及称重的操作， 一般只能拿出恒温箱，在室温环境下进行，而且倾倒液体的时间没有具体规定，在实际操作 中，倾倒时间不同，对试验结果影响较大；（3)对不同融雪剂融雪化冰能力的测定，都需要 跟标准浓度的氯化钠溶液进行比对，在一定程度上也增大了试验误差，而且利用该指标表 征不同融雪剂的融雪化冰能力，区分度也存在不足。
【发明内容】
[0004] 针对上述试验方法存在的问题，本发明提供一种能够检测融雪剂融雪化冰能力的 试验装置，同时提供了其具体的试验方法，通过该装置和方法能够快速、准确测定出不同种 类融雪剂的表征其融冰能力的指标。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供的试验装置包括冰球成型装置和融冰装置； 所述的冰球成型装置包括紧固的两个半球状壳体，所述壳体的内径为40mm，壁厚5mm， 两个半球状壳体中间设有密封垫圈，其中一个半球状壳体中心留有一个直径为5mm的注水 孔； 所述融冰装置包括一个透明圆筒，该圆筒设有底面，圆筒高度200mm，内径200mm，圆 筒中部通过四根竖直的螺丝固定有平行于圆筒底面的圆形平板；平板直径100mm，距离圆 筒底面100mm，平板上设有两个直径为30mm的圆孔；圆孔下固定有上下中空的壳体，所述 壳体高度30mm，上端直径30mm，下端直径80mm，壳体厚度3-5mm，所述壳体表面均布有直径 3_5mm、间隔2_3mm的通孔； 所述密封垫圈为橡胶圈； 所述半球状壳体用螺丝紧固； 所述半球状壳体的材质为硬质塑料或不锈钢； 所述透明圆筒和圆形平板的材质为硬质塑料或玻璃。
[0006] 融雪剂融雪化冰能力试验方法，按照以下步骤进行： (1) 冰球制备 ① 将两个半球状壳体内侧均匀涂抹润滑油，把橡胶垫圈置于两个壳体中间，再用螺丝 将其紧固； ② 在注水孔注水，直到水溢出； ③ 置于一KTC±1°C的恒温箱中，注水孔向上，至结冰； ④ 卸下螺丝，取出冰球，放在恒温箱中，备用； (2) 测定 ① 将配制好的融雪剂溶液，倒入圆筒中，液面高度为150_，置于一 10°C土1°C的恒温 箱中12h，备用； ② 取两个制备成冰球，放置于圆筒中，记录此时的时间7；迅速将带有壳体的圆形平板 安装固定于圆筒中，并确保冰球位于壳体底部，上述操作均在恒温箱中进行； ③冰球在融雪剂作用下逐渐变小，待两个冰球在浮力作用下，分别穿过平板、浮出液面 时，记录时间7i与乃。
[0007] (3)结果整理 融雪剂的融雪化冰能力以ω计，数值以min为单位，按以下公式计算： 式中：
r-冰球放置于圆筒中的时间； 7；-第一个冰球浮出液面的时间； 乃-第二个冰球浮出液面的时间。
[0008] 该实验装置实用性强，使用该试验装置能够快速、准确测定出不同种类融雪剂的 表征其融冰能力的指标，以对不同种类的融雪剂进行优选，并根据其融冰能力、使用环境等 条件确定合理的融雪剂用量。
【附图说明】
[0009] 图1为冰球成型装置的剖面图； 图2为冰球成型装置的俯视图； 图3为融冰装置的剖面图； 图4为融冰装置的俯视图； 图5为冰球成型装置的立体结构示意图； 图6为融冰装置的立体结构示意图。
[0010] 其中，1、为半球状壳体；2、半球状壳体；3、密封垫圈；4、螺丝；5、注水孔；6、圆筒； 7、 圆形平板；8、圆孔；9、圆孔；10螺丝；11壳体。
【具体实施方式】
[0011] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0012] 如图1、2所示的试验用冰球成型装置，包括半球状壳体1和2,半球状壳体1、2中 间有橡胶密封垫圈3,半球状壳体1通过两个螺丝4和半球状壳体2连接，还包括注水孔5， 注水孔5在半球状壳体1的中部。
[0013] 如图3、4所示的盛放融雪剂的融冰装置，包括透明圆筒6,圆筒6的中部固定有平 行于圆筒6底面的圆形平板7,圆形平板7上包括两个直径为30mm的圆孔8、9,圆形平板7 通过四根竖直的螺丝10固定于圆筒6底面，本装置还包括两个壳体11、12,分别固定在圆孔 8、 9的下方；壳体上设有通孔。
[0014] 具体立体图如图5和图6所示。
[0015] 实施例1 以氯化钠溶液为例，使用本试验装置的具体方法如下： (1)冰球制备 ① 将两个半球状壳体内侧均匀涂抹润滑油，把橡胶垫置于两个壳体中间，再用螺丝将 其紧固； ② 在注水孔注水，直到水溢出； ③ 将注满水的成型装置置于一10°c±1°C的恒温箱中，注水孔向上，至结冰； ④ 卸下螺丝，将成型装置打开，取出冰球，放在恒温箱中，备用。
[0016] (2)测定 ① 配制20%、25%浓度的氯化钠溶液，倒入圆筒中，液面高度约为150mm，置于一 10°C±1°C的恒温箱中12h，备用； ② 取出两个冰球，放置于圆筒中，记录此时的时间7；迅速将带有壳体的圆形平板安装 固定于圆筒上，并确保冰球位于壳体底部，上述操作均在恒温箱中进行； ③冰球在融雪剂作用下变小，待两个冰球在浮力作用下，分别穿过平板、浮出液面时， 记录时间7i与乃。
[0017] (3)结果整理 融雪剂的融雪化冰能力以ω