中國(guó)和韓國(guó)融雪劑標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)方法對(duì)比淺析

譚小龍，張紅宇，潘秀云，陳學(xué)德，鄧天龍

(1.益鹽堂(應(yīng)城)健康鹽制鹽有限公司，湖北 孝感 432400；2.天津市海洋化工工程技術(shù)中心，天津科技大學(xué) 海洋與環(huán)境學(xué)院，天津 300457)

融雪劑已成為國(guó)內(nèi)外冬季融雪化冰，保障道路暢通、安全的必需物資。在日本、韓國(guó)、加拿大等國(guó)家，融雪劑甚至走進(jìn)了大型超市和社區(qū)小賣(mài)店，成為老百姓的生活用品。值得指出的是，凡是大量使用融雪劑的國(guó)家和地區(qū)，都有相應(yīng)的國(guó)家或地方的融雪劑標(biāo)準(zhǔn)，如太平洋西北戰(zhàn)雪者協(xié)會(huì)(PNSA)標(biāo)準(zhǔn)、北美除雪協(xié)會(huì)(NACE)TM0169-95標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)國(guó)立研究委員會(huì)(SHRP)H-205標(biāo)準(zhǔn)、韓國(guó)EL610-2014標(biāo)準(zhǔn)，以及中國(guó)GB/T23851-2017標(biāo)準(zhǔn)。雖然每個(gè)國(guó)家或地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)不盡相同，但殊途同歸，都是基于安全和環(huán)保。

中國(guó)與韓國(guó)隔海相望，氣候環(huán)境和中國(guó)山東十分接近。每年冬天，中國(guó)和韓國(guó)都會(huì)大量使用融雪劑，再加上韓國(guó)絕大部分融雪劑原料是從中國(guó)進(jìn)口，類(lèi)型非常相似。因此，文章對(duì)比兩國(guó)之間環(huán)保融雪劑標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)方法，有助于相互借鑒，取長(zhǎng)補(bǔ)短，促進(jìn)環(huán)保融雪劑行業(yè)向更環(huán)保、更安全、更高效、更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。

1 中國(guó)、韓國(guó)環(huán)保融雪劑種類(lèi)及需求量

中國(guó)和韓國(guó)目前所使用的環(huán)保融雪劑主要類(lèi)型為氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉的兩種或三種加少量添加劑組合的混合型氯鹽類(lèi)環(huán)保融雪劑，其次為少量的甲酸鹽、乙酸鹽、硝酸鹽類(lèi)非氯環(huán)保融雪劑，以及極少量醇類(lèi)、醚類(lèi)和植物基類(lèi)環(huán)保融雪劑。近年來(lái)，隨著中國(guó)對(duì)環(huán)保的呼聲越來(lái)越高，國(guó)家對(duì)環(huán)保融雪劑的需求量和質(zhì)量要求都呈逐年上升趨勢(shì)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)每年的環(huán)保融雪劑的需求約40萬(wàn)t～60萬(wàn)t。韓國(guó)由于地域小，每年氣候差異大，雪量不一，對(duì)環(huán)保融雪劑的需求為4萬(wàn)t～10萬(wàn)t。2013年～2018年中國(guó)、韓國(guó)政府環(huán)保融雪劑采購(gòu)量見(jiàn)表1。

表1 2013～2018中國(guó)、韓國(guó)政府采購(gòu)網(wǎng)站可查的環(huán)保融雪劑采購(gòu)量Tab.1 The purchase amount of environmental snow-melting agent in government purchase websites of China and South Korea from 2013 to 2018 萬(wàn)t

注：以上有關(guān)中國(guó)的數(shù)據(jù)來(lái)源于全國(guó)各省市招標(biāo)網(wǎng)和交通采購(gòu)平臺(tái)；韓國(guó)的數(shù)據(jù)來(lái)源于調(diào)撥廳政府采購(gòu)網(wǎng)站

2 中國(guó)與韓國(guó)環(huán)保融雪劑標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

中、韓兩國(guó)對(duì)環(huán)保融雪劑的檢測(cè)項(xiàng)目基本一致，主要性能的檢測(cè)均包含融冰性能、鋼鐵腐蝕性等。不同之處在于，中國(guó)對(duì)產(chǎn)品的冰點(diǎn)、pH值、溶解速度、固態(tài)水分等做了規(guī)定[1]；而韓國(guó)對(duì)產(chǎn)品的粒度、有毒物質(zhì)使用、混凝土凍融損失等方面做了規(guī)定[2]。對(duì)重金屬的檢測(cè)，中國(guó)為汞、鎘、鉻、鉛、砷5種，韓國(guó)為汞、鎘、鉻、鉛、砷、銅、鎳、錳8種，并且其控制指標(biāo)值要求值更低。對(duì)水不溶物，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)要求≤5%，韓國(guó)要求≤1%。此外，韓國(guó)增加了對(duì)水泥的凍融損害測(cè)試。僅通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，韓國(guó)對(duì)環(huán)保融雪劑的融雪化冰能力、重金屬最低量、水不溶物提出了更高的要求。中國(guó)與韓國(guó)融雪劑標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 中國(guó)與韓國(guó)融雪劑標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比Tab.2 Comparison of the national standards of snow-melting agents between China and South Korea 萬(wàn)t

續(xù)表2 (Continue)

3 主要性能及試驗(yàn)方法對(duì)比

3.1 對(duì)融冰性能的試驗(yàn)方法對(duì)比

3.1.1 中國(guó)的試驗(yàn)方法(參照GB/T23851-2017)

以Ⅰ型融雪劑的檢測(cè)方法為例[1]。分別移取25.00 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.0%的融雪劑試驗(yàn)溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.0%的氯化鈉溶液于兩個(gè)50 mL燒杯中，置于-10 ℃±1 ℃的低溫恒溫箱箱中，3 h后備用。從低溫恒溫箱中取出帶有冰塊的燒杯，擦干外壁上的水和冰，室溫下迅速稱(chēng)量，精確到0.1 g。將低溫恒溫箱中的融雪劑實(shí)驗(yàn)溶液取出，迅速倒入盛有冰塊的燒杯中，然后放回-10 ℃±1 ℃的低溫恒溫箱箱中。0.5 h后取出該燒杯，立即傾倒其中液體，室溫下迅速稱(chēng)量燒杯和剩余的冰塊質(zhì)量。氯化鈉溶液的操作步驟同融雪劑試驗(yàn)溶液的操作步驟。Ⅱ型融雪劑的檢測(cè)方法同上，但融雪劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29.0%，參照物為質(zhì)量分?jǐn)?shù)29.0%的二水氯化鈣溶液，試驗(yàn)溫度降低為-15 ℃±1 ℃。

相對(duì)融雪化冰能力的計(jì)算：

取平行測(cè)定結(jié)果的算數(shù)平均值為測(cè)定結(jié)果，兩次平行測(cè)定結(jié)果的絕對(duì)差值不大于5%。

3.1.2 韓國(guó)的試驗(yàn)方法(參照EM502-3:2014)

以Ⅱ型環(huán)保融雪劑融冰性試驗(yàn)-3 ℃、15 min為例[3]。稱(chēng)取融雪劑樣品4.2 g±0.05 g、對(duì)照樣品4.2 g±0.05 g。對(duì)照樣品為精制鹽(純度98%以上、粒徑 0.2 mm～0.3 mm)2.94 g± 0.05 g和氯化鈣(純度90%以上、粒徑2 mm～3 mm)1.26 g±0.05 g的混合物，放入-3 ℃冷凍箱中2 h以上備用。將在1 ℃～2 ℃冷藏后的去離子水倒入直徑23.0 cm×深度2.0 cm的亞克力材質(zhì)圓盤(pán)中，在-3 ℃恒溫恒濕箱中冷凍12 h以上，制成表面平滑、厚度0.5 mm的冰塊。冰塊制成后，將冷藏后的融雪劑樣品和對(duì)照樣品分別均勻撒布在圓盤(pán)中的冰塊上，等待15 min后將圓盤(pán)傾斜，在1.5 min內(nèi)用規(guī)定規(guī)格的注射器收集全部融冰溶液，同時(shí)讀取溶液體積，融雪劑樣品的化冰量記為V0mL，對(duì)照樣品的化冰質(zhì)量記為V1mL，每個(gè)融雪劑樣品和對(duì)照樣品在每個(gè)試驗(yàn)溫度下試驗(yàn)6次，去掉誤差在10%以?xún)?nèi)的數(shù)據(jù)后取平均值。融雪劑樣品的平均值記為V0mL，對(duì)照樣品的平均值記為V1mL。

融冰性能：P=V1/V0×100%

在溫度為-7℃、-12℃、-15℃，30 min、60 min的操作同上。試驗(yàn)期間，試驗(yàn)空間的溫度要維持在對(duì)應(yīng)試驗(yàn)溫度的±0.2 ℃。

3.1.3 中國(guó)、韓國(guó)試驗(yàn)方法對(duì)比

通過(guò)對(duì)比兩種試驗(yàn)方法，中國(guó)的試驗(yàn)方法不管是制樣還是試驗(yàn)過(guò)程都更為簡(jiǎn)單，易操作，出現(xiàn)誤差的可能性較低。而韓國(guó)的試驗(yàn)方法特別復(fù)雜，試驗(yàn)周期長(zhǎng)、次數(shù)多，特別是試驗(yàn)樣品只有4.2 g，取樣量很少，采樣時(shí)融雪劑顆粒的大小很容易導(dǎo)致較大的誤差出現(xiàn)，導(dǎo)致操作的精細(xì)度提高，難度增加，出現(xiàn)誤差的可能性也相應(yīng)增加。

3.2 對(duì)鋼鐵腐蝕率的檢測(cè)方法對(duì)比

3.2.1 中國(guó)的試驗(yàn)方法[4]

將長(zhǎng)50 mm寬25 mm厚2 mm的20號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼片(GB/T 669-2015)除銹、脫脂、干燥、稱(chēng)重，然后放入裝有融雪劑標(biāo)準(zhǔn)溶液(GB/T 669-2002)的2 000 mL燒杯中，試液體積與試片面積比為24 mL/cm2～26 mL/cm2，在40 ℃±1 ℃恒溫水浴中以0.35 m/s±0.01 m/s線速旋轉(zhuǎn)、浸48 h。浸泡過(guò)程中不需要向標(biāo)準(zhǔn)溶液中通入空氣。試驗(yàn)結(jié)束后，將試片酸洗、水洗等清理干凈后再次干燥、稱(chēng)重。同時(shí)進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)，最后根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算腐蝕率。

3.2.2 韓國(guó)的試驗(yàn)方法[5]

將長(zhǎng)150 mm寬70 mm厚1 mm的冷軋鋼片(韓國(guó)KS D 3512標(biāo)準(zhǔn))除銹、脫脂、干燥、稱(chēng)重，然后放入裝有質(zhì)量百分比3%的融雪劑溶液中，試液體積與試片面積比為4.8 mL/cm2，把試驗(yàn)鋼片放進(jìn)試驗(yàn)溶液中浸漬10 min后，懸掛放置50 min，然后再次浸泡10 min后取出放置50 min，如此反復(fù)操作168 h(7 d)。試驗(yàn)期間，試驗(yàn)室內(nèi)的溫度保持在23 ℃± 2 ℃，相對(duì)濕度保持在65%±5%。6個(gè)試驗(yàn)片編號(hào)后同時(shí)進(jìn)行。試驗(yàn)結(jié)束后，將試片酸洗、水洗等清理干凈后再次干燥、稱(chēng)重。對(duì)照試驗(yàn)，將6個(gè)試驗(yàn)鋼片放入質(zhì)量百分比3%的氯化鈉溶液中，按照上述方法進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。

試驗(yàn)鋼片平均質(zhì)量減量的計(jì)算：

式中:W——試驗(yàn)片的質(zhì)量減量，mg/cm2；i——1, 2,…,6，分別為浸漬的次數(shù)；m——每次試驗(yàn)片的初期質(zhì)量，mg；m′——每次除掉腐蝕生成物后試驗(yàn)片的質(zhì)量，mg；A——試驗(yàn)片的表面積，cm2。

把融雪劑試驗(yàn)鋼片的平均質(zhì)量減量記為Wd，把對(duì)照氯化鈉實(shí)驗(yàn)鋼片的平均質(zhì)量減量記為Ws，相對(duì)腐蝕率記為C，則：

C=Wd/Ws×100%

通過(guò)對(duì)比，中國(guó)的試驗(yàn)方法是在40 ℃恒溫融雪劑溶液中旋轉(zhuǎn)浸泡48 h，試驗(yàn)環(huán)境幾乎無(wú)氧，試驗(yàn)時(shí)間較短；韓國(guó)的試驗(yàn)方法是在溫度23 ℃，相對(duì)濕度65%環(huán)境中，浸泡10 min，取出放置50 min，如此循環(huán)操作168 h。試驗(yàn)環(huán)境更接近于自然環(huán)境，但試驗(yàn)周期長(zhǎng)，對(duì)試驗(yàn)環(huán)境的要求太高，難以操作。

4 相同的融雪劑樣品在中國(guó)和韓國(guó)的檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

試驗(yàn)從韓國(guó)新和株式會(huì)社生產(chǎn)的環(huán)保產(chǎn)品中隨機(jī)抽取2 kg樣品，平均分成兩份，分別送到韓國(guó)官方指定檢測(cè)院(KOREA TESTING CERTIFICATION)和中國(guó)沈陽(yáng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 融雪劑樣品在中國(guó)和韓國(guó)的試驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Test results of the snow-melting sample in China and South Korea

續(xù)表3(Continue)

從表3可見(jiàn)，此樣品分別按照中國(guó)和韓國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)都在合格范圍內(nèi)。

5 結(jié)論

文章較簡(jiǎn)明對(duì)比分析了中國(guó)和韓國(guó)環(huán)保融雪劑標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)方法，中國(guó)和韓國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)都同時(shí)對(duì)環(huán)保融雪劑的融冰性、鋼鐵腐蝕性、環(huán)境影響等方面做了嚴(yán)格的要求，相似度極高；但在融雪劑標(biāo)準(zhǔn)在融雪化冰能力、重金屬含量、水不溶物方面，韓國(guó)雪劑標(biāo)準(zhǔn)要求更高。對(duì)比兩個(gè)的試驗(yàn)方法，中國(guó)的試驗(yàn)方法相對(duì)簡(jiǎn)單，韓國(guó)的更模擬自然環(huán)境，但操作復(fù)雜。針對(duì)以上情況，對(duì)我國(guó)環(huán)保融雪劑標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)加工狀況，應(yīng)當(dāng)指出的是：第一，國(guó)內(nèi)環(huán)保融雪劑的入行門(mén)檻相對(duì)較低，絕大多數(shù)屬作坊式工廠，存在試驗(yàn)方法的專(zhuān)業(yè)性和生產(chǎn)企業(yè)管理水平低下的矛盾，自檢難度高、周期長(zhǎng)，產(chǎn)品合格率無(wú)保證，潛在隱患大，建議制定符合當(dāng)前企業(yè)實(shí)情的簡(jiǎn)易自檢方法并逐漸提高企業(yè)入行資質(zhì)；第二，建議中國(guó)制定關(guān)于混凝土凍融損害的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)并納入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；第三，由于中國(guó)國(guó)土面積廣大，各個(gè)地區(qū)對(duì)融冰性、環(huán)境影響的要求不太一致，建議需要進(jìn)一步細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)。