Forschungsbericht "Optimierung der Feuchtsalzstreuung" [barrierearm]

4. Laborversuche Tauwirkung
4.1 Prüfbedarf
Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wurde das in Kapitel 2.7 skizzierte Streumodell ausgearbeitet
und die dargestellten Zusammenhänge untersucht. Der Schwerpunkt im Rahmen dieses Forschungsprojektes
lag in der Entwicklung von Laborversuchen zu den Modulen Restsalzmenge und Gefrierpunkte
von Solen. Um die Ergebnisse der Versuche in eine Berechnung einbeziehen zu können,
war eine mathematische Beschreibung der gefundenen Zusammenhänge erforderlich. Zur Versuchsdurchführung
wurde daher ein modifizierter Klimaschrank für das Labor des Instituts für Verkehrswissenschaften
angeschafft. Mit diesem ist ein Hantieren mit den Proben innerhalb des Schrankes ohne Öffnen
der Türe und damit ohne Veränderung der Innentemperatur möglich, wodurch erst eine entsprechende
Wiederholgenauigkeit z.B. für Tau- und Gefrierversuche gewährleistet ist.
4.1.1 Gefrierpunkt – Solenkonzentration – Verläufe
Die in der Literatur dargestellten Gefrierpunktverläufe weisen einen Anstieg des Gefrierpunktes bei
zunehmender Konzentration im Bereich der Übersättigung auf, der nicht nachvollziehbar ist und durch
ein Versuchsprogramm zu Gefrierpunkt -Solenkonzentrations-Verläufen überprüft werden soll. Zudem
wurden für einige Taumittel von den Herstellern nicht nachvollziehbare Ergebnisse präsentiert, die unabhängig
überprüft werden sollten. Ziel war es, den Zusammenhang Gefrierpunkt-Solekonzentration
als Information für Winterdienstmitarbeiter grafisch darzustellen sowie mathematisch zu beschreiben,
um eine Eingliederung ins Rechenmodell zu ermöglichen. Die Versuche wurden zu Vergleichszwecken
mit verschiedenen Taumitteln durchgeführt, um Aussagen über die Frostgefahr in den Soletanks der
Fahrzeuge bei tiefen Temperaturen bzw. die zur Vermeidung der Frostgefahr notwendige Solekonzentration
treffen zu können.
4.1.2 Tauwirksamkeit
Mit Hilfe des Klimaschrankes sollten neue Versuchsmethoden entwickelt werden, mit denen die
Tauwirksamkeit verschiedener Tausalze bestimmbar bzw. der Unterschied der Tauwirksamkeit in Abhängigkeit
von der Korngröße ermittelbar ist. Dabei ging es vor allem darum, wie schnell ein Taumittel
wirkt und wie lange es seine Tauwirkung beibehält. Diese Untersuchungen betreffen den Trockenanteil
der Feuchtsalzstreuung, der in der Regel 70% des ausgebrachten Streugutes ausmacht. Wichtig ist
diese Erkenntnis vor allem für die Abschätzung der Zeitspanne von der Ausbringung des Streumittels
über das Einsetzten der Tauwirkung bis zur vollen Wirkungsentfaltung auf der Straße. Wichtig bei den
Versuchen mit festen und flüssigen Taumitteln war eine praxisgerechte Versuchsanordnung, um eine
Anwendbarkeit der Ergebnisse sicherzustellen.
Ein weiterer zu untersuchender Punkt war die Untersuchung der Wirksamkeit unterschiedlich gesättigter
Natriumchloridsolen durch die Mitwirkung von „freiem Wasser“ in der chemischen Reaktion.
Gemäß bestehender Schulungsunterlagen [MÜHLBERGER, 2007] reagiert nämlich eine weniger gesättigte
Sole schneller als eine vollständig gesättigte, wodurch eine raschere Enteisung der Straße
ermöglicht werden soll. Zur Vervollständigung des Gesamtbildes wurde auch die häufig angewendete
CaCl-Sole in die Versuche einbezogen.
4.1.3 Tauwirkung
Für praxisrelevante Aussagen ist die Tauwirksamkeit (getaute Eismenge pro Zeiteinheit) in Kombination
mit der Tauwirkung (Eindringung und Taubild) bedeutend, die nach Möglichkeit durch den
gleichen Versuch untersucht werden sollen, um nahe an der Praxis zu bleiben. Die Tauwirkung ist
von hoher Bedeutung für Fälle von bestehenden Schnee- oder Eisflächen, die nur schwer durch das
Aufbringen von Salz allein entfernt werden können. Erkenntnisse über Tauwirksamkeit und Tauwirkung
können zu einem gezielten Einsatz ausgesuchter Taumittel und Körnung für die rasche Entschärfung
dieser gefährlichen Situationen beitragen.
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