毕业论文14日

南京大学金陵学院本科毕业论文南京大学金陵学院毕业论文融雪剂对土体的影响年级:12级学号:2012041600027姓名:康志委专业:城市水务指导老师:王宝军二零壹六年四南京大学金陵学院本科毕业论文院系城市与资源学院专业土木工程年级12级姓名康志委题目融雪剂对土体的影响指导教师评语指导教师(签章)评阅人评语评阅人(签章)成绩答辩委员会主任(签章)年月日南京大学金陵学院本科毕业论文摘要融雪剂顾名思义,作用就是融雪化冰。融雪剂的原理是通过降低冰雪融化温度来融化道路上的积雪,因为盐水的凝固点比水的凝固点低,在雪水中溶入了盐之后就难以再形成冰块。此外,融雪剂溶于水后,水中离子浓度上升,使水的液相蒸气压下降,但冰的固态蒸气压不变,达到冰水混和物固液蒸气压等的状态,冰便融化了,这一原理也能很好地解释了盐水不易结冰的现象。简单地说,融雪剂有效降低了水的冰点,使其更容易融化。而且压强越大,水的冰点也越低,车轮碾过地方的雪往往更易于融化就是这个道理。积雪的路面上洒上融雪剂后,再经车辆的碾压就更易使雪融化。所以融雪剂多在城市道路、高速公路、机场、港口、桥梁等位置和设施使用,有的融雪剂还可用作建筑工程冬季施工是融化冰雪的速融剂和防冻外加剂等。早些时候,普遍常见的融雪剂成份主要是醋酸钾和氯盐,如氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾等,通称作“化冰盐”。其优点是价格便宜,仅相当于有机类融雪剂的1/10,原料易得,播撒处效果明显。但研究发现,富含盐类的融雪剂残留物可腐蚀路面和汽车橡胶轮胎,融化后的雪或冰变成液体,流入下水设施、绿化带和农田等地,会对环境造成很大危害。关键词：融雪剂；土壤；成本；环保AbstractSnowmeltagent,asthenameimplies,ismeltingice.Principleofsnowmeltagentbylowermeltingtemperaturemeltingofsnowontheroad,becauseofthebrinefreezingpointislowerthanthefreezingpointofwater,saltdissolvedinwaterAfteritwillbedifficulttoformice.Inaddition,afterthesnowmeltagentsolubleinwater,thewaterconcentrationtorise,maketheliquidvaporpressureofwaterdrops,butthesolidicevaporpressureconstant,achieveicewatermixturevaporpressureofsolidandliquidstate,suchasthe南京大学金陵学院本科毕业论文icemelts,thisprinciplecanalsoexplainsthebrinewellisnoteasytofreeze.Inanutshell,snowmeltagenteffectivelylowerthefreezingpointofwater,makingiteasiertomelt.Andthegreaterthepressure,thelowerthefreezingpointofwateralso,wherethewheelsrunoverthesnowtendtobemoreeasytomeltitisforthisreason.Dousedthepavementofsnowmeltingagent,thenthroughthevehicle'srollingismoreeasilymeltedthesnow.Somuchsnowmeltingagentinurbanroads,highways,airports,ports,Bridges,locationandfacilitiessuchastheuseofsomesnowmeltagentalsocanbeusedasaconstructionprojectiswinterconstructionmeltingspeedoficeandsnowmeltingagentandanti-freezingadmixtures,etc.Earlier,commonsnowmeltagentcompositionismainlyofaceticacid,potassiumandchlorinesaltsuchassodiumchloride,calciumchloride,magnesiumchloride,potassiumchloride,etc.,knownasthedeicingsalt.Theoptimalpointischeap,onlyequivalentto1/10oftheorganictypeofsnowmeltagent,reactants,seedingeffectisobvious.Butthestudyfoundthatsnowmeltagentresiduesthatarerichinsaltcorrosionroadandautomobilerubbertyre,snoworicemeltedintoliquid,intothewaterfacilities,greenbelts,andfarmland,cancausegreatharmtotheenvironment.Keywords:snowmeltingagent、soil、cost、environmentalprotection、南京大学金陵学院本科毕业论文目录南京大学金陵学院本科毕业论文第1章绪论1.1本论文的背景和意义随着我国交通事业的不断发展，四通八达的交通在给人们带来便利的同时，冬季降雪导致的路面积雪成冰，严重的影响着人们的出行安全，因此，雪后的除雪工作成了一个十分重要的问题。人力，机械除雪等方式，效率低，消耗的人力物力大，使用融雪剂除雪可以大大提高除雪的效率，且效果快。但是大量的使用除雪剂的同时也带来了一系列的环境问题。这其中包含了对动植物的影响，对大气的影响，对地表径流的影响，对混凝土的破坏，等等。然而这一系列的问题都可以归结于除雪剂对土壤的影响。融雪剂，是一种化学品。普通融雪剂原料易得，价格低廉，其成份主要是醋酸钾和氯盐，并以这两种进行分类。融雪剂通过降低冰雪融化温度融化道路上的积雪，便于道路疏通，播撒处效果明显，但其具有危害性，研究发现，融雪剂残留物可腐蚀路面和汽车橡胶轮胎。目前北方在常冬下仍采用沙土和铲雪车为主，融雪剂为辅的方式清除路面冰雪，保证交通通畅。目前融雪剂的大量使用给人们出行带来便利的同时其产生各种环境问题也越来越严重，醋酸钙镁作为一种新型环保型融雪剂其对环境的影响越来越受到人们的广泛关注。融雪剂随融化的雪水或雨水可进入土壤环境或随地表径流进入地表水，对土壤中重金属和地表水造成不同程度的影响。进入土壤环境的融雪剂，一部分可滞留在土壤中，影响土壤理化性质，置换和释放出土壤中部分重金属，从而影响土壤重金属的存在形态和迁移转化规律。CMA融雪剂随地表径流进入水体后可被生物降解，降解过程可能提高水体BOD并使溶解氧降低，造成水体富营养化，从而对水质及水生生物的生长造成影响。因此研究氯化钠和醋酸钙镁融雪剂对土壤重金属迁移转化的影响以及醋酸钙镁在水体中的降解情况具有着重要意义。南京大学金陵学院本科毕业论文1.2国内外研究现状我国是一个盐业资源十分丰富的国家,盐及其相关产品的产量也十分巨大。我国的高速公路总里程目前居世界第三位,发展速度居世界第一位,仅北方城市已达几万公里,按每公里使用融雪剂一吨来计算,不难看出,我国每年融雪剂的需求量就达上百万吨(去年北京市场使用融雪剂近两万吨)。国际市场也有巨大的潜力,光日、美、韩三国每年在中国订购的融雪剂就达几十万吨,而溶雪剂的研制、生产在我国还不具规模,全国的生产厂家也不过五六家,供货量只有几万吨,远远满足不了市场的需求。融雪剂的开发生产拥有巨大的商机[3]。所以积极开发高效环保型融雪剂不仅可以满足本国需求,而且可以打入欧洲市场,形成新的经济增长点。目前，我国各地普遍使用的融雪剂主要成份是盐，主要包扩氯化钠、氯化镁、氯化钾、氯化镁等氯盐，其中氯盐类融雪剂的除雪作用表现在：除了盐类的溶解吸热以外，就是盐水的凝固点较低，因此在雪水中溶解了盐之后就难以再形成冰块，从而有利于排雪；当雪融剂溶于水后，水中离子浓度上升，使水的液相蒸气压下降，但冰的固态蒸气压不变，为达到冰水混和物固液蒸气压等的状态，冰便溶化了。这一原理也很好的解释了盐水不易结冰的道理。醋酸钙镁融雪剂（CMA）是以醋酸钙镁盐为主要成分的有机类融雪剂，是19世纪80年代美国等国家为取代传统的氯盐融雪剂而研制开发的一种新型环保融雪剂。与传统的氯盐融雪剂相比，其融雪效果达到氯化钠的90%，同样具有快速持久的融雪效果和解冻功能。同时，CMA作为环境友好型融雪剂，它具有腐蚀性低、生态毒性低、可生物降解等环境优势，因此有人提出可以用CMA取代氯化钠型融雪剂，但是现阶段对CMA的环境影响基本上建立在实验室的基础，对于道路实际应用的环境影响的研究依然不足。CMA外观颗粒均匀、表面光洁便于机械抛洒。通常是由石灰石或白云石与醋酸反应制得的，但由于醋酸成本较高导致其价格达到氯化钠融雪剂的5-8南京大学金陵学院本科毕业论文倍，从而制约了其广泛应用[9]。目前，一些学者开始从降低CMA成本和回收再利用的角度，利用含醋酸的生产废水制备CMA，并取得了一定成功。目前,各厂家生产的融雪剂品种单一,融雪能力差,融雪速度慢,性能不稳定,环保能力达不到标准,生产能力又不具规模。因各厂家基本都是小规模生产,可融雪剂市场需求量又非常巨大,使每年到下雪时各厂家的融雪剂呈现供不应求的局面,一些厂家,因不愁融雪剂的销售,忽略了对质量上的把关和新产品的开发研制。本研究为了环境的可持续发展,发现传统融雪剂的缺点,拟改进市面上的传统型型融雪剂,该融雪剂以传统氯盐为突破口,同时考虑到人们越来越重视的环保问题,主物料采用含有钙、镁、钾等氯盐的复合成分以减少对环境的危害。这种融雪剂不含Na+,而Cl一相对于传统的氯化钠融雪剂来说也少得多,同时还添加了含有氮、硫、磷等大量作物营养元素的缓蚀添加剂。故其对基础设施、作物及环境损害较小。1.3研究的内容、目的和意义本研究旨在揭示氯化钠、氯化钙和氯化镁为主要成分的除雪剂对城市的土体，尤其是路面土体中，对城市路面土体抗剪强度、压实性、分散性等的影响。在研究的过程中，我会购买不同品牌的除雪剂，并且将土壤和不同的物质按不同的比例进行配比，进行相应的组合实验，其中包括土壤的物理性质，水理性质和力学性质等各个方面。同时，我会加入一些以醋酸钙镁盐为主要成分的有机类融雪剂作对比试验，比较有机融雪剂和氯盐类融雪剂在相同的条件下对土体的影响作用。另一方面，由于除雪剂对环境的影响是多方面的，我还会加入其他的一些影响因素，包括对植物的影响，对建筑物的影响，以及对地下水的一系列影响。在整个研究过程中，我具体的会做到以下几个实验，包括：1.土体的固结试验，本试验用于测定土的压缩性指标，主要包括土的压缩系数av、压缩指数Cc及固结系数Cv。2.土体的直剪试验，测定土样在不同正压力下的抗剪强度指标。南京大学金陵学院本科毕业论文3.土体的无侧限抗压试验，测定土样在无侧向压力的情况下，抵抗轴向压力的极限强度。南京大学金陵学院本科毕业论文第2章融雪剂的原理2.1对融雪剂的理解融雪剂与目前所使用的除雪剂，无论是固态还是液态，都是为了降低水的冰点作用，其工作机理属于表面化学范畴，为复合盐技术领域。其利用融雪剂的吸水性及其融化时大量放出的热，使雪中的结构晶格错位，导致冰雪融化；冰雪融化时吸热，使周围的温度下降，这时溶液的蒸气压小于冰雪的蒸汽压，为了达到新的平衡，促使冰雪不断融化而形成溶液，从而降低冰雪的凝固点。在低温条件下，上述周而复始的复杂运动平衡过程就是融雪剂的融冰化雪的工作机理。融雪剂在研制的过程中，不但注重其融