Hensikten med bruk av salt

Det kan prinsipielt defineres tre ulike hensikter med bruk av salt på vinterveger:

1. Anti-ising - Hindre at is dannes på vegbanen

2. Anti-kompaktering - Lette mekanisk fjerning av snø fra vegbanen 3. De-ising - Smelte og fjerne is eller kompaktert snø fra vegbanen

Hver av disse tre hensiktene kan relateres til tre forskjellige fysiske mekanismer eller egen-skaper ved salt og salting. Tabellen nedenfor viser dette:

Tabell 12.3 Ulike hensikter med bruk av salt på vinterveger

Hensikt Mekanisme Begrep

1. Hindre at det dannes is på vegbanen

Kjemikaliet senker frysepunktet til

vann anti-ising

2. Lette mekanisk fjerning

Kjemikaliet hindrer bindinger mellom snøkrystaller og mellom snøkrystaller og vegoverflaten

anti-kompaktering

3. Smelte/fjerne snø- eller isdekke

Kjemikaliet smelter og penetrerer snø-/islaget og bryter binding mellom is/snø og vegoverflaten, og letter mekanisk fjerning

de-ising

Anti-ising

Et hvert stoff som løser seg opp i vann og dermed danner en løsning, vil senke frysepunktet til vann. Frysepunktnedsettelse er en såkalt kolligativ egenskap. Det vil si at frysepunktnedset-telse ikke er avhengig av hva slag stoff som blir oppløst i vannet, men hvor mange molekyler som løses opp. Frysepunktnedsettelse kan utrykkes slik:

Kf

m T = ⋅

Δ

hvor:

∆T er nedsetting av frysepunkt i ºC

m er konsentrasjonen av oppløste molekyler uttrykt ved såkalt molalitet (mol per liter) Kf er den kryoskopiske konstanten (spesifikk for ulike væsker)

Eksempelvis vil både sukker og salt sette ned frysepunktet til vann. Tilsettes en lik mengde molekyler av sukker eller salt til en bestemt mengde vann vil i teorien frysepunktet settes ned likt. Siden molekylene til sukker er mye tyngre enn molekylene til salt vil vekten av en viss mengde molekyler for sukker veie mer enn den samme mengde molekyler salt. Av denne grunnen er stoffer som har lav molekylvekt mer effektive per vektenhet enn stoffer med høy molekylvekt når det gjelder frysepunktnedsettelse.

Ved å tilsette salt til vann vil altså frysepunktet til vannet senkes. Hvor mye frysepunktet senkes avhenger av mengden salt som tilsettes. Dette kan vises skjematisk i et såkalt fase-diagram. Fasediagrammet viser frysepunktet for en blanding av vann og salt som funksjon av mengden salt. Figur 12.15 viser fasediagrammet for natriumklorid (NaCl) og vann, såkalt natriumkloridløsning.

Den blå kurven på figuren viser frysepunktet til løsningen av vann og natriumklorid. Som figuren viser så senkes frysepunktet for natriumkloridløsningen desto mer NaCl som tilsettes.

Dette skjer inntil frysepunktskurven (blå kurve) møter løselighetskurven (rød kurve). Løselig-hetskurven viser mengden salt som maksimalt kan løses opp. Tilsettes mer salt vil dette saltet bare være uoppløste krystaller. Når frysepunktskurven møter løselighetskurven flater fryse-punktskurven ut og maksimal frysepunknedsettelse er nådd. Punktet der kurvene møtes kalles eutektikum og er altså den mengden salt som gir maksimal frysepunktsnedsettelse. En løsning av natriumklorid og vann har det laveste frysepunktet på -21,1 °C ved 23,3 % vektprosent salt.

Ved å strø salt på vegen kan en altså hindre at vann danner is ved 0 °C. Når det finnes vann på vegen fra regn eller smeltevann og temperaturen i luft og vegbane er i ferd med å ynke, saltes det for å hindre at is dannes på vegbanen. Et annet eksempel er at hvis det felles ut fukt på en kald vegbane så vil det normalt kunne dannes rim på vegbanen. Ved å påføre salt vil veg-banen kun bli fuktig og ikke glatt. Å utnytte saltet på denne måten kalles anti-ising. Man salter før is har blitt dannet for å hindre tilfrysing og glatt vegbane.

Saltløsning

Is +

saltløsning

Uoppløst salt + saltløsning

Frysepunktskurve

Løslighetskurve

Eutektikum

Figur 12.15 Fasediagram for en løsing av natriumklorid og vann

Anti-kompaktering

Ved å tilføre salt i snø så vil snøkrystaller ikke så lett binde seg til hverandre og til vegbanen.

Snøen kan ikke kompakteres og det vil ikke så lett dannes en snø- eller issåle. Hvorfor dette skjer og hva som er den fysiske mekanismen bak dette er ikke godt beskrevet i litteraturen.

Den praktiske anvendelsen av denne egenskapen er i alle fall godt kjent. Ved å salte vegbanen før og under snøvær vil ikke snøen kompakteres og danne hard snøsåle. Dette gjør at snøen er lettere å fjerne mekanisk med plog.

Hensikten med å salte rett før og under snøvær er dermed ikke å tilsette så mye salt at snøen smelter, men å tilsette tilstrekkelig salt til at snøen er lett å fjerne med brøyting.

Det er svært viktig å påpeke at det ikke skal saltes i forbindelse med snøvær for å smelte bort snø. For det første vil det vil kreve store mengder salt for å fjerne all snø ved å smelte den.

Dessuten vil det innebære at det vil ligge mye slaps og vann i vegbanen som gir ugunstige kjøreforhold. Rett bruk av salt i forbindelse snøvær må kombineres med hyppig og god brøyting.

De-ising

Kjemikalier som løser seg opp i vann og dermed setter ned frysepunktet vil også ha evne til å smelte is. Egenskapen med å smelte is henger tett sammen med frysepunknedsettelse.

Dette er aktuelt å utnytte i en situasjon der det finnes et is- eller snødekke på vegbanen. Ved å påføre saltet vil snøen eller isen smelte, det vil si gå over fra fastform til væskeform. Snø- eller isdekket vil delvis smelte og gå i oppløsning, og kan deretter fjernes mekanisk.

I utgangspunktet er dette en situasjon en ikke ønsker ved en saltingsstrategi av veger. Det er et mål å sette i gang tiltak tidsnok slik at det ikke oppstår snø- eller isdekke, og dermed glatt vegbane. Tiltak med salting på bar veg strategi skal settes i gang før glatt vegbane oppstår.

Dessuten vil en ved å påføre saltet etter at isen er dannet, eller etter at snøen har festet seg til vegbanen, bruke mer salt enn for å hindre isdanning eller kompaktering av snø. Det kreves altså betydelig mer salt for å smelte is enn for å hindre danning av is.