제설제는 도로에 쌓인 눈을 녹여주는 데 사용하는 물질로 염화나트륨, 염화칼슘 등의 염화물계 제설제를 주로 사용한다. 하지만 이러한 제설제들의 사용으로 인해 많은 환경오염이나 철근 등의 부식으로 인해 피해가 생기고 있다. 이러한 피해를 해소하기 위해서 많은 친환경 제설제가 개발되었다. 그러나 친환경 제설제는 염화물계 제설제보다 상대적으로 값이 비싸고, CMO와 같이 복잡한 제조과정으로 인해 실용화하기 힘들다. 따라서 본 연구에서는 제조과정이 단순하고, 값싼 친환경 제설제 개발을 위해 ...
제설제는 도로에 쌓인 눈을 녹여주는 데 사용하는 물질로 염화나트륨, 염화칼슘 등의 염화물계 제설제를 주로 사용한다. 하지만 이러한 제설제들의 사용으로 인해 많은 환경오염이나 철근 등의 부식으로 인해 피해가 생기고 있다. 이러한 피해를 해소하기 위해서 많은 친환경 제설제가 개발되었다. 그러나 친환경 제설제는 염화물계 제설제보다 상대적으로 값이 비싸고, CMO와 같이 복잡한 제조과정으로 인해 실용화하기 힘들다. 따라서 본 연구에서는 제조과정이 단순하고, 값싼 친환경 제설제 개발을 위해 유기산과 간수를 이용하여 제조하였다. 간수 내 부식의 주성분인 NaCl과 CaCl2을 석출하기 위해 2회 농축을 진행하였다. 기존 간수와 농축 간수의 성분을 비교분석한 결과, NaCl과 CaCl2는 모두 제거되었으며, SO42-은 약 32.8%, K+은 약 0.1% 감소하였다. 반면 Mg2+은 약 2.53배 증가하였다. Cl-은 약 1.44배 증가하였지만 유기산 용액과 혼합하여 함량을 줄일 수 있었다. 유기산은 총 6종(acetic acid, ascorbic acid, citric acid, lactic acid, malic acid, propionic acid)을 사용하였으며, 제설제에 사용할 유기산 선정을 위해 유기산과 간수의 비율을 3:7로 혼합하여 어는점을 측정하였다. 6종 유기산 제설제 모두 어는점이 –40℃보다 낮게 측정되어 제설제로 사용하는데 모두 적합하였으나 경제성을 고려하여 최종 구연산과 초산을 선정하였다. 유기산 용액과 농축 간수 제설제의 최적화를 위해 여러 비율로 혼합한 후 어는점을 측정하였으며, 그 결과 구연산 용액과 간수는 5:5로, 초산 용액과 간수는 3:7로 제조 했을 때 각각 –56.5±2.0℃, -56.0±0.4℃로 가장 낮은 어는점을 나타내 제설제 최적 제조 조건으로 선정하였다. 제설제의 성능평가를 위해 2종의 유기산 제설제를 0~90%까지 10% 단위로 희석하여 어는점을 측정하였고, 얼음 용융 시험과 강재 부식 영향 시험을 진행하였다. 어는점 측정 결과, 두 종류의 제설제는 농도가 높을수록 어는점이 낮아지는 것을 확인할 수 있었다. 얼음 용융 시험은 –7℃와 –12℃에서 진행하였으며, 기준물질로 NaCl 용액 및 NaCl과 CaCl2 혼합용액 2가지를 사용하였다. 구연산 제설제의 융빙량은 기준물질 대비 60분부터 112.9±1.6%(-7℃)와 106.37±1.5%(-12℃)를 나타냈다. 초산 제설제의 융빙량은 기준물질 대비 10분부터 111.8±5.1%(-7℃), 30분부터 100.0±6.2%(-12℃를) 나타냈다. 강재 부식 영향 시험은 6주 차까지 1주 간격으로 확인하였고, 추가로 오차를 줄이기 위해 6주 차까지 방치하여 마지막 주에 확인하였다. 강재 부식 영향 시험 결과, 구연산 제설제와 초산 제설제 각각 NaCl 기준물질 대비 약 92%와 76%의 무게 감소량을 나타냈고, NaCl과 CaCl2 혼합용액 기준물질 대비 약 87%와 71%의 무게 감소량을 나타냈다. 6주 차까지 방치한 강재 부식 영향 시험 결과, 구연산 제설제와 초산 제설제 각각 NaCl 기준물질 대비 약 80%와 50%의 무게감소량을 나타냈고, NaCl과 CaCl2 혼합용액 기준물질 대비 약 71%와 44%의 무게감소량을 나타내 2가지 방법 모두 초산 제설제의 부식도가 가장 낮았다. 본 연구에서 개발한 2종의 제설제는 염화물계 제설제보다 우수한 성능을 보였고, 초산 제설제와 구연산 제설제를 비교 결과 초산 제설제가 우수한 성능을 보여주었다. 또한 제조 과정이 단순해지고, 제조 원료가 저렴하기 때문에 경제적으로도 우수하여 염화물계 제설제를 대신해 사용할 수 있다고 판단된다.
제설제는 도로에 쌓인 눈을 녹여주는 데 사용하는 물질로 염화나트륨, 염화칼슘 등의 염화물계 제설제를 주로 사용한다. 하지만 이러한 제설제들의 사용으로 인해 많은 환경오염이나 철근 등의 부식으로 인해 피해가 생기고 있다. 이러한 피해를 해소하기 위해서 많은 친환경 제설제가 개발되었다. 그러나 친환경 제설제는 염화물계 제설제보다 상대적으로 값이 비싸고, CMO와 같이 복잡한 제조과정으로 인해 실용화하기 힘들다. 따라서 본 연구에서는 제조과정이 단순하고, 값싼 친환경 제설제 개발을 위해 유기산과 간수를 이용하여 제조하였다. 간수 내 부식의 주성분인 NaCl과 CaCl2을 석출하기 위해 2회 농축을 진행하였다. 기존 간수와 농축 간수의 성분을 비교분석한 결과, NaCl과 CaCl2는 모두 제거되었으며, SO42-은 약 32.8%, K+은 약 0.1% 감소하였다. 반면 Mg2+은 약 2.53배 증가하였다. Cl-은 약 1.44배 증가하였지만 유기산 용액과 혼합하여 함량을 줄일 수 있었다. 유기산은 총 6종(acetic acid, ascorbic acid, citric acid, lactic acid, malic acid, propionic acid)을 사용하였으며, 제설제에 사용할 유기산 선정을 위해 유기산과 간수의 비율을 3:7로 혼합하여 어는점을 측정하였다. 6종 유기산 제설제 모두 어는점이 –40℃보다 낮게 측정되어 제설제로 사용하는데 모두 적합하였으나 경제성을 고려하여 최종 구연산과 초산을 선정하였다. 유기산 용액과 농축 간수 제설제의 최적화를 위해 여러 비율로 혼합한 후 어는점을 측정하였으며, 그 결과 구연산 용액과 간수는 5:5로, 초산 용액과 간수는 3:7로 제조 했을 때 각각 –56.5±2.0℃, -56.0±0.4℃로 가장 낮은 어는점을 나타내 제설제 최적 제조 조건으로 선정하였다. 제설제의 성능평가를 위해 2종의 유기산 제설제를 0~90%까지 10% 단위로 희석하여 어는점을 측정하였고, 얼음 용융 시험과 강재 부식 영향 시험을 진행하였다. 어는점 측정 결과, 두 종류의 제설제는 농도가 높을수록 어는점이 낮아지는 것을 확인할 수 있었다. 얼음 용융 시험은 –7℃와 –12℃에서 진행하였으며, 기준물질로 NaCl 용액 및 NaCl과 CaCl2 혼합용액 2가지를 사용하였다. 구연산 제설제의 융빙량은 기준물질 대비 60분부터 112.9±1.6%(-7℃)와 106.37±1.5%(-12℃)를 나타냈다. 초산 제설제의 융빙량은 기준물질 대비 10분부터 111.8±5.1%(-7℃), 30분부터 100.0±6.2%(-12℃를) 나타냈다. 강재 부식 영향 시험은 6주 차까지 1주 간격으로 확인하였고, 추가로 오차를 줄이기 위해 6주 차까지 방치하여 마지막 주에 확인하였다. 강재 부식 영향 시험 결과, 구연산 제설제와 초산 제설제 각각 NaCl 기준물질 대비 약 92%와 76%의 무게 감소량을 나타냈고, NaCl과 CaCl2 혼합용액 기준물질 대비 약 87%와 71%의 무게 감소량을 나타냈다. 6주 차까지 방치한 강재 부식 영향 시험 결과, 구연산 제설제와 초산 제설제 각각 NaCl 기준물질 대비 약 80%와 50%의 무게감소량을 나타냈고, NaCl과 CaCl2 혼합용액 기준물질 대비 약 71%와 44%의 무게감소량을 나타내 2가지 방법 모두 초산 제설제의 부식도가 가장 낮았다. 본 연구에서 개발한 2종의 제설제는 염화물계 제설제보다 우수한 성능을 보였고, 초산 제설제와 구연산 제설제를 비교 결과 초산 제설제가 우수한 성능을 보여주었다. 또한 제조 과정이 단순해지고, 제조 원료가 저렴하기 때문에 경제적으로도 우수하여 염화물계 제설제를 대신해 사용할 수 있다고 판단된다.
Deicer is a substance used to melt snow on the road. Mainly, Chloride-based Deicing agents such as sodium chloride and calcium chloride are used. However Damage is caused by a lot of environmental pollution or corrosion of rebar. To alleviate this damage, many eco-frindly deicing agents have been de...
Deicer is a substance used to melt snow on the road. Mainly, Chloride-based Deicing agents such as sodium chloride and calcium chloride are used. However Damage is caused by a lot of environmental pollution or corrosion of rebar. To alleviate this damage, many eco-frindly deicing agents have been developed. However, eco-friendly deicing agents ard relatively more expensive than chloride-based deicing agents, and are difficult to put into practical use due to the complicated manufacturing process such as CMO. Therefore, in this study, manufacturing process was simple and using organic acids and bittern for the development of cheap eco-friendly deicing agents. Concentration was performed twice to precipitate NaCl and CaCl2, Which are the main components of corrosion in the bittern. As a result of comparing and analyzing the components of conventional bittern and concentrated bittern, both NaCl and CaCl2 were removed, and SO42- decreased by about 32.8% and K+ by about 0.1%. On the other hand, Mg2+ increased about 2.53 times. Cl- increased about 1.44 times, but the content could be reduced by mixing it with an organic acid solution. Six kinds of organic acids(Acetic acid, Ascorbic acid, Citric acid, Lactic acid, Malic acid, Propionic acid) were used, In order to select the organic acid to be used for the deicing agent, the freezing point was measured by mixing the ratio of organic acid and bittern at 3:7. All of the six types of organic acid deicer had their freezing point measured lower than –40℃, so they were all suitable for use as deicing agents, but the final citric acid and acetic acid were selected in consideration of economical efficiency. For the optimization of the organic acid solution and concentrated bittern deicing agent, the freezing point was measured after mixing at various ratios. As a result, when the citric acid solution and bittern were prepared at 5:5, and the acetic acid solution and bittern at 3:7, the lowest freezing point was –56.5±2.0℃ and –56.0±0.4℃, respectively. As a result of measuring the freezing point, it was confirmed that the freezing point decreased as the concentration of the two types of deicing agents increased. Ice melting tests were conducted at –7℃ and –12℃, and two types of NaCl solution and NaCl and CaCl2 mixed solution were used as reference materials. The melting amount of citric acid deicer was 112.9±1.6%(-7℃) and 106.37±1.5%(-12℃) from 60 minutes compared to the reference material. The melting amount of acetic acid deicing agent was 111.8±5.1%(-7℃) from 10 minutes and 100.0±6.2%(-12℃) from 30minutes compared to the reference material. The steel corrosion effect test was checked at 1 week intervals until the 6th week, and left until the 6th week to further reduce the error, and confirmed at the last week. As a result of the steel corrosion effect test, the weight reduction of citric acid deicing agent and acetic acid deicing agent was about 92% and 76% compared to the NaCl reference material, respectively, and about 87% and 71% of the weight reduction amount compared to the NaCl and CaCl2 mixed solution reference material. As a result of the corrosion effect test on steel left until the 6th week, the weight loss of citric acid deicer and acetic acid deicer was about 80% and 50% compared to the NaCl reference material, respectively, and about 71% and 44% compared to the NaCl and CaCl2 mixed solution reference material of the weight loss, both methods showed the lowest degree of corrosion of acetic acid deicer. The two types of deicing agents developed in this study showed better performance than chloride-based snow removers, and as a result of comparing acetic acid deicer and citric acid deicer, acetic acid deicer showed superior performance. In addition, since the manufacturing process is simplified and raw materials are inexpensive, it is also economically excellent and can be used instead of a chloride-based deicing agent.
Deicer is a substance used to melt snow on the road. Mainly, Chloride-based Deicing agents such as sodium chloride and calcium chloride are used. However Damage is caused by a lot of environmental pollution or corrosion of rebar. To alleviate this damage, many eco-frindly deicing agents have been developed. However, eco-friendly deicing agents ard relatively more expensive than chloride-based deicing agents, and are difficult to put into practical use due to the complicated manufacturing process such as CMO. Therefore, in this study, manufacturing process was simple and using organic acids and bittern for the development of cheap eco-friendly deicing agents. Concentration was performed twice to precipitate NaCl and CaCl2, Which are the main components of corrosion in the bittern. As a result of comparing and analyzing the components of conventional bittern and concentrated bittern, both NaCl and CaCl2 were removed, and SO42- decreased by about 32.8% and K+ by about 0.1%. On the other hand, Mg2+ increased about 2.53 times. Cl- increased about 1.44 times, but the content could be reduced by mixing it with an organic acid solution. Six kinds of organic acids(Acetic acid, Ascorbic acid, Citric acid, Lactic acid, Malic acid, Propionic acid) were used, In order to select the organic acid to be used for the deicing agent, the freezing point was measured by mixing the ratio of organic acid and bittern at 3:7. All of the six types of organic acid deicer had their freezing point measured lower than –40℃, so they were all suitable for use as deicing agents, but the final citric acid and acetic acid were selected in consideration of economical efficiency. For the optimization of the organic acid solution and concentrated bittern deicing agent, the freezing point was measured after mixing at various ratios. As a result, when the citric acid solution and bittern were prepared at 5:5, and the acetic acid solution and bittern at 3:7, the lowest freezing point was –56.5±2.0℃ and –56.0±0.4℃, respectively. As a result of measuring the freezing point, it was confirmed that the freezing point decreased as the concentration of the two types of deicing agents increased. Ice melting tests were conducted at –7℃ and –12℃, and two types of NaCl solution and NaCl and CaCl2 mixed solution were used as reference materials. The melting amount of citric acid deicer was 112.9±1.6%(-7℃) and 106.37±1.5%(-12℃) from 60 minutes compared to the reference material. The melting amount of acetic acid deicing agent was 111.8±5.1%(-7℃) from 10 minutes and 100.0±6.2%(-12℃) from 30minutes compared to the reference material. The steel corrosion effect test was checked at 1 week intervals until the 6th week, and left until the 6th week to further reduce the error, and confirmed at the last week. As a result of the steel corrosion effect test, the weight reduction of citric acid deicing agent and acetic acid deicing agent was about 92% and 76% compared to the NaCl reference material, respectively, and about 87% and 71% of the weight reduction amount compared to the NaCl and CaCl2 mixed solution reference material. As a result of the corrosion effect test on steel left until the 6th week, the weight loss of citric acid deicer and acetic acid deicer was about 80% and 50% compared to the NaCl reference material, respectively, and about 71% and 44% compared to the NaCl and CaCl2 mixed solution reference material of the weight loss, both methods showed the lowest degree of corrosion of acetic acid deicer. The two types of deicing agents developed in this study showed better performance than chloride-based snow removers, and as a result of comparing acetic acid deicer and citric acid deicer, acetic acid deicer showed superior performance. In addition, since the manufacturing process is simplified and raw materials are inexpensive, it is also economically excellent and can be used instead of a chloride-based deicing agent.
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