一种寒区隧道消防用抗冻防腐剂及其使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种寒区隧道消防用抗冻防腐剂及其使用方法，具体应用在寒区公路 隧道安全消防领域。
【背景技术】
[0002] 在我国北方和高海拔地区，严寒天气不仅使隧道饱受冻害困扰甚至报废，而且阻 碍消防用水的正常供给，面对寒区公路隧道安全消防问题，普遍采取的应对措施主要包括 以下几种：
[0003] (1)包扎管道防冻；
[0004] (2)管道伴热(暖)系统防冻；
[0005] (3)填充防冻液防冻；
[0006] 包扎管道防冻虽然造价低、施工维护方便，能起到一定保温防冻效果，但需充分考 虑当地气候条件，对于冬季温度极低地区，此方法作用有限。
[0007] 管道伴热（暖）系统防冻以加热电缆为主，商品化程度高、柔韧灵活、安全可靠，能 够满足不同管道的防冻要求，但是前期资金投入大，使用成本高。
[0008] 填充防冻液防冻免除了绝热保温和伴暖的初期投资费及运行费，故投资小，不过 该方法的难点在于:①防冻液不仅需要冰点低而且对管道无腐蚀性;②如果消防用水兼顾 生活用水的话，则应保证防冻液无毒，另外不具有助燃性和可燃性。
[0009] 比较以上三种方法，考虑到实际工程中的实施因素，在寒冷地区使用较多的是对 消防管道进行电伴热防止严寒季节消防水结冰，尽管此方法能够保证消防水在管道内的稳 定性，但若在火灾时真的使用了该消防系统，则，灭火使用的消防水会在寒冷气候下迅速结 冰，消防水导致的路面结冰层会破坏路面结构，影响运营安全。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的在于:提供一种寒区隧道消防用抗冻防腐剂及其制备方法，应用在 寒区隧道消防系统中替代自来水或地下水，可防止冬季消防供水在水池和管道中不结冰上 冻，保证整个消防系统的稳定运营。
[0011] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0012] -种寒区隧道消防用抗冻防腐剂，包括以下重量份的原料： 抗冻剂 10~50份V 缓释剂 0.1~5份， 分散剂 0.5~5份，
[0013] 杀菌灭藻剂 0.5~5份， 螯合剂 0.5~5份， 水 45~85份
[0014] 优选地，所述抗冻剂选自氯化盐和醋酸盐相结合的混合物，所述的氯化盐与醋酸 盐的重量比为1:0.1~1:1。
[0015]优选地，当抗冻剂占总体质量的百分数为28%~31%且氯化盐与醋酸盐重量比为 1:0.5~1:0.7时，溶液体系凝固点能够降到-50°c。
[0016] 优选地，所述氯化盐选自氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙中的至少一种。
[0017] 优选地，所述醋酸盐选自醋酸镁、醋酸钙、醋酸钾中的至少一种。
[0018] 优选地，所述缓释剂选自脂肪酸烷醇酰胺磷酸酯盐、季铵化聚乙烯亚胺、咪唑啉酰 胺、咪唑啉磷酸酯盐中的至少一种。
[0019] 优选地，所述分散剂选自硫酸锌、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚磷酸钠中的至少一种。
[0020] 优选地，所述杀菌灭藻剂选自十二烷基二甲基苄基氯化铵、异噻唑啉酮中的至少 一种。
[0021] 优选地，所述螯合剂选自羟基乙叉二膦酸、乙二胺四甲叉膦酸钠、双1，6亚己基三 胺五甲叉膦酸中的至少一种。
[0022] 优选地，一种寒区隧道消防用抗冻防腐剂的使用方法，具体步骤如下：
[0023] (1)根据公路隧道所处地区的近年冬季平均最低温度，确定抗冻防腐剂的最低凝 固点要求，计算水、抗冻剂、缓释剂、分散剂、杀菌灭藻剂、螯合剂的具体配比；
[0024] (2)对消防水池进行地面和墙壁的清理工作，清楚淤泥和杂物；
[0025] (3)在消防水池旁边空地放置高速分散机和搅拌罐，搅拌罐为上开口储罐，高速分 散机放入搅拌罐中起到搅拌分散的作用，将计算好的水量注入搅拌罐，依次投入抗冻剂、缓 释剂、分散剂、杀菌灭藻剂、螯合剂，同时开启高速分散机，使各组分溶解混合充分；
[0026] (4)搅拌罐底部与隔膜栗相连，待抗冻防腐剂制备完成并抽样检测合格后，开启隔 膜栗将抗冻防腐剂注入消防水池，完毕后开启消防水池出水栗，注入消防管道。
[0027]本发明的有益效果在于：
[0028] 1、抗冻性：
[0029] 调整抗冻剂的添加比例可使溶液体系凝固点最低降到-50°C，即氯化盐与醋酸盐 比例为1:0.5~1:0.7，整个抗冻剂混合物占总体质量的28%~31 %。满足我国北方且多隧 道地区的使用要求。使用本发明的抗冻防腐剂替代消防水池中的自来水或地下水，通过增 压栗注入消防管道，无需进行电伴热防冻措施即可保证消防系统在整个冬季的正常运转。
[0030] 2、抗腐蚀性：
[0031] 缓释剂能够降低腐蚀速率，抑制电化学反应发生，有较好的成膜功能，有效防止盐 水溶液对系统的侵蚀。在运行过程中，缓释剂会在被保护的材质表面形成3种形式的保护 膜：
[0032] (I)钝化膜:使金属表面形成钝态的氧化膜，造成金属离子化过程受阻，从而减缓 金属的腐蚀。这类膜主要影响电化学腐蚀的阳极过程，使活化-钝化型金属的腐蚀电位进入 钝化区，从而使金属处于钝化状态。
[0033] (2)吸附膜:在腐蚀介质中对金属表面有良好的吸附性，这种吸附改变了金属表面 的性质，抑制了金属的腐蚀。形成的吸附膜具有2种形式:一种是物理吸附，这种吸附来自于 缓蚀剂离子和金属表面电荷产生的静电引力及二者之间的范德华力。其中静电引力起着重 要的作用，特征是吸附的作用力较小、作用热小、吸附较快、但也容易脱落，吸附具有可逆 性;化学吸附，作用力大，进行的较慢，一经吸附难以脱附，具有不可逆性，因此后效性较好， 有利于防腐。
[0034] (3)沉积膜:该层膜在阴极区形成并覆盖于阴极表面，将金属和腐蚀介质隔开，抑 制金属腐蚀的阴极过程。
[0035] 3、稳定性：
[0036] 通常情况下，消防管道中的供水系统处于长期静止状态，通过添加分散剂、杀菌灭 藻剂和螯合剂促使该溶液体系不出现析晶、分层、絮凝等现象，通过试验发现，使用5年其各 项性能均未见减弱。
[0037] 4、环保性：
[0038]众所周时氯盐类物质可以大幅降低溶液的凝固点，但灭火行为结束后，流失的氯 离子会对混凝土和土壤造成破坏。因此，本发明采用了氯盐和醋酸盐相结合的制备方法。 [0039]抗冻防腐剂是否具有毒性也是重要的考量环保指标，依据GB/T 17835-2008要求， 分别取12ml浓度为25%、35%、45%的抗冻防腐剂倒入三个烧杯内，用标准稀释水稀释至 2〇〇〇ml，再分别将十条健康斑马鱼放入，养96h。浓度为45%的抗冻防腐剂斑马鱼死亡率为 10%，浓度为25%和35%的抗冻防腐剂斑马鱼死亡率为0%，均低于国标要求的死亡率小于 50% 〇
[0040] 5、经济性：
[0041] 本发明制备工艺简单，原材料易获取，通过物理混合搅拌即可完成。但其所产生的 经济效益非常显著。众所周时，寒区隧道消防系统为防