Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Обеспыливание автомобильных дорог

Образование пыли


Образование пыли

По способу образования различные пыли подразделяются на естественные и технические. К естественным пылям, образующимся без участия человека, относятся космическая пыль, пыль, появляющаяся при вулканических взрывах, выветривании горных пород, в результате разложения органических образований и т. д.

Технические пыли разделяют на сопутствующие и искусственные. К сопутствующим относят пыль, образующуюся при переработке материалов (древесины, металла, керамики и пр.), при старении и разрушении покрытий инженерных сооружений (дорожных и аэродромных покрытий, разрушаемых зданий и т. д.), при сгорании угля, торфа, древесины и других видов топлива. К искусственным пылям относят многочисленные тонкозернистые минеральные вяжущие материалы и полупродукты (цемент, известь, алебастр, асбестовые порошки и др.). Отдельное место занимает радиоактивная пыль, образующаяся при ядерных взрывах, повреждениях ядерных реакторов, утечке радиоактивных веществ при различного рода авариях, а также при адсорбции радиоактивных элементов природного происхождения аэрозолями.

Пыль на автомобильных дорогах и аэродромах образуется вследствие истирания, измельчения и выдувания материала покрытия, а также за счет заноса на проезжую часть грязи и рыхлого материала с прилегающих территорий и дорог.

Интенсивность пылеобразования зависит от гранулометрического и минерального состава материала покрытия, влажности этого материала, метеорологических условий, интенсивности, состава и скорости движения автомобилей и самолетов.

В отличие от пыли, находящейся в воздухе, осевшую пыль называют покровной, или осажденной. Под воздействием ветра и движения машин осажденная пыль может возноситься в воздух, образуя взвешенную пыль.

Пыль обладает рядом свойств, характерных для любых аэрозольных систем: повышенной химической активностью (вследствие большой удельной площади поверхности), способностью адсорбировать газы и пары из окружающей среды, высокой адгезией.

Свойства пыли зависят от условий ее образования. В первую очередь эта зависимость проявляется в дисперсном составе. Общепринятой классификации пыли по дисперсности ее частиц не существует. В данной работе авторы разделяют пыль по размеру частиц на четыре группы: песчаную (размер частиц более 50 мкм), крупную (от 10 до 50 мкм), мелкую (от 0,1 до 10 мкм) и очень мелкую, глинистую (менее 0,1 мкм).

Дорожная пыль в основном содержит частицы размером менее 50 мкм. Особенно мелкой является пыль, образуемая при истирании покрытий дорог с лёссовыми грунтами, наиболее крупной -пыль песчаных пустынь.

Мелкие частицы пыли имеют способность слипаться с образованием сравнительно крупных агрегатов. Эта способность оказывает практическое влияние на процессы запыления дорог и аэродромов, поскольку при укрупнении частиц уменьшается их способность под воздействием проходящих машин и воздушных потоков возноситься в воздух.

По степени увеличения способности к слипанию частицы пыли, образованные из разных пород и материалов, составляют ряд: глины монтмориллонитовые, гидрослюдистые, каолинитовые, мергель, сланцевые золы, глинозем, доломит.

Дисперсность пыли в большей степени определяет время ее оседания на поверхность земли. Сравнительно быстро из дисперсной среды выпадают крупные частицы пыли (более 50 мкм). Частицы пыли размером до 5 мкм могут находиться в воздухе в течение нескольких часов.

Рис. 1. Дисперсный состав пыли грунтовых Дорог (на уровне двигателя движущегося автомобиля):
1 — в районе с лессовыми грунтами; 2 — в Районе с супесчаными грунтами; 3 — в горных районах; 4 – в районе ст. Быково; 5 ~ в районе г. Одессы; 6 — в районе г. Ашхабада

Расчеты показывают, что скорость осаждения в спокойном воздухе частиц размером 100 мКм составляет 25 см/с, 10 мкм – 0,3 см/с, а 1 мкм – всего 0,003 см/с. Таким образом, частицы размером 100 мкм с высоты подъема 2 м осядут за 8 с, 10 мкм – за 11 мин, а 1 мкм – лишь за 20 ч.

На скорость оседания частиц пыли существенное влияние оказывает их форма. Форма частиц определяется минералогическим составом и характером образования пыли. Частицы пыли, образующиеся при истирании изверженных горных пород, имеют пластинчатую или игольчатую форму с неровными краями, при истирании осадочных пород – овальную форму с ровными очертаниями, а на гравийных покрытиях – форму, близкую к форме частиц изверженных и осадочных пород. Зерна природной пыли в песчаных пустынях имеют округлую форму.

При определении скорости оседания частиц их форма учитывается путем введения в расчеты коэффициента сферичности i£c, который выражает отношение поверхности шара с объемом, равным объему данной частицы, к ее поверхности. Для шара правильной формы Кс = 1, для октаэдра Кс =‘0,864, для куба Кс = 0,806, для тетраэдра Кс = = 0,670 и т.д. Значение Кс будет тем меньше, чем больше частицы вытянуты в одном или двух измерениях.

На время и место оседания частиц пыли наибольшее влияние оказывают сила и направление ветра (при прочих равных погодных условиях). В зависимости от размеров частицы пыли могут переноситься ветром во взвешенном состоянии на различные расстояния. Так, крупная пыль переносится умеренным ветром на расстояние нескольких километров, мелкая – на несколько десятков километ- -ров, тонкая – на сотни, мельчайшая – на тысячи километров.

Плотность дорожной пыли, несмотря на различное ее происхождение, колеблется в узких пределах – 2,6- 2,8 г/см3.

Основным источником пыли являются продукты износа материала дорожных и аэродромных покрытий. Износ зависит от характера материала покрытия, вида и интенсивности движения транспортных средств, климатических и погодных условий.

Фактический состав продуктов износа в основном определяет и химический состав пыли. На дорогах с покрытиями из зернистых материалов основную часть пыли по химическому составу образует диоксид кремния (кварц). В пыли песчаного происхождения кварцевых частиц может быть 92-98%, при супесчаных грунтах – 80-90%, при лёссовых грунтах – 65-75%. В остальную часть минеральной составляющей пыли входят оксиды алюминия, железа, кальция и других подобных соединений. В состав пыли входят также продукты износа автомобильных покрышек, материала шипованных шин, продукты коррозии транспортных средств, твердые составляющие выхлопных газов двигателей машин и др.

На автомобильных дорогах и аэродромах с асфальтобетонными и им подобными покрытиями в состав пыли дополнительно входят продукты износа битумсодержаших материалов, материалов разметочных линий и др.

В заключение следует отметить, что в результате трения частиц о воздух, взаимного трения и измельчения мелкие частицы пыли способны электризоваться с приобретением, как правило, положительного заряда. Это явление оказывает свое влияние на процессы адсорбции, взаимодействия частиц ныли с различными реагентами.

Мелкие частицы пыли адсорбируют на своей поверхности значительное количество воздуха. В связи с этим существенно затрудняются первоначальные процессы смачивания покровной пыли водой и растворами обеспыливающих материалов. Легче увлажняются частицы пыли сферической формы, труднее – неправильной формы с шероховатой поверхностью.





Похожие статьи:
Обеспыливание автомобильных дорог и аэродромов

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Обеспыливание автомобильных дорог

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум