염화칼슘 때문에 도로의 포트홀이 많이 생긴다는데 과학적 원리는 무엇인가요?

Question

겨울에 눈을 녹이려고 도로에 염화칼슘을 많이 뿌리는데

이것때문에 아스팔트 포트홀이 많이 생긴다는 기사를 접했습니다.

과학적으로 어떤 원리로 이런 현상이 발생하나요?

Answer 1

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

겨울에 눈을 녹이려고 도로에 염화칼슘을 많이 뿌리는 것은 맞습니다. 염화칼슘은 눈이 얼어붙지 않도록 도로의 온도를 낮춰주는 역할을 합니다. 그러나 이 과정에서 염화칼슘은 도로의 포장재인 아스팔트와 반응하여 포트홀이 생기는 원인이 됩니다.

염화칼슘은 물과 반응하여 염화칼슘 수화물이 되는데 이 수화물은 물이 얼어붙지 않도록 도로의 온도를 낮춰주는 역할을 합니다. 그러나 이 수화물은 물이 증발하면서 도로의 아스팔트와 반응하여 염화칼슘 결정이 형성됩니다. 이 결정은 도로의 아스팔트를 파괴하고 더 큰 포트홀이 생기는 원인이 됩니다.

그리고 염화칼슘은 물과 반응하여 염화칼슘 수화물이 되는 과정에서 열이 발생합니다. 이 열은 도로의 온도를 높여주는 역할을 하지만 도로의 온도가 급격하게 변화하면서 아스팔트의 수축과 팽창이 발생하게 됩니다. 이 과정에서 아스팔트의 표면에 균열이 생기고 이 균열이 더 큰 포트홀로 발전하는 것입니다. 이를 방지하기 위해서는 염화칼슘을 사용하는 양을 조절하거나 다른 대체재를 사용하는 것이 좋습니다.

저희는 이러한 문제를 해결하기 위해 더 나은 대안을 연구하고 있으며 더 좋은 도로 유지보수 방법을 개발하는 데에도 노력하고 있습니다. 감사합니다.

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Answer 2

안녕하세요. 박성학 과학전문가입니다.

염화칼슘은 다량의 수분을 빨아들일 수 있어 제습력이 강하다는 장점이 있지만 염소 성분을 포함하고 있어 아스팔트와 금속의 부식과정을 촉진시키며 포트홀에 영향을 미치는데 콘크리트의 내구성을 저하시켜 포트홀이 만들어지게 됩니다

Answer 3

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다. 염화칼슘은 도로 표면의 얼음을 녹이기 위해 사용되는 화학물질로, 물과 반응하여 열을 발생시켜 얼음을 녹이는 엔트로피 감소 원리를 이용합니다. 그러나 염화칼슘은 도로 표면을 부식시키고 결국 포트홀을 유발할 수 있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

겨울철 도로에 뿌리는 염화칼슘은 눈을 녹이는 데 효과적이지만, 아스팔트 내부에 침투하여 팽창하고 결합력을 약화시켜 미세한 균열을 발생시킵니다. 이 균열은 동결-융해 순환에 의해 더욱 커져 결국 포트홀 형성으로 이어집니다. 또한 염화칼슘은 토양에 침투하여 토양 구조를 악화시키고 포트홀 발생 가능성을 더욱 높입니다.