Эмиссия аммиака из бетонных конструкций и методы ее снижения

Участившиеся случаи эмиссии аммиака из строительных конструкций обуславливают необходимость разработки специальных мер по ее снижению, а также методов нейтрализации вредного воздействия аммонийных соединений и других вредных примесей, которые присутствуют в сырьевых компонентах бетонных смесей.

В последние годы в России одной из проблем является загрязнение воздушной среды помещений аммиаком, выделяющимся из бетонных конструкций. Анализ научных источников и патентной информации позволяет сделать вывод, что проблема эмиссии аммиака из бетона встречается и в зарубежной практике строительства [5–8].

Аммиак (NH3) — нитрид водорода, бесцветный газ с резким запахом нашатырного спирта. При нахождении в атмосфере, загрязненной аммиаком, у людей наблюдается раздражение слизистой оболочки глаз, носа и горла.

При хронической интоксикации газообразным аммиаком отмечаются головные боли, расстройства обмена веществ, понижение артериального давления, неврастения, хронические воспалительные заболевания верхних дыхательных путей, угнетение системы иммунитета и кроветворения и др. [1].
Действующими в России нормами не установлена предельно-допустимая концентрация (ПДК) аммиака в воздухе жилых помещений, но согласно гигиеническим нормативам (ГН 2.1.6.1338-03) ПДК аммиака в атмосферном воздухе населенных мест равна: среднесуточная (ПДК с. с.) — 0,04 мг/м3, максимальная разовая (ПДК м. р.) — 0,2 мг/м3.

Табл. 1. Содержание аммиака в воздухе некоторых жилых помещений

Многие химически стабильные соединения и вещества в составе бетонных смесей при совместном использовании с другими органическими или неорганическими соединениями могут интенсифицировать процесс разложения азотсодержащего вещества с выделением газообразного аммиака.

В табл. 1 приведены результаты мониторинга по содержанию аммиака в воздухе помещений многоквартирных домов Санкт-Петербурга (РФ) и города Тяньцзин (КНР): данные таблицы говорят о превышении концентрации аммиака в воздухе помещений в десятки раз.

Аналогичная ситуация с эмиссией аммиака из строительных конструкций происходит в других строительных объектах Санкт-Петербурга и Москвы.
Известно, что аммиак образуется по реакциям гидролиза из аминов, амидов и аммонийных соединений. Подобные вещества привносятся в бетон совместно с химическими модификаторами бетонной смеси и бетона или в виде вспомо-гательных веществ при производстве цемента (интенсификаторы помола), или совместно с отходами других отраслей промышленности, применяемых в качестве минеральных наполнителей (золы, шлаки).

В табл. 2 представлены некоторые вещества, способные выступать в роли источников эмиссии аммиака и нашедшие применение в технологии производства бетона.

Табл. 2. Вещества, способные стать причиной эмиссии аммиака из бетона

Многие соединения и вещества, представленные в табл. 2, при нормальных условиях стабильны в щелочной среде бетона. Однако при совместном использовании с другими органическими или неорганическими соединениями (особенно характерно для комплексных добавок) последние могут интенсифицировать процесс разложения азотсодержащего вещества с выделением аммиака. Некоторые же вещества, такие, как триэтаноламин (ТЭА), применяются в очень малых дозах (400–600 г/т цемента) и при соблюдении технологии не способны к выделению аммиака в значимых количествах [2].
Наиболее вероятными и существенными источниками аммиака в бетоне могут стать такие соединения, как соли аммония, карбамид (мочевина) и другие подобные вещества, применяемые в качестве ускорителей твердения и противоморозных добавок, а также аммонизированная зола-унос [3].

При формировании бетонных конструкций на начальном этапе можно представить бетон в качестве реактора, в котором происходит гидратация минералов портландцемента и протекает процесс гидролиза аммониевых соединений с образованием целого ряда со-единений, в том числе аммиака.
В результате адсорбции аммиак удерживается в порах бетона. На следующем этапе можно считать, что бетонная конструкция работает как десорбер, т. е. идет эмиссия аммиака в объем помещения.

В Санкт-Петербургском Государс-твенном архитектурно-строительном университете (СПб ГАСУ) на кафедре «Строительные материалы и технологии» совместно с кафедрой «Химия» был разработан и успешно реализован на практике способ очистки жилых помещений от аммиака, который заключается в нанесение на бетонные конструкции, выделяющие аммиак, специально разработанного нейтрализатора аммиака — OxRed [4].

OxRed представляет собой раствор окислителя с добавлением углеродных кластеров фуллероидного типа (фуллерены). Фуллерены являются модификатором раствора, стабилизируют его структуру и способствуют проникновению вглубь бетона, т. е. усиливают пенетрационные свойства раствора.

В зависимости от концентрации аммиака в бетоне последний подвергается разовой обработке или двухразовой. Окислитель, проникая в поры бетона, реагирует с восстановителем NH3, мочевиной и другими аммоний-содержащими примесями. Окислительно-восстановительная реакция сопровождается интенсивным выделением газообразных продуктов, и аммиак превращается в основном в азот и другие примеси.

Эффективность способа очистки жилых помещений от аммиака представлена в табл. 3.

Табл. 3. Эффективность способа очистки жилых помещений от аммиака

Наиболее значимый вклад в эмиссию аммиака из бетона могут вносить химические добавки, которые применяются в качестве модификаторов бетона и бетонной смеси-ускорители твердения и противоморозные добавки, а также аммонизированные золы уноса.

Из-за реакции в порах создается давление газов, которые интенсивно выделяются в атмосферу, и может частично выделятся не прореагировавший аммиак. Обработку строительных материалов ведут с одновременной очисткой воздушной среды помещения от выделяющихся газообразных продуктов с помощью абсорбера.

Литература
1. Краткая медицинская энциклопедия. Том 1. 3-е изд. Под ред. Г. В. Петровского. — М.: Советская энциклопедия, 1989 г.
2. Карибаев К. К. «Поверхностно-активные вещества в производстве вяжущих материалов». — Алма-Ата: Наука КазССР, 1980 г.
3. Миронов А. М., Нестеренко В. В. «Исследование эффективности различных покрытий, снижающих эмиссию аммиака из бетона». Отчет НИР, Госрегистрация № 01201065826. — СПб ГАСУ, 2011 г.
4. Шиманов В. Н. «Способ очистки жилых помещений от аммиака» [Текст: Ю. В. Пухаренко, А. М. Миронов, В. Н. Шиманов и др.]. Приоритетная справка Федеральной службы РФ по интеллектуальной собственности от 20.04.2012 г. о рассмотрении заявки № 2012116177 на патент.
5. Higuchi Takayuki [et al]. Method for electrochemical treatment of ready mixed concrete. Патент JP2004122620. 22.04.2004 г.
6. Pollak Vladimir, Chodak Ivan. Method for the treatment of concrete. ПатентSK151099. 11.06.2001 г.
7. Robert F. Rathbone, Thomas L. Robl. A Study of the Effects of Post-Combustion Ammonia Injection on Fly Ash Quality: Characterization of Ammonia Release from Concrete and Mortars Containing Fly Ash as a Pozzolanic Admixture. — University of Kentucky Center for Applied Energy Research. Final Report. 2001.
8. Z. Bai [et al]. Emission of ammonia from indoor concrete wall and assessment of human exposure. — Environment International, № 3. Vol. 32. 2006

Источник

Многие медицинские средства могут использоваться как для лечебных, так и для хозяйственных целей, например, раствор нашатырного спирта часто применяют, чтобы уничтожить вредителей или для очистки мебельной обивки из кожи. Кроме того, таким веществом можно обрабатывать садовые растения, использовать для подкормки огурцов, а также при чистке серебра, золота, предметов сантехники.

Что такое нашатырный спирт

Водный раствор аммиака или нашатырный спирт (NH4OH, гидроксид или моногидрат аммиака) – это прозрачная бесцветная жидкость с резким запахом, которая применяется как лекарственное средство и для бытовых нужд. В большом количестве NH4OH ядовит, но малую дозу препарата можно использовать как возбуждающее и раздражающее средство. Основное применение спирта – это медицина. С его помощью можно привести в чувства человека при обмороке, хирурги обрабатывают им руки перед операцией. Кроме того, этот препарат нашел широкое применение в косметологии.

Состав

Часто людей интересует вопрос, в каких ситуациях применяется нашатырный спирт и что такое аммиак. Химическое соединение нитрид водорода или аммиак представляет собой бесцветный газ с резким запахом. Получают его при высокой температуре с помощью катализатора из азота воздуха и водорода. При добавлении воды получается раствор нашатырного спирта. Гидроксид аммония или аммиачная настойка имеет острый запах, обладает щелочной сильной реакцией. Состав нашатырного спирта включает 10 % водного раствора аммиака.

Формула

Многие люди ошибочно считают, что нашатырный спирт, аммиак, нашатырь, перекись водорода – это похожие вещества, но это не так. Некоторые из препаратов могут иметь одинаковый запах, хотя при этом химическая формула, способ получения разные. Рассматриваемый спирт в отличие от газа аммиака, является бесцветной жидкостью с резким запахом. Данное вещество имеет формулу: NH4OH. Редко можно встретить еще такую – NH3∙H2O. Такая запись используется для 10% раствора.

Чем отличается аммиак от нашатырного спирта

Моногидрат аммиака имеет более узкое использование, преимущественно как медицинский антисептик. Кроме того, раствор часто применяют домохозяйки для выведения пятен с одежды, для очищения золота и серебра, как подкорму для садовых и комнатных растений. Основным сходством этих средств считается то, что они способны неприятно пахнуть из-за большого содержания аммиачных солей.

Свойства нашатырного спирта

Во время процесса дыхания пары гидроксида аммиака попадают внутрь организма, при этом вещество активно начинает взаимодействовать с тройничным нервом, при этом рефлекторно возбуждая дыхательный центр. Концентрированный раствор способен вызывать колликвацию (растворение, размягчение) белков микробных клеток. Средство еще часто применяется как скорая помощь для возбуждения дыхания и выведения человека из обморочного состояния. Кроме того, аммиачный раствор:

Применение

Раствор аммиака часто используется как лекарство и для бытовых нужд. В медицине средство применяют для выведения из обморока, возбуждения дыхания. При укусах насекомых делают примочки со средством, при невралгиях растирают больное место. Наружно используется спирт для обеззараживания рук врачей перед операцией. Инструкция по применению препарата указывает, что доза вещества должна подбираться индивидуально, исходя из показаний.

Применение в быту

Аммиачная вода полезна при выведении пятен с мягкой мебели, одежды. Чтобы очистить любимую вещь, текстильную обувь или обивку, необходимо пару чайных ложек средства соединить со стаканом воды и залить получившимся раствором пятно на несколько минут. Затем прополоскать прохладной водой. Запах быстро выветрится, пятна моментально исчезнут.

При выведении тараканов тоже хорошо помогает моногидрат аммиака. Для этого следует немного средства добавить в ведро с водой при мытье пола, мебели и стен (на литр воды примерно 1 ч. л.). Резкий запах прогонит незваных гостей, особенно если процедуру делать раз в неделю. Чтобы отдых на природе не был испорчен укусами комаров и мошки, необходимо взять с собой раствор аммиака и разбрызгать его вокруг. После данной обработки насекомые уже не побеспокоят.

Для очистки серебряных, золотых изделий, предметов сантехники тоже подходит раствор аммиака. Чтобы избавиться от неприятного черного налета, необходимо взять воду, зубной порошок, моногидрат аммиака в соотношении 5:2:1. Далее изделие следует протереть мягкой тканью или марлей, смоченной в растворе. После этого ополоснуть водой, вытереть насухо. Украшения с драгоценными камнями и жемчугом не стоит чистить таким способом.

Для комнатных цветов

Применение раствора аммиака для растений основано на большом содержании в нем азота и отсутствии балластных веществ. Препарат в разбавленном виде – это идеальная подкормка для домашних цветов. Чтобы приготовить самое простое удобрение с NH4OH, необходимо растворить одну столовую ложку вещества в трех литрах воды. Полученным раствором необходимо поливать растения под корень. Если домашние цветы поразила тля, необходимо их вынести на балкон и опрыскать раствором из пятнадцати миллилитров спирта, трех литров воды и двух капель шампуня.

В огороде

Раствор аммиака является незаменимым помощником на дачном участке. Часто препарат используют для восполнения недостатка азота и в качестве профилактики болезней деревьев, растений, кустарников, ягод. Для подкормки понадобиться 4 л воды и 50 мл раствора. Проводить полив растений таким составом следует с момента посадки и до конца июня. Средство еще отлично отпугивает комаров, тлю, мошку. В хозяйстве применяется лишь технический раствор спирта 25%.

Аммиак для растений – это отличная подкормка. Хорошим урожаем отзовутся на раствор кустарники: слива, вишня, ежевика, малина. Вещество необходимо использовать для увеличения роста, в период цветения. Больше всего азота потребляет капуста, кабачки, лук, тыква, перец, картофель, баклажаны. Существуют культуры, которым в умеренном количестве нужен азот: огурцы, томаты, свекла, чеснок, кукуруза, кусты крыжовника и смородины.

Применение в медицине

Аммиачный раствор часто используют для приведения человека в чувства и при обмороке. Кроме того, применение нашатырного спирта в медицине возможно при:

В косметологии моногидрат аммиака тоже нашел широкое применение. Если использовать вещество вместе с глицерином, то это будет отличное средство для сухой кожи ног, локтей, рук. Лосьон на основе данных ингредиентов помогает быстро вернуть мягкость, избавиться от трещин. Средство отлично подходит и для лечения волос, его можно применять в качестве ополаскивателя после использования шампуня. Для этого надо чайную ложку спирта растворить в стакане теплой воды.

Инструкция по применению

Чтобы привести в чувства человека, упавшего в обморок, нужно на ватку налить немного аммиачного раствора и поднести ее к носу на расстояние 5 см. Близкое вдыхание средства запрещено, т.к. это может вызвать ожог слизистой носа. При укусе насекомых нужно делать примочки. Чтобы с помощью препарата вызвать рвоту, следует взять аммиак в ампулах, налить 10 капель средства в 100 мл теплой воды и дать выпить внутрь больному. При мокром кашле врач может назначить ингаляции, но лишь через специальный прибор.

Правила применения

Раствор аммиака – это токсическое вещество, поэтому при его неправильном использовании может возникнуть рефлекторная остановка дыхания, ожог желудка (при приеме неразведенного препарата). Как правило, средство применяют ингаляционно, местно и внутрь. В хирургической практике им моют руки. При продолжительном воздействии препарата на организм, могут появиться некробиотические и воспалительные изменения в тканях.

Перед использованием вещества, следует тщательно ознакомиться с инструкцией или проконсультироваться со специалистом. При случайном повреждении емкости с препаратом следует быстро открыть окно и проветрить помещение. При попадании на слизистые оболочки и в глаза нужно промыть пораженные участки большим количеством проточной воды и обратиться за помощью к врачу.

Аммиак от прыщей

Раствор аммиака – отличное средство при жирной коже лица, которая склонна к возникновению прыщей и черных точек. Он может использоваться для умывания. При этом необходимо половину чайной ложки вещества развести стаканом теплой воды. Кроме того, проблемные участки можно протирать раствором гидроксида аммиака с концентрацией 1-2 % с помощью ватного тампона.

Меры предосторожности

Используя гидроксид аммиака в медицине или для дома, необходимо соблюдать осторожность и применять индивидуальные средства защиты. Кроме того, надо следовать правилам:

Многих людей часто интересует, сколько стоит нашатырный спирт в аптеке? Как правило, средняя стоимость препарата колеблется от 13 до 60 рублей. Его разливают по флаконам объемом 40 миллилитров. Нашатырный спирт можно найти в продаже под названием раствор аммиака 10 процентный. Продаваться вещество может оптом и в розницу. Крупные поставки осуществляют тоннами. Хранить средство рекомендуется в прохладном месте. На полках аптек в Москве можно найти раствор по таким ценам:

Источник