PROBLEMA EMISIILOR AMMONIA DIN STRUCTURI DIN BETON
1 Universitatea de Stat de Arhitectură și Inginerie Civilă din Saint Petersburg
Acest articol se referă la siguranța ecologică a materialelor de construcție. În special, problema emisiei de amoniac din structurile de beton în mediul înconjurător. Pericolul emisiei de amoniac se datorează efectului său toxic, care se manifestă nu numai la concentrații ridicate în condițiile accidentelor chimice, dar și atunci când MPC este depășit în habitatul uman, ceea ce duce la apariția bolilor cronice. Articolul analizează sursele de emisii de amoniac, care sunt compuși de amoniu, amine, amide care intră în beton cu componente brute. Cea mai importantă contribuție la emisia de amoniac din beton poate fi realizată prin aditivi chimici, care sunt utilizați ca modificatori ai amestecului de beton și beton. Astfel, aditivii antifreezi pe bază de uree pot fi supuși hidrolizei cu eliberare lungă (mai mult de 10 ani) a amoniacului gazos din structurile de beton. Această problemă necesită o revizuire cuprinzătoare și dezvoltarea metodelor de reducere a emisiilor de amoniac.
emisiile de amoniac din structurile din beton
surse de emisii de amoniac
caracteristicile sanitare și igienice ale materialelor de construcție
tehnologie de producție de beton
2. Karibaev K.K. Substanțe active la suprafață în procesul de fabricare a lianților. - Alma-Ata. Science of KazSSR, 1980. - 336 p.
3. Scurtă enciclopedie medicală / ed. GV Petrovsky. - ed. 3 - M. Enciclopedia sovietică, 1989. - T. 1. - 624 p.
4. Lazarev N.V. Substanțe dăunătoare din industrie. Un manual pentru chimiști, ingineri și medici / ed. NV Lazareva și I.D. Gadaskinoy. - 7 ed. Revizuit. și suplimentare. - L. Khimiya, 1977. - T. 3. Compuși anorganici și elementorganici. - 608 s.
Tehnologia modernă a producției de betoane se dezvoltă cu succes în direcția chimizării și utilizării deșeurilor antropice din diferite industrii. În prezent, în țările dezvoltate ale lumii, practic toate betoanele utilizate în construcții conțin diferite tipuri de aditivi chimici și minerali. Utilizarea aditivilor este una dintre cele mai universale, accesibile și flexibile metode de gestionare a tehnologiei concrete. Lista de substanțe practic utilizate ca aditivi la totalurile de zeci, investigate și oferite - întreaga sute. Ele sunt introduse pentru a reglementa proprietatile betonului, amestecului de beton si a economiilor de ciment. Pe lângă avantajele evidente, chimizarea tehnologiei de producție a betonului prezintă noi probleme legate de calitatea betonului din punct de vedere ecologic-igienic. Dacă s-au făcut multe lucruri pentru materialele polimerice pentru o lungă perioadă de timp cu privire la evaluarea sanitară și igienică și la dezvoltarea normelor de aplicare permise, atunci pentru beton există o lipsă de astfel de studii. Între timp, specialiștii [6] văd materialele și structurile de construcție și de finisare ca fiind una dintre sursele de poluare chimică a mediului aerian al clădirilor rezidențiale, inclusiv cele din beton, care eliberează substanțe toxice. Ca rezultat al poluării aerului din interior, numărul persoanelor cu boli alergice și a altor boli crește constant.
Un aspect extrem de important al acestui subiect este problema emisiei de amoniac din structurile de beton din clădirile rezidențiale și publice. Emisia de amoniac din beton este un fenomen de masă, are loc în casele nou construite și este extrem de negativă. Amoniacul - NH3, un hidrogen nitrură, un gaz incolor, cu un miros ascuțit (amoniac), aproape jumătate din greutatea aerului, punctul de fierbere -33,35 ° C Conform efectului său toxic, amoniacul aparține grupului de substanțe de asfixiere și acțiune neurotropică. cu leziuni prin inhalare provoacă edeme toxice ale plămânilor și leziuni grave la nivelul sistemului nervos. Amoniacul are atât localitate. și acțiune resorptivă. vapori de amoniac irita membranele mucoase ale ochilor și organelor respiratorii, precum pielea, cauzand lacrimare excesiva, dureri oculare, arsuri chimice ale corneei și conjunctivei, pierderea vederii, tuse, înroșirea și mâncărimea pielii. Concentrația maximă admisibilă (MPC) a amoniacului în aerul zonei de lucru este de 20 mg / m³ [4]. Conform standardelor de igienă GN 2.1.6.1338-03 amoniac MPC în aer este zonele populate: mediu mg 0,04 / m³; maximul unic 0,2 mg / m³. În intoxicație cronică cu dureri de cap marca amoniac gazos, tulburări metabolice, de scădere a tensiunii arteriale, neurastenie, boli inflamatorii cronice ale tractului respirator superior, suprimarea sistemului imunitar si hematopoieza et al. [3]. Astfel, efectele toxice ale amoniacului este evident nu numai la concentrații mari într-un accident chimic, dar, de asemenea, în plus față de MPC în mediul uman, ceea ce duce la dezvoltarea unor patologii cronice și invaliditate.
Alocarea amoniacului din structurile de beton în mediul înconjurător se datorează prezenței impurităților care conțin azot în ele, care intră în beton împreună cu componentele brute. Amoniacul este format din acele substanțe care conțin azot, în care gradul de oxidare a azotului este minus 3 (N 3-) [9]. Următoarele sunt cauzele și sursele cele mai probabile de amoniac în beton:
- transportul de ciment în vagoanele de ciment necurățate;
- prezența unui conținut crescut de intensificatoare de măcinare în ciment;
- Prezența amoniacului în cenușă zburătoare, utilizată ca aditiv mineral în ciment și beton;
- aditivi chimici-modificatori de amestec de beton și beton, capabili de formare a amoniacului.
Transportul cimentului în vagoane de ciment neinforțate
În legătură cu situația tensionată cu RZD pentru deteriorarea materialului rulant care transportă ciment, nu este exclus posibilitatea utilizării vagoanelor netratate. Astfel, în presă [10] se menționează cazuri de livrare pentru încărcarea cimentului de cărucioare nespălate care transportă îngrășăminte minerale. Ca urmare, este posibil să se obțină îngrășămintele azotate în ciment și apoi în beton. În anumite condiții (umiditate, temperatură ridicată, prezența alcalinilor), are loc descompunerea fertilizanților constituenți și se eliberează amoniacul.
Prezența unui conținut crescut de intensificator de măcinare în ciment
Sursa compușilor din ciment care sunt capabili să elibereze amoniac pot fi surfactanți (surfactanți), cum ar fi aminoalcoolii. Printre aceste substanțe se numără - trietanolamină (TEA), dietanolamină (DEA), monoetanolamina (MEA) sau compuși similari utilizați uneori ca un ciment de măcinare intensificatoare. Măcinare - mijloacele auxiliare de prelucrare (surfactanți), introduse în măcinarea clincherului, reduce energia de suprafață a particulelor, care ajută la atenuarea polizarea, imbunatatind astfel fabricile de ciment de performanță, suprafața specifică a particulelor și a altor factori [2]. Cel mai eficient și mai intensificat intensificator de măcinare a clincherului de ciment este trietanolamina. Teoretic, trietanolamina este capabilă de hidroliză prin formarea oxidului de etilenă și eliberarea amoniacului:
Cu toate acestea, în condiții normale, toate alcanolaminele sunt stabile și au o rezistență ridicată în mediul alcalin. Acestea au fost folosite de zeci de ani, iar anterior nu s-au văzut niciodată în descompunerea lor în ciment cu evoluția amoniacului gazos [9].
Cu toate acestea, datele experimentale indică capacitatea cimenturilor de a elibera amoniacul. În [7] a efectuat un studiu pentru a identifica emisia de amoniac din amestecuri de beton preparate cu ciment portland diferiți producători, în conformitate cu metoda dezvoltată în Universitatea de Stat Saint-Petersburg de arhitectură și inginerie civilă (Ph). Rezultatele obținute în cursul testelor sunt prezentate în figura 1. Din figură rezultă că toate cimenturile studiate pot, în grade diferite, să formeze amoniac.
Motivul pentru separarea semnificativă a amoniacului de beton, produs pe cimenturile care conțin intensificatoare de măcinare sub formă de amine, poate fi o supradoză a acestuia din urmă. În această problemă, importanța culturii producției și a factorului uman.
De asemenea, este important ca intensificatorul de măcinare a cimentului să fie compatibil cu componentele active ale betonului ca aditivi chimici. În prezent, există o lipsă de informații referitoare la interacțiunea dintre intensificatoarele de ciment și alte componente ale betonului și betonului.
Fig. 1. Rezultatele studiului privind posibilitatea formării de amoniac în componentele minerale ale amestecului de beton [7].
Prezența amoniacului în cenușă zburătoare, utilizată ca aditiv mineral în ciment și beton
Prezența amoniacului în cenușă zburătoare, datorită faptului că stația de alimentare pentru a reduce emisiile de oxizi de azot (NOx) în atmosferă ca fluxul de gaze arse este injectat agent reducător, care este utilizat de obicei amoniac sau uree, din care o parte este derivat din sistem împreună cu cenușa zburătoare. Cenușa zburătoare cu o concentrație scăzută de amoniac conține 50-120 mg NH3 / kg și concentrația medie de 250-600 mg NH3 / kg și un grad ridicat de contaminare amoniac de aproximativ 700-1200 mg NH3 / kg.
În prezența cenușii zburătoare amoniacate într-un amestec sau soluție de beton, atunci când apa este amestecată cu apă, gazul de amoniac este eliberat. Cu un conținut ridicat de amoniac în cenușă, concentrația de amoniac în aer poate depăși 20 mg / m3 [13]. În stadiul de preparare și de asamblare a unui amestec sau soluție de beton, concentrațiile mari de amoniac care sunt eliberate creează condiții nefavorabile pentru lucrători, în special atunci când lucrează în spații închise în absența ventilației. De asemenea, în studiul [13] sa constatat că mai mult de 50% din amoniacul calculat inițial a rămas în grosimea structurii de beton, iar acest amoniac rezidual va difuza din beton la o rată foarte scăzută timp de mai multe luni. Pe termen lung, emisia de amoniac din astfel de structuri va provoca poluarea aerului și a mediului înconjurător în incintă.
Aditivi chimici-modificatori de amestec de beton și beton, capabili de formare a amoniacului
Amoniacul poate fi format prin reacția de hidroliză a compușilor amido, amino și amoniu care alcătuiesc modificatorii. Adesea asemenea compuși se găsesc în plastifianți, aditivi anti-îngheț, aditivi-acceleratori și modificatori complexi. Substanțele care pot acționa ca o potențială sursă de amoniac în structurile de beton și tehnologia betonului utilizate în [1], includ următoarele:
- sulfonate emulsie-formaldehidă, fac parte din plastifianți și superplasticizanți;
- forma de amoniu a azotatului de calciu (Ca5NH4 (NO3) 11 * 10H2O), este utilizată ca accelerator a timpului de presare și a componentei în aditivii antifreeze;
- amidele de acizi carboxilici cu formula generală RCONH2, sunt incluse în compoziția aditivilor antifreeze și a acceleratoarelor de întărire;
- alifatici monoaminomonocarboxilici (aminoacizi), de exemplu, acetic (glicocol) NH2-CH2-COOH; aminopropionic (a-alanină) CH3-CH (NH2) -COOH; aminovaleric (norvalină) CH3-CH2-CH2-CH (NH2) -COOH. sunt incluse în regulatorii de aditivi de întărire a betonului;
- hidroxid de amoniu (apă amoniacală) NH4OH. modificator de acțiune împotriva înghețului;
- azotat de amoniu NH4N03. modificator de acțiune împotriva înghețului;
- uree sau uree CO (NH2) 2. modificatorul acțiunii anti-îngheț, precum și o componentă a modificatorilor complexi, a primit cea mai largă aplicație în practica de construcție.
Majoritatea compușilor și substanțelor descrise mai sus, în condiții normale, sunt stabile în mediul alcalin al cimentului de întărire. Totuși, atunci când sunt utilizați împreună cu alți compuși organici sau anorganici, de exemplu, plastifianți, săruri și altele asemenea. acesta din urmă poate intensifica procesul de descompunere a substanței care conține azot prin eliberarea de amoniac. De asemenea, nu se poate respinge ipoteza și că particulele de ciment care conțin diferite cantități de metale grele sau alcaline solubile, pot acționa în calitate de catalizatori, un astfel de proces de degradare [9].
În concluzie, putem remarca următoarele probleme care decurg din subiectul emisiei de amoniac din beton:
- poluarea atmosferică a mediului intracomunitar, care cauzează condiții de viață neconfortabile și reprezintă o amenințare pentru sănătatea umană;
- Disconfort și, uneori, condiții de muncă dăunătoare pentru lucrătorii care produc beton;
- necesitatea unor măsuri speciale de reducere a emisiilor de amoniac din beton.
Aceste circumstanțe fac necesară pentru a aborda problema emisiilor de amoniac de la fumătorii de construcții clădiri construite, precum și dezvoltarea de metode și mijloace pentru prezicerea și neutralizarea compușilor de amoniu dăunătoare și alte impurități dăunătoare prezente în componentele de materii prime de amestecuri de beton.
- Morozov V.I. Doctor de inginerie, director al OOO "InzhStroiInnovaciya", Sankt Petersburg.
- AM Horitonov, doctor în științe tehnice Director General Adjunct pentru Știință, SRL "AGIO", Sankt Petersburg.
Vă aducem la cunoștință jurnale publicate în editura "Academia de Istorie Naturală"
(Factor de impact ridicat al RINC, subiectul jurnalelor acoperă toate domeniile științifice)
Trimiteți-le prietenilor: