Зачем в бетон добавляют аммиак
Обновлено: 02.05.2024
Если бетон замерзает – кристаллы воды из — за своего расширения разрушают ( рвут ) структуру бетона и в дальнейшем получившееся изделие обладает крайне низкой прочностью и ухудшенными остальными характеристиками .
Для решения этой проблемы можно использовать :
— обогрев конструкции до застывания раствора ;
— добавить специальные добавки , которые предотвращают замерзание воды .
Такие противоморозные добавки позволяют проводить работы до минус 15 градусов .
Но при этом вводимые добавки изменяют свойства конечного изделия как в положительную , так и в отрицательную сторону .
Принцип действия добавок :
У меньшает температуру замерзания воды в бетонной смеси , что не дает ей замерзнуть при доставке и до непосредственного схватывания раствора . За счет этого происходит полное протекание реакции воды с порошком цемента . После введения добавки бетон становиться морозостойким .
ГОСТ 24211 — 91 рекомендуется применение противоморозных присадок в диапазоне температур минус 10 — 15С . Фактически добавки дают возможность применения бетона и при пониженной температуре , но процесс застывания будет занимать более длительное время .
Противоморозные добавки можно разделить на группы по степени воздействия :
— уменьшающие температуру замерзания воды . Они же незначительно влияют на скорость схватывания раствора .
— способствует быстрому формированию плотной цементной структуры ( камня ). В процессе реакции с компонентами раствора выделяется тепло . Не уменьшает температуру замерзания воды . ( в основном сульфаты ).
— ускоряющая противоморозная добавка . Увеличивает растворимость компонентов раствора . Некоторые так же снижают температуру замерзания воды .
Часто используют комплексные составы , включающие в себя несколько групп добавок .
Примеры заливки бетона с использованием противоморозной добавки.
Рассмотрим основные химические вещества , которые являются противоморозными добавками :
Поташ — противоморозный ускоритель твердения . Чтобы не допустить уменьшение прочности конечного изделия часто применяют совместно с замедлителями схватывания . Содержание не более 30 %.
Формиат натрия является противоморозной добавкой , ускоряющая твердение . Используется с лигносульфонатом нафталина для повышения пластифицирующих свойств раствора и увеличивает водоредуцирование ( уменьшение воды в растворе ). Содержание 2 — 6 % от объема цемента .
Нитрит натрия – ускоряет твердение . Запрещено использовать в смеси с лигносульфонатами из — за выделения при реакции отравляющего газа . Содержание в растворе до 10 % от массы цемента . Применяется до минус 25С .
Аммиачная вода ( Аммиак водный ) – противоморозная добавка . Не корродирует армирующие элементы , ингибитор коррозии к другим компонентам смеси . Замедляет твердение раствора . По сравнению с поташем и кальцием хлористым имеет более низкую степень расширения .
Концентрация рассчитывается от температуры окружающей среды :
до минус 10С – водный раствор аммиака 5 %;
в диапазоне минус 10 — 20С – водный раствор аммиака 10 %;
в диапазоне минус 20 — 35С – водный раствор аммиака 15 %;
ниже минус 35С – водный раствор аммиака 20 %.
Кальций и Натрий хлористый – уменьшает время схватывания . Основные недостатки – корродирование армирующих элементов и появление высолов . Вводят совместно с Нитритом натрия для снижения коррозии армирующих элементов хлоридом кальция . Для этого же используют аммиак водный ( был опробован при возведении Кременчугской ГЭС) .
Карбамид (Мочевина) — не рекомендуется использовать как самостоятельную добавку. Как дополнительная добавка выступает в качестве пластификатора, выводит соли (нитриты и нитраты) в плохорастворимые, уменьшает температуру замерзания. Так же повышает закрытую пористость. Ч асто используется совместно с нитратом кальция . При применении вместе с Кальцием азотнокислым ( 1 к 4 ) не взирая на небольшое уменьшение температуры замерзания , раствор хорошо затвердевает при пониженной температуре .
Бура ( Тетраборат натрия ) – противоморозная добавка . Способствует сохранению целостности изделия после оттаивания , а так же препятствует трещинообразованию в монолите конструкции . Уменьшает водопроницаемость , увеличивает прочность до 30 %.
Рекомендована как дополнительная добавки при использовании карбоната кальция ( Поташ ) для повышения прочности после оттаивания .
Сода кальцинированная ( Натрий углекислый ) – ускоритель твердения .
Зависимость скорости схватывания от количества соды в растворе :
0 % Начало схватыв . 100 мин Конец схватыв . 305 мин
2 % Начало схватыв . 5мин Конец схватыв . 45 мин
5 % Начало схватыв . 3 мин Конец схватыв . 17 мин
Однако такое быстрое твердение сильно снижает прочность .
Тринатрийфосфат – ускоряет затвердение бетона . Можно использовать в небольших количествах . Достаточно добавить до 1 , 5 %. Самостоятельно применяется только при положительной температуре .
Аммоний хлористый – ускоритель схватывания раствора и противоморозная добавка .
Силикат натрия или калия ( жидкое стекло ) – сильный ускоритель твердения . Конечное изделие становится более влагостойким и повышает прочность .
Соляная кислота совместно с Известью ( негашеной ) – ускоритель твердения . Может уменьшить время работ до 4 — х раз . При гашении извести выделяется тепло .
Сульфат Калия — увеличивает морозостойкость, повышает водонепроницаемость. Так же уменьшает усадку.
Особенности:
В процессе твердения раствора добавки могут перераспределяться по объему и скапливаться в углах и других местах . Это может повлиять на равномерность распределения свойств .
Так же при застывании добавки могут изменять объем при кристаллизации , что может привезти к внутренним напряжениям и дефектам .
Применение противоморозных добавок должно проходить под руководством специалиста , который выберет необходимые к применению добавки и произведет расчет необходимого количества .
В настоящее время разработано большое количество готовых составов, а так же различные специальные добавки, например, поликарбоксилатные суперпластификаторы.
Статья про изготовление пористых бетонов с использованием перекиси водорода.
Про "аммиачные дома" в Санкт-Петербурге я услышал еще до того, как сюда приехал. Я начал искать жилье для съема (и присматривать варианты для покупки) и в некоторых источниках советовали внимательнее относится к выбору дома, так как есть откровенно вредные дома.
Звучало это все, как страшная легенда, которая не имеет к реальности никакого отношения. В комментариях люди тоже часто подсмеивались над статьями и видео на эту тему, а кто-то обвинял во всем риэлторов, мол они создали слухи, чтобы люди пользовались их услугами при выборе жилья (уж они то в курсе, какой дом аммиачный, а какой нет).
Но оказалось, что все не так просто. Аммиачные дома и квартиры в Санкт-Петербурге точно существуют. Причем о них пишут серьезные СМИ, а Роспотребнадзор даже обязует застройщиков таких домов устранить нарушения и штрафует их. Вот пример:
. как стало известно «Фонтанке», проверка, проведенная Роспотребнадзором в «Юбилейном квартале», выявила превышение концентрации аммиака в 17,6 раза. Источник: Фонтанка.ру
Жители новоприобретенных квартир в некоторых районах Санкт-Петербурга стали жаловаться на устойчивый запах аммиака в своем жилище. Проветривание не помогло. Одна из жительниц написала в Роспотребнадзор, который и выявил превышение нормы.
Конечно, ничего полезного для организма в таком запахе быть не может. Роспотребнадзор постановил устранить этот запах. Первое такое решение было вынесено в отношении компании ЛенСпецСМУ, которая сообщила, что изготовила несколько спецрастворов для устранения запаха.
Что характерно - запах обнаружен только в новых домах. Оно и понятно, в старом фонде за сотни лет все давно бы выветрилось. Непонятна только причина запаха. Одно из главных предположений, что в бетон добавили аммиак для повышение устойчивости в холодное время. Ну и перестарались. (Правда ООО «Цемактив-Санкт-Петербург» (производитель бетона) доказал, что технологии производства присадок не нарушались).
Если же застройщик не устранит запах аммиака до установленного Роспотребнадзором срока, то. его либо еще раз оштрафуют, либо в отношении руководителя компании может быть возбуждено дело за нарушение санитарно-эпидемиологических правил. Источник: Фонтанка.ру
От себя отмечу, что превышение в 17,6 раз это очень много. Я специально прочитал о его действии на организм, вот что удалось узнать:
В общем мне кажется, что недостаточно было просто устранить запах в таких квартирах. Нужно непременно провести тщательную проверку и выяснить не вредно ли вообще жить в таком доме. В случае чего принять самые решительные меры.
К счастью про новые случаи появления аммиачных домов на данный момент ничего не слышно. А жители уже купившие такие квартиры в 2014 году смогли получить компенсацию через суд. Одна из дольщиц на Ленинском проспекте смогла вернуть 45% стоимости квартиры. Правда и жить осталась в той же квартире.
В общем берегите себя и своих близких. Здоровье не купишь.
Подписывайтесь на канал, чтобы не пропустить новые статьи и ставьте нравится.
Аммиак служит сырьем для производства многих химических веществ. Например, с помощью аммиака в промышленных масштабах получают соду.
Другое важное вещество, получаемое с помощью аммиака, – азотная кислота. Ее используют в производстве лекарств (например, в синтезе сердечных препаратов), в качестве окислителя ракетного топлива, для травления типографских форм в станковой графике и много где ещё. В том числе при производстве взрывчатого вещества – нитрата аммония, а тут и сам аммиак пригодится.
Аммиак в химическом синтезе может служить не только сырьем, но и растворителем. С помощью жидкого аммиака производят органические и неорганические вещества, синтез которых был бы невозможен в других растворителях.
Существуют аммиачные холодильные установки, которые применяют на промышленных объектах. У аммиака как хладагента есть преимущества: он экологичнее и дешевле фреона из наших домашних холодильников.
Аммиак широко применяют в медицине в качестве 10%-го раствора – нашатырного спирта. Когда человек падает в обморок, именно нашатырём его приводят в чувство. Из него делают примочки и обрабатывают места укусов насекомых. Хирурги используют разведенный в воде нашатырный спирт для обработки рук. Кроме того, его применяют хозяйки в быту – он отлично выводит пятна с одежды.
В цветоводстве пары нашатырного спирта используются для изменения окраски цветов. Например, голубые и синие лепестки становятся зелёными, ярко-красные – чёрными. Некоторые цветы, не имеющие запаха от природы, в том числе астры, после обработки аммиаком приобретают приятный аромат.
Растворенный в воде аммиак используют в строительстве в качестве противоморозной добавки для бетона – раствор быстрее застывает даже при отрицательных температурах.
Жидкий аммиак можно использовать в качестве экологичного топлива. Да что там, его уже применяли в этом ключе около 80 лет назад: из-за острого дефицита дизельного топлива правительство Бельгии в 1943 году выпустило на маршруты рейсовые автобусы, работающие на аммиаке и угольном газе. До окончания войны они успели пробежать десятки тысяч километров.
В 1958 году в Америке произвели экспериментальный самолет-ракетоплан «Икс-15», топливом для которого служил аммиак. Это был первый гиперзвуковой аппарат, и он смог совершить пилотируемый космический полет. Точно ли космический? Судите сами: пилоты поднялись на высоту 80 тыс км над земной поверхностью, и длился этот выход в суборбитальное пространство несколько секунд.
В последние годы аммиак часто рассматривают как альтернативное синтетическое топливо. Особенно им интересуется отрасль судоходства: аммиак можно сжигать в судовых двигателях вместо загрязняющего атмосферу дизельного топлива, и уже разрабатывают проекты такого перехода. Помимо того, есть проекты, разрабатывающие топливные элементы на аммиаке для электродвигателей. Так что у аммиака много перспектив.
– Аммиак обязан своим названием египетскому богу Амону. По одной версии – из-за оазиса в ливийской пустыне, где был храм этого бога. Оазис располагался на перекрёстке караванных путей, и через него проходило много вьючных животных. Ну, а мочевина, содержащаяся в продуктах их жизнедеятельности, быстро разлагалась на жаре с характерным запахом аммиака. Другая версия, почему аммиак так назвали – по прозвищу амониан, жрецов бога Амона. Они во время ритуалов нюхали минерал нашатырь (хлорид аммония), из которого при нагревании испаряется аммиак.
– Если опустить в жидкий аммиак деревянную палочку, её можно будет согнуть, как резину. Это происходит потому, что аммиак разрушает водородные мостики между молекулами целлюлозы, и они начинают «скользить» относительно друг друга, как нити. При комнатной температуре аммиак испарится, и дереву вернётся его твёрдость. При этом форма, которую вы придадите деревяшке, сохранится.
Экологическая ситуация в Москве не самая радужная . Усугубляется это еще и тем, что привычные строительные материалы могут загрязнять воздух. в квартире! И влиять на ваше здоровье прямо в вашем жилье! И как тогда быть?
Руководитель департамента экологической экспертизы и мониторинга компании EcoStandart group Катерина Веселова и менеджер проектов отдела экологической сертификации Ирина Мадумарова рассказали Новострой-М о том , как стройматериалы загрязняют воздух и что с этим делать.
В 2010-2011 годах многие московские новоселы столкнулись с так называемыми «аммиачными квартирами» . Причем проблема коснулась не одной новостройки, а многих. Концентрация аммиака превышала норму в 10 раз и более!
Проблема выделения аммиака в бетонных новостройках не нова — о ней знают специалисты строительной индустрии всего мира. Потому что аммиак, накапливаясь в воздухе жилых помещений, делает их непригодными для жизни. Во-первых, он невыносимо воняет. Во-вторых — негативно влияет на здоровье.
Как аммиак попадает в бетон? Есть несколько источников.
В настоящее время в бетоне, который используют в развитых странах, содержатся различные добавки (присадки) — химические и минеральные. В идеале они нужны для того, чтобы улучшить характеристики бетона, а также снизить его себестоимость. Этих добавок известны сотни, но широко используются десятки. И не все они одинаково полезны.
Именно химические присадки, добавляемые в бетон для повышения его пластичности, морозоустойчивости, ускорения затвердения и улучшения других свойств, могут образовывать аммиак.
Кроме того, источником аммиака могут быть аминоспирты. Они используются в интенсификаторе помола — технологической добавке, которая улучшает свойства цемента. Такие добавки при нормальных условиях стабильны, но научные эксперименты всё-таки доказали, что цементы способы выделять аммиак.
Аммиак присутствует в такой минеральной добавке как зола уноса. Она образуется при сжигании твердого топлива на теплоэлектростанциях и вводится в цемент и бетон как минеральная добавка.
Для получения высокой концентрации аммиака может быть достаточно даже одного источника. А если таких источников несколько?
В погоне за прибылью застройщики стараются возвести дом как можно скорее, а если на улице мороз и бетон плохо «схватывается»? Вот тогда в него и добавляют различные присадки. Пользуясь тем, что люди не разбираются в марках бетона, и поджимаемые сроками сдачи, строители «мухлюют» с качеством. Потом люди, заселившиеся в такие дома, начинают плохо себя чувствовать, постоянно болеть и есть таблетки.
В московских новостройках жильцов когда-то поджидал еще и фенол. «Фенольными» оказались дома серии 11-49/П, построенные в 70-80-х годах прошлого века. В бетонные плиты добавлялась присадка с фенолформальдегидом — чтобы материал быстрее затвердел. Такого жилья в Москве было построено более 5 млн кв. метров. Проблему решили только расселением жильцов и сносом домов. Но люди прожили в этих домах годы!
Фенол и формальдегид выделяет и минеральная вата, которую используют при строительстве современных домов. Она обладает неплохими теплоизолирующими и противопожарными свойствами, но при нагревании получается такой вот конфуз.
Аммиак и фенол — газы, опасные для человека. Пары фенола вызывают мышечные боли, слабость. Хроническое отравление этим газом приводит к поражению центральной нервной системы, нарушению работы почек, печени, органов дыхания и сердечно-сосудистой системы. Аммиак раздражает кожные покровы и слизистые оболочки органов дыхания и глаз.
Как понять, что дом построен из «вредного» бетона?
Обратите внимание на запах. Его появление говорит о том, что в воздухе сконцентрированы какие-то вещества. Это правило не работает для сероводорода, который пахнет тухлыми яйцами, или меркаптаны — они добавляются в бытовой газ. Этот запах, конечно, тоже неприятен, но к строительству отношения не имеет. Впрочем, сероводород может выделяться и из бетона в результате реакций сульфидных соединений.
Поэтому практически единственным способом оценить безопасность своего жилья является экологическая экспертиза. Покупая квартиру в новостройке, не поскупитесь — затраты на экспертизу окупятся вашим здоровьем и здоровьем ваших детей!
В данной статье рассматривается проблема экологической безопасности строительных материалов. В частности проблема эмиссии аммиака из бетонных конструкций во внутрижилищную среду. Опасность эмиссии аммиака обусловлена его токсическим действием, которое проявляется не только при высоких концентрациях в условиях химических аварий, но и при превышении ПДК в среде обитания человека, что приводит к развитию хронических заболеваний. В статье проведен обзор источников эмиссии аммиака, которыми являются аммонийные соединения, амины, амиды, поступающие в бетон с сырьевыми компонентами. Наиболее значимый вклад в эмиссию аммиака из бетона могут вносить химические добавки, которые применяются в качестве модификаторов бетона и бетонной смеси. Так, противоморозные добавки на основе мочевины могут подвергаться гидролизу с длительным (более 10 лет) выделением газообразного аммиака из бетонных конструкций. Данная проблема требует всестороннего рассмотрения и разработки методов по снижению эмиссии аммиака.
1. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. - 2-е изд., перераб. и доп. - М., 1998. - 768 с.
2. Карибаев К.К. Поверхностно-активные вещества в производстве вяжущих материалов. - Алма-Ата : Наука КазССР, 1980. - 336 с.
3. Краткая медицинская энциклопедия / под ред. Г.В. Петровского. - 3-е изд. - М. : Советская энциклопедия, 1989. - Т. 1. - 624 с.
4. Лазарев Н.В. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей / под ред. Н.В. Лазарева и И.Д. Гадаскиной. - 7-е изд., перераб. и доп. - Л. : Химия, 1977. - Т. 3. Неорганические и элементорганические соединения. - 608 с.
5. Миронов А.М., Нестеренко В.В. Исследование эффективности различных покрытий, снижающих эмиссию аммиака из бетона / СПБГАСУ. Отчет НИР № госрегистрации 01201065826. - СПб., 2011. - 52 с.
6. Передельский Л.В. Строительная экология : учебное пособие / Л.В. Передельский, О.Е. Приходченко. - Ростов н/Д. : Феникс, 2003. - 320 с.
7. Пухаренко О.Ю. Методы снижения эмиссии аммиака из бетона строительных конструкций : магистерская диссертация. - СПб., 2012.
8. Румянцева Е.Е. Экологическая безопасность строительных материалов, конструкций и изделий / Е.Е. Румянцева, Ю.Д. Губернский, Т.Ю. Кулакова. - М. : Университетская книга, 2011. - 200 с.
9. Сивков С.П. Эмиссия аммиака из цементных бетонов // Технологии бетона. - 2012. - № 5-6. - С. 15-17.
13. 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. - P. 63.
14. Z. Bai. Emission of ammonia from indoor concrete wall and assessment of human exposure / Z. Bai [et al] // Environment International. - 2006. - Vol. 32. - № 3. - P. 303-311.
Современная технология производства бетона успешно развивается в направлении химизации и использования техногенных отходов различных производств. В настоящее время в развитых странах мира практически весь применяемый в строительстве бетон содержит различного рода химические и минеральные добавки. Применение добавок является одним из наиболее универсальных, доступных и гибких способов управления технологией бетона. Перечень практически применяемых в качестве добавок к бетону веществ насчитывает десятки, а исследованных и предлагаемых - целые сотни. Вводятся они для регулирования свойств бетона, бетонной смеси и экономии цемента. Помимо очевидных преимуществ, химизация технологии производства бетона ставит новые проблемы, связанные с качеством бетона в эколого-гигиеническом отношении. Если для полимерных материалов уже давно проводится большая работа по их санитарно-гигиенической оценке и разработке норм допустимого применения, то для бетона ощущается недостаток таких исследований. Между тем специалисты [6] одним из источников химического загрязнения воздушной среды жилых помещений видят строительные и отделочные материалы и конструкции, в том числе бетонные, выделяющие токсичные вещества. В результате загрязнения воздуха жилищ неуклонно растет число людей с аллергическими и другими заболеваниями.
На качество внутрижилищной среды могут оказывать влияние процессы длительного выделения вредных газообразных продуктов из состава компонентов, применяемых при изготовлении бетона, что влечет за собой загрязнение газовоздушной среды в жилых помещениях. Авторы [8] приводят примеры таких процессов. Так, при определенных условиях возможны реакции сульфидных соединений в бетоне с медленным выделением во внутрижилищную среду сернистого газа (SO2), а в некоторых случаях и сероводорода (H2S). Появление даже ничтожных концентраций этих газов в воздухе жилых помещений создает дискомфортные условия. Источником сульфидов и других соединений серы в бетонах являются шлакопортландцемент и шлаки, применяемые в качестве заполнителей для бетона. Определенную опасность в этом плане могут представлять летучие вещества, содержащиеся в добавках или образующиеся при действии на них щелочной среды цемента. Например, в добавках, получаемых за счет конденсации циклических соединений с помощью формальдегида, последний может в дальнейшем постепенно выделяться из бетона [8]. Систематическое пребывание в воздушной среде с повышенными концентрациями формальдегида вызывает различные заболевания - конъюнктивиты, фарингиты, дерматиты, хронический бронхит, бронхиальную астму, заболевания печени и почек. Формальдегид обладает отдаленными последствиями - способствует возникновению и развитию аллергенных и онкологических заболеваний.
Выделение аммиака из бетонных конструкций во внутрижилищную среду происходит из-за наличия в них азотсодержащих примесей, которые попадают в бетон вместе с сырьевыми компонентами. Аммиак образуется из тех азотсодержащих веществ, в которых степень окисления азота равна минус 3 (N 3- ) [9]. Можно выделить следующие наиболее вероятные причины и источники появления аммиака в бетоне:
- транспортировка цемента в неочищенных вагонах-цементовозах;
- наличие повышенного содержания интенсификаторов помола в цементе;
- наличие аммиака в золах-уноса, применяемых в качестве минеральной добавки в цементе и бетоне;
- химические добавки-модификаторы бетонной смеси и бетона, способные к образованию аммиака.
Транспортировка цемента в неочищенных вагонах-цементовозах
В связи с напряженной ситуацией с РЖД по износу подвижного состава, перевозящего цемент, не исключена возможность использования неочищенных вагонов. Так, в прессе [10] приводятся случаи поставки под погрузку цемента немытых вагонов, перевозивших минеральные удобрения. В результате этого возможно попадание азотных удобрений в цемент и далее в бетон. При определенных условиях (влажность, повышенная температура, присутствие щелочей) происходит разложение составляющих удобрений, и выделяется аммиак.
Наличие повышенного содержания интенсификатора помола в цементе
Источником соединений в цементе, которые способны к выделению аммиака, могут являться поверхностно активные вещества (ПАВ), такие как аминоспирты. К подобным веществам можно отнести - триэтаноламин (ТЭА), диэтаноламин (ДЭА), моноэтаноламин (МЭА) или другие подобные соединения, используемые иногда в качестве интенсификаторов помола цемента. Интенсификаторы помола - технологические добавки (ПАВ), вводимые при помоле клинкера, уменьшают поверхностную энергию частиц, что способствует облегчению помола, тем самым повышается производительность цементных мельниц, удельная поверхность частиц и другие показатели [2]. Наиболее эффективным и получившим широкое применение интенсификатором помола цементного клинкера является триэтаноламин. Теоретически триэтаноламин способен к гидролизу с образованием этиленоксида и выделением аммиака:
Однако при нормальных условиях все алканоламины стабильны и обладают высокой стойкостью в щелочной среде. Они используются уже в течение десятков лет, и ранее никогда не отмечалось их разложение в цементе с выделением газообразного аммиака [9].
Тем не менее экспериментальные данные свидетельствуют о способности цементов выделять аммиак. В работе [7] проводились исследования по определению эмиссии аммиака из бетонных смесей, приготовленных на портландцементах разных производителей, по методике, разработанной в Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете (СПбГАСУ). Полученные в ходе проведенных испытаний результаты представлены на рисунке 1. Из рисунка следует, что все исследованные цементы способны в той или иной степени образовывать аммиак.
Причиной значительного выделения аммиака из бетонов, изготавливаемых на цементах, в которых содержатся интенсификаторы помола в виде аминов, может быть передозировка последних. В этом вопросе большое значение приобретает культура производства и человеческий фактор.
Стоит отметить, что по российским стандартам изменения в качестве цемента, произведенного с применением интенсификатора помола, никак не отражаются документально, т.е. производитель не обязан указывать в паспорте содержание и тип интенсификатора помола. Поэтому необходимо более полное раскрытие информации с указанием в вещественном составе цемента не только вида применяемого интенсификатора помола, но и его количества.
Важным также представляется совместимость интенсификатора помола цемента с такими активными компонентами бетона, как химические добавки. В настоящий момент ощущается недостаток информации, связанной с вопросами взаимодействия интенсификаторов помола цемента с другими составляющими бетонной смеси и бетона.
Рис. 1. Результаты исследования возможности образования аммиака в составе минеральных компонентов бетонной смеси [7].
Наличие аммиака в золах-уноса, применяемых в качестве минеральной добавки в цементе и бетоне
Наличие аммиака в золе-уноса обусловлено тем, что на ТЭС для сокращения выбросов оксидов азота (NOx) в атмосферу в поток дымовых газов инжектируется восстановительный агент, в качестве которого обычно применяют аммиак или мочевину, часть которого выводится из системы вместе с золой-уноса. Зола-уноса с низкой концентрацией аммиака содержит 50-120 мг NH3/кг, средней концентрацией 250-600 мг NH3/кг и высокой степенью загрязнения аммиаком около 700-1200 мг NH3/кг.
При наличии аммонизированной золы-уноса в бетонной смеси или растворе при затворении водой происходит выброс газообразного аммиака. При высоком содержании аммиака в золе концентрация аммиака в воздухе может превышать 20 мг/м 3 [13]. На этапе приготовления и укладки бетонной смеси или раствора выделяющиеся высокие концентрации аммиака создают неблагоприятные условия для рабочих, особенно при проведении работ в замкнутых пространствах при отсутствии вентиляции. Также в исследовании [13] было обнаружено, что более 50% от первоначально рассчитанного аммиака осталось в толще бетонной конструкции, и это остаточное количество аммиака будет диффундировать из бетона с очень низкой скоростью в течение многих месяцев. В долгосрочной перспективе эмиссия аммиака из подобных конструкций станет причиной загрязнения газовоздушной среды в помещениях.
Химические добавки-модификаторы бетонной смеси и бетона, способные к образованию аммиака
Аммиак может образовываться по реакции гидролиза из амидо-, аминогрупп и аммонийных соединений, входящих в состав модификаторов. Часто такие соединения встречаются в пластификаторах, противоморозных добавках, добавках-ускорителях и комплексных модификаторах. К веществам, способным выступать в роли потенциального источника аммиака в бетонных конструкциях и применяемых в технологии бетона [1], можно отнести следующие:
- сульфированныемеламиноформальдегидные смолы, входят в состав пластификаторов и суперпластификаторов;
- аммонийная форма нитрата кальция(Ca5NH4(NO3)11*10H2O), используется в качестве ускорителя сроков схватывания и компонента в противоморозных добавках;
- амиды карбоновых кислот с общей формулой RCONH2 , входят в состав противоморозных добавок и ускорителей твердения;
- алифатические моноаминомонокарбоновые кислоты (аминокислоты), напримераминоуксусная (гликоколь) NH2-CH2-COOH; аминопропионовая (α-аланин) CH3-CH(NH2)-COOH; аминовалериановая(норвалин)CH3-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH, входят в состав добавок регуляторов твердения бетона;
- гидроксид аммония (аммиачная вода) NH4OH, модификатор противоморозного действия;
- нитрат аммония NH4N03, модификатор противоморозного действия;
- карбамид или мочевина CO(NH2)2, модификатор противоморозного действия, а также составляющая комплексных модификаторов, получил наиболее широкое применение в практике строительства.
Большинство описанных выше соединений и веществ, при нормальных условиях стабильны в щелочной среде твердеющего цемента. Однако при совместном использовании с другими органическими или неорганическими соединениями, например пластификаторами, солями и т.п., последние могут интенсифицировать процесс распада азотсодержащего вещества с выделением аммиака. Нельзя также отвергать и гипотезу о том, что частицы цемента, содержащие различные количества тяжелых металлов или растворимых щелочей, могут выступать в качестве катализаторов процесса такой деструкции [9].
Анализируя источники [5; 11; 12; 14], можно сделать вывод, что большинство случаев загрязнения внутрижилищной среды аммиаком связано с введением в бетон мочевины в качестве противоморозной добавки. Рекомендуемые дозировки: до минус 5 °С - 8% массы цемента; до минус 10 °С - 10%; до минус 15 °С - 12% [1]. В зависимости от дозировки, полный выход аммиака из бетонной конструкции, содержащей основанную на мочевине противоморозную добавку, может занять более 10 лет [14]. Таким образом, эмиссия аммиака из бетонных конструкций, содержащих мочевину, может стать причиной загрязнения воздуха в помещениях в течение длительного периода времени.
Подводя итог, можно отметить следующие проблемы, вытекающие из рассматриваемой темы эмиссии аммиака из бетона:
- загрязнение воздуха внутрижилищной среды, вызывающее дискомфортные условия проживания и угрозу здоровью людей;
- дискомфортные, а порой и вредные условия труда у рабочих, производящих бетон;
- необходимость в специальных мерах по снижению эмиссии аммиака из бетона.
Эти обстоятельства обуславливают необходимость решения проблемы эмиссии аммиака из строительных конструкций в помещениях построенных зданий, а также разработки методов и средств прогнозирования и нейтрализации вредного воздействия аммонийных соединений и других вредных примесей, присутствующих в сырьевых компонентах бетонных смесей.
Читайте также: