способ очистки жилых помещений от аммиака

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительного производства, в частности к способу санации жилых помещений, направленному на снижение эмиссии аммиака из бетонных конструкций, и может быть использовано для очистки жилых помещений от аммиака.

При производстве бетонных конструкций используют добавки типа диамид угольной кислоты (мочевину), цемент с зольной пылью и др. Аммиак в бетоне получается при гидролизе мочевины по реакции:

CO(NH₂)₂+H₂O→2NH₃↑+CO₂.

При формировании бетонных конструкций на начальном этапе бетон работает как реактор, в котором происходят реакции гидратации компонентов цемента, гидролиз мочевины и другие аммонийно-содержащиеся вещества с образованием ряда соединений, в том числе и аммиак. Бетонная конструкция адсорбирует аммиак, который удерживается в порах бетона. Далее происходит эмиссия аммиака из пор в объем помещений, что создает дискомфортные условия проживания и угрозу здоровью людей.

Известен способ снижения эмиссии аммиака из бетона путем понижения пористости строительных конструкций. Предложен способ кольматирования (отчет НИР №Гос. регистрации 01201065826 СПб ГАСУ, 2011). Процесс кольматирования состоит из двух стадий:

1. грунтование бетона «Гранит»-ом (смесь из гранитной пыли и жидкого стекла).

2. нанесение полиуретановой композиции «Элакор-ПУ».

Такая обработка создает эффект «консервации» аммиака в порах бетона.

Недостатком этого метода является то, что газообразные продукты (аммиак) не имеют выхода из пор и накапливаясь в порах бетона, могут вызвать непредвиденные изменения в структуре бетона.

Известен способ обработки пуццолановой добавки, которая при введении в цементное вяжущее способна выделять аммиак. Данная добавка основана на применении зольной пыли (зола-унос), в которой содержится аммиак. По этому способу в зольную пыль добавляли окислитель, в виде гипохлоритов: гипохлорит кальция - Ca(OCl)₂, гипохлорит лития - LiOCl, гипохлорит натрия - NaOCl или трихлоризоциануровую кислоту - C₃N₃ O₃Cl₃. При реакции взаимодействия гипохлорита и аммиака образуется монохлорамин и хлористые соли, которые находятся в относительно низких уровнях концентрации и безвредны для бетона и бетонных изделий. Монохлорамин и хлористые соли являются стабильными и не рассеиваются в воздухе. Таким образом, устраняются пахучие выбросы, которые производятся из цементной суспензии, содержащей необработанную аммиак-содержащую золу-унос (патент US 2003205173 МПК A62D 3/00; A62D 3/38; C04B 18/08; G01N 33/00; G01N 33/38; A62D 101/08; A62D 101/45; (IPC 1-7): B01J 8/00; C04B 18/06 от 06.11.2003).

Недостатком этого метода является ограниченность применения. Применялся окислитель для раздробленных (дисперсных) систем, а не для монолитных изделий из бетона.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ обработки бетонных конструкций, содержащих противоморозную добавку, основанную на использовании мочевины. Мочевина, находясь в щелочной среде в присутствии влаги, расщепляется с последующим выделением аммиака в интерьеры здания (патент SK 151099 МПК C04B 41/00, C04B 41/53, C04B 41/00 от 11.06.2001). Решение основано на воздействии на затвердевший бетон поврежденных строительных конструкций композиционного материала, содержащего в качестве активного вещества некоторые из неорганических и/или органических кислот (фосфорная кислота, кислота Льюиса, лимонная кислота, винная кислота, паратолуолсульфокислота, бензойная кислота, щавелевокислая кислота). После нанесения этого композита на бетон поврежденной конструкции, начинается химическое устранение произведенного аммиака - кислота, присутствующая в композите, реагирует с произведенным аммиаком, связывая его в соль аммония. Эта соль находится в инертном и устойчивом состоянии по отношению к интерьерам здания, в которых происходит устранение аммиака.

К недостатку данного способа можно отнести отсутствие предпосылок к глубокому проникновению композита в тело бетонной конструкции и как следствие возможно явление проскока аммиака, который не прореагировал с активным веществом композита.

Целью изобретения является интенсификация процесса санации аммиака, выделяющегося из строительных материалов, и тем самым более глубокая очистка строительных конструкций от загрязняющих веществ.

Способ очистки жилых помещений от аммиака, заключается в нанесение на бетонные конструкции, выделяющие аммиак, раствора окислителя при помощи поролонового валика или других средств нанесения жидких материалов, с целью пропитки бетона раствором. Способ отличается тем, что раствор окислителя представляет собой раствор гипохлорита натрия с добавлением углеродных кластеров фуллероидного типа (фуллерены). Фуллерены являются модификатором раствора, способствуя проникновению вглубь бетона, т.е. усиливают пенетрационные свойства раствора. Для придания раствору эффективного пенетрационного свойства концентрация фуллеренов составляет 10^-4-10^-5% от объема раствора окислителя.

Концентрация окислителя зависит от содержания аммиака в бетоне и составляет 40-190 г/л. В зависимости от концентрации аммиака в бетоне последний подвергается разовой обработке или двухразовой.

Обработку строительных материалов ведут с одновременной очисткой воздушной среды от выделяющихся газообразных продуктов с помощью абсорбера. В качестве поглотительного раствора в абсорбере используется раствор H₂SO₄, Н₃ВО₃ с концентрацией 20-50 г/л.

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

Из-за бурной реакции в порах создается давление газов, и они интенсивно выделяются в атмосферу, и может частично выделятся не прореагировавший аммиак. Из-за избыточного давления из пор может частично вытиснятся не прореагировавший аммиак. Частичное выделение аммиака наблюдается, если бетон содержит его ≈400 мг/кг NH₃. Для предотвращения возможных последствий выделяющийся газ в атмосферу подвергается очистке в абсорберах (барботажного, пленочного типа). В качестве поглотительного раствора используется раствор 20 г/л H₂SO₄, H₃BO₃. Производительность абсорбера по воздуху 250 м³/ч на помещение объемом 150 м³.

Пример опытной реализации изобретения.

Перед обработкой бетонных перекрытий определяется содержание аммиака в керне бетонной конструкции. Если в бетоне содержание аммиака 300 мг/кг, то в атмосфере помещения концентрация аммиака в воздухе составляет 20-30 ПДК. В этом случае приготовляется модифицированный раствор окислителя (Ox/Red) содержащий 8,5% гипохлорита натрия с добавлением фуллеренов 10^-5% от объема раствора. Данный раствор наносится на поверхность бетона с помощью поролонового валика. Из-за проскока аммиака в объем помещения производится повторная обработка с одновременной очисткой воздушной среды с помощью абсорбера. В качестве поглотительного раствора в абсорбере используется раствор H₂SO₄ или Н₃ВО₃ с концентрацией 30 г/л. Данный способ очистки жилых помещений от аммиака можно отнести к безотходной технологии, поскольку отработанный поглотительный раствор из абсорбера можно использовать в качестве азотного удобрения.

Эффективность способа очистки жилых помещений от аммиака представлена в таблице 1.

Таблица 1 Эффективность способа очистки жилых помещений от аммиака Содержание аммиака в керне перекрытия, мг/кг Объем двухкомнатной квартиры, м³ Исходная концентрация аммиака в помещении в ед. ПДК Концентрация раствора окислителя Ox/Red, % Кратность обработки бетонных перекрытий Концентрация аммиака в помещений в ед. ПДК 200-350 150 25 8,5 одноразовая 3 200-350 150 25 8,5 двухразовая 0 Примечание. ПДК аммиака - 0,04 мг/м³, во втором случае использовался абсорбер.

Технический результат заключается в интенсификации процесса санации аммиака, выделяющегося из строительных материалов, и тем самым более глубокая очистка строительных конструкций от загрязняющих веществ.

1. Способ очистки жилых помещений от аммиака заключается в нанесении на бетонные конструкции, выделяющие аммиак, раствора окислителя при помощи поролонового валика или других средств нанесения жидких материалов с целью пропитки бетона раствором, отличающийся тем, что раствор окислителя представляет собой раствор гипохлорита натрия с добавлением углеродных кластеров фуллероидного типа (фуллерены), фуллерены являются модификатором раствора, способствуя проникновению вглубь бетона, т.е. усиливают пенетрационные свойства раствора, для придания раствору эффективного пенетрационного свойства концентрация фуллеренов составляет 10^-4-10^-5% от объема раствора окислителя.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрация окислителя зависит от содержания аммиака в бетоне и составляет 40-190 г/л, в зависимости от концентрации аммиака в бетоне последний подвергается разовой обработке или двухразовой.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что обработку строительных материалов ведут с одновременной очисткой воздушной среды от выделяющихся газообразных продуктов с помощью абсорбера, в качестве поглотительного раствора в абсорбере используется раствор H₂SO₄, H₃BO₃ с концентрацией 20-50 г/л.