Применение биоцидных добавок в бетоне

 

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение  высшего профессионального  образования

«Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова»

 

Факультет бизнеса

Управление проектами и программами

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Технологические основы управления проектами»

на тему «Применение биоцидных добавок в бетоне»

Выполнил:

студент группы 33-07

очной формы обучения

Факультета бизнеса

Пиксайкин Никита

Научный руководитель:

д.т.н., проф. Дмитриев Александр Николаевич

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва – 2014 

Содержание

Введение                                                                                                                      3

1 История создания бетона                                                                                  5

1 Биоповреждения цементных композитов, механизмы биокоррозии и

   методы защиты                                                                                                     8

1.1 Биоповреждения цементных композитов. Влияние микроорганизмов

на экологию                                                                                                    8   

     1.2 Методы защиты от биоповреждений                                                         10

2 Анализ себестоимости производства бетонов на примере

   ОАО «Завод ЖБК-1»                                                                                       13    

      2.1 Анализ себестоимости производства бетонов                                       13   

      2.2 Анализ потерь от биоповреждений цементных композитов                   17

3 Описание получения технологии биоцидных бетонов                                  21

     3.1 Материалы для исследований. Методы исследований                              21

     3.2 Бетоны с биоцидной добавкой «Тефлекс Антиплесень»                          23

     3.3 Бетоны с биоцидной добавкой «Тефлекс – индустриальный»              25  

     3.4 Бетоны с биоцидной добавкой «Тефлекс дезинфицирующий»                27

4 Экономическая эффективность разработки технологии получения

   биоцидных бетонов                                                                                               30

Заключение                                                                                                               34

Список использованных источников                                                                     36                                                             

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

     Биозаражения зданий  и сооружений ведут к нарушению  экологической ситуации. Совокупность  экстремальных изменений окружающей  среды, проявляющаяся в виде различных  процессов инфицирования и биодеградации строительных материалов и конструкций, представляет серьезную угрозу внутригосударственным мерам по безопасности жизнедеятельности людей, защите их здоровья. Для повышения долговечности строительных конструкций и улучшения экологической ситуации необходимо принимать меры, снижающие или исключающие агрессивное биологическое воздействие.

     В настоящее время  проблеме повышения долговечности  изделий и конструкций зданий  и сооружений уделяется все  большее внимание. Это обусловлено  тем, что в связи с постоянной  химизацией народного хозяйства  и расширением внедрения биотехнологических процессов в производство на строительные материалы и изделия воздействует все большее число агрессивных сред, одними из которых являются микроорганизмы и продукты их метаболизма.

     Установлено, что более 50% общего объема регистрируемых в мире повреждений связано с деятельностью микроорганизмов. Биоповреждениям подвержены практически все материалы, в то числе цементные растворы и бетоны, композиционные материалы на других связующих, древесина и т. д. Эти материалы эксплуатируются в условиях, благоприятных для размножения микроорганизмов: на мясомолочных комбинатах, в овощехранилищах, животноводческих зданиях и т. д. Плесневые повреждения часто можно встретить на внутренних стенах больниц, церквей и монастырей, винных погребов, различных помещений предприятий пищевой промышленности, на произведениях искусства, памятниках архитектуры, в жилых помещениях.

     Актуальность данной  работы обусловлена необходимостью  описания таких биоцидных препаратов, которые:

− не загрязняют окружающую среду;

− способны противостоять микроорганизмам различных систематических групп (бактерии, плесневые грибы и т. д.);

− имеют длительный срок защитного действия;

− доступны и дешевы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

История создания бетона

 

     Бетон, как искусственный строительный материал, состоящий из воды, вяжущего вещества и заполнителей, известен с самой глубокой древности. Жители Междуречья использовали его при возведении своих жилищ и хозяйственных построек более 7000 лет назад. В сербском поселке Лапински Вир, что на берегу Дуная, в одной из хижин поселения каменного века, был обнаружен бетонный пол толщиной 25 см. Археологи датируют находку шестым тысячелетием до н.э. Бетон использовали и строители Великих пирамид. Есть основания полагать, что знаменитый Египетский лабиринт, который, по выражению Геродота, «превосходит размерами пирамиды», был построен именно из этого материала. 
     Древние римляне вывели строительство из бетона на новый уровень – они оставили после себя не просто какие-то черепки и фундаменты зданий, а целые кварталы бетонных построек. Даже сегодня не потеряли своей значимости конструктивные особенности римских бетонных дорог, полов, сводов и куполов. К сожалению, технология изготовления римского бетона была безвозвратно утрачена в средние века. 
     Древний бетон, разумеется, отличался от современного. Главное отличие – в его составе не было цемента. Роль вяжущего вещества выполняли глина, гипс или известь. Впервые вещество, приближенное по своим свойствам к нынешнему цементу, было получено англичанином Джеймсом Паркером в 1796 году. Однако свойства нового материала, полученного в результате обжига глины с известью, были далеки от идеала, и строители остались верны старой доброй каменной кладке. Тридцать лет спустя англичанин Джозеф Аспдин и наш соотечественник Егор Челиев независимо друг от друга объявили о создании цемента. В 1825 году Челиев даже выпустил книгу, обобщающую свои опыты – «Полное наставление, как приготовлять дешевый и лучший мертель, или цемент, весьма прочный для подводных строений, как то: каналов, мостов, бассейнов и плотин, подвалов, погребов и штукатурки каменных и деревянных строений». Известно, что цемент, созданный Челиевым, был использован во время восстановления Кремля после пожара 1812 года.  Тем не менее весь западный мир убежден, что пальма первенства в создании цемента единолично принадлежит Аспдину.

     Интересно, что современный цемент в мешках, который мы покупаем в строительных супермаркетах, очень близок по свойствам тому самому портландцементу, полученному Аспдином и Челиевым почти 200 лет назад.

Изобретение цемента и дальнейшее его смешивание со щебнем (гравием), песком и водой, позволило получить инновационный строительный материал –бетон. Следующим этапом этой строительной революции, благодаря которой мы живем и работаем в прочных, относительно недорогих в изготовлении, многоэтажных домах, было появление железобетона и железобетонных изделий (ЖБИ).

     Вероятно, мы никогда не узнаем имя человека, впервые решившего совместить металлический остов и бетонный массив. В середине 19 века строители в Европе стихийно начали применять эту технологию, еще не подозревая об истинных свойствах полученного материала. В 1854 году прозорливый английский штукатур Уильям Уилкинсон получил патент на тандемное использование железа и бетона, однако первым, кто досконально изучил и описал свойства ЖБИ, был французский подрядчик Франсуа Куанье. Он построил из железобетона сразу несколько зданий, а 1861 году выпустил книгу, в которой обобщил свои опыты. Четыре года спустя в Нью Кастле был построен дом, полностью состоящий из железобетонных конструкций, а к концу 19 века эта технология распространилась по всей Европе и Америке.

 

     По какой-то невероятной прихоти судьбы, ни Уилкинсон, ни Куанье не считаются изобретателями ЖБИ. Это почетное звание досталось простому садовнику Жозефу Монье. Летом 1861 года он обнаружил, что бочка, в которой было посажено апельсиновое дерево, треснула. Монье обтянул было бочку металлическими обручами, но от частых поливов они довольно скоро проржавели. Тогда изобретательный садовник обмазал всю конструкцию раствором – получилось и прочно, и красиво. Не долго думая, новатор побежал в патентное бюро и запатентовал «садовые кадки из железа и цементного раствора». Он бросил былое ремесло и с головой окунулся в железобетонное дело – поставил на поток производство кадок, построил первый железобетонный бассейн, взял патенты на резервуары и ЖБИ трубы. В 1869 году Жозеф Монье начал производить железобетонные плиты перекрытия и перегородки и также запатентовал это изобретение. Так постепенно он снискал себе славу «короля ЖБИ» и изобретателя нового революционного строительного материала.

    

     Непосредственно биоцидные  добавки, добавляемые  в бетон, появились  около 5 лет назад и только находят свое практическое применение в строительстве.

 

 

 

 

 

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Биоповреждения цементных композитов, механизмы биокоррозии и методы защиты

 

     1.1 Биоповреждения  цементных композитов. Влияние микроорганизмов  на экологию

 

     В настоящее время актуальны исследования по биодеградации и биосопротивлению строительных материалов, которые в процессе эксплуатации в гидротехнических сооружениях, животноводческих и птицеводческих помещениях, зданиях предприятий мясомолочной промышленности, кожевенных фабрик, овощехранилищах, плавательных бассейнах и т. д. подвергаются разрушающему действию биологически активных сред. Микроорганизмы постоянно и повсеместно обитают в среде пребывания человека, используя органические и неорганические соединения, входящие в состав всего созданного человеком как питательный субстрат. Установлено, что в настоящее время более 50%  общего объема регистрируемых в мире повреждений связано с деятельностью микроорганизмов. Отечественными и зарубежными исследователями установлено, что биоповреждениям подвержены практически все материалы, в том числе полимерные, цементные растворы и бетоны, древесина. Под биоповреждениями понимают разрушение материалов и нарушение работоспособности изделий в результате воздействия биологических агентов и продуктов их жизнедеятельности.

     Грибы разрушают каменные материалы не только химически, но и механически. Рост биомассы микромицетов, внедрившихся в поры и микротрещины, способствует расширению последних и усталостному разрушению камня. Грибы, растущие на камнях, задерживают пыль и грязь, заносимые ветром и птицами. Ученые изучали биоповреждение бетонов в конструкциях подвальных помещений цехов хлебозавода, продолжительность эксплуатации которых составит 50 лет. Осмотр конструкций показал, что их поверхность во многих местах покрыта многочисленными колониями плесневых грибов родов Aspergillus, Penicillium, Cladosporium. Установлено, что поверхностная прочность бетонов здесь снижалась в 2 раза.

     Биологическое  повреждение зданий с наружной  стороны связано, как правило, с нарушением водоотводящих элементов, гидроизоляции, запыленностью фасадов и повышенным содержанием в атмосфере аммиачных, сернистых, углеродистых и других соединений. И не случайно фактические сроки службы бетонных и железобетонных конструкций, эксплуатируемые примерно в одинаковых условиях, различаются в 3-7 раз.

     В последние  годы отмечается рост разнообразия  и численности микроорганизмов, вызывающих биоповреждения материалов  и сооружений. Возросла агрессивность  известных видов. Внедрение новых материалов в строительство лишь на первых порах способствуют ограничению этого вида разрушения. Подсчитано, что ущерб, причиняемый объектам в результате биоповреждений, составляет многие десятки миллионов долларов. Процессы биоразрушений прогрессируют с каждым годом. Выборочное обследование зданий и сооружений в Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде, Владивостоке, Якутске, Саранск и в других городах показало, что большое их число поражено микроорганизмами многих видов.