Применение биоцидных добавок в бетоне

 

 

     2.1.4 Анализ себестоимости производства бетона класса В30

 

Калькуляция себестоимости бетона класса В30

№	Наименование статей	Ед. изм.	Кол-во	Цена	Сумма
1	Сырье и материалы
	Цемент М-500	тн	0,490	3 186,00	1 561,14
	Щебень в/пр	м3	0,850	1 675,00	1 423,75
	Песок	м3	0,500	483,00	241,50
	Прочие материалы	руб			2,62
	ИТОГО:				3 229,01
2	Услуги сторонних организаций
3	Топливо на технологические цели				5,95
4	Электроэнергия на технологические цели				14,79
5	Основная з/плата				140,71
6	Дополнительная з/плата				14,07
7	ЕСН				49,69
8	Общепроизводственные и общехозяйственные расходы				590,98
9	Полная себестоимость				4 045,20
10	Отпускная цена			1,05	4 247

 

    

     2.3 Анализ потерь от биоповреждений цементных композитов

   

     По данным целого ряда авторов наибольший вред строительным конструкциям приносят, именно микроогранимы. Разные литературные источники указывают около 200 видов микроорганизмов, которые являются агентами биоповреждений бетонных и железобетонных конструкций и других каменных материалов на основе минеральных вяжущих. Классификация их различна: по типу питания (литотрофы, органотрофы), по способу извлечения СО2 (автотрофы, гетеротрофы), по источнику энергии (фототрофы, хемотрофы), по отношению к кислороду (аэробы, анаэробы), по классу (бактерии, плесневые грибы, дрожжи) и т. д.

    

 

 

     2.3.1 Анализ потерь от биоповреждений цементных композитов под действием бактерий

 

     Одна из главных ролей в микробиологическом разрушении камня и  бетона в природных условиях отводится автотрофным бактериям, которые не нуждаются для своего развития в органических источниках питания. Так, нитрифицирующие бактерии были обнаружены на поверхности разрушенных стен домов, бань, оранжерей и других строений Петербурга.

     Как отмечено в  работе Исаченко Б. Л. в 1915 г. произошло  разрушение кирпичной кладки  нитрифицирующими бактериями. Исследования  микрофлоры образцов показали активные культуры агентов нитрификации.

     В 1925 г. было выявлено  крупное повреждение Шоллар-Бакинского  бетонного водопровода. Исследованием  установлено, что бетон размягчился  из-за его сульфатного перерождения, причем кроме гипса он содержал  до 22% сульфоалюмината кальция.

     Коррозия бетона в  морской воде детально изучалась  Л. И. Рубенчиком в 50-е годы. Из образцов поврежденного бетона портов Черного моря им был выделен широкий спектр микроорганизмов: сульфатредуцирующие, тионовые, нитрифицирующие, денитрифицирующие, маслянистые, урологические и другие бактерии.

     Анализируя выше представленные  повреждения зданий и сооружений, следует отметить, что наибольшую  опасность для цементных строительных  композитов представляют бактерии  следующих родов: Nitrosomonas, Ciostridium, Micrococcus, Tiobacillus, Desulfovibrio, Acetobakter.

 

     2.3.2 Анализ потерь от биоповреждений цементных композитов под действием плесневых грибов

     Кроме хорошо освещенной биокоррозии цементных композитов под действием бактерий, по имеющимся в настоящее время данным, повреждение бетона, в определенных условиях, может быть связано с развитием плесневых грибов. Процесс плесневения протекает с разной скоростью в зависимости от химического состава камня, влажности субстрата и температуры окружающей среды.

     По данным целого  ряда авторов, на поверхности  каменных строительных материалов  преобладают представители родов  Penicillium, Aspergillus, Trichoderma, Cephalosporium, Paecilomyces, Ciadosporium. Природные и искусственные камни обычно обильно заселяются грибами в условиях повышенной влажности: чаще всего это строения без соответствующей вентиляции и памятники с северной стороны.

     Э. 3. Коваль и другие ученые в работе из разрушающихся участков бетонных и железобетонных  конструкций хлебозавода и мясокомбината выделили 23 вида микромицетов, среди которых доминировали представители Aspergillus flavus Aspergillus niger, Paecilomyces varioti, Penicillium expansum, Cladosporium. Доказано их участие в деструкции бетона, которое проявлялось в снижении его поверхностной прочности на 35-43 %.

     Согласно  данным, из-за деструктивного действия  плесени полы и штукатурку  стен молокоперерабатывающих заводов  приходится менять с периодичностью 1-2 раза в год.

     На внутренней  поверхности стен санитарно-технических кабин (ванны, туалеты) был обнаружен рост плесневых грибов, покрывающих в отдельных случаях до 80% поверхности.

     Кроме плесневых  грибов коррозию бетонных конструкций  вызывают и дереворазрушающие  грибы – Serpula lacrimans, Poria vaporaria. Они обычно растут на деревянной основе, но, натолкнувшись на преграду из бетона или кирпича, покрывают ее своими тяжами, а иногда проникают вглубь. Подобное серьезное повреждение бетонных стен, по данным В. И. Злочевской, было обнаружено в экспериментальном туннеле Варшавского метро.

     В итоге, нужно отметить, что наибольшую опасность для  цементных строительных композитов  представляют грибы следующих  родов: Aspergillius, Penicillium, Trichoderma, Mucor, Cladosporium, Сepfalosporium, Torula – относящихся к группе Плесневых, Saccharomyces, Pichia - относящихся к группе Дрожжевых, Coniophora, Poria, Serpula - относящихся к группе Деревообразующих.

     Получаемые в результате  исследований биоцидные бетоны, несмотря на увеличение их себестоимости, увеличивают срок эксплуатации зданий и сооружений в 2 раза.

     Ежегодный экономический  ущерб от биоповреждений в мире достигает 40 млрд долларов, что составляет более 2% от стоимости всей промышленной продукции, производимой человеком на планете.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Описание технологии получения

биоцидных бетонов

  

     3.1 Материалы для исследований. Методы исследований

 

     В данной главе следует определить влияние биоцидных препаратов на физико-технические свойства бетонов. Цементные связующие на сегодняшний день наиболее доступны и широко используются в строительстве. Их применяют для изготовления растворов и бетонов различных видов. При эксплуатации изделия из бетонов непрерывно взаимодействуют с окружающей средой, которая может оказывать на них сильное негативное влияние. На практике строительные конструкции, подвергающиеся воздействию внешней среды и нагрузок, часто недостаточно долговечны, что является серьёзной проблемой, от решения которой зависит эффективность применения строительных материалов и изделий. Проблема повышения долговечности цементных композиционных строительных материалов - одна из наиболее актуальных в современном строительстве. Для повышения долговечности строительных конструкций и улучшения экологической ситуации в зданиях и сооружениях необходимо принимать меры, снижающие или исключающие агрессивное биологическое воздействие. Одним из наиболее эффективных способов достижения этого является введение в состав композиционных материалов биоцидных добавок. Особый интерес в связи с этим представляют препараты на основе полимерных производных, включающих гуанидин. Таким примером является биоцид «Тефлекс», который представляет собой полимерную водную композицию, содержащую полигексаметиленгуанидин (ПГМГ) и полифункциональные добавки.

     Для изготовления  бетонов использовались различные  вяжущие вещества, модификаторы  и заполнители.

    

    

Биоцидные препараты «Тефлекс»

     Использовались препараты промышленного применения:

- «Тефлекс Антиплесень» 

- «Тефлекс дезинфицирующий»

- «Тефлекс – индустриальный»

     «Тефлекс Антиплесень» – водный антисептический концентрат на основе комплекса сополимеров гуанидина, строительный дезинфектант для уничтожения и профилактики плесени, грибка, водорослей, синевы и других микроорганизмов. Препарат рН нейтрален, плотность около 1,1 г/см3. «Тефлекс Антиплесень» рекомендуется применять на всех стадиях строительства и ремонта помещений, добавлять в меловые и цементные растворы, в водорастворимые краски.

     «Тефлекс – индустриальный»  представляет собой полимерную водную композицию, содержащую полигексаметиленгуанидина и полифункциональные добавки. Данная добавка обладает широким спектром.

     «Тефлекс дезинфицирующий» является комплексным универсальным дезинфицирующим препаратом с моющим эффектом. Действующим веществом

 в нем является полигексаметиленгуанидина  гидрохорид 10%. рН дезинфектанта: 7,0±1,0. Содержит неиогенные ПАВ (поверхностно-активные вещества) и другие добавки.

     Препарат относится  к 4 классу малоопасных веществ при введении в желудок и нанесении на кожу т. е. в лечебных учреждениях его разрешается использовать без средств защиты, в присутствии больных и пациентов.  Дезинфицирующее средство Тефлекс имея широкий спектр антимикробной активности не токсичен, не вызывает аллергии, не оказывает местно-раздражающего действия на кожные покровы и слизистые оболочки человека.

     Данный биоцидный  препарат на основе гуанидина  обладает широким спектром действия: бактерицидным, вирулентным и фунгицидным. Предназначен для дезинфекции, мытья, уничтожения и защиты от плесени, очистки поверхности помещений, предметов обстановки, оборудования и т. д.

     Из технологических свойств испытанных материалов рассматривали подвижность и плотность бетонных смесей.

     Биологические методы исследований

     Из модифицированных бетонных материалов на основе цементных связующих изготавливали образцы для испытания на грибостойкость и наличие фунгицидных свойств. В качестве тест-организмов использованы следующие виды микромицетов: Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Aspergillus terreus, Chaetomium globosum, Paecilomyces varioti, Penicillium funiculosum, Penicillium chrysogenum, Penicillium cyclopium, Trichoderma viride.

    

 

3.2 Бетоны с биоцидной  добавкой «Тефлекс Антиплесень»

 

     Исследование биологического  сопротивления составов, модифицированных  биоцидной добавкой «Тефлекс Антиплесень», приведены в таблице 3.3:

 

Влияние добавки «Тефлекс – Антиплесень» на биостойкость бетона на основе портландцемента М500 Д0.

Содержание добавки, масс. ч.	Устойчивость к действию грибов, балл		Характеристика по ГОСТу
	Метод 1	Метод 3
0	3	4	Негрибостоек
1,0	1	4	Грибостоек
3,0	0	4	Грибостоек
5,0	0	4	Грибостоек
7,5	0	4	Грибостоек

 

     Анализ исследования биостойкости бетона на основе портландцемента М500 Д0 показывает, что введение в его состав данного препарата в концентрации ≥ 1 мас. ч. придает ему грибостойкость. Причем при выдерживании материалов, зараженных спорами плесневых грибов, в оптимальных для их развития условиях без дополнительных источников углеродного и минерального питания (метод 1), в результате осмотра под микроскопом образцов содержащих ≥ 3 мас. ч. добавки рост плесневых грибов не был обнаружен.

     В качестве контролируемых  показателей при исследовании  физико-механических свойств композитов нами рассматривались прочностные свойства, плотность, водопотребность и водостойкость.

     Установлено, что препарат «Тефлекс – Антиплесень» оказывает пластифицирующее действие, и уменьшает соотношение жидкости и сухих компонентов необходимое для создания равноподвижной смеси.

     Также выявлено, что  использование «Тефлекс – Антиплесень» приводит к повышению плотности цементных материалов, при этом наибольшее повышение этого показателя достигает 9% по сравнению с контрольными бездобавочными образцами. Наиболее интенсивное увеличение плотности характерно при введении в состав бетона 1-3 мас. ч. препарата.